Мобильный быстроустанавливаемый автономный пост технического наблюдения для контроля обстановки на охраняемой территории на базе аэромодуля на привязи Российский патент 2021 года по МПК G08B25/08 

Предлагаемое изобретение относится к системам подачи сигналов тревоги с передачей на центральную станцию радиосигналов, определяющих местоположение пункта, в котором возникли условия, вызвавшие появление сигнала тревог. В частности оно относится к техническим средствам охраны и может использоваться в составе комплексов технических средств охраны протяженных рубежей территориально распределенных и удаленных объектов для автоматизированного контроля обстановки на открытых сухопутных участках с помощью современных технических средств охраны, автоматизации и связи.

Наиболее близким к данному решению, принятым за прототип является описанный в патенте РФ № 2661531 мобильный автономный пост технического наблюдения для контроля обстановки на охраняемой территории, содержащий оптико-электронную систему, размещенную на опорно-поворотном устройстве, систему приема и передачи данных по радиоканалу, систему автономного энергоснабжения в составе солнечных и аккумуляторных батарей, телескопическую мачту с растяжками; пост выполнен из отдельных модулей, снабженных переносными транспортировочными кейсами - оптико-электронного модуля, включающего размещенную на опорно-поворотном устройстве оптико-электронную систему; модуля системы приема и передачи данных по радиоканалу; мачтового модуля, предназначенного для закрепления оптико-электронного модуля; модуля аккумуляторных батарей; модуля зарядного устройства; модуля солнечных батарей; двухблочного модуля системы собственной безопасности, в котором переносными транспортировочными кейсами снабжены блоки; при этом модули аккумуляторных батарей и зарядного устройства выполнены с возможностью функционирования без извлечения из транспортировочных кейсов, модуль аккумуляторных батарей выполнен с возможностью закрепления на нем мачты; при том модуль солнечных батарей содержит снабженную анкерными элементами сборную опорную раму, содержащую пружины для подвеса солнечных батарей, снабженных перфорированными планками для их подвешивания на пружинах; на поверхность солнечных батарей нанесено покрытие, обладающее фотокаталитическим и гидрофобным эффектами; модуль системы собственной безопасности выполнен в виде двух отдельных блоков - блока вибрационного средства обнаружения для подключения кабельных чувствительных элементов и блока со спиральным быстровозводимым заграждением, содержащего расположенные между торцевыми рамами три спирали одинакового диаметра из колючей ленты, армированной проволочным сердечником, ориентированные относительно друг друга в форме треугольной призмы таким образом, что две нижние спирали составляют основание, а третья верхняя спираль - вершину призмы, причем все витки соседних спиралей попарно соединены между собой в точках их соприкосновения, расположенных на одной прямой по длине спирали; спиральное заграждение снабжено закрепленным на нем вибрационным средством обнаружения, включающим не менее одного виброчувствительного кабеля; при этом блок вибрационного средства обнаружения выполнен с возможностью функционирования без извлечения из транспортировочного кейса.

Общими существенными признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками предлагаемого технического решения являются следующие: мобильный автономный пост технического наблюдения для контроля обстановки на охраняемой территории, содержащий снабженные переносными транспортировочными кейсами модули оптико-электронной системы, системы приема и передачи данных по радиоканалу, солнечных и аккумуляторных батарей, зарядного устройства, системы собственной безопасности; при этом модули аккумуляторных батарей и зарядного устройства выполнены с возможностью функционирования без извлечения из транспортировочных кейсов, модуль солнечных батарей содержит снабженную анкерными элементами сборную опорную раму для подвеса солнечных батарей; при этом модуль системы собственной безопасности включает спиральное быстровозводимое заграждение.

Известный из прототипа пост имеет ограниченную незначительную высоту наблюдения (как правило, несколько метров), что связано с ограничениями по весу, прочности и устойчивости мачты. Кроме того, монтаж данной мачты с оптико-электронным модулем требует значительного времени, является сложным технически и требует значительных трудозатрат и т.п. Также мачта обладает демаскирующим эффектом. В некоторых условиях размещения (в лесу, низине и т.п.) из-за ограниченной высоты мачты применение системы может неэффективным. Кроме того, наличие только модулей солнечных и аккумуляторных батарей (особенно в условиях низкой освещенности и низких температур) накладывает существенные ограничения на автономность поста (время его работы). Также модуль оптико-электронной системы имеет ограниченную чувствительность в сложных условиях эксплуатации (темнота, туман и т.п.).

Предлагаемое изобретение направлено на решение следующих технических задач - расширение границ наблюдения и увеличение дальности и точности распознавания целей, ускорение и упрощение процесса доставки, монтажа и пуско-наладки поста на территориально удаленных объектах, снижение заметности, а также повышение времени автономной работы.

Для решения данных технических задач мобильный автономный пост технического наблюдения для контроля обстановки на охраняемой территории, содержащий снабженные переносными транспортировочными кейсами модули оптико-электронной системы, системы приема и передачи данных по радиоканалу, системы питания в составе солнечных и аккумуляторных батарей, зарядного устройства, системы собственной безопасности; при этом модули аккумуляторных батарей и зарядного устройства выполнены с возможностью функционирования без извлечения из транспортировочных кейсов, модуль солнечных батарей содержит снабженную анкерными элементами сборную опорную раму для подвеса солнечных батарей; при том модуль системы собственной безопасности включает спиральное быстровозводимое заграждение, в отличие от прототипа, модуль оптико-электронной системы выполнен мультиспектральным (включает кроме традиционной телевизионной камеры тепловизор), размещен на беспилотном аэромодуле на гиростабилизированном подвесе и соединен кабелем с транспортировочным кейсом, выполненном в виде контейнера, имеющего стартовую площадку, лебедку для намотки и хранения кабеля, систему питания и управления, а также соответствующие разъемы для соединения с внешней системой питания, которая дополнительно включает жидкотопливный (бензиновый или дизельный) электрогенератор.

Также, дополнительно, для обеспечения собственной безопасности поста, он может быть снабжен маскируемым сейсмическим датчиком для установки в зоне размещения спирального быстровозводимого заграждения. Кроме того, для обеспечения высокой экономичности и скрытности поста, он может быть снабжен маскируемыми точечными охранными датчиками (сейсмическими, магнитометрическими и т.п.), размещенными в зоне наблюдения, по срабатыванию которых производится запуск аэромодуля и пост переходит из режима ожидания в дежурный режим. Датчики могут быть соединены с постом (управляющим устройством модуля собственной безопасности), как с помощью кабеля, так и по радиоканалу. Дополнительно, для организации связи и ретрансляции аэромодуль может быть снабжен соответствующим радиочастотным оборудованием.

Для расширения перечня выполняемых задач, аэромодуль может оснащаться лазерным дальномером, громкоговорителем, прожекторами видимого и ИК спектра, средствами радиоэлектронной разведки и борьбы.

Оптико-электронный наблюдательный аэромодуль с регулируемой высотой подъема представляет собой летательный аппарат, связанный проводом с наземной станцией. Провод используется для питания аэромодуля и обмена данными с наземным оборудованием. Аэромодуль оснащен оптико-электронным модулем на гиростабилизированном подвесе, включающим видеокамеру и тепловизор. Гиростабилизированный подвес предназначен для стабилизации оптико-электронного модуля в пространстве относительно наблюдаемой картинки, исключения влияния вибраций и движения аэромодуля на получаемое изображение, а также для плавного управления поворотом оптико-электронного модуля.

Благодаря наличию данных существенных признаков достигаются следующие технические результаты: за счет использования аэромодуля (беспилотного летательного аппарата - БПЛА) с гиростабилизированным подвесом мультиспектрального модуля значительно (до нескольких сотен метров) увеличивается возможная рабочая высота наблюдения, а соответственно и его дальность, обеспечивается эффективность наблюдения, например, в лесу (при наличии возможности взлета), овраге, за препятствием (например, здание) и т.п.; благодаря использованию мультиспектральной системы наблюдения работа поста может осуществляться в условиях недостаточной оптической видимости (ночью, в туман и т.п.); за счет пускового контейнера со стартовой площадкой и лебедкой развертывание БПЛА в рабочее положение может осуществляться в кратчайшее время (несколько минут); снижаются транспортировочные размеры и вес; в рабочем режиме, а тем более в режиме ожидания, пост малозаметен (обладает высокими маскировочными характеристиками); за счет использования для управления кабеля, связывающего аэромодуль с наземной станцией, снижен риск перехвата аэромодуля средствами воздействия нарушителя (противника); за счет дополнительного бензо или дизель электрогенератора существенно повышается автономность поста.

Предлагаемое решение может быть использовано как автономно, например, для разведки или охраны временных объектов, так и в составе комплексов технических средств охраны протяженных рубежей, в том числе государственной границы, территориально распределенных и удаленных объектов для автоматизированного контроля обстановки на открытых сухопутных участках с помощью современных технических средств охраны, автоматизации и связи.

В случае необходимости развертывания поста в труднопроходимых (в том числе горных) местах все модули поста могут быть доставлены на место установки без использования транспортных средств группой из нескольких человек или гужевым или вьючным транспортом.

Предлагаемое техническое решение поясняется рисунками фиг. 1-2, на которых изображены соответственно общий вид мобильного поста с инженерно-технической системой собственной безопасности, и общий вид его аппаратурной части.

Изображенный на рисунках фиг. 1-2 мобильный автономный пост технического наблюдения для контроля обстановки на охраняемой территории состоит из следующих основных модулей и узлов:

1 - модуль аккумуляторных батарей (МАБ), доставляемый и функционирующий в транспортировочном кейсе;

2 - стартовый наземный модуль БПЛА;

3 - БПЛА с гиростабилизированным модулем оптико-электронной системы 12 и системой управления /электропитания с земли по кабелю, доставляемый в транспортировочном кейсе;

4 - блок спирального быстровозводимого заграждения (БСБЗ), доставляемый в транспортировочном кейсе (в данном случае рамном контейнере) 11;

5 - модуль солнечных батарей (МСБ), доставляемый в транспортировочном кейсе 8, снабженный сборной рамой 9 с анкерными элементами;

6 - модуль зарядного устройства (МЗУ), доставляемый и функционирующий в транспортировочном кейсе;

7 - бензиновый или дизельный электрогенератор, доставляемый в транспортировочном кейсе;

8 - транспортировочный кейс модуля МСБ 5;

9 - сборная рама модуля МСБ 5;

10 - кабель питания и управления БПЛА (соединительные кабеля блоков не приведены);

11 - модуль управления постом;

12 - модуль оптико-электронной системы.

Устройство работает следующим образом. Все модули, входящие в состав поста, доставляются на объект (с помощью транспортного средства, вручную или на гужевом или вьючном транспорте) в отдельных кейсах. Модуль аккумуляторных батарей (МАБ) 1 устанавливается, по возможности, в грунт в вырытую яму. Из транспортировочного кейса 8 монтируется модуль солнечных батарей (МСБ) 5 - на грунте устанавливается сборная рама 9, на ней крепятся солнечные батареи 5, которые подключаются к модулю зарядного устройства (МЗУ) 6. Модули соединяются между собой по линиям питания и связи (на рисунках не приведены). На местности вокруг модулей разворачивается спиральное быстровозводимое заграждение 4, а также охранные датчики (на рисунках не приведены). При наличии БСБЗ 4 внутри устанавливаются сейсмические датчики системы собственной безопасности (при их наличии). Затем в зависимости от задач (работа в режиме ожидания, в режиме патрулирования, и в режиме патрулирования по срабатыванию охранных датчиков) включаются соответствующие блоки. При включении режима патрулирования (боевого режима) разворачивается БПЛА 3 - открывается стартовый наземный модуль 2 и автоматически запускается БПЛА 3, для размотки питающего и управляющего кабеля 10 разматывается лебедка (на рисунке не приведена), механизм которой фиксируется при выходе БПЛА 3 на необходимую высоту. Производится соответствующее включение модуля оптико-электронной системы 12 и его ориентация (в определенном направлении или в режиме кругового обзора). Питание всех систем в штатном режиме производится через модуль зарядного устройства 6 от модулей солнечных 5 и аккумуляторных 1 батарей. При недостатке электроэнергии от данных модулей (например, ночью или в случае неисправности модулей) включается бензиновый или дизельный электрогенератор 7. Контроль и управление постом может осуществляться дистанционно по кабелю или радиоканалу (в том числе через радиочастотное оборудование при его размещении на БПЛА 3).

Как и в прототипе, модули аккумуляторных батарей 1 и зарядного устройства 6 могут быть выполнены с возможностью функционирования без извлечения из транспортировочных кейсов, модуль солнечных батарей 5 может содержать снабженную анкерными элементами сборную опорную раму, содержащую пружины для подвеса солнечных батарей, снабженных перфорированными планками для их подвешивания на пружинах; на поверхность солнечных батарей нанесено покрытие, обладающее фотокаталитическим и гидрофобным эффектами. Спиральное быстровозводимое заграждение 4, содержит расположенные между торцевыми рамами три спирали одинакового диаметра из колючей ленты, армированной проволочным сердечником, ориентированные относительно друг друга в форме треугольной призмы таким образом, что две нижние спирали составляют основание, а третья верхняя спираль - вершину призмы, причем все витки соседних спиралей попарно соединены между собой в точках их соприкосновения, расположенных на одной прямой по длине спирали.

Предлагаемое изобретение относится к техническим средствам охраны и может использоваться в составе комплексов технических средств охраны протяженных рубежей территориально распределенных и удаленных объектов для автоматизированного контроля обстановки на открытых сухопутных участках с помощью современных технических средств охраны, автоматизации и связи. Оно направлено на решение следующих технических задач – расширение границ наблюдения и увеличение дальности и точности распознавания целей, ускорение и упрощение процесса доставки, монтажа и пуско-наладки поста на территориально удаленных объектах, снижение заметности, а также повышение времени автономной работы. Для этого модуль оптико-электронной системы выполнен мультиспектральным и размещен на беспилотном аэромодуле на гиростабилизированном подвесе. Аэромодуль соединен кабелем с транспортировочным кейсом, выполненным в виде контейнера, имеющего стартовую площадку, лебедку для намотки и хранения кабеля, систему питания и управления. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Мобильный автономный пост технического наблюдения для контроля обстановки на охраняемой территории, содержащий снабженные переносными транспортировочными кейсами модули оптико-электронной системы, системы приема и передачи данных по радиоканалу, системы питания в составе солнечных и аккумуляторных батарей, зарядного устройства, системы собственной безопасности; при этом модули аккумуляторных батарей и зарядного устройства выполнены с возможностью функционирования без извлечения из транспортировочных кейсов, модуль солнечных батарей содержит снабженную анкерными элементами сборную опорную раму для подвеса солнечных батарей; при том модуль системы собственной безопасности включает спиральное быстровозводимое заграждение, отличающийся тем, что модуль оптико-электронной системы выполнен мультиспектральным, размещен на беспилотном аэромодуле на гиростабилизированном подвесе и соединен кабелем с транспортировочным кейсом, выполненным в виде контейнера, имеющего стартовую площадку, лебедку для намотки и хранения кабеля, систему питания и управления, а также соответствующие разъемы для соединения с внешней системой питания, которая дополнительно включает жидкотопливный электрогенератор.

2. Пост по п. 1, отличающийся тем, что снабжен маскируемым сейсмическим датчиком для установки в зоне размещения спирального быстровозводимого заграждения.

3. Пост по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что снабжен маскируемыми точечными охранными датчиками, размещенными в зоне наблюдения, по срабатыванию которых производится запуск БПЛА и пост переходит из режима ожидания в режим патрулирования.

4. Пост по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что беспилотный аэромодуль снабжен радиочастотным оборудованием связи и ретрансляции.

5. Пост по п. 3, отличающийся тем, что беспилотный аэромодуль снабжен радиочастотным оборудованием связи и ретрансляции.