Устройство для испытания шин авиаколес Советский патент 1981 года по МПК G01M17/02 

1

Изобретение относится к авиационной технике и предназначено для испытаний шин и тормозов авиационных колес шасси самолетов, а также может быть использовано в автомобильной промышленности.

По основному авт. ев, № 502274 известно устройство для испытания шин авиаколес, содержащее инерциойный барабан, приводной двигатель барабана, усилитель приводного двигателя для изменения скорости вращения его вала, си.повой исполнительный механизм со штоком для крепления авиаколеса с шиной, усилитель исполнительного механизма, функциональный эадатчик изменения скорости вращения барабана, первый суммирующий элемент, выход которого соединен с усилителем приводного двигателя, функционёшьный згщатчик изменения усадки шины авиаколеса, второй суммирующий элемент, .выход которого соединен с усилителем исполнительного механизма, датчик скорости вращения барабана, ооединенный с вгшом приводного двигателя и с выходом, подсоединенным к входу первого суммирующего элемента, и датчик перемещения штока исполнительного механизма, выход которого соединен с входом второго суммирукадего элемента 1.

Однако это устс|Ойство недостаточно полно моделирует условия пробега авиаколеса по взлетнопосадочной полосе (ВПП), так как не учитывает изменений усадки авиаколеса, вызванных неровностями ВПП, а также колебаниями центра тяжести самолета.

10

Цель изобретения - повьшение точности воспроизведения реальных условий эксплуатации в процессе испытаний путем учета изменений усадки шины авйаколеса, вызванных неровнос15тями ВПП и колебаниями центра тяжести самолета.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено генератором синусоидальных колебаний, дополни20тельньм сум1«1руиаим элементом и последовательно соедйнеиными генератором случайных сигналов, фильтром и нелинейным блоком, причем выходы генератора синусойдешьнцх колебаний и

25 нелинейного блока подключены соответственно к одному и другому входам дoпoлниteльнoro суммирующего элемента выход которого подключен к третьему входу второго суммирующего

30 :элемента, а второй вход нелинейного

блока соединен с выходом датчика ско рости вращения барабана.

На чертеже приведена блок-схема устройства. ,

Устройство содержит функциональный задатчик 1 изменения скорости вращения барабана, cy п«IИpyю ций элемент 2, усилитель 3 приводного двигателя, приводной двигатель 4 барабана, инерционный барабан 5, датчик

6.скорости вращения барабана, функцйональный задатч:ик 7 изменения усадки шины авиаколеса, нелинейный блок 8, суммирующий элемент 9, усилитель 10 исполнительного механизма, исполнительный механизм 11, авиаколесо

12, датчик 13 перемещения штока поршня исполнительного мезсаниама, генератор 14 случайных сигналов, фильтр

15,дополнительный суммирующий элемент 16 и генератор 17 синусоидальных колебаний.

Функциональный задатчик 1 изменения скорости вращения барабана электрически соединен выходом с одним, из входов суммируквдего элемента 2. Выход суммирующего элемента 2 электрически соединен с входом усилителя 3 приводного двигателя, выход которого соединен с приводным двигателем 4 барабана. Выходной вал приводного двигателя 4 барабана механически связан с инерционным барабаном 5 и датчиком 6 скорости вращения барабана. Выход датчика б скорости вращения барабана соединен электрической связью со вторым входом суммируквдего элемента 2, с входом функционального задатчика 7 изменения усадки шины авиаколеса и со вторым входом нелинейного блока 8.

Выход функционального задатчика

7изменения усадки шины авиаколеса электрически соединен с первым входом суммирукхдего элемента 9, выход которого подсоединен ко .входу усилителя 10 исполнительного механизма. Выход усилителя 10 исполнительного механизма электрической связью соединен с входом исполнительного мвхайиэма 11, выходной элемент котоРО.ГО-Н11ТОК поршня, механически связан с осью авиаколеса 12, с шиной

и с датчиком 13 перемещения штока поршня исполнительного механизма, выход которого электрически соединен со вторым входом суммирующего элемента 9.

Выход генератора 14 случайных Сигналов электрической связью соединен с входом фильтра 15, выход которого связан с первым входом нелинейного блока 8, выход которого электрически связан со вторым входом лополнительного суммирующего элемеита

16,выход которого подключен к третьему входу второго суммируюцего длемента 9. Выход геиератора 17 сину/соидальных колебаний электрически

соединен с первым входом дополнительного суммирукадего элемента 16.

С помощью функционального задатчика 1 изменения скорости вращения барабана выраба:тывается автоматически и непрерывно сигнал изменения скорости вращения инерционного барабана 5 во времени и в зависимости от типа испытываемого самолета, его скорости взлета или посадки. Этот сигнал поступает на вход суммирующего элемента 2 , на второй вход которого от Датчика 6 скорости вращения барабана поступает сигнал действи гельной скорости, вращения инерционного барабана 5. Алгебраическая разность этих двух сигналов с выхода суммируКяцего элемента 2 подается на усилитель 3 приводного двигателя Усиленный сигнал поступает на якорную обмотку приводного двигателя 4 барабана, который изменяет скорость вращения инерционного барабана 5 до необходимой величины. Сигнал от датчика 6 скорости вращения барабана подается на функциональный задатчик 7 изменения усадки шины авиаколеса. Функциональный задатчик 7 изменения усадки шины авиаколеса вырабатывает сигнал, пропорциональный изменению усадки (на.грузки) шины авиаколеса в зависимости от скорости вргицения инерционного барабана 6 и типа испытываемого авиаколеса. 3toT сигнал поступает на пе.рвый вход суммирующего элемента 9. Выходной сигнал генератора 14 случайных сигналов (белый шум) подается на вход фильтра 15. В качестве генератора случайных сигналов может использоваться тпобой выпускаемый промышленностью (например Г2-12), ПерёдатЪчная функция фильтра 15 выбирается из следующих соображений. По заданной нормированной спектральной плотности 5(«40.случайного процесса воздействия неровностей ВПП на усадку (нагрузку) шины авиаколеса определяется нормированная спектральная плотность S(U))i сигнала На выходе нелинейного блока 8

с

5 /WtjU))где )W (jot) квадрат модуля частотной передаточной функ55Ции замкнутой следя . щей системы.

Спектральная плотность входиого4 , сигнала фильтра (белый шум) Sg(cb) практически равномерна в полосй пропускания фильтра, то есть

5в(а))

« N

Тогда

О1« и -1гйгде (Wij(jcju)/ - квадрат модуля частотной передаточной функ. . ции фильтра 15.

Выходной сигнал фильтра 15 поступает на первый вход нелинейного блока 8, а на второй его вход - сигнал датчика б скорости вращения барабана. Нелинейный блок 8 служит для изменения дисперсии случайного сигнала на выходы фильтра 15 в зависимости от скорости вращения инерционного барабана 5-D (V), где О - дисперсия,

V - скорость вращения барабана.

Для фиксированной скорости вращения барабана спектральная плотность на выходе нелинейного блока 8 равна

: S(to)a ic4(u;), где. К - передаточный коэффициент нелинейности Р(V), при V eohs t, 5(0})j-:- спектральная плотность

сигнала на выходе фильтра. ,

Реализацией нелинейного блока 8 может служить, например электронный усилитель, коэффициент усиления которого нелинейно зависит от скорости вращения инерционного барабана 5. Выходной сигнал нелинейного блока 8 поступает на нторой вход дополнительного суммирующего элемента 16, на первый вход которого подается выходной сигнал генератора 17 синусоидальных колебаний, имитирующий колебания усадки (нагрузки) шины авиаколеса под действием колебаний центра тяжести самолета. Частотный диапазон этих колебаний (1-3) Гц в зависимости от типа самолета, а амплитуда может достигать 30% от стояночной нагрузки. В качества генератора синусоидальных колебаний может использоваться либо низкочастотный генератор налример генератор сигналов специальной формы Г6-15. Выходной сигнал дополнительного суммирующего элемента 16 подается на третий вход суммирующего элемента 9, где он алгебраически сум мруется с сигналом, поданным на первый вход. Из алгебраической суммы вычитается сигнал от датчика 13 перемещения штока поршня исполнительного механизма, поступающий на второй вход сунФгарующего элемента 9. Результи- .рукхций сигнгш с выхода суммирующего элемента 9 поступает на усилитель) 10 исполнительного механизма. Усиленный по напряжению сигнал подается на исполнительный механизм 11, который, прижимая к поверхности врае щающегося инерционного барабана 5 авиаколёсо 12 с шиной, закрепленное на штоке исполнительного механизма, изменяет усадку (нагрузку) испытываемой шины на величину, пропорциональную алгебраической сумме сигналов с функционального задатчика 7 изменения усадки шины авиаколеса и дополнительного суммирующего элемента 1-6.

5 Использование устройства позволяет точнее определятьресурс работы шин авиаколес и тем самым повышать безопасность взлета и посадки самолётов. Более точное определение ре« сурса шин авиаколес повлечет дальнейшее сОБе шенствование их конструкции и технологии и даст значительный экономический эффект.

2S

Формула изобретения

Устройство для испытания шин авиаколес по авт. св. № 502274, о т л ич а ю щ -е е с я тем, что, с целью

повышения точности воспроизведения реальных условий эксплуатации в про.цессе испытаний путем учета изменений усадки шины авиаколеса, вызванных неровностями взлетнопосадочной

полосы и колебаниями центра тяжести самолета, оно снабжено генератором синусоидальных Колебаний, дополнительным суммирующим элементом и последовательно соединенными генератором

случайных сигнешов, фильтром и нелинейным блоком, причем выходы генератора синусоидальных колебаний и нелинейного блока подключены соответственно ц одному и другому входам дополнительного суммирующего элемента, выход которого подключен к третьему входу второго суммирующего элемен а, а второй вход нелинейного блока соединен с выходом датчикЬ t KOрости ращения барабана. .

Источники информации,

Принятые во. внимание при экспертизе

1 Авторское свидетельство СССР 502274, кл, G 01 М 17/02, 1972 (прототип К