Дистанционное противопехотное неконтактное взрывательное устройство Российский патент 2023 года по МПК F42B23/10 F42C13/00 

Изобретение относится к сейсмическим противопехотным неконтактным взрывательным устройствам, применяемым в инженерных боеприпасах при устройстве минно-взрывных заграждений, а именно к дистанционным противопехотным неконтактным взрывательным устройствам.

К данному классу устройств сейсмического принципа действия предъявляются следующие требования: автономность, малые габариты и масса, жесткие требования по механическим перегрузкам, герметичность, автоматическая установка на местности с помощью универсальных минных раскладчиков, в том числе с вертолетов, устройство должно устанавливаться на определенный срок и деактивироваться (обезвреживаться) в соответствии с международной конвенцией по безопасности, чтобы предотвратить в дальнейшем гибель мирного населения при попадании в зону его поражения.

Из уровня техники известно устройство «Сейсмический энергетический обнаружитель сигналов» (патент RU 2236026 С1, опубликованный 10.09.2004 г.) предназначенное для обнаружения движения человека в контролируемой зоне. Обнаружитель содержит полосовой фильтр, два пороговых устройства, линию задержки и схему принятия решения. Принятие решения о наличии полезного сигнала производится после повторного превышения сигналом порога порогового устройства в двух соседних анализируемых выборках фона.

Однако данное устройство не помехоустойчиво к сигналам, создаваемым взрывом снарядов и огнем стрелкового оружия. Кроме того, при движении человека шагом, бегом или ползком сигнал не укладывается в заданный интервал. Устройство не обеспечивает выполнения требований по безопасности его использования.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению аналогом является противопехотное неконтактное взрывательное устройство (патент RU 2623403 (С2), опубликованный 26.06.2017 г.). Противопехотное неконтактное взрывательное устройство содержит последовательно соединенные сейсмопреобразователь, предусилитель, полосовой фильтр, усилитель, выпрямитель-интегратор, автоматический регулятор усиления и исполнительное устройство. Дополнительно содержит трехуровневое пороговое устройство, установленное на выходе выпрямителя-интегратора, при этом выход низкого уровня трехуровневого порогового устройства соединен с входом автоматического регулятора усиления, а выходы высокого и среднего уровней порогового устройства соединены с входами классификатора шага движущего человека, при этом один выход классификатора подключен к входу временного устройства, которое выполнено с возможностью определения времени обработки поступающих с сейсмопреобразователя сигналов, и к входу счетчика количества шагов, выход которого соединен с исполнительным устройством, а второй выход классификатора шага движущегося человека, выполненный с возможностью контроля требуемой длительности между двумя последовательными шагами, и выход временного устройства через схему логического сложения соединены с входом обнуления счетчика шагов.

Данное устройство обеспечивает контроль параметров шагов человека, имеет хорошую помехоустойчивость от различного вида сейсмических помех, но не обеспечивает безопасности его применения, повышения возможностей использования, выполнения требований по ликвидации минных полей.

Технической проблемой, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание дистанционного противопехотного неконтактного взрывательного устройства, обеспечивающего безопасное прохождения контролируемой зоны «своими», возможность демонтажа инженерного боеприпаса.

Технический результат заключается в повышении безопасности и эффективности применения дистанционного противопехотного неконтактного взрывательного устройства за счет дистанционного управления его блокировкой.

Поставленная техническая проблема решается и технический результат достигается за счет того, что дистанционное противопехотное неконтактное взрывательное устройство, содержащее исполнительное устройство, последовательно соединенные сейсмопреобразователь, предусилитель, полосовой фильтр, усилитель, выпрямитель-интегратор, автоматический регулятор усиления, трехуровневое пороговое устройство, установленное на выходе выпрямителя-интегратора, при этом выход низкого уровня трехуровневого порогового устройства соединен с входом автоматического регулятора усиления, а выходы высокого и среднего уровней порогового устройства соединены с входами классификатора шага движущего человека, содержащего схему контроля скорости нарастания огибающей сейсмического сигнала, схему контроля длительности сигнала, создаваемого шагом человека и схему контроля длительности паузы между шагами, при этом один выход классификатора подключен к входу временного устройства, которое выполнено с возможностью определения времени обработки поступающих с сейсмопреобразователя сигналов, и к входу счетчика количества шагов, а второй выход классификатора шага движущегося человека, выполненный с возможностью контроля требуемой длительности между двумя последовательными шагами, и выход временного устройства соединены соответственно с первым и вторым входом схемы логического сложения, а выход схемы соединен с входом обнуления счетчика шагов, дополнительно содержит модуль беспроводной связи, настроенный на прием радиосигналов для установки его в «активный режим» и «не активный режим», элемент задержки сигнала, триггер, схему логического элемента «И», при этом первый выход модуля беспроводной связи, определяющий установку в «активный режим», соединен через элемент задержки сигнала с входом сброса триггера и третьим входом схемы логического сложения, а второй выход модуля беспроводной связи, определяющий установку в «не активный режим», подключен к второму входу триггера, выход которого соединен через схему логического элемента «И» с исполнительным механизмом взрывателя, второй вход схемы логического элемента «И» подключен к выходу счетчика количества шагов, а выход схемы логического элемента «И» соединен с входом модуля беспроводной связи для передачи сигнала об активации исполнительного механизма взрывателя.

Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором представлена структурная схема дистанционного противопехотного неконтактного взрывательного устройства.

Дистанционное противопехотное неконтактное взрывательное устройство (ДПНВУ) содержит последовательно соединенные сейсмопреобразователь (1), предусилитель (2), полосовой фильтр (3), усилитель (4), выпрямитель-интегратор (5), автоматический регулятор усиления (6), трехуровневое пороговое устройство (7), установленное на выходе выпрямителя-интегратора (5), при этом выход низкого уровня (15) трехуровневого порогового устройства (7) соединен с автоматическим регулятором усиления (6). Выходы высокого уровня (13) и среднего (14) уровня трехуровневого порогового устройства (7) соединены с входами классификатора шага движущегося человека (8). Первый выход (16) классификатора шага движущегося человека (8) подключен к входу временного устройства (10), которое выполнено с возможностью определения времени обработки поступающих с сейсмопреобразователя (1) сигналов, и к входу счетчика количества шагов (9). Второй выход (17) классификатора шага движущегося человека (8), выполненный с возможностью контроля требуемой длительности между двумя последовательными шагами, и выход (18) временного устройства (10) подключены к схеме логического сложения «ИЛИ» (11), соединенной с входом сброса (обнуления) счетчика количества шагов (9).

Классификатор шага движущегося человека (8) содержит схему контроля скорости нарастания огибающей сейсмического сигнала (19), два входа которой соединены с выходами высокого уровня (13) и среднего (14) уровня трехуровневого порогового устройства (7), а выход соединен с первым входом (22) схемы контроля длительности сигнала, создаваемого шагом человека (20). Второй вход (23) схемы контроля длительности сигнала, создаваемого шагом человека (20) соединен с выходом среднего уровня (14) трехуровневого порогового устройства (7), а выход соединен с первым входом (24) схемы контроля длительности паузы между шагами (21). Второй вход (25) схемы контроля длительности паузы между шагами (21) соединен с выходом высокого уровня (13) трехуровневого порогового устройства (7).

Дистанционное противопехотное неконтактное взрывательное устройство включает модуль беспроводной связи (26), настроенный на прием радиосигналов для установки в «активный режим» и «не активный режим», элемент задержки сигнала (27), триггер (28) и схему логического элемента «И» (29), выход которой соединен с исполнительным механизмом (12) взрывателя и входом модуля беспроводной связи (26). Для передачи радиосигналов дистанционного управления используется удаленный модуль беспроводной связи (39). При этом один выход (31) модуля беспроводной связи (26) соединен через элемент задержки сигнала (27) с входом сброса (32) триггера (28) и третьим входом схемы логического сложения «ИЛИ» (11), а другой выход (30) модуля беспроводной связи (26) соединен с входом установки (33) триггера (28), при этом выход (36) триггера (28) соединен с первым входом схемы логического элемента «И» (29), а второй вход схемы логического элемента «И» (29) соединен с выходом счетчика количества шагов (9).

Дистанционное противопехотное неконтактное взрывательное устройство работает следующим образом.

В результате срабатывания модуля беспроводной связи (26) при получении соответствующего радиосигнала от удаленного модуля связи (39) и выработки им сигнала сброса на вход сброса триггера (28) через элемент задержки сигнала (27) устанавливается «активный режим». При этом с выхода (31) модуля беспроводной связи (26) через схему логического элемента «ИЛИ» (11) поступает сигнал (34) сброса на счетчик количества шагов (9). Счетчик количества шагов (9) обнуляется раньше, чем сбрасывается триггер (28). Это обеспечивает блокировку случайных сигналов активации исполнительного механизма (12) взрывателя при переходе в «активный режим».

В «активном режиме» на выходе (36) триггера (28) установлен сигнал, соответствующий логической единице, поступающий на вход схемы логического элемента «И» (29). При срабатывании счетчика количества шагов (9) появляется сигнал на втором входе (35) схемы логического элемента «И» (29) и она выдает сигнал (37) на срабатывания подключенного к ней исполнительного механизма (12) взрывателя и на вход (38) модуля беспроводной связи (26), который передает радиосигнал об активации исполнительного механизма (12) взрывателя модулю связи (39). Счетчик количества шагов (9) выдает сигнал при обнаружении нарушителя.

Обнаружение нарушителя происходит следующим образом.

Сейсмический сигнал преобразуется сейсмоприемником (1) в электрический сигнал, который усиливается предусилителем (2), фильтруется полосовым фильтром (3), усиливается усилителем (4) и формируется выпрямителем-интегратором (5) в виде огибающей сигнала, после чего поступает на вход трехуровневого порогового устройства (7). Выходной сигнал низкого уровня (15) трехуровневого порогового устройства (7) управляет автоматическим регулятором усиления (6), что позволяет автоматически регулировать коэффициент усиления усилителя (4). Значения величины напряжения высокого уровня (13) и среднего (14) уровня трехуровневого порогового устройства (7) устанавливаются исходя из необходимости согласования зоны срабатывания и зоны поражения боеприпаса, который подрывается этим взрывателем. Классификатор шага человека (8) контролирует допустимые параметры шага человека.

Если схема (19) контроля скорости нарастания сигнала определяет, что скорость нарастания сигнала соответствует признаку сигнала от движущегося человека, поступает разрешение на работу схемы (20) контроля длительности сигнала, создаваемого шагом человека. При условии, что длительность сигнала шага находится в пределах нескольких сот миллисекунд (признак сигнала шага человека), схема контроля длительности сигнала, создаваемого шагом человека (20), дает разрешение на работу схемы (21) контроля длительности паузы между шагами (двумя последовательными сигналами).

Если схема (21) контроля длительности паузы между шагами по выходу среднего уровня (14) величины напряжения принимает решение, что сигнал по совокупности трех признаков соответствует шагу человека, сигнал первого шага записывается в память счетчика количества шагов (9), одновременно запускается временное устройство (10) на установленное значение времени. После этого производится аналогичная квалификация признаков сигнала второго шага, если признаки соответствуют признакам шага человека, сигнал (второй шаг) записывается в память счетчика количества шагов (9). При условии, что в течение заданного времени (5 секунд) в счетчик количества шагов (9) записано установленное количество шагов, в данном случае четыре шага, счетчик количества шагов (9) формирует исполнительную команду на срабатывание исполнительного устройства (12) взрывателя. Если в течение 5 секунд в память счетчика количества шагов (9) не поступает четыре сигнала, квалифицированные как шаг человека, или хотя бы в одном случае из трех длительность паузы между шагами не соответствует требуемому диапазону, схема логического сложения «ИЛИ» (11) обнуляет счетчик количества шагов (9), устройство возвращается в исходное состояние.

«Не активный режим» устанавливается в результате срабатывания модуля беспроводной связи (26) при получении соответствующего радиосигнала от удаленного модуля связи (39) и выработки им сигнала на вход (33) триггера (28), на выходе (36) триггера (28) устанавливается логический сигнал ноль, который поступает на вход схемы логического элемента «И» (29) и блокирует передачу сигналов (37) со счетчика количества шагов (9) на исполнительный механизм (12) взрывателя и вход (38) модуля беспроводной связи (26).

Таким образом происходит повышение безопасности и эффективности применения дистанционного противопехотного неконтактного взрывательного устройства за счет дистанционного управления его блокировкой.

Возможность демонтажа инженерного боеприпаса обуславливается тем, что при блокировке дистанционного противопехотного неконтактного взрывательного устройства обеспечивается безопасный доступ к инженерному боеприпасу.

Изобретение относится к дистанционному противопехотному неконтактному взрывательному устройству. Дистанционное противопехотное неконтактное взрывательное устройство содержит исполнительное устройство, последовательно соединенные сейсмопреобразователь, предусилитель, полосовой фильтр, усилитель, выпрямитель-интегратор, автоматический регулятор усиления, трехуровневое пороговое устройство, установленное на выходе выпрямителя-интегратора. Выход низкого уровня трехуровневого порогового устройства соединен с входом автоматического регулятора усиления. Выходы высокого и среднего уровней порогового устройства соединены с входами классификатора шага движущего человека, содержащего схему контроля скорости нарастания огибающей сейсмического сигнала, схему контроля длительности сигнала, создаваемого шагом человека и схему контроля длительности паузы между шагами. Один выход классификатора подключен к входу временного устройства, которое выполнено с возможностью определения времени обработки поступающих с сейсмопреобразователя сигналов, и к входу счетчика количества шагов. Второй выход классификатора шага движущегося человека, выполненный с возможностью контроля требуемой длительности между двумя последовательными шагами, и выход временного устройства соединены соответственно с первым и вторым входом схемы логического сложения. Выход схемы соединен с входом обнуления счетчика количества шагов. Устройство дополнительно содержит модуль беспроводной связи, настроенный на прием радиосигналов для установки его в «активный режим» и «не активный режим», элемент задержки сигнала, триггер, схему логического элемента «И». Первый выход модуля беспроводной связи, определяющий установку в «активный режим», соединен через элемент задержки сигнала с входом сброса триггера и третьим входом схемы логического сложения. Второй выход модуля беспроводной связи, определяющий установку в «не активный режим», подключен к второму входу триггера, выход которого соединен через схему логического элемента «И» с исполнительным механизмом взрывателя. Второй вход схемы логического элемента «И» подключен к выходу счетчика количества шагов. Выход схемы логического элемента «И» соединен с входом модуля беспроводной связи для передачи сигнала об активации исполнительного механизма взрывателя. Техническим результатом является повышение безопасности и эффективности применения взрывательного устройства за счет дистанционного управления его блокировкой. 1 ил.

Дистанционное противопехотное неконтактное взрывательное устройство, содержащее исполнительное устройство, последовательно соединенные сейсмопреобразователь, предусилитель, полосовой фильтр, усилитель, выпрямитель-интегратор, автоматический регулятор усиления, трехуровневое пороговое устройство, установленное на выходе выпрямителя-интегратора, при этом выход низкого уровня трехуровневого порогового устройства соединен с входом автоматического регулятора усиления, а выходы высокого и среднего уровней порогового устройства соединены с входами классификатора шага движущего человека, содержащего схему контроля скорости нарастания огибающей сейсмического сигнала, схему контроля длительности сигнала, создаваемого шагом человека и схему контроля длительности паузы между шагами, при этом один выход классификатора подключен к входу временного устройства, которое выполнено с возможностью определения времени обработки поступающих с сейсмопреобразователя сигналов, и к входу счетчика количества шагов, а второй выход классификатора шага движущегося человека, выполненный с возможностью контроля требуемой длительности между двумя последовательными шагами, и выход временного устройства соединены соответственно с первым и вторым входом схемы логического сложения, а выход схемы соединен с входом обнуления счетчика количества шагов, отличающееся тем, что дополнительно содержит модуль беспроводной связи, настроенный на прием радиосигналов для установки его в «активный режим» и «не активный режим», элемент задержки сигнала, триггер, схему логического элемента «И», при этом первый выход модуля беспроводной связи, определяющий установку в «активный режим», соединен через элемент задержки сигнала с входом сброса триггера и третьим входом схемы логического сложения, а второй выход модуля беспроводной связи, определяющий установку в «не активный режим», подключен к второму входу триггера, выход которого соединен через схему логического элемента «И» с исполнительным механизмом взрывателя, второй вход схемы логического элемента «И» подключен к выходу счетчика количества шагов, а выход схемы логического элемента «И» соединен с входом модуля беспроводной связи для передачи сигнала об активации исполнительного механизма взрывателя.