Способ противодействия выполнению задач беспилотному летательному аппарату Российский патент 2019 года по МПК F41H11/04 

Изобретение относится к способам предотвращения проникновения вражеских средств разведки и нападения с использованием размещенных в воздухе проволочных или сделанных из иного материала заграждений и может быть использовано в мирное время для предотвращения террористических проникновений беспилотных летательных аппаратов на контролируемую территорию с целью проведения разведки или теракта, а при ведении боевых действий при совершении противником разведывательных полетов и нанесении ударов по объектам с использованием беспилотных летательных аппаратов (БЛА).

Беспилотные летательные аппараты известны уже довольно давно, в том числе и в качестве орудия терористов. Однако в настоящее время уровень применения террористами сверхмалых беспилотных автономных (или управляемых удаленно) летательных аппаратов (дронов) кртически возрос (для примера можно впомнить совершения атак на наши базы в Сирии) так, что всем становиться абсолютно ясным, что эти аппараты рано или поздно будут применены и против скопления мирного населения в городах, которые, в отличии от военных баз, не имеют ни радаров, ни средств оповещения, ни средств противодействия таким угрозам. Так же противодействие сильно затруднено городскими условиями застройки и очень коротким подлетным временем. К тому же мирное население не является специально подготовленным к военным действиям и в случае атаки возможна паника, приводящая к еще большим жертвам.

Существующие на сегодняшний день средства борьбы с такой угрозой в городах (дроны - истребители дронов, специальные электронные ружья для перехвата управления дронами, а так же ручные сеткометы для их поимки) не имеются пока в достаточном количестве, их применение не отработано и они способны бороться с угрозой только точечно, в небольшом объеме, с короткой дистанции и по одному (а боевики применяют, как показала практика, целые эскадрильи). Так же в условиях города невозможно применение мощных электро-магнитных импульсов, которые бы уничтожали систему управления дронов т.к. такое средство уничтожало бы и электронные системы города (например сотовую связь), что неприемлемо. Ну и традиционные военные средства типа авиации, зениток и ракетных установок, даже со специальными ракетами так же невозможно использовать в городах.

Известен (http://vpvo.narod.ru/Weapon/ZrkyTunguskam/tunguskam.html) способ противодействия выполнению задач беспилотным летательным аппаратом, проводимый зенитным комплексом и заключающийся в радиолокационном обзоре воздушного пространства, в обнаружении БЛА с помощью радиолокационной станции обнаружения, во взятии БЛА на автоматическое сопровождение по углу места s и азимуту Р, а возможно и по дальности R станцией сопровождения целей, в выборе режима стрельбы комплекса по БЛА (пушечным или ракетным вооружением), в передаче координат БЛА и других данных из станции обнаружения и станции сопровождения в центральную вычислительную систему для решения задачи управления стрельбой в соответствии с выбранным режимом стрельбы, в открытии огня по БЛА и в его поражении осколками боевой части ракеты или снарядами, в оценке результатов стрельбы для определения необходимости повторного обстрела БЛА или переноса огня на другую цель.

Недостатком данного способа является низкая вероятность обнаружения БЛА станцией обнаружения комплекса, особенно при использовании мини-БЛА и микро-БЛА с геометрическими размерами менее одного метра; значительно сниженная (по сравнению с другими типовыми для зенитных комплексов воздушными целями) вероятность поражения даже в глубине зоны поражения на малой дальности, так как данная вероятность существенно зависит от геометрических размеров цели; относительная дороговизна реализации, так как стоимость боевого снаряжения зенитного комплекса значительно превышает стоимость БЛА, задачи которого могут дублироваться несколькими другими однотипными БЛА, а после взятия БЛА на сопровождение комплекс раскрывает свое местонахождение и может стать объектом удара других БЛА, противорадиолокационных ракет, управляемых авиабомб и пр.

Известен также (SU, авторское свидетельство 63785, опубл. 30.06.1944) аэростат заграждение, связанный с землей посредством троса и предназначенный для задержания летательных аппаратов.

Недостатком известного устройства следует признать его низкую эффективность, обусловленную малой перекрываемой площадью воздушного пространства.

Известно (RU, патент 2197701, опубл. 27.01.2003) устройство заграждения, которое содержит систему аэростатов, тросов, удерживающих аэростаты на высоте 120... 150 м, тонкую капроновую сеть с ячейками 1,0…1,3 м, размещенную между аэростатами, и противопехотные осколочные мины, закрепленные между узлами сетки, а также штатные аэрозольные средства, установленные на капроновой сетке, и систему управления запуском аэрозольных средств.

Недостатком данного аналога является то, что вероятность поражения средств воздушного нападения не в полной мере удовлетворяет требованиям по живучести защищаемого объекта, так как даже при небольших скоростях подлета из-за инерционности срабатывания противопехотных осколочных мин (НОМ) средств воздушного нападения противника с высокой вероятностью могут уйти за пределы зоны поражения осколками.

Известно (RU, патент 2273818, опубл. 10.04.2006) устройство заграждения, содержащее аэростаты заграждения, тросы, удерживающие аэростаты на высоте 120…150 м, тонкую капроновую сеть с ячейками 1,0…1,2 м, легкие осколочные противопехотные мины направленного действия, закрепленные между узлами сетки, сетку-датчик обнаружения средств воздушного нападения противника, кроме того, оно дополнительно оснащено средствами активной защиты, установленными равномерно между узлами сетки-датчика, и радаром обнаружения, размещенным на тросе, который соединяет аэростаты.

Известное устройство работает следующим образом.

Заблаговременно, в угрожаемый период, устанавливают предлагаемое устройство перед защищаемым объектом. При подлете средств воздушного нападения противника по направлению к объекту система дистанционного пуска производит запуск аэрозольных средств, которые за 30…40 с формируют вертикальную аэрозольную завесу, в результате чего уменьшается вероятность обнаружения защищаемого объекта. При подлете высокоскоростных средств воздушного нападения противника (70-700 м/с) на расстояние ≈50 метров радар обнаружения засекает цели и через 0.07 с выстреливает активные средства, которые образуют пучок поражающих элементов для уничтожения цели. В случае, если средства воздушного нападения противника преодолевают вспомогательную капроновую сеть (датчик), то происходит срабатывание противопехотных осколочных мин, установленных на основной сетке.

Недостатком известного технического решения можно признать его сложность и, следовательно, низкую надежность.

Указанное решение принято в качестве ближайшего аналога.

Техническая задача, решаемая с использованием разработанного способа, состоит в улучшении обороноспособности страны.

Технический результат, достигаемый посредством реализации разработанного способа, состоит в повышении защиты объектов от нападения беспилотных летательных аппаратов и их средств поражения.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ противодействия выполнению задач беспилотному летательному аппаратату с использованием, по меньшей мере, одного или группы носителей сети, на которых закреплена сеть с возможностью свертывния, развертывния и отделения, ориентированная вертикально относительно поверхности земли, причем, по меньшей мере, на одном носителе закреплена, по меньшей мере, одна сеть, предназначеная для задержания сброшенных беспилотным летательным аппаратом бомб или противодействия иным исходящим от него опасным факторам и выполненая с возможностью принять при разворачивании горизонтальное или близкое к горизонтальному положение относительно поверхности земли, при этом сети прикреплены к носителям с возможностью сброса при захвате летящих предметов.

В качестве носителя сети может быть использован аэростат, минидирижабль, дрон и так далее.

В некоторых вариантах реализации разработанного способа носители сети (предпочтительно, аэростаты или воздушные шары) с разветнутой сетью располагают стационарно, как с возможностью крепления тросом к земле, так и автономного удержания заданного места.

В некоторых вариантах реализации разработанного способа группу носителей сети (предпочтительно, минидирижабли или дроны) с развернутой сетью перемещают по заданному маршруту, в т.ч. в направлении летящих беспилотных летательных аппаратов.

В некоторых вариантах реализации разработанного способа дополнтельно используют средства, в том числе и закрепленые на сети или на ее носителях, заблаговременного обнаружения беспилотных летательных аппаратов, а так же факторов угрозы от них. Это могут быть радары или многоканальные оптико-электронны системы.

В некоторых вариантах реализации разработанного способа используют мелкоячеистую сеть с дополнительной обработкой, позволяющей задерживать или нейтрализовывать распыленные или разлитые с беспилотного летательного апппарата опасные вещества. Так, в частности, на поверхность мелкоячеистой сети может быть нанесено химическое вещество, связывающее распыленные беспилотником токсичные вещества.

Сеть может быть выполнена с использованием электропроводящего материала. Это позволяет использовать для задержания стальных беспилотных летательных аппаратов электропотенциальные поля, а для предотвращения химической или биологической опасности «сжигать» попавшие в нее вредные вещества используя пропускаемый через такую сеть электрический ток различной частоты и силы, в том числе с образованием плазмы.

В некоторых вариантах реализации сеть может быть закреплена с возможностью управляемого изменения угла наклона относительно земли. Это позволяет оптимизировать варианты задержания беспилотных летательных аппаратов и/или сброшенные ими элементы вооружения.

В некоторых вариантах реализации способа дополнительно используют датчик, фиксирующий попадание в сеть постороннего предмета. Датчик предпочтительно закреплен на сети. Использование такого датчика позволяет своевременно опустить сеть для удаления из нее задержанных летательных аппаратов.

Предпочтительно при реализации способа используют носители сети, выполненые с возможностью максимально безопасной посадки в случае аварии.

При реализации разработанного способа могут быть использованы дополнительные сети, применяемые для защиты носителей.

Сети могут дополнительно содержать средства для отпугивания

птиц.

Сеть может быть выполнена с возможностью включения по команде подсветки для предупреждения столкновения с не враждебными объектами.

Рассмотрим способ более подробно:

Принципиально все сети одинаковые, что сетка-рабица, что сеть для ловли рыбы - их задача не пропустить/задержать все, что больше размера их ячейки. Отличаются конкретные задачи. В данном случае нужно не пропустить малоразмерную низколетящую низкоскоростную цель, а так же средства поражения, доставляемые такими аппаратами.

Данную сеть (в группе, эшелонировано), поднимают на малых управляемых или автономных носителях сети (например аэростат, дрон, вертолет, самолет и др.) на нужную высоту над защищаемым объектом (например городская площадь для народных гуляний на праздники). Далее удерживая заданную высоту самостоятельно (или тросом с земли) с учетом погодных условий раскрывают сеть. Возможно, как указано ранее, не только статическое положение носителей, но и их движение по заданном маршруту или дежурство в заданных точках без раскрытия сети.

При попадании беспилотного летательного аппарата в сеть он запутывается в ней и перестает функционировать. Для предотвращения выпадания пойманного могут быть использованы дополнительные средства (особая форма сети, специальный клеевой состав, крючки и т.д.) или даже средства, вызывающие разрушение пойманного (например взрывпакеты, срабатывающие от датчика попадания в сеть)

Попадание в сеть фиксируется датчиками, (которые могут быть расположены как на носителе, так и на сети) и носитель может переместиться в заданное безопасное место для проверки пойманного, а его место займет другой носитель с сетью. Или он может сбросить сеть с пойманным и зафиксированным дроном и раскрыть другую имеющуюся.

Группировка таких защитных средств может быть размещена например на крышах домов и включаться в заданное время, автономно от датчиков обнаружения целей или по команде.

Так же в состав группировки может входить средства обнаружения таких беспилотных летательных аппаратов, (например микро радары, датчики звука, пассивные радары, средства визуального наблюдения с распознаванием образов) (т.к. для решения задачи не нужно большая дальности) - их можно расположить на небольших носителях с управлением, установленных в удобных точках (в том числе и стационарно, получая питание по кабелю) по данным которых будет автономно рассчитана траектория движения целей и будут выданы указания для раскрытия сетей и запуска дронов-перехватчиков.

Кроме того сети могут быть натянуты между домами постоянно, на высоте, которая бы не мешала бы жизни города.

Таким образом возможно быстро, дешево и просто перекрыть наиболее опасные участки от нападения беспилотных летательных аппарататов, как от одиночных, так и от их групп.

Особенностью данного предложения является присутствие в комплекте сетей не только для вертикальной установки, но и для установки под любым углом, что важно в условиях города.

Наиболее важным является горизонтальная установка сетей с мелкими ячейками т.к. случай в Сирии показал, что данные дроны сбрасывают над целью миниатюрные бомбы с поражающими элементами и такая горизонтальная сеть сможет эффективно перехватить эти бомбы на безопасном расстоянии и не дать им взорваться или же снизить их поражающее воздействие.

Кроме того, для предотвращения атаки с использованием распыления опасных частиц (например биологического оружия) аэрозолей или жидкостей, такая система защиты может быть снабжена комплектом быстрого натяжения специальной сети с мелкими ячеками с пропиткой, для недопущения попадания этих веществ на людей. Так же возможно включение в состав группировки датчиков-газоанализаторов, для определения такой угрозы, быстрого оповещения и выбора подходящих средств борьбы с ней.

Так же для борьбы с химической и биологической угрозой предагаются сети с минимальным размером ячейки, которые бы состояли из проводников по которым по команде бы мог теч ток определенной частоты и силы и которая бы в случае определения угрозы могла бы устранять ее путем "сжигания" такого облака снижая его опасность.

Для предотвращения уничтожения гражданских дронов и разрешенных к полету аппаратов имеется система опознавания свой-чужой, а так же система сигнализации для предупреждения о столкновении (например включаемая подсветка сети и носителя)

Для недопущения попадания в сеть птиц в составе группировки применяются отпугиватели.

Так же сети могут быть установлены с учетом защиты самого носителя от попадания в него опасных объектов.

Для снижения опасности представляемой самими носителем сети при возможном отказе и падении возможно использование систем безопасности, например с использованием парашютов и разделения аппарата на мелкие не опасные части.

Способ реализуют с использованием одного или группы носителей сети, на которых закреплена сеть с возможностью свертывания, развертывания и отделения, ориентированная вертикально относительно поверхности земли. На носителе закреплена дополнительная сеть, предназначенная для задержания сброшенных беспилотным летательным аппаратом бомб или противодействия иным исходящим от него опасным факторам и выполненная с возможностью принять при разворачивании горизонтальное или близкое к горизонтальному положение относительно поверхности земли, при этом сети прикреплены к носителям с возможностью сброса при захвате летящих предметов. Обеспечивается повышение защиты объектов от нападения беспилотных летательных аппаратов и их средств поражения. 7 з.п. ф-лы.

1. Способ противодействия выполнению задач беспилотному летательному аппарату с использованием одного или группы носителей сети, на которых закреплена сеть с возможностью свертывания, развертывания и отделения, ориентированная вертикально относительно поверхности земли, отличающийся тем, что по меньшей мере на одном носителе закреплена по меньшей мере одна дополнительная сеть, предназначенная для задержания сброшенных беспилотным летательным аппаратом бомб или для защиты от распыляемых или разливаемых с беспилотного летательного аппарата опасных веществ и выполненная с возможностью принять при разворачивании горизонтальное или близкое к горизонтальному положение относительно поверхности земли, при этом сети прикреплены к носителям с возможностью сброса при захвате летящих предметов.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что носители сети с развернутой сетью располагают стационарно.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что группу носителей с развернутой сетью перемещают по заданному маршруту, в т.ч. в направлении летящих беспилотных летательных аппаратов.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно используют средства, в том числе и закрепленные на сети или на ее носителях, заблаговременного обнаружения беспилотных летательных аппаратов, а также факторов угрозы от них.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют мелкоячеистую сеть с дополнительной обработкой, позволяющей задерживать или нейтрализовывать распыленные или разлитые с беспилотного летательного аппарата опасные вещества.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют сеть, выполненную с использованием электропроводящего материала.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сеть закреплена с возможностью управляемого изменения угла наклона относительно земли.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно используют датчик, фиксирующий попадание в сеть постороннего предмета.