RU165080U1

RU165080U1 - AERODROM BRAKE CART FOR DETERMINING THE BRAKING CONDITIONS OF AIRCRAFT AIR-WHEEL WHEELS

Info

Publication number: RU165080U1
Application number: RU2016121841/03U
Authority: RU
Inventors: Юрий Семенович Ермаков; Олег Николаевич Близнюк
Original assignee: Открытое акционерное общество "Опытный завод N 31 Гражданской авиации"
Priority date: 2016-06-02
Filing date: 2016-06-02
Publication date: 2016-10-10

Abstract

1. Тележка аэродромная тормозная для определения условий торможения авиационных пневматических колес по величине коэффициента сцепления, включающая средство регистрации измерений значений коэффициента сцепления, полуприцеп с рамой, имеющей дышло с шарнирно соединенными между собой центральной и боковой тягами, установленными на ведущем колесе и измерительном колесе с авиационной шиной, карданный вал, посредством которого и разблокировочной муфты кинематически связаны установленные на соответствующих каретках ведущее и измерительное колеса, причем ведущее и измерительное колеса установлены на ступицы, закрепленные на подвижных каретках в линейных направляющих, каждая из которых выполнена в виде направляющей и пары подшипников качения, обеспечивающих вертикальное перемещение осей колес по линейным направляющим, причем колеса установлены в амортизаторах и оснащены пружинами для гашения динамических колебаний при движении измерительного колеса.2. Тележка аэродромная тормозная для определения условий торможения авиационных пневматических колес по величине коэффициента сцепления по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве ведущих колес используются колеса с автомобильными шинами 225/70 R15, а в качестве измерительного колеса - колесо с авиационной шиной 660×160×355 модели 36А, при этом в качестве источника электропитания средства регистрации измерений значений коэффициента сцепления используется аккумулятор базового автомобиля.1. An aerodrome brake trolley for determining the braking conditions of aircraft pneumatic wheels by the coefficient of adhesion, including a means of recording measurements of the coefficient of adhesion, a semi-trailer with a frame having a drawbar with pivotally connected central and lateral rods mounted on the drive wheel and the measuring wheel with aviation a tire, a cardan shaft, by means of which a drive and a meter are kinematically coupled kinematically connected to an unlocking clutch wheel, and the driving and measuring wheels are mounted on hubs mounted on movable carriages in linear guides, each of which is made in the form of a guide and a pair of rolling bearings, providing vertical movement of the axles of the wheels along linear guides, and the wheels are mounted in shock absorbers and equipped with springs for damping dynamic vibrations during the movement of the measuring wheel. 2. An aerodrome brake trolley for determining the braking conditions of aviation pneumatic wheels by the coefficient of adhesion according to claim 1, characterized in that the wheels with tires 225/70 R15 are used as driving wheels, and the wheel with an aircraft tire 660 × 160 is used as a measuring wheel × 355 model 36A, while the battery of the base vehicle is used as the power source of the means for recording measurements of adhesion coefficient values.

Description

Техническое решение относится к области исследования материалов механическими методами, а именно к устройствам, оценивающим коэффициент сцепления колес транспортного средства с поверхностью дорожного или аэродромного покрытия.The technical solution relates to the field of materials research by mechanical methods, and in particular to devices that evaluate the coefficient of adhesion of a vehicle’s wheels to the surface of a road or airfield pavement.

Наиболее близким из известных является устройство измерения коэффициента сцепления транспортных колес с аэродромными и автодорожными покрытиями, представляющее собой буксируемую тележку, содержащую раму, опирающуюся на два несущих колеса, измерительное колесо, блок управления, независимый груз, цепную передачу, тормозной генератор, датчик тока торможения, датчики угловых скоростей измерительного колеса и одного из несущих колес и систему автоматического управления скольжением измерительного колеса, датчики угловых скоростей кинематически соединены с измерительным и несущим колесами, выход блока управления подключен к первому входу системы автоматического управления скольжением, а выходы датчиков угловых скоростей измерительного и несущего колес и датчика тока торможения подключены соответственно к ее второму, третьему и четвертому входам, отличающееся тем, что в него дополнительно введены трехфазный выпрямитель переменного тока, управляемый электронный ключ, блок управления электронным ключом, нагрузочное сопротивление и тензометрическая система, состоящая из последовательно соединенных тензодатчика и блока преобразования сигналов тензодатчика, при этом измерительное колесо установлено в независимой рычажной подвеске, один конец которой связан с рамой буксируемой тележки посредством шарнирного соединения, а на свободном конце рычажной подвески размещено измерительное колесо, при этом независимый груз закреплен на рычаге, присоединенном одним концом шарнирно к раме, а вторым концом опирающимся через пружинный амортизатор с демпфером на свободный конец рычажной подвески измерительного колеса, вал тормозного генератора с закрепленной на нем звездочкой связан цепной передачей со звездочкой ступицы измерительного колеса, причем тормозной генератор установлен на раме так, чтобы его ось вращения совпадала с осью вращения в шарнирном соединении рычажной подвески, несущей измерительное колесо, в качестве тормозного генератора применена трехфазная синхронная электрическая машина с индуктором, трехфазная обмотка статора тормозного генератора соединена с трехфазным выпрямителем, к которому подключены последовательно соединенные датчик тока торможения, нагрузочное сопротивление и управляемый электронный ключ, образующие замкнутую цепь выпрямленного тока статора тормозного генератора, выход блока управления электронным ключом подключен к входу управляемого электронного ключа, выход системы автоматического управления скольжением соединен со входом блока управления электронным ключом, входы датчиков угловых скоростей измерительного и одного из несущих колес и датчика тока торможения подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока управления, тензодатчик встроен в консоль, закрепленную на независимой рычажной подвеске и несущую вспомогательную звездочку, а выход блока преобразования сигнала тензодатчика подключен к четвертому входу блока управления. При этом, система автоматического управления скольжением измерительного колеса содержит последовательно соединенные первый блок вычисления ошибки, регулятор скольжения, второй блок вычисления ошибки и регулятор тока торможения, а также последовательно соединенные третий блок вычисления ошибки и делитель, причем положительный вход первого блока вычисления ошибки является первым входом системы автоматического управления скольжением, отрицательный и положительный входы третьего блока вычисления ошибки являются вторым и третьим входами системы автоматического управления скольжением, отрицательный вход второго блока вычисления ошибки является четверым входом системы автоматического управления скольжением, второй вход делителя подключен к положительному входу третьего блока вычисления ошибки, выход делителя соединяется с отрицательным входом первого блока вычисления ошибки, а выход регулятора тока торможения является выходом системы автоматического управления скольжением (RU №118753 U1, 27.07.2012).The closest known device is a measure of the coefficient of adhesion of transport wheels with airfield and road surfaces, which is a towed carriage containing a frame supported by two bearing wheels, a measuring wheel, a control unit, an independent load, a chain gear, a brake generator, a brake current sensor, sensors of angular velocities of the measuring wheel and one of the bearing wheels and a system for automatically controlling the sliding of the measuring wheel, angular velocity sensors are connected to the measuring and bearing wheels, the control unit output is connected to the first input of the automatic slip control system, and the outputs of the angular velocity sensors of the measuring and bearing wheels and the braking current sensor are connected to its second, third, and fourth inputs, respectively, characterized in that additionally introduced a three-phase AC rectifier, a controlled electronic key, an electronic key control unit, a load resistance and a strain gauge system consisting of from a strain gauge and a strain gauge signal conversion unit connected in series, the measuring wheel is mounted in an independent linkage suspension, one end of which is connected to the towed carriage frame via an articulated joint, and a measurement wheel is placed on the free end of the linkage suspension, while an independent load is fixed on the lever, connected at one end pivotally to the frame, and the other end supported through a spring shock absorber with a damper on the free end of the linkage suspension about the wheel, the shaft of the brake generator with an asterisk fixed on it is connected by a chain gear to the sprocket of the hub of the measuring wheel, and the brake generator is mounted on the frame so that its axis of rotation coincides with the axis of rotation in the articulation of the linkage suspension bearing the measuring wheel as a brake generator a three-phase synchronous electric machine with an inductor is applied, a three-phase stator winding of the brake generator is connected to a three-phase rectifier, to which are connected in series with single braking current sensor, load resistance and a controlled electronic key forming a closed rectified circuit of the brake generator stator, the output of the electronic key control unit is connected to the input of the controlled electronic key, the output of the automatic slip control system is connected to the input of the electronic key control unit, angular velocity sensor inputs measuring and one of the bearing wheels and the brake current sensor are connected respectively to the first, second and third inputs b control lock, the strain gauge is built into the console, mounted on an independent linkage and carrying an auxiliary sprocket, and the output of the strain gauge signal conversion unit is connected to the fourth input of the control unit. Moreover, the automatic sliding control system of the measuring wheel comprises a first error calculation unit, a slip controller, a second error calculation unit and a braking current controller, as well as a third error calculation unit and a divider connected in series, the positive input of the first error calculation unit being the first input automatic slip control systems, the negative and positive inputs of the third error calculation unit are the second and third inputs automatic slip control system, the negative input of the second error calculation unit is the fourth input of the automatic slip control system, the second input of the divider is connected to the positive input of the third error calculation unit, the divider output is connected to the negative input of the first error calculation unit, and the output of the brake current controller is the output automatic slip control systems (RU No. 118753 U1, 07/27/2012).

Известное решение достаточно сложно, вследствие чего не обладает необходимой надежностью и не обеспечивает требуемой точности показаний измерений.The known solution is quite complicated, as a result of which it does not have the necessary reliability and does not provide the required accuracy of the measurement readings.

Задачей является создание средства для оперативного определения условий торможения авиационных пневматических колес по величине коэффициента сцепления.The objective is to create a tool for the rapid determination of the braking conditions of aircraft pneumatic wheels by the value of the coefficient of adhesion.

Технический результат заключается в увеличении арсенала средств определения условий торможения авиационных пневматических колес по величине коэффициента сцепления, выполненных в виде полуприцепных тележек к базовым машинам, оснащенных аккумуляторной батареей для питания упомянутых измерительных средств.The technical result consists in increasing the arsenal of means for determining the braking conditions of aircraft pneumatic wheels by the value of the coefficient of adhesion, made in the form of semitrailer carts to the base machines equipped with a battery for powering the mentioned measuring tools.

Это достигается тем, что тележка аэродромная тормозная для определения условий торможения авиационных пневматических колес по величине коэффициента сцепления включает средство регистрации измерений значений коэффициента сцепления, полуприцеп с рамой, имеющей дышло с шарнирно соединенными между собой центральной и боковой тягами, установленной на ведущие колеса, измерительного колеса с авиационной шиной, карданного вала, посредством которого и разблокировочной муфты кинематически связаны установленные на соответствующих каретках ведущие и измерительное колеса, причем ведущее и измерительное колеса установлены на ступицы, закрепленные на подвижных каретках в линейных направляющих, каждая из которых выполнена в виде направляющей и пары подшипников качения, обеспечивающих вертикальное перемещение осей колес по линейным направляющим, причем колеса установлены в амортизаторах и оснащены пружинами для гашения динамических колебаний при движении измерительного колеса. При этом, в качестве ведущих колес используются колеса с автомобильными шинами 225/70 R15, а в качестве измерительного колеса - колесо с авиационной шиной 660×160×355 модели 36А, при этом в качестве источника электропитания средства регистрации измерений значений коэффициента сцепления используется аккумулятор базового автомобиля.This is achieved by the fact that the aerodrome brake trolley for determining the braking conditions of aircraft pneumatic wheels by the coefficient of adhesion includes a means of recording measurements of the coefficient of adhesion, a semi-trailer with a frame having a drawbar with pivotally connected to each other central and side rods mounted on the drive wheels of the measuring wheel with an aircraft tire, a cardan shaft, through which and an unlocking clutch are kinematically connected mounted on the respective carriages driving and measuring wheels, and the driving and measuring wheels mounted on hubs mounted on movable carriages in linear guides, each of which is made in the form of a guide and a pair of rolling bearings, providing vertical movement of the axles of the wheels along linear guides, and the wheels are mounted in shock absorbers and equipped with springs for damping dynamic vibrations during movement of the measuring wheel. At the same time, wheels with car tires 225/70 R15 are used as driving wheels, and a wheel with an aircraft tire 660 × 160 × 355 model 36A is used as a measuring wheel, while the base battery is used as a power source for recording measurements of adhesion coefficient values a car.

Полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых представлены:The utility model is illustrated by drawings, on which:

на фиг. 1 - вид сверху на тележку аэродромную тормозную для определения условий торможения авиационных пневматических колес по величине коэффициента сцепления;in FIG. 1 is a top view of an aerodrome brake trolley to determine the braking conditions of aircraft pneumatic wheels by the value of the coefficient of adhesion;

на фиг. 2 - вид сзади на тележку аэродромную тормозную для определения условий торможения авиационных пневматических колес по величине коэффициента сцепления.in FIG. 2 is a rear view of the aerodrome brake trolley for determining the braking conditions of aircraft pneumatic wheels by the value of the coefficient of adhesion.

Позициями на фиг. 1 и 2 обозначены:With reference to FIG. 1 and 2 are indicated:

- рама 1, колесо ведущее 2, колесо измерительное 3, карданный вал 4, тяга центральная 5, тяга боковая 6, измерительный элемент 7, тяга измерительного элемента 8, средство регистрации измерений значений коэффициента сцепления 9, ступицы колес 10, электрический соединительный кабель 11, стяжная муфта 12, разблокировочная электромеханическая муфта 13, подшипник скольжения тяги измерительного элемента 14, ограничительная шайба 15, сцепное устройство 16, 17 демпфер, амортизаторы 18, пружины 19, линейные направляющие 20, каретки 21, тензорезисторный датчик 22.- frame 1, driving wheel 2, measuring wheel 3, cardan shaft 4, central rod 5, lateral rod 6, measuring element 7, rod of measuring element 8, means for recording measurements of adhesion coefficient 9, wheel hub 10, electrical connecting cable 11, shrink disk 12, electromechanical release clutch 13, thrust bearing of the measuring element 14, lock washer 15, coupling device 16, 17 damper, shock absorbers 18, springs 19, linear guides 20, carriages 21, strain gauge sensor 22.

Аэродромная тормозная тележка представляет собой полуприцеп и состоит из следующих составных частей: рамы, ведущего колеса с автомобильной шиной 225/70 R15; измерительного колеса с авиационной шиной 660×160×355 модель 36А; карданного вала, соединяющего ведущее и измерительное колеса; электромеханической разблокировочной муфты; дышла, состоящего из двух тяг - центральной и боковой, шарнирно соединенных между собой и сцепного устройства; измерительного элемента и электрически связанного БРИ3-КС-01, устанавливаемого в кабине автомобиля-буксировщика; тяги измерительного элемента с подшипниками скольжения и ограничительной шайбой, стяжной муфты; демпфера. Для повышения точности измерения колесная пара оснащена амортизаторами и пружинами для гашения динамических колебаний при движении измерительного колеса. Ведущее и измерительное колеса установлены на ступицы, применяемые, например, с подвески автомобиля УАЗ и закрепленные на подвижных каретках, обеспечивающих вертикальное перемещение осей колес по линейным направляющим (рельсам).The airfield brake trolley is a semi-trailer and consists of the following components: frame, drive wheel with car tire 225/70 R15; measuring wheel with an aviation tire 660 × 160 × 355 model 36A; a cardan shaft connecting the drive and measuring wheels; electromechanical unlocking clutch; a drawbar, consisting of two rods - central and lateral, articulated between each other and a coupling device; measuring element and electrically connected BRI3-KS-01 installed in the cab of a towing vehicle; traction of the measuring element with sliding bearings and restrictive washer, shrink disk; damper. To increase the accuracy of the measurement, the wheelset is equipped with shock absorbers and springs to damp dynamic vibrations during the movement of the measuring wheel. The driving and measuring wheels are mounted on hubs, used, for example, from the UAZ vehicle suspension bracket and mounted on movable carriages, providing vertical movement of the axles of the wheels along linear guides (rails).

При движении тележки из-за разницы в диаметрах ведущего и измерительного колес, соединенных карданным валом, вращение измерительного колеса (меньшего по диаметру) происходит с проскальзыванием относительно поверхности покрытия ВПП. Возникающая под измерительным колесом продольная сила сцепления зависит от состояния покрытия и через конструктивные элементы - тягу, боковую тягу дышла, воздействует на измерительный элемент - тензорезисторный датчик Мерадат К-(Р)-16А. Усилие натяжения датчика преобразовывается в электрический сигнал с помощью БРИ3-КС-01 и отображается на графическом дисплее в виде коэффициента сцепления авиационной шины с поверхностью ВПП. Для измерения скорости движения тормозной тележки и пройденного расстояния используется навигационная система ГЛОНАСС или GPS. Принцип действия блока БРИ3-КС-01 основан на измерении усилий, необходимых для определения коэффициента сцепления (К_сц) в составе тележек аэродромных тормозных. В кинематической схеме, представляющей собой одноосный прицеп с жестко связанными между собой разновеликими колесами, меньшее по диаметру (измерительное) колесо катится с определенным проскальзыванием. При этом, коэффициент сцепления шины измерительного колеса с покрытием определяют, как отношение измеренной величины продольного сцепления к нормальной нагрузке на измерительное колесо:When the trolley moves due to the difference in the diameters of the drive and measuring wheels connected by the driveshaft, the rotation of the measuring wheel (smaller in diameter) occurs with slippage relative to the surface of the runway cover. The longitudinal adhesion force arising under the measuring wheel depends on the state of the coating and, through structural elements - traction, drawbar lateral traction, acts on the measuring element - the Meradat K- (P) -16A strain gage sensor. The tension force of the sensor is converted into an electrical signal using the BRI3-KS-01 and displayed on the graphic display as the coefficient of adhesion of the aircraft tire to the runway surface. The GLONASS or GPS navigation system is used to measure the speed of the brake trolley and the distance traveled. The principle of operation of the BRI3-KS-01 block is based on the measurement of the forces necessary to determine the adhesion coefficient (K _ss ) in the composition of airfield brake carts. In the kinematic scheme, which is a single-axle trailer with differently-sized wheels rigidly interconnected, a smaller (measuring) wheel rolls with a certain slippage. In this case, the coefficient of adhesion of the tire of the measuring wheel with the coating is determined as the ratio of the measured value of the longitudinal adhesion to the normal load on the measuring wheel:

K_сц=H/VK _sc = H / V

где H - измеренная величина продольного сцепления;where H is the measured value of the longitudinal adhesion;

V - нормальная нагрузка на измерительное колесо.V is the normal load on the measuring wheel.

Величина продольного сцепления на измерительное колесо измеряется с помощью тензорезисторного датчика типа S (модель Мерадат К-(Р)-16А). Частота опроса тензорезисторного датчика определяется задающим генератором микроконтроллера. Скорость движения тележки аэродромной тормозной АТТ-2М-01 контролируется с помощью навигационных систем ГЛОНАСС или GSM. Измерения не производятся, пока скорость тележки аэродромной тормозной не достигнет оптимальной.The magnitude of the longitudinal grip on the measuring wheel is measured using a strain gauge type S sensor (model Meradat K- (P) -16A). The polling frequency of the strain gauge sensor is determined by the master oscillator of the microcontroller. The movement speed of the ATT-2M-01 airfield brake trolley is controlled using GLONASS or GSM navigation systems. Measurements are not made until the speed of the aerodrome brake trolley reaches optimal.

Приведенная схема измерения коэффициента сцепления позволяет выполнить требования авиационных правил «Авиационные правила часть 170, том II, «Сертификационные требования к оборудованию аэродромов и воздушных трасс», изд. 2-е, 2003 г. The given scheme of measuring the coefficient of adhesion allows you to fulfill the requirements of the aviation rules "Aviation Rules Part 170, Volume II," Certification Requirements for the Equipment of Airfields and Airways ", ed. 2nd, 2003

Claims

1. An aerodrome brake trolley for determining the braking conditions of aircraft pneumatic wheels by the coefficient of adhesion, including a means of recording measurements of the coefficient of adhesion, a semi-trailer with a frame having a drawbar with pivotally connected central and lateral rods mounted on the drive wheel and the measuring wheel with aviation a tire, a cardan shaft, by means of which a drive and a meter are kinematically coupled kinematically connected to an unlocking clutch wheel, and the driving and measuring wheels are mounted on hubs mounted on movable carriages in linear guides, each of which is made in the form of a guide and a pair of rolling bearings, providing vertical movement of the axles of the wheels along linear guides, and the wheels are mounted in shock absorbers and equipped with springs for damping of dynamic vibrations during the movement of the measuring wheel.

2. An aerodrome brake trolley for determining the braking conditions of aviation pneumatic wheels by the coefficient of adhesion according to Claim 1, characterized in that the wheels with tires 225/70 R15 are used as drive wheels, and the wheel with aircraft tire 660 is used as a measuring wheel × 160 × 355 model 36A, while the battery of the base vehicle is used as the power source of the means for recording measurements of adhesion coefficient values.