Инженерная машина для обнаружения взрывоопасных устройств
EXPLOSIVE DEVICE DETECTION ENGINEERING VEHICLE

Изобретение относится к устройствам обнаружения минно-взрывных устройств и взрывоопасных предметов и может быть использовано для разминирования объектов военной, транспортной, промышленной, городской и сельскохозяйственной инфраструктуры, инженерных сооружений, очистки местности от минно-взрывных устройств и взрывоопасных предметов с радиоэлектронными компонентами и устройств в металлическом корпусе, в том числе в труднодоступных местах.
Известно устройство дистанционного разминирования (патент RU №2638886 опубл. Бюл. №10 18.12.2017 г.), установленное на транспортном средстве, содержащем не менее одного отсека для личного состава, на транспортном средстве дополнительно установлены сверхвысокочастотная установка, не менее одного антенного устройства сверхвысокочастотной установки, сверхширокополосный высокочастотный модуль, не менее одной антенны сверхширокополосного высокочастотного модуля, при этом антенное устройство сверхвысокочастотной установки выполнено с электромеханическим приводом секторного сканирования, антенна сверхширокополосного высокочастотного модуля содержит не менее одного рупорного излучателя с горизонтальной поляризацией, антенна сверхширокополосного высокочастотного модуля содержит не менее одного рупорного излучателя с вертикальной поляризацией, на транспортном средстве установлен блок контроля и индикации уровня электромагнитных излучений на рабочих местах личного состава.
Транспортное средство выполнено в виде самоходного бронированного шасси. При этом самоходное бронированное шасси выполнено в виде колесного транспортного средства или в виде транспортного средства на гусеничном ходу. На транспортном средстве установлен широкозахватный поисковый модуль. Устройство дополнительно содержит систему генерации электроэнергии, содержащую привод постоянной скорости, комплект инженерных средств разведки, систему кондиционирования, отопления и вентиляции.
Недостатком данного технического решения являются низкие эксплуатационные характеристики устройства, в частности ограниченная область применения, в виду обезвреживания только взрывных устройств с металлическими деталями и, как следствие, низкая обнаруживающая способность.
Прототипом изобретения является боевая машина технической разведки (патент RU №183683 опубл. 01.10.2018 г. Бюл. №28), представляющая собой автомобиль с возможностью защиты экипажа в обитаемом отделении основных систем и агрегатов от воздействия на них поражающих фактов оружия, содержащий систему электроснабжения, предназначенную для электропитания всех элементов машины, систему жизнеобеспечения, предназначенную для обогрева и кондиционирования обитаемого отделения, очистки атмосферного воздуха от отравляющих веществ, радиоактивной пыли, бактериологических аэрозолей и аварийно-опасных веществ, бортовую информационно-управляющую систему, предназначенную для сбора, хранения, обработки и отражения информации о местности, управления средствами и системами машины, передачи разведывательных, навигационных и диагностических данных, при этом боевая машина дополнительно содержит оптико-электронную систему, предназначенную для ведения оптической разведки местности днем и ночью, в сложных метеорологических условиях, комплекс радиационной разведки, предназначенный для ведения радиационной разведки местности, блокиратор радиоуправляемых взрывных устройств, предназначенный для блокирования радиочастот взрывных устройств при движении машины, телевизионное смотровое устройство, предназначенное для обеспечения управления машиной при боевых повреждениях бронированных стекол, систему прожекторного освещения, предназначенную для поиска вышедших из строя образцов военной техники и проведения работ в темное время суток, комплекс обнаружения минно-взрывных заграждений, предназначенный для поиска противотанковых, противотранспортных и противодесантных мин с металлическими корпусами и деталями, установленных в грунте и на его поверхности, при этом первый вход-выход упомянутой бортовой информационно-управляющей системы соединен с первым входом-выходом оптико-электронной системы, второй вход-выход бортовой информационно-управляющей системы соединен с первым входом-выходом блокиратора радиоуправляемых взрывных устройств, третий вход-выход бортовой информационно-управляющей системы соединен с первым входом-выходом комплекса радиационной разведки, четвертый вход-выход упомянутой бортовой информационно-управляющей системы соединен с первым входом-выходом системы электроснабжения, пятый вход-выход бортовой информационно-управляющей системы соединен с первым входом-выходом системы жизнеобеспечения, при этом первый выход телевизионного смотрового устройства соединен с шестым входом упомянутой бортовой информационно-управляющей системы, первый вход-выход системы прожекторного освещения соединен с восьмым входом-выходом бортовой информационно-управляющей системы, первый вход-выход комплекса обнаружения минно-взрывных заграждений соединен с девятым входом-выходом бортовой информационно-управляющей системы, второй выход системы электроснабжения соединен с седьмым входом бортовой информационно-управляющей системы, вторым входом оптико-электронной системы, вторым входом блокиратора радиоуправляемых взрывных устройств, вторым входом комплекса радиационной разведки, вторым входом телевизионного смотрового устройства, вторым входом системы жизнеобеспечения, вторым входом системы прожекторного освещения, вторым входом комплекса обнаружения минно-взрывных заграждений.
Недостатком прототипа являются низкие эксплуатационные характеристики машины, обусловленные недостаточно высокой обнаруживающей способностью при поиске взрывных устройств, а также низкой сохранностью техники и безопасностью экипажа машины.
Задачей изобретения является расширение арсенала средств для обнаружения взрывоопасных устройств.
Техническим результатом изобретения является повышение сохранности техники и безопасности экипажа машины, а также улучшение эксплуатационных характеристик машины, за счет расширения ее функциональных возможностей, позволяющих обеспечить высокий уровень обнаружения взрывоопасных устройств.
Технический результат достигается тем, что инженерная машина для обнаружения взрывоопасных устройств представляет собой автомобиль с возможностью защиты экипажа в обитаемом отделении, основных систем и агрегатов от воздействия на них поражающих фактов оружия и содержащая управляющую систему, первый вход-выход которой соединен с первым входом-выходом оптико-электронного блока, содержащего блок цифровой обработки, блок управления и опорно-поворотное устройство, на котором установлены лазерный дальномер, видеокамера и тепловизор, второй вход-выход управляющей системы соединен с первым входом-выходом блока блокирования радиоуправляемых взрывных устройств, третий вход-выход управляющей системы соединен с первым входом-выходом блока электроснабжения, четвертый вход-выход управляющей системы соединен с первым входом-выходом блока жизнеобеспечения, первый вход-выход блока освещения соединен с пятым входом-выходом управляющей системы, первый вход-выход блока поиска взрывных устройств соединен с шестым входом-выходом управляющей системы, второй выход блока электроснабжения соединен с седьмым входом-выходом управляющей системы, вторым входом оптико-электронного блока, вторым входом блока блокирования радиоуправляемых взрывных устройств, вторым входом блока жизнеобеспечения, вторым входом блока освещения, вторым входом блока поиска взрывных устройств, при этом оптико-электронный блок дополнительно содержит обнаружитель оптических и оптико-электронных приборов, при этом выходы тепловизора, обнаружителя оптических и оптико-электронных приборов, видеокамеры, лазерного дальномера соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами блока цифровой обработки, а вход-выход блока цифровой обработки с первым входом-выходом блока управления, второй вход-выход которого сообщен с опорно-поворотным устройством, при этом второй вход-выход блока блокирования радиоуправляемых взрывных устройств соединен со вторым входом-выходом блока поиска взрывных устройств, который состоит из двух блоков - блока обнаружения боеприпасов и взрывных устройств, содержащих радиоэлектронные компоненты, и блока обнаружения боеприпасов и взрывных устройств, содержащих металлические компоненты, вышеупомянутый блок поиска взрывных устройств, содержащих радиоэлектронные компоненты, состоит из нелинейного локатора, представляющего собой четыре радиолокационных блока, входы-выходы каждого из них попарно соединены с соответствующими блоками управления и синхронизации, вход-выход которых соединен с пультом управления и индикации, и блока поиска взрывных устройств, содержащих металлические компоненты, выполненного в виде широкозахватного поискового модуля, состоящего из шестнадцати индукционных датчиков, в виде катушек индуктивности, объединенных в четыре блока по четыре датчика в каждом, вход-выход каждого датчика блока сообщен с соответствующим входом-выходом электронного блока, вход-выход которого соединен с входом-выходом блока управления и индикации.
Управляющая система машины содержит автоматизированное рабочее место командира, аппаратуру связи, инерциально-навигационную аппаратуру, аппаратуру спутниковой навигации, состоящую из спутниковой навигационной антенны, сообщенной с центральным блоком управления и навигации, при этом первый вход-выход автоматизированного рабочего места командира соединен с первым входом-выходом аппаратуры связи, второй вход-выход автоматизированного рабочего места командира сообщен с первым входом-выходом инерциально-навигационной аппаратуры, второй вход которой соединен с аппаратурой спутниковой навигации.
Аппаратура связи содержит радиостанцию, антенно-фидерное устройство, которое состоит из антенны, механизма подъема антенны, пульта управления, при этом первый вход-выход антенны соединен со вторым входом-выходом механизма подъема антенны, третий вход-выход которого соединен с первым входом-выходом пульта управления, сообщенным с автоматизированным рабочим местом командира, первый вход-выход механизма подъема антенны соединен со вторым входом-выходом радиостанции.
Блок электроснабжения содержит блок распределения и коммутации соединенный с инвертором, щитом распределительным, не менее чем с одной аккумуляторной батареей, электроагрегатом дизельным, пультом управления и потребителями электроэнергии.
Блок жизнеобеспечения включает фильтровентиляционную установку, два отопителя и кондиционер.
Широкозахватный поисковый модуль устанавливают на выдвижном механизме, закрепленном на шасси машины, обеспечивающем расположение блоков датчиков на расстоянии до поверхности полотна земли в положениях от 300 мм до 400 мм.
Дополнительная установка в оптико-электронном блоке обнаружителя оптических и оптико-электронных приборов позволяет обнаруживать оптические и оптико-электронные приборы, ведущие встречное наблюдение и прицеливание, оценивать дальность до них, за счет применения в своем составе активно-импульсной телевизионной камеры, что дает возможность упредить действия противника, которые могут привести к серьезным человеческим и материальным потерям и кроме, того позволяет выиграть время для обеспечения мер безопасности машины и экипажа.
Соединение второго входа-выхода блока блокирования радиоуправляемых взрывных устройств со вторым входом-выходом блока поиска взрывных устройств, позволяет синхронизировать работу нелинейного локатора и блокиратора радиоканалов управления взрывных устройств.
При этом выполнение блока поиска взрывных устройств, состоящим из двух блоков - блока обнаружения боеприпасов и взрывных устройств, содержащих радиоэлектронные компоненты, и блока обнаружения боеприпасов и взрывных устройств, содержащих металлические компоненты, позволяет осуществлять параллельное обнаружение боеприпасов и взрывных устройств, содержащих как радиоэлектронные, так и металлические компоненты. Это обусловлено тем, что блок обнаружения взрывных устройств, содержащих радиоэлектронные компоненты, состоит из нелинейного локатора, представляющего собой четыре радиолокационных блока, входы-выходы каждого из них попарно соединены с соответствующим блоками управления и синхронизации, вход-выход которых соединен с пультом управления и индикации, что позволяют осуществить обнаружение взрывных устройств, содержащих радиокомпоненты, а блок обнаружения взрывных устройств, содержащих металлические компоненты, выполнен в виде широкозахватного поискового модуля, состоящего из шестнадцати индукционных датчиков, в виде катушек индуктивности, объединенных в четыре блока по четыре датчика в каждом, вход-выход каждого датчика блока сообщен с соответствующим входом-выходом электронного блока, вход-выход которого соединен с блоком управления и индикации - позволяют осуществить обнаружение взрывных устройств, содержащих металлические компоненты, и как следствие улучшить эксплуатационные характеристики машины для обнаружения взрывных устройств.
Таким образом, совокупность предлагаемых существенных признаков, позволяет достичь поставленный технический результат - повысить сохранность техники и безопасность экипажа машины, а также улучшить эксплуатационные характеристики машины, за счет расширения ее функциональных возможностей, позволяющих обеспечить высокий уровень обнаружения и подавления срабатывания взрывоопасных устройств.
На фиг. 1 представлена структурная схема инженерной машины для обнаружения взрывных устройств; на фиг. 2 - структурная схема оптико-электронного блока, на фиг. 3 - структурная схема блока обнаружения боеприпасов и взрывных устройств, содержащих радиоэлектронные компоненты, на фиг. 4 - структурная схема блока обнаружения боеприпасов и взрывных устройств, содержащих металлические компоненты, на фиг. 5 - управляющая система машины, на фиг. 6 - система электроснабжения, на фиг. 7 - общий вид инженерной машины для обнаружения взрывных устройств.
В качестве базового шасси для машины используют серийно выпускаемый спецавтомобиль Урал 42594С «Федерал-М», изготовленный на базе шасси УРАЛ 4230-1151, состоящий из несущего бронированного корпуса, оснащенного оборудованием обеспечивающим работу машины. Экипаж машины состоит из 2-х человек: командира и водителя.
Инженерная машина для обнаружения взрывоопасных устройств 1 содержит управляющую систему 2 машины 1, первый вход-выход которой соединен с первым входом-выходом оптико-электронного блока 3, который содержит, установленные на опорно-поворотном устройстве 4, тепловизор 5, обнаружитель оптических и оптико-электронных приборов 6, видеокамеру 7, лазерный дальномер 8, выходы которых соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами блока цифровой обработки 9. При этом первый выход блока цифровой обработки 9 оптико-электронного блока 3 соединен с персональным компьютером (на фиг. не показано) автоматизированного рабочего места командира 10, а вход-выход блока цифровой обработки 9 с первым входом-выходом блока управления 11 управляющей системы 2, второй вход-выход которого сообщен с опорно-поворотным устройством 4.
Второй вход-выход управляющей системы 2 соединен с первым входом-выходом блока блокирования радиоуправляемых взрывных устройств 12, второй вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом блока поиска взрывных устройств 13, который состоит из двух блоков - блока обнаружения боеприпасов и взрывных устройств, содержащих радиоэлектронные компоненты 14, и блока обнаружения боеприпасов и взрывных устройств, содержащих металлические компоненты 15. Первый вход-выход блока поиска взрывных устройств 13 соединен с шестым входом-выходом управляющей системы 2.
Блок обнаружения боеприпасов и взрывных устройств, содержащих радиоэлектронные компоненты 14, состоит из нелинейного локатора, представляющего собой четыре радиолокационных блока 16, входы-выходы каждого из них попарно соединены с соответствующим блоками управления и синхронизации 17. Вход-выход первого и второго блока управления и синхронизации 17 соединен с пультом управления и индикации 18 автоматизированного рабочего места командира 10.
Блок обнаружения боеприпасов и взрывных устройств, содержащих металлические компоненты 15, выполнен в виде широкозахватного поискового модуля, состоящего из шестнадцати индукционных датчиков 19, в виде катушек индуктивности, объединенных в четыре блока 20 по четыре датчика 19 в каждом, вход-выход каждого датчика 19 блока 20 сообщен с соответствующим входом-выходом электронного блока 21, вход-выход которого соединен с блоком управления и индикации 22. Широкозахватный поисковый модуль устанавливают на, закрепленном на шасси машины 1, выдвижном механизме, обеспечивающем расположение блоков 20 датчиков 19 на расстоянии до поверхности полотна земли в положениях от 300 мм до 400 мм.
Третий вход-выход управляющей системы 2 соединен с первым входом-выходом блока электроснабжения 23, который содержит блок распределения и коммутации 24 соединенный с инвертором 25, щитом распределительным 26, обеспечивающем распределение электроэнергии по блокам и оборудованию машины, не менее чем одной с одной аккумуляторной батареей 27, электроагрегатом дизельным 28, пультом управления 29 и потребителями электроэнергии.
Четвертый вход-выход управляющей системы 2 соединен с первым входом-выходом блока жизнеобеспечения 30, включающего фильтровентиляционную установку, два отопителя и кондиционер (на фиг. не показано).
Первый вход-выход блока освещения 31 соединен с пятым входом-выходом управляющей системы 2.
Второй выход блока электроснабжения 23 соединен с седьмым входом-выходом управляющей системы 2, вторым входом оптико-электронного блока 3, вторым входом блока блокирования радиоуправляемых взрывных устройств 12, вторым входом блока жизнеобеспечения 30, вторым входом блока освещения 31, вторым входом блока поиска взрывных устройств 13.
Управляющая система 2 машины 1 содержит автоматизированное рабочее место командира 10, аппаратуру связи 32, инерциально-навигационную аппаратуру 33, аппаратуру спутниковой навигации 34, состоящую из спутниковой навигационной антенны 35, сообщенной с центральным блоком управления и навигации 36. При этом первый вход-выход автоматизированного рабочего места командира 10, содержащий панельный компьютер, соединен с первым входом-выходом аппаратуры связи 32, второй вход-выход автоматизированного рабочего места командира 10 сообщен с первым входом-выходом инерциально-навигационной аппаратуры 33, второй вход которой соединен с аппаратурой спутниковой навигации 34.
Аппаратура связи 32 содержит радиостанцию 37, антенно-фидерное устройство 38, которое состоит из антенны 39, механизма подъема антенны 40, пульта управления 41, при этом первый вход антенны 39 соединен со вторым входом-выходом механизма подъема антенны 40, второй вход-выход которого соединен с первым входом-выходом пульта управления 41, первый вход-выход механизма подъема антенны 40 соединен со вторым входом-выходом радиостанции 37.
Инженерная машина для обнаружения взрывоопасных устройств работает следующим образом.
Командир экипажа инженерной машины 1 для обнаружения взрывоопасных устройств для поиска взрывных устройств посредством аппаратуры связи 32 управляющей системы 2 получает команду на проведение оптической разведки местности с целью обнаружения взрывоопасных устройств. После чего с использованием автоматического рабочего места командира 10, входящего в состав системы управления 2 машиной 1, командир дает команду о начале движения. Водитель осуществляет управлением машиной 1, блоком жизнеобеспечения 30, состоящим из фильтровентиляционной установки, двух отопителей и кондиционера (на фиг. не показано), а также блоком освещения 31. Для обеспечения комфортных климатических условий в машине и освещения на второй вход блока жизнеобеспечения 30 и на второй вход блока освещения 31 от второго выхода блока электроснабжения 23, содержащего блок распределения и коммутации 24, соединенный с инвертором 25, щитом распределительным 26, не менее чем с одной аккумуляторной батареей 27, электроагрегатом дизельным 28, пультом управления 29, поступает постоянное напряжение.
Далее командир экипажа с использованием автоматического рабочего места командира 10, входящего в состав системы управления 2 машиной 1, посредством блока управления 11 посылает команду на привод опорно-поворотного устройства 4 электронно-оптического блока 3 для обзора местности с помощью тепловизора 5, видеокамеры 7, сообщенной с устройством видеозахвата (на фиг. не обозначено). Тепловизор 5 обеспечивает дальность обнаружения цели (ростовая фигура человека не менее 2 м, распознавание цели типа ростовая фигура человека не менее 1 км).
Полученные данные с тепловизора 5 и видеокамеры 7 поступают на вход блока цифровой обработки 9 оптико-электронного блока 3, который сообщен с персональным компьютером автоматизированного рабочего места командира 10, что позволяет командиру проводить оптическую разведку в видимом и инфракрасном диапазонах.
Персональный компьютер входит в состав автоматизированного рабочего места командира 10 (на чертеже не показано) и имеет (на чертеже не показано) плоскопанельный вычислитель и дисплей, предназначенный для отображения получаемой информации по объекту исследования, которые необходимы для ситуационной осведомленности экипажа.
Дисплей персонального компьютера выводит следующую информацию (на фиг. не показано):
- текущие координаты машины в прямоугольной системе координат (СК-42) или в географической системе координат (WGS-84, СК-42, СК-95, П3-90.02, П3-90.11);
- истинный курс машины (в градусах, градусах-минутах, градусах-минутах-секундах, радианах, делениях угломера);
- угол места (в градусах, градусах-минутах, градусах-минутах-секундах, радианах, делениях угломера);
- углы целеуказания (в градусах, градусах-минутах, градусах-минутах-секундах, радианах, делениях угломера);
- разность значений текущих углов и значений углов целеуказания (в градусах, градусах-минутах, градусах-минутах-секундах, радианах, делениях угломера);
- местоположение машины на ЭНК боевой ГИС.
Все данные оптической разведки записываются в накопитель видеоданных инерциально-навигационной аппаратуры 33 управляющей системы 2 машины 1, и могут быть использованы в дальнейшем для анализа и принятия решений.
Во время движения машины 1 командир экипажа с использованием автоматического рабочего места командира 10 входящего в состав системы управления 2 машиной, посредством блока управления 11 посылает команду на привод опорно-поворотного устройства 4 электронно-оптического блока 3 для обзора местности обнаружителем оптических и оптико-электронных приборов 6, с целью обнаружения оптических и оптико-электронных приборов, ведущих встречное наблюдение и прицеливание. При обнаружении данных приборов лазерный дальномер 8 обеспечивает определения расстояния до объекта.
Параллельно во время движения машины 1 командир осуществляет обнаружение взрывных устройств с использованием блока поиска взрывных устройств 13, первый вход-выход которого соединен с шестым входом-выходом управляющей системы 2, а второй вход-выход блока поиска взрывных устройств 13 соединен со вторым входом-выходом блока блокирования радиоуправляемых взрывных устройств 12, сообщенным через первый вход-выход со вторым входом-выходом управляющей системы 2. Блок поиска взрывных устройств 13 позволяет обнаружить взрывные устройства с радиоэлектронными и металлическими компонентами, находящиеся на поверхности и в толще грунта (снега, под водой) при проведении работ по преодолению минно-взрывных заграждений и разминировании местности. Ширина полосы обнаружения взрывных устройств в полотне дороги составляет не менее 4 метров и глубине обнаружения не менее 0,15 метров, в снегу, воде - не менее 0,10 метров.
При обнаружении взрывного устройства, содержащего металлические компоненты блок обнаружения боеприпасов и взрывных устройств, содержащих металлические компоненты 15, выполненный в виде широкозахватного поискового модуля, выдает сигнал с индукционных датчиков 19, объединенных в блоки 20 на электронный блок 21, откуда сигнал поступает на вход-выход блока управления и индикации 22 и оповещает командира о месте нахождения взрывного устройства.
При обнаружении взрывного устройства, содержащего радиоэлектронные компоненты с радиолокационных блоков 16 блока обнаружения боеприпасов и взрывных устройств, содержащих радиоэлектронные компоненты 14, поступает сигнал на блок управления и синхронизации 17, а затем на пульт управления и индикации 18, оповещая командира о месте нахождения взрывного устройства.
При этом блок блокирования радиоуправляемых взрывных устройств 12 блокирует поступление сигнала на обнаруженное взрывное устройство, путем постановки широкополосной заградительной помехи в диапазоне частот от 20 до 6000 Гц, в радиусе не менее 30 метров и чем обеспечивает защиту машины от поражения взрывом. Для включения блока блокирования радиоуправляемых взрывных устройств 12, которое осуществляет блокирование радиоканалов взрывных устройств, автоматизированное рабочее место командира 10 оснащают пультом управления (на чертеже не показано).
Посредством инициально-навигационной аппаратуры 33 и аппаратуры спутниковой навигации 34, содержащей центральный блок управления и навигации 36 и спутниковую навигационную антенну 35, выполненную в виде адаптированной антенной решетки, которая содержит первый, второй, третий, четвертый и пятый антенный модуль (на чертеже не показано), на которую непрерывно поступают навигационные сигналы от спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС и GPS (на чертеже не показано), осуществляют ориентирование и топографическую привязку машины 1 на месте и в движении.
Координаты обнаруженных взрывных устройств автоматически поступают на автоматизированное рабочее место командира 10, и отображаются на мониторе персонального компьютера.
Командир с автоматизированного рабочего места командира 10 при получении данных об объектах - взрывных устройствах в реальном масштабе времени с использованием аппаратуры связи 32, состоящей из радиостанции 37, антенно-фидерного устройства 38, которое состоит из антенны 39, механизма подъема антенны 40, пульта управления 41, передает разведывательные данные в вышестоящее звено управления.
Разминирование обнаруженных взрывных устройств осуществляют путем ручного обезвреживания силами группы разведки и разминирования.
Таким образом, машина обеспечивает обнаружение взрывных устройств с радиоэлектронными и металлическими компонентами и на маршруте движения с последующим их разминированием силами группы разведки и разминирования
Предварительные испытания опытного образца подтвердили возможность осуществления предлагаемого технического решения с получением вышеуказанного технического результата.