СПОСОБ ПАССИВНОЙ ЗАЩИТЫ АВТОМОБИЛЬНЫХ И ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ОТ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ И УСТРОЙСТВО ЕГО РЕАЛИЗУЮЩЕЕ Российский патент 2025 года по МПК F41H11/02 F41H3/00 

Изобретение относится к области противодействия беспилотным летательным аппаратам (БПЛА) и может быть использовано для предотвращения противоправных проникновений БПЛА на территорию контролируемых объектов.

Известен способ противодействия БПЛА с использованием горючих аэрозолей [1]. Способ заключается в том, что для борьбы с БПЛА аэрозольное облако горючего вещества (например, окись этилена и окись пропилена, бутилнитрит и пропил-нитрит, МАРР: техническая смесь метилацетилена, аллена (пропадиена) или пропана) заблаговременно распыляется на трассе полета БПЛА и впоследствии поджигается, например, путем использования трассирующих боеприпасов.

Недостатками данного способа являются, во-первых, сильная зависимость от погодных и ветровых условий, во-вторых, невозможность безопасного применения в городских условиях, в-третьих, невозможность управления моментом подрыва аэрозольного облака, в-четвертых, сложность процесса формирования аэрозольного облака в нужном месте, в нужное время с требуемым уровнем концентрации горючего вещества, в-пятых, низкая эффективность применения против активно маневрирующих БПЛА.

Известен способ противодействия БПЛА с использованием специальных клейких и вязких аэрозолей [1]. Способ заключается в том, что для борьбы с БПЛА аэрозольное облако специальных клейких или вязких аэрозолей заблаговременно распыляется на трассе полета БПЛА. Клейкие аэрозоли при взаимодействии с несущими аэродинамическими поверхностями и элементами управления БПЛА прилипают к ним, изменяя их геометрическую конфигурацию и свойства обтекания воздухом, что делает БПЛА аэродинамически неустойчивым, и в конечном итоге – проводят к его падению. А вязкие аэрозоли изменяют свойства (плотность и вязкость) воздуха в котором движется БПЛА, и так же делают БПЛА аэродинамически неустойчивым, что проводят к его падению.

Недостатками данного способа являются, во-первых, сильная зависимость от погодных и ветровых условий, во-вторых, сложность процесса формирования аэрозольного облака в нужном месте, в нужное время с требуемым уровнем концентрации.

Известен способ противодействия БПЛА с использованием спутного следа пилотируемого летающего аппарата [1].Способ заключается в том, что для борьбы с БПЛА и вывода его из положения устойчивого полёта на него производится воздействие спутным следом от пролетающего пилотируемого летающего аппарата. БПЛА оказывается на очень больших по модулю углах атаки во вращающемся потоке воздуха, что делает его аэродинамически неустойчивым и проводят к его падению.

Недостатками данного способа являются, во-первых, сложность его реализации, так как выполнять маневрирование пилотируемого летающего аппарата приходится выполнять вручную, так как авионика не обеспечивает данный режим пилотирования в автоматическим режиме, во-вторых, невозможность безопасного применения пилотируемого летающего аппарата на малых и сверхмалых высотах и в городских условиях.

Известен способ артиллерийского поражения БПЛА[1]. Способ заключается в радиолокационном обзоре воздушного пространства, в обнаружении БПЛА с помощью радиолокационной станции обнаружения, во взятии БПЛА на автоматическое сопровождение станцией сопровождения целей, в выборе режима стрельбы комплекса по БПЛА (пушечным или ракетным вооружением), в передаче координат БПЛА и других данных из станции обнаружения и станции сопровождения в центральную вычислительную систему для решения задачи управления стрельбой в соответствии с выбранным режимом стрельбы, в открытии огня по БПЛА и в его поражении осколками боевой части ракеты или снарядами, в оценке результатов стрельбы для определения необходимости повторного обстрела БПЛА или переноса огня на другую цель.

Недостатком данного способа является, во-первых, низкая вероятность обнаружения БПЛА с малой эффективной площадью рассевания, особенно при использовании БПЛА с геометрическими размерами менее одного метра, во-вторых, значительное снижение (по сравнению с другими типовыми для зенитных комплексов воздушными целями) вероятность поражения, так как данная вероятность существенно зависит от геометрических размеров цели, в-третьих, относительная дороговизна реализации для закрытия объектов транспортной инфраструктуры.

Известен способ противодействия выполнению задач БПЛА беспилотному летательному аппарату [2]. Способ противодействия выполнению задач БПЛА заключается в использование одного или группы носителей сети, на которых закреплена сеть с возможностью свертывания, развертывания и отделения, ориентированная вертикально относительно поверхности земли, по меньшей мере на одном носителе закреплена по меньшей мере одна дополнительная сеть, предназначенная для задержания сброшенных беспилотным летательным аппаратом бомб или для защиты от распыляемых или разливаемых с беспилотного летательного аппарата опасных веществ и выполненная с возможностью принять при разворачивании горизонтальное или близкое к горизонтальному положение относительно поверхности земли, при этом сети прикреплены к носителям с возможностью сброса при захвате летящих предметов.

Недостатками данного способа являются, во-первых, необходимость применения высокоэффективной радиолокационной станции, которая сможет заблаговременно обнаружить факт подлета БПЛА к объекту защиты, чтобы развернуть сеть, во-вторых, наличие запаса времени для подъема носителей с сетями на заданные высоты и развертывания сетей, после обнаружения факта подлета БПЛА к объекту защиты, в-третьих, применение сетей из электропроводящих материалов, что исключает возможность применения подобного оборудования на объектах электроэнергетики и электросетевого хозяйства и в-четверых, сброс сетей на рельеф после захвата БПЛА, что не позволяет использовать носитель на объектах, где имеется большое количество опор, электросетей.

Известен способ функционирования системы противодействия беспилотным летательным аппаратам [3], заключающийся в формировании в воздушном пространстве завесы из воздушных шаров, наполненных газом легче воздуха, препятствующих пролету БПЛА на контролируемой территории.

Недостаток данного способа заключается, во-первых, в его зависимости от погодных условий, и, прежде всего, силы и направления ветра, во-вторых, в невозможности эффективно закрывать от БПЛА протяженные объекты инфраструктуры с сохранением их функционального использования.

Известен способ функционирования устройства заграждения [4], заключающийся в установке устройства заграждения перед защищаемым объектом. При подлете БПЛА противника по направлению к объекту система дистанционного пуска производит запуск аэрозольных средств, которые за 30...40 с формируют вертикальную аэрозольную завесу, в результате чего уменьшается вероятность обнаружения защищаемого объекта и капроновой сетки с противопехотными минами. При преодолении БПЛА противника капроновой сетки срабатывают противопехотные мины, которые либо поражают БПЛА противника, либо совместно с сеткой значительно увеличивают отклонение БПЛА от точки прицеливания. Недостаток данного способа заключается, во-первых, в его сложности и низкой надежности, во-вторых, в сложности инициации мин для поражения БПЛА, а также ее инерционности срабатывания мин, БПЛА с высокой вероятностью могут уйти за пределы зоны поражения осколками.

Наиболее близким к заявляемому способу, то есть прототипом, является способ функционирования устройства для защиты от беспилотных летательных аппаратов [5], заключающийся в том, что упругие удерживающие элементы с лентами из гибкого материала, располагаются на определённом расстоянии от защищаемого объекта со стороны предполагаемой атаки БПЛА. БПЛА при подлёте к устройству затягивает на вращающиеся винты ленты из гибкого материала, что делает БПЛА аэродинамически неустойчивым и проводят к его падению.

Недостатками прототипа являются, во-первых, сильная зависимость от погодных и ветровых условий, во-вторых, низкая эффективность применения против группы БПЛА.

На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего способ прототипа.

Устройство, для реализации способа прототипа, состоит из связанных между собой ленты из гибкого материала (1) и устройство с удерживающим элементом (2), при этом ленты из гибкого материала (1) расположены на определённом расстоянии от защищаемого объекта.

Работа по данному способу осуществляется следующим образом.

Устройство с удерживающим элементом (2) располагают на защищаемом объекте или вблизи него, пометив в грунт со стороны предполагаемой атаки БПЛА. При подлёте БПЛА к устройству ленты из гибкого материала (1) потоком воздуха затягивает на вращающиеся винты БПЛА, где они наматываются на оси винтов, что приводит к остановке полёта БПЛА. Так как нагрузка при остановке БПЛА сосредоточена на осях винтов, то устройства инициации детонации не соприкасаются с жёсткой поверхностью и не испытывают достаточных нагрузок для срабатывания, что приводит к значительному снижению вероятности срабатывания боеприпаса. Кроме того, зацепившийся за ленты из гибкого материала (1) БПЛА начинает двигаться по дуге, так как один конец ленты из гибкого материала (1) закреплён за устройство с удерживающим элементом (2) и уводит кумулятивную струю в сторону в случае срабатывания боеприпаса.

Выполненные устройство с удерживающим элементом (2) упругими, снижают вероятность разрыва лент из гибкого материала (1) при останове БПЛА, т.к. уменьшают пиковую нагрузку на них.

В основу изобретения положена задача защиты автомобильных и железных дорог средствами пассивной защиты для снижения вероятности поражения БПЛА перемещающегося по автомобильной или железной доре транспортного средства.

Для достижения указанной цели в способ пассивной защиты автомобильных и железных дорог от беспилотных летательных аппаратов, дополнительно вводится размещение параллельно друг-другу упругих элементов в основаниях, располженных вдоль защищаемого объекта на фиксированном расстоянии друг от друга, упругие удерживающие элементы образуют дугу, закрывающую защищаемый объект с боков и сверху, крепление упругих элементов между собой.

Размещение упругих элементов в основаниях вдоль защищаемого объекта обеспечивает их ориентацию перпендикулярно к поверхности земли и препятствует их переворачиванию.

А размещение их параллельно друг-другу на фиксированном расстоянии в 35 см не дает возможности пролетать через ряды упругих элементов БПЛА, включая FPV БПЛА (FPV – это сокращение английского First Person View. В переводе на русский - вид от первого лица) с рамой 7 дюймов и более.

Диэлектрические упругие удерживающие элементы образует дугу, закрывающую защищаемый объект с боков и сверху, а их ряды также не дает возможности пролетать через них сверху БПЛА (включая FPV БПЛА с рамой 7 дюймов и более).

Крепление упругих элементов между собой обеспечивает жёсткость конструкции в горизонтальной плоскости.

Устройство, реализующее предлагаемый способ приведено на фиг.2 и состоит из связанных между собой вновь введенного размещенного на поверхности грунта основания (3), крепления упругих элементов (4), костыля (5) и уже известного упругого удерживающего элемента (2).

Размещенное на поверхности грунта основание (3), выполняется из камня бетонного ГОСТ 6665-91 и содержит отверстия для расположения костылей (5) и упругих элементов (2).

Упругий удерживающий элемент (2), выполняется из стеклопластиковой арматуры ГОСТ 31938-2012, причем боковые элементы выполняются диметром 12 мм, а верхний 8 мм.

Крепление упругих элементов (2) выполняется в виде стяжки пластиковой.

Также для улучшения естественной маскировки и повышения уровня оптической скрытности перемещения по автомобильной или железной дороге транспорта, на упругом удерживающем элементе (2) могут быть размещены быстрорастущие многолетние растения типа плющ обыкновенный Белосток (латинское название Hedera helix "Bialystok") или кирказон крупнолистный (латинское название Aristolochia macrophylla).

Предлагаемое устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом:

На не значительном удалении от защищаемого полотна автомобильной или железной дороги размещают параллельно полотну дороги размещенное на поверхности грунта основания (3) и крепят его костылями (5) к грунту через отверстия.

В отверстие, размещенного на поверхности грунта основания (3), располагают один из концов упругого удерживающего элемента (2) диметром 12 мм, к другому концу упругого удерживающего элемента (2) диметром 12 мм креплением упругого удерживающего элемента (4) крепят конец упругого удерживающего элемента (2) диметром 8 мм.

Свободный конец упругого удерживающего элемента (2) диметром 8 мм креплением упругого удерживающего элемента (4) крепят к концу упругого удерживающего элемента (2) диметром 12 мм.

Свободный конец упругого удерживающего элемента (2) диметром 12 мм размещают в отверстие, параллельно размещенного на поверхности грунта основания (3), тем самым образуя арочную конструкцию.

Действия повторяют до тех пор, пока все отверстия размещенного на поверхности грунта основания (3) не будут заполнены диэлектрическими упругими удерживающими элементами (2) диметром 12 мм.

Начиная с высоты 1,5 метр от поверхности грунта с шагом 35 сантиметров перпендикулярно к диэлектрическим упругим удерживающим элементам (2) диметром 12 мм образующим арочную конструкцию крепят креплениями упругих элементов (4), диэлектрические упругие удерживающие элементы (2) диметром 12 мм.

Установка размещенных на поверхности грунта оснований (3) и упругих элементов (2) повторяется до закрытия требуемой длинны защищаемого полотна автомобильной или железной дороги.

Предложенный способ пассивной защиты автомобильных и железных дорог от БПЛА в отличие от способа-прототипа, за счет формирования вокруг полотна дороги зафиксированной сетчатой конструкции из упругих элементов с фиксированным шагом ячеи, существенно снижает верность проникновения на полотно дороги БПЛА (включая FPV БПЛА с рамой 7 дюймов и более) и, следовательно, поражения перемещающихся по автомобильной или железной дороге транспортного средства.

Предложенное устройство в отличие от устройства, реализующего способ прототип дает возможность сформировать защитное ограждение, позволяющее закрыть полотно дороги с трех сторон и сформировать механически прочную конструкцию, препятствующую проникновению БПЛА (включая FPV БПЛА с рамой 7 дюймов), также оно позволяет снизить оптическую заметность перемещения по ней объектов, что в целом повышает качество защиты дороги вне зависимости от направления атаки БПЛА.

Для практической реализации упругого удерживающего элемента (2) могут применяться серийно выпускаемый стеклопластиковая арматура с песчаным покрытием и периодическим профилем АКП-Р-12, АКП-Р-8.

Источники информации

1. Макаренко, С. И. Анализ средств и способов противодействия беспилотным летательным аппаратам. Часть 2. Огневое поражение и физический перехват / С. И. Макаренко, А. В. Тимошенко. - Текст: непосредственный // Системы управления, связи и безопасности. - 2020. - № 1. - С. 147-197.

2. Патент № 2679377 «Способ противодействия выполнению задач беспилотному летательному аппарату», заявка № 2018104798 от 08.02.2018, опубликовано: 07.02.2019 бюл. № 4.

3. Патент №2721815 «Система противодействия беспилотным летательным аппаратам», заявка №2019110369 от 08.04.2019, опубликовано 22.05.2020 Бюл. № 15.

4. Патент №2197701 «Устройство заграждения», заявка №2000127677/02 от 08.11.2000, опубликовано 27.01.2003 бюл. № 3.

5. Полезная модель№225049 «Устройство для защиты от беспилотных летательных аппаратов», заявка №2024101048 от 17.01.2024, опубликовано 12.04.2024 Бюл. № 11.

Изобретение относится к области противодействия беспилотным летательным аппаратам (БПЛА). Cпособ пассивной защиты автомобильных и железных дорог от беспилотных летательных аппаратов заключается в размещении параллельно друг другу упругих элементов в основаниях вдоль защищаемого объекта на фиксированном расстоянии друг от друга. Упругие элементы выполнены из диэлектрических упругих удерживающих элементов, образующих дугу, закрывающую защищаемый объект с боков и сверху. Диэлектрические упругие удерживающие элементы скреплены между собой. Достигается повышение качества защиты дороги вне зависимости от направления атаки БПЛА. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ пассивной защиты автомобильных и железных дорог от беспилотных летательных аппаратов, заключающийся в том, что упругие удерживающие элементы располагают на определенном расстоянии от защищаемого объекта, отличающийся тем, что упругие удерживающие элементы размещают параллельно друг другу в основаниях вдоль защищаемого объекта на фиксированном расстоянии друг от друга, упругие удерживающие элементы образуют дугу, закрывающую защищаемый объект с боков и сверху, упругие удерживающие элементы выполняют из диэлектрических элементов и скрепляют между собой.

2. Устройство пассивной защиты автомобильных и железных дорог от беспилотных летательных аппаратов, состоящее из упругих удерживающих элементов, отличающееся тем, что дополнительно содержат размещенные на поверхности грунта основания, в которые вставляются концы упругих удерживающих элементов, образующих дугу, закрывающую защищаемый объект с боков и сверху, крепления упругих удерживающих элементов, костыли, упругие удерживающие элементы выполнены из диэлектрического материала и скреплены между собой.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что упругие удерживающие элементы выполнены из стеклопластиковой арматуры с периодическим профилем, разного диаметра, причем боковые упругие элементы выполняются большим диаметром, чем верхние.