Мобильный комплекс для обследования железных дорог Российский патент 2021 года по МПК B61K9/00 G01R31/00 E01B35/00 

Изобретение относится к области технических средств для обследования и оценки повреждения железнодорожной магистрали, контактной сети и прилегающего оборудования электроснабжения, СЦБ и т.п. в результате чрезвычайных ситуаций или аварий.

Известны устройства для ведения обследования с помощью беспилотного летательного аппарата (БПЛА) в любое время суток днем и ночью в масштабе времени, близком к реальному, а также для организации видео и переговорной связи в качестве ретранслятора, такие как «Элерон», «Тахион», «Орлан». Большинство БПЛА используют различные устройства для запуска летательного аппарата 1 (патент №RU 2466909 С2; 2 - №2497725; 3 - RU 2344971 С1), устройство запуска беспилотных летательных аппаратов 4 (патент №U 9281 (Белоруссия)). Недостатком всех перечисленных устройств перед предлагаемым вариантом комплекса является то, что каждое из них в отдельности работает надежно и эффективно только при определенных условиях: база стационарно стоит на месте, дальность связи оператора не более 40 км и т.п. Важнейшие достоинства предлагаемого комплекса заключаются в следующих положениях: радиус полезного действия комплекса увеличивается за счет перемещения не только к месту запуска, но и передвижения в ходе работы следом за БПЛА; комплекс смонтирован на базе полноприводного автомобиля УАЗ «Патриот» на комбинированном ходу; вместо стандартной установлена пневматическая (механическая) катапульта, которая гораздо легче и проще в обслуживании и позволяет осуществлять быструю модернизацию цилиндра, клапана и компрессора для использования другого БПЛА.

«Тахион» - новейший российский беспилотный аппарат малого радиуса действия. Его испытания были завершены в 2015 году, и комплекс начал поступать в войска. Он выполнен по схеме «летающее крыло» и предназначен для наблюдения и оценки ущерба от действий авиации, артиллерийских систем, аварии и других чрезвычайных ситуаций. Кроме того, БПЛА может проводить аэрофото- и видеосъемку, теплосъемку и транслировать оператору, тем самым определять нагревающие конструкции контактной сети и прилегающего оборудования. БПЛА способен летать на высоте до 4 тыс. метров и действовать на удалении от базы до 40 километров.

«Тахион» запускают с помощью катапульты, что является его основным недостатком, так как он не может менять угол поворота запуска и тяжело разместить на крышу для передвижения с ним.

В изобретении предлагается комплекс, который осуществляет запуск БПЛА «Тахион» вместо стандартной катапульты пневматической (механическая) катапультой, установленной на крыше полноприводного автомобиля УАЗ «Патриот» на комбинированном ходу.

Основными элементами данного комплекса являются:

1 - УАЗ «Патриот» на комбинированном ходу;

2 - БПЛА «Тахион»;

3 - Пульт управления работой БПЛА;

4 - Передатчик сигнала;

5 - Пневматическая катапульта.

Пневматическая катапульта представляет собой пневмоцилиндр (фиг. 1 поз. 6) с толкателем (фиг. 3 поз. 18), расположенный внутри ресивера (фиг. 3 поз. 20). Энергия сжатого воздуха преобразуется в поступательное движение толкателя (фиг. 3 поз. 18), придавая БПЛА (фиг. 1 поз. 5) начальную скорость. Для создания давления в ресивере (фиг. 3 поз. 20) используется автомобильный компрессор. Насос имеет цилиндрический корпус примерно того же диаметра, что и сама пушка. Сам выстрел обеспечивается управляемым клапаном, закрепленным на горловине бака по нажатию кнопки. Через клапан воздух попадает в ствол, роль которого играет ПВХ труба большого диаметра, и толкает толкатель с закрепленным на нем беспилотным самолетом (фиг. 1 поз. 5). Торможение осуществляется пружиной (фиг. 3 поз. 17), закрепленной в ПВХ трубке, что обеспечивает отсутствие ударного воздействия. Все исполнительные узлы пушки крепятся к металлическому поддону для пневматической катапульты (фиг. 2 поз. 22), положение которых регулируется - их можно перемещать и фиксировать болтами (фиг. 2 поз. 10) в нужном положении.

Ствол катапульты имеет возможность осевого перемещения. Пневматическая катапульта имеет регулируемые опоры (регулятор высоты) (фиг. 2 поз. 12), которая фиксируется регулировочной гайкой по высоте (фиг. 2 поз. 11), для обеспечения возможности изменения угла атаки при выстреле в диапазоне 10-80 градусов в разных направлениях. Между дном рабочей полости и основной металлоконструкцией расположены пружины для демпфирования при выстреле для защиты электронных компонентов от ударных нагрузок. С помощью поворотной штанги (фиг. 2 поз. 15) осуществляется кручение штанги (фиг. 2 поз. 13), которая в свою очередь перемещает регулятор угла поворота (фиг. 2 поз. 21).

Такая конструкция позволяет без значительных переделок деталей самой пушки заменять цилиндр, клапан и компрессор в том случае, если необходимо будет использовать другой БПЛА и ему понадобится большая начальная скорость, чтобы удержаться в воздухе.

Сигналы от БПЛА, фото и видеоаппаратуры передаются через передатчика сигнала БПЛА (фиг. 2 поз. 8). Команды управления, а также прием сигнала от БПЛА передаются через передатчика/приемник сигнала, закрепленный на крыше УАЗа «Патриот» со стороны пункта управления (фиг. 1 поз. 4.). Информация о наличии или отсутствии дефектов, а также сама видеосъемка посылается на устройства обработки и вывода информации на экран монитора, которые расположены в УАЗе «Патриот» (фиг. 1 поз. 3). Далее оператор передает необходимую информацию о состоянии железнодорожного перегона диспетчеру.

Мобильный комплекс позволяет при движении УАЗ «Патриота» за БПЛА осуществлять техническую разведку без ограничения работы радиуса БПЛА, что позволит провести обследование на большом расстоянии.

Предлагаемый комплекс позволяет осуществлять обследование железнодорожного перегона, исследование повреждений на участке в случае чрезвычайных ситуаций на железнодорожной магистрали, с последующим следованием за БПЛА на полноприводном автомобиле УАЗ «Патриот» на комбинированном ходу с целью увеличения радиуса работы, а также поиск нагрева контактной сети, изоляторов, прилегающего оборудования СЦБ и электроснабжения на перегоне и прилегающих подстанциях с помощью тепловизора, установленного в БПЛА.

Таким образом, в совокупности мобильный комплекс позволяет заменить вылеты вертолетов, выезды путевых бригад и лабораторий ВИКС с осмотром, что в свою очередь уменьшает время на сбор информации и количество необходимого личного состава, а также стоимость исследования.

Сущность изобретения поясняется чертежами:

На фигуре 1, 2 и 3 показаны общий вид комплекса, подробный вид пневматической катапульты и подробный вид пневматической катапульты изнутри соответственно:

поз. 1 - комбинированный ход;

поз. 2 - УАЗ «Патриот»;

поз. 3 - пульт управления;

поз. 4 - передатчик/приемник сигнала;

поз. 5 - БПЛА «Тахион»;

поз. 6 - пневматическая цилиндр;

поз. 7 - камера наблюдения;

поз. 8 - передатчик сигнала БПЛА;

поз. 9 - втулка;

поз. 10 - болт для крепежей;

поз. 11 - регулировочная гайка по высоте;

поз. 12 - регулятор высоты;

поз. 13 - штанга для регулирования угла поворота;

поз. 14 - крепеж на машину;

поз. 15 - поворотная штанга;

поз. 16 - регулятор высоты и поворота;

поз. 17 - тормозящая пружина;

поз. 18 - толкатель;

поз. 19 - пружина запуска;

поз. 20 - ресивер;

поз. 21 - регулятор угла поворота;

поз. 22 - поддон для пневматической катапульты.

Список используемых источников:

1. Устройства для запуска летательного аппарата от 08.12.2010 (патенты № RU 2466909 С2).

2. Устройства для запуска летательного аппарата от 05.06.2012 (патенты №№2497725).

3. Устройства для запуска летательного аппарата от 27.01.2009 (патенты № RU 2344971 С1).

4. Устройства для запуска беспилотных летательных аппаратов от 30.06.2013 (патент № U 9281)

Изобретение относится к средствам визуального контроля повреждений железнодорожной инфраструктуры с помощью БПЛА. Комплекс включает в себя беспилотный летательный аппарат (БПЛА) «Тахион», позволяющий осуществить поиск на железной дороге разрывов контактной сети, ее нагрев, и повреждений прилегающего оборудования с использованием средств видеонаблюдения, запуск осуществляется с пневматической катапульты с крыши автомобиля УАЗа «Патриот» на комбинированном ходу, также включен приемник и передатчик информации от БПЛА к оператору, съемные крепежи для установки пневматической катапульты, имеющей возможность изменять угол запуска БПЛА, имеется возможность следования за БПЛА по железнодорожным путям, погрузки БПЛА на транспортное средство, подзарядки, запуска без разбора и сбора компонентов. Реализуется возможность установки пневматической катапульты с БПЛА на автомобиль УАЗ «Патриот» на комбинированном ходу для следования за БПЛА по железнодорожному пути в процессе проведения обследования железнодорожной инфраструктуры. 3 ил.

Мобильный комплекс для обследования железных дорог, включающий в себя беспилотный летательный аппарат (БПЛА) «Тахион», позволяющий осуществить поиск на железной дороге разрывов контактной сети, ее нагрев, и повреждений прилегающего оборудования с использованием средств видеонаблюдения, запуск осуществляется с пневматической катапульты с крыши УАЗа «Патриот» на комбинированном ходу, также включены приемник и передатчик информации от БПЛА к оператору, съемные крепежи для установки пневматической катапульты, отличающийся тем, что пневматическая катапульта монтируется на крышу УАЗа «Патриот», с возможностью изменения угла запуска БПЛА, имеется возможность следования за БПЛА по железнодорожным путям, таким образом радиус действия данного комплекса увеличивается за счет его перемещения не только к месту запуска, но и передвижению в ходе работы БПЛА, а также имеется возможность погрузки БПЛА на транспортное средство, подзарядки и запуска без разбора и сбора компонентов.