СИСТЕМА ИНФРАКРАСНОЙ СВЕТОВОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ И СВЯЗИ ВОЕННОЙ АВТОМОБИЛЬНОЙ КОЛОННЫ Российский патент 2024 года по МПК B60Q1/50 

Предполагаемое изобретение относится к автомобильной промышленности и может быть использовано для управления автомобильными колоннами при совершении маршей в условиях маскировки под единым управлением и направлено на повышение управляемости и безопасности движения колонны.

Известна система инфракрасной световой сигнализации и связи военной автомобильной колонны, содержащая штабное транспортное средство управления колонной, радиостанции, источники световых сигналов, источники звуковых сигналов, цветные флажки [1. Автотехническое обеспечение войск и воинские автомобильные перевозки: учебник / Под ред. Богдановва. - М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2007. - 352 с.].

Известная система основана на передаче радиосигналов с помощью радиостанций, световых и звуковых сигналов с помощью цветных сигнальных флажков, специальных источников света и звука, а также с помощью передних и задних сигнальных фонарей автомобиля, поворотных фонарей и их визуального приема другими участниками дорожного движения.

Недостатком известной системы является доступность обнаружения местонахождения колонны при использовании радиостанций и низкая управляемость колонны с помощью флажков и световых и звуковых сигналов при радиомолчании.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению является система инфракрасной световой сигнализации и связи военной автомобильной колонны, содержащая штабную машину управления колонной, радиостанции, источники световых сигналов, источники звуковых сигналов, цветные флажки [2. Электрооборудование военной автомобильной техники: учебник / В.Д. Роеачёв, Н.Л. Пузевич - РВВДКУ, 2017. - 504 с. 3. Вождение автомобилей и автомобильных колонн - М: Воениздат, 1983. - 183 с.].

Известный система позволяет передавать информацию (команды управления) сигнальными флажками, источниками световых и звуковых сигналов, сигналами впереди идущему автомобилю в колонне путем включения света передних фар со светомаскировочными красными фильтрами, и прерывания светового потока по заданному алгоритму выключателем, в том числе с использованием индивидуальных и переносных приборов ночного видения, работающих в инфракрасном диапазоне электромагнитного излучения.

Недостатками известной системы являются ограниченная возможность обмена между автомобилями смысловыми сигналами, а также световая демаскировка колонны при передаче сигналов особенно в условиях прямой дороги и невозможность одновременно обеспечить достаточную управляемость и электромагнитную маскировку, скрытность марша.

Технический результат направлен на обеспечение информационной связи между участниками колонны для управления движением колонны и создания условий электромагнитной и сигнально-звуковой маскировки колонны.

Технический результат достигается тем, что система инфракрасной световой сигнализации и связи военной автомобильной колонны, содержащая штабное транспортное средство управления колонной, радиостанции, источники световых сигналов, источники звуковых сигналов, цветные флажки, дополнительно содержит ретрансляционные приемопередатчики инфракрасного диапазона длин волн и по три пары излучатель-фотоприемник инфракрасного излучения в направлениях «вперед, назад, вверх», установленные на каждом транспортном средстве состава колонны, микрофон, телефоны и световой сигнализатор, соединенные с приемопередатчиком транспортного средства, коммутатор-селектор дистанционного управления режимами приемопередатчиков транспортных средств состава колонны, расположенный в штабном транспортном средстве, один и более дронов с ретрансляторами и парами приемник-излучатель инфракрасных сигналов, взлетно-посадочные площадки для дронов, расположенные на транспортных средствах.

Сущность предполагаемого изобретения заключается в применении в качестве переносчика информации между участниками военной автомобильной колонны направленного инфракрасного излучения, действующего только в наддорожном пространстве, занимаемого колонной, передаваемого от машины к машине вдоль колонны в обоих направлениях, с управляемым обменом информацией между участниками марша. Второй особенностью является модулирование интенсивности инфракрасного светового потока звуковыми частотами для передачи голосовых сигналов между участниками колонны. Полная закрытость информации от несанкционированного доступа может быть обеспечена режимом псевдослучайной перестройки частоты (режим ППРЧ), поляризацией несущего инфракрасного излучения и вращением плоскости поляризации по заданному алгоритму синхронно в приемо-передающей аппаратуре всех участников колонны.

На рисунке приведена функциональная схема расположения устройств системы инфракрасной световой сигнализации и связи военной автомобильной колонны (далее - система связи).

Устройство и работа системы инфракрасной оптической сигнализации и связи поясняется на примере упрощенной схемы колонны, приведенной на рисунке и содержащей головное транспортное средство 2, штабное транспортное средство 6 управления колонной, тыльное защитное транспортное средство 17, колесные и гусеничные транспортные средства 13 -участники марша колонны. Разнообразие транспортных средств состава колонны объединим термином «машина».

Система инфракрасной световой сигнализации и связи военной автомобильной колонны содержит ретрансляционные приемопередатчики инфракрасного диапазона 30, 27, 23, 20 и по три пары излучатель-фотоприемник инфракрасного излучения, установленные на каждой машине состава колонны в направлениях «вперед, назад, вверх».

На рисунке показаны пары излучатель-фотоприемник, направленные вперед, 1, 31 и назад 29, 3 на головной машине 2; пары, направленные вперед, 4, 28 и назад 25, 11 на штабной машине управления 6, пары, направленные вперед, 12, 24 и назад 22, 14 на машине-участнике марша 13, пары, направленные вперед, 15, 21 и назад 19, 18 на тыльной машине 17. На рисунке излучатели выделены серым фоном. Пары излучатель-фотоприемник, направленные вверх, не приведены (для упрощения рисунка).

Приемопередатчики 30, 27, 23, 20 в каждой машине снабжены выключателями, микрофоном и телефонами (динамиком, световыми сигнализаторами). Приемопередатчики предназначены для связи участников марша колонны друг с другом. При этом каждый приемопередатчик является ретранслятором сигналов передаваемых последовательно от машины к машине, а источник и адресат сигнала устанавливаются штабной машиной управления 6.

Система связи содержит коммутатор-селектор 26, обеспечивающий дистанционное управление режимами приемопередатчиков 30, 27, 23, 20 участников марша колонны по каналам связи, расположенный в штабной машине 6. Система связи содержит один и более дронов 8 с приемопередатчиками, служащими ретрансляторами, и парами излучатель-фотоприемник 10, 7 инфракрасных сигналов, взлетно-посадочную площадку 5 для дронов 8 на штабной 6 и других машинах.2, 17.

Приемопередатчики 30, 27, 23, 20 с помощью фотоприемников 31, 28, 24, 21, 18, 14, 21, 3, 7 и излучателей 29, 25, 22, 19 и 1, 4, 12, 15, 10 могут регистрировать и излучать инфракрасное излучение, обмениваться излучением с впереди и следом идущими машинами, а также с находящимся над колонной приемопередатчиком 9 дрона 8. Каждая машина регистрирует излучение от впереди идущей машины и излучает инфракрасное излучение назад, в сторону вслед идущей машины. В то же время каждая машина регистрирует излучение от сзади идущей машины и излучает инфракрасное излучение вперед, в сторону впереди идущей машины. Приемопередатчики с излучателями и приемниками (детекторами) формируют в пространстве колонны два канала инфракрасного излучения в направлениях от головной машины 2 к тыльной 17 и от тыльной машины 17 к головной 2. Детектируемый сигнал инфракрасного светового излучения преобразуется фотоприемником в электрический сигнал, который поступает в приемопередатчик для дальнейшей обработки в виде электрического сигнала. Передаваемые электрические сигналы, вырабатываемые микрофоном или другим преобразователем, усиленные приемопередатчиком, поступают на излучатель и преобразуются в в инфракрасное излучение. Информационным сигналом модулируется инфракрасное излучение. Конструкция излучателя обеспечивает распространение излучения в установленном телесном угле, достаточным для попадания на приемник-детектор впереди и сзади идущей машины и не допускающем распространения за пределы дорожного пространства колонны. Кроме того величиной мощности излучения может быть ограничена дальность распространения излучения.

Приемопередатчики 30, 27, 23, 20 содержат микрофон, телефоны или динамик и два параллельных включателя напряжения питания бортовой сети: электромеханический, включаемый водителем, и электронный, включаемый по радиокоманде импульсным кодовым сигналом от коммутатора-селектора 26 машины управления 6. При электромеханическом включении включаются в работу микрофон и телефоны. Коммутатор-селектор 26 независимо от электромеханических выключателей кодовыми сигналами включает в работу все приемопередатчики в режим ретрансляторов, создающих опто-электронные каналы связи в направлениях от головной машины 2 до тыльной машины 17 и от тыльной машины 17 до головной машины 2 по всей длине колонны в прямом и обратном направлениях.

Дрон 8 с ретранслятором 9 с излучателем 10 и фотоприемником 7 располагается на штабной машине управления 6 (или на другой). При нарушении канала связи между какими-либо соседними машинами дрон 8 поднимается над колонной и излучает излучателем 10 сигнал включения верхних излучателей вблизи находящихся участников колонны; их верхние фотоприемники включены постоянно Работа в дуплексном режиме участников колонны с приеме-передатчиком 9 дрона 8 обеспечивает параллельный, воздушный канал связи между вблизи расположенными движущимися машинами. Радиус действия дрона зависит от мощности излучателей приемопередатчиков и высоты полета дрона 8. При завершении работы дрона 8 в отсутствие сигнала его излучателя верхние излучатели участников колонны выключаются с целью радиомаскировки.

По каналам связи передается информация голосовая - низкочастотная и импульсная - высокочастотная. Коммутатор-селектор 26 при наборе определенных клавишных команд генерирует комплект импульсов, поступающих на приемопередатчики в виде команд дистанционного управления включением-выключением приемопередатчика и соединением приемопередатчиков в разных вариантах. Для каждого приемопередатчика от коммутатора может поступать три основные команды: 1) включение-выключение, 2) режим приема; 3) режим передачи; 4) работа светового и звукового сигнализаторов. Комбинациями этих команд с помощью кодовых импульсных сигналов от коммутатора-селектора можно формировать следующие основные режимы связи в колонне: 1) симплексный от машины управления со всеми участниками марша или выборочным составом; 2) симплексный от каждого участника с машиной управления; 3) симплексный от любой машины со всеми; 4) дуплексный круговой всех участников; 5) дуплексный групповой, парный.

Предполагаемое изобретение работает следующим образом. После команды о готовности транспортных средств 2, 6, 13, 17 колонны к совершению марша водители транспортных средств - участников марша включают бортовые сети; все машины-участники 2, 6, 13, 17 колонны готовы к маршу, их приемопередатчики готовы к прямому и дистанционному включению. От коммутатора-селектора 26 штабной машины управления 6 все приемопередатчики 30, 27, 23, 20 дистанционно включаются в номинальный режим ретранслятора. Водитель каждой машины включает микрофон и телефоны (динамик, сигнализаторы), которые могут быть включены при необходимости от коммутатора-селектора 26. Далее используются режимы работы, перечисленные выше. Для этого машина управления 6 от коммутатора-селектора 26 посылает по каналу связи от тыльной машины 17 к головной машине 3, сформированному излучателями-фотоприемниками 15 - 14, 12 - 11, 4 - 3, и по каналу от головной машины 2 к тыльной машине 17, сформированному излучателями-фотоприемниками 29 - 28, 25 - 24, 22 - 21 импульсные кодовые пакеты дистанционного управления аппаратурой приемопередатчиков 30, 27, 23, 20. Затем с помощью коммутатора-селектора 26 устанавливается режим связи и коммутационные соединения участников по выбранному режиму, например симплексный режим, по которому все приемопередатчики включаются в режим приема. Затем осуществляется передача (передача-прием, обмен) голосовой информации.

Для упрощения процесса управления в качестве управляющих сигналов могут быть использованы условные звуковые и световые сигналы, включаемые для водителя каждой машины. Запрос каждой машины можно отражать световым сигналом на коммутаторе-селекторе со звуковым сопровождением. Команды машины управления 6 также могут отражаться световыми сигналами наподобие корабельных семафоров или светофоров из разноцветных ламп.

В случае дороги с крутыми поворотами, не прямолинейности пространства колонны, а также при большом расстоянии между участниками марша колонны каналы связи могут ослабляться или прерываться. В таком случае на этот участок колонны с площадки 5 машины 6 направляется дрон 8 с приемопередатчиком 9 (ретранслятором) с излучателем 10 и фотоприемником 7. Излучатель 10 дрона 8 сигналом несущей частоты излучения, поступающим на фотоприемник 7 от верхнего излучателя штабной машины управления 6, включает излучатели, направленные вверх, близко расположенных машин. Дрон 8 устанавливает верхний мост инфракрасной оптической связи. Любая машина колонны при получении сигнала (несущей частоты) на свой верхний фотоприемник включает верхний излучатель. При отсутствии верхнего сигнала от дрона 8 верхние излучатели машин в целях обеспечения условий маскировки выключаются (автоматически).

Коммутатор-селектор 26 по умолчанию выключает внешние излучатели головной 2 и тыльной 17 машин. Для упрощения рисунка верхние пары фотоприемник излучатель на транспортных средствах не показаны.

Традиционные средства сигнализации и спутниковой связи могут быть использованы при отсутствии требований скрытности выполнения марша. Сигнализаторы световые, звуковые и визуальные (флажки) используются в системе сигнализации и связи в качестве резервных, в частности, в начале марша колонны.

Сопоставительный анализ эффективности предполагаемого изобретения с прототипом показал, что информационная способность системы улучшается качественно от мигания условными сигналами и семафора с флажками до устойчивой голосовой связи по каналам электромагнитной инфракрасной оптической связи, ограниченными в наддорожном пространстве колонны. При этом обеспечивается полная скрытность передаваемой информации и полная управляемость колонны. Передача сигналов предлагаемым способом миганием приборами системы освещения и световой сигнализации может быть осуществлена в дуплексной форме между отдельными соседними участниками марша и в форме общей конференции.

Изобретение относится к системе инфракрасной световой сигнализации и связи военной автомобильной колонны. Система содержит штабное транспортное средство управления колонной, радиостанции, источники световых сигналов, источники звуковых сигналов, цветные флажки, ретрансляционные приемопередатчики инфракрасного диапазона длин волн и излучатели-фотоприемники инфракрасного излучения, микрофон, телефоны и световой сигнализатор, коммутатор-селектор, дроны, взлетно-посадочные площадки для дронов. По три пары излучатель-фотоприемник инфракрасного излучения в направлениях «вперед, назад, вверх» установлены на каждом транспортном средстве состава колонны. Микрофон, телефоны и световой сигнализатор соединены с приемопередатчиком транспортного средства. Коммутатор-селектор дистанционного управления режимами приемопередатчиков транспортных средств состава колонны расположен в штабном транспортном средстве. Дроны содержат ретрансляторы и пары приемники-излучатели инфракрасных сигналов. Взлетно-посадочные площадки для дронов располагаются на транспортных средствах. Достигается обеспечение информационной связи между участниками колонны для управления движением колонны и создания условий электромагнитной и сигнально-звуковой маскировки колонны. 1 ил.

Система инфракрасной световой сигнализации и связи военной автомобильной колонны, содержащая штабное транспортное средство управления колонной, радиостанции, источники световых сигналов, источники звуковых сигналов, цветные флажки, отличающаяся тем, что дополнительно содержит ретрансляционные приемопередатчики инфракрасного диапазона длин волн и по три пары излучатель-фотоприемник инфракрасного излучения в направлениях «вперед, назад, вверх», установленные на каждом транспортном средстве состава колонны, микрофон, телефоны и световой сигнализатор, соединенные с приемопередатчиком транспортного средства, коммутатор-селектор дистанционного управления режимами приемопередатчиков транспортных средств состава колонны, расположенный в штабном транспортном средстве, один и более дронов с ретрансляторами и парами приемник-излучатель инфракрасных сигналов, взлетно-посадочные площадки для дронов, расположенные на транспортных средствах.