Podwozie (lotnictwo)

Ten artykuł dotyczy podwozia w lotnictwie. Zobacz też: inne znaczenie tego słowa.

Podwozie – zespół płatowca (samolotu, śmigłowca lub szybowca) umożliwiający postój na podłożu oraz przejście ze stanu spoczynku do lotu w powietrzu i odwrotnie. Podwozie umożliwia postój płatowca na ziemi, wodzie lub konstrukcji (np. pokładzie okrętu), jego przemieszczanie po podłożu (kołowanie), start i lądowanie (lub wodowanie)^[1].

W przypadku samolotów, podwozie najczęściej składa się z ogumionych kół, mocowanych na goleniach, ramach lub innych wspornikach, zwykle zaopatrzonych w elementy amortyzujące (amortyzatory), czasami podpieranych zastrzałami. Podwozie kołowe może być stałe lub chowane (wciągane) w locie. Podwozie chowane cechuje się bardziej skomplikowaną konstrukcją, lecz sprzyja zmniejszeniu oporów aerodynamicznych, dlatego jest stosowane na wszystkich samolotach rozwijających większe prędkości. Podwozie chowane najczęściej wciągane jest do luków w skrzydłach, kadłubie lub gondolach silnikowych.

Podstawowe zadania podwozia^[1]:

• całkowite i nieodwracalne pochłanianie energii odpowiadającej energii opadania samolotu podczas lądowania oraz energii uderzenia pionowego podczas toczenia po nierównościach podłoża,
• zapewnienie małych oporów toczenia, zwłaszcza przy starcie,
• zapewnienie skuteczności hamowania, w celu skrócenia dobiegu samolotu podczas lądowania,
• zapewnienie wystarczającej stateczności samolotu, sterowności i zwrotności we wszystkich warunkach ruchu naziemnego, również podczas hamowania,
• zabezpieczenie samolotu przed niekontrolowanym zetknięciem z podłożem. Konstrukcja podwozia powinna, podczas nadmiernych przeciążeń, w pierwszej kolejności ulec odkształceniu lub zniszczeniu chroniąc w ten sposób pozostałe elementy płatowca,
• zapewnienie minimalnego przemieszczenia się kół wzdłuż osi samolotu i zachowanie niezmiennego rozstawu w celu zabezpieczenia ogumienia kół przed uszkodzeniem.

W zależności od masy samolotu stosowane są golenie z kołami pojedynczymi lub zespołami kół, w tym wózkami kilkukołowymi. W ciężkich samolotach transportowych stosowane są nawet zespoły wielokołowych goleni. Golenie podwozia można podzielić na: główne (przenoszące zasadniczą część masy płatowca), pomocnicze (przenoszące mniejszą część masy płatowca) i dodatkowe (nieprzenoszące masy płatowca lub przenoszące niewielką część).

Podstawowe układy konstrukcyjne podwozia kołowego:

• klasyczny: dwie główne golenie podwozia znajdują się przed środkiem ciężkości płatowca, rozstawione na boki w linii poprzecznej do osi płatowca w celu zapewnienia stabilności na podłożu, a pod ogonem płatowca znajduje się pomocnicze kółko ogonowe lub płoza ogonowa. Płatowiec na ziemi jest przechylony na ogon w stosunku do swojej osi podłużnej i podparty na kółku ogonowym. W układzie tym golenie główne przenoszą 80-90% masy płatowca,

• trójpodporowy (trójkołowy): dwie główne golenie podwozia znajdują się za środkiem ciężkości płatowca, rozstawione na boki w linii poprzecznej do osi płatowca w celu zapewnienia stabilności na podłożu, a pod częścią dziobową płatowca znajduje się pomocnicza przednia goleń. W układzie tym golenie główne przenoszą 80-90% masy płatowca,

• jednotorowy (rowerowy): dwie główne golenie podwozia znajdują się w osi symetrii płatowca. Tylna główna goleń znajduje się za jego środkiem ciężkości, przenosząc ok. 50-60% masy płatowca, a przednia główna goleń podwozia znajduje się pod częścią dziobową płatowca, przenosząc ok. 40-50% masy płatowca. Dla stabilizacji na ziemi zwykle stosowane są podpierające koła dodatkowe pod skrzydłami. Układ ten jest rzadko stosowany w samolotach, natomiast powszechnie w konstrukcji szybowców i motoszybowców,

• dwutorowy (samochodowy, tandemowy): sporadycznie stosowany układ podobny do jednotorowego, w którym golenie główne przednie i tylne podwozia umieszczone są w dwóch rzędach obok siebie, bez kół dodatkowych (np. B-52 Stratofortress),

• stosowane są również różne mniej typowe układy mieszane, np. w Boeing 747.

Układ klasyczny podwozia stosowany był w większości samolotów śmigłowych do lat 50. XX wieku, stąd przyjęła się jego nazwa. Stosowany był jedynie w nielicznych samolotach odrzutowych (np. Jak-15). Obecnie układ klasyczny jest stosowany już tylko na niewielką skalę w lekkich samolotach śmigłowych. Układ trójkołowy był stosowany na małą skalę od początku lotnictwa (np. Caproni Ca.3), zaczął być jednak powszechnie stosowany dopiero w latach 40. (w tym okresie głównie w samolotach konstrukcji amerykańskiej). Stosowany był i jest nadal w zdecydowanej większości samolotów odrzutowych i, od lat 50., również w większości samolotów śmigłowych.

Rzadko stosowane jest podwozie na nartach lub płozach, głównie w warunkach zimowych, czasami do lądowania na trawiastej nawierzchni. Podwozie takie zwykle występowało w układzie klasycznym, analogicznym do kołowego (zwykle istniała możliwość wymiany nart na koła). Prowadzono także eksperymenty z podwoziem gąsienicowym lub na poduszce powietrznej.

W przypadku wodnosamolotów pływakowych, podwozie stanowią pływaki (podwozie pływakowe). W łodziach latających funkcję podwozia pełni dolna część kadłuba, zwana podłodziem (samoloty amfibie mają oprócz tego chowane podwozie kołowe).

W śmigłowcach stosowane jest podwozie kołowe albo płozowe. Płozy występują tylko w lżejszych konstrukcjach. Podwozie kołowe w śmigłowcach występuje w różnych układach, najczęściej jest stałe. Jedynie nieliczne śmigłowce mają podwozie chowane (np. Mi-24). Podwozie płozowe jest dużo tańsze w produkcji i mniej skomplikowane w utrzymaniu niż podwozie kołowe, dzięki czemu można znacznie obniżyć koszty budowy i eksploatacji śmigłowca^[2]. W śmigłowcach operujących z wody stosowane są pływaki do wodowania, albo wyprofilowany spód kadłuba (podłodzie), jak w łodziach latających (np. Mi-14). Pływaki mogą być albo stałe, zastępujące płozy, albo nadmuchiwane, uzupełniające podwozie lądowe (jak w morskich wersjach śmigłowca W-3 Sokół).

W szybowcach podwozie często ogranicza się do jednego koła albo płozy pod kadłubem.

W kołowym podwoziu lotniczym stosuje się bezdętkowe opony półbalonowe, które z uwagi na niewielką szerokość są łatwe do schowania w konstrukcji samolotu. Są one rzadko wypełniane powietrzem, najczęściej stosuje się azot, który gwarantuje dłuższe utrzymanie właściwego ciśnienia w oponie. Ciśnienie w oponach dzieli się na cztery kategorie^[3]:

• ciśnienie bardzo małe – do 0,5 MPa,
• ciśnienie małe – do 1 MPa,
• ciśnienie średnie – do 1,5 MPa,
• ciśnienie duże – bez ograniczenia.

Na potrzeby budowy pasa startowego kategorie opon stosowanych w lotnictwie oznaczono odpowiednio symbolami W, X, Y, Z.