아쿠아플라닝

Aquaplaning
"Aquaplane"이 여기로 리디렉션됩니다.수상비행기(스포츠), 수상비행기(보트), 수상비행기, 플로트플레인 또는 플라잉보트와 혼동하지 마십시오.
아쿠아플라닝 타이어의 다이어그램
두 대의 차량이 도로 표면의 큰 웅덩이를 통해 급강하하고 있다.

도로 차량, 항공기 또는 기타 바퀴 달린 차량의 타이어에 의한 수중 활주 또는 하이드로플랜은 차량의 휠과 노면 사이에 물의 층이 쌓일 때 발생하며, 차량이 제어 입력에 반응하지 못하게 하는 트랙션 상실로 이어진다.모든 휠에서 동시에 발생할 경우 차량이 사실상 통제되지 않는 썰매가 됩니다.아쿠아플라닝은 도로 표면의 물이 단순히 윤활유 역할을 할 때와는 다른 현상이다.물때가 발생하지 [1]않는 경우에도 젖은 포장도로에서는 트랙션이 감소합니다.

원인들

방향이나 속도를 바꾸는 모든 차량 기능은 타이어와 노면 사이의 마찰에 의존합니다.고무제 타이어의 홈은 타이어 밑의 물을 분산하도록 설계되어 있어 젖은 상태에서도 높은 마찰력을 제공합니다.아쿠아플라닝은 타이어가 소멸할 수 있는 것보다 더 많은 물을 만나면 발생합니다.휠 앞쪽에 있는 수압으로 인해 타이어의 앞쪽 가장자리 아래에 쐐기 모양의 물이 차도에서 들어올려집니다.그런 다음 타이어는 직접 도로 접촉이 거의 없는 상태에서 물 위에서 스케이트를 탄다. 그리고 통제력을 상실한다.여러 타이어 수상비행기의 경우 차량이 방향 제어를 잃고 장애물과 충돌할 때까지 미끄러지거나 하나 이상의 타이어가 도로와 다시 접촉하여 마찰력을 되찾을 수 있을 정도로 감속할 수 있습니다.

수중 활주 위험은 체수 깊이와 해당 [2][3]수심에 대한 차량의 민감도에 따라 증가한다.

수심 계수

도로에 바퀴자국이 있다.
  • 압축된 휠 트랙의 깊이 및 종방향 함몰:중형 차량은 시간이 지남에 따라 포장도로에 물이 고일 수 있는 바퀴자국을 일으킬 수 있습니다.
  • 포장 미세 및 고단백질:[4]콘크리트는 표면의 나이와 포장 시 사용된 시공 기법에 따라 다르지만 러트 형성에 대한 내성이 뛰어나기 때문에 핫믹스 아스팔트보다 선호될 수 있습니다.콘크리트도 충분한 질감을 가지도록 각별한 주의를 기울여야 합니다.
  • 포장 횡단 경사 및 경사:[5]크로스 슬로프는 도로의 단면이 U를 위로 향하게 하는 정도이며, 크로스 슬로프가 높을수록 물이 더 쉽게 빠져나갈 수 있습니다.경사는 특정 지점에서 도로의 급경사로, 배수와 도로에서 차량이 가하는 힘 모두에 영향을 미칩니다.차량은 오르막 주행 중에 수상비행기를 탈 확률이 낮고 물이 고이는 두 개의 연결된 언덕의 기압골에서 수상비행기를 탈 가능성이 훨씬 더 높습니다.횡단경사 및 기울기의 결과를 배수구배 또는 "결과구배"라고 합니다.대부분의 도로 설계 매뉴얼에서는 강우 시 및 강우 후 두꺼운 수막을 방지하기 위해 모든 도로 구간의 배수 구배가 0.5%를 초과해야 합니다.배수구배가 최저한도 0.5% 이하로 떨어질 수 있는 영역은 뱅크 외곡선의 입구와 출구에서 찾을 수 있다.이러한 핫스팟은 일반적으로 도로 길이의 1% 미만이지만, 모든 스키드 충돌의 상당 부분이 그곳에서 발생합니다.도로 설계자가 충돌 위험을 줄이는 한 가지 방법은 횡력이 더 낮은 직선 도로 구간과 외부 곡선에서 교차 경사 전환을 이동하는 것입니다.가능하면 크로스 슬로프 전환을 약간 상승 또는 하강으로 배치하여 배수 경사도가 0으로 떨어지는 것을 방지해야 한다.영국 도로 설계 매뉴얼은 실제로 필요한 경우 인공적으로 만들어진 경사면에 횡단 경사면 전환을 배치하도록 요구하고 있습니다.경우에 따라서는 투과성 아스팔트 또는 콘크리트를 사용하여 크로스 슬로프 전환 시 배수를 개선할 수 있습니다.
  • 포장 폭:도로가 넓을수록 같은 정도의 배수량을 달성하려면 더 높은 횡단 경사가 필요합니다.
  • 도로 곡률
  • 강우 강도 및 지속 시간

차량 감도 계수

  • 운전자의 속도, 가속, 제동 및 스티어링
  • 타이어 트레드 마모:마모된 타이어는 트레드 깊이가 부족하기 때문에 더 쉽게 물에 잠길 수 있습니다.반쯤 닳은 트레드는 [6]풀 타이어보다 약 5~7km/h(3~4mph) 낮은 수중 활주로를 초래합니다.
  • 타이어 공기압:공기압이 부족하면 타이어가 안쪽으로 꺾여 타이어 중심이 올라가고 트레드가 물을 배출하지 못할 수 있습니다.
  • 타이어 트레드 석면비:접촉 패치가 길고 얇을수록 타이어가 수상비행할 가능성이 낮아집니다.위험이 가장 큰 타이어는 직경이 작고 폭이 [citation needed]넓다.
  • 차량 중량: 공기압이 적절한 타이어에 더 많은 무게가 실릴수록 접촉 패치가 길어지고 종횡비가 개선됩니다.타이어 공기압이 부족할 경우 무게가 역효과를 낼 수 있습니다.
  • 차종:세미트레일러와 같은 복합 차량은 불균일한 중량 분포로 인해 불규칙한 물때가 발생할 가능성이 높습니다.짐을 싣지 않은 트레일러는 택시가 끄는 것보다 더 빨리 수상비행기를 탈 것이다.트레일러를 견인하는 픽업 트럭이나 SUV 차량도 비슷한 문제를 일으킵니다.

차량이 수상비행하는 속도를 결정하는 정확한 방정식은 없다.기존의 노력은 경험적 [6][7]테스트에서 경험적 규칙을 도출해냈다.일반적으로 자동차는 72~93km/[8]h(45-58mph) 이상의 속도에서 수상비행기를 타기 시작합니다.

오토바이

오토바이는 동그란 카누 모양의 접촉 패치가 있는 좁은 타이어로부터 이득을 얻는다.좁은 타이어는 차량 중량이 더 작은 면적에 분산되기 때문에 물때에 덜 취약하고 둥근 타이어는 물을 더 쉽게 밀어냅니다.이러한 장점은 슈퍼스포츠 클래스처럼 타이어가 자연스럽게 넓은 경량 오토바이에서 감소합니다.또한 습윤상태는 미끄러지기 전에 타이어가 수용할 수 있는 횡력을 감소시킨다.4륜 차량의 미끄럼틀은 보정할 수 있지만, 오토바이의 동일한 미끄럼틀은 일반적으로 탑승자를 넘어지게 합니다.따라서 젖은 조건에서 수중 착륙 위험이 상대적으로 낮음에도 불구하고 오토바이 탑승자는 젖은 도로에 의해 전체적인 트랙션이 감소하기 때문에 더욱 주의해야 합니다.

자동차 내

스피드

다음 방정식을 사용하여 전체 하이드로플랜이 발생하는 속도를 대략적으로 계산할 수 있습니다.

서p { p는 타이어 공기압(psi 단위)이며, 그 p { V_는 차량이 완전히 하이드로플레인을 [9]시작할 때의 속도(mph 단위)입니다.타이어 공기압이 35psi인 차량의 예를 고려할 때, 61mph는 타이어가 노면과의 접촉을 잃는 속도라고 할 수 있습니다.

그러나 위의 방정식은 매우 대략적인 근사치만 제시합니다.워터플래닝에 대한 저항은 주로 차량 중량, 타이어 폭 및 트레드 패턴 등 여러 가지 요인에 의해 좌우됩니다. 이 모든 요소가 접촉 패치의 특정 영역에 걸쳐 타이어가 노면에 가하는 표면 압력에 영향을 미칩니다. 즉, 무게가 많이 실리고 공격적인 트레드 패턴은 훨씬 높은 워터플래닝에 저항합니다.최소 트레드로 경차의 와이드 타이어보다 빠른 속도입니다.또한 수심이 깊어짐에 따라 수중 활주 가능성이 크게 높아진다.

대답

차량이 급경사를 할 때 운전자가 경험하는 것은 트랙션을 상실한 휠과 진행 방향에 따라 달라집니다.

차량이 직진할 경우 약간 느슨한 느낌이 들기 시작할 수 있습니다.정상 조건에서 높은 수준의 노면 느낌이 있으면 갑자기 감소할 수 있습니다.작은 교정 제어 입력은 효과가 없습니다.

구동 휠 수상비행기의 경우 엔진 RPM이 갑자기 상승하고 회전하기 시작할 때 속도가 표시될 수 있습니다.넓은 고속도로에서 앞바퀴가 트랙션을 잃으면 차량이 갑자기 커브 바깥쪽으로 표류합니다.리어 휠이 트랙션을 잃으면 차량 뒷부분이 옆으로 미끄러져 튀어나갑니다.4륜 수상비행기가 동시에 움직이면 차량이 직선으로 미끄러지고, 다시 커브 바깥쪽으로 미끄러집니다.휠의 일부 또는 전부가 트랙션을 회복하면 휠이 가리키는 방향에 관계없이 갑자기 덜컹거리는 소리가 날 수 있습니다.

회복

제어 입력은 수산화 중에 역효과를 내는 경향이 있습니다.차량이 방향을 틀지 않으면 가속 페달을 늦추면 트랙션을 회복할 수 있을 정도로 속도가 느려질 수 있습니다.스티어링 입력으로 인해 차량이 미끄러져 회수가 어렵거나 불가능할 수 있습니다.제동을 피할 수 없는 경우, 운전자는 부드럽게 제동하고 불안정성에 대비해야 합니다.

리어 휠 수상비행기로 오버스티어가 발생할 경우, 운전자는 리어 타이어가 트랙션을 회복할 때까지 미끄럼 방지 방향으로 방향을 잡은 다음 다른 방향으로 빠르게 방향을 조정하여 차량을 똑바로 세워야 합니다.

운전자에 의한 방지

가장 좋은 전략은 아쿠아플라닝에 기여하는 사람들을 피하는 것이다.적절한 타이어 공기압, 좁은 타이어 및 마모되지 않은 타이어, 건조 상태에서 적당한 수준으로 판단된 타이어의 속도 감소는 고인 물을 피할 수 있는 것과 마찬가지로 수중 활주 위험을 완화할 것이다.

전자식 스태빌리티 컨트롤 시스템은 방어적 주행 기법과 적절한 타이어 선택을 대체할 수 없습니다.이러한 시스템은 선택적 휠 브레이크에 의존하며, 이는 도로 접촉에 따라 달라집니다.스태빌리티 컨트롤은 차량이 트랙션을 회복할 수 있을 정도로 감속할 때 미끄럼으로부터 회복하는 데 도움이 될 수 있지만, 수중 착륙을 예방할 수는 없습니다.

물웅덩이와 도로 상황의 변화는 원활하고 시기적절하게 속도를 줄여야 하기 때문에 젖은 도로나 빙판길에서는 크루즈 컨트롤을 사용하지 않아야 한다.

기내

하이드로플라닝(hydroplaning)이라고도 하는 아쿠아플라닝(Aquaplaning)은 고여 있는 물, 슬러시 또는 눈 등으로 인해 항공기의 이동 휠이 회전하는 하중 지지면에 접촉하지 않게 되어 항공기의 지반 속도를 감소시키는 데 효과가 없는 상태를 말합니다.수상비행은 항공기가 활주로 끝에서 벗어나게 할 수 있는 착륙 또는 이륙을 중단할 때 항공기의 바퀴 제동 효과를 감소시킬 수 있다.아쿠아플라닝은 2007년 폭우 때 상파울루 활주로 끝에서 떨어진 TAM 항공 3054편 파괴를 포함한 여러 항공기 사고의 한 요인이었다.이러한 상황에서는 역추력 제동을 사용할 수 있는 항공기가 도로 차량에 비해 유리하다. 이러한 유형의 제동은 수압의 영향을 받지 않지만 건조한 활주로에서의 바퀴 제동만큼 효과적이지 않기 때문에 작동하려면 상당한 거리가 필요하다.

아쿠아플래닝은 항공기가 정지수, 슬러시 및/또는 젖은 눈으로 오염된 활주로 표면에 착륙할 때 존재할 수 있는 조건이다.아쿠아플라닝은 지상 제어성과 제동 효율에 심각한 악영향을 미칠 수 있습니다.아쿠아플라닝에는 다이내믹 아쿠아플라닝, 리버티드 고무 아쿠아플라닝 및 비스코스 아쿠아플라닝의 3가지 기본 유형이 있습니다.이 세 가지 중 어느 것이든 착륙 중에 항공기의 일부 또는 전체를 제어할 수 없게 만들 수 있다.

그러나 활주로에 홈이 있어 이를 방지할 수 있습니다.1965년, 미국 대표단은 수중 활주로를 줄이기 위해 판버러에 있는 왕립 항공기 시설을 방문했고, FAA와 [10]NASA의 연구를 시작했습니다.그루빙은 그 이후로 전 세계 대부분의 주요 공항에서 채택되었다.콘크리트에는 얇은 홈이 파여 있어 물이 방산될 수 있어 수상비행기의 가능성을 더욱 낮춥니다.

종류들

비스코스

비스코스 아쿠아플라닝은 물의 비스코스 특성 때문이다.깊이가 0.025mm[11] 이하인 유체의 얇은 막만 있으면 됩니다.타이어가 액체를 통과하지 못하고 타이어가 필름 위에서 롤링합니다.이는 동적 수상기보다 훨씬 느린 속도에서 발생할 수 있지만 아스팔트나 과거 착륙 시 축적된 고무로 코팅된 터치다운 영역과 같은 매끄럽거나 매끄러운 작동 표면이 필요합니다.이러한 표면은 젖은 얼음과 같은 마찰 계수를 가질 수 있다.

역학

동적 아쿠아플라닝은 활주로에 적어도 1/10인치(2.5mm) [11]깊이의 물막이 있을 때 발생하는 비교적 빠른 현상이다.항공기의 속도와 수심이 증가함에 따라 물층은 변위에 대한 저항을 증가시켜 타이어 아래에 물의 쐐기가 형성됩니다.수상 활주 속도(V)라고p 불리는 일부 속도에서 수압에 의해 발생하는 상승력은 항공기의 무게와 동일하며 타이어는 활주로 표면에서 들어올려진다.이 상태에서는 타이어가 더 이상 방향 제어에 기여하지 않으며 제동 작용이 전혀 없습니다.동적 아쿠아플라닝은 일반적으로 타이어 공기압과 관련이 있습니다.테스트 결과, 상당한 하중과 트레드 양에 충분한 수심을 가진 타이어의 경우 속도에서 발생하는 동적 헤드 압력이 전체 접촉 패치에 적용될 수 있는 최소 속도(Vp)는 타이어 공기압의 제곱근(PSI)[11]의 약 9배입니다.항공기 타이어 공기압이 64PSI인 경우 계산된 수중 평탄 속도는 약 72노트입니다.이 속도는 회전하는 미끄럼 방지 휠을 위한 것으로, 휠이 잠기면 V가p 압력의 제곱근의 7.7배까지 감소합니다.따라서 잠긴 타이어가 급랭하기 시작하면 다른 수단(공기 드래그 또는 역추력)[11]에 의해 속도가 감소할 때까지 계속됩니다.

역고무

급제동 중에 역고무(증기) 물때가 발생하여 잠긴 휠의 미끄러짐이 길어집니다.이러한 유형의 수중 활주로를 용이하게 하기 위해 활주로에 얇은 물막만 있으면 됩니다.타이어의 미끄러짐은 수막을 증기의 쿠션으로 바꿔 타이어를 활주로에서 떨어뜨릴 수 있는 충분한 열을 발생시킵니다.열의 부작용은 활주로와 접촉한 고무가 원래 미경화 상태로 되돌아가는 것입니다.되돌아온 고무 물때를 경험한 항공기의 징후는 활주로 표면의 독특한 '증기 청소' 흔적과 [11]타이어의 되돌아온 고무 패치입니다.

역고무 수중비행은 동적 수중비행과 조우한 후 빈번히 발생하며, 이 기간 동안 조종사는 항공기 속도를 낮추기 위해 브레이크를 잠글 수 있다.결국 항공기는 타이어가 활주로 표면에 닿을 정도로 속도를 줄이고 항공기가 미끄러지기 시작합니다.이러한 유형의 수상비행기에 대한 해결책은 조종사가 브레이크를 해제하고 휠이 위쪽으로 회전하도록 한 후 중간 제동력을 가하는 것입니다.역고무 아쿠아플라닝은 조종사가 언제 시작되는지 모를 수 있으며 매우 느린 지상 속도(20노트 이하)까지 지속될 수 있습니다.

리스크 경감

워터플래닝 타이어는 제동 효과와 방향 [11]제어를 모두 저하시킵니다.

수중 활주로의 가능성에 직면했을 때 조종사는 홈이 있는 활주로에 착륙할 것을 권고한다.터치다운 속도는 안전에 따라 가능한 한 느리도록 해야 합니다.노즈휠을 활주로까지 내린 후에는 중간 제동을 적용해야 합니다.감속이 감지되지 않고 수압 평행이 의심되는 경우, 노즈를 올리고 공기역학적 항력을 활용하여 브레이크가 [clarification needed]유효해지는 지점까지 감속해야 합니다.

적절한 제동 기술은 필수적입니다.브레이크는 미끄러지기 직전까지 단단히 밟아야 한다.미끄러짐의 첫 번째 징후에서 조종사는 브레이크 압력을 해제하고 바퀴가 위로 회전하도록 해야 합니다.방향 제어는 키와 함께 가능한 한 멀리 유지되어야 한다.옆바람에서 수압 평행이 발생할 경우, 옆바람은 항공기가 바람(즉,[11] 코는 바람 쪽으로 향함)과 동시에 바람 쪽으로 미끄러지게 한다(비행기는 공기가 [clarification needed]움직이는 방향으로 미끄러지는 경향이 있다).소형 항공기의 경우, 마치 연착륙을 수행하는 것처럼 노즈를 위로 잡고 방향 제어를 공기역학적으로 유지하기 위해 방향 제어를 유지하기 위해 키를 사용하는 것이 날개 상승을 방지하기 위한 최적의 위치에 있어야 한다.단, 바람의 옆바람 성분이 파일럿 운영 핸드북에 열거된 최대 입증 옆바람보다 높은 폭우 착륙을 피하십시오.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

인라인
  1. ^ Ron Kurtus (28 March 2008). "Preventing Loss of Traction". School for Champions. Retrieved 2012-01-13. When a surface is wet, a layer of water can act as a lubricant, greatly reducing the traction and stability of the vehicle. If enough water is under the tire, hydroplaning can occur.
  2. ^ Glennon, John C. (January 2006). "Roadway Hydroplaning - The Trouble with Highway Cross Slope". US. Archived from the original on 2009-01-03.
  3. ^ Glennon, John C.; Paul F. Hill (2004). Roadway Safety and Tort Liability. Lawyers & Judges Publishing Company. p. 180. ISBN 1-930056-94-X.
  4. ^ "Archived copy" (PDF). Archived from the original (PDF) on July 25, 2011. Retrieved March 28, 2009.{{cite web}}: CS1 maint: 제목으로 아카이브된 복사(링크)
  5. ^ (PDF) http://www.roadex.org/Publications/docs-RIII-EN/Health%20Issues%20-%20RIII.pdf. Retrieved 2010-01-31. {{cite web}}:누락 또는 비어 있음 title=(도움말)[데드링크]
  6. ^ a b "Don't lose your grip in wet weather". Consumer Reports. 76 (2): 49. February 2011.
  7. ^ "Archived copy". Archived from the original on June 24, 2009. Retrieved October 6, 2009.{{cite web}}: CS1 maint: 제목으로 아카이브된 복사(링크)
  8. ^ Petersen, Gene. "Best and Worst Tires in All Weather Conditions". Consumer Reports. Retrieved 30 July 2017.
  9. ^ Horne, Walter B.; Dreher, Robert C. (November 1, 1963). "Phenomena of Pneumatic Tire Hydroplaning". NASA Technical Note: 56 – via NASA Technical Reports Server.
  10. ^ McGuire, R.C. (January 1969). "REPORT ON GROOVED RUNWAY EXPERIENCE AT WASHINGTON NATIONAL AIRPORT". Internet Archive. Federal Aviation Administration. Retrieved 5 February 2017.
  11. ^ a b c d e f g "1/2009 G-XLAC G-BWDA G-EMBO Section 1" (PDF). Air Accidents Investigation Branch. 2009: 58, 59. 0.25 mm for worn tires and 0.76 mm for new tires {{cite journal}}:Cite 저널 요구 사항 journal=(도움말)
일반

외부 링크

Wikimedia Commons에는 Aquaplaning 관련 미디어가 있습니다.
  • 수상비행에 관한 NASA 논문, TN D-2056 '공기 타이어 하이드로플레이닝의 현상'