ПРИВЯЗНОЙ АЭРОСТАТ НАБЛЮДЕНИЯ

Полезная модель относится к группе средств для дистанционного обнаружения очагов горения на поверхности земли и может быть использована для мониторинга за состоянием лесных массивов с целью оперативного принятия решения на воздействие на очаги горения.
Актуальность темы определяется тем, что лесные пожары часто возникают вблизи городов, в которых располагаются высокотехнологичные предприятия, нарушение технологических циклов которых может привести к тяжелым последствиям.
Для обнаружения очагов горения использовались такие сооружения, как пожарные каланчи, колокольни культовых сооружений в городах, вышки со смотровыми площадками в лесных массивах, на которых находились наблюдатели, следившие за появлением в приземном пространстве клубов дыма над очагом горения.
Известны конструкции привязных аэростатов наблюдения, которые использовались для оценки обстановки на земле. Во время Великой Отечественной Войны с аэростатов наблюдатели корректировали огонь артиллерии, на ледоколах в прошлом веке с аэростатов оценивали ледовую обстановку.
При возгорании лесных массивов первым признаком этого события является появление над горящим участком клубов дыма, их подъем над верхушками деревьев и расползание по горизонту в приземном пространстве. Обнаружение этого процесса на ранней стадии позволяет принять оперативные меры по ликвидации очага горения и снизить затраты на тушение и материальный ущерб.
Полезная модель относится к области разработки и применения привязных аэростатов наблюдения, предназначенных для воздушного наблюдения за ходом событий в приземленном пространстве с целью передачи информации, получаемой с помощью видеонаблюдения.
Известна конструкция привязного аэростата наблюдения (пат. RU 2462390, кл В641/50), принятого за прототип, состоящего из:
- оболочки аэростата, заполненной гелием;
- привязного троса, верхний конец которого прикреплен к оболочке аэростата, а нижний - к подъемной лебедке;
- связующего элемента, прикрепленного к оболочке аэростата;
- подвешенного к связующему элементу контейнера полезной нагрузки;
- видеокамеры, вращающейся относительно вертикальной оси.
Фиксация обстановки в прототипе осуществляется вращающейся видеокамерой, разрешающая способность которой определяется величиной угла сектора захвата по горизонту, а постоянно меняющееся положение границ сектора на панораме и постоянно меняющаяся обстановка в пределах этих границ затруднит оценку обстановки в приземном слое контролируемого участка оператором дисплейного устройства.
Конструкция прототипа не позволяет получить стабильное изображение, что в свою очередь не позволяет быстро и объективно оценить обстановку. Кроме того, применение вращающейся камеры усложняет и утяжеляет конструкцию, так как электрический привод, запитывающий элементы и механическая передача являются сложными и весьма тяжелыми элементами, а их размещение на (в) контейнере полезной нагрузки приводит к увеличению поднимаемой массы, следовательно, и к увеличению объема оболочки.
Полезная модель решает задачу повышения качества получаемого изображения, его полноты, достоверности, уменьшение массы и объемов аэростата.
Полезная модель представляет собой привязной аэростат наблюдения, содержащий оболочку, наполненную гелием, привязной трос, верхний конец которого прикреплен к оболочке, а нижний - к подъемной лебедке, связующий элемент, прикрепленный к оболочке контейнера с технологическим оборудованием, на боковой поверхности которого симметрично относительно его вертикальной оси, устанавливается жестко блок видеокамер, оптические оси которого размещаются в одной плоскости перпендикулярно вертикальной оси контейнера.
Число видеокамер N определяется исходя из условия полного охвата ими панорамы горизонта по формуле:
где S° - угол сектора обзора видеокамеры.
В полезной модели контейнер служит для размещения технологического оборудования, включающего в свой состав элементы питания, транслирующую и командную аппаратуру.
На боковой поверхности корпуса контейнера размещается блок видеокамер, а в корпусе контейнера выполнен вертикальный тоннель, через который пропускается привязной трос. Такое решение позволит ограничить горизонтальные перемещения контейнера в пределах совместных колебаний троса и аэростата.
Жесткое крепление видеокамер на боковой поверхности контейнера и симметричное расположение их относительно вертикальной оси позволяют получать идентичные, отдельные в пределах секторов изображения, легко сопрягаемые в плоскую развернутую картину панорамы на дисплее.
Размещение оптических осей блока видеокамер в плоскости, перпендикулярной вертикальной оси контейнера, позволяет обеспечить их расположение параллельно горизонту, являющейся наиболее оптимальным при колебаниях аэростата и троса.
Блок видеокамер, размещенный таким образом, позволит использовать его как одну видеокамеру с сектором обзора 360° и формировать видеосигнал для получения на экране дисплея плоской картины панорамы отслеживаемых событий со статичными границами и динамично меняющимся содержанием (обстановкой).
Привязной аэростат наблюдения (рис. 1) содержит заполненную гелием оболочку 1, трос 2, верхний конец которого прикреплен к оболочке 1, а нижний - к лебедке 3, прикрепленный к оболочке связующий элемент 4, к которому подвешен контейнер 5. На боковой поверхности контейнера 5 жестко закреплен блок видеокамер 6. Камеры 6 устанавливаются симметрично относительно вертикальной оси контейнера. Их оптические оси находятся в одной плоскости, которая перпендикулярна вертикальной оси контейнера.
На рисунке 2 показан пример установки блока видеокамер, в состав которого входят четыре видеокамеры, имеющие угол сектора обзора больше 90°, что позволит обеспечить охват всей панорамы горизонта 360°.
Контейнер имеет сквозной тоннель 7, через который проходит трос 2, соединяющий оболочку 1 с лебедкой 3.
Таким образом, полезная модель позволяет получить и сформировать видеосигнал панорамной картины пространства над горизонтом и развитие событий в этом пространстве, которое отображается на дисплейном устройстве как панорама со статичными границами и динамично меняющейся обстановкой внутри этих границ. Кроме того, отсутствие на (в) контейнере привода вращения позволяет использовать оболочку аэростата меньшего объема.