Устройство дистанционного разминирования
REMOTE MINE CLEARING DEVICE

Устройство дистанционного разминирования относится к области военно-инженерного дела и средств борьбы с терроризмом, предназначено для обеспечения безопасности перемещения на маршрутах движения специальной военной техники, вооружений и автотранспорта.
Устройство дистанционного разминирования предназначено для обнаружения минно-взрывных устройств (МВУ) с металлическими элементами, а также для бесконтактного блокирования или для уничтожения дистанционным подрывом инженерных боеприпасов и самодельных радиоуправляемых взрывных устройств (СРВУ), имеющих в составе электронные компоненты.
За счет использования сверхвысокочастотного оборудования на базе специальных радиоэлектронных систем устройство обеспечивает дистанционное бесконтактное обезвреживание замаскированных радиоуправляемых взрывных устройств, что позволяет обезопасить от террористических актов дороги, шоссе, взлетные полосы аэродромов и другие объекты военного и гражданского назначения.
Устройство дистанционного разминирования получило практическую реализацию в производстве и прошло натурные испытания, может быть серийно произведено на существующих предприятиях в современных промышленных условиях.
Уровень техники (аналоги)
Известно устройство по патенту РФ №54162 ПМ «Установка для обезвреживания замаскированных управляемых взрывных устройств» [1].
Установка по патенту [1] характеризуется тем, что имеет самоходное шасси, корпус, импульсный электромагнитный излучатель в виде индукторной катушки, источник тока в виде генератора электрического тока, ротор которого подключен к валу отбора мощности двигателя внутреннего сгорания, подключенная параллельно ему через выпрямитель электрическая емкость, параллельно которой через электронный ключ, управляемый регулятором частоты импульсов, подключен излучатель в виде индукторной катушки. Излучатель вынесен за пределы самоходного шасси и корпуса с помощью телескопической опоры. Вынос излучателя с помощью выдвигаемой телескопической опоры осуществляют на 1,5 м вправо от установки потому, что движение транспорта в России правостороннее. За рубежом на дорогах с левосторонним движением вынос излучателя от шасси следует делать влево от шасси. Предполагается закладка взрывных устройств (ВУ) на обочине дороги.
Недостатком устройства [1] является ограниченная величина накопления заряда на электрической емкости и значит низкая мощность импульсного разряда емкости на индукционный излучатель. Соответственно, слабое воздействие на ВУ.
Кроме того, другим недостатком устройства является узкий и ограниченный сектор обследования (сектор облучения э/м излучателем на телескопической штанге) поверхности, а именно только с одной стороны самоходного шасси, что влечет опасность подрыва взрывных устройств с противоположной стороны установки по направлению ее движения или с передней стороны по направлению движения установки.
Кроме того, недостатком устройства является разрушающее воздействие на узлы и элементы установки, в том числе за счет поражающих факторов при подрыве минных устройств в непосредственно самой опасной близости от индукционного излучателя.
Из информационных источников [2] фирмы Force Protection Inc. известно описание устройства Mine Protected Vehicle (англ. MPV - Mine Protected Vehicle, транспорт с повышенной защитой от мин) - бронетранспортер и боевая инженерная машина, которая представляет собой трехосный полноприводной автомобиль повышенной проходимости с V-образным днищем. Бронетранспортер «Buffalo» MPV обладает повышенной защитой от поражающих факторов мин и самодельных взрывных устройств, в том числе благодаря V-образной форме днища. Устройство применяется для создания проходов и перевозки десанта на заминированных территориях. Транспортер оснащен подвижным 9-метровым манипулятором. Недостатком данного устройства является отсутствие возможности дистанционного обезвреживания минно-взрывных устройств на траектории перемещения военно-транспортной техники.
Известно описание [3] устройства «Автомобильный широкозахватный миноискатель «VAMIDS», в котором указано, что устройство предназначено для поиска как обычных мин, так и тех, которые содержат небольшое количество металла. В состав модульной системы VAMIDS входят блок управления (Control Unit), сегментированный массив датчиков (Segmented Array), пульт управления системой (System Console). С помощью датчиков «VAMIDS» можно обнаруживать неизвестные металлические объекты, зарытые в земле на глубине до нескольких метров. Сегменты массива датчиков выполняются в виде жестких или гибких панелей, которые могут устанавливаться либо на транспортных средствах, либо на земле. Каждый сегмент обеспечивает зону захвата с каждой стороны, что позволяет располагать сегменты друг от друга на расстоянии до 6 метров. Недостатком данного устройства является отсутствие электронных технических устройств для дистанционного обезвреживания и подрыва минно-взрывных устройств, имеющих электронные компоненты и расположенные на траектории перемещения военно-транспортной техники.
Известно также устройство по патенту №2185614 РИ «Устройство для обнаружения скрытых взрывчатых веществ» [4], предназначенное для поиска и обнаружения МВУ.
Это устройство использует эффект вторичного излучения радиоактивных полей и частиц от предметов, предназначенных для поиска и обнаружения, за счет предварительного импульсного облучения соответствующими радиоизотопами.
Данное устройство имеет следующие недостатки:
а) низкая скорость работы и обнаружения ВУ, так как поиск ВУ выполняется при неподвижном состоянии устройства («разведка с неподвижного шасси»), последующий этап поиска выполняется только после незначительного перемещения всего устройства;
б) неблагоприятное радиационное влияние на окружающее пространство и на биологические объекты (в том числе на личный состав войсковых подразделений);
в) ограниченное узкое пространство поиска ВУ и сравнительно длительный период эффекта регистрации «отклика» радиоактивного излучения поискового объекта (ВУ) и обнаружения места его размещения.
Так как устройство по патенту РФ №54162 [1] характерно значительным соответствием существенных признаков к предлагаемому устройству дистанционного разминирования, то в качестве прототипа рассматривается устройство «Установка для обезвреживания замаскированных радиоуправляемых взрывных устройств» [1].
Технической задачей и техническим результатом предлагаемого изобретения является:
- создание устройства, например мобильного, для оперативного дистанционного обезвреживания (блокирования) на траектории перемещения устройства, минно-взрывных средств (МВС) и самодельных взрывных устройств, имеющих электронные компоненты, а также для уничтожения (ликвидация подрывом) радиоуправляемых объектов и инженерных боеприпасов, предназначенных для поражения автотранспорта и спецтехники на маршрутах их передвижения.
Технический результат достигается за счет того, что на транспортном средстве размещены сверхвысокочастотная (СВЧ) установка со сканирующим антенным устройством, сверхширокополосный (СШП) высокочастотный (ВЧ) модуль направленного поляризованного излучения с размещением СВЧ установки и СШП ВЧ модуля на верхнем уровне устройства с одновременным эффектом расширения границ зоны воздействия электромагнитного СВЧ поля при дистанционном обезвреживании радиоуправляемых взрывных устройств (ВУ), а также для дистанционного уничтожения (ликвидация подрывом) ВУ, имеющих электронные компоненты, с исключением риска разрушающего воздействия на функциональные внешние элементы СВЧ установки и СШП ВЧ модуля в случае подрыва минно-взрывных средств (МВС), боеприпасов и ВУ, имеющих электронные компоненты, в процессе перемещения всего устройства в эксплуатационном (боевом) режиме для разминирования местности.
Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что устройство дистанционного разминирования включает транспортное средство.
Транспортное средство включает систему генерации электроэнергии.
На транспортном средстве имеется сверхвысокочастотная установка.
На транспортном средстве имеется не менее одного антенного устройства сверхвысокочастотной установки.
На транспортном средстве имеется сверхширокополосный высокочастотный модуль.
На транспортном средстве имеется не менее одной антенны сверхширокополосного высокочастотного модуля.
На транспортном средстве имеется не менее одного отсека для личного состава.
Антенное устройство сверхвысокочастотной установки выполнено с электромеханическим приводом секторного сканирования.
Антенна сверхширокополосного высокочастотного модуля преимущественно содержит не менее одного рупорного излучателя с горизонтальной поляризацией.
Антенна сверхширокополосного высокочастотного модуля преимущественно 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.
В частных случаях допустимо выполнять техническое решение следующим образом.
Транспортное средство предпочтительно выполнено в виде самоходного бронированного шасси.
Самоходное бронированное шасси преимущественно выполнено в виде колесного транспортного средства.
Самоходное бронированное шасси может быть выполнено в виде транспортного средства на гусеничном ходу.
Транспортное средство может быть выполнено в виде воздушного транспортного средства.
Антенна сверхвысокочастотной установки предпочтительно выполнена в виде активной фазированной антенной решетки.
На транспортном средстве преимущественно установлен широкозахватный поисковый модуль.
Система генерации электроэнергии преимущественно содержит привод постоянной скорости.
На транспортном средстве предпочтительно установлен комплект инженерных средств разведки.
На транспортном средстве предпочтительно установлена система кондиционирования, отопления и вентиляции.
Авторами заявленного технического решения изготовлен опытный образец этого устройства дистанционного разминирования, испытания которого подтвердили достижение заявленного технического результата.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан общий вид установки дистанционного разминирования, где обозначено:
1 - бронированное шасси колесного транспортного средства;
2 - рупорная антенна сверхширокополосной высокочастотной установки;
3 - волноводно-рупорная антенна сверхвысокочастотной установки;
4 - параболическое зеркало-отражатель сверхвысокочастотной установки;
5 - широкозахватный поисковый модуль.
На фиг. 2 показана структурная схема основных функциональных элементов, где обозначено:
6 - сверхширокополосный высокочастотный модуль;
7 - сверхвысокочастотная установка;
8 - система генерации электроэнергии;
9 - антенна сверхширокополосного высокочастотного модуля;
10 - параболическое зеркало-отражатель сверхвысокочастотной установки;
11 - соединительные кабели электропитания;
12 - блок контроля и индикации с антенными системами (не показаны);
13 - транспортное средство.
Осуществление технического решения
Устройство дистанционного разминирования содержит бронированное шасси колесного транспортного средства (1, фиг. 1), рупорную антенну сверхширокополосного высокочастотного модуля (2), волноводно-рупорную антенну сверхвысокочастотной установки (3), параболическое зеркало-отражатель сверхвысокочастотной установки (4), широкозахватный поисковый модуль (5).
Бронированное шасси колесного транспортного средства (1) содержит по крайней мере один корпус (не показан) с отсеком для личного состава, при этом корпус может разделяться на несколько отсеков стальными перегородками.
Бронированное шасси колесного транспортного средства предназначено для защиты и перемещения всей установки с оборудованием и личным составом при работе в походном или в боевом положении.
Рупорная антенна сверхширокополосного высокочастотного модуля (2) предназначена для блокировки радиоуправляемых ВУ, содержащих электронные компоненты за счет направленной передачи сверхширокополосного высокочастотного электромагнитного поля в область предполагаемого расположения ВУ.
При этом рупорная антенна сверхширокополосного высокочастотного модуля установлена на верхнем уровне транспортного средства.
Волноводно-рупорная антенна сверхвысокочастотной установки (3) предназначена для блокировки и ликвидации подрывом ВУ, содержащих электронные компоненты, за счет направленной передачи сверхвысокочастотного электромагнитного поля в область предполагаемого расположения ВУ.
Параболическое зеркало-отражатель сверхвысокочастотной установки (4) предназначено для локализации и направленного сканирования локализованного сверхвысокочастотного электромагнитного поля в области предполагаемого расположения ВУ.
При этом волноводно-рупорная антенна и параболическое зеркало-отражатель сверхвысокочастотной установки установлены на верхнем уровне транспортного средства.
Широкозахватный поисковый модуль (5) предназначен для обнаружения электропроводящих (металлических) предметов, скрытых в различных непроводящих и слабопроводящих средах (грунт, вода, снег). Широкозахватный поисковый модуль состоит из поисковой системы и блоков электроники, питания, пульта управления и индикации (не показаны). Поисковая система может последовательно использоваться в походном или в боевом положении (не показано).
Сверхширокополосный высокочастотный модуль (6, фиг. 2), содержит генератор сверхширокополосных высокочастотных сигналов, рупорную антенну, волноводы (не показаны), предназначен для дистанционной блокировки радиоуправляемых МВУ в ходе работы устройства на заданном маршруте.
Сверхвысокочастотная (СВЧ) установка (7) содержит СВЧ генератор, блок питания, антенное устройство, блок управления и диагностики (не показаны), предназначена для блокировки и ликвидации подрывом МВУ за счет создания направленного сверхвысокочастотного электромагнитного поля.
Система генерации электроэнергии (8) предназначена для питания электрооборудования установки дистанционного разминирования высокостабилизированным (прецизионным) электрическим напряжением. Система генерации электроэнергии состоит из привода постоянной скорости, генератора, блока регулировки, защиты и управления.
Антенна (9) сверхширокополосного высокочастотного модуля предназначена для преобразования в локализованное электромагнитное излучение сверхширокополосных электромагнитных импульсов и для направленной передачи электромагнитных помех с целью блокировки радиоуправляемых МВУ.
При этом антенна сверхширокополосного высокочастотного модуля содержит не менее одного рупорного излучателя горизонтальной поляризации.
При этом антенна сверхширокополосного высокочастотного модуля содержит не менее одного рупорного излучателя вертикальной поляризации.
Параболическое зеркало-отражатель сверхвысокочастотной установки (10) предназначено для локализации сверхвысокочастотного сигнала от волноводно-рупорной антенны сверхвысокочастотной установки и для передачи локализованного электромагнитного излучения в направлении перемещения установки по заданному маршруту и в направлении предполагаемой области расположения ВУ.
При этом волноводно-рупорная антенна сверхвысокочастотной (СВЧ) установки располагается в фокусе параболического зеркала-отражателя антенны сверхвысокочастотной установки.
При этом предусмотрено электромеханическое сканирование антенного устройства СВЧ установки в заданном секторе и соответственно сканирование локализованного электромагнитного СВЧ излучения в горизонтальной плоскости.
Соединительные кабели питания (11) предназначены для передачи стабилизированного регламентированного уровня электроэнергии от системы генерации электроэнергии к отдельным модулям и установкам, потребителям электроэнергии.
Блок контроля и индикации с антенными системами (12) предназначен для непрерывного контроля уровня напряженности электромагнитных излучений на рабочих местах личного состава.
Блок контроля и индикации с антенными системами обеспечивает визуальную индикацию уровня напряженности электромагнитных сигналов нормального уровня, выдачу сигналов о превышении допустимых норм.
Транспортное средство (13) предназначено для монтажа оборудования и для перемещения всей установки. При этом транспортное средство имеет бронированную защиту от воздействия поражающих факторов ВУ и других средств нападения.
Примеры конкретного выполнения
1. С целью повышения маневренности и быстроходности устройство дистанционного разминирования (УДР) выполнено на базе колесного транспортного средства.
2. С целью повышения проходимости в сложных дорожных и полевых условиях устройство дистанционного разминирования (УДР) выполнено на базе гусеничного транспортного средства.
3. С целью реализации задач в условиях недоступности местности для транспортных средств на колесном и гусеничном шасси устройство дистанционного разминирования (УДР) выполнено на воздушном транспортном средстве (дирижабль, аэростат, вертолет).
4. С целью повышения надежности работы антенны сверхвысокочастотной установки при сканировании устройство дистанционного разминирования (УДР) выполнено с антенной сверхвысокочастотной установки в виде активной фазированной антенной решетки.
5. С целью надежности работы системы генерации электроэнергии устройство дистанционного разминирования (УДР) выполнено с системой аварийного электроснабжения на базе генератора с приводом от отдельного двигателя внутреннего сгорания, например от дизельного двигателя.
6. С целью обеспечения задач разминирования УДР выполнено с индукционным широкозахватным поисковым модулем, который обеспечивает поиск и обнаружение МВУ и МВС с металлическими элементами конструкции.
7. С целью обеспечения задач разминирования УДР выполнено с комплектом инженерных средств разведки, таких как: миноискатель ИМП-С, искатель неконтактных мин ИНМ-М, искатель проводных линий Р-299 возимого комплекта разминирования ВКР;
8. С целью обеспечения жизнеспособности и автономности в боевых условиях УДР выполнено с системой кондиционирования, отопления и вентиляции рабочих отсеков.
Реализация заявляемого технического решения не ограничивается приведенными выше примерами.
Описание работы или порядок использования
УДР перемещают к изначальному расположению на расчетном расстоянии от предполагаемого места минирования местности и переводят в боевое состояние широкозахватный поисковый модуль.
Производят передвижение вдоль траектории движения, заданной для обеспечения безопасности прохождения сопровождаемых войсковых подразделений.
Выполняют обнаружение и уничтожение обнаруженных МВУ с использованием ВКР (возимый комплект разминирования).
В случае угрозы террористических атак или диверсионных нападений приводят в действие сверхширокополосный высокочастотный модуль для блокирования управляемых МВУ, имеющих радиокомпоненты, и одновременно применяют сверхвысокочастотную установку для разминирования (обезвреживание, ликвидация подрывом) МВУ, имеющих электронные компоненты.
Выполняют передвижение вдоль заданной траектории движения и одновременно выполняют дистанционное разминирование (подрыв, блокирование, обезвреживание) МВУ, имеющих электронные компоненты с помощью СВЧ установки и СШП модуля;
Промышленная применимость
Заявляемое техническое решение реализовано практически с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть изготовлено на машиностроительном предприятии и найдет широкое применение в области военной инженерной техники для разминирования.
Источники информации
1. Патент РФ №54162 ПМ «Установка для обезвреживания замаскированных радиоуправляемых взрывных устройств» (МПК F41H 11/16, 10.06.06).
2. Патент US 5592170 «Радиолокационная система и способ для обнаружения и распознавания целей с безопасного расстояния» (F41H 11/16, 07.01.1997).