МОБИЛЬНАЯ СИСТЕМА ОХРАНЫ МОРСКОГО РАЙОНА Российский патент 2024 года по МПК B63G9/00 B63G5/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к судостроению и касается разработки системы охраны морских районов для обеспечения безопасности находящихся в них объектов.

Уровень техники

Известна мобильная система мониторинга подводной акватории, принятая за прототип изобретения, содержащая безэкипажный катер (БЭК) с жестким корпусом, дизель-электрическим комплексом и движителем, бортовой системой управления со спутниковой системой навигации, системой дистанционного управления, запоминающим устройством и устройством для хранения и постановки радиогидроакустических буев (РГАБ), пункт управления, имеющий возможность дистанционного управления (телеуправления) безэкипажным катером, по команде с которого радиогидроакустические буи могут быть установлены катером в заданных точках контролируемой акватории [1 - Мобильная система мониторинга подводной акватории. Патент на изобретение RU 2796093. Авторы: А.В. Новиков, В.В. Цурганов. М.: ФИПС, 2023. Бюл. №14]. БЭК способен длительно находиться в удаленном районе и контролировать в нем подводную обстановку.

Наряду с РГАБ или вместо них БЭК может иметь гидролокатор кругового обзора подкильный или опускаемый с опускаемой штангой и прозрачным для гидроакустических колебаний обтекателем [2 - Мобильная надводная роботизированная система для проведения операций по освещению обстановки и мониторингу состояния акватории. Патент на изобретение RU 2639000. Авторы: Белов Д.А. и др. М.: ФИПС, 2017. Бюл. №35].

В качестве аналога изобретения известны автономный необитаемый подводный аппарат (АНПА) и БЭК, имеющие универсальное пусковое устройство для постановки с борта самоходных исследовательских буев (СИБ), предназначенных для измерения необходимых параметров водной среды [3 - Универсальное пусковое устройство для постановки самоходных исследовательских буев с борта автономного необитаемого подводного аппарата и безэкипажного катера. Патент на изобретение RU 2779325. Авторы: Г.Ю. Илларионов и др. М.: ФИПС, 2022. Бюл. №25].

Главным недостатком прототипа и аналога является отсутствие средств, обеспечивающих возможность охраны морского района и находящихся в нем объектов. Под охраной морского (водного) района подразумевается поддержание и сохранение в прибрежных районах (прилегающих к пунктам базирования своего флота) условий для безопасного плавания и стоянки кораблей. Она включает: организацию и несение дозорной службы, действия по уничтожению противника, обеспечение выхода в море и возвращение в базы своих подводных лодок и надводных кораблей (судов), поддержание фарватеров, полигонов и мест стоянки кораблей (судов) в безопасном от мин состоянии [4 - Охрана водного района. Военно-морской словарь /Гл. ред. В.Н. Чернавин. - М.: Воениздат, 1989. - 511 с. С. 300]. Поэтому мобильная система охраны морского района должна кроме средств дозора (мониторинга) иметь средства силового воздействия на обнаруженные посторонние объекты с целью их вытеснения из района, нейтрализации или поражения.

В качестве таких средств известны взрывной источник звука (ВИЗ) и авиационный плавающий подводный снаряд (ППС).

ВИЗ представляет собой заряд взрывчатого вещества установленной мощности, используемый для создания звуковых колебаний в водной среде при его подрыве, которые могут служить предупреждением об опасности, как для своих, так и для посторонних объектов. ВИЗ применяется в навигации для определения места корабля по скорости распространения звука в воде и разности времени между моментами подрывов ВИЗ в точках с известными координатами и моментами приема звука от них, а также для поиска малошумных подводных объектов и их обнаружения по акустическим сигналам, отраженным от их корпуса. [5 - Взрывной источник звука. Военно-морской словарь /Гл. ред. В.Н. Чернавин. М.: Воениздат, 1989. 511 с. С. 75]. Факт использования ВИЗ обычно свидетельствует для подводного объекта об опасности применения по нему оружия и служит сигналом для выхода из района.

Частным случаем ВИЗ является шифровой заряд (ШЗ), служащий для дистанционного управления подводными объектами [6 - Реактивный шифровой заряд (варианты). Патент на изобретение RU 2510355. Авторы: Новиков А.В., Цапко С.А. М.: ФИПС, 2014. Бюл. №9]. Он имеет блок управления, батарею, поплавок с газогенератором, кабель-трос, заряды взрывчатого вещества и приемник с антенной. Сигнал управления подводным объектом передается с пункта управления по радиоканалу на антенну шифрового заряда, преобразуется в блоке управления в электрический импульс и по кабелю транслируется к зарядам взрывчатого вещества для их срабатывания в нужной последовательности. Таким образом, ШЗ (ВИЗ) может применяться для предупреждения как охраняемых, так и посторонних объектов о возможной для них опасности, а также для дистанционного управления подводными объектами.

Авиационный ППС служит для поражения подводных объектов. Он предназначен для использования с летательного аппарата и имеет парашют, поплавок с гибкой связью и антенной с радиоустройством и невозвратным клапаном, через который поплавок наполняется в полете воздухом. После приводнения авиационный ППС погружается на установленную глубину и удерживается на ней с помощью поплавка и гибкой связи. Включается его система обнаружения, и она осуществляет наблюдение за подводной обстановкой. После обнаружения цели авиационный ППС обрывает гибкую связь и погружается в воду, нацеливаясь на обнаруженную цель с помощью системы коррекции траектории, наводится на цель и поражает ее зарядом взрывчатого вещества [7 - Авиационный плавающий подводный снаряд. Патент на изобретение RU 2753986. Авторы: А.В. Новиков, А.А. Форостяный, А.В. Шалдыбин. М.: ФИПС, 2021. Бюл. №24].

Однако авиационный ППС не может быть применен безэкипажным катером. Во-первых, его парашют будет являться балластом, тянущем снаряд на дно, так что он должен быть исключен. Во-вторых, поплавок, служащий для удержания снаряда на плаву, не сможет через невозвратный клапан наполняться воздухом в требуемом количестве вследствие сброса снаряда с малой высоты. Только соответствующая доработка авиационного ППС позволит использовать его с безэкипажного катера для силового воздействия на посторонний подводный объект.

Система дистанционного управления (телеуправления) объектами позволяет осуществлять полуавтоматическое (с участием оператора) или автоматическое (без его участия) управление ими [8 - Гуткин Л.С. Принципы радиоуправления беспилотными объектами. М.: Сов. радио, 1959. С. 158-161]. Она содержит три канала: канал контроля цели, канал контроля объекта управления и канал управления объектом. Так, мобильная система мониторинга подводной акватории [1] имеет систему телеуправления безэкипажным катером (БЭК). Ее канал контроля цели включает бортовые средства наблюдения БЭК: ГАС и/или РГАБ [1, 2]. Канал контроля БЭК включает средства наблюдения, используемые пунктом управления, например, радиолокационную станцию (РЛС), или данные бортовой навигационной системы БЭК, передаваемые им по радиотехнической линии связи.

Данные о взаимном положении БЭК и обнаруженной им цели, полученные по каналам контроля, служат для выработки соответствующих команд управления БЭК. Они вырабатываются оператором и поступают в канал управления БЭК по используемой обычно радиотехнической линии связи, обеспечивающей большую дальность действия.

Раскрытие сущности изобретения

Целью изобретения является разработка мобильной системы охраны морского района, обеспечивающей несение в нем дозорной службы с применением безэкипажного катера, позволяющего вести наблюдение за надводной и подводной обстановкой и по команде с пункта управления применять средства сигнального и силового воздействия на обнаруженные посторонние объекты с целью их вытеснения из района или поражения.

Для достижения цели изобретения предложена мобильная система охраны морского района, включающая в себя пункт управления, выполненный с возможностью, с помощью системы телеуправления, дистанционного управления техническими средствами наблюдения и охраны, содержащими безэкипажный катер, имеющий опускаемый или подкильный гидролокатор и радиогидроакустические буи с устройством для их хранения и сброса, позволяющие вести, как активное, так и скрытное наблюдение за подводной средой. При этом катер дополнительно содержит средство силового воздействия на подводный объект, размещаемое в устройстве для его хранения и пуска, в виде одного и более плавающего подводного снаряда, устройство дистанционного ввода данных в прибор управления плавающего подводного снаряда, размещаемого в устройстве для хранения и пуска, а также систему визуального наблюдения в виде дистанционно управляемых одной и более видеокамер. Плавающий подводный снаряд включает в себя поплавок с антенной для удержания плавающего подводного снаряда посредством гибкой связи на заданной глубине, обеспечивающий связь плавающего подводного снаряда с катером и пунктом управления, прибор управления, связанный с антенной, управляющий переводом снаряда в опасное или безопасное состояние и обрывом гибкой связи, газогенератор для надува поплавка газом, акустические средства обнаружения подводной цели и заряд взрывчатого вещества для силового воздействия на цель.

Наличие газогенератора в плавающем подводном снаряде позволяет заполнять поплавок требуемым объемом газа, что обеспечивает возможность удержания снаряда на заданном углублении.

Под гибкой связью подразумевается кабель или кабель-трос, обеспечивающий удержание плавающего подводного снаряда на поплавке и электрическую связь антенны с прибором управления снаряда для передачи информации о своем состоянии и обнаруженных объектах на катер и пункт управления, а также получения команд от оператора.

Дополнительно может быть предусмотрено, что безэкипажный катер мобильной системы охраны морского района оснащен сигнальным средством в виде размещаемого в устройстве для хранения и пуска одного и более взрывного источника звука, имеющего устройство дистанционного ввода в приборы управления данных, включающих в себя акустические сигналы перевода плавающего подводного снаряда в опасное или безопасное состояние.

Наличие взрывного источника звука позволяет осуществлять управление состоянием плавающего подводного снаряда и воздействие на посторонние подводные объекты.

Краткое описание чертежей

Ниже изобретение раскрыто более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показаны:

на фиг. 1 представлена блок-схема мобильной системы охраны морского района с РГАБ, ВИЗ и ППС, расположенными на безэкипажном катере до их установки для охраны морского района;

на фиг. 2 показана принципиальная схема конструкции безэкипажного катера на виде сверху;

на фиг. 3 показана принципиальная схема конструкции безэкипажного катера на виде сбоку.

Перечень ссылочных обозначений

1 - жесткий корпус,

2 - гидролокатор, служащий для подводного наблюдения,

3 - бортовая система управления со спутниковой системой навигации, системой дистанционного радиоуправления (телеуправления) и запоминающим устройством,

4 - энергосиловая установка (дизель-электрический комплекс),

5 - модульное устройство для хранения и пуска (пусковая установка),

6 - стопор, служащий для удержания РГАБ, ВИЗ или ППС в пусковой установке,

7 - плавающий подводный снаряд (ППС),

8 - взрывной источник звука (ВИЗ),

9 - радиогидроакустический буй (РГАБ),

10 - средство видеонаблюдения (видеокамера),

11 - антенна радиосвязи,

12 - руль,

13 - движитель.

14 - обтекатель гидролокатора.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 показана блок-схема мобильной системы охраны морского района, которая обеспечивает выполнение в заданном морском районе мероприятий по поддержанию и сохранению условий для безопасного плавания и стоянки кораблей и других объектов. В состав мобильной системы охраны морского района входит безэкипажный катер, показанный на фиг. 2 и 3 на виде сверху и сбоку, соответственно.

Безэкипажный катер имеет жесткий корпус (1), обеспечивающий его плавучесть, гидролокатор (2) для обследования подводной среды, бортовую систему управления со спутниковой системой навигации, системой дистанционного радиоуправления и запоминающим устройством (3), дизель-электрический комплекс (4) в качестве энергосиловой установки и устройство (5) для хранения и постановки (сброса) РГАБ, ВИЗ или ППС, имеющее модули с РГАБ (9), с ВИЗ (8) и с ППС (7). Стопор (6) обеспечивает удержание крайних в корме РГАБ, ВИЗ или ППС в пусковом устройстве и их автоматический сброс в воду по наклонной направляющей пускового устройства под действием их силы тяжести. Движитель (13) катера обеспечивает его мобильность, а руль (12) - изменение курса.

Безэкипажный катер имеет средства наблюдения за надводной и подводной обстановкой и контролирует отсутствие в районе посторонних объектов. Так по команде с пункта управления он использует средства видеонаблюдения (10), сбрасывает из бортовых устройств (5) радиогидроакустические буи (9) или осматривает подводную акваторию бортовым гидролокатором (2).

Для вытеснения из района обнаруженной подводной цели или уточнения ее координат БЭК применяет взрывной источник звука (8), сбрасываемый по команде с пункта управления из бортового устройства (5).

Если цель не реагирует на подаваемые сигналы, то БЭК по команде с пункта управления применяет плавающий подводный снаряд (7), сбрасывая его в заданной точке. После его приводнения срабатывает газогенератор и наполняет газом поплавок, который отделяется от корпуса снаряда. Снаряд погружается в воду на установленное заглубление и зависает, удерживаясь с помощью гибкой связи. Заглубление задается с пункта управления и устанавливается дистанционно с помощью прибора управления перед сбросом плавающего подводного снаряда из устройства для хранения (5). После сближения цели с плавающим подводным снарядом и входе ее в область обнаружения снаряда, он обрывает гибкую связь с поплавком, погружается в воду и наводится на цель для ее поражения. При этом, если необходимость поражения цели исчезла, то БЭК сбрасывает в воду взрывной источник звука (8), в приборы управления которого дистанционно вводится с пункта управления сигнал о переводе плавающего подводного снаряда в безопасное состояние. Если же необходимость поражения цели имеется, то с БЭК сбрасывается взрывной источник звука с другим сигналом, переводящим плавающий подводный снаряд в опасное положение.

Таким образом, техническим результатом изобретения является эффективное осуществление наблюдения за надводной и подводной обстановкой с применением средств как сигнального, так и силового воздействия на обнаруженные посторонние объекты по команде с пункта управления с целью их вытеснения из района или их поражения.

Перечень использованных источников информации

1. Мобильная система мониторинга подводной акватории. Патент на изобретение RU 2796093. Авторы: А.В. Новиков, В.В. Цурганов. М.: ФИПС, 2023. Бюл. №14.

2. Мобильная надводная роботизированная система для проведения операций по освещению обстановки и мониторингу состояния акватории. Патент на изобретение RU 2639000. Авторы: Белов Д.А. и др. М.: ФИПС, 2017. Бюл. №35.

3. Универсальное пусковое устройство для постановки самоходных исследовательских буев с борта автономного необитаемого подводного аппарата и безэкипажного катера. Патент на изобретение RU 2779325. Авторы: Г.Ю. Илларионов и др. М.: ФИПС, 2022. Бюл. №25.

4. Охрана водного района. Военно-морской словарь /Гл. ред. В.Н. Чернавин. М.: Воениздат, 1989. 511 с. С. 300.

5. Взрывной источник звука. Военно-морской словарь /Гл. ред. В.Н. Чернавин. М.: Воениздат, 1989. 511 с. С. 75.

6. Реактивный шифровой заряд (варианты). Патент на изобретение RU 2510355. Авторы: Новиков А.В., Цапко С.А. М.: ФИПС, 2014. Бюл. №9.

7. Авиационный плавающий подводный снаряд. Патент на изобретение RU 2753986. Авторы: А.В. Новиков, А.А. Форостяный, А.В. Шалдыбин. М.: ФИПС, 2021. Бюл. №24.

8. Гуткин Л.С. Принципы радиоуправления беспилотными объектами. М.: Сов. радио, 1959. С. 158-161.

Изобретение относится к мобильной системе охраны морского района, включающей в себя пункт управления, имеющий возможность дистанционного управления техническими средствами наблюдения и охраны. Мобильная система охраны морского района включает в себя пункт управления, выполненный с возможностью, с помощью системы телеуправления, дистанционного управления техническими средствами наблюдения и охраны, содержащими безэкипажный катер, имеющий опускаемый или подкильный гидролокатор и радиогидроакустические буи с устройством для их хранения и сброса, позволяющие вести, как активное, так и скрытное наблюдение за подводной средой. Катер дополнительно содержит средство силового воздействия на подводный объект, устройство дистанционного ввода данных в прибор управления плавающего подводного снаряда, систему визуального наблюдения в виде дистанционно управляемых одной и более видеокамер. Достигается эффективное осуществление наблюдение за надводной и подводной обстановкой. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Мобильная система охраны морского района, включающая в себя пункт управления, выполненный с возможностью, с помощью системы телеуправления, дистанционного управления техническими средствами наблюдения и охраны, содержащими безэкипажный катер, имеющий опускаемый или подкильный гидролокатор и радиогидроакустические буи с устройством для их хранения и сброса, позволяющие вести, как активное, так и скрытное наблюдение за подводной средой, отличающаяся тем, что катер дополнительно содержит:

• средство силового воздействия на подводный объект, размещаемое в устройстве для его хранения и пуска, в виде одного и более плавающего подводного снаряда,

• устройство дистанционного ввода данных в прибор управления плавающего подводного снаряда, размещаемого в устройстве для хранения и пуска, а также

• систему визуального наблюдения в виде дистанционно управляемых одной и более видеокамер,

при этом плавающий подводный снаряд включает в себя:

• поплавок с антенной для удержания плавающего подводного снаряда посредством гибкой связи на заданной глубине, обеспечивающий связь плавающего подводного снаряда с катером и пунктом управления,

• прибор управления, связанный с антенной, управляющий переводом снаряда в опасное или безопасное состояние и обрывом гибкой связи,

• газогенератор для надува поплавка газом,

• акустические средства обнаружения подводной цели,

• заряд взрывчатого вещества для силового воздействия на цель.

2. Мобильная система охраны морского района по п.1, отличающаяся тем, что катер дополнительно содержит сигнальное средство в виде размещаемого в устройстве для хранения и пуска одного и более взрывного источника звука, имеющего устройство дистанционного ввода в приборы управления данных, включающих сигналы перевода плавающего подводного снаряда в опасное или безопасное состояние.