КОМПЛЕКС БОРЬБЫ С БЕСПИЛОТНЫМИ ЛЕТАТЕЛЬНЫМИ АППАРАТАМИ Российский патент 2019 года по МПК F41H11/02 G01S13/86 

Изобретение относится к средствам противовоздушной обороны, в частности к комплексам борьбы с беспилотными летательными аппаратами (БЛА).

Известны различные методы и технические решения борьбы с БЛА основанные на использовании устройства сети-ловушки для борьбы с дистанционно пилотируемыми (беспилотными) летательными аппаратами (ДПЛА) (патент №72753) и устройства борьбы с дистанционно пилотируемыми (беспилотными) летательными аппаратами (патент №72754) [1, 2].

Недостатками являются: сложность конструкции, большие размеры, большая мощность двигателя для буксировки сети из-за ее большого аэродинамического сопротивления, использование звукотеплового метода наводки на цель, который малоэффективен из-за низкого энергопотребления цели - ДПЛА, высокой стоимости самого устройства наведения и обязательного применения низких температур для инфракрасных датчиков, отсутствие парашюта или иного устройства, смягчающего приземление.

Устройство - истребитель для уничтожения дистанционно пилотируемых (беспилотных) летательных аппаратов (патент №2490585) [3].

Недостатками являются: использование радиолокатора для наведения средства к цели при ведении радиоэлектронной борьбы, что может привести к полной потере управления ДПЛА на этапе выхода устройства в рабочий режим видеокамер и датчиков, отсутствие камер кругового обзора, сложность конструкции, непредсказуемое влияние инерционных взрывателей на направленность полета игл, что может повлиять на их попадание в МБЛА, имеющий малые размеры.

Использование противовертолетной мины (патент РФ №2237859) [4].

Известное изобретение имеет следующие недостатки: малая дальность действия поражающих элементов, одноразовое использование, невозможность использования в движении, активный метод обнаружения, низкая возможность использования против БЛА, отсутствие информационного поля.

Зенитный ракетно-пушечный комплекс (патент №2321818) [5].

Зенитный ракетно-пушечный комплекс, содержащий башню с приводами наведения, на которой размещены пусковые установки с ракетами и зенитными автоматами, пульт пуска, радиолокационную станцию обнаружения целей, станцию сопровождения цели и ракеты, оптико-электронную систему, вычислительную систему, блок выработки углов отворота пусковых установок и башни, блок выработки команд управления, антенна выполнена в виде фазированной решетки с системой управления лучом.

Зенитный ракетный комплекс (патент №2241193) [6].

Зенитный ракетный комплекс, содержащий установленную на носителе вращающуюся башню, размещенную на башне пусковую установку с ракетами, средства наведения пусковой установки на цель, пассивную инфракрасную станцию, цифровой вычислитель, блок выделения координат и пульт управления, ракеты снабженные головками самонаведения, приемник инфракрасной станции установлен на пусковой установке, выполнен с возможностью кругового обзора, пульт управления выполнен съемно-выносным для дистанционного управления боевой работой комплекса, снабжен средствами связи для передачи координат целеуказания с цифрового вычислителя на несколько зенитных ракетных комплексов, которые не снабжены средствами обнаружения целей, пульт управления через цифровой вычислитель связан с несколькими зенитными ракетными комплексами для одновременного управления ими.

Современные и перспективные зенитные ракетные и ракетно-пушечные комплексы войсковой ПВО способны с высокой эффективностью решать широкий круг боевых задач. Однако, в условиях мегаполисов, гористой и пересеченной местности борьба с внезапно появляющимися БЛА на дальностях, измеряемых, в отдельных случаях, сотнями или десятками метров, практически невозможна, особенно в условиях применения средств радио - электронной борьбы. Боекомплект зенитных ракетных и ракетно-пушечных комплексов не превышает 8-12 ракет, что недостаточно в условиях использования БЛА большим числом - роем, а снаряды лишены возможности подрыва в нужной точке пространства. Современные зенитные ракетные и ракетно-пушечные комплексы в борьбе с БЛА не способны осуществлять скрытное ведение разведки и их подавление, захват или поражения.

Система управления комплексными методами борьбы с малогабаритными беспилотными летательными аппаратами (патент №2578524 - прототип) [7].

Система для обнаружения и борьбы с малогабаритными беспилотными летательными аппаратами, состоящая из системы поражения, боевой части, пакета направляющих, ракеты, состоящей из головной части, поражающих элементов, взрывчатого вещества, детонатора, системы обнаружения и прицеливания выполненная на трех и более пространственно разнесенных точках на гиростабилизирующих платформах, системы управления боевой частью, системы навигации и топопривязки, системы горизонтального и вертикального наведения, системы скрытности, системы перехвата, системы подавления, системы поражения, блока питания, системы управления МБЛА, процессора, системы захвата, БЛА со средствами борьбы.

Общими недостатками всех перечисленных технических решений является отсутствие комплекса борьбы с БЛА в составе единой системы ПВО и возможности на основе обоснованного размещения датчиков обнаружения и средств борьбы в пространстве создания многоканального информационного поля, и как следствие, невозможность борьбы с роем БЛА, в различных условиях их применения, обусловленные, прежде всего, сложностью рельефа местности и многоярусности строений мегаполисов или населенных пунктов.

Комплекс борьбы с БЛА включает в себя подвижную башню 1, размещенную на базовом шасси 2, систему кругового обзора и прицеливания 3, использование которой осуществляется на основе параллельной работы в оптических, радиолокационных и акустических датчиков. Так же на башне 1 размещены пусковые установки с ракетами 4, артиллерийская система 5, гранатометы 6, съемные контейнеры с БЛА и роботизированными многофункциональными наземные платформы (РМНП) 7, а для радиотехнического подавления БЛА противника на башне размещена станция подавления 8 (фиг. 1).

Комплекс борьбы с БЛА предназначен для прикрытия тактического звена при ведении им боевых действий в различных условиях от БЛА противника и охраны важных объектов. Для уменьшения времени развертывания комплекса в боевое положение, съемные контейнеры развертываются как на месте, так и в движении, при этом открывают защитную гранатометную систему 9. Размещение направляющих гранатометов позволяет обеспечить круговую оборону на 360 градусов по азимуту и 90 градусов по углу места (ближайшую полусферу обороны). БЛА самолетного типа 10, БЛА мульти-коптерного типа 11 и РМНП 12, в количестве от шести и более комплектов, крепятся к съемным контейнерам изнутри (фиг. 2) и после развертывания приводятся в движение на основе, заложенных программ в процессоры. Комплект программ позволяет создавать информационное поле для достоверного трехмерного объемного изображения БЛА противника и определения его дальнейшего направления движения для прицеливания и поражения ракетами, снарядами и гранатами (подавления, захвата или перехвата) [8-10].

Связь между воздушными платформами БЛА - самолетного типа, БЛА - мульти-коптерного типа, РМНП и базовым шасси поддерживается в многоканальном режиме оптическим и радиоканалом, резервный - проводной - используется в стационарных условиях и мегаполисах или населенных пунктах, базовое шасси оборудовано аппаратурой позволяющая поддерживать связь с другими средствами автоматизированных систем управления войск, для получения, передачи команд и обстановки по содержанию информационного поля в реальном масштабе времени (фиг. 3).

Комплекс борьбы с БЛА создает информационное поле не только системой кругового обзора и прицеливания размещенной на подвижной башне, но и воздушными платформами в виде БЛА-самолетного типа 10, БЛА - мульти-коптерного типа 11 и наземными платформами РМНП 12. Использование различных платформ позволяет осуществлять обнаружение и борьбу с БЛА противника в сложных рельефах местности и населенных пунктах.

Воздушные и наземные платформы автоматически определяют расстояния между собой и свои пространственные координаты, что позволяет определять пространственные координаты БЛА противника 13 (фиг. 3). На каждой платформе размещено по несколько датчиков работающих в оптическом, акустическом диапазоне и датчики, работающие в разных настраиваемых радиолокационных диапазонах электромагнитных волн. Управление работой и обработкой полученной информации осуществляется ЭВМ с элементами искусственного интеллекта, который сам выбирает наиболее эффективные датчики для более точного обнаружения и определения пространственных координат БЛА и прицеливания устройств поражения в различных условиях их применения. Рассчитанные пространственные координаты по лазерному или радио-каналу или по проводному-резервному, передаются на ближайшие к БЛА противника 13 устройства их подавления, захвата или поражения.

Комплекс борьбы с БЛА работает в следующей последовательности: одновременно регистрируя кадры видеопоследовательности и определения геометрических и цветовых изменений сформированных изображений [7], согласно изобретению контрольное (наиболее ярко-выраженное) и сравниваемые цифровые изображения регистрируют одновременно для каждого фрагмента изображений тремя и более идентичными видеосистемами (датчиками) на основе многоэлементных высокоскоростных фотоприемников. Анализ изображений проводится на ЭВМ, использование трех и более приемных устройств позволяет определять достоверные трехмерные объемные изображения БЛА противника. Для наиболее достоверного обнаружения и распознавания БЛА противника в условиях плохой видимости, когда оптический канал по выбору ЭВМ не эффективно использовать (густой туман, полная темнота и т.д.), в процессе обнаружения используется звуковой или радиолокационный каналы. Датчики размещены совместно на воздушных и наземных платформах и параллельно фиксируют появления объекта, и также с помощью ЭВМ определяют пространственные координаты БЛА противника 13 в звуковом и радиолокационном диапазонах электромагнитных волн. Определяя постоянно пространственные координаты, ЭВМ определяет скорость и направление движения, что позволяет производить сопровождение БЛА противника 13 и прицеливание в общем информационном поле зоны ответственности комплекса борьбы с БЛА противника.

В зависимости от опасности БЛА противника 13 для охраняемого объекта или прикрываемых подразделений выбирается средство борьбы (фиг. 3):

- если БЛА противника 13 находится в ближайшей полусфере обороны базового шасси комплекса и заданного района охраны, то применяем гранаты отстреленные системой гранатометов 14 или гранаты 15, отстреленные РМНП 12. При этом область подрыва гранаты 16 корректируется перемещением в пространстве базовым шасси комплекса 2 и РМНП 12, на основе использования информационного поля. Система гранатометов 14 собрана на основе устройства дымовых гранатометов 902Б «Туча» [11] ориентированных в пространстве таким образом, чтобы обеспечить трех разовое поражение БЛА противника по всей полусфере;

- если несколько БЛА противника обнаружены в радиусе прямой видимости - в средней полусфере обороны базового шасси и заданного района охраны, то применяем снаряды 17, наведение и подрыв осуществляется по лучу лазера системы кругового обзора и прицеливания 3 в области подрыва снаряда и поражения нескольких БЛА противника 18. Прототипом снаряда и соответственно артиллерийской системы можно считать 57-мм артиллерийскую систему [12] и управляемый боеприпас к ней [13];

- если группа БЛА противника в дальней полусфере обороны, используя информационное поле за пределами прямой видимости обороны базового шасси 2, то применяем ракеты 19 [8]. Ракету необходимо применять с увеличенным количеством поражающих элементов [14], способных поразить группу БЛА противника. При этом область подрыва ракеты 20 корректируется воздушными платформами БЛА - самолетного типа, БЛА - мульти-коптерного типа и РМНП 12, на основе использования подсветки по лучу лазера или радиоканалу информационного поля, резервный - проводной - используется в стационарных условиях и мегаполисах или населенных пунктах;

- если рельеф местности не позволяет производить борьбу вышеуказанными средствами, то применяем, воздушные платформы БЛА - самолетного типа 10, БЛА - мульти-коптерного типа 11 и РМНП 12, которые размещают по шесть и более контейнеров способных подавлять и поражать БЛА противника в воздушном бою, управление процессорами и результаты передаются на базовое шасси и остальные подвижные платформы по многоканальным средствам связи [15];

- если обстановка не поваляет использовать средства поражения из-за большого скопления личного состава и гражданского населения, то используем воздушными платформами БЛА - самолетного типа, БЛА - мульти-коптерного типа, которые размещают по шесть и более контейнеров способных захватывать БЛА противника сетью 22 в воздушном бою и эвакуировать их в безопасное место или район эвакуации [16].

Вариант построения информационного поля комплексом борьбы с БЛА противника показан на фиг. 4.

Таким образом, комплекс борьбы с БЛА способен прикрывать тактическое звено при ведении им боевых действий от БЛА противника и охраны важных объектов в различных сложных условиях рельефах местности и многоуровневого мегаполиса или населенного пункта.

Комплекс борьбы с БЛА имеет следующие чертежи: фиг. 1. Комплекс борьбы с беспилотными летательными аппаратами в походном варианте; фиг. 2. Комплекс борьбы с беспилотными летательными аппаратам в развернутом виде; фиг. 3. Комплекс борьбы с беспилотными летательными аппаратами в боевом варианте; фиг. 4. Вариант построения информационного поля комплексом борьбы с БЛА противника.

Чертежи комплекса борьбы с БЛА имеют следующее обозначение:

1 - подвижная башня;

2 - базовое шасси;

3 - система кругового обзора и прицеливания;

4 - пусковые установки с ракетами;

5 - артиллерийская система;

6 - гранатометы;

7 - съемные контейнеры с беспилотными летательными аппаратами (БЛА) и роботизированными многофункциональными наземные платформы (РМНП);

8 - станция подавления БЛА

9 - гранатометная система поражения БЛА противника ближнего радиуса действия;

10 - БЛА - истребители самолетного типа;

11 - БЛА мульти-коптерного типа;

12 - РМНП

13 - БЛА противника;

14 - граната отстреленная системой гранатометов;

15 - гранаты, отстреленные РМНП;

16 - область подрыва гранаты и поражение БЛА противника;

17 - управляемый по лучу лазера снаряд;

18 - область подрыва снаряда и поражение нескольких БЛА противника;

19 - ракета;

20 - область подрыва ракеты и поражение группы БЛА противника;

21 - средства подавления и поражения БЛА противника;

22 - средства захвата БЛА противника.

Источники информации

1. Пархоменко В.А., Устинов Е.М., Пушкин В.А., Беляков В.А., Шишков С.В. Устройство борьбы с дистанционно пилотируемыми (беспилотными) летательными аппаратами. - ФИПС. Патент на полезную модель №72754, 27.04.2008 г.

2. Богомолов А.И., Пархоменко В.А., Устинов Е.М., Елизаров С.С., Искоркин Д.В., Шишков С.В. Устройство сети-ловушки для борьбы с дистанционно пилотируемыми (беспилотными) летательными аппаратами. - ФИПС Патент на полезную модель №72753, 27.04.2008 г.

3. Голодяев А.И., Чистяков Н.В. Устройство - истребитель для уничтожения дистанционно пилотируемых (беспилотных) летательных аппаратов. - ФИПС Патент на изобретение №2490585 15.05.2012 г.

4. Одинцов В.А., Долгопятова Н.Р., Кобылкин И.Ф., Костылев В.К., Ладов С.В., Метасов В.Ф., Попов В.А. Противовертолетная мина. - ФИПС Патент на изобретение №2237859, 10.10.2004 г.

5. Шипунов А.Г., Рошаль Л.Б., Слугин В.Г., Кузьмич Я.Л., Зубарев А.А. Зенитный ракетно-пушечный комплекс. - ФИПС Патент на изобретение 2321818, 10.04.2008 г.

6. Бондаренко А.Б., Брусенцов В.Е., Друзин С.В., Кириченко А.Г., Колонтаев В.Н., Крамаренко В.А., Куров Д.А., Монин B.C., Пшеничников А.Н., Тикменов В.Н., Толстов В.А. Зенитный ракетный комплекс. - ФИПС. Патент на изобретение 2241193, 27.11.2004 г.

7. Шишков С.В. Система управления комплексными методами борьбы с малогабаритными беспилотными летательными аппаратами. - ФИПС. Патент на изобретение №2578524, 25.02.2014 г.

8. Искоркин Д.В., Шишков С.В., Терешин А.В., Князькин А.В., Синяев Е.Г., Столяров B.C., Петренко В.И. Программа расчета пространственного размещения средств обнаружения малогабаритных беспилотных летательных аппаратов для построения информационных систем управления борьбы с ними. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2017614881, 27.04.2017 г.

9. Искоркин Д.В., Шишков С.В., Терешин А.В., Князькин А.В., Синяев Е.Г., Столяров B.C., Петренко В.И. Программа расчета эффективного размещения средств обнаружения малогабаритных беспилотных летательных аппаратов в зависимости от их перемещения в 4-D пространстве. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2017615162, 05.05.2017 г.

10. Ульянов Г.Н., Шишков С.В., Искоркин Д.В., Тюсенко Е.А., Петренко В.И. Программа определения координат звучащих целей разностно-дальномерным способом. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2018612527, 19.02.2018 г.

11. Рябов К. Защита бронетехники: угрозы и решения. Военное обозрение. 15 марта 2016. https://topwar.ru/92302-zaschita-bronetehniki-ugrozy-i-resheniya.html

12. Рябов К. Перспективная зенитная самоходка с 57-мм орудием: попытка прогноза. Военное обозрение. 20.07.2015. https://vpk.name/news/136117_perspektivnaya_zenitnaya_samohodka_s_57mm_ rudiem_popyitka_prognoza. html.

13. Коротков О.В., Чубарь А.Ф., Корнеев А.Б., Воропаев С.Н. Актуальность и перспективы создания 57-мм зенитного артиллерийского комплекса поля боя. Военное обозрение. http://alternathistory. com/content/aktualnost-i-perspektivy-sozdaniya-57-mm-zenitnogo-artilleriyskogo-kompleksa-polya-boya-0

14. Самойлов П.В., Иванов К.А. Угрозы применения малоразмерных БЛА и определение наиболее эффективного способа борьбы с ними // Молодой ученый. - 2017. - №45. - С. 59-65. - URL https://moluch.ru/archive/179/46398.

15. Шишков С.В. Устройство-истребитель малогабаритных беспилотных летательных аппаратов: патент на полезную модель №145279, 20.09.2014 г.

16. Шишков С.В. Устройство для захвата малогабаритных беспилотных летательных аппаратов. Патент на полезную модель №150610, 20.02.2015 г.

Изобретение относится к средствам противовоздушной обороны, в частности к комплексам борьбы с беспилотными летательными аппаратами (БЛА). Комплекс борьбы с БЛА состоит из подвижной башни, базового шасси. На башне размещены пусковые установки с ракетами, артиллерийская система, гранатометы, станция подавления БЛА, съемные контейнеры с БЛА и роботизированными многофункциональными наземными платформами (РМНП). Съемные контейнеры развертываются как на месте, так и в движении, при этом открывают защитный гранатометный комплект, позволяющий поражать БЛА противника в ближней полусфере обороны. В средней полусфере обороны артиллерийской системой применяются снаряды, наведение и подрыв которых осуществляется по лучу лазера системы кругового обзора и прицеливания. Ракетами с увеличенным количеством поражающих элементов осуществляется поражение группы БЛА противника в дальней полусфере обороны. В сложных рельефах местности и населенных пунктах для создания эффективного информационного поля используются роботизированные платформы: БЛА самолетного типа, БЛА мультикоптерного типа и РМНП, позволяющие поражать, подавлять, захватывать БЛА противника. Обеспечивается прикрытие тактического звена и охрана объектов от БЛА противника в различных условиях рельефа местности и мегаполиса. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Комплекс борьбы с беспилотными летательными аппаратами (БЛА), состоящий из подвижной башни, базового шасси, пусковых установок с ракетами, артиллерийской системой с управляемыми снарядами по лучу лазера, гранатометами, систему кругового обзора и прицеливания, БЛА - самолетного типа, БЛА - мультикоптерного типа, роботизированными многофункциональными наземными платформами (РМНП) с оптическими, радиолокационными и акустическими датчиками, контейнеров со средствами борьбы, процессоров на основе искусственного интеллекта и ЭВМ, отличающийся тем, что система кругового обзора и прицеливания совместно с работой оптических, радиолокационных и акустических датчиков БЛА - самолетного типа, БЛА - мультикоптерного типа и РМНП, крепящихся к съемным контейнерам изнутри, после развертывания приводятся в движение и создают информационное поле для обнаружения БЛА противника в заданном районе для последующей борьбы с ними средствами поражения, подавления, захвата и эвакуации в безопасное место или место эвакуации.

2. Комплекс борьбы с БЛА по п. 1, отличающийся тем, что для уменьшения времени развертывания комплекса в боевое положение съемные контейнеры развертываются как на месте, так и в движении, при этом открывают защитную гранатометную систему, БЛА - самолетного типа, БЛА - мультикоптерного типа и РМНП и приводятся в движение на основе заложенных программ в процессоры.

3. Комплекс борьбы с БЛА по п. 1, отличающийся тем, что поражение БЛА противника в ближайшей полусфере обороны базового шасси и заданного района охраны осуществляется гранатой, отстреленной защитной гранатометной системой с размещенными направляющими гранатометов, обеспечивающими круговую оборону на 360 градусов по азимуту и 90 градусов по углу места и трехразовое поражение БЛА противника по всей полусфере.

4. Комплекс борьбы с БЛА по п. 1, отличающийся тем, что поражение БЛА противника в радиусе прямой видимости - в средней полусфере обороны базового шасси и заданного района охраны осуществляется снарядом, наведение и подрыв которого производится по лучу лазера системы кругового обзора и прицеливания в области нескольких БЛА противника.

5. Комплекс борьбы с БЛА по п. 1, отличающийся тем, что поражение БЛА противника в дальней полусфере обороны за пределами прямой видимости обороны базового шасси осуществляется применение ракет с увеличенным количеством поражающих элементов, способных поразить группу БЛА противника при этом область подрыва ракеты корректируются воздушными платформами БЛА - самолетного типа, БЛА - мультикоптерного типа и РМНП на основе использования подсветки по лучу лазера или радиоканалу информационного поля, резервный - проводной - используется в стационарных условиях и мегаполисах или населенных пунктах.

6. Комплекс борьбы с БЛА по п. 1, отличающийся тем, что поражение БЛА противника в заданном районе охраны, где невозможно использовать средства поражения базового шасси, осуществляется гранатой, отстреленной РМНП, при этом область подрыва гранаты корректируется перемещением в пространстве РМНП, на основе использования информационного поля и программного комплекса, позволяющего обоснованно разместить в пространстве средства обнаружения и борьбы с БЛА противника.

7. Комплекс борьбы с БЛА по п. 1, отличающийся тем, что поражение БЛА противника в заданном районе охраны, где невозможно использовать средства поражения базового шасси и РМНП, осуществляется воздушными платформами БЛА - самолетного типа, БЛА - мультикоптерного типа, которые размещают по шесть и более гранат, способных спускаться на парашютах и без таковых, поражая БЛА противника, расчет места сброса производится процессором БЛА и результаты передаются на базовое шасси и остальные подвижные платформы по многоканальным средствам связи.

8. Комплекс борьбы с БЛА по п. 1, отличающийся тем, что захват БЛА противника в заданном районе охраны осуществляется воздушными платформами БЛА - самолетного типа, БЛА - мультикоптерного типа, которые размещают по шесть и более контейнеров со средствами захвата в виде сетки и отстреливающего устройства, управляющегося процессором БЛА, и результаты передаются на базовое шасси и остальные подвижные платформы по многоканальным средствам связи.

9. Комплекс борьбы с БЛА по п. 1, отличающийся тем, что подавления БЛА противника в заданном районе охраны осуществляется как станцией размещенной на базовом шасси, так и средствами подавления, размещенные в контейнерах воздушны платформ БЛА - самолетного типа, БЛА - мультикоптерного типа и РМНП управление процессорами и результаты передаются на базовое шасси и остальные подвижные платформы по многоканальным средствам связи.

10. Комплекс борьбы с БЛА по п. 1, отличающийся тем, что связь между воздушны платформ БЛА - самолетного типа, БЛА - мультикоптерного типа, РМНП и базовым шасси поддерживается в многоканальном режиме оптическим и радиоканалом, резервный - проводной - используется в стационарных условиях и мегаполисах или населенных пунктах, базовое шасси оборудовано аппаратурой позволяющая поддерживать связь с другими средствами автоматизированных систем управления войск, для получения, передачи команд и обстановки по содержанию информационного поля в реальном масштабе времени.