ПОДВОДНЫЙ ЭЛЕКТРИЗУЕМЫЙ БАРЬЕР
UNDERWATER ELECTRIFIED BARRIER

Изобретение относится к технике для обеспечения защиты и безопасности объектов, а именно к элементам системы активной защиты особо важных объектов от проникновения со стороны акваторий. Изобретение предназначено для противодействия несанкционированным проникновениям на объекты, имеющие выход к водным ресурсам, за счет воздействия на нарушителей в воде электрическим полем тока.
В настоящее время основным способом борьбы с подводными нарушителями (подводными пловцами-диверсантами) является подводный взрыв с помощью различных взрывных источников. Недостатками данных устройств являются низкая степень автоматизации, негативное воздействие на окружающую среду, низкая эффективность, а также существование устройств, ослабляющих действие взрывных источников. Кроме этого, в мирное время применение устройств на основе взрывных источников вдоль береговой полосы усложнено. Известны электрогидравлические и акустические устройства, а также акустические устройства на основе импульсного электродинамического излучателя. Общим недостатком вышеперечисленных устройств является узкая диаграмма направленности, низкий КПД, сложность комплексирования со средствами обнаружения и наведения на цель, большие массогабаритные размеры, сложность в установке и эксплуатации, что в целом значительно усложняет и удорожает систему защиты объектов.
Известны водные электризуемые заграждения для защиты объектов от проникновения нарушителей, а также устройства для отпугивания рыб, которые могут быть применены и для защиты объектов [заявка на изобретение №2002120064, H05C 1/04, опубл. 27.05.2004 - аналог, заявка на изобретение №93019523, H05C 1/04, опубл. 20.09.1996, авторское свидетельство СССР №1106462А, A01K 79/02, опубл. 22.12.1982 - аналог]. Общим недостатком данных устройств является слабое воздействие на биообъекты, низкая степень автоматизация, сложная конструкция.
Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является водное электризуемое заграждение [патент РФ на изобретение №2372754, H05C 1/04, опубл. 10.11.2009 - прототип]. Устройство содержит источник электрической энергии, импульсный преобразователь, соединенный посредством кабеля с протяженной линейной частью, размещенной в водной среде. Недостатками данного прототипа является сложность конструкции, сложность развертывания системы на объекте, слабое воздействие на нарушителей одетых в гидрокостюмы, негативное воздействие на рыб, высокое энергопотребление.
Целью изобретения является обеспечение гарантированного нелетального (временно выводящего из строя) поражающего воздействия электрического поля тока в воде на нарушителей; повышение поражающего воздействия электрического поля тока в воде на нарушителей, одетых в гидрокостюмы различного типа; повышение уровня автоматизации работы системы за счет комплексирования со средствами обнаружения; упрощение процедуры перевода системы из дежурного в боевой и из боевого в дежурный режимы; улучшение эксплуатационных характеристик, минимизация степени воздействия на рыб, снижение энергопотребления.
Указанная цель достигается тем, что в устройство добавляются: модуль отпугивания рыб; сервопривод с катушкой и модуль управления сервоприводом; балласт с электромеханическим размыкателем и модуль управления размыкателем; модуль коммутационный; модуль поражения; линейная часть в составе: поплавок-электрод и электрод специальной формы.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 изображена структура подводного электризуемого барьера.
На фиг.2 изображены схемы работы коммутационного модуля подводного электризуемого барьера.
Подводный электризуемый барьер содержит следующие элементы:
- блок управления береговой в составе: модуль управления (МУ), модуль поражения (МП), модуль отпугивания рыб (МОР), модуль управления сервоприводом (МУС), модуль управления размыкателем (МУР), модуль коммутационный (МК);
- средство обнаружения нарушителей (СО);
- блок погружаемый (БП) в составе: генератор электрического поля тока (ГЭПТ), сервопривод с катушкой (С), линейная часть в составе: поплавок электрод (П-Э) и электрод (Э), электромеханический размыкатель (Р);
- балласт (Б).
Блок погружаемый соединен посредством электромеханического размыкателя с балластом, изготовленным из экологически чистого бетона, который удерживает блок на дне. Блоки погружаемые соединяются кабелем в цепь и размещаются на дне на расстоянии 3-5 метров друг от друга вдоль охраняемого рубежа. Количество погружаемых блоков в цепи определяется длиной перекрываемого подводным электризуемым барьером рубежа.
До поступления сигнала на блок управления береговой от средства обнаружения вся система находится в дежурном режиме и не потребляет электроэнергию. Линейная часть погружаемых модулей находится в свернутом состоянии и не мешает санкционированному проходу через рубеж подводных и надводных плавсредств. Поплавок-электрод линейной части выполнен из герметичного металлического шара, заполненного воздухом, а сам электрод из медного луженного чулка-оплетки, одетого на пластиковую гибкую гофрированную трубку. С целью увеличения значения напряженности электрического поля между линейными частями соседних погружаемых блоков в боевом режиме на электродах линейной части на середине длины размещены дополнительные электроды, раскрывающиеся в воде при разматывании электрода и складывающиеся при заматывании.
Устройство работает следующим образом.
При попытке проникновения нарушителя на охраняемый объект или территорию при поступлении сигнала от подводного средства обнаружения на блок управления береговой происходит автоматическая подача питания (220 В, 50 Гц) по каналу питания от модуля управления на блоки погружаемые. При этом параллельно происходит самостоятельное всплытие поплавков-электродов всех погружаемых блоков за счет своей положительной плавучести. Поплавок-электрод предназначен для вытягивания электрода линейной части на расстояние, соответствующее глубине перекрываемого подводного рубежа. Кроме этого, поплавок-электрод является дополнительным электродом, повышающим напряженность электрического поля тока на границе раздела вода-воздух. Поплавок-электрод вместе с катушкой сервопривода, на которой намотан остаток электрода, повышают значение напряженности электрического поля у границы раздела сред и у дна соответственно, а так же улучшают пространственную картину распределения электрического поля тока в воде между электродами. Далее, посредством модуля отпугивания рыб через модуль коммутационный по одной из схем («а» или «б») подается сигнал А на линейную часть всех погружаемых блоков, который усиливается генератором электрического поля тока и, поступая на линейную часть, отпугивает рыб, находящихся вблизи подводного электризуемого барьера. После этого через модуль коммутационный модулем управления в автоматическом режиме через время Т1 после сигнала А подается с модуля поражения сигнал Б на поражение на линейные части, вокруг которых формируется электрическое поле тока, препятствующее проникновению нарушителей на охраняемый объект. Сигналы, поступающие на линейные части погружаемых блоков смещены на время Т2. После нескольких циклов передача сигнала отпугивающих рыб прекращается и на линейные части блоков погружаемых подаются только сигналы на поражение нарушителей по одной из схем. Сигнал Б на поражение нарушителей представляет собой последовательность высоковольтных импульсов с амплитудой порядка 2 кВ и крутым передним фронтом, обеспечивающих пробитие гидрокостюмов в которые могут быть одеты нарушители, и приводящих к судорогам мышечного аппарата нарушителя, что препятствует его дальнейшему продвижению.
С целью повышения эффективности воздействия на биообъекты и сокращения энергопотребления в системе применяется коммутационный модуль, который предназначен для коммутации сигналов, генерируемых модулем поражения и модулем отпугивания рыб и передачи их на линейные части по схемам «.а» («бегущая волна») или «б» («чередующаяся полярность»).
При переводе системы из боевого в дежурный режим, для сворачивания линейной части, с модуля управления сервоприводом блока управления берегового подается сигнал одновременно на все сервоприводы погружаемых блоков и происходит заматывание электродов на катушки сервоприводов.
Для демонтажа системы с модуля управления размыкателем блока управления берегового по информационно-управляющему каналу подается сигнал на электромеханические размыкатели всех погружаемых блоков, которые размыкаются и блоки погружаемые одновременно всплывают на поверхность, где происходит их отсоединение и погрузка на плавсредство.
Из уровня техники не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного устройства и оказывающие такое же, как и они влияние на результат, состоящий в повышении поражающего воздействия, повышении уровня автоматизации, улучшении эксплуатационных характеристик.
Указанное устройство позволяет достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом: повышение поражающего воздействия электрического поля тока в воде на нарушителей одетых в гидрокостюмы различного типа; повышение уровня автоматизации работы системы за счет комплексирования со средствами обнаружения; упрощение процедуры перевода системы из дежурного в боевой и из боевого в дежурный режимы; улучшение эксплуатационных характеристик системы; минимизация степени воздействия на рыб, снижение энергопотребления