Kizárt, hogy a levegőben kettétörjön egy repülő. Elvileg

2015.02.18. 18:21

Az AirAsia 8501-es járatának tavaly decemberi balesete óta mindenki a külső (főleg időjárási) tényezők fontosságával van elfoglalva, ám megfeledkezünk a repülőket érő fizikai terhelésekről. Lássuk, milyen hatások érhetik a gépet repülés közben, és mit tesznek a mérnökök azért, hogy az utasszállítók mindezt el tudják viselni.

A mentőhajó fedélzetére teszik az Air Asia 30 méteres mélységből kiemelt farokrészét a Jáva-tengeren
Forrás: MTI/EPA/Prasetyo Utomo

A 2014. december 28-án, hajnalban a Jáva-tenger felett eltűnt A320-as gépen 155 utas és hétfős személyzet tartózkodott. A légitársaságnak ez volt az első halálos áldozatokkal járó balesete az alapítása óta, még műszaki meghibásodás miatti kényszerleszállást sem kellett soha végrehajtaniuk a cég gépeinek. A tavalyi tragikus balesetet kiváltó ok sem műszaki jellegű volt, hanem több kedvezőtlen időjárási körülmény együttes hatásának következménye - erről bővebben itt olvashat

Hihetetlen fizikai hatások

Mekkora fizikai terhelést képesek elviselni a mai modern repülőgépek? Tudjuk-e egyáltalán, hogy milyen külső hatások érnek egy repülőgépet a felszállás és a leszállás között? Elsődlegesek a fizikai tényezők: gravitációs terhelés, emelkedés, süllyedés, a fordulás során fellépő hatások, gyorsulás és lassulás során érzékelhető erőhatások.

Csak a légiparádékon döbbenünk rá, mi mindent kibírnak az utasszállító gépek. Egy ilyen manővertől előkerülne az összes papírzacskó a fedélzetenForrás: AFP/Fabrice Coffrini

Az egyik legfontosabb próbatétel a külső és belső nyomáskülönbség által előidézett terhelés, hiszen utazómagasságon a belső nyomás igyekszik szétfeszíteni az utasteret. Legalább ilyen fontosak a levegő és a repülőgép találkozásából adódó hatások, ilyen például a torlópontok kialakulása, valamint a gép teste és a levegő súrlódásából adódó hőmérsékletváltozás.

A magasban összeszűkül a kabin

Ezek a tényezők a repülés során folyamatosan befolyásolják a repülőgép testének, az úgynevezett sárkányszerkezetnek a terhelését és igénybevételét, sőt még a kabin méretét is megváltoztatják. Bármilyen meglepő, az utastér átmérője például kisebb az utazómagasságon, mint a földön állva. A repülés elmúlt százéves történelme során azonban a tervezés már jócskán finomodott annyit, hogy a mérnökök a létező összes lehetőséget figyelembe veszik.

Azt is külön lemodellezik kicsiben, milyen gyötrésnek vetik alá az új Airbus A350-es törzsét és szárnyaitForrás: Airbus

Sőt a szerkezeti tervezés területén még olyan tényezőkkel is számolnak, ami egy átlagembernek eszébe sem jutna. Ki kell vizsgálni például, milyen károsodásokat okozhat a géptesten a vulkáni homok, erre öt évvel ezelőtt az izlandi Eyjafjallajökull kitörése miatt elrendelt légtérzár irányította rá a közvélemény figyelmét. Az 1920-as években persze ilyen teszteket még nem végeztek, és a terhelési próbákat is sokkal kezdetlegesebb körülmények között, „élő tesztbábukkal” oldották meg. (kép: homebiltairplanes.com)

Tesztlabor helyett régen így próbálták ki a szárnyak teherbírásátForrás: homebiltairplanes.com

Hogyan tűri a stresszt a sárkány?

Egy új gép fejlesztése során a sárkányszerkezet valamennyi részét külön-külön és egyben is terheléses, úgynevezett stressztesztnek vetik alá. A szárnyak és a sárkány stressztűrését első körben több ezer órányi számítógépes szimuláció előzi meg, ez után következnek csak a valós körülmények között végrehajtott próbák kicsinyített méretben. E munkafázis végére maradnak az 1:1-es mértarányban elvégzett tesztek, melyek talán a leglátványosabbak a laikusok számára.

Egy-egy ilyen mérésnél 8-12 ezer szenzorral vizsgálnak, még az oxigénmolekulák viselkedését is külön szenzor figyeli a próbák helyszínéül szolgáló 2500 tonnás fémketrecben. Ez a periódus az úgynevezett teljes méretű statikus tesztek része. Csak hogy lássuk, a két nagy gyártó milyen komolyan veszi a gépek szerkezeti tervezését és vizsgálatát: az Airbusnál és a Boeingnál összesen 8000 mérnök dolgozik ezen a területen, és tulajdonképpen soha nincs vége a munkájuknak.

A felszállás kritikus pillanatai

A stressztesztek természetesen olyan területekre is kiterjednek, hogy mi történik akkor, ha egy gépnek a legalacsonyabb felszállósebességgel kell elhagynia a futópályát, mekkora terhelést kap ilyenkor a gép hátsó része, és nincs-e meg esetleg annak a lehetősége, hogy egy ilyen szituációban letörik a farok. Ennek vizsgálatához egy felszállás közben végrehajtott, kifejezetten veszélyes és bonyolult manőver szükséges.

Az átlagos utazót azonban sokkal jobban érdekli, normális-e, amikor a gép szárnyvégei a repülés során folyamatosan le-fel mozognak, illetve egy turbulens útszakasz során szokatlanul meghajlanak.
Persze érthető a félelem, hiszen egy repülőgép csak akkor képes a levegőben maradni, ha a gép valamennyi szerkezeti egysége tökéletesen képes ellátni feladatát. Vannak szárnyai, függőleges és vízszintes vezérsíkja. Ezek hiányában mindössze egy zuhanó fémcső lenne.

Nem kell megijedni a szárnyak lengésétől

Megnyugtatunk mindenkit: a szárnyvégek nagymértékű kitérése teljesen normális. Nagyobb gépeknél a szárny elhajlása (wing flex) akár öt méter is lehet, a kompozit anyagok megjelenésével pedig extrém magas terhelést, akár a gyár által meghatározott maximális terhelés másfélszeresét is képesek elviselni, csak ez után törnek el. Természetesen a szárnyak viselkedését különböző repülési szituációkban tesztek százai során vizsgálják, és laborban mindig elmennek a szárnyak töréshatáráig.

A Bombardier is hidraulikus emelőkkel vizsgálja, milyen terhelést bír ki a szárnyForrás: Bombardier

Látható tehát, hogy a mai modern repülőgépek tervezésénél mindent megtesznek a mérnökök a biztonságért – az elérhető legmodernebb technológiával vizsgálják a felhasznált anyagok teherbírását és tűrőképességét, extrém helyzetekben is. Bízzuk magunkat a pilótákra, élvezzük a repülést, az általunk nem befolyásolható külső tényezőkkel pedig ne törődjünk, hiszen úgysem tudjuk érdemben megítélni a veszélyességüket.

Így öregednek a repülőgép anyagai
A repülőgép-tervezés egyik legnagyobb kihívása a szerkezeti integritás (más néven élettartam) minél hosszabb távra kitolása, elsődleges cél, hogy az anyagfáradás ismeretlen fogalom legyen a gép teljes életútja, jellemzően 25 év során. A kifinomult teszteknek köszönhetően az eredmények évről évre jobbak, de még mindig előfordulnak emiatt bekövetkező balesetek a repülőgépiparban, igaz, egyre ritkábban. Tulajdonképpen ez az egyetlen olyan terület, amit jelenleg még nem tudnak teljes mértékben kontrollálni a mérnökök, ez egyfajta kalkulált kockázat a repülésben. Igaz, rendkívül minimális, mindössze három ilyen balesetet jegyeztek fel ez elmúlt öt évben:
 
- 2009. július 13-án a Southwest Airlines 2294-es járatának mennyezetén egy futball-labda nagyságú lyuk keletkezett a gép törzsén, utazómagasságon. Az eset kivizsgálásakor megállapították, hogy anyagfáradás idézte elő a meghibásodást.
- 2010 novemberében az ausztrál Qantas légitársaság A380-as típusú gépe kényszerleszállást hajtott végre a szingapúri repülőtéren; a vizsgálat később megállapította, hogy részben anyagfáradás okozta a vészhelyzetet.
- 2011. április 1-jén ugyancsak a Southwest Airlines 812-es járatának tetejéből kétméteres darab szakadt ki tízezer méteres magasságban. Nem sokkal később kiderült, hogy a hibás karbantartásból adódó anyagfáradás okozta a sérülést. 

 

 

KAPCSOLÓDÓ CIKKEK