СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ЭКИПАЖА БОЕВОЙ МАШИНЫ Российский патент 2001 года по МПК F41H1/00 

Изобретение относится к области средств защиты членов экипажей машин, в частности боевых машин.

Известна система защиты экипажа гусеничного транспортера ГАЗ-71 (см., например, справочник "Технические средства медицинской службы Вооруженных Сил СССР". М.: Воениздат, 1986, с. 38-39), содержащая средства защиты от непогоды, противоударные и противошумовые средства (корпус с двухместной кабиной и платформой с брезентовым тентом). Эта система имеет недостатки: головы членов экипажа практически не защищены от ушибов при толчках, остановках и резких поворотах корпуса транспортера. Кроме того, двухместная кабина плохо защищает от шума двигателя и гусеничного движителя, поэтому общение даже рядом сидящих водителя и командира машины затруднено. Шум в гусеничных боевых машинах достигает весьма высокого уровня и по своей громкости стоит на грани допустимого. Влияние шума сказывается не только на органах слуха, что выражается снижением остроты слухового восприятия, но и на состоянии всего организма члена экипажа: нарушается устойчивость нервной системы, притупляется внимание, значительно снижается работоспособность.

Известна также система защиты экипажа боевой машины пехоты БМП-1 (см., например, "Боевая машина пехоты БМП-1", ТО и ИЭ. М.: Воениздат, 1979, с. 5-14, 470-480), по технической сути и существенным признакам являющаяся наиболее близкой к заявляемой и принятая за ее прототип. Она содержит средства защиты от непогоды, противоударные и противошумовые средства (броневой корпус, перегородки, уплотнения, амортизаторы, налобники и др.), источник питания (бортовая электрическая сеть) и соединенное с ним первым входом переговорное устройство со шлемофонами и вмонтированными в каждый из них телефонами и ларингофонами, касающимися в рабочем положении соответственно ушей и горла члена экипажа, причем в каждом шлемофоне первый вход каждого телефона соединен с первым выходом соответствующего ларингофона, второй - с выходом переговорного устройства, а второй выход каждого ларингофона соединен со вторым входом переговорного устройства.

Эта система защиты гораздо эффективней предыдущей, так как введение шлемофонов позволило не только значительно уменьшить опасность ушибов и снизить уровень шумов за счет наличия вмонтированных в шлемофоны противоударных и противошумовых средств, но и улучшить обмен информацией между членами экипажа посредством подключения шлемофонов к переговорному устройству. Однако эта система также имеет недостатки.

Работа в боевых машинах (танках, боевых машинах пехоты, бронетранспортерах, бронеавтомобилях и др.) имеет ряд специфических особенностей, зависящих от их конструкции, вооружения, специального оснащения, характера тактического применения. Исследования показывают (см., например, Е.И. Смирнов (гл. редактор) "Энциклопедический словарь военной медицины", том 5, с. 441-444), что к числу наиболее важных факторов относятся: движение машины, размеры внутренних помещений, тряска и шум, особенности наблюдения и др. В результате совокупного воздействия этих факторов создаются особые характерные для боевых машин условия работы в них, влияющих в той или иной степени на организм членов экипажей, создающих в ряде случаев угрозу здоровью и вызывающих утомление.

Движение боевых машин, особенно при высоких скоростях современных танков и БМП, обусловливает быструю смену внешней обстановки, требующей от членов экипажей четкой, строго определенной и предельно быстрой реакции. Экипажи определенных машин выполняют боевые задачи изолированно друг от друга. В условиях боевой обстановки членам экипажей приходится нередко принимать самостоятельные весьма ответственные решения. Это ведет к значительному нервно-психическому напряжению и накапливанию утомления. Кроме того, тесные рабочие места (в современном танке примерно 1 м³ на человека) обусловливают вынужденность рабочей позы, что ведет к статическому напряжению мускулатуры и ускорению утомления (см., там же, с. 442-443).

При изменении характера боевых действий (переход от наступления к преследованию противника или к совершению марша), вызывающем спад нервной напряженности, накопившаяся усталость вызывает опасность засыпания членов экипажа. Это же происходит и при длительном нахождении члена экипажа внутри движущейся боевой машины при однообразном маршруте, особенно ночью. Это часто вызывает наезды боевых машин друг на друга и другие дорожные происшествия, пропуск экипажем целей, важной информации, сигналов управления. Кроме того, в сонном состоянии сохраняется опасность травмирования членов экипажа, несмотря на наличие шлемофонов и других противоударных средств. При выполнении боевых задач в неподвижной боевой машине (например, в обороне) засыпание членов экипажа приводит к пропуску целей, сигналов управления и др. Предотвращения засыпания в этой системе защиты не предусмотрено.

Целью настоящего изобретения является предупреждение засыпания члена экипажа боевой машины при выполнении им функциональных обязанностей на своем рабочем месте.

Для достижения этой цели известная система защиты экипажа боевой машины снабжена генератором, вход которого подключен к выходу источника питания, источником сигнала звуковой частоты, вход которого подключен к первому выходу генератора, а выход к третьему входу телефонов, установленным на шлемофоне электромагнитным реле, на якоре которого укреплен подпружиненный колпачок, касающийся головы члена экипажа, а вход соединен со вторым выходом генератора. При этом генератор содержит датчик момента включения с генератором случайных сигналов и регулятор временных интервалов, а источник сигнала звуковой частоты оснащен регулятором уровня и частоты сигнала.

Предлагаемая система поясняется чертежом, на котором представлена ее функциональная схема и приняты следующие обозначения:
1 - источник питания (ИП),
2 - генератор (Г),
3 - электромагнитное реле (ЭР),
4 - якорь (Я),
5 - подпружиненный колпачек (ПК),
6 - источник сигнала звуковой частоты (ИСЗ),
7 - телефоны (ТЛФ),
8 - голова члена экипажа (ГЧЭ),
9 - переговорное устройство (ПУ),
10 - ларингофоны (ЛРФ),
11 - шлем (Ш).

Введенные элементы и связи показаны пунктиром, а сплошными линиями изображены элементы и связи прототипа.

В качестве источника питания 1 (ИП) используются источники питания штатной бортовой сети боевой машины. В качестве связей между известными элементами также используются штатные: кабели переговорного устройства 9 (ПУ) и шлемофона 11 (Ш) (гарнитура), предназначенные для подача питания и передачи необходимых сигналов на телефоны 7 и ларингофоны 10, а также генератор 2. В тех случаях, когда электрические характеристики генератора 2 и электромагнитного реле 3 не отвечают соответствующим характеристикам источников питания бортовой сети 1, то в гарнитуру (кабели) может вводиться дополнительная связь (электропроводник), а в бортовую сеть - соответствующий источник питания. Генератор 2 и электромагнитное реле 3 электрически соединены последовательно друг с другом. При этом электромагнитное реле 3 укреплено на шлемофоне 11 так, чтобы его якорь 4 был обращен к голове члена экипажа 8, а подпружиненный колпачок 5, укрепленный на конце якоря, касался головы члена экипажа. Генератор 2 своим входом подключен к выходу источника питания 1. Расположен он может быть и вне шлемофона, и так же, как и электромагнитное реле 3 на шлемофоне 11, так как современные средства разработки и производства электронных генераторов и реле времени позволяют выполнять их в размере половины спичечной коробки (см., например, А.Х. Синельников "Электронные реле времени". М. : "Энергия", 1974. - с. 101-129, 148-162, 172-181; Р. Фелпс "750 практических электронных схем". Справочное руководство. Пер. с англ.. М.: "Мир", 1986. - с. 347, 446-454, 462 и др.). Генератор содержит датчик момента включения с генератором случайных сигналов и регулятор временных интервалов. Периодичность моментов включения может быть различной: заданной (регулируемой) или же случайной. В последнем случае к генератору подключается или же встраивается в него генератор случайных сигналов. Решение о периодичности зависит от характера и напряженности действий члена экипажа на своем рабочем месте, от его физического состояния, профессионального уровня, усталости. Например, чем усталость члена экипажа больше, тем чаще должно быть воздействие. В процессе испытаний макета предлагаемой системы периодичность моментов включения изменялась от 2-х включений в минуту до 1-го включения в 5 минут. Источник сигнала звуковой частоты может быть выполнен как на основе одной из электронных систем (см., например, Р. Филпс "750 практических электронных схем", Справочное руководство, пер с англ. . М.: "Мир", 1986. - с. 347-462), так и на основе запоминающих устройств с предварительно записанной информацией.

Работа с предлагаемой системой защиты экипажа происходит следующим образом. При надетом на голову члена экипажа шлемофоне 11 и включенном источнике питания 1 напряжение бортовой сети подается на телефоны 7 и ларингофоны 10 (на чертеже не показано), а также на генератор 2. Подача электрических сигналов на телефоны 7 и ларингофоны 10 обеспечивает подготовку последних к работе. При подаче информации от переговорного устройства 9 (ПУ) сигналы попадают на телефоны, а затем к ушам головы члена экипажа 8. Если информация передается членом экипажа, то соответствующие электрические сигналы формируются в ларингофонах 10 и через гарнитуру передаются к переговорному устройству 9 и далее - к другим членам экипажа.

Подача сигналов электрического тока определенной продолжительности (в зависимости от установленной посредством регулятора временных интервалов величины необходимого интервала включения) с первого выхода генератора 2 на электромагнитное реле 3 обеспечивает выталкивание якоря 4 реле 3 и его воздействие через подпружиненный колпачок 5 на голову члена экипажа 8. Установка подпружиненного колпачка 5 обеспечивает плавное нарастание усилия и предупреждает травмирование головы члена экипажа. При прекращении действия сигнала на выходе генератора 2 якорь 4 электромагнитного реле 3 возвращается в исходное положение и действие подпружиненного колпачка 5 на голову члена экипажа 8 прекращается. Таким же образом со второго выхода генератора 2 сигнал подается на выход источника сигнала звуковой частоты 6, который в телефонах 7 преобразуется в звуковой сигнал, аналогичный по моменту возникновения и продолжительности действия сигналу с первого выхода реле времени.

Эффект воздействия подпружиненного колпачка и звукового сигнала в телефонах 7 с точки зрения физиологии заключается в раздражении ими члена экипажа посредством соответственно касания его головы и действия на его слуховой аппарат. Такое раздражение препятствует засыпанию члена экипажа на рабочем месте, особенно при монотонном характере деятельности члена экипажа, не позволяет ему отвлекаться в паузах между выполняемыми операциями и в конечном итоге обеспечивает повышение надежности его работы. Неприятные ощущения, если они возникают, могут быть устранены подбором пружины под колпачком и регулировкой уровня и частоты звукового сигнала.

Оснащение известной системы защиты блоками 2 и 3, а также подпружиненным колпачком 5 и источником сигнала звуковой частоты обеспечивает возможность получения дополнительных функций: предупреждения засыпания члена экипажа, а вместе с этим и повышение надежности его работы на 10-15%. Если членом экипажа является механик-водитель боевой машины, то в этом случае повышается безопасность движения, живучесть боевой машины и др. А если член экипажа - наводчик вооружения, то устраняется опасность пропуска цели, а вместе с этим опять таки повышается живучесть боевой машины. Во всех видах боевых действий повышается боеготовность экипажей.

В процессе сравнительных испытаний, связанных с длительным пребыванием членов экипажа в движущейся машине, установлено, что качество выполнения штатных операций и работоспособность при работе с вооружением и другими системами танка членами экипажей, использующих предложенную систему, существенно выше, чем у членов экипажей, использующих известную систему. Наряду с этим установлено, что введенные дополнительно элементы не затрудняют выполнения членами экипажей остальных функциональных обязанностей, не требуют изменения приобретенных навыков при работе в боевой машине, а надежность предложенной системы не ниже надежности известных.

Изобретение относится к военной технике и предназначено для защиты экипажа танка. Технический результат - повышение боеспособности экипажа. Изобретение содержит средства защиты от непогоды, противоударные и противошумовые средства, источник питания и соединенное с ним переговорное устройство со шлемофонами и вмонтированными в них телефонами и ларингофонами. Система отличается от известных тем, что в нее введены генератор, вход которого подключен к выходу источника питания, источник сигнала звуковой частоты, вход которого подключен к первому выходу генератора, а выход - к третьему входу телефонов. Система также содержит установленное на шлемофоне электромагнитное реле, на якоре которого укреплен подпружиненный колпачок, касающийся головы члена экипажа, а вход соединен со вторым выходом генератора. Введенные элементы связи обеспечивают повышение боеготовности экипажей и живучести боевых машин. Надежность функционирования экипажей повышается при этом на 10-15%. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система защиты экипажа боевой машины, содержащая средства защиты от непогоды, противоударные и противошумовые средства, источник питания и соединенное с ним первым входом переговорное устройство со шлемофонами и вмонтированными в каждый из них телефонами и ларингофонами, касающимися в рабочем положении соответственно ушей и горла члена экипажа, причем в каждом шлемофоне первый вход каждого телефона соединен с первым выходом соответствующего ларингофона, второй - с выходом переговорного устройства, а второй выход каждого ларингофона соединен со вторым входом переговорного устройства, отличающаяся тем, что она снабжена генератором, вход которого подключен к выходу источника питания, источником сигнала звуковой частоты, вход которого подключен к первому выходу генератора, а выход - к третьему входу телефона, установленным на шлемофоне электромагнитным реле, на якоре которого укреплен подпружиненный колпачок, касающийся головы члена экипажа, а вход соединен со вторым выходом генератора. 2. Система защиты по п.1, отличающаяся тем, что генератор содержит датчик момента включения с генератором случайных сигналов и регулятор временных интервалов, а источник сигнала звуковой частоты оснащен регулятором уровня и частоты сигнала.