Американские инженеры разработали датчик, способный в реальном времени отслеживать износ автомобильных шин. В нем установлен радар, который излучает миллиметровые волны и по отражению определяет оставшуюся глубину протектора с точностью 0,68 миллиметра, а также способен обнаруживать в протекторе посторонние предметы. Статья о разработке была представлена на конференции MobiSys 2020.
Шины - это один из главных факторов, влияющих на то, как автомобиль двигается по дороге, управляется и тормозит. Эти параметры напрямую зависят от состояния колеса: износа шины и давления в ней. Во многих странах все новые автомобили должны быть оборудованы системой контроля давления в шинах, которая прямо или косвенно следит за давлением и сигнализирует о том, что в одной или нескольких шинах оно снизилось. Для контроля состояния самой шины пока применяются либо стандартные интервалы (пробег, после которого рекомендуется заменить шины), либо визуальный осмотр.
Инженеры из Университета Карнеги — Меллона под руководством Энтони Роув (Anthony Rowe) разработали систему, позволяющую в реальном времени отслеживать состояние протектора: износ и наличие в нем посторонних объектов. В ее основе лежит автомобильный радар, работающий в миллиметровом диапазоне на частотах от 77 до 81 гигагерца и изначально предназначенный для обнаружения препятствий. По задумке авторов радары можно размещать в колесных арках. Также во время части испытаний они размещали его на испытательном стенде недалеко от расположенного горизонтально колеса.
Радар излучает сигналы, принимает отражения и составляет карту глубины поверхности шины. Инженеры повысили изначальное разрешение радара двумя методами. Во-первых, в радаре есть восемь антенн, и это позволяет суммировать сигналы от них для улучшения точности. Во-вторых, они использовали метод обратного радиолокационного синтезирования апертуры (ISAR), при котором разрешения съемки объекта увеличивается благодаря его движению. В данном случае авторы использовали для увеличения разрешения вращение шины, благодаря которой одни и те же ее элементы отражают сигналы с разных положений.
Ограничение метода ISAR заключается в том, что радару необходимо знать угол поворота колеса в каждый момент. Разработчики использовали для этого алюминиевые полоски определенной длины, наклеенные на продольные углубления протектора. Поскольку полоски имеют разную и известную заранее длину, радар может в любой момент по их расположению определить фрагмент шины, который он снимает в данный момент. Кроме того, полоски позволяют отфильтровать в сигнале объекты, застрявшие в протекторе.
Инженеры проверили работу радара на шиномонтажном стенде, а также во время реальных поездок на автомобиле, в одной арке которого был закреплен прототип датчика. Они сначала испытали его на искусственных поверхностях с разным типом препятствий, создающих вибрации разной интенсивности. Испытания показали, что точность определения износа (разницы в высоте между выступами и углублениями протектора) составляет 0,21 миллиметра для малых вибраций, 0,68 для средних и 0,73 для высоких. Испытания на реальных дорогах с разными покрытиями показали точность от 0,19 до 0,68 миллиметра.
Недавно британские студенты разработали устройство, которое крепится рядом с шиной и собирает отлетающие от нее частицы микропластика. Испытания показали, что оно способно собирать примерно 60 процентов выделяемых шиной частиц.
Григорий Копиев
Прототип получил сертификат летной годности и готовится к первому полету
Американская компания Boom Supersonic приступила к рулежным испытаниям технологического демонстратора сверхзвукового пассажирского самолета XB-1, который готовится совершить первый полет с аэродрома аэрокосмического центра в пустыне Мохаве. Компания также сообщила, что прототип XB-1 недавно получил сертификат летной годности от Федерального управления гражданской авиации США, разрешающий проведение испытательных полетов. При поддержке Angie — первого российского веб-сервера Американская компания Boom Supersonic занимается разработкой экспериментального самолета-демонстратора XB-1 «Baby Boom» с начала 2010-х. С его помощью она собирается испытать ряд технологий, которые затем будут применены в сверхзвуковом пассажирском самолете Overture, рассчитанном на перевозку от 65 до 80 пассажиров с крейсерской скоростью 1,7 Маха на расстояние до 7870 километров. XB-1 представляет собой уменьшенную версию пассажирского самолета с двухместной кабиной в масштабе одной трети от размеров Overture. Размах оживального крыла XB-1 составляет 5,2 метра, длина фюзеляжа — 21,6 метра, взлетная масса прототипа — около шести тонн. В конструкции самолета широко используются композитные материалы, а также титан. Расположенные в хвостовой части три двигателя General Electric J85-15 работают на синтетическом топливе и выдают суммарную тягу около 55 килоньютон. Они должны разгонять «Baby Boom» до крейсерской скорости 2,2 Маха. Выкатка полностью собранного прототипа состоялась в 2020 году, а в 2022 начались испытания двигателей. Затем XB-1 перевезли из ангара компании в городе Сентенниал, расположенном в штате Колорадо, в аэрокосмический центр в пустыне Мохаве в штате Калифорния. С момента прибытия в Мохаве самолет начал проходить программу наземных испытаний. В нее включены испытания на рулежных дорожках, которые начались на прошлой неделе. Во время рулежных испытаний XB-1 разгоняется с помощью собственных двигателей, набирает определенную скорость, но не отрывается от земли. Также компания сообщила, что прототип XB-1 недавно получил сертификат летной годности в экспериментальной категории от Федерального управления гражданской авиации США, разрешающий испытательные полеты прототипа. https://www.youtube.com/watch?v=Hg9pHnQ4zTs Первый полет XB-1 должен состояться после завершения всех наземных испытаний. Летчики-испытатели Билл Шумейкер и Тристан Бранденбург готовятся к предстоящему полету, отрабатывая основные операции на тренажере, а также на учебно-тренировочном самолете T-38, который будет сопровождать XB-1 в его первом вылете. Успешный полет XB-1 предоставит ценные данные по различным аспектам, включая аэродинамику, воздействие звукового удара и эффективности использования синтетического топлива. Подробнее о перспективах возрождения сверхзвуковых пассажирских самолетов читайте в нашем материале «Включите сверхзвук».