[1]Полезная модель предназначена для определения условий торможения авиационных пневматических колес на покрытиях искусственных взлетно-посадочных полос (ИВПП) по значению коэффициента сцепления (Ксц), определяющих, в том числе, расчетную величину пути торможения самолетов различной массы.
[2]Техническое решение является дальнейшим совершенствованием ранее разработанной тележки, защищенной патентом на полезную модель RU №204025.
[3]Из уровня техники наиболее близкой является тележка аэродромная тормозная для определения условий торможения авиационных пневматических колес по величине коэффициента сцепления, включающая блок регистрации измерений значений коэффициента сцепления «БРИЗ-КС» с тензорезисторным измерительным датчиком и представляющая собой колесный полуприцеп с несущей рамой, кожухом, крышкой и дышлом. На несущей раме посредством независимой рычажной подвески, имеющей ход до 110 мм и включающей рычаги, амортизаторы и предварительно поджатые пружины с максимальным суммарным рабочим усилием 3865 Н, смонтированы: колесо измерительное с авиационной шиной, колесо ведущее, вал привода, передающий вращательный момент от ведущего колеса к измерительному через шарниры равных угловых скоростей и соединенный со ступицами измерительного и ведущего колес, муфта включения-выключения измерительного колеса, установленная на ведущем колесе, дышло, состоящее из дышла центрального для крепления и буксировки тележки и дышла бокового, выполняющего роль силового элемента нагружения измерительного датчика, причем нагружение измерительного датчика обеспечивается перемещаемой вдоль направления движения направляющей тягой. При этом на направляющей тяге установлены предохранительное кольцо, демпфер и три пружины с жесткостью по 50 Н/мм каждая с предварительным поджатием - суммарным усилием 980 Н (RU №204025 U1, 04.05.2021).
[4]Техническим результатом является повышение точности измерений, осуществляемых тележкой аэродромной тормозной АТТ-4 для определения условий торможения авиационных пневматических колес по величине коэффициента сцепления.
[5]Достигается это тем, что тележка аэродромная тормозная (АТТ-4) для определения условий торможения авиационных пневматических колес включает дышло в виде балки, расположенное продольно по оси тележки и соединенное вертикальной осью с корпусом, состоящим из герметичной сварной рамы и герметичной крышки, смонтированных на левом и правом валах колеса – ведущее колесо с шиной бóльшего диаметра в диапазоне 697-750 мм и измерительное колесо с авиационной шиной 660×160 36А, причем колеса связаны с рамой двумя параллельно расположенными верхним и нижним рычагами, а правый и левый валы соединены между собой электромеханической муфтой кинематического сцепления, при этом в корпусе тележки в шарнирно-рычажной системе размещен S-образный тензорезисторный датчик для определения величины усилия при торможении тележки так, что взаимно параллельно расположенные в углублениях датчика оси контактирующих с ним элементов шарнирно-рычажной системы расположены в плоскости, отстоящей от вертикальной оси дышла на расстояние 450-700 мм, при этом тележка имеет демпфер для предотвращения передачи на S-образный тензорезисторный датчик ненормированных нагрузок, влияющих на показания датчика. Электромеханическая муфта кинематического сцепления имеет расположенный в ее корпусе зубчатый венец с внутренним зацеплением. Кроме того, на крышке корпуса тележки аэродромной тормозной размещена GPS/GLONASS-антенна системы определения и передачи координат местоположения тележки и пройденного пути, а также проблесковый маяк.
[6]Существенность совокупности признаков заявленной тележки обеспечивается их использованием из условия имитации реальных условий нагружения измерительного колеса в режиме измерения коэффициента сцепления при скорости 60-70 км/ч. Эти параметры устройства применимы к использованию измерительного (авиационного) колеса (660×160×355 модели 36А) в паре с ведущим колесом, имеющим наружный диаметр шины, больший, чем диаметр измерительного колеса. Допустимо использование без потери точности измерений ведущего колеса с внешним диаметром 697-750 мм.
[7]Причинно-следственная связь признаков с техническим результатом обусловлена тем, что при описанном конструктивном выполнении составляющих ее взаимосвязанных частей обеспечивается повышение точности измерений коэффициента сцепления на 7% по сравнению с прототипом, что обеспечивается указанными величинами параметров расположения осей дышла и S-образного датчика, при которых возникают контролируемые перемещения и реактивные силы, с требуемой точностью регистрируемые датчиком. За нижней границей расстояния – 450 мм сила реакции датчика увеличивается, а при увеличении расстояния свыше 700 мм сила уменьшается, при этом то и другое увеличивает погрешность измерения, значительно снижая достоверность результатов. Выполнение муфты электромеханической позволяет исключить перекосы при работе, поскольку электромагнитная катушка, создающая тяговую силу, расположена соосно с приводными валами левого и правого колес. В результате повышается надежность и быстродействие, обеспечивающие точность показаний датчика.
[8]Полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых:
[9]на фиг. 1 представлена тележка аэродромная тормозная (АТТ-4) для определения условий торможения авиационных пневматических колес, вид сзади;
[10]на фиг. 2 - тележка аэродромная тормозная, вид сбоку;
[11]На фиг. 3 - тележка аэродромная тормозная, вид сверху со снятой крышкой;
[12]на фиг. 4 - электромагнитная муфта, продольный разрез;
[13]на фиг. 5 – план скоростей ведущего и измерительного колес.
[14]Тележка аэродромная тормозная АТТ-4 для определения условий торможения авиационных пневматических колес состоит из корпуса 1 дышла 2, измерительного колеса 3 с авиационной шиной 660×160 36А, ведущего колеса с бóльшим наружным диаметром шины в диапазоне 697-750 мм, левого приводного вала 5, правого приводного вала 6. Корпус аэродромной тележки состоит из герметичной сварной рамы 8 и герметично установленной крышки 9. В корпусе тележки размещены: тензорезисторный S-образный датчик 10 для определения величины усилия при торможении тележки; демпфер 11 для предохранения датчика от ненормированных нагрузок; электромеханическая муфта 12 для кинематического сцепления левого и правого приводных валов. На крышке 9 размещена GPS/GLONASS-антенна 13 для определения координат местоположения и пройденного пути, а также проблесковый маяк 14. Дышло 2 аэродромной тележки представляет собой сварную балку, позволяющую передавать тяговую нагрузку вдоль продольной оси тележки, что в свою очередь обеспечивает снижение погрешностей силового воздействия, передаваемого на датчик в режиме измерения коэффициента сцепления. Каждое колесо аэродромной тележки снабжено амортизатором 15 и расположенной концентрично ему пружиной амортизатора 16. Колеса 3 и 4 аэродромной тележки оснащены соединенными с корпусом 1 защитными крыльями с габаритными огнями 17 и связаны со сварной рамой 8 двумя параллельно расположенными рычагами: верхним 18 и нижним 19. Ось дышла 7 находится на расстоянии 450-700 мм от датчика (которое, как показано на фиг.1, является плечом приложения силы к датчику). Для S-образных тензодатчиков Мерадат К-16А и С2Н, с диапазоном измерения силы 0...980 Н, это расстояние составляет 590 мм. В процессе эксплуатации установлено, что при динамическом характере нагружения датчика увеличение плеча более 700 мм приводит к упругим деформациям дышла, которые вносят дополнительную погрешность в процесс измерения. Однако при уменьшении плеча менее 450 мм происходит уменьшение перемещения, вследствие малости углов поворота дышла относительно корпуса тележки, величина которого может иметь разницу с амплитудой собственных колебаний тележки одного порядка, что негативным образом сказывается на точности измерения. Таким образом, диапазон плеча приложения силы от 450 до 700 мм исключает дополнительные погрешности, связанные с упругими деформациями и колебательными процессами измерительной системы, что в достаточной степени обеспечивает стабильность и точность измерений датчика.
[15]Электромагнитная муфта 12 имеет в своей конструкции фланец 21, упор 22, внутренний зубчатый венец 23, корпус электромагнита с внешним зубчатым венцом 24, катушку электромагнитную 25, катушкодержатель 26, пружину 27 и направляющую втулку 20. При этом катушкодержатель 26 и катушка элетромагнитная 25 закреплены на неподвижном корпусе тележки 1. Корпус электромагнита 24 и втулка направляющая 20 соединены друг с другом неразъемным соединением и установлены на приводном валу 6 с помощью шпоночного соединения. Аналогичным образом фланец 21 установлен на левом приводном валу 5. Фланец 21 имеет три упора 22 для передачи вращательного момента внутреннему зубчатому венцу 23.
[16]В процессе движения тележки приводные валы 5 и 6 вращаются разобщено - каждый со своей угловой скоростью. В момент включения катушки электромагнита 25 происходит притягивание зубчатого венца 23 к корпусу электромагнита 24 – происходит смыкание зубьев и синхронизация вращения приводных валов 5 и 6.
[17]При выключении электромагнита пружина 27 возвращает зубчатый венец 23 в исходное положение – происходит размыкание зубчатого венца 23 и корпуса электромагнита 24.
[18]Базирование зубчатого венца 22 осуществлено на направляющей втулке 20 соосно, что обеспечивает надежную работу механизма без перекосов, заклинивания и интенсивного износа контактирующих деталей, повышая точность и стабильность показаний в процессе всей работы тележки.
[19]В рабочем режиме при измерении коэффициента сцепления, электромеханическая муфта обеспечивает жесткую кинематическую связь левого и правого приводных валов. За счет разности наружных диаметров колес, ведущего колеса в диапазоне диаметров 697-750 мм и измерительного колеса с авиационной шиной 660×160 36А диаметром 660 мм, при качении тележки с кинематически связанными колесами, возникает тормозной момент на измерительном колесе с авиационной шиной. В результате этого корпус тележки поворачивается на небольшой угол вокруг оси дышла 7 по часовой стрелке. При этом корпус тележки начинает растягивать тензорезисторный датчик, который закреплен между корпусом тележки и дышлом. При растяжении датчика возникает сигнал, величина которого пропорциональная коэффициенту сцепления авиационной шины с ИВПП. Поскольку электромагнитная катушка, создающая тяговую силу, расположена соосно с приводными валами левого и правого колес, то она не оказывает влияния на точность измерений при работе. В результате повышается надежность работы в нормальных и затрудненных условиях.
[20]Разность наружных диаметров шин ведущего и измерительного колес определяет коэффициент скольжения измерительного колеса, диапазон которого для тележки АТТ-4 составляет от 5,3 до 12%. Если шина ведущего колеса имеет наружный диаметр 697 мм, например, модель 225/70 R15, то значение коэффициента скольжения измерительного колеса составит 5,3%, а при диаметре 750 мм - 12%.
[21]В качестве примеров приведено следующее:
[22]Коэффициент скольжения измерительного колеса при ведущем колесе диаметром D1=697 мм:
[23]
,
[24]где 
– скорость скольжения измерительного колеса;
[25]
– расчетная скорость линейного движения измерительного колеса;
[26]Коэффициент скольжения измерительного колеса при ведущем колесе диаметром D1=750 мм:
[27]
.
[28]Уменьшение диаметра и, следовательно, уменьшение коэффициента скольжения до значений меньше 5,3% ухудшает точность измерения датчика, и напротив, увеличение диаметра и, следовательно, коэффициента скольжения более 13% приводит к интенсивному износу шины за процесс измерения, что негативно влияет на стабильность, точность и достоверпность измерений. Таким образом, диапазон диаметров ведущего колеса 697-750 мм обеспечивает наилучшие условия для точности и стабильности измерений.
