СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ГРАНИЦЫ ОХРАНЯЕМОЙ ТЕРРИТОРИИ Российский патент 2009 года по МПК F41H13/00 

Изобретение относится к военной технике, в частности к способам охраны и обороны границы, а также к способам и устройствам тревожной сигнализации, в частности к радиоволновым извещателям и средствам защиты, используемым для усиления охраны границ охраняемых территорий совместно с инженерными заградительными сооружениями. Изобретение относится к технике обеспечения защиты и безопасности, а именно к элементам активной защиты особо важных объектов, именно к средствам поражения, применяемым для активного противодействия несанкционированному проникновению на территорию охраняемого объекта, в том числе с целью совершения террористического акта, и может быть использовано также в технике средств противодействия терроризму для бесшумного разбрасывания контейнеров со средствами раздражающего и иммобилизирующего действия, светозвуковыми средствами отвлекающего и психофизиологического воздействия. В современных условиях при охране особо важных объектов возникает необходимость не только в обнаружении и задержании нарушителя, но и часто в его ликвидации. Предлагаемое устройство может найти применение при решении задач активной защиты и обороны участков местности, подступов, внутренних помещений объектов особой важности, к которым относятся: атомные электростанции и другие энергопроизводящие предприятия, экологически опасные предприятия, места хранения и переработки радиоактивных, взрывчатых, наркотических, ядовитых веществ. В настоящее время известны следующие средства поражения, применяемые в системах активной защиты особо важных объектов:

1. огнестрельное оружие в системах автоматического обнаружения и наведения,

2. противопехотные и противотанковые инженерные мины при минировании прилегающей к охраняемому объекту территории с применением, в том числе, огневых, химических и осветительно-сигнальных мин,

3. электрошоковые проводящие элементы, применяемые при ограждении периметра охраняемого объекта инженерными средствами охраны,

4. физическая охрана объекта, осуществляемая с помощью военизированных сторожевых подразделений и специально обученных служебных собак.

Недостатками этих средств поражения являются невозможность полного устранения человеческого фактора, а также необходимость применения пороховых зарядов и взрывчатых веществ.

Известны средства поражения нелетального действия систем активной защиты на основе дымогазогенераторов, заполняющих пространство густым непрозрачным дымом (газом); звуковых оповещателей, генерирующих звуковые волны сложной формы; стробоскопов, генерирующих ослепительные вспышки света [Системы активной защиты // Системы безопасности, 2005 г., №2, с.151 - аналог; Заявка RU №94024228, МПК F41Н 9/06, G08В 7/00, опубл. 27.08.1996 - аналог].

Недостатком всех этих средств является то, что они демаскируют охраняемый объект при срабатывании, а также невозможность регулировки степени их воздействия на нарушителя.

Наиболее часто применяемым средством в системах поражения систем активной защиты особо важных объектов является инженерная мина [Гутенко П.Д., Матин Г.А. Минное оружие. М.: 1988, 95 с. Шевчук М.К., Катуркин Е.А. Как преодолевать инженерные заграждения. М.: 1961, 182 с.].

Мины наносят поражение силой взрывной волны и разлетающимися при взрыве осколками, и другими продуктами взрыва. Применение минного оружия в технике обеспечения защиты и безопасности обусловлено наличием современных средств механизации установки мин, использованием заряда направленного поражения и электронных взрывателей с элементом неизвлекаемости, существенным повышением механической прочности мин и их компонентов, а также возможностью их применения совместно с устройством сигнализации и управления состоянием инженерных мин [Патент РФ №2215974, МПК F41Н 11/00, опубл. 10.11.2003 - аналог].

Недостатками данного аналога являются невозможность регулирования степени воздействия на нарушителя; наличие при срабатывании фугасного эффекта, звука, вспышки, демаскирующих охраняемый объект; невозможность применения в условиях закрытых помещений, так как подрыв минных устройств может нанести разрушения охраняемому объекту; невозможность быстрой перезарядки системы поражения; сложности перевода большинства систем поражения на основе минирования в безопасное состояние; высокая стоимость системы за счет использования дорогостоящего оборудования и специально подготовленного обслуживающего персонала; возможность преодоления системы с помощью саперных средств.

Широко известно, что для увеличения времени задержки нарушителя на периметрах территорий охраняемых объектов, оборудованных заградительными инженерными сооружениями (стенки, барьеры, железобетонные заборы и т.д.), дополнительно используют заграждения из высокопрочной колючей проволоки или режущей ленты, обычно выполняемые в форме параллельных "нитей", "сеток", плоских или объемных "спиралей Бруно". Для обнаружения факта вторжения совместно с заграждениями устанавливают извещатели (датчики, детекторы и т.п.) охраны, содержащие токо- или виброчувствительные элементы. Эти извещатели выдают сигнал тревоги при деформации заграждения, например при обрыве или замыкании между собой электропроводящих "нитей", или при появлении специфического спектра механических вибраций. В известных извещателях в качестве чувствительного элемента обычно используют электрические проводники, микрофоны, геофоны или специальные виброчувствительные кабели.

Настоящее изобретение содержит следующий сходный признак с общеизвестными устройствами: использование металлопроволочных заграждений в качестве чувствительного элемента извещателя.

Основным недостатком упомянутых извещателей является отсутствие возможности обнаружения без прямого механического воздействия тела нарушителя на элементы конструкции заграждения. Кроме того, применение подобных извещателей совместно с проволочными заграждениями в форме "спиралей Бруно" и "сеток" недостаточно эффективно, поскольку для увеличения "жесткости" соседние кольца спиралей и узлы "сеток" заграждения механически или сваркой соединяют в множестве электрических точек в неразборную конструкцию. В этом случае обрыв или замыкание "нитей", а также механическая деформация заграждения не воспринимаются токочувствительным элементом. Требуется прокладка дополнительных сигнальных электропроводников. Поиск точек замыкания, обрыва и ремонтное восстановление таких проводников в местах обрыва существенно затруднены. Виброчувствительные извещатели вырабатывают повышенную частоту ложных тревог из-за резонансных вибраций проволоки, возникающих от помеховых ветровых нагрузок, движущегося транспорта и индустриального оборудования.

Указанные недостатки частично устраняют при использовании известных извещателей охраны с чувствительными элементами в виде длинных линий поверхностных радиоволн.

Общеизвестно (И.Е.Ефимов, Г.А.Останькевич. Радиочастотные линии связи. М., Связь, 1977 г., стр.57, 91), что в свободном пространстве вдоль двухпроводной или многопроводной линии электросвязи возбуждается электромагнитное поле в форме поверхностных радиоволн, если к началу линии подключен генератор высокочастотного (ВЧ) напряжения, к концу линии подключена электрическая нагрузка, а длина линии много больше длины радиоволны. Разнесенные в пространстве проводные шины линии образуют пространственный волновод, характеризуемый величиной волнового сопротивления. Режим поверхностных волн зависит от соотношения между "падающей" (бегущей) волной, идущей по открытому волноводу от генератора к нагрузке, и "отраженной" волной, идущей от нагрузки к генератору. Режим характеризуется координатами местоположения максимумов (пучностей) и минимумов (узлов) излучаемой в пространство энергии поля вдоль линии. Этот режим называют режимом "стоячей" волны. Расстояние между экстремумами и их электрические координаты, выраженные в длинах радиоволн, характеризуют пространственные "фазу" и "частоту" (моду) стоячей волны. Тело нарушителя при вторжении в пространство волновода изменяет фазу волны и волновое сопротивление линии, что электрически отображается в нагрузке в форме модуляции амплитуды напряженности принимаемого ВЧ поля. Контролируя амплитуду (глубину) модуляции и анализируя временной спектр модуляционного сигнала, принимают решение о факте обнаружения при отсутствии механического контакта тела нарушителя с проводами линии.

Сходным признаком является проводная линия электросвязи.

Основным недостатком извещателей с использованием одномодовых линий поверхностных волн в качестве чувствительного элемента является неравномерность чувствительности вдоль линии. Это вызвано тем, что амплитуда модуляционного сигнала зависит от местоположения точки приближения тела нарушителя к линии, т.е. от пространственной фазы стоячей волны в этой точке, при этом точки повышенной чувствительности в пучностях излучения поля чередуются с точками пониженной чувствительности в узлах поля вплоть до появления вдоль линии "зон необнаружения", через которые нарушитель может преодолеть заграждение без выдачи тревожного сигнала.

Этот недостаток, неравномерность чувствительности, устраняется согласно известному "Способу обнаружения нарушителя" (см. Патент RU №2037881, МКИ G08В, 13/18, опубл. 19.06.95), по которому длинную двухпроводную линию в режиме поверхностных стоячих волн используют в качестве чувствительного элемента извещателя охраны, сравнивают уровень интенсивности колебаний в точке приема с опорным значением и формируют сигнал тревоги при отклонении уровня от опорного. Способ отличается тем, что с целью повышения надежности обнаружения изменяют пространственную фазу, а следовательно, и "моду" пространственной стоячей волны в протяженном волноводном чувствительном элементе. Приведенный в упомянутом патенте пример устройства содержит генератор ВЧ колебаний и первое фазосдвигающее устройство, подключенное к первому входу линии, второе фазосдвигающее устройство и резистивную электрическую нагрузку, подключенные ко второму входу линии, а также ВЧ полосовой фильтр, функциональный усилитель-детектор с цифровой многоканальной автоматической регулировкой усиления (АРУ), генератор НЧ опорных импульсов, вычитающую схему, инверсную амплитудно-пороговую схему, цифровой пороговый счетчик-интегратор импульсов, схему аналого-цифрового управления и синхронизации работы элементов устройства во времени.

Сходными признаками настоящего изобретения с известным способом являются: использование проводной линии поверхностных радиоволн, сравнение уровня амплитуды ВЧ колебаний с опорным уровнем, формирование сигнала тревоги, изменение фазы поверхностной волны.

Сходными признаками настоящего изобретения с приведенным в описании упомянутого способа примером реализации устройства являются: передатчик и приемник ВЧ электромагнитного поля, чувствительный элемент в виде проводной линии поверхностных волн, две проводные шины, генератор ВЧ колебаний, первый и второй блоки фазовой задержки поверхностной волны, преобразователь напряжения питания, генератор опорных НЧ импульсов, полосовой ВЧ фильтр, функциональный усилитель-детектор, дискретно-аналоговая разностная схема, инверсная амплитудно-пороговая схема, пороговый счетчик-интегратор и схема управления исполнительным реле.

Недостатком известного способа является то, что в нем не раскрыты признаки, обеспечивающие возможность контроля механических деформаций металлопроволочных периметровых заграждений и возможность получения сигнальной информации о направлении движения нарушителя через контролируемый периметр. Недостатком известного устройства является то, что в нем не раскрыты функциональные элементы и связи, обеспечивающие энергопитание и синхронную работу составных частей в пространстве, без чего техническая реализация устройства представляется невозможной.

Известен станок для отстрела оружия по пат. РФ №2082932, МПК 6 F41A 31/00, опубл. 27.06.97 г. Станок содержит массивное основание, приспособление для фиксации и задний упор. Приспособление не предназначено для боевых действий и не содержит системы дистанционного управления.

Известна установка для крепления оружия на транспортном средстве по пат. РФ №2026527, МПК 6 F41А 23/34, которая содержит ствол, привода горизонтального и вертикального перемещения и ограничители углов поворота ствола в горизонтальной и вертикальной плоскости. Стрельба ведется с транспортного средства, прицеливание осуществляет стрелок путем горизонтального и вертикального поворота ствола вручную. Перемещение транспортного средства и его разворот обеспечивают дополнительное расширение сектора обстрела.

Недостатки устройства заключаются в том, что оно не предназначено для дистанционного управления стрельбой, а стрелок во время боевых действий подвергается значительной опасности. Система дистанционного контроля (охраны) вообще не предусмотрена.

Опыт охраны объектов и ведения боевых действий войсками на Северном Кавказе и в Таджикистане, а также недостаток в войсках специальных и противотранспортных инженерных мин, средств установки различных инженерных боеприпасов в управляемом варианте инициировали выполнение работы по расширению арсенала контрольно-сигнальных устройств и устройств для управления состоянием инженерных мин.

Известны устройства для прикрытия (охраны) локальных участков местности, позволяющие обнаружить нарушителя на подступах к ним, и устройства для управления состоянием инженерных мин, установленных для поражения противника в охраняемом (обороняемом) районе.

Недостатком сигнальных устройств является ограниченность их применения - только для охраны объектов. При этом цель не поражается, а принимаются меры к задержанию. В современных условиях, в ходе ликвидации очагов напряженности возникает необходимость не только в обнаружении и задержании противника, но часто и в его ликвидации.

Недостатком устройств для управления состоянием инженерных мин (УМП, УМП-2, УМП-3, УМПН-68, ВКПМ-1, ВКПМ-2, взрыватель МВЭ-НС) также является ограниченность их применения - только для поражения противника. При этом для сигнализации о приближении его к охраняемым (обороняемым) рубежам устанавливаются сигнальные мины СМ. Звуковой и световой сигналы СМ при срабатывании могут внести изменения в замысел противника.

Известно контрольно-сигнальное устройство "Кристалл-М", предназначенное для прикрытия (охраны) локальных участков местности и содержащее линейную часть ЛС-2 и сигнальный прибор. Сигнальный прибор состоит из вентильного каскада, задающего генератора и двух ключевых каскадов включения звуковой и световой сигнализации.

Недостатком этого устройства является то, что конструкция сигнального прибора и работа электрической схемы не позволяют подключать к нему средства взрывания боеприпасов и выполнять таким образом дополнительную функцию - поражение противника.

Предлагаемым изобретением решается задача сочетания в подобных устройствах функций не только сигнализации о воздействии на линейную часть, но и в случае необходимости поражения цели инженерными минами. Для достижения этого технического результата сигнально-заградительное устройство, содержащее контрольные провода, соединенные с входами прибора, состоящего из последовательно соединенных вентильного каскада, задающего генератора, ключевого каскада включения звуковой сигнализации, ключевого каскада включения световой сигнализации, снабжено электровзрывной сетью с инженерными боеприпасами и боевой цепью, состоящей из тумблера управления ее состоянием, диода, транзисторного ключа, накопительного конденсатора, реле, линейных зажимов, причем выход ключевого каскада включения звуковой сигнализации через диод соединен с входом транзисторного ключа и накопительным конденсатором, в выходной цепи транзисторного ключа включено реле, нормально разомкнутые контакты которого включены в цепь подачи напряжения на линейные зажимы, соединенные с электровзрывной сетью.

Известна система охраны и обороны по патенту РФ на изобретение №2270973, которая содержит, по меньшей мере, одну единицу дистанционно управляемого стрелкового оружия с приводами горизонтального и вертикального перемещения и управляющий компьютер.

Недостаток - система не адаптирована для охраны и обороны границы.

Технический результат - дистанционное ведение охраны и обороны, в том числе и ведение боя с нарушителями границы с использованием всех видов дистанционно управляемого оружия.

Решение указанных задач достигнуто в системе, содержащей, по меньшей мере, одну единицу дистанционно управляемого стрелкового оружия, установленную стационарно, привода вертикального и горизонтального перемещения оружия, привод спускового механизма, соединенные каналом связи с контроллерами оружия и далее с приемно-передающим устройством оружия, которое соединено каналом связи через управляющее приемно-передающее устройство с управляющим компьютером, имеющим монитор и устройство управления, например «джойстик», тем, что она содержит, по меньшей мере, одну видеокамеру общего обзора, подключенную к управляющему компьютеру, и датчики движения, подключенные через контроллер обнаружения нарушителя к управляющему компьютеру, системы световой и звуковой сигнализации, подключенные через контроллеры световой и звуковой сигнализации к управляющему компьютеру, дистанционно управляемые орудия, минометы, танки, ракеты, беспилотные самолеты и минное заграждение.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1…3, где:

на фиг.1 приведена принципиальная схема защиты границы охраняемой территории,

на фиг.2 приведена схема защиты границы охраняемой территории с применением стрелкового оружия,

на фиг.3 схема защиты границы охраняемой территории с применением мин с контактными взрывателями и радиовзрывателями.

На территории границы (фиг.1) установлена, по меньшей мере, одна единица дистанционно управляемого оружия 1, по меньшей мере, один дистанционно управляемый миномет 2, по меньшей мере, одно дистанционно управляемое орудие 3, по меньшей мере, одно подразделение беспилотных самолетов 4 (истребители и/или бомбардировщик, и/или штурмовик), по меньшей мере, один дистанционно управляемый танк 5, по меньшей мере, одна дистанционно управляемая ракета 6, по меньшей мере, одна радиолокационная станция РЛС 7, контроллер оружия 8, который соединен проводными или беспроводным каналами связи со всеми единицами оружия 1…6 и РЛС 7.

Кроме того, система содержит, по меньшей мере, одну видеокамеру общего обзора 9, контроллер сигнализации 10, к которому подключены датчики сигнализации 11 (например, контактные), контроллер оповещения 12, к которому подключены динамики 12, контроллер освещения 14, к которому подключены прожектора 15, контроллер минных полей 16, к которому подключены мины 17. Подключение мин 17 выполнено по радиоканалу 18.

В состав системы входит управляющий компьютер 19, в состав которого входят системный блок 20, соединенный линиями связи 21 с контроллером оружия 8 с видеокамерами общего обзора 9, с контроллерами 10, 12, 14 и 16. К системному блоку 20 подключен монитор 22 и устройство управления 23, например манипулятор типа «мышь» или джойстик. Управляющий компьютер 19 включен в сеть Интернет 24, к сети Интернет 24 подключен сервер министра обороны 25, а к серверу министра обороны 25 подключен сервер президента страны 26.

Каждая единица дистанционно управляемого стрелкового оружия 1 (фиг.2) содержит установленные на кронштейне 27 и платформе 28 ствол 29, к которому подсоединены привод горизонтального и вертикального перемещения 30 и 31, и привод спускового курка 32. На стволе 29 установлена видеокамера наведения 33 с трансфокатором 34, а также лазерным целеуказателем 35, соединенными с контроллером оружия 8.

Каждая единица дистанционно управляемого стрелкового оружия 1 крепится на деревьях, столбах и т.д.

Контроллер оружия 8 соединен каналом связи 21, например кабелем или беспроводной связью, с управляющим компьютером 19.

Устройство (фиг.3) содержит мины 17, подключенные через контроллер минных полей 16 к управляющему компьютеру 19.

Мины 17 (фиг.3) представляют собой мины с комбинированным управлением т.е. они оборудованы контактными взрывателями и радиовзрывателями и содержат радиопрозрачную стенку корпуса мины 36, радиовзрыватель 37, процессор 38, к входу в который подключен радиовзрыватель 37. К выходу процессора 38 подключено взрывное устройство 39. К другому входу взрывного устройства 39 подключен контактный взрыватель 40. К контроллеру сигнализации 10 также подключены датчики движения 41 (индуктивные или емкостные).

При работе системы при нарушении границы срабатывает(ют) датчик(и) движения 41 или другие датчики сигнализации 11, включаются видеокамеры общего обзора 9 и при необходимости оператор может привести в действие контроллер оружия 8, потом по мере необходимости единицу дистанционно управляемого стрелкового оружия 1, дистанционно управляемые минометы 2, дистанционно управляемые орудия 3, беспилотные самолеты 4, дистанционно управляемые танки 5, дистанционно управляемые ракеты 6, РЛС 7 или контроллер минных полей 14, т.е. снимет блокировку со всех или группы мин 17, или включает контроллер оповещения 12 и громкоговорители 13, или контроллер освещения 14 и прожектора 15. Звуковой или световой сигнал предупреждает нарушителя об опасности, а в дальнейшем при помощи единицы дистанционно управляемого оружия 1 и/или мин 17 нарушитель уничтожается. Взрыв мин 17 осуществляется либо при помощи контактного взрывателя 40 или по радиоканалу 18 при помощи радиовзрывателя 37. Так как в памяти процессора 38 и управляющего компьютера 19 записан идентификационный код каждой мины 19, то взрываются не все мины, а только те, которые выбирает оператор, например по списку или по плану местности на экране монитора 22 по карте местности, заложенной в памяти управляющего компьютера 19. Это позволит обеспечить безопасность: предотвратить взрыв мин до того, как они не будут приведены в полную готовность, взрывать мины поочередно, для экономии мин, что необходимо для ведения длительного боя, и взрывать мины, даже если не срабатывают контактные взрыватели.

При этом оператор может находиться в другом городе или на другом континенте и контролировать ситуацию или вести боевые действия одновременно с несколькими нарушителями, не подвергаясь опасности.

Применение изобретения позволит вести охрану и оборону заставы дистанционно, находясь на значительном расстоянии в безопасном месте. Это позволит:

- вести охрану границы охраняемого объекта, в том числе государственной границы,

- предупреждать нарушителей о границе охраняемого объекта,

- немедленно отразить атаку на пограничную заставу,

- практически мгновенно перевести минные заграждения в режим полной боевой готовности,

- экономно расходовать запасы мин,

- уменьшить или практически полностью исключит потери пограничников,

- улучшить комфортные условия их дежурства и увеличить эффективность стрельбы по нарушителям,

- противодействовать атаке мотострелковых соединений, бронетехники, авиации и ракет противника,

- вести бой длительное время за счет введения в действие последовательно новых запасов мин с комбинированным управлением,

- обеспечить дистанционный контроль за пограничной заставой и ее личным составом,

- обеспечить контроль и оборону на пограничной заставе из отдаленного пункта управления при условии применения безлюдных технологий.

Изобретение относится к охранной и оборонительной технике. Технический результат - дистанционное ведение охраны и обороны. Система содержит видеокамеру общего обзора, подключенную к управляющему компьютеру, по меньшей мере, одну единицу дистанционно управляемого стрелкового оружия, установленную стационарно, приводы вертикального и горизонтального перемещения оружия, привод спускового механизма, соединенные каналом связи с контроллером оружия и далее с приемно-передающим устройством оружия, которое соединено каналом связи через управляющее приемно-передающее устройство с управляющим компьютером, имеющим монитор и устройство управления. Система снабжена датчиками движения, подключенными через контроллер обнаружения нарушителя к управляющему компьютеру, системами световой и звуковой сигнализации, подключенными через контроллеры световой и звуковой сигнализации к управляющему компьютеру, дистанционно-управляемыми орудиями, минометами, танками, ракетами, беспилотными самолетами и минным заграждением в виде мин с контактными взрывателями и радиовзрывателями, соединенными радиоканалом через контроллер минного заграждения с управляющим компьютером. 3 ил.

Система защиты границы охраняемой территории, содержащая видеокамеру общего обзора, подключенную к управляющему компьютеру, по меньшей мере, одну единицу дистанционно-управляемого стрелкового оружия, установленную стационарно, приводы вертикального и горизонтального перемещения оружия, привод спускового механизма, соединенные каналом связи с контроллером оружия и далее с приемно-передающим устройством оружия, которое соединено каналом связи через управляющее приемно-передающее устройство с управляющим компьютером, имеющим монитор и устройство управления, например, «джойстик», отличающаяся тем, что она снабжена датчиками движения, подключенными через контроллер обнаружения нарушителя к управляющему компьютеру, системами световой и звуковой сигнализации, подключенными через контроллеры световой и звуковой сигнализации к управляющему компьютеру, дистанционно-управляемыми орудиями, минометами, танками, ракетами, беспилотными самолетами и минным заграждением в виде мин с контактными взрывателями и радиовзрывателями, соединенными радиоканалом через контроллер минного заграждения с управляющим компьютером.