Co je testování tření na dráze?

Testování tření na dráze je průzkum, který měří tření povrchu dráhy samozavlhčujícím zařízením pro kontinuální měření tření (CFME). FAA užívá název continuous friction measuring equipment. Zařízení jede po dráze a zaznamenává součinitel tření, psaný Mu (μ), po délce dráhy. Může být samostatné, nebo ho může táhnout vozidlo.

Co test měří

Zařízení navlhčí povrch před zkušební pneumatikou. Trysky dávají rovnoměrnou hloubku vody 1 mm (0,04 inch). FAA uvádí, že mokrý povrch dává vždy nejnižší hodnoty tření, takže test ukazuje nejhorší případ. EASA popisuje tuto hodnotu jako ukazatel stavu textury, znečištění a odvodnění povrchu pod pneumatikou. Hodnota je dynamický součinitel tření, protože zařízení vynucuje určitý relativní pohyb mezi pneumatikou a vozovkou. Velikost pohybu závisí na zařízení.

Zařízení

Mu Meter měří boční sílu tření. Má dvě volně otáčivá zkušební kola nastavená pod úhlem ke směru jízdy. Vozidlo ho táhne po vozovce konstantní rychlostí a při stálém zatížení. Zkušební metoda je ASTM E670. Jiná zařízení brzdí zkušební pneumatiku při pevném prokluzu. Například Norsemeter RUNAR běží při pevném prokluzu 16 %.

EASA uvádí devět zařízení ve své tabulce úrovní tření níže. Provozovatel může použít zařízení, které v tabulce není. Zařízení musí korelovat alespoň s jedním zařízením, které v tabulce je. FAA kvalifikoval svá zařízení v korelačních zkouškách na zkušebním středisku NASA Wallops Flight Facility.

FAA v technické specifikaci pro zařízení požaduje tyto vlastnosti:

• Nepřetržitý záznam tření po celé délce dráhy bez rozjezdu a zastavení.
• Průměry pro každý úsek 150 m (500 ft) a pro každou třetinu dráhy.
• Zkušební rychlosti 65 a 95 km/h, s odchylkou do 5 km/h.
• Samozavlhčující systém s hloubkou vody 1 mm a průtokem v toleranci 10 %.
• Opakovatelnost výsledků pro každý úsek 150 m v rámci dvou směrodatných odchylek ±0,06 Mu.
• Hladká zkušební pneumatika bez dezénu, aby opotřebení dezénu nemělo vliv na výsledek.

Textura a co snižuje tření

Dvě měřítka textury určují tření mokré dráhy. Annex 14 popisuje obě.

• Mikrotextura je textura jednotlivých kamenů. Lidské oko ji jen těžko rozliší. Je hlavní částí protiskluzové odolnosti při nízké rychlosti.
• Makrotextura je textura mezi kameny. Oko ji přibližně posoudí. Má hlavní vliv na odvodnění při vysoké rychlosti.

Usazeniny gumy v zóně dotyku maskují mikrotexturu, a nemusí přitom snižovat makrotexturu. Vyleštění kameniva mikrotexturu odstraňuje. EASA uvádí tři příčiny ztráty tření: usazeniny gumy, vyleštění povrchu a špatné odvodnění. Povrch, který se na dotek zdá hladký, nemá mikrotexturu. Annex 14 doporučuje u nového povrchu průměrnou hloubku textury alespoň 1,0 mm.

Požadavky

ICAO Annex 14 požaduje, aby stát stanovil minimální hodnotu tření. Letiště musí udržovat zpevněnou dráhu na této hodnotě nebo nad ní. Musí tření pravidelně měřit zařízením CFME a výsledky zdokumentovat. Četnost musí ukázat trend povrchu. Osoby, které tření měří, musí být vyškoleny. Pokud dráha klesne pod minimální hodnotu tření, musí letiště přijmout nápravná opatření a musí o tom informovat uživatele.

EASA Part-ADR.OPS dává stejné povinnosti. Jeho AMC dává hodnoty pro každé zařízení a zkušební rychlost:

Hodnoty se liší podle zařízení, takže hodnotu z jednoho zařízení nelze porovnat s hodnotou z jiného. FAA tabulka 3-2 přidává třetí úroveň, projektovou úroveň pro nové povrchy. Pro Mu Meter je 0,72 při 65 km/h a 0,66 při 95 km/h.

Jak průzkum probíhá

• Úplný průzkum používá dvě rychlosti, 65 km/h a 95 km/h.
• Měření začíná 150 m od prahu při 65 km/h a 300 m při 95 km/h. To dává vozidlu prostor k zrychlení. Končí přibližně stejnou vzdáleností od opačného konce, aby vozidlo mohlo zastavit.
• U úzkotrupých letadel je jízda 3 m až 5 m od osy dráhy. U smíšeného provozu jsou jízdy ve 3 m a 6 m.
• Povrch dráhy je suchý a samozavlhčující systém přidává vodu.
• Provozovatel srovnává každý výsledek s dřívějšími průzkumy téže dráhy a téhož zařízení.

Dráha není během zkoušky pro letadla použitelná. FAA doporučuje zvolit čas, kdy je narušen letový provoz nejméně.

Jak číst výsledek

Jediná hodnota neurčuje příčinu. EASA uvádí, že nelze odvodit žádnou jednotlivou vlastnost. Provozovatel může některé vlastnosti odvodit, když stejné zařízení měří stejný povrch. EASA spojuje dvě rychlosti s příčinami:

• Nízké hodnoty při 65 km/h ukazují menší odkrytou mikrotexturu, způsobenou pryžovým pokrytím nebo vyleštěným kamenivem.
• Nízké hodnoty při 95 km/h ukazují nahromadění gumy spolu se slabým odvodněním. Při vysoké rychlosti může být vodní film tak tlustý, že se mikrotextura k pneumatice nedostane.
• Nízké hodnoty při vysoké rychlosti také ukazují menší makrotexturu. Makrotextura vytváří úniková koryta pro velké množství vody.

EASA uvádí, že průzkum na suché dráze nemůže zjistit stojatou vodu ani vyjeté koleje. Samozavlhčující film je nezobrazí. Kaluže již o hloubce asi 3 mm mohou způsobit aquaplaning, pokud do nich přistávající letadla narazí při vysoké rychlosti. FAA uvádí, že samozavlhčující zařízení nemůže ukázat možnost aquaplaningu. Provozovatel má kontrolovat povrch za deště a zaznamenat polohu a hloubku zaplavených míst. Podle FAA průměrná hloubka vody větší než 3 mm na 152 m vyžaduje nápravu. Provozovatel vrátí zabořenou plochu na standardní příčný sklon.

Jak často testovat

ICAO a EASA nestanoví pevný interval. EASA uvádí, že provozovatel má zvážit počet pohybů proudových letadel na konec dráhy, hmotnost letadel, typ a stáří povrchu a klima. FAA stanovuje minimum pro každý konec dráhy:

FAA uvádí, že každý konec dráhy se má vyhodnotit zvlášť. Pokud širokotrupá letadla tvoří 20 % a více z provozu, má provozovatel použít vyšší úroveň. Každá dráha pro proudová letadla se má vyhodnotit alespoň jednou ročně.

Po nízkém výsledku

Měření na úrovni plánovací údržby nebo pod ní spouští úplný průzkum. Průzkum pokrývá texturu, znečištění a odvodnění postižené třetiny dráhy. Průzkum kontroluje, zda odkrytá textura dokáže vtisknout do pryže pneumatiky a zda voda odtéká z vozovky. Kontrolor sleduje tyto body:

• odkrytou mikrotexturu, hmatem, pokud vyleštění nebo pryž pokrývá 100 m zóny, kterou letadla používají
• makrotexturu
• otevřené drážky v mezích jejich návrhu
• porézní třecí vrstvu, která odvádí vodu podle návrhu
• sklony nad minimálními projektovými hodnotami

Annex 14 vyžaduje nápravnou údržbu, aby tření nekleslo pod minimum. Úsek dráhy dlouhý asi 100 m může být významný pro údržbu nebo hlášení. FAA uvádí tato vodítka, která vycházejí z úseků 500 ft (152 m):

• Pod úrovní plánování, ale nad minimem, na 500 ft, a sousední úseky jsou na úrovni plánování nebo výše: žádná nápravná opatření. Sledovat pravidelnými průzkumy.
• Pod úrovní plánování na 1 000 ft (305 m) nebo déle: zjistit příčinu a rozsah a přijmout nápravná opatření.
• Pod minimem na 500 ft, a sousední úseky jsou pod úrovní plánování: přijmout nápravná opatření ihned po zjištění příčiny.

FAA přidává pravidlo pro nově postavenou dráhu pro proudová letadla s řezanými drážkami nebo přeplátováním PFC. Průměrná hodnota každého úseku 500 ft nesmí být pod projektovou úrovní.

Odstraňování gumy

Guma je nejvytrvalejší znečištění. Vyskytuje se v zónách dotyku a může pokrýt celou texturu povrchu. FAA uvádí čtyři metody odstranění: vysokotlakou vodu, chemikálie, vysokorychlostní úder a mechanické broušení. Po odstranění má provozovatel tření znovu změřit. Hodnoty mají být v rozmezí 10 % hodnot na nekontaminovaném středu dráhy. Vizuální prohlídka výsledek nezhodnotí. FAA doporučuje, aby platba za odstranění byla vázána na konečnou zkoušku CFME. Uvádí také doporučenou četnost odstraňování:

EASA také uvádí další nápravná opatření. Nová úprava textury nebo nový povrch řeší vyleštění. Přetvarování řeší špatné odvodnění.

Drážky a porézní třecí vrstva

Příčná drážka dává dešťové vodě krátkou cestu zpod pneumatiky. Annex 14 uvádí, že drážkování zrychluje odvodnění. FAA zjistila, že drážkovaný povrch si za mokra drží vysokou úroveň tření. Provozovatel má čas od času měřit hloubku a šířku drážek. Když je 40 % drážek hluboko 3 mm nebo méně na 457 m, drážky už aquaplaningu dobře nebrání. FAA žádá, aby provozovatel obnovil hloubku a šířku drážek na 6 mm.

PFC je tenká přeplátovací vrstva z asfaltu s otevřenou zrnitostí, tlustá 25 mm až 40 mm. Dešťová voda jí prosakuje a odtéká do stran. FAA zjistila, že na PFC zůstává vysoká úroveň tření po celé délce dráhy. Usazeniny gumy mohou ucpat dutiny a pak voda vrstvou neodteče. Když guma dutiny ucpe, FAA uvádí, že ji nelze odstranit bez vážného poškození přeplátování. FAA proto doporučuje nepoužívat PFC na drahách s více než 91 přistáními proudových letadel denně na jeden konec dráhy. EASA ukládá provozovateli ověřit, že PFC odvádí vodu podle návrhu.

Tření není brzdný účinek

Hodnoty tření se nepoužívají k hlášení stavu povrchu. Hlášení stavu dráhy uvádí kód stavu dráhy z matice pro posouzení stavu dráhy. EASA dovoluje hodnoty tření použít jen k zvýšení nebo snížení tohoto kódu, a to srovnávacím způsobem. Annex 14 doporučuje, aby letiště nehlásilo měření tření na jiných znečištěních než na uježděném sněhu a ledu. Měření na sypkém sněhu a rozbředlém sněhu jsou nespolehlivá.

Dráha je kluzká za mokra, když je mokrá a zkoušky ukazují zhoršené tření na významné části. Průzkum tření je jednou z metod, které to mohou ukázat. Dalšími jsou pozorování údržbářského personálu, opakovaná hlášení pilotů a analýza výkonnosti letadel při zastavování. Annex 14 vyžaduje, aby informace o kluzké dráze za mokra byla k dispozici.

Vizuální prohlídka

Vizuální prohlídka nemůže nahradit zkoušku tření. Najde nahromadění gumy a kaluže. FAA dodává, že vizuální prohlídky jsou nezbytné u problémů s odvodněním, opotřebení drážek a konstrukčních vad. Když provozovatel zařízení nepoužívá, EASA mu ukládá vyhodnotit sklony, texturu a odvodnění na celé ploše vozovky. Provozovatel také hledá usazeniny gumy, vyleštění kameniva a množství odkryté textury v místech, kde kola letadel jezdí. TarmacView tření neměří. Dronový průzkum trhlin a poruch zkoušku doplňuje a nenahrazuje.