8.3 LANDINGSGESTEL, WIELEN, BANDEN EN REMMEN

Dit hoofdstuk gaat over de constructie van het landingsgestel.

8.3.1 Onderstellen

Een zweefvliegtuig heeft een onderstel om de krachten op te vangen die tijdens start en vooral- landing op het vliegtuig ontstaan. Daarnaast maakt het onderstel grondtransport mogelijk en stelt het de vlieger in staat om gecontroleerd af te remmen.

Het onderstel vindt zijn oorsprong in een met rubber afgeveerde houten schaats welke onder de neus was bevestigd. Aan de achterkant was onder de staart een houten of rubberen slof bevestigd. Zowel schaats als slof waren voorzien van een metalen slijtplaat.

Later werd achter de schaats een wiel met luchtband bevestigd voor minder weerstand tijdens start, landing en grondtransport.

Afbeelding 8.3.1 Onderstel Schleicher Ka-13

Met de introductie van kunststof zweefvliegtuigen is de schaats verdwenen. Afhankelijk van de zwaartepuntligging wordt dan naast een hoofdwiel, gebruik gemaakt van een neuswiel. Ligt het zwaartepunt achter het hoofdwiel, dan is er geen neuswiel nodig. Ook de staartslof wordt steeds vaker uitgevoerd als staartwiel. In een enkel geval (bijvoorbeeld bij zelfstartende zweefvliegtuigen) is het staartwiel bestuurbaar via het richtingsroer.

Afbeelding 8.3.2 Onderstel modern kunststof zweefvliegtuig

Afneembaar staartwiel
In het “houten tijdperk” werd bij grondtransport op het hoofdwiel gebalanceerd door de staartslof vrij van de grond te houden door de staart op te tillen. Tegenwoordig is voor grondtransport een afneembaar en vrij draaibaar staartwiel beschikbaar welke ter hoogte van het kielvlak om de staart wordt bevestigd. Het moge duidelijk zijn dat dit transportwiel vóór de start weer moet worden verwijderd.

Zwaartepuntligging
De zwaartepuntligging bepaalt de stand van het (beladen) vliegtuig op de grond. Een zwaartepunt achter het hoofdwiel zorgt ervoor dat het vliegtuig op de grond al iets achterover staat waardoor er tijdens de startaanloop al sprake is van enige invalshoek waardoor het vliegtuig eerder “loskomt”. Nadeel is soms het iets slechtere zicht naar voren tijdens de startaanloop. Een veel groter nadeel echter is het gedrag van het vliegtuig bij een traverserende landing, dat wil zeggen een landing waarbij de langsas van het vliegtuig niet samenvalt met diens bewegingsrichting. Zodra de grond traverserend wordt geraakt bestaat de kans dat het vliegtuig een grondzwaai maakt. Tijdens een grondzwaai wordt zeer fors om de topas gedraaid waarbij meestal ook de staart en een tip de grond raken. De kans op schade is hierbij aanzienlijk. Zou het zwaartepunt voor het hoofdwiel hebben gelegen dan ontstaat bij een traverserende landing juist een herstellend moment dat de grondzwaai tegengaat. Een bijkomend voordeel is de invalshoekverkleining na de landing welke het eventueel loskomen (“opspringen”) van de grond tegengaat.

Vering
Het onderstel bestaat tegenwoordig uit een geveerd hoofdwiel. De vering wordt bewerkstelligd door een rubberen klos en/of spiraalveer tussen wiel en rompconstructie. Ook de lucht in de band kan voor enige vering zorgen.

Intrekbaar hoofdwiel
Afhankelijk van het vliegtuig is het hoofdwiel intrekbaar. Een intrekbaar wiel vereist een ingewikkelder en dus zwaardere constructie. Daar staat tegenover de lagere weerstand tijdens vliegen welke vooral bij hoge snelheden tot voordeel kan strekken.

Op dit moment worden de meeste hoofdwielen nog mechanisch met spierkracht ingetrokken. Wel wordt ter ondersteuning gebruik gemaakt van een gasveer welke hulp biedt bij het intrekken van een zwaar wiel en/of helpt het wiel te vergrendelen in de neergelaten toestand. Een wielhendel in de cockpit bedient een arm van voldoende lengte waardoor een groot draaimoment ontstaat welke het wiel naar binnen kan bewegen. Het wiel trekt de aan de romp scharnierende wieldeurtjes dan mee omhoog zodat de romp keurig is afgesloten. Veel zweefvliegtuigen met een intrekbaar wiel kennen een maximale snelheid waarbij het wiel nog mag worden bediend. Dit is de v_LO (maximum landing gear operating speed).

Het is van belang dat het wiel vergrendeld is in de “uit” positie. Dit gebeurt met een constructie waarbij de bedieningsstangen een overstrekte (overcenter) toestand innemen. Deze toestand is te vergelijken met een knie of elleboog die “op slot” staat, dat wil zeggen overstrekt zijn. Daarom is het belangrijk dat na het omlaag bewegen van het wiel, de wielhendel maximaal naar voren (en soms ook opzij) wordt bewogen.

Afbeelding 8.3.3 Intrekbaar wiel

Elektrisch intrekbaar wiel
Wordt de bediening van het hoofdwiel te zwaar, dan is een elektrisch intrekbaar wiel een optie. Via een schakelaar in de cockpit kan dan met behulp van een elektromotor het wiel worden ingetrokken en neergelaten inclusief vergrendeling.

Wielalarm
Een wielalarm is een optie die je niet meer zo vaak tegenkomt omdat deze nog wel eens voor een schrikreactie wil zorgen. Zodra de remkleppen worden ontgrendeld terwijl het wiel nog niet is vergrendeld klinkt een duidelijk hoorbaar signaal welke vergezeld kan gaan van een zichtbare melding op een beeldscherm.

8.3.2 Wielen en banden

De wielen bestaan uit een metalen velg welke via gesloten spaken verbonden is met de naaf waar de as doorheen loopt. De wielen zijn in principe altijd voorzien van een rubberen luchtband. Bij een klein staartwiel wil men nog wel eens een geheel rubberen of kunststof wiel tegenkomen. De banden kunnen voorzien zijn van een binnenband. Teneinde de band op te pompen is in het wiel een ventiel aangebracht. Voor de juiste bandenspanning wordt verwezen naar het vlieghandboek. Teneinde de luchtweerstand te verminderen zijn om de niet-intrekbare wielen soms (afneembare) stroomlijnkappen aangebracht.

Een zachte of lekke band laat zich makkelijk herkennen als het gewicht van het vliegtuig er op rust. Dat is anders bij een neuswiel of staartwiel dat niet altijd op de grond rust. Door er stevig in te knijpen kan men erachter komen of de band zacht is. Een band die niet op spanning is kan uitscheuren en losraken van de velg.

Soms brengt de technicus een markering in de vorm van een lik verf aan op de buitenband en op de velg. Een eventuele verdraaiing van de band ten opzichte van de velg kan dan makkelijk worden herkend. Een verdraaide band kan leiden tot uitscheuren van het ventiel.

8.3.3 Remmen

Vroeger werd na de landing geremd door de wrijving van de schaats en/of slof met de grond. Tegenwoordig bevindt zich op het hoofdwiel een wielrem welke voor wrijving zorgt met het draaiende wiel. De wrijving veroorzaakt warmte welke door de rem moet worden geabsorbeerd. Een rem kan dus zeer heet worden!

Bediening
De wielrem kan op verschillende manieren worden bediend. De meest voorkomende is via de remklephendel door deze helemaal naar achteren te bewegen. Een andere mogelijkheid is via een knijphendel op de stuurknuppel. Soms komt men een constructie tegen waarbij de remmen bediend worden via de ‘hakken’ van de voetpedalen. Dit type rem is slecht te doseren en dient daarom meestal alleen te worden gebruikt als noodrem. In alle gevallen wordt aan een stang of kabel getrokken welke het mechanisme in werking zet. Hoe harder aan de kabel wordt getrokken, hoe harder er wordt geremd. Ten aanzien van dit laatste wordt opgemerkt dat bij te hard remmen het wiel kan blokkeren waardoor de remwerking zo goed als nihil is geworden. Ook heeft de neus de neiging om bij te hard remmen voorover te kantelen waarbij ernstige schade kan ontstaan.

Afbeelding 8.3.4 Rembediening via klephendel (ASK21)

Hydraulische remmen
Bij de grotere zweefvliegtuigen met dito hogere landingssnelheid moet na de landing zoveel massa en snelheid (kinetische energie) worden afgeremd dat de wielremmen hydraulische versterking nodig hebben. Hiertoe bevindt zich nabij de wielrem een potje met remvloeistof. Door aan de remkabel te trekken wordt een kleine zuiger in een cilinder geduwd waardoor de verbinding met het potje wordt afgesloten. Door de kracht waarmee de zuiger wordt ingedrukt bouwt zich nu een druk op in de vloeistof. Deze druk is recht evenredig met de uitgeoefende kracht en omgekeerd evenredig met het oppervlak van de zuiger (p = F/A). Omdat de vloeistof niet samendrukbaar is zal dezelfde druk overal in de afgesloten vloeistof heersen. Aan de andere kant van de cilinder bevindt zich een zuiger met een groter oppervlak. Als gevolg van de hoge vloeistofdruk en de grotere zuiger ontstaat nu een zeer grote kracht (F = p.A) waarmee de remmen bediend kunnen worden. Zodra de remkabel wordt losgelaten zal een veer de kleine zuiger terug bewegen waardoor de remdruk zakt en de vloeistof weer in verbinding komt met het voorraadpotje.

Er zijn twee typen wielrem in gebruik: de trommelrem en de schijfrem.

Afbeelding 3-5 Trommelrem (LS4): boven gemonteerd, midden de trommel, en onder de remvoeringen.

Trommelrem
Een trommelrem bestaat uit een holle cilinder welke bevestigd is aan het draaiende wiel. Zodra er wordt geremd, wordt tegen de binnenkant een remvoering gedrukt waardoor de benodigde wrijving ontstaat. Door de relatief kleine en gesloten ruimte wordt de trommelrem slecht geventileerd en dus snel warm. Worden de remvoeringen te heet dan gaat dat ten koste van de remcapaciteit. Mede hierdoor zijn trommelremmen zijn slecht te doseren.

Schijfrem

Een schijfrem bestaat uit een relatief grote platte metalen schijf welke bevestigd is aan het draaiende wiel. Om de schijf bevindt zich een remklauw met daarin aan weerszijden de remvoering. zie afbeelding 8.3.3. Schijfremmen worden altijd hydraulisch bediend. Door het relatief grote oppervlak en goede ventilatiemogelijkheden zijn remschijven goed geschikt voor het absorberen van veel kinetische energie.

Controlemogelijkheden bij dagelijkse inspectie:

• conditie en vergrendeling (intrekbare) wielhendel;
• wieldeurtjes vast;
• staartslof vast en metalen slijtplaatje aanwezig;
• wiel kan vrij draaien;
• banden zijn onbeschadigd;
• band is niet verdraaid ten opzichte van velg;
• banden zijn op spanning (voor juiste spanning zie vlieghandboek);
• rem loopt niet aan (hoofdwiel kan vrij draaien);
• bediening en werking rem vanuit cockpit;
• voorraad remvloeistof in potje aanwezig (in geval van hydraulische remmen).