Disque de freins d'avion

Le disque de frein d'avion Semicorex n'est pas gros, mais c'est l'un des composants essentiels de l'avion, il est tout aussi important avec le moteur « cœur » et le contrôleur de vol « cerveau ». Identique au principe du freinage automobile, seule la résistance thermique des freins de l’avion nécessite une plus grande résistance et utilise généralement un système de freinage multidisque. Lefreinssur les roues fournissent la majorité de l'effet de décélération, convertissant l'énorme énergie cinétique de l'avion en énergie interne du disque de frein de l'avion. Lorsque l'avion rencontre une urgence lors d'un roulage à grande vitesse et doit interrompre le décollage, le freinage d'urgence soumet les disques de frein à des tests encore plus sévères, les faisant chauffer rapidement jusqu'à devenir brûlants.

Les systèmes de freinage des avions (à l'exception du Boeing 787) utilisent généralement la technologie de freinage hydraulique. Le moteur alimente une pompe hydraulique qui convertit la basse pression en haute pression et transmet cette pression aux actionneurs de frein via des conduites hydrauliques. Les actionneurs de frein poussent et appuient contre le disque de frein de l'avion, et la friction entre les disques fournit un couple qui empêche les roues de rouler, réduisant ainsi la vitesse de décollage de l'avion.

Cela semble simple, mais c'est en réalité assez complexe. Comme les avions atterrissent à grande vitesse, ils contiennent d’énormes quantités d’énergie. Selon la loi de conservation de l'énergie, l'avion doit s'appuyer sur des inverseurs de poussée et des systèmes de freinage pour absorber cette énorme énergie (la traînée aérodynamique aide également) afin d'arrêter l'avion. Pendant le processus de friction, le disque de frein de l'avion convertit la majeure partie de l'énergie cinétique de l'avion en énergie thermique ; par conséquent, la température de fonctionnement dudisques de freinest d'au moins plusieurs centaines de degrés Celsius.

En outre, les systèmes de freinage des avions sont conçus pour tenir compte de nombreuses circonstances imprévues pouvant survenir pendant l'exploitation, imposant ainsi des exigences encore plus élevées aux systèmes de freinage des avions.disques de frein. Par exemple, que se passe-t-il si un avion rencontre une situation soudaine alors qu'il roule à grande vitesse sur la piste en préparation pour le décollage et doit interrompre le décollage ? Ou que se passe-t-il si un avion découvre un dysfonctionnement du système peu après le décollage et doit revenir, mais que les volets et les becs ne peuvent pas se déployer complètement à ce moment-là ? Dans le cas de ces circonstances imprévues, le disque de frein de l’avion doit absorber beaucoup plus d’énergie que lors d’un atterrissage normal.

Les matériaux utilisés pour fabriquer les disques de freins des avions doivent résister à la fois aux frottements et aux températures élevées. Quel matériau peut répondre à ces exigences ? La réponse réside dans les matériaux composites carbone-carbone. Les premiers avions utilisaient des disques de frein en acier de métallurgie des poudres, qui souffraient d'inconvénients tels qu'un poids élevé, de mauvaises performances à haute température et une courte durée de vie. En comparaison, les disques de frein en composite carbone/carbone offrent des performances supérieures et sont 40 % plus légers que les disques de frein en acier (pour les gros avions à plusieurs roues, cela se traduit par une réduction de poids de centaines de kilogrammes, voire de tonnes), gagnant ainsi une application généralisée.

Matériaux composites carbone/carbonesont des matériaux composites composés de fibre de carbone comme squelette et de carbone comme matrice. Les fibres de carbone peuvent se présenter sous la forme d'une charpente tridimensionnelle continue ou de fibres coupées courtes réparties de manière aléatoire ; la matrice carbonée est obtenue par imprégnation de résine ou de brai de carbonisation, ou par pyrolyse et dépôt de gaz d'hydrocarbures (tels que le gaz naturel ou le propane).

Après des décennies de recherche, les matériaux composites carbone/carbone produits par des procédés modernes ont acquis des caractéristiques telles qu'une résistance spécifique élevée, un module spécifique élevé, une résistance aux températures élevées et d'excellentes propriétés de frottement et d'usure, qui peuvent bien répondre aux exigences de performance globales des matériaux aérospatiaux dans des conditions de température et de vitesse élevées.