تستخدم مجموعات المكابح المختلفة الطاقة الهيدروليكية للعمل، حيث توضح هذه المقال الوسائل المختلفة لتوصيل ضغط المائع الهيدروليكي المطلوب إلى مجموعات الفرامل وهناك ثلاثة أنظمة تشغيل أساسية: نظام مستقل ليس جزءًا من النظام الهيدروليكي الرئيسي للطائرة، نظام معزز يستخدم النظام الهيدروليكي للطائرة بشكل متقطع عند الحاجة، ونظام مكابح الطاقة الذي يستخدم فقط الأنظمة الهيدروليكية الرئيسية للطائرة كمصدر للضغط، كما تختلف الأنظمة على طائرات مختلفة، لكن العملية العامة مماثلة لتلك التي سيتم وصفها.
أسطوانات رئيسية مستقلة
بشكل عام تستخدم الطائرات الصغيرة والخفيفة والطائرات بدون أنظمة هيدروليكية أنظمة فرملة مستقلة، ويكون نظام الفرامل المستقل غير متصل بأي شكل من الأشكال بالنظام الهيدروليكي للطائرة، وتستخدم الأسطوانات الرئيسية لتطوير الضغط الهيدروليكي اللازم لتشغيل الفرامل، هذا مشابه لنظام الفرامل في السيارة.
في معظم أنظمة تشغيل الفرامل، يقوم الطيار بالضغط على الجزء العلوي من دواسات الدفة لتطبيق الفرامل، كما يتم توصيل الأسطوانة الرئيسية لكل فرامل ميكانيكيًا بدواسة الدفة المقابلة (أي الفرامل الرئيسية اليمنى بدواسة الدفة اليمنى والفرامل الرئيسية اليسرى بدواسة الدفة اليسرى وعند الضغط على الدواسة، يقوم مكبس داخل غرفة مملوءة بسائل مختوم في الأسطوانة الرئيسية بدفع السائل الهيدروليكي عبر خط إلى المكابس في مجموعة الفرامل، وتقوم المكابس في الفرامل بدفع بطانات الفرامل ضد دوار الفرامل لخلق الاحتكاك الذي يؤدي إلى إبطاء دوران العجلة، ويزداد الضغط في جميع أنحاء أنظمة الفرامل بالكامل وضد الدوار، حيث يتم دفع الدواسة بقوة أكبر، كما ترتبط الأسطوانات الرئيسية الموجودة في نظام فرامل مستقل مباشرة بدواسات الموجة أو متصلة من خلال رابط ميكانيكي.
تحتوي العديد من الأسطوانات الرئيسية على خزانات مدمجة للسائل الهيدروليكي للفرامل، البعض الآخر لديه خزان واحد بعيد يخدم كلا الأسطوانتين الرئيسيتين للطائرة، وتحتوي بعض الطائرات الخفيفة المزودة بمقود أنفها على أسطوانة رئيسية واحدة فقط تعمل على تشغيل فرامل العجلة الرئيسية، هذا ممكن لأن توجيه الطائرة أثناء التاكسي لا يتطلب فرملة تفاضلية، وبغض النظر عن التركيب، فإن الأسطوانة الرئيسية هي التي تزيد الضغط المطلوب للفرملة.
الأسطوانة الرئيسية
الأسطوانة الرئيسية المستخدمة مع خزان بعيد، يعتبر هذا النموذج الخاص أسطوانة (Goodyear) الرئيسية، حيث تمتلئ الأسطوانة دائمًا بسائل هيدروليكي خالٍ من الهواء وخالي من الملوثات مثل الخزان والخط الذي يربط بينهما، وعندما يتم الضغط على الجزء العلوي من دواسة الدفة، يتم تحريك ذراع المكبس ميكانيكيًا للأمام في الأسطوانة الرئيسية ويدفع المكبس ضد السائل، والذي يتم دفعه عبر الخط إلى الفرامل.
وعندما يتم تحرير ضغط الدواسة فقد تقوم نوابض الإرجاع الموجودة في مجموعة الفرامل بسحب مكابس الفرامل مرة أخرى إلى مبيت الفرامل، كما يتم إزاحة السائل الهيدروليكي الموجود خلف المكابس، ويجب أن يعود إلى الأسطوانة الرئيسية كما هو الحال، حيث يقوم زنبرك رجوع في الأسطوانة الرئيسية بتحريك المكبس وقضيب المكبس ودواسة الدفة إلى الوضع الأصلي (إيقاف الفرامل أو عدم الضغط على الدواسة) ويتدفق السائل الموجود خلف مكبس الأسطوانة الرئيسية إلى الخزان وتكون الفرامل جاهزة للتشغيل مرة أخرى.
يتمدد السائل الهيدروليكي مع زيادة درجة الحرارة، كما يمكن أن يتسبب السائل المحاصر في سحب الفرامل ضد الدوارات وقد ينتج عن ذلك أيضًا تسريبات، وعندما لا يتم استخدام الفرامل، يجب السماح للسوائل بالتمدد بأمان دون التسبب في هذه المشكلات، كما يتم تضمين منفذ تعويضي في معظم الأسطوانات الرئيسية لتسهيل ذلك، وفي الأسطوانة الرئيسية يتم فتح هذا المنفذ عندما يتم سحب المكبس بالكامل، كما يُسمح للسائل الموجود في نظام الفرامل بالتمدد في الخزان، والذي لديه القدرة على قبول حجم السائل الإضافي ويتم تهوية الخزان النموذجي أيضًا في الغلاف الجوي لتوفير ضغط إيجابي على السائل.
يحتوي الجانب الأمامي من رأس المكبس على مانع تسرب يغلق منفذ التعويض عند الضغط على الفرامل، بحيث يمكن أن يتراكم الضغط، حيث يكون الختم فعالاً فقط في الاتجاه الأمامي وعندما يعود المكبس أو يتم سحبه بالكامل إلى وضع إيقاف التشغيل، يكون السائل الموجود خلف المكبس حرًا في التدفق عبر منافذ رأس المكبس لتجديد أي سائل قد يُفقد في اتجاه مجرى الأسطوانة الرئيسية، كما يحتوي الطرف الخلفي للأسطوانة الرئيسية على مانع تسرب يمنع التسرب في جميع الأوقات ويتم تركيب الحذاء المطاطي فوق قضيب المكبس والطرف الخلفي للأسطوانة الرئيسية لمنع دخول الغبار.
فرامل الانتظار قيد التشغيل
إن فرامل الانتظار لنظام فرامل الأسطوانة الرئيسية للخزان البعيد هي جهاز ميكانيكي تصاعدي بين الأسطوانة الرئيسية ودواسات الدفة، مع الضغط على الفرامل، يتم تعشيق المزلاج بسحب مقبض فرامل الانتظار لتحريرها، حيث يتم الضغط على دواسات الدفة بشكل أكبر، مما يسمح للسقاطة بفك الارتباط مع مجموعة فرامل الانتظار، كما يتم تخفيف أي تمدد للسائل الهيدروليكي بسبب درجة الحرارة بواسطة زنبرك في الوصلة الميكانيكية.
من المتطلبات الشائعة لجميع أنظمة الكبح عدم وجود هواء ممزوج بالسائل الهيدروليكي، نظرًا لأن الهواء قابل للانضغاط والسائل الهيدروليكي بشكل أساسي ليس كذلك، فإن أي هواء تحت الضغط عند الضغط على الفرامل يسبب فرامل إسفنجية، كما لا تشعر الدواسات بالثبات عند الضغط عليها لأسفل بسبب ضغط الهواء، ويجب ضغط أنظمة الفرامل لإزالة كل الهواء من النظام ويجب أن يتم ضغط أنظمة المكابح المجهزة بأسطوانات (Goodyear) الرئيسية من أعلى إلى أسفل لضمان إزالة أي هواء محاصر خلف مكبس الأسطوانة الرئيسية.
يشتمل الترتيب الشائع البديل لأنظمة الكبح المستقلة على أسطوانتين رئيسيتين، لكل منهما خزان سائل متكامل خاص به باستثناء موقع الخزان، فإن نظام الفرامل هو نفسه كما هو موضح للتو، حيث ترتبط الأسطوانات الرئيسية ميكانيكيًا بدواسات الدفة كما كان من قبل، كما يؤدي الضغط على الجزء العلوي من الدواسة إلى قيام قضيب المكبس بدفع المكبس إلى داخل الأسطوانة، مما يجبر السائل على الخروج إلى مجموعة الفرامل ويركب قضيب المكبس في غلاف المعوض، ويحتوي على حلقة O التي تغلق القضيب بالمكبس عند تحريك القضيب للأمام، هذا يمنع المنافذ التعويضية، وعند التحرير يعيد الزنبرك المكبس إلى موضعه الأصلي الذي يعيد ملء الخزان عند عودته، كما يتراجع مانع تسرب نهاية القضيب بعيدًا عن رأس المكبس، مما يسمح بالتدفق الحر للسوائل من الأسطوانة عبر منافذ التعويض في المكبس إلى الخزان.
يظهر أسطوانة رئيسية مشتركة مع خزان مدمج ويوجد منفذ التعويض مفتوح للسماح للسوائل بالتمدد في الخزان في حالة زيادة درجة الحرارة، ويتم الضغط على الفرامل، حيث يغطي مانع التسرب نهاية قضيب المكبس منفذ التعويض عند ملامسته لرأس المكبس، وتعتبر آلية فرملة الانتظار هي نوع تصعيد يعمل على النحو الموصوف، حيث يتم توفير منفذ خدمة في الجزء العلوي من خزان الأسطوانة الرئيسية عادة، يتم تثبيت قابس في المنفذ لتوفير ضغط إيجابي على السائل.
