Введение к работе
Актуальность проблемы и подходы к их решению. Меры по обеспечению безопасности должны предприниматься во всех областях техники и сферах деятельности, где существует угроза здоровью и жизни человека. К таким видам деятельности, связанным с орудиями труда, представляющими повышенную опасность для жизнедеятельности, является транспорт, поэтому безопасность транспорта является составной частью национальной безопасности Российской Федерации. Аварийность на транспорте непрерывно возрастает и требует поиска новых подходов к обеспечению безопасности транспортных средств.
Особенно остро проблема безопасности встает на воздушном транспорте Гражданской авиации и особенно при посадке в экстремальных погодных условиях. Последнее десятилетие отмечено значительным ростом аварийности воздушного транспорта как в России, так и за рубежом. Все самолеты при посадке тормозят колесами, и ливень, слякоть, снег, лед, изморозь вместе с загрязнением взлетно-посадочной полосы (ВИН) резиновыми отложениями создают угрозу возникновения нештатных ситуаций или даже аварий воздушных судов при их недостаточно эффективном торможении. Поэтому перед посадкой самолета проводится оперативное измерение коэффициента сцепления (КС) покрытий ВИИ с помощью мобильных установок, осуществляющих прокатывание с постоянным подтормаживанием (с постоянным скольжением) специального измерительного (транспортного) колеса вдоль по всей длине ВИИ, туда и обратно (по предполагаемому следу колес авиашасси самолета) с одновременным измерением текущего КС измерительного колеса с поверхностью ВИИ. По результатам анализа данных таких измерений командно-диспетчерский пункт (КДП) аэродрома разрешает или отклоняет посадку подлетающего судна.
Разработка методов измерения КС с помощью прокатывания измерительного колеса с постоянным скольжением и реализующих их технических средств осуществляется с начала 1960-ых годов трудами многих отечественных и зарубежных ученых и инженеров, в их числе (из упомянутых в библиографии к диссертации) Аргунов С. Е., Андриади Ф. К., Булах А. И., Васильев А. П., Глуховский В. Н., Дубовец А. М, Елисеев Б. М., Журавлева С. Н., Иваница Е. В., Ивантев А. М., Каазик А. И., Кейн В. М., Кельман И. И., Кизима С. С, Коссый Я. А., Котвицкий А. Ф., Лакатош Ю. А., Максимовский В. А., Медрес Л. П., Орловская Г. В., Печерский М. А., Рахубовский Ю. С, Петров Н. П., Порубай В. В., Путов В. В., Сегал Я. С, Транквиллевский В. Г., ТырсаВ. Е., Флорман В., Шестопалов А. А., Щербаков В. В., Gosta Kullberg, Olle Nordstrom, Goran Palmkvist, Ottar Kollerud, Ragnar Malcus, Sven Edvin, Oddvard Johnsen, Hurson James, Tomas Yager и др.
Следует отметить, что задача управления скольжением транспортных колес с целью обеспечения их наилучшего торможения остается одной из наиболее важных проблем в области конструирования транспорта. Известно, что на поверхностях, характеризуемых «сухим» трением, наиболее эффективным является торможение вообще без проскальзывания колеса со значениями момента торможения, близкими к моменту «покоя» («трогания»), который соответствует максимальному значению момента трения, а значит, и наилучшему торможению. В действительности, эффективность осуществляемого самолетными автоматами торможения не будет наибольшей при полной блокировке колес, и требуется поддерживать при торможении некое оптимальное значение скольжения между аэродромным покрытием и пневматиком авиаколес. При этом реальный процесс торможения, в силу проявления эффекта сухого трения, носит периодический («срывной») характер, и проектировщики, так называемой антиюзовой автоматики полагают, что,
эффективность торможения, осуществляемого самолетными автоматами, повышается при снижении среднего значения скольжения до 0.1-Ю.2, а наиболее быстродействующие современные автоматы торможения работают при среднем скольжении, даже меньшем 0.05.
В то же время все существующие в мире мобильные установки для измерения КС прокатывают измерительное колесо по поверхности ВГШ принудительно равномерно с постоянным значением скольжения, задаваемым кинематически, поэтому в них нельзя управлять режимами торможения, а это, как следует из вышесказанного, далеко не соответствует действительным режимам торможения колес авиашасси самолетов при посадке. Следовательно, измерения, производимые с помощью таких установок, могут приводить к значительным ошибкам при оценке критического тормозного пути и, следовательно, к просчетам в принятии решения о посадке воздушных судов.
Однако описанный кинематический принцип торможения реализуют все без исключения компании-производители мобильных средств аэродромного обслуживания, выпускающие более двух десятков марок мобильных измерителей коэффициента сцепления, закрепившихся на мировом рынке. На российских аэродромах гражданской авиации уже около 40 лет используется единственное национальное средство измерения коэффициента сцепления - буксируемая аэродромная тормозная тележка АТТ-2, которая в настоящее время далеко не удовлетворяет международным стандартам, глубоко морально устарела и требует замены. Вышесказанное заставляет искать пути создания новых видов мобильных средств предпосадочного измерения КС аэродромных покрытий, более адекватно, чем существующие установки, оценивающих действительный характер торможения колес воздушного транспорта при посадке.
В работах кафедры систем автоматического управления СПбГЭТУ при непосредственном участии автора диссертации в последние годы выдвинуты и обрели воплощение новые принципы построения мобильных установок измерения КС, основанные на применении автоматически управляемых электромеханических устройств торможения (ЭМУТ) измерительных (транспортных) колес установок, выполненных на базе электрических машин постоянного и (или) переменного тока. Управление скольжением позволяет имитировать любые режимы торможения измерительных колес, близкие к действительным режимам торможения транспортных колес авиашасси воздушных судов при посадке, что повышает достоверность измерений и тем самым обеспечивает безопасность посадки с надежностью, недоступной при измерениях всеми существующими в мире мобильными установками, основанными на способе торможения измерительного колеса с постоянным жестко кинематически заданным скольжением.
В то же время повышение требований к точности, оперативности и гибкости процессов управления торможения приводит к постановке задач создания новых более совершенных систем автоматического управления (САУ) процессами торможения транспортных (измерительных) колес, эффективных в условиях проявления нелинейных упругих свойств пневматической шины, сухого трения с падающей характеристикой (эффект Штрибека) в «пятне» контакта шины с покрытием, упругих свойств и зазоров трансмиссий, неопределенности параметров и характеристик, неполных измерений и широкого спектра изменения внешних условий.
Задачи, связанные с разработкой эффективных САУ ЭМУТ транспортных колес как классом электромеханических объектов с многорезонансными нелинейными упругими деформациями, априорно неопределенным и (или) сложным описанием, неполными измерениями, быстро и в широких пределах изменяющимися параметрами и внешними возмущениями являются актуальными и решаются в данной работе в рамках также применяемого и развиваемого на кафедре САУ с участием автора
беспоискового адаптивного подхода, получившего значительное теоретическое и теоретико-прикладное обоснование усилиями многих российских и зарубежных ученых, в числе которых могут быть названы Андриевский Б.Р., Борцов Ю.А., Буков В.Н., Воронов АА., Вукобратович М., А, Громыко В.Д., Гелиг А.Х., Емельянов СВ., Земляков С.Д., Красовский А.А., Кирчански Н, Коровин С.К., Леонов Г.А, Лохин В.М., Манько СВ., Мирошник И.В., Никифоров В.О., Овсепян Ф.А, Путов В.В., Поляхов Н.Д., Петров Б.Н., Полушин ИГ., Романов М.П., Рутковский В.Ю., Срагович В.Г., Солодовников В.В., Санковский Е.А., Слукин Н.М., Тимофеев А.В., Терехов В.М., Тюкин И.А., Уткин В.И., Фомин В.Н., Фрадков А.Л., Цыпкин ЯЗ., Шумский В.М., Шрамко Л.С, Якубович В.А., Ядыгин И.Б., Annaswany A.M., Carrol R., Ercberger H., Fu K., Gonsales R., Hiza J., Lindorff D., Li W., Ljung Т., Li K., Landau T.D., NaraendraKS.,OrtegaR, SlotineJ.-JE.,StocichD.,TangY.,ValavaniLS.Hflp.
Таким образом, диссертационная работа, посвященная решению комплексных проблем обеспечения безопасности посадки воздушного транспорта путем создания нового поколения высокоточных автоматизированных электромеханических мобильных комплексов (АЭМК) оперативного контроля фрикционных свойств аэродромных покрытий в экстремальных погодных условиях и автоматизированных стендов для их отладочных, приемочных, квалификационных, сертификационных и метрологических испытаний в лабораторных и аэродромных условиях, является актуальной, и научно обоснованные методологические и технические решения в этой области внесут своевременный вклад в обеспечение безопасности в масштабах отрасли воздушного транспорта российской Федерации.
Цель работы. Целью диссертационной работы является создание нового поколения высокоточных АЭМК оперативного предпосадочного измерения КС аэродромных покрытий и автоматизированных испытательных стендов с автоматически управляемым электромеханическим барабанным имитатором «бесконечной бегущей дорожки» для проведения полунатурных испытаний создаваемых мобильных комплексов в лабораторных условиях, обеспечивающих безопасную посадку воздушного транспорта в экстремальных погодных условиях.
Задачи диссертационной работы. Для осуществления сформулированной цели диссертационной работы в ней были поставлены и решены следующие задачи:
-
разработать концепцию создания нового поколения АЭМК контроля ВИН и стендов для их испытаний, обеспечивающих безопасность посадки воздушного транспорта;
-
разработать семейство автоматически управляемых ЭМУТ измерительных (транспортных) колес, базирующихся на применении электрических машин постоянного и (или) переменного тока;
-
разработать требования к назначению, составу, выполняемым функциям, техническим и эксплуатационным характеристикам, внешнему виду и конструкторскому исполнению (дизайну) создаваемых АЭМК нового поколения для непрерывного контроля фрикционных свойств аэродромных покрытий и стендового оборудования для их полунатурных испытаний;
-
разработать математические модели динамики ЭМУТ измерительных (транспортных) колес и динамических процессов их стендовых испытаний;
-
разработать теоретические и методологические основы построения адаптивных САУ ЭМУТ транспортных колес и динамическими процессами их стендовых испытаний как классом нелинейных динамических объектов;
-
разработать адаптивные САУ ЭМУТ измерительных (транспортных) колес и процессами их стендовых испытаний, обеспечивающие требуемую динамическую точность имитации реальных режимов торможения колес авиашасси воздушных судов;
-
разработать на базе создаваемого испытательного оборудования методики полунатурных лабораторных испытаний АЭМК и калибровки их измерительных систем;
-
разработать функциональные структуры, принципиальные электрические схемы силовой и управляющей электроники, а также алгоритмическое, программное и аппаратное обеспечение микроконтроллерных САУ и компьютерных систем автоматизации создаваемых АЭМК и стендов для их испытаний;
-
разработать рабочую конструкторскую, схемотехническую и программную документацию на изготовление экспериментальных (макетных) и опытных образцов создаваемых АЭМК и стендового оборудования для их испытаний;
10. разработать технические требования и выполнить технико-
экономическое обоснование мероприятий по созданию на базе ОАО «Ковровский
электромеханический завод» высокотехнологичного производства нового поколения
АЭМК непрерывного измерения КС аэродромных покрытий и стендового
оборудования для их испытаний.
Методы исследования. Результаты работы получены в рамках методов электротехники, электромеханики и электроники; беспоисковых методов построения адаптивных систем управления нелинейными динамическими объектами, базирующихся на их приближенных с мажорирующими функциями математических моделях; алгебраических методов теории систем; методов аналитической механики, уравнений Лагранжа и малых колебаний упругих систем; численных методов интегрирования дифференциальных уравнений; компьютерного моделирования математических моделей объектов и систем управления; методов программирования, проектирования, конструирования и экспериментального исследования механических конструкций, электронных и микроконтроллерных плат, компьютерных станций управления и автоматизации; методик сертификационных испытаний аэродромной техники; изучения международных требований и состояния мирового рынка в области методов и технических средств обеспечения безопасности посадки воздушного транспорта.
Научные результаты, выносимые на защиту. В соответствии с поставленными выше задачами, на защиту выносятся следующие результаты работы:
-
концепция создания нового поколения АЭМК контроля фрикционных свойств аэродромных покрытий и стендового оборудования для их испытаний для обеспечения безопасности посадки воздушного транспорта;
-
семейство управляемых ЭМУТ транспортных колес, базирующихся на применении электрических машин постоянного и (или) переменного тока;
-
требования к назначению, составу, выполняемым функциям, техническим и эксплуатационным характеристикам, внешнему виду и конструкторскому исполнению (дизайну) создаваемых АЭМК нового поколения контроля фрикционных свойств аэродромных покрытий и стендового оборудования для их полунатурных испытаний;
-
математические модели динамики ЭМУТ измерительных (транспортных) колес и динамических процессов их стендовых испытаний;
-
теоретические и методологические основы построения адаптивных САУ ЭМУТ измерительных (транспортных) колес и процессами их стендовых испытаний как классом нелинейных многомассовых упругих электромеханических объектов;
-
адаптивные САУ ЭМУТ измерительных (транспортных) колес и процессами их стендовых испытаний, обеспечивающие требуемую динамическую точность имитации реальных режимов торможения колес авиашасси воздушных судов;
-
методики полунатурных лабораторных испытаний АЭМК и их калибровки;
-
алгоритмическое, программное и аппаратное обеспечение микроконтроллерных САУ и компьютерных систем автоматизации АЭМК и средств их испытаний.
Научная новизна результатов работы. Научная новизна результатов работы состоит в создании нового поколения высокоточных АЭМК измерения КС аэродромных покрытий и стендового оборудования для их полунатурных испытаний в
лабораторных условиях, отвечающих современным международным требованиям в области обеспечения безопасной посадки воздушного транспорта, в том числе:
1. выдвинутая в работе концепция создания нового поколения АЭМК
предпосадочного контроля аэродромных покрытий, базирующаяся на применении в их
построении принципа управляемого электромеханического торможения измерительных
колес, в отличие от существующих в мире аналогичных технических средств
измерения, обеспечивает повышение достоверности результатов измерений АЭМК за
счет сближения режимов торможения измерительного колеса при измерении КС
аэродромных покрытий с действительными режимами торможения колес авиашасси;
2. разработка семейства автоматически управляемых ЭМУТ измерительных колес
предоставляет возможности создания нового поколения автоматизированных АЭМК
для контроля фрикционных свойств аэродромных покрытий;
-
разработанные требования к назначению, составу, выполняемым функциям техническим и эксплуатационным характеристикам, внешнему виду и конструкторскому исполнению (дизайну) определяют современный облик нового поколения АЭМК измерения КС аэродромных покрытий, основанных на принципе управляемого электромеханического торможения измерительных колес, и стендов для их полунатурных испытаний и наиболее полно учитывают международные требования обеспечения безопасной посадки воздушного транспорта;
-
разработанные математические модели динамики управляемых ЭМУТ измерительных (транспортных) колес и динамических процессов их стендовых испытаний впервые учитывают нелинейные упругие свойства пневматической шины и упругость механических трансмиссий, спадающий участок сухого трения (эффект Штрибека) и взаимосвязанность динамического поведения управляемого барабанного имитатора «бегущей дорожки» и измерительного колеса с ЭМУТ;
-
разработанные методы построения адаптивных систем управления динамикой ЭМУТ колес и динамическими процессами их стендовых испытаний как нелинейными многомассовыми упругими электромеханическими объектами базируются на новом подходе к построению аналитических (беспоисковых) прямых, непрямых и комбинированных адаптивных САУ нелинейными динамическими объектами с функционально-параметрической неопределенностью, когда в аналитические законы адаптивного управления и алгоритмы их параметрической и сигнальной настройки вводятся функции приближенной нелинейной параметризации, мажорирующие (в некотором смысле) неизвестные нелинейные функции неопределенных нелинейных математических моделей объектов управления;
-
разработанные адаптивные САУ ЭМУТ измерительных колес представляют собой новое семейство адаптивных структур прямого управления с эталонными моделями и непрямого управления с настраиваемыми моделями, алгоритмами параметрической и сигнальной настройки, мажорирующими функциями и наблюдателями состояния, а также комбинированных адаптивных структур, сочетающих прямое адаптивное управление с параметрическими алгоритмами адаптации, мажорирующими функциями и наблюдателем и непрямое адаптивное управление с сигнально настраиваемыми моделями, исчерпывающим образом решающих задачу обеспечения требуемой динамической точности имитации реальных режимов торможения колес воздушного транспорта в условиях, учитывающих нелинейные упругие свойства пневматической шины вкупе с падающей характеристикой сухого трения и упругие свойства и зазоры механических трансмиссий. Предложены также структуры прямого и комбинированного адаптивного управления процессом стендовых испытаний, учитывающие взаимосвязанность динамического поведения электропривода барабанного имитатора «бегущей дорожки»
стенда и измерительного колеса с ЭМУТ через «пятно» контакта шины колеса с «бегущей дорожкой» стенда;
-
разработанная методика полунатурных испытаний макетов, опытных образцов и установочных серий создаваемых АЭМК на базе автоматизированного испытательного стенда с «бегущей дорожкой» впервые позволяет обеспечить замену дорогостоящих и времязатратных аэродромных испытаний оперативными и экономными полноценными полунатурными испытаниями в лабораторных условиях; разработанная методика калибровки тензометрических систем АЭМК на базе переносного метрологического стенда ориентирована на автоматизацию процесса калибровки, проводимой под управлением компьютерной панельной станции в аэродромных условиях;
-
разработанное алгоритмическое, программное и аппаратное обеспечение микроконтроллеров и панельных компьютерных станций решают задачи микроконтроллерной реализации адаптивных САУ ЭМУТ транспортных колес и электроприводом барабанного имитатора «бегущей дорожки» стенда, полной автоматизации на базе компьютерных переносных станций процессов измерения, вычисления, визуализации, прогнозирования текущих значений КС, вычисления координат и визуализации на компьютерной карте маршрутов движения АЭМК в режимах измерений, формирования и дистанционной передачи по GSM-каналу компьютерной экспертной информации на К ДІЇ аэродрома, а также полной автоматизации процессов стендовых испытаний.
Степень обоснованности и достоверности полученных научных и практических результатов:
Обоснованность принимаемых в работе основных технических решений обуславливается корректным применением указанных выше методов исследования.
Достоверность результатов разработки методик полунатурных испытаний, рабочей конструкторской и схемотехнической документации, алгоритмического, программного и аппаратного обеспечения микроконтроллерной и компьютерной реализации задач управления и автоматизации АЭМК и стендов для их испытаний; макетов и опытных образцов создаваемых АЭМК, испытательного стенда с «бегущей дорожкой» и метрологических переносных стендов подтверждается результатами отладочных испытаний макетов и многоэтапными аэродромными и стендовыми испытаниями опытных образцов создаваемых АЭМК по утвержденным методикам Межгосударственного авиационного комитета РФ (МАК), завершившихся выдачей Сертификата государственного образца, Лицензии на серийный выпуск сертифицированной типовой конструкции и Свидетельства о государственной регистрации АЭМК модели ИКС-1 как измерительного средства для аэродромов гражданской авиации РФ.
Значимость полученных результатов для науки и практики.
Теоретическая значимость работы состоит в следующем: выдвинут и обоснован новый принцип управляемого ЭМУТ измерительных (транспортных) колес и создан облик реализующих его высокоточных АЭМК нового поколения, обеспечивающих предпосадочное измерение КС искусственных покрытий ВПП аэродромов гражданской авиации, удовлетворяющих современным международным требованиям Международного авиационного комитета РФ (МАК), International Civil Aviation Organization (ICAO) и Federal Aviation Administration (FAA), USA и являющихся инструментом для объективного исследования фрикционных свойств поверхности ВПП, формирования гибких методов измерения переменных профилей распределения вдоль ВПП ее фрикционных свойств, характеризующих наихудшие условия торможения при посадке воздушных судов;
разработано семейство автоматически управляемых ЭМУТ измерительных (транспортных) колес, перспективных для использования в построении электромеханических движителей и тормозных систем развивающегося электрического транспорта;
разработаны математические модели динамики управляемых ЭМУТ измерительных (транспортных) колес и динамических процессов их стендовых испытаний, учитывающие нелинейные упругие свойства пневматической шины и упругость механических трансмиссий, падающий участок сухого трения (эффект Штрибека) и взаимосвязанность динамического поведения управляемого барабанного имитатора «бегущей дорожки» и измерительного колеса с ЭМУТ;
разработаны теоретические и методологические основы построения адаптивных САУ динамикой ЭМУТ транспортных колес и динамическими процессами их стендовых испытаний как классом нелинейных динамических объектов;
разработано семейство прямых, непрямых и комбинированных адаптивных САУ ЭМУТ измерительных (транспортных) колес с пневматическими шинами и взаимосвязанной динамикой стендовых испытаний, основанные на разработанных математических моделях, учитывающих особенности нелинейной взаимосвязанной динамики испытательного комплекса, состоящего из управляемого барабанного имитатора движения и измерительного колеса с ЭМУТ, связанных друг с другом через посредство упругого пневматика колеса, проскальзывание которого по поверхности барабана носит «срывной» характер, соответствующий сухому трению с падающей характеристикой, а также учитывающих упругие и нелинейные свойства трансмиссий и электромагнитную динамику ЭМУТ.
Практическая полезность работы:
результаты диссертационной работы по созданию нового поколения высокоточных АЭМК, состоящих из ЭМУТ измерительного колеса с адаптивной САУ процессами торможения, реализованных на базе средств силовой и управляющей электроники и микроконтроллера в виде бортового электрошкафа управления, автоматизированной информационно-управляющей системы, реализованной на базе промышленного компьютера ТРС 1260Н в виде переносной компьютерной станции (пульта) управления, индикации и автоматизации, механической конструкции, реализованной в виде буксируемой установки, выполненной на базе переднего моста шасси серийного автомобиля «Нива-Chevrolet», и средств метрологического обслуживания АЭМК как аэродромного измерительного оборудования, реализованных в виде переносного калибровочного стенда с программным управлением, послужили основой для разработки полного комплекта рабочей конструкторской документации и специального программного обеспечения;
результаты диссертационной работы по созданию уникального электромеханического испытательного стенда, состоящего из несущей рамы с пандусом - трансформером, барабанного имитатора «бегущей дорожки» движения колеса по наземному покрытию, реализованного на базе барабана с электроприводом постоянного тока, и средств силовой и управляющей электроники и микроконтроллера в виде стойки с электрошкафом управления, автоматизированной информационно-управляющей системы на базе промышленного компьютера ТРС 1260Н в виде компьютерной панельной станции, управления, индикации и автоматизации, механической конструкции, реализованной в виде платформы-шасси стенда как средства для испытаний послужили основой для разработки полного комплекта рабочей конструкторской документации и специального программного обеспечения;
разработанная рабочая конструкторская, схемотехническая и программная документация на изготовление опытных образцов создаваемых АЭМК, испытательного стенда с «бегущей дорожкой» и метрологических переносных стендов, электрошкафов управления и переносных компьютерных станций автоматизации АЭМК и
испытательного стенда использована для изготовления опытных образцов, доработана по результатам приемочных испытаний опытных образцов с присвоением ей литеры «01» и может послужить основой для серийного освоения создаваемых АЭМК для измерения КС аэродромных покрытий и стендов для их испытаний;
разработанные технические требования и технико-экономическое обоснование, включающее анализ конкурентных преимуществ создаваемого нового поколения АЭМК перед отечественными и зарубежными аналогами, маркетинговые исследования рынков сбыта, прогноз продаж и обоснование окупаемости создаваемой продукции являются основой для выполнения комплексного проекта по организации высокотехнологичного производства нового поколения АЭМК и стендов для их испытаний на базе ОАО «Ковровский электромеханический завод» (ОАО «КЭМЗ»), согласованы со всеми службами ОАО «КЭМЗ» и утверждены его генеральным директором.
Реализация результатов работы. Теоретические положения и практические результаты диссертационной работы использованы в 22 НИР и НИОКР, выполненных при участии автора в течение 2001 - 2012 г.г., источниками финансирования которых являлись федеральный бюджет, гранты РФФИ, Правительства Санкт-Петербурга, министерства образования и науки и министерства обороны, внебюджетные средства. Совместно с холдинговой компанией «Созвездие Водолея» созданы три идентичных опытных образца АЭМК модели ИКС-1, проведены государственные сертификационные летние и зимние испытания, по результатам которых выданы сертификат типа № 483 Межгосударственным авиационным комитетом (25.06.2009 г.) и лицензия № 005574-ИР от 10.06.2009г. на серийный выпуск Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии Министерства промышленности и торговли РФ, а также получено Регистрационное удостоверение № 224-06-2009 о включении АЭМК в государственный «Перечень специальных средств измерений гражданской авиации РФ» Федерального агентства воздушного транспорта «РОСАВИАЦИЯ» Министерства транспорта РФ; разработка защищена патентами № 2369856 от 10.10.2009, № 118753 от 27.07.2012 и заявкой на полезную модель от 08.10.2012, а специальное программное обеспечение - свидетельствами об официальной регистрации №2007613124 от 20.12.2007, №2009610238 от 11.01.2009, № 2010615788 от 07.09.2010. На предприятиях ОАО «Экспериментальный завод» Х/К «Ленинец» и научно-производственной компании «Созвездие» Х/К «Созвездие Водолея», создана и испытана установочная серия из трех АЭМК модели ИКС-1.
В СПбГЭТУ в 2007 году при кафедре систем автоматического управления создана учебно-научная лаборатория «Мехатронные комплексы подвижных объектов и мобильные установки аэродромного обслуживания», а в 2012 году создан ресурсный центр «Управление и автоматизация мехатронных комплексов подвижных объектов и транспортных систем», в рамках которых созданы макеты четырех модификаций АЭМК и уникальный испытательный и метрологический стенд «с бегущей дорожкой», позволяющий имитировать процессы измерения АЭМК в лабораторных условиях, сертифицированы три программы переподготовки и повышения квалификации специалистов аэродромных служб по эксплуатации и обслуживанию АЭМК.
Шесть разработанных образцов АЭМК модели ИКС-1 завершили двухлетнюю опытную эксплуатацию на аэродромах г. Ульяновска, Самары, Омска, Калининграда (2 установки) и Кемерово, и в настоящее время продолжают находиться в эксплуатации и под руководством автора осуществляется их послегарантийное обслуживание.
В период опытной эксплуатации разработанных АЭМК на всех аэродромах проводился сравнительный анализ результатов предпосадочного измерения КС с помощью новых комплексов модели ИКС-1 и результатов одновременных контрольных замеров с помощью снятой с эксплуатации установки АТТ-2. Такой
анализ показал, что в экстремальных погодных условиях (снегопад, изморозь, обледенение аэродромных покрытий и др.) применение ИКС-1 позволило на 70-80 % исключить все те случаи отказов в посадке подлетающих самолетов, когда измерения с помощью устаревших установок АТТ-2 давали повод к такому отказу. Кроме того, применение новых комплексов ИКС-1 придает операторам К ДІЇ аэродромов уверенность в правильности принимаемых решений более чем в половине тех случаев, которые по результатам измерений с помощью устаревших установок АТТ-2 трактовались как сомнительные.
В Приложении к диссертации помещены акты и документы, подтверждающие внедрение результатов диссертационной работы.
Апробация работы. Основные теоретические и практические результаты диссертации были доложены и получили одобрение на 30 международных и всероссийских научно-технических конференциях, в том числе: XIV международной конференции - выставке «Fourteenth Annual NASA Tire/Runway Friction Workshop» May 14-18, 2007, Wallops Flight Facility, VA, на XIV-XXI всеросс. науч-техн. конф. «Экстремальная робототехника» (2003 - 2010 годы, г. Санкт-Петербург), на IX-XIII межд. конф. и выставках «Современные методики контроля и восстановления искусственных покрытий аэродромов и автомобильных дорог» (2006 - 2010 годы, г. Санкт-Петербург), межд. науч-техн конф «Проблемы автоматизации и управления в технических системах», Пенза, 2004 г., межд. науч-техн. конф. «Наука, образование и общество в XXI веке», (СПб, 2006 г.), Первой Российской мультиконференции по проблемам управления, (СПб, 2006 г.), межд. конф. по интегрированным навигационным системам (СПб, 2007), на 3-5 Всероссийских научно-техн. конф. «Мехатроника, автоматизация, управление» (2005-2007 г., г. Санкт-Петербург), на Третьей международной науч.-практ. конф. «Дни науки - 2007» (2007г., г.Днепропетровск), на межд. науч.-техн. конф. «Проблемы информационно-компьютерных технологий и мехатроники» (2007г., г. Дивноморское); на внутривузовских научно-технических конференциях в СПбГЭТУ в 2005-2012 г.г., а также на научных семинарах кафедры систем автоматического управления СПбГЭТУ.
Публикации. Основные положения, теоретические и практические результаты диссертации опубликованы в 70 работах, среди которых 16 публикаций в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных в действующем перечне ВАК, 1 монография, 2 патента и 13 свидетельств регистрации программ ЭВМ, а также 15 статей и научно-методических работ в других изданиях и 23 доклада.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 9 глав с выводами, заключения и приложений. Основной материал диссертации изложен на 298 страницах машинописного текста, а также включает 158 рисунков, 28 таблиц, список литературы из 220 наименований, среди которых 203 отечественных и 17 иностранных авторов. Диссертация содержит 5 приложений объемом в 170 страниц машинописного текста, включающих 40 рисунков и 1 таблицу.
