Шины RunFlat   /   Новости шинного бизнеса

Американские ученые разрабатывают «умные» шины

24 Января 2016

Поскольку шины являются единственной точкой контакта с дорогой, они теоретически могут передавать водителю полезную информацию, к примеру, о том, что поверхность дороги стала скользкой. Новый исследовательский проект Политехнического университета Вирджинии призван обеспечить доступ и использованию этой информации, чтобы увеличить безопасность на дорогах. В проекте также участвуют Университет Пенсильвании и 12 партнеров из промышленности, а Национальный фонд науки выделил на его реализацию 1,2 миллиона долларов.

По замыслу ученых, в шины будут помещены керамические сенсоры, собирающие данные о состоянии дорожной поверхности и шин и беспроводным способом пересылающие информацию к системам управления автомобиля. При этом команда специалистов намерена разработать новые технологии прямой интеграции сенсоров в шины.

Руководит проектом Сайед Тахери (Saied Taheri), адъюнкт-профессор факультета машиностроения университета Вирджинии и директор Центра шинных исследований (CenTiRe).

На протяжении нескольких последних лет г-н Тахери разрабатывал технологии сбора информации за счет установки сенсоров в автомобильные шины, а в рамках нового проекта он намерен встроить в каждую шину по несколько пьезоэлектрических сенсоров при помощи «прямой интеграции». Поскольку при каждом обороте колеса будет больше точек измерения, ученые смогут обеспечить более систематическое получение информации.

«Это решение позволит нам шире взглянуть на взаимодействие шины и дороги, - объясняет г-н Тахери. - Мы сможем более точно оценивать все параметры, к которым мы получаем доступ при помощи датчиков».

Пьезоэлектрические сенсоры преобразовывают физические процессы, такие как изменения давления, температуры и ускорения, в электрические сигналы. В случае с шинами эти сигналы могут сообщать информацию о трении между шиной и дорогой, ускорении автомобиля, а также давлении и структурной целостности шины. Если эти данные будут беспроводным способом передаваться к бортовому компьютеру, существующие системы смогут автоматически адаптироваться к меняющимся условиям, увеличивая безопасность.

«Существует много автомобильных систем контроля, и эту технологии можно применить ко всем ним, чтобы они реагировали, когда едешь по неровной поверхности или по снегу, или когда начинается аквапланирование», - объясняет г-н Тахери.

К примеру, система адаптивного круиз-контроля, которая корректирует скорость для сохранения безопасной дистанции от едущего впереди автомобиля, сможет получать данные о состоянии дороги и «понимать», можно ли ускориться или же необходимо замедлиться. Системы активной подвески и ABS смогут использовать данные таким же образом.

В проекте участвуют Центр изучения широкополосного беспроводного доступа (BWAAC), который поможет обеспечить передачу данных, а также Центр изучения аккумулирующих энергию материалов и систем (CEHMS), чья цель в том, чтобы найти способ использования собственного движения шины для обеспечения энергии для работы сенсоров.

Поскольку в данный момент в распоряжении ученых нет методов встраивания пьезоэлектрических сенсоров в шины на этапе сборки и вулканизации, они намерены использовать аддитивные технологии - также известные как 3D-печать - чтобы «впечатать» электронные компоненты в уже готовые шины.

По словам г-на Тахери, самая большая сложность в том, что форма шин сама по себе не очень подходит для 3D-печати. По этой причине ученые начали с встраивания сенсоров в плоские сегменты шин, после чего перешли к небольшим пневматическим шинам, установленным на лабораторных самоходных роботов.

После того как сенсоры, системы беспроводной передачи данных и алгоритмы их обработки будут протестированы с использованием миниатюрных роботов, шинные компании, участвующие в проекте, в том числе Bridgestone, проведут испытания с применением полноразмерных шин. Ожидается, что на реализацию проекта уйдет порядка двух лет.

По словам ученых, данные могут передаваться не только автомобилю, на котором они установлены - при помощи беспроводной связи они могут поставляться к компьютерам других машин, благодаря чему может еще больше вырасти уровень безопасности на дороге. Сбором команды для проекта занимался Шашанк Прийя (Shashank Priya), профессор машиностроения и директор факультета изучения экологичных источников энергии Института технологий и прикладных наук.

«Междисциплинарная команда включает в себя специалистов исследовательских центров Национального фонда наук и одного научно-инженерного центра, - говорит он. - Они обладают необходимыми знаниями для преодоления сразу нескольких технических барьеров и совершения фундаментальных открытий в области превращения шин в "умные" электронные системы».

Ученые отмечают, что проект создан с учетом все более быстрого развития «умных» транспортных систем, которые позволяют людям использовать транспортные сети безопаснее и эффективнее.

«В последние годы развитие электроники, технологий обработки данных и коммуникационных систем существенно приблизили концепцию «умного» транспорта к реальности, - говорит г-н Тахери. - Так что мы ориентируемся на будущее. И шины являются очень важной частью общей картины. Когда большинство людей смотрит на шину, для них это просто «черный пончик», но на самом деле с ними так много можно сделать».

Источник:  colesa.ru

Возврат к списку