RU2569235C1

RU2569235C1 - Method of decreasing vehicle vertical and angular overloads in motion over surface and vehicle to this end

Info

Publication number: RU2569235C1
Application number: RU2014134985/11A
Authority: RU
Inventors: Александр Андреевич Долгополов; Владимир Петрович Соколянский; Юрий Юрьевич Мерзликин; Василий Андреевич Брусов; Дмитрий Александрович Чижов; Алексей Сергеевич Меньшиков; Любовь Васильевна Карпенкова; Виктор Федорович Брагазин; Сергей Георгиевич Баженов; Сергей Дмитриевич Шипилов
Priority date: 2014-08-28
Filing date: 2014-08-28
Publication date: 2015-11-20

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: claimed vehicle comprises body, shock absorber, system for stiffness control and shock absorber damping, control system, logic and computer system provided with memory unit, and scanner. Shock absorber comprises damping strut, pneumatic accumulator coupled therewith to vary its volume and feed pressure. Claimed method consists in control over stiffness and damping of the vehicle shock absorber effected by feed of control signal to said shock absorber. Current parameters to be fed by logic and computer system to control system are used as initial data and comprises shock absorber strut damping and stiffness factors, speed and dynamic kinematic parameters of vehicle motion.

EFFECT: accelerated response of damping system in vehicle motion over the surface.

8 cl, 5 dwg

Description

Группа изобретений относится к области транспорта, а именно к способу снижения динамической нагруженности транспортного средства при движении по поверхности, и транспортным средствам, реализующим этот способ.The group of inventions relates to the field of transport, and in particular to a method of reducing the dynamic load of a vehicle when moving on the surface, and vehicles that implement this method.

Из уровня техники известны способы снижения вертикальных и угловых перегрузок (то есть динамической нагруженности) транспортного средства при движении по поверхности и транспортные средства, реализующие эти способы.The prior art methods for reducing vertical and angular overloads (that is, dynamic loading) of a vehicle when moving on the surface and vehicles that implement these methods.

Так, в патенте России №2483938, дата регистрации 10.06.2013 [1], представлен способ снижения динамической нагруженности транспортного средства при движении по поверхности, основанный на регулировании жесткости и демпфирования установленного на транспортном средстве, по меньшей мере, одного амортизирующего устройства посредством подачи на него управляющего сигнала, вырабатываемого логико-вычислительной подсистемой, оснащенной сканирующим устройством, определяющим параметры неровностей на впереди расположенной опорной поверхности и передающим информацию в логико-вычислительную подсистему.So, in Russian patent No. 2483938, registration date 06/10/2013 [1], a method for reducing the dynamic loading of a vehicle when driving on the surface is presented, based on the regulation of the stiffness and damping of at least one shock-absorbing device installed on the vehicle by feeding control signal generated by a logical-computational subsystem equipped with a scanning device that determines the parameters of irregularities on the front of the supporting surface and transmit information in the logical computing subsystem.

Недостаток данного способа снижения динамической нагруженности транспортных средств состоит в том, что быстродействие изменения характеристики по жесткости амортизационной стойки недостаточно. При этом присущее исполнительным органам запаздывание в отработке сигналов управления ограничивает возможности снижения динамических нагрузок при встрече с неровностями пути.The disadvantage of this method of reducing the dynamic load of vehicles is that the speed of changing the characteristics of the stiffness of the suspension strut is not enough. At the same time, the delay in the development of control signals inherent in the executive bodies limits the possibility of reducing dynamic loads when meeting path irregularities.

В патенте [1] также представлено транспортное средство (в том числе самолет), реализующее этот способ, содержащее корпус, амортизационное устройство, систему управления жесткостью и демпфированием амортизационного устройства, систему управления, логико-вычислительную подсистему, оснащенную блоком памяти, содержащим информацию о реакции модели транспортного средства с разными характеристиками жесткости и демпфирования амортизирующего устройства на характерные типы неровностей по координатам пространственного и углового положения модели и их первой и второй производных по времени, сканером, блоком сравнения характеристики поверхности с имеющимися в блоке памяти типами рельефа поверхности и реакцией модели транспортного средства на аналогичные характеристики поверхности, блоком измерения координат пространственного положения транспортного средства и производных координат по времени, блоком формирования управляющего сигнала, подаваемого на амортизирующее устройство транспортного средства.The patent [1] also presents a vehicle (including an airplane) that implements this method, comprising a housing, a shock absorber, a control system for the stiffness and damping of the shock absorber, a control system, a logic-computing subsystem equipped with a memory unit containing reaction information vehicle models with different characteristics of stiffness and damping of the shock-absorbing device for characteristic types of irregularities in the coordinates of the spatial and angular position m dividers of their first and second derivatives with respect to time, a scanner, a unit for comparing the surface characteristics with the types of surface topography available in the memory unit and the reaction of the vehicle model to similar surface characteristics, a unit for measuring coordinates of the vehicle’s spatial position and time derivatives, a control unit signal applied to the shock absorbing device of the vehicle.

Недостаток такого транспортного средства состоит в том, что быстродействие изменения характеристики по жесткости амортизационной стойки недостаточно. При этом присущее исполнительным органам запаздывание в отработке сигналов управления ограничивает возможности снижения нагрузок при встрече с неровностями пути.The disadvantage of this vehicle is that the speed of changing the characteristics of the stiffness of the suspension strut is not enough. At the same time, the delay in the processing of control signals inherent in the executive bodies limits the possibilities of reducing loads when meeting path irregularities.

Изобретение [1] принято в качестве наиболее близкого аналога заявленного способа и транспортного средства.The invention [1] is taken as the closest analogue of the claimed method and vehicle.

Решаемой группой изобретений задачей является снижение вертикальных и угловых перегрузок транспортного средства при движении по неровной поверхности.The problem being solved by the group of inventions is to reduce the vertical and angular overloads of the vehicle when driving on uneven surfaces.

Технический результат группы изобретений состоит в повышении быстродействия срабатывания амортизационной системы при движении транспортного средства по поверхности.The technical result of the group of inventions is to increase the response speed of the depreciation system when the vehicle moves on the surface.

Сущность группы изобретений состоит в следующем.The essence of the group of inventions is as follows.

Способ снижения вертикальных и угловых перегрузок транспортного средства при движении по поверхности, как и в наиболее близком аналоге [1], основан на регулировании жесткости и демпфирования установленного на транспортном средстве, по меньшей мере, одного амортизирующего устройства посредством подачи на него управляющего сигнала, вырабатываемого логико-вычислительной подсистемой, оснащенной сканирующим устройством, определяющим параметры неровностей на впереди расположенной опорной поверхности и передающем информацию в логико-вычислительную подсистему, но в отличие от наиболее близкого аналога [1], в качестве исходных данных от логико-вычислительной подсистемы в систему управления поступают текущие параметры: коэффициенты жесткости и демпфирования амортизационных стоек амортизирующего устройства, скорость и кинематические параметры движения транспортного средства (продольные, вертикальные и поперечные перемещения, угловые перемещения относительно продольной, поперечной и вертикальной осей транспортного средства и их производные), по которым в логико-вычислительной подсистеме вычисляют перегрузки транспортного средства в различных его частях, сравнивают их с нормированными по типу неровностей поверхности, после чего выдают команды на изменение характеристик по жесткости и демпфированию, по меньшей мере, одного амортизирующего устройства.The method of reducing vertical and angular overloads of a vehicle when moving along the surface, as in the closest analogue [1], is based on the regulation of stiffness and damping of at least one shock-absorbing device installed on the vehicle by supplying a control signal generated by a logic signal to it - a computing subsystem equipped with a scanning device that determines the parameters of irregularities on the front of the supporting surface and transmits information to the logic pressure subsystem, but unlike the closest analogue [1], the current parameters are supplied to the control system as input data from the logic-computational subsystem: stiffness and damping coefficients of the suspension struts of the shock-absorbing device, speed and kinematic parameters of the vehicle’s movement (longitudinal, vertical and lateral movements, angular movements relative to the longitudinal, transverse and vertical axes of the vehicle and their derivatives), according to which in the logic tion subsystem calculated overload vehicle in its various parts, compare them with the normalized according to the type of surface irregularities, and then issue commands to change the characteristics of rigidity and damping, at least one damping device.

Способ снижения вертикальных и угловых перегрузок транспортного средства характеризуется тем, что при перегрузке, превышающей нормированную величину, уменьшают коэффициенты жесткости амортизационных стоек путем увеличения объема пневмоаккумулятора соответствующей амортизационной стойки амортизирующего устройства.A method of reducing vertical and angular overloads of a vehicle is characterized in that when overloads exceeding the normalized value, the stiffness coefficients of the suspension struts are reduced by increasing the volume of the pneumatic accumulator of the corresponding suspension strut of the shock absorber.

Способ снижения вертикальных и угловых перегрузок транспортного средства характеризуется тем, что при уменьшении величин неровностей поверхности, полученных при сканировании, коэффициенты жесткости увеличивают путем уменьшения объема пневмоаккумулятора и повышения в рабочем объеме пневмоаккумулятора избыточного давления инертного газа соответствующей амортизационной стойки амортизирующего устройства.The method for reducing vertical and angular overloads of a vehicle is characterized by the fact that when the values of surface irregularities obtained during scanning are reduced, the stiffness coefficients are increased by reducing the volume of the pneumatic accumulator and increasing the inert gas overpressure in the working volume of the pneumatic accumulator of the corresponding suspension strut of the shock-absorbing device.

Способ снижения вертикальных и угловых перегрузок транспортного средства характеризуется тем, что при перегрузке ниже нормированной из логико-вычислительной подсистемы в систему управления выдается сообщение о возможности увеличения скорости транспортного средства.A method of reducing vertical and angular overloads of a vehicle is characterized by the fact that when overload is lower than normalized from the logic-computational subsystem, a message is issued to the control system about the possibility of increasing the vehicle speed.

Транспортное средство, как и в наиболее близком аналоге [1], содержит корпус, амортизационное устройство, систему управления жесткостью и демпфированием амортизационного устройства, систему управления, логико-вычислительную подсистему, оснащенную блоком памяти, содержащим информацию о реакции модели транспортного средства с разными характеристиками жесткости и демпфирования амортизирующего устройства на характерные типы неровностей по координатам пространственного и углового положения модели и их первой и второй производных по времени, сканером, блоком сравнения характеристики поверхности с имеющимися в блоке памяти типами рельефа поверхности и реакцией модели транспортного средства на аналогичные характеристики поверхности, блоком измерения координат пространственного положения транспортного средства и производных координат по времени, блоком формирования управляющего сигнала, подаваемого на амортизирующее устройство транспортного средства, но в отличие от наиболее близкого аналога [1], по меньшей мере, одно амортизационное устройство содержит амортизационную стойку, пневматически связанный с ней пневмоаккумулятор, выполненный с возможностью изменения его объема и давления запитки.The vehicle, as in the closest analogue [1], contains a housing, a cushioning device, a control system for stiffness and damping of a cushioning device, a control system, a logic and computing subsystem equipped with a memory unit containing information about the reaction of a vehicle model with different stiffness characteristics and damping the shock-absorbing device to characteristic types of irregularities in the coordinates of the spatial and angular position of the model and their first and second derivatives with respect to time by means of a scanner, a unit for comparing the surface characteristics with the types of surface topography available in the memory unit and the reaction of the vehicle model to similar surface characteristics, a unit for measuring coordinates of the vehicle’s spatial position and time derivatives, a unit for generating a control signal supplied to the vehicle’s shock-absorbing device , but unlike the closest analogue [1], at least one depreciation device contains depreciation nnuyu rack pneumatically associated accumulator, configured to change its volume and powering pressure.

Транспортное средство характеризуется тем, что пневмоаккумулятор оснащен мембранами с образованием, по меньшей мере, трех отсеков, пневматически связанных между собой управляемыми клапанами, при этом каждый из отсеков пневматически связан посредством клапанов с электромагнитным управлением с системой подкачки.The vehicle is characterized in that the pneumatic accumulator is equipped with membranes with the formation of at least three compartments pneumatically connected to each other by controlled valves, with each of the compartments being pneumatically connected by means of solenoid valves with a booster system.

Транспортное средство характеризуется тем, что система подкачки оснащена ресивером или компрессором.The vehicle is characterized in that the swap system is equipped with a receiver or compressor.

Транспортное средство характеризуется тем, что гидравлическая связь пневмоаккумулятора с амортизационной стойкой содержит дроссель, выполненный с возможностью изменения площади проходного отверстия.The vehicle is characterized in that the hydraulic connection of the pneumatic accumulator with the suspension strut contains a throttle configured to change the area of the passage opening.

Представленные признаки образуют совокупность, обеспечивающую достижение заявленного технического результата.The presented features form a combination that ensures the achievement of the claimed technical result.

Группа изобретений поясняется чертежами.The group of inventions is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлена модель и принципиальная схема управления установленной на транспортном средстве амортизационной стойки с регулируемыми характеристиками по жесткости и демпфированию.In FIG. 1 shows a model and a control circuit diagram of a suspension strut mounted on a vehicle with adjustable stiffness and damping characteristics.

На фиг. 2 представлено нормирование типов неровностей, характерных для поверхности перемещения транспортного средства.In FIG. 2 presents the rationing of the types of irregularities characteristic of the moving surface of the vehicle.

На фиг. 3 показан общий вид самолета со сканирующим устройством.In FIG. 3 shows a general view of an aircraft with a scanning device.

На фиг. 4 представлена структурная схема системы управления характеристиками жесткости и демпфирования амортизационной стойки шасси транспортного средства.In FIG. 4 is a structural diagram of a control system for the stiffness and damping characteristics of the suspension strut of a vehicle chassis.

На фиг. 5 представлена алгоритмическая схема работы системы управления характеристиками амортизационных стоек шасси по жесткости и демпфированию.In FIG. 5 is an algorithmic diagram of the operation of the control system for the characteristics of the suspension struts of the chassis for stiffness and damping.

Реализация группы изобретений.Implementation of a group of inventions.

Предлагаемый способ снижения вертикальных и угловых перегрузок транспортного средства при движении по поверхности основан на регулировании жесткости и демпфирования установленного на транспортном средстве, по меньшей мере, одного амортизирующего устройства посредством подачи в систему управления жесткостью и демпфированием управляющего сигнала, вырабатываемого логико-вычислительной подсистемой, оснащенной сканирующим устройством, определяющим параметры неровностей на впереди расположенной опорной поверхности и передающим информацию о параметрах неровностей в логико-вычислительную подсистему, при этом в качестве исходных данных в логико-вычислительной подсистеме используются коэффициенты жесткости и демпфирования амортизационных стоек амортизирующего устройства, текущие значения скорости движения и кинематические параметры транспортного средства (продольные, вертикальные и поперечные перемещения, угловые перемещения относительно продольной, поперечной и вертикальной осей транспортного средства и их производные), в том числе перегрузки транспортного средства в различных его частях, по которым в логико-вычислительной подсистеме вычисляют перегрузку и после сравнения перегрузки с нормированной по типу неровностей поверхности выдаются команды в систему управления на изменение характеристик по жесткости и демпфированию, по меньшей мере, одного амортизирующего устройства.The proposed method of reducing the vertical and angular overloads of the vehicle when moving along the surface is based on the regulation of the stiffness and damping of the at least one shock-absorbing device installed on the vehicle by supplying a control signal generated by a logic-computing subsystem equipped with a scanning system to the stiffness and damping control system a device that determines the parameters of irregularities on the front of the supporting surface and transmitting inf formation of roughness parameters in the logic-computational subsystem, while the initial data in the logic-computational subsystem are the stiffness and damping coefficients of the suspension struts of the shock-absorbing device, the current values of the speed and kinematic parameters of the vehicle (longitudinal, vertical and lateral movements, angular movements relative to the longitudinal, transverse and vertical axes of the vehicle and their derivatives), including overload of the vehicle means in its various parts by which the overload is calculated in the logic-computing subsystem and, after comparing the overload with the normalized type of surface roughness, commands are issued to the control system for changing the stiffness and damping characteristics of at least one shock-absorbing device.

При рассчитанной перегрузке, превышающей нормированную величину, коэффициенты жесткости амортизационных стоек амортизирующего устройства уменьшают путем увеличения объема пневмоаккумулятора соответствующей амортизационной стойки амортизирующего устройства.When the calculated overload exceeds the normalized value, the stiffness coefficients of the suspension struts of the shock-absorbing device are reduced by increasing the volume of the pneumatic accumulator of the corresponding suspension strut of the shock-absorbing device.

При рассчитанной перегрузке ниже нормированной величины, коэффициенты жесткости увеличивают путем уменьшения объема пневмоаккумулятора и повышения в рабочем объеме пневмоаккумулятора избыточного давления инертного газа соответствующей амортизационной стойки амортизирующего устройства.When the calculated overload is lower than the normalized value, the stiffness coefficients are increased by reducing the volume of the pneumatic accumulator and increasing the inert gas overpressure in the working volume of the pneumatic accumulator of the corresponding suspension strut of the shock-absorbing device.

Кроме того, при рассчитанной перегрузке ниже нормированной из логико-вычислительной подсистемы в систему управления подается команда на увеличение скорости транспортного средства.In addition, when the calculated overload is lower than normalized from the logical-computational subsystem, a command is sent to the control system to increase the vehicle speed.

Для реализации способа предварительно создают модель 1 амортизационной стойки шасси 2 транспортного средства с моделированием жесткости и демпфирования шасси 2, соединенного с корпусом 3 транспортного средства (фиг. 1). Модель 1 амортизационной стойки шасси 2 может выполняться как физической, так и математической, обеспечивающей верификацию результатов расчета с физическим экспериментом, и физического эксперимента с динамическими характеристиками транспортного средства. Затем проводят испытания модели 1 при разных параметрах жесткости и демпфирования, а также с различной нагрузкой на корпус 3 транспортного средства, при движении над разными типами неровностей с различной скоростью V. На фиг. 2 представлен пример типов неровностей и их нормирование для поверхности взлетно-посадочной полосы (ВПП): А - ВПП с твердым покрытием (Н3); Б - ВПП элементарно подготовленные (Н2); В - неподготовленные ВПП (H1).To implement the method, a model 1 of the suspension strut of the chassis of the vehicle 2 is preliminarily created with simulating the stiffness and damping of the chassis 2 connected to the body 3 of the vehicle (Fig. 1). Model 1 of the suspension strut of the chassis 2 can be performed both physical and mathematical, providing verification of the calculation results with a physical experiment, and a physical experiment with the dynamic characteristics of the vehicle. Then, tests of model 1 are carried out with different parameters of stiffness and damping, as well as with different loads on the vehicle body 3, when moving over different types of irregularities with different speeds V. FIG. Figure 2 shows an example of the types of irregularities and their rationing for the surface of the runway (A): A - hard-coated runway (H3); B - runway elementary prepared (H2); B - unprepared runways (H1).

Результаты реакции модели 1 амортизационной стойки 2 шасси в процессе преодоления неровностей поступают в логико-вычислительную подсистему 4 (фиг. 1). При этом в качестве регистрируемых параметров в модели 1 записывают следующие реакции модели 1 амортизационной стойки шасси 2 с фиксированной жесткостью, а также корпуса 3: скорость v=dx/dt, угол тангажа ϑ, угловую скорость dυ/dt, перегрузку в центре тяжести корпуса 3 d²y_g/dt² и перегрузки по осям каждой из амортизационной стоек d²y_i/dt² (фиг. 1), где х - продольная ось, вдоль которой происходит движение транспортного средства, t - время, y_g - координата центра тяжести транспортного средства по вертикали, y_i - координата i-й амортизационной стойки по вертикали.The results of the reaction of model 1 of the suspension strut 2 of the chassis in the process of overcoming irregularities enter the logic-computing subsystem 4 (Fig. 1). At the same time, the following reactions of model 1 of the suspension strut of chassis 2 with fixed stiffness, as well as of housing 3 are recorded as registered parameters in model 1: speed v = dx / dt, pitch angle ϑ, angular velocity dυ / dt, overload at the center of gravity of body 3 d ² y _g / dt ² and overloads along the axes of each of the struts d ² y _i / dt ² (Fig. 1), where x is the longitudinal axis along which the vehicle moves, t is time, y _g is the center coordinate vehicle gravity vertically, y _i - coordinate of the i-th suspension strut vertically ali.

Затем блок 4 размещают на транспортном средстве 5, например на самолете (фиг. 3), оснащенном передней 6 и задними 7 амортизационными стойками, структурная схема которых совпадает с моделью 1 амортизационной стойки с регулируемой жесткостью шасси 2 (фиг. 1), соединенного с корпусом 3 транспортного средства 5. На транспортное средство 5 устанавливают сканирующее устройство, например сканер 8 поверхности, расположенной перед транспортным средством 5 в направлении движения. В логико-вычислительную подсистему 4 поступают полученные при сканировании данные о высоте Δh_НЕР и длине L впереди расположенной неровности, а также обработанная информация от датчиков (на фиг. не показаны) по кинематическим параметрам транспортного средства 5, в частности v=dx/dt; υ; dυ/dt; d²y_g/dt²; d²y_i/dt² и др.Then block 4 is placed on a vehicle 5, for example, on an airplane (Fig. 3) equipped with front 6 and rear 7 suspension struts, the structural diagram of which coincides with model 1 of the suspension strut with adjustable stiffness of the chassis 2 (Fig. 1) connected to the body 3 of the vehicle 5. A scanning device is installed on the vehicle 5, for example, a scanner 8 of a surface located in front of the vehicle 5 in the direction of travel. Logical-computational subsystem 4 receives the scanning data on the height Δh _HEP and the length L in front of the unevenness, as well as the processed information from the sensors (not shown) in the kinematic parameters of the vehicle 5, in particular v = dx / dt; υ; dυ / dt; d ² y _g / dt ² ; d ² y _i / dt ² , etc.

Как показано на фиг. 1, в модели 1 конструкции передней 6 и задней 7 амортизационных стоек заложена возможность управления характеристиками их жесткости и демпфирования.As shown in FIG. 1, in model 1 of the design of the front 6 and rear 7 suspension struts, the possibility of controlling the characteristics of their stiffness and damping is inherent.

При движении по поверхности транспортное средство 5, например самолет на этапе разбега и пробега, оборудованное сканером 8, сканирует неровности поверхности в направлении движения транспортного средства 5. Результаты сканирования передаются в электронный блок логико-вычислительной подсистемы 4. Затем по уже настроенному алгоритму вырабатываются сигналы для исполнительных механизмов (ИМ), изменяющих характеристики жесткости соответствующей передней 6 и/или задней 7 амортизационной стойки за счет изменения в пневмоаккумуляторе 9 объема, например, полостей 10, образованных между мембранами 11 (фиг. 1), или давления его запитки.When moving on the surface of a vehicle 5, for example, an airplane at the take-off and run stage, equipped with a scanner 8, scans the surface irregularities in the direction of movement of the vehicle 5. The scan results are transmitted to the electronic unit of the logic and computing subsystem 4. Then, according to the already configured algorithm, signals are generated for actuators (IM) that change the stiffness characteristics of the corresponding front 6 and / or rear 7 suspension struts due to changes in the volume of the pneumatic accumulator 9, for example, the cavities 10 formed between the membranes 11 (Fig. 1), or the pressure of its supply.

Например, при обнаружении сканером 8 неровностей, характерных для неподготовленных ВПП - H1 (фиг. 2) по ходу движения транспортного средства 5, логико-вычислительной подсистемой 4 подается сигнал на открытие установленных на мембранах 11 между полостями 10 клапанов 12 и 13 с электромагнитным управлением посредством электромагнитных катушек соответственно «с1» и «с2». При этом происходит увеличение объема пневмо-аккумулятора 9 соответствующей амортизационной стойки 6 и/или 7, снижение избыточного давления инертного газа в этом объеме и тем самым снижение жесткости амортизационной стойки 6 и/или 7. Действующие на транспортное средство 5 перегрузки при таких параметрах жесткости будут меньше.For example, when a scanner 8 detects irregularities characteristic of an unprepared runway - H1 (Fig. 2) in the direction of the vehicle 5, the logic-computing subsystem 4 sends a signal to open the membranes 11 between the cavities 10 of the valves 12 and 13 with electromagnetic control by electromagnetic coils, respectively, "c1" and "c2". In this case, an increase in the volume of the pneumatic accumulator 9 of the corresponding suspension strut 6 and / or 7, a decrease in overpressure of inert gas in this volume, and thereby a decrease in the stiffness of the suspension strut 6 and / or 7. Overloads acting on the vehicle 5 with such stiffness parameters will be smaller.

В случае, если сканер 8 обнаружит по ходу движения транспортного средства 5 поверхность с неровностями, характерными для хорошо подготовленных ВПП (фиг. 2), логико-вычислительная подсистема 4 подает сигналы ИМ, обеспечивающие увеличение коэффициентов жесткости соответствующих амортизационных стоек 6 и/или 7. Для увеличения жесткости амортизационной стойки 6 и/или 7 амортизационного устройства необходимо повысить избыточное давление инертного газа запитки пневмоаккумулятора 9, либо уменьшить объем пневмоаккумулятора 9. Эти процессы выполняются закрыванием клапанов 12 и 13 за счет отключения сигналов с катушек «с1» и «с2». Подкачка давления в отдельные полости 10 пневмоаккумулятора 9 выполняется за счет клапанов с электромагнитным управлением 14, 15, 16 при включении сигналов «а1», «а2», «а3» (фиг. 1). Уровень давления устанавливается редукционными клапанами 17, 18, 19 с пропорциональным управлением посредством сигналов «b1», «b2», «b3». Воздух к клапанам поступает от ресивера 20 или компрессора.If the scanner 8 detects in the direction of the vehicle 5 a surface with irregularities characteristic of a well-prepared runway (Fig. 2), the logic-computational subsystem 4 provides IM signals that increase the stiffness coefficients of the respective suspension struts 6 and / or 7. To increase the rigidity of the depreciation strut 6 and / or 7 of the depreciation device, it is necessary to increase the inert gas overpressure of the air accumulator 9 or to reduce the volume of the air accumulator 9. These processes are closing valves 12 and 13 by turning off the signals from the coils "c1" and "c2". The pumping of pressure into separate cavities 10 of the pneumatic accumulator 9 is performed by electromagnetic valves 14, 15, 16 when the signals “A1”, “A2”, “A3” are turned on (Fig. 1). The pressure level is set by pressure reducing valves 17, 18, 19 with proportional control by means of the signals "b1", "b2", "b3". Air to the valves comes from receiver 20 or compressor.

За счет изменения проходной площади отверстия дросселя 21 возможно изменять демпфирующую характеристику амортизационных стоек 6, 7 шасси 2 транспортного средства 5.Due to the change in the passage area of the opening of the throttle 21, it is possible to change the damping characteristic of the suspension struts 6, 7 of the chassis 2 of the vehicle 5.

В качестве транспортного средства 5 может использоваться самолет, наземное транспортное средство повышенной проходимости, гидросамолет или другое транспортное средство, оснащенные амортизационными стойками 6, 7, соответствующими модели 1, с регулируемой жесткостью и демпфированием, сканером 8, логико-вычислительной подсистемой 4.As the vehicle 5, an airplane, a land terrain vehicle, a seaplane or other vehicle equipped with suspension struts 6, 7, corresponding to model 1, with adjustable stiffness and damping, a scanner 8, and a logic and computing subsystem 4 can be used.

При использовании в качестве транспортного средства 5 самолета, как показано на фиг. 3, самолет оснащается тремя амортизационными стойками, соответствующими модели 1: одной передней 6 и двумя задними основными 7. На самолете установлены: сканер 8 поверхности, блок с логико-вычислительной подсистемой 4, на которую приходит информация о типах неровностей опорной поверхности (фиг. 2), а также информация с датчиков о параметрах движения транспортного средства 5, затем эта информация обрабатывается и выдаются сигналы для ИМ на изменение характеристик жесткости и демпфирования амортизационных стоек 6, 7 шасси 2.When using aircraft 5 as a vehicle, as shown in FIG. 3, the aircraft is equipped with three suspension struts corresponding to model 1: one front 6 and two rear main 7. The aircraft are equipped with: a surface scanner 8, a unit with a logic-computational subsystem 4, which receives information about the types of roughnesses of the supporting surface (Fig. 2 ), as well as information from the sensors on the parameters of the vehicle 5, then this information is processed and signals are given for the MI to change the stiffness and damping characteristics of the suspension struts 6, 7 of the chassis 2.

Способ изменения характеристик по жесткости и демпфированию амортизационной стойки 6, 7, соответствующих модели 1, включает алгоритм обработки, вычисления и подачи сигналов на ИМ (фиг. 4). Блок логико-вычислительной подсистемы 4 получает и обрабатывает сигналы о движении транспортного средства 5, информацию со сканера 8 о неровностях впереди расположенной опорной поверхности. Затем информация поступает на изменение параметров жесткости и демпфирования амортизационных стоек 6, 7 способом, описанным выше, с подачей электромагнитных сигналов на соответствующие клапаны 12, 13 (на фиг. 4 не показаны). В блок 22 заложены основные параметры транспортного средства 5 (его масса, инерционные характеристики, развесовка, двигатели и т.п.). В блок 23 заложено описание аэродинамических сил и моментов, действующих на транспортное средство 5 при его движении. С использованием блоков 24, 25, 26, куда заложены аналитические соотношения, связывающие параметры движения транспортного средства 5, а также блоков-сумматоров 27, 28, 29 рассчитывается информация о вторых производных параметров движения транспортного средства: линейных и угловых ускорениях d²x_g/dt², d²y_g/dt², d²υ/dt². Затем с использованием интегрирующих блоков 30, 31, 32, 33, 34, 35 находятся первые производные параметров движения транспортного средства 5, а также его перемещения по линейным и угловым координатам х, у, ϑ (фиг. 3). С использованием данного алгоритма (фиг. 4), а также при использовании экспериментальных исследований конкретных объектов можно корректировать алгоритм, изменять коэффициенты усиления управляющих пропорциональных сигналов, а также изменять структуру эталонной электронной модели 36 транспортного средства 5 логико-вычислительной подсистемы 4 и модели 1 амортизационных стоек 6, 7 транспортного средства 5.The method of changing the characteristics of stiffness and damping of the suspension strut 6, 7, corresponding to model 1, includes an algorithm for processing, calculating and signaling to the MI (Fig. 4). The unit of the logic and computing subsystem 4 receives and processes signals about the movement of the vehicle 5, information from the scanner 8 about the irregularities in front of the supporting surface. Then the information goes to change the stiffness and damping parameters of the suspension struts 6, 7 in the manner described above, with the supply of electromagnetic signals to the corresponding valves 12, 13 (not shown in Fig. 4). Block 22 contains the basic parameters of the vehicle 5 (its mass, inertial characteristics, weight distribution, engines, etc.). Block 23 contains a description of the aerodynamic forces and moments acting on the vehicle 5 during its movement. Using blocks 24, 25, 26, where the analytical relationships are laid down that relate the parameters of the vehicle 5, as well as adders 27, 28, 29, information is calculated on the second derivatives of the parameters of the vehicle: linear and angular accelerations d ² x _g / dt ² , d ² y _g / dt ² , d ² υ / dt ² . Then, using the integrating blocks 30, 31, 32, 33, 34, 35, the first derivatives of the motion parameters of the vehicle 5 are found, as well as its movement along the linear and angular coordinates x, y, ϑ (Fig. 3). Using this algorithm (Fig. 4), as well as using experimental studies of specific objects, it is possible to correct the algorithm, change the gain of control proportional signals, and also change the structure of the reference electronic model 36 of the vehicle 5 of the logic and computing subsystem 4 and model 1 of the suspension struts 6, 7 of the vehicle 5.

Представленная на фиг. 5 алгоритмическая схема работы системы управления характеристиками амортизационных стоек 6, 7 шасси 2 по жесткости рассмотрена на примере выполнения транспортного средства 5 в виде самолета (фиг. 3).Presented in FIG. 5, the flow chart of the control system for the characteristics of the suspension struts 6, 7 of the chassis 2 in terms of stiffness is considered on the example of a vehicle 5 in the form of an airplane (Fig. 3).

Работа системы управления заключается в следующем. В качестве исходных данных от информационной подсистемы в систему управления поступают коэффициенты жесткости с_j и демпфирования k_j амортизационных стоек 6, 7, перегрузки n_i, различных частей самолета, скорость движения самолета по ВПП v_ЛА, а также параметры расположенной впереди неровности ВПП Δh_НЕРi, L, сканируемой и распознаваемой сканером 8. Затем при разбеге самолета по ВПП сравнивается перегрузка в различных частях самолета n_i с допускаемой нормированной для данного типа самолета перегрузкой n_норм. Если текущая перегрузка ниже нормированной, то система управления дает команду на дальнейшее повышение скорости. Сравнение перегрузок происходит через интервалы времени Δt. Работа системы управления продолжается до тех пор, пока самолет не наберет взлетную скорость. После отрыва самолета от ВПП система управления параметрами амортизационных стоек 6, 7 шасси 2 отключается.The operation of the control system is as follows. As the initial data from the information subsystem, the stiffness coefficients with _j and damping k _{j of the} suspension struts 6, 7, overload n _i , various parts of the aircraft, the speed of the aircraft along the runway v _LA , and also the parameters of the runway roughness ahead Δh _HEPi , L, scanned and recognized by the scanner 8. Then, when the aircraft takes off over the runway, the overload in different parts of the aircraft n _{i is} compared with the allowable overload of n _norms normalized for this type of aircraft. If the current overload is lower than normal, then the control system gives a command to further increase the speed. Overloads are compared at time intervals Δt. The control system continues until the aircraft picks up take-off speed. After the separation of the aircraft from the runway, the control system for the parameters of the suspension struts 6, 7 of the chassis 2 is turned off.

В случае, если текущие перегрузки превышают нормированные, алгоритм работы системы управления происходит по другому сценарию. Начинается сравнение сканируемой неровности Δh_НЕР и некоторой максимально установленной. При этом включается счетчик циклов «m». Если неровность больше максимально установленной, то ВПП относится, согласно фиг. 2, к полосам типа «Б» (элементарно подготовленные) или «В» (неподготовленные). Для такого типа ВПП необходимо снижать коэффициенты жесткости амортизационных стоек 6, 7 за счет увеличения объема пневмоаккумулятора 9, т.е. открывая установленные в мембранах 11 клапаны 12, 13 электромагнитными катушками «c₁» и «c₂» и соединяя полости 10 пневмоаккумулятора 9 между собой. Через промежуток времени Δt опять сравниваются текущие перегрузки с нормированными. Если текущие перегрузки снова являются более высокими по сравнению с нормированными, сценарий алгоритма системы управления идет по этой же ветви. В случае появления впереди расположенных сканируемых неровностей ВПП, характерных для полос типа «А» (бетонные ВПП) (фиг. 2), коэффициенты жесткости, наоборот, стараются повысить, уменьшив объем пневмоаккумулятора 9 и повысив в рабочем объеме избыточное давление инертного газа. Это осуществляется за счет закрытия установленных в мембранах 11 клапанов 12, 13 электромагнитными катушками «c₁», «c₂», открытия клапана, например, 14 с электромагнитным управлением посредством сигнала «a₁» и редукционного клапана 17 с пропорциональным электромагнитным управлением посредством сигнала «b₁», который устанавливает давление в рабочей полости 10 пневмоаккумулятора 9 пропорционально величине неровности ВПП (сигнал b₁~k·h_HEP.i) (фиг. 1).If current overloads exceed normalized ones, the control system operation algorithm proceeds according to another scenario. The comparison of the scanned irregularity Δh _HEP and a certain maximum set begins. In this case, the cycle counter “m” is turned on. If the unevenness is greater than the maximum set, then the runway is, according to FIG. 2, to strips of type “B” (elementary prepared) or “B” (unprepared). For this type of runway, it is necessary to reduce the stiffness coefficients of the suspension struts 6, 7 by increasing the volume of the pneumatic accumulator 9, i.e. opening the valves 12, 13 installed in the membranes 11 with electromagnetic coils “c ₁ ” and “c ₂ ” and connecting the cavities 10 of the pneumatic accumulator 9 with each other. After a period of time Δt, current overloads are again compared with normalized ones. If the current overloads are again higher than normalized ones, the control system algorithm scenario goes along the same branch. In the case of frontal scanned irregularities of runways that are characteristic of type “A” strips (concrete runways) (Fig. 2), the stiffness coefficients, on the contrary, are tried to be increased by decreasing the volume of the pneumatic accumulator 9 and increasing the inert gas overpressure in the working volume. This is achieved by closing the valves 12, 13 installed in the membranes 11 with electromagnetic coils “c ₁ ”, “c ₂ ”, opening the valve, for example, 14 with electromagnetic control by means of the signal “a ₁ ” and pressure reducing valve 17 with proportional electromagnetic control by means of the signal "B ₁ ", which sets the pressure in the working cavity 10 of the _{pneumatic accumulator} 9 in proportion to the size of the runway roughness (signal b ₁ ~ k · h _HEP.i ) (Fig. 1).

Эта ветвь алгоритма повторяется, в случае необходимости, «z» раз, где «z» - целое число, установленное ответственным исполнителем. В случае, если z>m, происходит подача сигнала пилоту о том, что данная ВПП не предполагает взлет самолета без превышения, установленного предприятием-изготовителем допустимого уровня вертикальных перегрузок, и пилотом принимается решение на торможение или продолжение взлета самолета. После этого система управления заканчивает свою работу и отключается.This branch of the algorithm is repeated, if necessary, “z” times, where “z” is an integer set by the responsible executor. If z> m, a signal is sent to the pilot that this runway does not imply takeoff of the aircraft without exceeding the permissible level of vertical overloads established by the manufacturer, and the pilot decides to slow down or continue taking off the aircraft. After that, the control system finishes its work and shuts down.

Описанная совокупность признаков представленного способа и транспортного средства обеспечивает повышение быстродействия срабатывания амортизационной системы, что способствует эффективному снижению перегрузок при движении транспортного средства по неровной поверхности.The described set of features of the presented method and the vehicle provides an increase in the response speed of the depreciation system, which contributes to the effective reduction of overloads when the vehicle is moving on an uneven surface.

Представленный уровень раскрытия способа и устройства, реализующего способ, достаточен для разработки в специализированных организациях транспортных средств и его систем, использующих заявленный способ.The presented level of disclosure of a method and device that implements the method is sufficient for the development in specialized organizations of vehicles and its systems using the claimed method.

Обозначения к описанию группы изобретений:Designation for the description of the group of inventions:

1 - модель амортизационной стойки;1 - depreciation strut model;

2 - шасси транспортного средства;2 - the chassis of the vehicle;

3 - корпус транспортного средства;3 - vehicle body;

4 - логико-вычислительная подсистема;4 - logical computing subsystem;

5 - транспортное средство;5 - vehicle;

6 - передняя амортизационная стойка шасси 2;6 - front suspension strut chassis 2;

7 - задняя амортизационная стойка шасси 2;7 - rear suspension strut chassis 2;

8 - сканер на транспортном средстве 5;8 - scanner on the vehicle 5;

9 - пневмоаккумулятор;9 - pneumatic accumulator;

10 - полости пневмоаккумулятора 9;10 - cavity pneumatic accumulator 9;

11 - мембраны в пневмоаккумуляторе 9;11 - membranes in the pneumatic accumulator 9;

12 - клапан с электромагнитным управлением;12 - valve with electromagnetic control;

13 - клапан с электромагнитным управлением;13 - valve with electromagnetic control;

14 - клапан с электромагнитным управлением;14 - valve with electromagnetic control;

15 - клапан с электромагнитным управлением;15 - valve with electromagnetic control;

16 - клапан с электромагнитным управлением;16 - valve with electromagnetic control;

17 - редукционный клапан с пропорциональным управлением;17 - pressure reducing valve with proportional control;

18 - редукционный клапан с пропорциональным управлением;18 - pressure reducing valve with proportional control;

19 - редукционный клапан с пропорциональным управлением;19 - pressure reducing valve with proportional control;

20 - ресивер;20 - receiver;

21 - дроссель;21 - a throttle;

22 - блок с информацией об основных параметрах транспортного средства 5 (его масса, развесовка, двигатели и т.п.);22 is a block with information about the main parameters of the vehicle 5 (its weight, weight distribution, engines, etc.);

23 - блок с информацией об аэродинамических силах и моментах, действующих на транспортное средство 5 при его движении;23 is a block with information about aerodynamic forces and moments acting on the vehicle 5 during its movement;

24 - блок аналитических соотношений, связывающих параметры движения транспортного средства 5;24 is a block of analytical relations relating the parameters of the vehicle 5;

25 - блок аналитических соотношений, связывающих параметры движения транспортного средства 5;25 is a block of analytical relations relating the parameters of the vehicle 5;

26 - блок аналитических соотношений, связывающих параметры движения транспортного средства 5;26 is a block of analytical relations relating the parameters of the vehicle 5;

27 - блок-сумматор о вторых производных d²x_g/dt² параметров движения транспортного средства 5;27 is a block adder on the second derivatives of d ² x _g / dt ² vehicle motion parameters 5;

28 - блок-сумматор о вторых производных d²y_g/dt² параметров движения транспортного средства 5;28 is a block adder on the second derivatives of d ² y _g / dt ² vehicle motion parameters 5;

29 - блок-сумматор о вторых производных d²υ/dt² параметров движения транспортного средства 5;29 is a block adder on the second derivatives d ² υ / dt ² vehicle motion parameters 5;

30 - интегрирующий блок по расчету первых производных параметров dx_g/dt движения транспортного средства 5 по линейным и угловым координатам х, у, ϑ;30 - an integrating unit for calculating the first derivative parameters dx _g / dt of the vehicle 5 in linear and angular coordinates x, y, ϑ;

31 - интегрирующий блок по расчету первых производных dy_g/dt параметров движения транспортного средства 5;31 - integrating unit for calculating the first derivatives dy _g / dt of the vehicle motion parameters 5;

32 - интегрирующий блок по расчету первых производных dυ/dt угловых параметров движения транспортного средства 5;32 - an integrating unit for calculating the first derivatives dυ / dt of the angular parameters of the vehicle 5;

33 - интегрирующий блок по расчету линейных координат x_g транспортного средства 5;33 - integrating unit for calculating the linear coordinates x _g of the vehicle 5;

34 - интегрирующий блок по расчету линейных координат y_g транспортного средства 5;34 is an integrating unit for calculating the linear coordinates y _g of the vehicle 5;

35 - интегрирующий блок по расчету угловых координат υ транспортного средства 5;35 - integrating unit for calculating the angular coordinates υ of the vehicle 5;

36 - эталонная электронная модель транспортного средства 5;36 is a reference electronic model of the vehicle 5;

v=dx/dt - скорость корпуса 3 транспортного средства;v = dx / dt is the speed of the vehicle body 3;

υ - угол тангажа корпуса 3 транспортного средства;υ is the pitch angle of the vehicle body 3;

dυ/dt - угловая скорость;dυ / dt is the angular velocity;

d²y_g/dt² - перегрузка в центре тяжести корпуса 3;d ² y _g / dt ² - overload at the center of gravity of the housing 3;

d²y_i/dt² - перегрузки по оси каждой амортизационной стойки;d ² y _i / dt ² - overload along the axis of each suspension strut;

Δh_НЕР - высота впереди расположенной неровности;Δh _HEP - the height in front of the unevenness;

L - длина впереди расположенной неровности;L is the length in front of the unevenness;

c_j - коэффициент жесткости амортизационных стоек 6, 7;c _j is the stiffness coefficient of depreciation struts 6, 7;

k_j - коэффициент демпфирования амортизационных стоек 6, 7;k _j - damping coefficient of suspension struts 6, 7;

ni - перегрузки различных частей транспортного средства 5, например, самолета;ni - overload of various parts of the vehicle 5, for example, an airplane;

v_ЛА - скорость движения транспортного средства 5, например, самолета;v _LA - the speed of the vehicle 5, for example, an airplane;

n_норм - допустимая нормированная перегрузка для данного типа движения транспортного средства 5, например самолета;n _norms - permissible normalized overload for a given type of movement of a vehicle 5, for example an airplane;

Δt - интервалы времени сравнение перегрузок;Δt - time intervals comparison of overloads;

m - счетчик циклов;m is the counter of cycles;

ВПП - взлетно-посадочная полоса;Runway - runway;

неровности типа «А» - бетонные ВПП;“A” type irregularities - concrete runways;

неровности типа «Б» - элементарно подготовленные ВПП;“B” type irregularities - elementary prepared runways;

неровности типа «В» - неподготовленные ВПП;“B” type irregularities - unprepared runways;

ИМ - исполнительный механизм;IM - executive mechanism;

«c1» - электромагнитная катушка клапана 9;"C1" is the electromagnetic coil of valve 9;

«с2» - электромагнитная катушка клапана 10;"C2" - the electromagnetic coil of the valve 10;

«a1» - сигнал управления клапаном 14;“A1” - valve control signal 14;

«а2» - сигнал управления клапаном 15;"A2" - valve control signal 15;

«а3» - сигнал управления клапаном 16;"A3" - valve control signal 16;

«bl» - сигнал управления редукционным клапаном 17;“Bl” - control signal of the pressure reducing valve 17;

«b2» - сигнал управления редукционным клапаном 18;"B2" is the control signal of the pressure reducing valve 18;

«b3» - сигнал управления редукционным клапаном 19."B3" - control signal pressure reducing valve 19.

Claims

1. A method of reducing vertical and angular overloads of a vehicle when moving on the surface, based on the regulation of stiffness and damping of at least one shock-absorbing device installed on the vehicle by supplying a control signal generated by a logic-computing subsystem equipped with a scanning device, determining the parameters of irregularities on the front of the supporting surface and transmitting information to the logical-computational subsystem, In that, as the initial data from the logical-computational subsystem, the control system receives the current parameters: the stiffness and damping coefficients of the suspension struts of the shock-absorbing device, the speed and kinematic parameters of the vehicle’s movement, according to which the vehicle’s overloads in various logical and computational subsystems are calculated its parts, compare them with normalized by the type of surface irregularities, and then give commands to change the characteristics of rigidity and Mpfirovanie at least one shock-absorbing device.

2. A method of reducing vertical and angular overloads of a vehicle according to claim 1, characterized in that when overloads exceeding the normalized value, the stiffness coefficients of the suspension struts of the shock-absorbing device are reduced by increasing the volume of the pneumatic accumulator of the corresponding suspension strut of the shock-absorbing device.

3. A method of reducing vertical and angular overloads of a vehicle according to claim 1, characterized in that when the surface roughness obtained by scanning is reduced, the stiffness coefficients are increased by reducing the volume of the pneumatic accumulator and increasing the inert gas overpressure in the working volume of the pneumatic accumulator of the corresponding shock absorber strut of the shock absorbing devices.

4. A method of reducing the vertical and angular congestion of a vehicle according to any one of claims 1 to 3, characterized in that when overload is lower than normalized from the logic and computing subsystem, a message is issued to the control system about the possibility of increasing the speed of the vehicle.

5. A vehicle comprising a body, a shock-absorbing device, a control system for stiffness and damping of a shock-absorbing device, a control system, a logic-computational subsystem equipped with a memory unit containing information about the reaction of a vehicle model with different characteristics of stiffness and damping of a shock-absorbing device to typical types of irregularities according to the coordinates of the spatial and angular position of the model and their first and second derivatives with respect to time, scanner, comparison unit surface characteristics with the types of surface irregularities available in the memory unit and the reaction of the vehicle model to similar surface characteristics, a unit for measuring the coordinates of the vehicle’s spatial position and time derivatives, a control signal generating unit supplied to the vehicle’s shock-absorbing device, characterized in that, at least one shock-absorbing device comprises a shock-absorbing strut, pneumatically hydraulically connected to it battery, capable of changing its volume and powering pressure.

6. The vehicle according to claim 5, characterized in that the pneumatic accumulator is equipped with membranes with the formation of at least three compartments pneumatically connected to each other by controlled valves, each of the compartments being pneumatically connected by means of solenoid valves with a booster system.

7. The vehicle according to claim 6, characterized in that the swap system is equipped with a receiver or compressor.

8. The vehicle according to claim 5, characterized in that the hydraulic connection of the pneumatic accumulator with the suspension strut contains a throttle configured to change the area of the passage opening.