RU2259569C1 - Device for determining engagement coefficient of wheel with airstrip covering - Google Patents

Device for determining engagement coefficient of wheel with airstrip covering Download PDF

Info

Publication number
RU2259569C1
RU2259569C1 RU2004101376/11A RU2004101376A RU2259569C1 RU 2259569 C1 RU2259569 C1 RU 2259569C1 RU 2004101376/11 A RU2004101376/11 A RU 2004101376/11A RU 2004101376 A RU2004101376 A RU 2004101376A RU 2259569 C1 RU2259569 C1 RU 2259569C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
measuring
wheel
max
input
generator
Prior art date
Application number
RU2004101376/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004101376A (en
Inventor
А.В. Низовой (RU)
А.В. Низовой
Н.И. Луканов (RU)
Н.И. Луканов
Original Assignee
Низовой Анатолий Васильевич
Луканов Николай Иванович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Низовой Анатолий Васильевич, Луканов Николай Иванович filed Critical Низовой Анатолий Васильевич
Priority to RU2004101376/11A priority Critical patent/RU2259569C1/en
Publication of RU2004101376A publication Critical patent/RU2004101376A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2259569C1 publication Critical patent/RU2259569C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: device has measuring cart and registration block. Measuring cart has measuring wheel, blocking sleeve, reducer, measuring element and measuring cart frame. Measuring wheel by blocking sleeve is mechanically connected to reducer, registration block has computer and control panel, which is connected to first input of computer, and output of measuring element via flexible cable is connected to second input of computer. Measuring cart additionally has independent load, free drive sleeve, direct current generator, force keys block, active load block, first and second angular speeds sensors, launch resistance, accumulator battery, voltage adjuster, contactor, following wheels.
EFFECT: higher precision.
5 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам и системам для оценки состояния поверхности взлетно-посадочных полос (ВПП) аэродромов, но может также использоваться для определения коэффициента сцепления дорожных покрытий.The invention relates to devices and systems for assessing the surface condition of runways (runways) of aerodromes, but can also be used to determine the coefficient of adhesion of road surfaces.

Известен деселерометр маятникового типа, используемый для определения коэффициента сцепления ВПП. Он состоит из амортизируемого воздухом маятника, соединенного со стрелкой, показывающей отрицательное ускорение.Known pendulum type decelerometer used to determine runway adhesion coefficient. It consists of an air-damped pendulum connected to an arrow showing negative acceleration.

Для измерения коэффициента сцепления автомобиль разгоняется до установленной скорости, затем водитель нажимает на педаль ножного тормоза. Маятник деселерометра вместе с фиксирующей стрелкой отклоняется в направлении движения. Считывается величина отрицательного ускорения. Путем несложных вычислений определяется коэффициент сцепления. Данное устройство имеет значительные погрешности в определении коэффициента сцепления (устройство и работа деселерометра приведены в «Руководстве по эксплуатации гражданских аэродромов в Российской Федерации» Изд. М. «Воздушный транспорт», 1955 г., стр. 152).To measure the coefficient of adhesion, the car accelerates to a set speed, then the driver presses the foot brake pedal. The decelerometer pendulum, together with the locking arrow, deviates in the direction of travel. The value of the negative acceleration is read. By simple calculations, the coefficient of adhesion is determined. This device has significant errors in determining the coefficient of adhesion (the design and operation of the decelerometer are given in the "Operation Manual for Civil Aerodromes in the Russian Federation" Ed. M. "Air Transport", 1955, p. 152).

Другим известным устройством является серийно выпускаемая шведской фирмой Saab-Scania система измерения коэффициента сцепления Saab 900/9000 (Описание работы системы приведено в журнале Hoverfoil News, 1977 г., 8 №9-10.1 - определение коэффициента сцепления ВПП.Another well-known device is the Saab 900/9000 adhesion coefficient measurement system, commercially available by the Swedish company Saab-Scania (for a description of the system’s operation, see Hoverfoil News, 1977, No. 8-10-10.1, definition of runway adhesion coefficient.

Известное устройство размещается на автомобиле и имеет в своем составе измерительное колесо, связанное через редуктор с ведущими колесами автомобиля, датчик продольной силы, вертикальный груз, датчик вертикальной нагрузки, пульт управления, дисплей, датчик скорости, компьютер измерений и вычислений, бак с водой для смачивания поверхности ВПП во время проведения измерений.The known device is located on a car and incorporates a measuring wheel connected through a gearbox to the driving wheels of the car, a longitudinal force sensor, a vertical load, a vertical load sensor, a control panel, a display, a speed sensor, a computer for measurement and calculation, a water tank for wetting runway surfaces during measurements.

Однако данное устройство имеет ряд существенных недостатков:However, this device has a number of significant disadvantages:

- в известном устройстве проскальзывание измерительного колеса постоянное - без учета состояния ВПП, что вносит ошибку в измерение коэффициента;- in the known device, the slipping of the measuring wheel is constant - without taking into account the status of the runway, which introduces an error in the measurement of the coefficient;

- не учитывается пробуксовка ведущих колес, что также увеличивает ошибки в измерениях;- slip of driving wheels is not taken into account, which also increases measurement errors;

- дороговизна эксплуатации.- high cost of operation.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности является серийно выпускаемая «Аэродромная тормозная тележка» АТТ-2.Closest to the claimed invention in technical essence is the commercially available "Airfield brake trolley" ATT-2.

(Устройство и работа «Аэродромной тормозной тележки» приведено в «Руководстве по эксплуатации гражданских аэродромов «Российской Федерации», изд. М «Воздушный транспорт», 1955 г., стр. 154-157).(The design and operation of the "Airfield Brake Cart" is given in the "Operation Manual for Civil Aerodromes of the Russian Federation, ed. M" Air Transport ", 1955, pp. 154-157).

Известное устройство-прототип (Фиг.1) содержит измерительную тележку 1 и блок регистрации 2, которые содержат измерительное колесо 3, блокировочную муфту 4, редуктор 5, измерительный элемент 6, вычислитель 7, пульт управления 8, измерительный прибор 9, раму измерительной тележки 10, центральную тягу дышла 11, боковую тягу 12, направляющую тягу 13 и ведущее колесо 14.The known prototype device (Figure 1) contains a measuring trolley 1 and a registration unit 2, which contain a measuring wheel 3, a locking clutch 4, a gearbox 5, a measuring element 6, a calculator 7, a control panel 8, a measuring device 9, the frame of the measuring trolley 10 , the center link of the drawbar 11, the side link 12, the guide link 13 and the drive wheel 14.

Работа известного устройства.The work of a known device.

Принцип известного устройства заключается в том, что при движении измерительной тележки 1 из-за разницы в диаметрах ведущего 4 и измерительного 3 колес, соединенных редуктором 5 через блокировочную муфту 4, происходит движение измерительного колеса 3 с проскальзыванием относительно поверхности взлетно-посадочной полосы аэродрома.The principle of the known device is that when the measuring trolley 1 moves due to the difference in the diameters of the driving 4 and measuring 3 wheels connected by a reducer 5 through the blocking clutch 4, the measuring wheel 3 moves with slipping relative to the surface of the runway of the airfield.

Соотношение диаметров ведущего 4 и измерительного 3 колес обеспечивает движение измерительного колеса 3 с проскальзыванием в пределах 11-17%.The ratio of the diameters of the driving 4 and the measuring 3 wheels provides the movement of the measuring wheel 3 with slippage in the range of 11-17%.

Вследствие проскальзывания измерительного колеса 3 возникает продольная сила сцепления. Величина силы сцепления зависит от состояния покрытия.Due to the slipping of the measuring wheel 3, a longitudinal traction force occurs. The amount of adhesion depends on the state of the coating.

Указанная продольная сила сцепления, приложенная к раме 10 измерительной тележки 1 в плоскости вращения измерительного колеса 3, вызывает поворот рамы 10 измерительной тележки 1 относительно ее центра тяжести на определенный угол, зависящий от продольной силы сцепления.The specified longitudinal adhesion force applied to the frame 10 of the measuring cart 1 in the plane of rotation of the measuring wheel 3 causes the frame 10 of the measuring cart 1 to rotate relative to its center of gravity by a certain angle, depending on the longitudinal adhesion force.

Повороту рамы 10 измерительной тележки 1 препятствует направляющая тяга 13 измерительного прибора 6, шарнирно соединенная с боковой тягой дышла 12.The rotation of the frame 10 of the measuring trolley 1 prevents the guide rod 13 of the measuring device 6, pivotally connected to the lateral link of the drawbar 12.

Усилием передаваемой боковой тягой дышла 12 от рамы 10 направляющая тяга 13 вызывает деформацию измерительного элемента 6.The force transmitted by the lateral draft of the drawbar 12 from the frame 10, the guide rod 13 causes the deformation of the measuring element 6.

Сигнал датчика измерительного элемента 6 поступает в вычислитель 7 блока регистрации 2.The sensor signal of the measuring element 6 is supplied to the calculator 7 of the registration unit 2.

Вычисленное значение коэффициента сцепления (φ) фиксируется прибором 9.The calculated value of the coefficient of adhesion (φ) is recorded by the device 9.

Пульт управления 8 определяет режим работы вычислителя 7.The control panel 8 determines the mode of operation of the calculator 7.

Недостатком известного устройства является наличие значительной ошибки при определении коэффициента сцепления φ.A disadvantage of the known device is the presence of a significant error in determining the coefficient of adhesion φ.

Коэффициент сцепления φ определяется во время движения измерительной тележки 1.The adhesion coefficient φ is determined during the movement of the measuring trolley 1.

Оператор следит за показаниями стрелки индикатора 9 и числовое значение коэффициента сцепления φ записывает в журнал, что не исключает субъективной ошибки.The operator monitors the readings of the arrow of indicator 9 and writes the numerical value of the coefficient of adhesion φ to the log, which does not exclude subjective error.

Измерительное 3 и ведущее 14 колеса имеют как продольное, так и боковое скольжение, что также увеличивает погрешность измерений.Measuring 3 and driving 14 wheels have both longitudinal and lateral sliding, which also increases the measurement error.

Целью предлагаемого устройства является повышение точности измерений коэффициента сцепления φ колеса с аэродромным покрытием и введение автоматизации измерений.The aim of the proposed device is to increase the accuracy of measurements of the adhesion coefficient φ of the wheel with an airfield coating and the introduction of automation of measurements.

Поставленная цель в «Устройстве для определения коэффициента сцепления с аэродромным покрытием» достигается тем, что в нем, как и в прототипе, содержится измерительная тележка и блок регистрации.The goal in the “Device for determining the coefficient of adhesion with the airfield coating” is achieved by the fact that it, as in the prototype, contains a measuring trolley and a registration unit.

Измерительная тележка содержит измерительное колесо, блокировочную муфту, редуктор, измерительный элемент и раму измерительной тележки.The measuring trolley comprises a measuring wheel, a locking sleeve, a gearbox, a measuring element and a measuring trolley frame.

При этом измерительное колесо блокировочной муфтой механически соединяется с редуктором.In this case, the measuring wheel is mechanically connected to the gearbox by a blocking clutch.

Блок регистрации содержит вычислитель и пульт управления, который подключается к первому входу вычислителя.The registration unit contains a computer and a control panel, which is connected to the first input of the computer.

Выход измерительного элемента по гибкому кабелю подключен ко второму входу вычислителя.The output of the measuring element via a flexible cable is connected to the second input of the calculator.

Дополнительно в состав измерительной тележки включены независимый груз, муфта свободного хода, генератор постоянного тока, блок силовых ключей, блок активной нагрузки, первый и второй датчики угловых скоростей, пусковое сопротивление, аккумуляторная батарея, регулятор напряжения, контактор, ведомые колеса.In addition, the measuring trolley includes an independent load, a freewheel, a DC generator, a power switch unit, an active load unit, first and second angular velocity sensors, a starting resistance, a battery, a voltage regulator, a contactor, and driven wheels.

При этом независимый груз нормально соединен с измерительным колесом. Муфта свободного хода соединяет редуктор с ротором генератора постоянного тока. Силовая шина аккумуляторной батареи через контактор и пусковое сопротивление подключена к силовому входу/выходу генератора постоянного тока, силовой вход/выход которого через блок силовых ключей соединен с блоком активной нагрузки, а также через регулятор напряжения подключен ко входу генератора постоянного тока, являющегося входом его обмотки возбуждения.In this case, an independent load is normally connected to the measuring wheel. A freewheel coupling connects the gearbox to the rotor of the DC generator. The power bus of the battery through the contactor and the starting resistance is connected to the power input / output of the DC generator, the power input / output of which is connected to the active load unit through the power switch block, and also connected to the input of the DC generator, which is the input of its winding, through the voltage regulator excitement.

Второй выход аккумуляторной батареи подключен ко второму входу контактора.The second output of the battery is connected to the second input of the contactor.

Измерительное и ведомое колеса соединены соответственно с первым и вторым датчиками угловых скоростей, ведомые колеса соединены с рамой измерительной тележки, которая через измерительный элемент подключена к транспортному средству.The measuring and driven wheels are connected respectively to the first and second angular velocity sensors, the driven wheels are connected to the frame of the measuring trolley, which is connected to the vehicle through the measuring element.

Блок регистрации дополнительно содержит блок управления, блок памяти, дисплей и контроллер.The registration unit further comprises a control unit, a memory unit, a display and a controller.

Порт входа/выхода вычислителя подключен к блоку памяти, а первый, второй и третий выходы вычислителя подключены соответственно к дисплею, блоку управления и контроллеру, через который осуществляется связь с внешними устройствами.The input / output port of the calculator is connected to the memory unit, and the first, second, and third outputs of the calculator are connected respectively to the display, control unit, and controller through which communication with external devices is performed.

Измерительная тележка гибким кабелем соединена с блоком регистрации, при этом выходы первого и второго датчиков угловых скоростей подключены соответственно к третьему и четвертому аналоговым входам вычислителя, выход блока управления подключен ко второму входу блока силовых ключей, а второй выход контактора и выходы силовой шины генератора постоянного тока и аккумуляторной батареи подключены соответственно к первому и второму входам пульта управления, пятый свободный аналоговый вход вычислителя предусмотрен для подключения динамометра силового стенда (при проведении тарирования устройства).The measuring trolley is connected by a flexible cable to the registration unit, while the outputs of the first and second angular velocity sensors are connected to the third and fourth analog inputs of the computer, the output of the control unit is connected to the second input of the power switch unit, and the second contactor output and the power bus outputs of the DC generator and the battery are connected respectively to the first and second inputs of the control panel, the fifth free analog input of the calculator is provided for connecting a dynamo Etra power stand (during device calibration).

Максимальное значение коэффициента сцепления (φмакс) вычисляется путем измерения максимальной силы продольного динамического торможения измерительного колеса по поверхности аэродромного покрытия, получаемой при работе генератора постоянного тока в генераторном режиме, когда максимальная механическая сила сцепления (Рсцп.макс) измерительного колеса превращается в электрическую и выделяется в виде тепловой энергии в блоке активной нагрузки.The maximum value of the coefficient of adhesion (φ max ) is calculated by measuring the maximum longitudinal dynamic braking force of the measuring wheel on the surface of the airfield coating obtained when the DC generator is in the generator mode, when the maximum mechanical adhesion force (P scc.max ) of the measuring wheel is converted into electric and is released as thermal energy in the active load unit.

Коэффициент сцепления (φмакс) вычисляется по формулеCohesion coefficient (φ max ) is calculated by the formula

φмакссцп.макс/Pг,φ max = P spp.max / P g ,

где φмакс - максимальное значение коэффициента сцепления колеса с аэродромным покрытием;where φ max - the maximum value of the coefficient of adhesion of the wheel with an airfield coating;

Рсцп.макс - максимальная сила сцепления измерительного колеса с поверхностью аэродромного покрытия;P scp.max - maximum traction force of the measuring wheel with the surface of the airfield coating;

Рг - нормальная сила нагрузки на измерительное колесо.R g - normal load force on the measuring wheel.

Через контроллер осуществляется связь с внешними устройствами постоянно через средства радиосвязи или после проведения измерений информация о состоянии поверхности взлетно-посадочной полосы переписывается в переносной блок памяти для детального анализа и документирования на диспетчерском пункте аэродрома.Through the controller, communication with external devices is carried out continuously through radio communications or after measurements, the information about the surface condition of the runway is copied to a portable memory unit for detailed analysis and documentation at the control center of the aerodrome.

В известных технических решениях признаков, сходных с отличительными признаками заявленного устройства не обнаружено, вследствие чего можно считать, что предлагаемое устройство соответствует изобретательскому уровню.In the known technical solutions, features similar to the distinguishing features of the claimed device are not found, as a result of which it can be considered that the proposed device corresponds to the inventive step.

Использование данного устройства при его реализации позволит повысить безопасность при посадке летательных аппаратов путем повышения точности определения коэффициента сцепления авиашасси с поверхностью взлетно-посадочной полосы аэродрома.The use of this device in its implementation will improve safety during aircraft landing by increasing the accuracy of determining the coefficient of adhesion of the aircraft chassis to the surface of the runway of the airfield.

Сущность предлагаемого «Устройства для определения коэффициента сцепления колеса с аэродромным покрытием» поясняется чертежами, где представлены:The essence of the proposed "Device for determining the coefficient of adhesion of the wheel with an airfield coating" is illustrated by drawings, which show:

на фиг.1 - структурная схема прототипа;figure 1 is a structural diagram of a prototype;

на фиг.2 - структурная схема предлагаемого устройства;figure 2 is a structural diagram of the proposed device;

на фиг.3 - типовая схема силового стенда для определения силы динамического торможения (Рт) измерительного колеса;figure 3 is a typical diagram of a power stand for determining the dynamic braking force (P t ) of the measuring wheel;

на фиг.4 - диаграмма, поясняющая работу предлагаемого устройства;figure 4 is a diagram explaining the operation of the proposed device;

на фиг.5 - алгоритм измерения коэффициента сцепления (φмакс.) колеса с аэродромным покрытием.figure 5 - algorithm for measuring the coefficient of adhesion (φ max. ) wheels with an airfield coating.

Предлагаемое «Устройство для определения коэффициента сцепления колеса с аэродромным покрытием», как и прототип, содержит измерительную тележку 1 и блок регистрации 2. Измерительная тележка 1 содержит измерительное колесо 3, блокировочную муфту 4, редуктор 5, измерительный элемент 6 и раму измерительной тележки 10.The proposed "Device for determining the coefficient of adhesion of the wheel with an airfield coating", as well as the prototype, contains a measuring trolley 1 and a registration unit 2. The measuring trolley 1 contains a measuring wheel 3, a locking sleeve 4, a gearbox 5, a measuring element 6 and the frame of the measuring trolley 10.

При этом измерительное колесо 3 блокировочной муфтой 4 механически соединяется с редуктором 5.In this case, the measuring wheel 3 by a locking clutch 4 is mechanically connected to the gearbox 5.

Блок регистрации 2 содержит вычислитель 7 и пульт управления 8, который подключается к первому входу вычислителя 7.The registration unit 2 contains a calculator 7 and a control panel 8, which is connected to the first input of the calculator 7.

Выход измерительного элемента 6 по гибкому кабелю подключен ко второму входу вычислителя 7 блока регистрации 2.The output of the measuring element 6 via a flexible cable is connected to the second input of the calculator 7 of the registration unit 2.

Дополнительно в состав измерительной тележки 1 включены независимый груз 15, муфта свободного хода 16, генератор постоянного тока 17, блок силовых ключей 18, блок активной нагрузки 18, первый 20 и второй 21 датчики угловых скоростей, пусковое сопротивление 22, аккумуляторная батарея 23, регулятор напряжения 24, контактор 25 и ведомые колеса 26-1 и 26.Additionally, the measuring trolley 1 includes an independent load 15, a freewheel 16, a DC generator 17, a power key block 18, an active load block 18, the first 20 and second 21 angular velocity sensors, a starting resistance 22, a battery 23, a voltage regulator 24, the contactor 25 and the driven wheels 26-1 and 26.

При этом независимый груз 15 нормально соединен с измерительным колесом 3.In this case, the independent load 15 is normally connected to the measuring wheel 3.

Муфта свободного хода 16 соединяет редуктор 5 с ротором генератора постоянного тока 17.The freewheel 16 connects the gearbox 5 to the rotor of the DC generator 17.

Силовая шина аккумуляторной батареи 23 через контактор 25 и пусковое сопротивление 22 подключена к силовому входу/выходу генератора постоянного тока 17, силовой вход/выход которого через блок силовых ключей 18 подсоединен к блоку активной нагрузки 19, а также через регулятор напряжения 24 подключен ко входу генератора постоянного тока 17, являющегося входом его обмотки возбуждения.The power bus of the battery 23 through the contactor 25 and the starting resistance 22 is connected to the power input / output of the DC generator 17, the power input / output of which through the power key block 18 is connected to the active load unit 19, and also connected to the generator input through the voltage regulator 24 DC 17, which is the input of its field winding.

Второй выход аккумуляторной батареи 23 подключен ко второму входу контактора 25.The second output of the battery 23 is connected to the second input of the contactor 25.

Измерительное 3 и ведомое 26-1 колеса соединены соответственно с первым 20 и вторым 21 датчиками угловых скоростей.Measuring 3 and driven 26-1 wheels are connected respectively to the first 20 and second 21 angular velocity sensors.

Ведомые колеса 26-1 и 26 соединены с рамой 10 измерительной тележки, которая через измерительный элемент 6 подключена к транспортному средству.The driven wheels 26-1 and 26 are connected to the frame 10 of the measuring trolley, which through the measuring element 6 is connected to the vehicle.

Блок регистрации 1 дополнительно содержит блок управления 27, блок памяти 28, дисплеи 29, и контроллер 30.The registration unit 1 further comprises a control unit 27, a memory unit 28, displays 29, and a controller 30.

Порт ввода/вывода вычислителя 7 подключен к блоку памяти 28.The input / output port of the calculator 7 is connected to the memory unit 28.

Первый, второй и третий выходы вычислителя 7 подключены соответственно к дисплею 29, блоку управления 27 и контроллеру 30, через который осуществляется связь с внешними устройствами.The first, second and third outputs of the calculator 7 are connected respectively to the display 29, the control unit 27 and the controller 30, through which communication with external devices is carried out.

Измерительная тележка 1 гибким кабелем соединена с блоком регистрации 2, при этом выходы первого 20 и второго 21 датчиков угловых скоростей подключены соответственно к третьему и четвертому аналоговым входам вычислителя 7.The measuring carriage 1 is connected by a flexible cable to the recording unit 2, while the outputs of the first 20 and second 21 angular velocity sensors are connected respectively to the third and fourth analog inputs of the calculator 7.

Выход блока управления 27 подключен ко второму входу блока силовых ключей 18.The output of the control unit 27 is connected to the second input of the power key unit 18.

Второй выход контактора 25 и выходы силовой шины генератора постоянного тока 17 и аккумуляторной батареи 23 подключены соответственно к первому и второму входам пульта управления 8.The second output of the contactor 25 and the outputs of the power bus of the DC generator 17 and the battery 23 are connected respectively to the first and second inputs of the control panel 8.

Пятый свободный аналоговый вход вычислителя 7 предусмотрен для подключения динамометра силового стенда (при проведении тарирования устройства).The fifth free analog input of the calculator 7 is provided for connecting the dynamometer of the power stand (during calibration of the device).

Максимальное значение коэффициента сцепления (φмакс) вычисляется путем измерения максимальной силы продольного динамического торможения измерительного колеса 3 по поверхности аэродромного покрытия, получаемой при работе генератора постоянного тока 17 в генераторном режиме, когда максимальная механическая сила сцепления (Рсцп.макс) измерительного колеса 3 превращается в электрическую и выделяется в виде тепловой энергии в блоке активной нагрузки 18.The maximum value of the adhesion coefficient (φ max ) is calculated by measuring the maximum longitudinal dynamic braking force of the measuring wheel 3 on the surface of the airfield coating, obtained when the DC generator 17 is in the generator mode, when the maximum mechanical adhesion force (P SCP.max ) of the measuring wheel 3 turns into electrical energy and is released as thermal energy in the active load unit 18.

Максимальное значение коэффициента сцепления (φмакс) вычисляется по формулеThe maximum value of the coefficient of adhesion (φ max ) is calculated by the formula

φмакссцп.максг,φ max = P spp.max / P g ,

где φмакс - максимальное значение коэффициента сцепления колеса с аэродромным покрытием;where φ max - the maximum value of the coefficient of adhesion of the wheel with an airfield coating;

Рсцп.макс - максимальная сила сцепления измерительного колеса с поверхностью аэродромного покрытия;P scp.max - maximum traction force of the measuring wheel with the surface of the airfield coating;

Рг - нормальная сила нагрузки на измерительное колесо 3.R g - normal load force on the measuring wheel 3.

Конструктивное исполнение предлагаемого устройстваThe design of the proposed device

Предлагаемое устройство состоит из измерительной тележки 1 и блока регистрации 2, которые соединены между собой гибким кабелем.The proposed device consists of a measuring trolley 1 and a registration unit 2, which are interconnected by a flexible cable.

При проведении измерений блок регистрации 2 размещается в кабине водителя автомобиля-буксировщика.During measurements, the registration unit 2 is located in the driver's cab of the towing vehicle.

Измерительная тележка 1 снабжена измерительным колесом 3 авиационное шасси и двумя ведомыми колесами 26 и 26-1 автомобильное шасси.The measuring trolley 1 is equipped with a measuring wheel 3 of the aircraft chassis and two driven wheels 26 and 26-1 of the automobile chassis.

Ведомые колеса 26 и 26-1 и измерительное колесо 3 расположены симметрично относительно тяги измерительной тележки 1 осевой линии движения, чем обеспечивается путевая устойчивость в ходе всех этапов движения.The driven wheels 26 and 26-1 and the measuring wheel 3 are located symmetrically with respect to the thrust of the measuring carriage 1 of the axial line of movement, which ensures track stability during all stages of movement.

В состав измерительной тележки входит независимый вертикальный груз 15, который обеспечивает нормальную (вертикальную) силу (Рг) на измерительное колесо;The measuring trolley includes an independent vertical load 15, which provides normal (vertical) force (P g ) on the measuring wheel;

Перед проведением измерений блокировочной муфтой 4 соединяется измерительное колесо 3 с редуктором 5.Before taking measurements, the locking wheel 4 connects the measuring wheel 3 to the gearbox 5.

Редуктор 5 обеспечивает необходимый диапазон скорости вращения ротора генератора постоянного тока 17.The gearbox 5 provides the necessary range of rotational speed of the rotor of the DC generator 17.

Муфта свободного хода 16 обеспечивает передачу вращающего момента в одном направлении (от редуктора 5 к ротору генератора 17).The freewheel clutch 16 provides the transmission of torque in one direction (from the gearbox 5 to the rotor of the generator 17).

Генератор постоянного тока 17 работает в двух режимах: стартерном и генераторном.The DC generator 17 operates in two modes: starter and generator.

В стартерном режиме генератор 17 получает питание от аккумуляторной батареи 23.In starter mode, the generator 17 receives power from the battery 23.

В стартерном режиме обеспечивается разгон ротора генератора 17, что исключает перегрузку измерительного колеса 3 в момент разгона транспортного средства.In the starter mode, the rotor of the generator 17 is accelerated, which eliminates the overload of the measuring wheel 3 at the time of acceleration of the vehicle.

Генераторный режим генератора 17 обеспечивается силой сцепления измерительного колеса 3 с поверхностью аэродромного покрытия. Генератор постоянного тока 17 вырабатывает напряжение 20-30 вольт, что гарантирует его безопасную эксплуатацию, а вырабатываемая им мощность обеспечивает необходимое динамическое торможение измерительного колеса 3.The generator mode of the generator 17 is provided by the adhesion force of the measuring wheel 3 with the surface of the airfield coating. The DC generator 17 generates a voltage of 20-30 volts, which guarantees its safe operation, and the power generated by it provides the necessary dynamic braking of the measuring wheel 3.

Блок силовых ключей 18 меняет нагрузку генератора 17 в соответствии с сигналами поступающими из блока управления 27. Каждый из силовых ключей блока 18 имеет свою активную нагрузку в блоке 19.The power key block 18 changes the load of the generator 17 in accordance with the signals coming from the control unit 27. Each of the power keys of the block 18 has its own active load in the block 19.

Регулятор напряжения 24, при изменении нагрузки блоком силовых ключей 18, поддерживает напряжение генератора 17 постоянным.The voltage regulator 24, when the load is changed by the power switch unit 18, keeps the voltage of the generator 17 constant.

Датчики угловых скоростей 20 и 21 измеряют соответственно угловую скорость измерительного колеса 20 и ведомого колеса 26-1.The angular velocity sensors 20 and 21 measure the angular velocity of the measuring wheel 20 and the driven wheel 26-1, respectively.

Измерительный элемент 6 определяет тяговую силу (Рg) и измерительной тележки 1.The measuring element 6 determines the traction force (P g ) and measuring cart 1.

На передней панели пульта управления 8 размещаются кнопка «Пуск», индикатор напряжения, тумблер «Измерение/Тарирование», три кнопки для установки даты и времени проведения измерений, а также кнопка для регистрации полосы и направления движения. При этом первый и второй входы пульта управления 8 подключены соответственно к кнопке «Пуск» и индикатору напряжения. Пульт управления 8 определяет режим работы вычислителя 7.On the front panel of the control panel 8 there is a “Start” button, a voltage indicator, a “Measurement / Calibration” toggle switch, three buttons for setting the date and time of measurements, as well as a button for registering the lane and direction of movement. In this case, the first and second inputs of the control panel 8 are connected respectively to the "Start" button and the voltage indicator. The control panel 8 determines the mode of operation of the calculator 7.

Вычислитель 7 представляет из себя микроконтроллер семейства PIC 18, который выпускается в исполнении с FLASH программируемой памятью программ, оперативным запоминающим устройством, 10-разрядными аналого-цифровыми преобразователями, 16-разрадными таймерами, таймером реального времени и соответствующими портами ввода, вывода информации и портом ввода/вывода. Вычислитель 7 осуществляет прием информации от датчиков 20 и 21 угловой скорости вращения соответственно измерительного 3 и ведомого 26-1 колес. Принимает от измерительного элемента 6 информацию тяговой силы (Pg) измерительной тележки 1 и информацию динамометра силового стенда при проведении тарирования данного устройства.The calculator 7 is a microcontroller of the PIC 18 family, which is manufactured with FLASH programmable program memory, random access memory, 10-bit analog-to-digital converters, 16-bit timers, a real-time timer and corresponding input, output and information ports and input port / output. The calculator 7 receives information from the sensors 20 and 21 of the angular velocity of rotation of the measuring 3 and driven 26-1 wheels, respectively. It receives from the measuring element 6 the information of the traction force (P g ) of the measuring cart 1 and the dynamometer information of the power stand during calibration of this device.

Вычислитель 7 в соответствии с программными обеспечением через блок управления 27 осуществляет управление блоком силовых ключей 17, а также запись и считывание информации из блока памяти 28, определяет максимальное значение коэффициента сцепления (φмакс) с аэродромным покрытием, определяет скорость движения, выдает необходимую информацию на дисплей 29 и считывает из блока памяти 28 через контроллер 30 информацию о проведенных измерениях.The calculator 7 in accordance with the software through the control unit 27 controls the power key block 17, as well as writes and reads information from the memory block 28, determines the maximum value of the coefficient of adhesion (φ max ) with an airfield coating, determines the speed of movement, provides the necessary information on display 29 and reads from the memory unit 28 through the controller 30 information about the measurements.

Тарирование предлагаемого устройстваCalibration of the proposed device

Тарирование предлагаемого устройства осуществляется на типовом силовом стенде (фиг.3).The calibration of the proposed device is carried out on a typical power stand (figure 3).

Устройство и работа силового стенда.The device and the work of the power stand.

Силовой стенд состоит из электродвигателя 32, червячного 33 и балансного 34 редукторов, двух роликов 35 цепной передачи 36 и динамометра 37.The power stand consists of an electric motor 32, a worm 33 and a balanced 34 gearboxes, two rollers 35 of a chain drive 36 and a dynamometer 37.

Для реализации полной тяговой силы Рт измерительного колеса 3 при динамическом торможении поверхность роликов 35 делают рифленой или покрывают фрикционным материалом. Ролики 35 соединяются цепной передачей 36 и приводятся во вращение от электродвигателя 23 через червячный 33 и балансный 34 редукторы. Рама балансного редуктора 34 под действием реактивного момента, пропорционального Рт тяговой силы динамического торможения измерительного колеса 3 поворачивается и воздействует на динамометр 37. По показаниям динамометра 37 делается вывод о тяговой силе Рт динамического торможения измерительного колеса 3.To realize the full traction force P t of the measuring wheel 3 during dynamic braking, the surface of the rollers 35 is corrugated or coated with friction material. The rollers 35 are connected by a chain gear 36 and are driven into rotation from an electric motor 23 through a worm 33 and balanced 34 gearboxes. The frame of the balanced gearbox 34 under the action of a reactive moment proportional to Р т of the traction force of dynamic braking of the measuring wheel 3 is rotated and acts on the dynamometer 37. According to the dynamometer 37, a conclusion is drawn about the traction force Р t of the dynamic braking of the measuring wheel 3.

Методика тарирования устройства.Device calibration methodology.

Измерительное колесо 3 устанавливается на ролики 35 силового стенда. Динамометр 37 подключается к пятому входу вычислителя 7 (блока регистрации 2). Включается блокировочная муфта 4 (измерительной тележки 1). Нажимается кнопка «Пуск» на пульте управления 8. Ротор генератора постоянного тока 17 раскручивается до номинальной скорости. Включается электродвигатель 32 силового стенда. Измерительное колесо 3 раскручивается до скорости, равной скорости движения измерительной тележки 1, при измерении коэффициента сцепления φ, при этом муфта свободного хода 16 соединяет редуктор 5 с ротором генератора постоянного тока 17.The measuring wheel 3 is mounted on the rollers 35 of the power stand. Dynamometer 37 is connected to the fifth input of the calculator 7 (registration unit 2). The locking clutch 4 (measuring trolley 1) is engaged. The “Start” button on the control panel is pressed 8. The rotor of the DC generator 17 spins up to the rated speed. The electric motor 32 of the power stand is turned on. The measuring wheel 3 spins up to a speed equal to the speed of the measuring carriage 1, when measuring the friction coefficient φ, while the freewheel 16 connects the gearbox 5 with the rotor of the DC generator 17.

При этом понимается, что окружная сила Рт измерительного колеса 3 равна силе динамического торможения, нагружающей динамометр 37.It is understood that the circumferential force P t of the measuring wheel 3 is equal to the dynamic braking force loading the dynamometer 37.

Скорость вращения измерительного колеса 3 определяется скоростью движения измерительной тележки 1 и вычисляется по формуле:The rotation speed of the measuring wheel 3 is determined by the speed of the measuring trolley 1 and is calculated by the formula:

V=nkr м/сек (V=πnkr/30·36 км/ч),V = n k r m / s (V = πn k r / 30 · 36 km / h),

где nk - угловая скорость измерительного колеса 3, рад/сек (об/мин);where n k is the angular velocity of the measuring wheel 3, rad / sec (rpm);

r - радиус измерительного колеса 3, м;r is the radius of the measuring wheel 3, m;

π-3,14...π-3.14 ...

V - скорость движения измерительной тележки 1 (автомобиля-буксировщика).V is the speed of the measuring carriage 1 (towing vehicle).

Значение V выводится на дисплей 29 для контроля и вносится в постоянную память вычислителя 7.The value of V is displayed on the display 29 for monitoring and is entered in the permanent memory of the calculator 7.

При заданной скорости вращения измерительного колеса 3 в соответствии с программным обеспечением вычислителя 7 с его выхода выдается код управления в блок 27. В блоке 27 формируются сигналы, которые поступают на управляющие электроды силовых ключей блока 18. Силовые колючи блока 18 плавно меняют ток активной нагрузки блока 18 от минимального (Iн min) до его максимального значения (Iн max) с дискретом, равным младшему разряду (Фиг.4,41).At a given rotational speed of the measuring wheel 3, in accordance with the software of the calculator 7, a control code is issued from its output to block 27. In block 27, signals are generated that are fed to the control electrodes of the power keys of block 18. The power spikes of block 18 smoothly change the current of the active load of the block 18 from a minimum (I n min ) to its maximum value (I n max ) with a discrete equal to the least significant bit (Fig. 4.41).

Следовательно, сила динамического торможения Рт измерительного колеса 3 будет меняться от минимального до максимального значения (от Рт'мин до Рт'макс) (Фиг.4 от 38 до 39).Therefore, the dynamic braking force P t of the measuring wheel 3 will vary from minimum to maximum value (from P t ' min to P t ' max ) (Figure 4 from 38 to 39).

Значение тяговой силы Рт динамического торможения измерительного колеса 3 снимается с динамометра 37 силового стенда.The value of the traction force P t dynamic braking of the measuring wheel 3 is removed from the dynamometer 37 of the power stand.

По результатам измерений составляется таблица изменения тяговой силы Рт динамического торможения измерительного колеса 3 от изменения кода на входе блока управления 27.According to the measurement results, a table of changes in traction force P t dynamic braking of the measuring wheel 3 from a change in the code at the input of the control unit 27 is compiled.

Таблица вносится в блок памяти 28, в постоянную память вычислителя 7, а также прилагается к документации на данное устройство.The table is entered in the memory unit 28, in the permanent memory of the calculator 7, and is also attached to the documentation for this device.

При этом определяется диапазон измерения коэффициента сцепления φ от φ'мин до φ'макс. In this case, the adhesion coefficient measurement range φ is determined from φ ' min to φ' max.

D=φ'максмин (фиг.4,40).D = φ ' max- φ min (Fig. 4.40).

где φ - диапазон измерения коэффициента сцепления;where φ is the range of measurement of the coefficient of adhesion;

φ'мин и φ'макс соответственно минимальное и максимальное значения коэффициента сцепления (полученные при тарировании).φ ' min and φ'max, respectively, the minimum and maximum values of the coefficient of adhesion (obtained by taring).

φ'мин =Рт'минг (фиг.4.38); φ'макст'максг (Фиг.4.39).φ'min = P t ' min / P g (Fig. 4.38); φ ' max = P t ' max / P g (Fig.4.39).

Рт'мин и Рт'макс - соответственно минимальное и максимальное значение тяговой силы Рт динамического торможения измерительного колеса 3, (снимаемое с данамометра 37.R t ' min and R t ' max - respectively, the minimum and maximum value of the traction force RT dynamic braking of the measuring wheel 3, (removed from the danamometer 37.

Рг - независимая нормальная нагрузка на измерительное колесо 3.R g - independent normal load on the measuring wheel 3.

На силовом стенде может быть определена сила сопротивления качению Рк ведомых колес 26 и 26-1 измерительной тележки 1, для чего ведомые колеса 26 и 26-1 устанавливаются на ролики 35 силового стенда. Ведомые колеса 26 и 26-1 раскручиваются до скорости V. Показание динамометра 37 сила сопротивления качению Рк ведомых колес 26 и 26-1. Сила сопротивления качению Рк ведомых колес вносится в блок памяти 28, в постоянную память вычислителя 7, и прилагается к документации на данное устройство.On the power stand can be determined by the rolling resistance force P to the driven wheels 26 and 26-1 of the measuring cart 1, for which the driven wheels 26 and 26-1 are installed on the rollers 35 of the power stand. The driven wheels 26 and 26-1 are untwisted up to speed V. The dynamometer reading 37 shows the rolling resistance force P to the driven wheels 26 and 26-1. The rolling resistance force P to the driven wheels is entered into the memory unit 28, into the read-only memory of the calculator 7, and is attached to the documentation for this device.

Сила сопротивления качению Рк ведомых колес 26 и 26-1 может быть определена по формуле:The rolling resistance force P to the driven wheels 26 and 26-1 can be determined by the formula:

Pк=Gf,P k = Gf,

где Рк - сила сопротивления качению;where P to - rolling resistance force;

G - нормальная нагрузка на ось ведомых колес 26 и 26-1, Н (кг);G is the normal axle load of the driven wheels 26 and 26-1, N (kg);

f - коэффициента сопротивления качению.f is the coefficient of rolling resistance.

Коэффициент сопротивления качению f при скорости движения до 80 км/ч равен 0,012.The rolling resistance coefficient f at a speed of up to 80 km / h is 0.012.

Определение максимального продольного коэффициента сцепления (φмакс) колеса с аэродромным покрытием.Determination of the maximum longitudinal grip coefficient (φ max ) of an aerodrome-coated wheel.

Перед определением коэффициента сцепления проводится подготовительная работа:Before determining the coefficient of adhesion, preparatory work is carried out:

- тумблер «измерение/тарирование устанавливается в положение «измерение»;- the toggle switch "measurement / taring is set to the" measurement "position;

- включается блокировочная муфта 4;- the locking clutch 4 is turned on;

- кнопками пульта управления 8 устанавливается дата, время проведения работ, номер полосы, направление движения по полосе; все перечисленное записывается в блок памяти 28 и соответственно отображается на дисплее 29;- the buttons of the control panel 8 set the date, time of work, lane number, direction of movement along the lane; all of the above is recorded in the memory unit 28 and is accordingly displayed on the display 29;

- на несколько секунд нажимается кнопка «Пуск» - замыкается цепь включения контактора 25. Силовая шина аккумуляторной батареи подключается к генератору 17. Ротор генератора постоянного тока 17 раскручивается до номинальной скорости вращения, при этом муфта свободного входа 16 отключает редуктор 5 от ротора генератора 17.- the “Start” button is pressed for a few seconds - the contactor 25 circuit is closed. The power bus of the battery is connected to the generator 17. The rotor of the DC generator 17 is untwisted to the rated rotation speed, while the free input clutch 16 disconnects the gearbox 5 from the generator rotor 17.

При нажатой кнопке «Пуск» на индикаторе напряжения пульта управления 8 контролируется напряжение аккумуляторной батареи 25, а при работе генератора 17 в генераторном режиме его выходные напряжения. После проведенной подготовительной работы автомобиль-буксировщик набирает скорость V, равную скорости измерительного колеса 3 при тарировании устройства на силовом стенде.When the "Start" button is pressed on the voltage indicator of the control panel 8, the voltage of the battery 25 is controlled, and when the generator 17 is in the generator mode, its output voltage. After the preparatory work, the towing vehicle gains a speed V equal to the speed of the measuring wheel 3 when calibrating the device on the power stand.

Скорость движения определяется по скорости вращения ведомого колеса 26-1The speed of movement is determined by the speed of rotation of the driven wheel 26-1

Va=V; Va=ω*r1;V a = V; V a = ω * r 1 ;

где V - скорость измерительного колеса 3 на силовом стенде; м/сек;where V is the speed of the measuring wheel 3 on the power stand; m / s;

Va - скорость автомобиля-буксировщика, м/сек;V a - towing vehicle speed, m / s;

ω - угловая скорость ведомого колеса 26-1, рад/сек;ω is the angular velocity of the driven wheel 26-1, rad / sec;

r1 - радиус ведомого колеса 26-1, м.r 1 - the radius of the driven wheel 26-1, m

При равенстве скоростей V и Va на дисплее 29 высвечивается сигнал равенства и включается программа по определению максимального коэффициента продольного максимального сцепления (φмакс) шины измерительного колеса 3 с поверхностью аэродромного покрытия.If the speeds V and V a are equal, the equality signal is displayed on display 29 and the program for determining the maximum coefficient of longitudinal maximum adhesion (φ max ) of the tire of the measuring wheel 3 with the surface of the airfield coating is turned on.

При этом следует отметить, что ведомые колеса 26 и 26-1 не пробуксовывают, так как сила сопротивления их качению Рк значительно меньше силы сцепления ведомых колес с поверхностью аэродромного покрытия.It should be noted that the driven wheels 26 and 26-1 do not slip, since the strength of their rolling resistance P to is much less than the adhesion force of the driven wheels to the surface of the airfield coating.

Pк(Gf)≪Pсцп(Gφ),P to (Gf) ≪P ssp (Gφ),

где Pк - сила сопротивления качению ведомых колес 26 и 26-1;where P to - the rolling resistance of the driven wheels 26 and 26-1;

G - нормальная нагрузка на ось ведомых колес 26 и 26-1;G is the normal axle load of the driven wheels 26 and 26-1;

f - коэффициент сопротивлению качению;f is the coefficient of rolling resistance;

φ - коэффициент сцепления ведомых колес с поверхностью аэродромного покрытия.φ is the coefficient of adhesion of the driven wheels to the surface of the airfield coating.

При равенстве скоростей вращения выходного вала редуктора 5 и ротора генератора 17 муфта свободного хода 16 подключает редуктор 5 к ротору генератора 17.If the rotation speeds of the output shaft of the gearbox 5 and the rotor of the generator 17 are equal, the freewheel 16 connects the gearbox 5 to the rotor of the generator 17.

На фиг.4 отображено влияние состояния аэродромного покрытия на коэффициент сцепления.Figure 4 shows the effect of the state of the airfield coating on the adhesion coefficient.

На фиг.4,41 отображены изменения тяговой силы Р'т торможения измерительного колеса 3 на силовом стенде при изменении тока нагрузки в блоке 19 от Jmin до Jmax.In Fig.4,41 shows changes in traction force P ' t braking of the measuring wheel 3 on the power stand when the load current in the block 19 from J min to J max .

А на фиг.4-44, 45, 46 и 47 изменение тяговой силы Рт торможения измерительного колеса 3 соответственно на сухой, мокрой, покрытой снегом и оледенелой поверхности аэродромного покрытия.And in FIGS. 4-44, 45, 46 and 47, a change in the traction force P t of braking of the measuring wheel 3, respectively, on a dry, wet, snow-covered and icy surface of the airfield coating.

Процесс определения коэффициента сцепления условно делится на два этапа - поиска и слежения.The process of determining the coefficient of adhesion is conventionally divided into two stages - search and tracking.

В режиме поиска осуществляется поиск максимальной силы сцепления (Рсцп.макс) измерительного колеса 3 с поверхностью аэродромного покрытия.In the search mode, a search is made for the maximum traction force (P scp.max ) of the measuring wheel 3 with the surface of the airfield coating.

В режиме слежения слежение за максимальной силой сцепления измерительного колеса 3 с поверхностью аэродромного покрытия, осуществляя при этом необходимую корректировку.In the tracking mode, tracking the maximum adhesion force of the measuring wheel 3 with the surface of the airfield coating, while making the necessary adjustments.

Режим поиска начинается с минимального (Jmin) и равномерного увеличения тока на активной нагрузке блока 19. При этом тяговая сила Рт динамического торможения измерительного колеса 3 будет также пропорционально увеличиваться.The search mode begins with a minimum (J min ) and a uniform increase in current at the active load of unit 19. In this case, the traction force P t of dynamic braking of the measuring wheel 3 will also be proportionally increased.

Допустим, что определяя коэффициент сцепления на мокром аэродромном покрытии, увеличили ток нагрузки блока 19 до Jн1 (фиг.4), соответственно тяговая сила Рт торможения измерительного колеса 3 достигла величины, обозначенной на фиг.4 точкой 48. Пробуксовка измерительного колеса 3 отсутствует, так как Рт меньше силы сцепления Рсцп колеса с поверхностью аэродромного покрытияSuppose that by determining the adhesion coefficient on a wet airfield coating, the load current of the block 19 was increased to J n1 (Fig. 4), respectively, the traction force P t of braking of the measuring wheel 3 reached the value indicated in point 4 by 48. There is no slipping of the measuring wheel 3 since P t less than the adhesion force P SCP wheels with the surface of the airfield coating

Рт≪Рсцп R t ≪Р ssp

Следовательно, угловые скорости измерительного 3 и ведомого 26-1 колес равны между собой, соответственно nк=ω.Therefore, the angular speeds of the measuring 3 and driven 26-1 wheels are equal to each other, respectively, n k = ω.

Показания измерительного элемента 6 для данного случая равноThe readings of the measuring element 6 in this case is equal to

Рgтк P g = P t + P k

где Рg - сила буксировки измерительной тележки 1, Н (Кг);where P g - towing force of the measuring trolley 1, N (Kg);

Рт - тяговая сила динамического торможения измерительного колеса 3, которая при токе Jн1 численно равна Рт при тарировании устройства, Н (Кг);P t - traction force of dynamic braking of the measuring wheel 3, which at current J n1 is numerically equal to P t when calibrating the device, N (Kg);

Рк - сила сопротивления качению ведомых колес 26 и 26-1; Н (Кг).Pk is the rolling resistance force of the driven wheels 26 and 26-1; H (Kg).

При условии Рт≪Рсцп (nк=ω) организуется программный самоконтроль работоспособности предлагаемого устройства.Under the condition P t ≪ P ssp (n k = ω), programmed self-monitoring of the operability of the proposed device is organized.

При увеличении нагрузки генератора 17 соответственно увеличивается тяговая сила Рт динамического торможения измерительного колеса 3.When the load of the generator 17 increases, the traction force P t of dynamic braking of the measuring wheel 3 increases accordingly.

И при токе Jн2 на нагрузке блока 19 тяговая сила Рт торможения измерительного колеса 3 становится равной силе сцепления Рсцп колеса 3 с поверхностью аэродромного покрытия (фиг.4,49).And at a current J n2 at the load of the block 19, the traction force P t of braking of the measuring wheel 3 becomes equal to the adhesion force P ssp of the wheel 3 with the surface of the airfield coating (Fig.4,49).

Ртсцп=φРг,P t = P ssp = φP g ,

где φ - коэффициент сцепления;where φ is the coefficient of adhesion;

Рг - нормальная (вертикальная) сила независимого груза 15 на измерительное колесо 3.R g - normal (vertical) force of the independent load 15 on the measuring wheel 3.

При этом нарушается равенство угловых скоростей измерительного 3 и ведомого 26-1 колес.This violates the equality of the angular velocities of the measuring 3 and driven 26-1 wheels.

Следовательно, признаком равенства тяговой силы Рт торможения измерительного колеса 3 силе его сцепления (Рсцп) с поверхностью ВПП является наличие пробуксовки измерительного колеса 3, то есть nk<ω.Therefore, a sign of equality of the traction force P t braking of the measuring wheel 3 to its adhesion force (P ssp ) to the runway surface is the presence of slipping of the measuring wheel 3, that is, n k <ω.

Однако наибольшей силы сцепления (Рсцп. макс) измерительное колесо 3 достигает при наличии значительной пробуксовки. Степень пробуксовки измерительного колеса 3 по отношению к поверхности аэродромного покрытия характеризуется относительным проскальзыванием

Figure 00000002
.However, the greatest adhesion force (R SCP. Max ) measuring wheel 3 reaches in the presence of significant slippage. The degree of slipping of the measuring wheel 3 with respect to the surface of the airfield coating is characterized by relative slippage
Figure 00000002
.

Figure 00000003
Figure 00000003

где ω - угловая скорость ведомого колеса 26-1;where ω is the angular velocity of the driven wheel 26-1;

nк - угловая скорость измерительного колеса 3.n to - the angular velocity of the measuring wheel 3.

Максимальное значение коэффициент сцепления (φмакс) достигает при относительном скольжении

Figure 00000004
=0,1-0,2 (фиг.4).The coefficient of adhesion (φ max ) reaches its maximum value with relative slip
Figure 00000004
= 0.1-0.2 (figure 4).

При наличии относительного проскальзывания

Figure 00000005
(пробуксовка измерительного колеса 3) тяговая сила Рт торможения измерительного колеса 3 контролируется по показаниям измерительного элемента 6.In the presence of relative slippage
Figure 00000005
(slipping of the measuring wheel 3) the traction force P t braking of the measuring wheel 3 is controlled by the readings of the measuring element 6.

С увеличением тока нагрузки Jн в блоке 19 рост показаний Рg измерительного элемента 6 замедляется (фиг.4 для условно взятого случая - мокрой поверхности аэродромного покрытия - это кривая 45).With increasing load current J n in block 19, the growth of readings Р g of the measuring element 6 slows down (Fig. 4 for a conditionally taken case — the wet surface of the airfield coating — this is curve 45).

И при токе Jн3 рост показаний Рg измерительного элемента 6 прекращается (фиг.4, точка 50), что соответствует максимальному значению тяговой силы (Рт макс) торможения измерительного колеса 3, максимальной силе его сцепления (Рсцп. макс) с поверхностью аэродромного покрытия и, следовательно, максимальному значению коэффициента сцепления (φмакс).And at current J n3 the growth of readings Р g of the measuring element 6 stops (Fig. 4, point 50), which corresponds to the maximum value of the traction force (Р t max ) of braking of the measuring wheel 3, the maximum force of its adhesion (Р scp. Max ) to the surface airfield cover and, therefore, the maximum value of the coefficient of adhesion (φ max ).

Pт макс=Pсцп. максмаксPг P t max = P ssp. max = φ max P g

Рт макссдп. макс) можно вычислитьR t max (R sdp max ) can be calculated

Pт макс(Pсцп. макс)=Pg-Pк P t max (P spp. Max ) = P g -P k

где Pк - сила сопротивления качению ведомых колес 26 и 26-1 для установленной скорости постоянна.where P to - the rolling resistance of the driven wheels 26 and 26-1 for the set speed is constant.

Следовательно, можно вычислить φмакс Therefore, we can calculate φ max

Figure 00000006
Figure 00000006

На этом режим поиска заканчивается.This ends the search mode.

Режим слежения обеспечивает отслеживание максимального коэффициента сцепления φмакс при изменении состояния аэродромного покрытия.The tracking mode provides tracking of the maximum adhesion coefficient φ max when the state of the airfield coating changes.

Допустим, что в процессе измерений следующий участок поверхности аэродромного покрытия стал более грязный. В этом случае показания Рg измерительного элемента 6 станут меньше, а относительное скольжение

Figure 00000005
увеличится в соответствии со степенью загрязнений.Suppose that during the measurement process the next surface area of the airfield coating became more dirty. In this case, the readings P g of the measuring element 6 will become smaller, and the relative slip
Figure 00000005
will increase in accordance with the degree of pollution.

Или, наоборот, следующий участок поверхности покрытия стал более чистый, тогда показания Рg измерительного элемента 6 увеличатся, а относительное скольжение

Figure 00000005
станет меньше.Or, conversely, the next section of the coating surface has become cleaner, then the readings P g of the measuring element 6 will increase, and the relative slip
Figure 00000005
will become less.

Тогда в соответствии с программным обеспечением вычислителя 7 ток активной нагрузки Jн на элементах блока 19 в первом случае уменьшится, а во втором - увеличится, обеспечивая соответственно уменьшение или увеличение показания измерительного элемента 6, добиваясь его максимальных значений Рg макс.Then, in accordance with the software of the calculator 7, the active load current J n on the elements of the block 19 will decrease in the first case and increase in the second, correspondingly decreasing or increasing the reading of the measuring element 6, achieving its maximum values of P g max .

Затем по ранее приведенным формулам вычисляется максимальное значение тяговой силы (Рт макс) торможения измерительного колеса 3 и максимальный коэффициент сцепления (φмакс) колеса с поверхностью аэродромного покрытия.Then, according to the previously given formulas, the maximum value of the traction force (R t max ) of braking of the measuring wheel 3 and the maximum coefficient of adhesion (φ max ) of the wheel to the surface of the airfield coating are calculated.

Pт макс(Pсцп. макс)=Pg-Pк P t max (P spp. Max ) = P g -P k

Figure 00000007
Figure 00000007

Положительный эффект предложенного устройства заключается в повышении безопасности при посадке летательных аппаратов на взлетно-посадочную полосу, который заключается в достоверном определении максимального коэффициента сцепления авиашасси с поверхностью аэродромного покрытия. При этом максимальный коэффициент продольного сцепления φмакс определяется с учетом состояния ВПП, в соответствии с требованиями ИКАО (международной организации гражданской авиации).The positive effect of the proposed device is to increase safety when landing aircraft on the runway, which consists in reliably determining the maximum coefficient of adhesion of the aircraft chassis to the surface of the airfield coating. In this case, the maximum coefficient of longitudinal adhesion φ max is determined taking into account the state of the runway, in accordance with the requirements of ICAO (international civil aviation organization).

Известные устройства, как и прототип, использует постоянную, фиксированную степень пробуксовки измерительного колеса без учета состояния поверхности аэродромного покрытия. Но при определении максимального коэффициента сцепления (φмакс) требуется изменение относительного проскальзывания

Figure 00000005
от 0,1 до 0,2 в зависимости от состояния поверхности взлетно-посадочной полосы.Known devices, like the prototype, use a constant, fixed degree of slipping of the measuring wheel without taking into account the surface condition of the airfield coating. But when determining the maximum coefficient of adhesion (φ max ), a change in relative slippage is required
Figure 00000005
from 0.1 to 0.2, depending on the state of the surface of the runway.

- увеличивается срок службы шасси измерительного колеса 3, так как его пробуксовка осуществляется только во время проведения измерений и исключается во время разгона и других перемещений измерительной тележки 1.- the service life of the chassis of the measuring wheel 3 is increased, since its slipping is carried out only during measurements and is excluded during acceleration and other movements of the measuring trolley 1.

- При разгоне измерительной тележки 1 (перед измерением) пробуксовка измерительного колеса 3 исключается, уменьшается разогрев поверхности шины колеса 3, что повышает достоверность проводимых измерений коэффициента сцепления.- When accelerating the measuring trolley 1 (before measurement) slippage of the measuring wheel 3 is excluded, the heating of the tire surface of the wheel 3 is reduced, which increases the reliability of the measurements of the adhesion coefficient.

При проведении измерений предлагаемое устройство не требует специального смачивания водой поверхности взлетно-посадочной полосы.When taking measurements, the proposed device does not require special water wetting of the surface of the runway.

Предложенное устройство может быть выполнено следующим образом.The proposed device can be performed as follows.

Наиболее важным элементом в предлагаемом устройстве является генератор постоянного тока 17, поэтому в качестве генератора постоянного тока используется ГС-12ТО, используемый во вспомогательных силовых системах ТА-6А для запуска турбореактивных двигателей самолетов.The most important element in the proposed device is a direct current generator 17, therefore, the GS-12TO used in auxiliary power systems TA-6A for starting turbojet aircraft engines is used as a direct current generator.

Генератор безопасен в эксплуатации, условия работы обеспечивают требуемые климатические условия эксплуатации (относительная влажность ~98%, температура от +690 до -60°С) и значительные ударные и вибрационные нагрузки. Рабочий диапазон вращения генератора 17 обеспечивает относительное проскальзывание

Figure 00000005
измерительного колеса 3 от 0,1 до 0,25.The generator is safe in operation, operating conditions provide the required climatic operating conditions (relative humidity ~ 98%, temperature from +690 to -60 ° С) and significant shock and vibration loads. The operating range of rotation of the generator 17 provides relative slippage
Figure 00000005
measuring wheel
3 from 0.1 to 0.25.

Павловский Н.И. «Вспомогательные силовые установки самолетов», М. «Транспорт», 1977.Pavlovsky N.I. "Auxiliary power plants of aircraft", M. "Transport", 1977.

- регулятор напряжения 24 тип РН-18Ом - входит в комплект генератора постоянного тока ГС-12ТО;- voltage regulator 24 type RN-18Ohm - included in the kit of the DC-generator GS-12TO;

- вычислитель 7 - микроконтроллер семейства PIC18. Авторы Б.Я.Прохоренко и др. изд. М. ДОДЭКА, 1999 г.;- calculator 7 - microcontroller family PIC18. Authors B.Ya. Prokhorenko et al. M. DODEKA, 1999;

- блок памяти 25 - микросхема энергонезависимой памяти фирмы ATMEL, автор В.ВТребнев изд.Санкт-Петербург, ЭФО, 1977 г.;- memory block 25 - non-volatile memory chip company ATMEL, author V.VTrebnev ed. St. Petersburg, EFO, 1977;

- дисплей 29 - цифровой микрокристаллический дисплей фирмы PLANAR;- display 29 - digital microcrystalline display company PLANAR;

- контроллер 30 - контроллер типа FLASC-CAPD, предназначен для подключения внешних устройств;- controller 30 - controller type FLASC-CAPD, designed to connect external devices;

- измерительное колесо 3 - авиационное шасси;- measuring wheel 3 - aircraft chassis;

- ведомые колеса 26 и 26-1 - автомобильные шасси;- driven wheels 26 and 26-1 - automobile chassis;

- измерительный элемент 6 - динамометр;- measuring element 6 - dynamometer;

- датчики угловых скоростей 20 и 21 - тахогенераторы;- angular velocity sensors 20 and 21 - tachogenerators;

- блок управления 27 - блок оптронов;- control unit 27 - block optocouplers;

- блок силовых ключей 18 - построен на базе силовых транзисторов или тиристоров;- power key block 18 - built on the basis of power transistors or thyristors;

- аккумуляторная батарея 23 - два аккумулятора типа 12СМ-28 или 20КНБН;- rechargeable battery 23 - two batteries of type 12SM-28 or 20KNBN;

- контактор 25 - контактор ТКС601КОД;- contactor 25 - contactor TKS601KOD;

- пусковое сопротивление 22 - сопротивление, тип ПС-200-012Д.- starting resistance 22 - resistance, type PS-200-012D.

Claims (1)

Устройство для определения коэффициента сцепления колеса с аэродромным покрытием, содержащее измерительную тележку и блок регистрации, измерительная тележка содержит измерительное колесо, блокировочную муфту, редуктор, измерительный элемент и раму измерительной тележки, при этом измерительное колесо блокировочной муфтой механически соединяется с редуктором, блок регистрации содержит вычислитель и пульт управления, который подключается к первому входу вычислителя, а выход измерительного элемента по гибкому кабелю подключен ко второму входу вычислителя, отличающееся тем, что измерительная тележка дополнительно содержит независимый груз, муфту свободного хода, генератор постоянного тока, блок силовых ключей, блок активной нагрузки, первый и второй датчики угловых скоростей, пусковое сопротивление, аккумуляторную батарею, регулятор напряжения, контактор, ведомые колеса, при этом независимый груз нормально соединен с измерительным колесом, муфта свободного хода соединяет редуктор с ротором генератора постоянного тока, силовая шина аккумуляторной батареи через контактор и пусковое сопротивление подключена к силовому входу/выходу генератора постоянного тока, силовой вход/выход которого через блок силовых ключей соединен с блоком активной нагрузки, а также через регулятор напряжения подключен ко входу генератора постоянного тока, являющегося входом его обмотки возбуждения, второй выход аккумуляторной батареи подключен ко второму входу контактора, а измерительное и ведомое колеса соединены соответственно с первым и вторым датчиками угловых скоростей, ведомые колеса соединены с рамой измерительной тележки, которая через измерительный элемент подключена к транспортному средству, при этом блок регистрации дополнительно содержит блок управления, блок памяти, дисплей и контроллер, причем порт входа/выхода вычислителя подключен к блоку памяти, а первый, второй и третий выходы вычислителя подключены соответственно к дисплею, блоку управления и контроллеру, через который осуществляется связь с внешними устройствами, причем измерительная тележка гибким кабелем соединена с блоком регистрации, при этом выходы первого и второго датчиков угловых скоростей подключены соответственно к третьему и четвертому аналоговым входам вычислителя, выход блока управления подключен ко второму входу блока силовых ключей, а второй выход контактора и выходы силовой шины генератора постоянного тока и аккумуляторной батареи подключены соответственно к первому и второму входам пульта управления, пятый - свободный аналоговый вход вычислителя предусмотрен для подключения динамометра силового стенда (при проведении тарирования устройства), при этом максимальное значение коэффициента сцепления (φмакс) вычисляется путем измерения максимальной силы продольного динамического торможения измерительного колеса по поверхности аэродромного покрытия, получаемой при работе генератора постоянного тока в генераторном режиме, когда максимальная механическая сила сцепления (Рсцп макс) измерительного колеса превращается в электрическую и выделяется в виде тепловой энергии в блоке активной нагрузки, при этом коэффициент сцепления (φмакс) вычисляется по формулеA device for determining the adhesion coefficient of a wheel with an airfield coating, comprising a measuring trolley and a registration unit, a measuring trolley contains a measuring wheel, a locking clutch, a gearbox, a measuring element and a measuring trolley frame, while the measuring wheel is mechanically connected to the gearbox by a locking clutch, the registration unit contains a calculator and a control panel that connects to the first input of the calculator, and the output of the measuring element via a flexible cable is connected to the second the input of the calculator, characterized in that the measuring trolley further comprises an independent load, a freewheel, a direct current generator, a power key block, an active load unit, first and second angular velocity sensors, a starting resistance, a battery, a voltage regulator, a contactor, slaves wheels, while an independent load is normally connected to the measuring wheel, a freewheel coupling connects the gearbox to the rotor of the DC generator, the battery bus through the tactor and starting resistance are connected to the power input / output of the DC generator, the power input / output of which is connected to the active load unit through the power switch block, and also the second generator output is connected to the input of the DC winding, which is the input of its field winding, through the voltage regulator the batteries are connected to the second input of the contactor, and the measuring and driven wheels are connected respectively to the first and second angular velocity sensors, the driven wheels are connected to the meter frame the trolley, which is connected through the measuring element to the vehicle, while the registration unit further comprises a control unit, a memory unit, a display and a controller, the input / output port of the computer connected to the memory unit, and the first, second and third outputs of the computer connected respectively to the display, the control unit and the controller through which communication with external devices is carried out, and the measuring trolley is connected by a flexible cable to the registration unit, while the outputs of the first and second sensor at angular speeds are connected respectively to the third and fourth analog inputs of the calculator, the output of the control unit is connected to the second input of the power switch unit, and the second output of the contactor and the outputs of the power bus of the DC generator and the battery are connected respectively to the first and second inputs of the control panel, the fifth - a free analog input of the calculator is provided for connecting the dynamometer of the power stand (during calibration of the device), while the maximum value of the coefficient s Warming (φ max ) is calculated by measuring the maximum longitudinal dynamic braking force of the measuring wheel over the surface of the airfield coating obtained when the DC generator is in the generator mode, when the maximum mechanical adhesion force (P SCP max ) of the measuring wheel is converted into electric and released in the form of thermal energy in the block of active load, while the coefficient of adhesion (φ max ) is calculated by the formula φмакссцп максг,φ max = P ssp max / P g , где φмакс - максимальное значение коэффициента сцепления колеса с аэродромным покрытием;where φ max - the maximum value of the coefficient of adhesion of the wheel with an airfield coating; Рсцп макс - максимальная продольная сила сцепления измерительного колеса с поверхностью аэродромного покрытия;P SCP max - the maximum longitudinal force of adhesion of the measuring wheel with the surface of the airfield coating; Рг - нормальная сила нагрузки на измерительное колесо.R g - normal load force on the measuring wheel.
RU2004101376/11A 2004-01-08 2004-01-08 Device for determining engagement coefficient of wheel with airstrip covering RU2259569C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004101376/11A RU2259569C1 (en) 2004-01-08 2004-01-08 Device for determining engagement coefficient of wheel with airstrip covering

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004101376/11A RU2259569C1 (en) 2004-01-08 2004-01-08 Device for determining engagement coefficient of wheel with airstrip covering

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004101376A RU2004101376A (en) 2005-07-10
RU2259569C1 true RU2259569C1 (en) 2005-08-27

Family

ID=35837553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004101376/11A RU2259569C1 (en) 2004-01-08 2004-01-08 Device for determining engagement coefficient of wheel with airstrip covering

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2259569C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007067098A1 (en) * 2005-12-09 2007-06-14 Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennost Yu'finintek' Method for testing an aerodrome pavement friction
RU175489U1 (en) * 2017-01-30 2017-12-06 Вадим Михайлович Сахаров ELECTRONIC DESELEROMETER
RU2647336C1 (en) * 2016-11-28 2018-03-15 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" Runway friction coefficient measuring device
RU208712U1 (en) * 2021-03-03 2022-01-10 Павел Алексеевич Гаврилин Electronic decelerometer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Руководство по эксплуатации гражданских аэродромов Российской Федерации. - М.: Воздушный транспорт, 1955, с. 154-157. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007067098A1 (en) * 2005-12-09 2007-06-14 Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennost Yu'finintek' Method for testing an aerodrome pavement friction
RU2647336C1 (en) * 2016-11-28 2018-03-15 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" Runway friction coefficient measuring device
RU175489U1 (en) * 2017-01-30 2017-12-06 Вадим Михайлович Сахаров ELECTRONIC DESELEROMETER
RU208712U1 (en) * 2021-03-03 2022-01-10 Павел Алексеевич Гаврилин Electronic decelerometer

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004101376A (en) 2005-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4158961A (en) Device for testing vehicles
JPS59160720A (en) Method and device for detecting weight of car
US10126160B2 (en) Method and vehicle with arrangement for estimating mass of the vehicle
RU2259569C1 (en) Device for determining engagement coefficient of wheel with airstrip covering
RU2390003C9 (en) Method to determine wheel grip of airstrip surface
CA1320354C (en) Method of and apparatus for determining the engine power of an automotive vehicle
RU2298166C1 (en) Method of determining grip of wheel with airdrome pavement
US20200363277A1 (en) Method and apparatus for dynamometer testing of a motor vehicle
JPH02105023A (en) Method and device for weighing car
RU2369856C1 (en) Device measuring coefficient of friction of wheel with airfield pavement and traffic-bearing surfaces
RU165080U1 (en) AERODROM BRAKE CART FOR DETERMINING THE BRAKING CONDITIONS OF AIRCRAFT AIR-WHEEL WHEELS
RU2434093C1 (en) Device for electromechanical measurement of friction coefficient of wheel with surface of aerodrome pavement
RU118753U1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE COUPLING COEFFICIENT OF A WHEELS WITH AERODROME AND ROAD COATINGS
RU2626581C1 (en) Method of determining coupling frame of wheel with surface and device for its implementation
RU2612074C1 (en) Device of measurement of coefficient of adhesion of wheels with airfield pavements
RU2352918C1 (en) Device for determination of coefficient of wheel adhesion to artificial pavement
RU2308705C1 (en) Device for measuring coefficient of airdrome surface grip of tyre
RU2647336C1 (en) Runway friction coefficient measuring device
JPS63162369A (en) Motor driven type power steering control device
Firdaus et al. Electronic and GUI developtmen of roller brake tester
RU2538839C1 (en) Method of determination of coefficient of traction of wheel with artificial coating surface
RU2393460C1 (en) Method of determining traction coefficient of wheels with aerodrome pavement surface
RU2388865C1 (en) Portable device to measure coefficient of wheel-to-road coating adhesion
JPS645224Y2 (en)
RU161113U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE CLUTCH OF A VEHICLE WHEELS WITH A SURFACE OF ROAD COVERINGS

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20100715

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20110816

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20120126