НАЗЕМНЫЙ ПУНКТ УПРАВЛЕНИЯ, СБОРА, ОБРАБОТКИ И ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ НА БАЗЕ ШАССИ СПЕЦИАЛЬНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И БУКСИРУЕМОГО ПРИЦЕПА
GROUND STATION OF CONTROL , COLLECTING, PROCESSING AND TRANSMITTING INFORMATION ON CHASSIS OF SPECIAL VEHICLE AND TOWED TRAILER

Изобретение относится к военной и специальной технике и может быть использовано в автономных мобильных наземных пунктах управления, сбора, обработки и передачи информации о подстилающей поверхности на базе шасси специальных транспортных средств, являющихся транспортной, бытовой, энергетической и командной базой комплексов наблюдения с беспилотными летательными аппаратами (БЛА).
Из существующего уровня техники известен наземный пункт управления на базе шасси специального транспортного средства [1]. Наземный пункт управления на базе специального транспортного средства размещен на шасси и содержит кузов-фургон, разделенный перегородками на три отсека: операторский, грузовой и технологический. В передней части кузова-фургона расположен операторский отсек со стойкой для размещения аппаратуры, пультами управления внутренним освещением, генератором, независимым отопителем и кондиционером, рабочим столом со средствами вычислительной техники и креслом оператора. Задняя часть кузова-фургона разделена на технологический и грузовой отсеки, размещенные по разные стороны по ходу движения. В технологическом отсеке установлен генератор на базе дизельного двигателя и размещен комплект запасных частей и принадлежностей. Место установки дизельного генератора ограничено шумопоглощающей перегородкой. В грузовом отсеке размещен жесткий каркас сотового типа с ячейками различных размеров под три типоразмера контейнеров для размещения спецоборудования эксплуатационного комплекса радиоуправляемых мишеней. Грузовой отсек оборудован распашным складывающимся бортом с верхним и нижним расположением составных частей и откидными трапами.
Недостатками данного наземного пункта управления являются: низкий уровень обитаемости из-за отсутствия мест отдыха, недостаточная эргономичность операторского отсека - моторная зона оператора, находящегося в кресле, ограничена пространством стола; отсутствует возможность ввода по радиоканалу программы полета в БЛА и радиообмена с БЛА; невозможность транспортировки БЛА, имеющих габариты, превышающие 1,5 м; отсутствует пневмосистема снабжения пусковой установки беспилотных летательных аппаратов сжатым воздухом, что не дает возможность производить пуск БЛА, имеющих значительную стартовую массу; отсутствуют дополнительные аккумуляторные батареи, что делает невозможным обеспечение электропитания аппаратуры и оборудования без включения электрогенератора.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению следует считать наземный пункт управления на базе шасси специального транспортного средства [2], принятый за прототип. Наземный пункт управления на базе шасси специального транспортного средства, содержащий коробчатый замкнутый кузов-фургон с жестким каркасом, двигатель, трансмиссию, ходовую часть, системы управления и электроснабжения, коробчатый кузов-фургон установлен на платформе шасси специального транспортного средства и разделен внутри жесткими перегородками на три отсека: операторский, грузовой и технологический; операторский отсек расположен в передней части кузова-фургона по всей его ширине, он оснащен индивидуальной дверью и окном, в нем размещены пульты управления внутренним освещением, генератором, отопителем и кондиционером, рабочий стол со средствами вычислительной техники и кресло оператора, в технологическом отсеке установлен электрогенератор на базе приводного двигателя внутреннего сгорания, технологический отсек оснащен индивидуальной дверью, грузовой отсек оборудован распашными бортами, под полом кузова-фургона в районе дверей установлены откидные трапы, специальное транспортное средство оснащено дополнительным баком и системой раздачи горючесмазочных материалов, операторский отсек шумо- и теплоизолирован, он дополнительно снабжен закрепленными на полу направляющими рельсового типа для перемещения кресла оператора, распределительным блоком электроснабжения аппаратуры и оборудования, радиомодемом, средства вычислительной техники выполнены в виде электронно-вычислительной машины, грузовой и технологический отсеки расположены в средней и задней частях кузова, каждый по всей ширине кузова, в грузовом отсеке закреплены горизонтальные направляющие для размещения упаковок с беспилотными летательными аппаратами, в технологическом отсеке установлена пневмосистема для питания пусковой установки беспилотных летательных аппаратов, кроме того, пункт управления снабжен приемопередающей антенной, дополнительными аккумуляторными батареями электропитания аппаратуры и оборудования, местом для укладки пусковой установки.
У прототипа имеются следующие основные недостатки:
во-первых, снижена надежность и ограничена возможность ведения одновременного наблюдения различными типами сенсорных устройств, например видео- и тепловизионной камерами, радиолокатором, зона наблюдения не может быть расширена из-за наличия на наземном пункте управления одного рабочего места оператора, которое позволяет использовать для сбора информации лишь один БЛА;
во-вторых, отсутствует возможность перехода на ручное управление БЛА с целью уточнения наземной обстановки, полет осуществляется только по заранее составленной и переданной на борт программе;
в-третьих, полученная БЛА недешифрированная информация о подстилающей поверхности становится доступной только после его приземления, это снижает ее информативность и достоверность на текущий момент времени, и дополнительно требуется проведение ее дешифрирования перед передачей потребителям;
в-четвертых, на наземном пункте управления отсутствуют устройства радиоприема, сбора, дешифрирования информации, полученной с БЛА, и ее передачи по радиоканалам потребителям, что снижает оперативность и эффективность его применения;
в-пятых, отсутствие на пункте управления мест отдыха, хранения продуктов питания и запаса питьевой воды ухудшает условия обитаемости и ограничивает время автономного применения наземного пункта управления;
в-шестых, при интенсивной длительной работе у операторов наступает утомляемость и снижается внимание, что может привести к ошибкам в их работе, на наземном пункте управления отсутствуют специальные аппаратные средства для восстановления работоспособности операторов;
в-седьмых, отсутствует возможность перевозки в грузовом отсеке элементов конструкций БЛА различных типов и габаритов, так как в горизонтальные направляющие возможно разместить упаковки только со строго определенными габаритами;
в-восьмых, не предусмотрена система автоматического пожаротушения в закрытых технологическом и грузовом отсеках, в которых могут присутствовать пары или остатки горючего.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является реализация расширенных технических возможностей мобильного пункта управления беспилотными летательными аппаратами по сбору, обработке и передаче информации, повышение его эксплуатационных характеристик.
Данная задача решается за счет того, что наземный пункт управления, сбора, обработки и передачи информации на базе шасси специального транспортного средства и буксируемого прицепа, содержащий двигатель, трансмиссию, ходовую часть, системы управления и электроснабжения, дополнительный бак и систему раздачи горючесмазочных материалов, пусковую установку, операторский, грузовой и технологический отсеки, коробчатый замкнутый кузов-фургон с жестким каркасом и дверями, причем коробчатый кузов-фургон установлен на шасси специального транспортного средства, под полом кузова-фургона в районе дверей установлены откидные трапы, и разделен внутри жесткой перегородкой на отсеки, операторский отсек расположен по всей ширине кузова-фургона транспортного средства, шумо- и теплоизолирован, оснащен индивидуальной дверью и окном, в нем размещены пульты управления внутренним освещением, генератором, отопителем и кондиционером, распределительным блоком электроснабжения аппаратуры и оборудования, оборудован рабочим столом оператора и креслом, закрепленным на полу в направляющих рельсового типа для перемещения, радиомодемом, электронно-вычислительной машиной, грузовой отсек расположен по всей ширине кузова-фургона, оснащен распашными бортами, технологический отсек расположен по всей ширине кузова-фургона, оснащен индивидуальной дверью, содержит электрогенератор на базе приводного двигателя внутреннего сгорания энергопитания наземного пункта управления, кроме того, пункт управления снабжен дополнительными аккумуляторными батареями электропитания аппаратуры и местом для укладки пусковой установки, в наземный пункт управления дополнительно включен кузов-фургон буксируемого прицепа на автомобильном шасси с коробчатым замкнутым жестким каркасом, кузов-фургон буксируемого прицепа разделен внутри по всей ширине и высоте жесткой огнестойкой перегородкой на отсеки, причем в передней части кузова-фургона прицепа расположен технологический отсек, содержащий резервный бак горючего для электрогенератора на базе приводного двигателя внутреннего сгорания энергопитания наземного пункта управления и самосрабатывающую систему пожаротушения, а грузовой отсек расположен в задней части кузова-фургона прицепа, при этом оснащен стеллажами с регулируемыми по высоте горизонтальными полками с фиксирующими креплениями для размещения элементов конструкций беспилотных летательных аппаратов, баллоном со сжатым воздухом, пусковой установкой и самосрабатывающей системой пожаротушения, кузов-фургон транспортного средства разделен по всей ширине и высоте на отсек-купе и операторский отсек, причем отсек-купе расположен в передней части кузова-фургона транспортного средства по всей ширине, шумо- и теплоизолирован, оснащен индивидуальной дверью и окном, оборудован двумя рундуками с полками-лежаками, двумя откидными полками-лежаками и столиком, аппаратом для восстановления работоспособности операторов, резервуаром с запасом питьевой воды, а операторский отсек расположен в задней части кузова-фургона транспортного средства, содержит три рабочих поста, каждый из первых двух рабочих постов оборудован двумя креслами и столом с модемом командной радиолинии, устройствами управления и отображения для операторов управления, а также широкополосной радиостанцией, устройствами сбора, отображения и дешифрирования информации о подстилающей поверхности для операторов обработки информации, при этом третий рабочий пост оборудован креслом и столом с приемопередающей радиостанцией для оператора передачи информации, автомобильный воздушный компрессор установлен на шасси специального транспортного средства и соединен пневматической магистралью с баллоном со сжатым воздухом для пусковой установки, электрогенератор на базе приводного двигателя внутреннего сгорания энергопитания наземного пункта управления подключен к пульту управления генератором, установленным в операторском отсеке, кроме того, пункт управления снабжен комплектом приемопередающих антенн.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является обеспечение требуемого уровня эксплуатации основных типов БЛА, получение и передача потребителям обработанной информации в масштабе времени, близком к реальному, увеличение времени автономного применения и улучшение условий обитаемости пункта управления, а также ускоренное восстановление работоспособности операторов.
Повышение надежности и возможности ведения одновременного наблюдения с использованием различных сенсорных устройств, расширение зоны наблюдения наземного пункта управления обеспечивается размещением в нем двух рабочих постов, что позволяет одновременно применять для сбора информации два БЛА.
Рабочие места операторов управления оборудованы модемами командной радиолинии, устройствами отображения и управления БЛА, что позволяет при необходимости переходить из автоматического режима полета по заранее заданной программе полета в режим ручного управления с целью получения уточненной информации о подстилающей поверхности на отдельных участках местности.
Информация о подстилающей поверхности, полученная и переданная с БЛА, сразу же принимается широкополосной радиостанцией и поступает на устройства сбора, отображения и дешифрирования, уставленные на рабочих местах операторов обработки информации, где проводится дешифрирование и обработка полученной информации.
Обработанные и подготовленные данные о подстилающей поверхности передаются с помощью приемопередающей радиостанции, установленной на рабочем месте оператора передачи информации, потребителям информации в масштабе времени, близком к реальному, что существенно повышает оперативность и эффективность работы пункта управления.
Увеличение времени автономного применения и улучшение условий обитаемости наземного пункта управления обеспечивается наличием отсека-купе с полками-лежаками для отдыха операторов, наличием рундуков для хранения продуктов питания и резервуаром с запасом питьевой воды, а также установленным резервным баком горючего для электрогенератора энергопитания на базе приводного двигателя внутреннего сгорания.
Дополнительно отсек-купе оборудован аппаратом для восстановления работоспособности операторов.
Грузовой отсек оснащен стеллажами с регулируемыми по высоте горизонтальными полками с фиксирующими креплениями для размещения элементов конструкций беспилотных летательных аппаратов, что делает возможным перевозку элементов конструкции БЛА различных типов и габаритов.
Необитаемые грузовой и технологический отсеки оборудованы самосрабатывающими системами пожаротушения и разделены по всей ширине и высоте жесткой огнестойкой перегородкой.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1…4 изображен общий вид одного из возможных вариантов исполнения предложенного наземного пункта управления, сбора, обработки и передачи информации. На фиг. 1 изображен вид слева; на фиг. 2 изображен вид сверху - внутренний план кузова-фургона транспортного средства и кузова-фургона прицепа; на фиг. 3 изображен вид сзади кузова-фургона транспортного средства; на фиг. 4 изображен вид справа.
Наземный пункт управления, сбора, обработки и передачи информации на базе шасси 1 специального транспортного средства и буксируемого прицепа 2, содержащий коробчатый замкнутый кузов-фургон 3 с жестким каркасом, двигатель 4, дополнительный бак 5 и систему раздачи горючесмазочных материалов 6, трансмиссию 7, ходовую часть 8, системы управления 9 и электроснабжения 10.
Коробчатый замкнутый кузов-фургон 3 установлен на шасси 1 специального транспортного средства и разделен внутри жесткими перегородкам 11 на отсеки, под полом кузова-фургона в районе дверей установлены откидные трапы 12.
Пункт управления содержит: отсек-купе 13, операторский 14, технологический 15 и грузовой 16 отсеки.
Коробчатый замкнутый кузов-фургон 3 транспортного средства разделен внутри по всей ширине жесткой перегородкой на два отсека: отсек-купе 13 и операторский отсек 14.
Отсек-купе 13 расположен в передней части кузова-фургона 3 транспортного средства по всей ширине кузова-фургона, имеет шумо- и теплоизоляцию. Отсек оснащен индивидуальной дверью 17 и окном 18, оборудован двумя рундуками 19 с полками-лежаками 20, двумя откидными полками-лежаками 21, столиком 22, аппаратом для восстановления работоспособности операторов 23 и резервуаром 24 с запасом питьевой воды.
Операторский отсек 14 расположен в задней части кузова-фургона транспортного средства по всей ширине, имеет шумо- и теплоизоляцию, оснащен индивидуальной дверью 17 и окном 18.
В операторском отсеке размещены пульты управления 25 внутренним освещением, генератором, отопителем и кондиционером, распределительный блок электроснабжения 26 аппаратуры и оборудования 27.
Операторский отсек 14 содержит три рабочих поста. Первые два рабочих поста предназначены для работы двух расчетов, расчет состоит из оператора управления и оператора обработки информации, каждый рабочий пост оборудован двумя креслами 28, закрепленными на полу в направляющих рельсового типа для перемещения и столом 29 с модемом 30 командной радиолинии, устройствами управления 31 и отображения 32 для операторов управления, широкополосной радиостанцией 33, устройствами сбора 34, отображения 35 и дешифрирования 36 информации о подстилающей поверхности для операторов обработки информации. Третий рабочий пост предназначен для работы оператора передачи информации и оборудован креслом 37, закрепленным на полу в направляющих рельсового типа для перемещения, и столом 38 с приемопередающей радиостанцией 39.
Пункт управления снабжен дополнительными аккумуляторными батареями 40 электропитания аппаратуры.
Отопитель 41 и наружный блок кондиционера 42 размещены снаружи кузова-фургона 3.
Кузов-фургон буксируемого прицепа 2 на автомобильном шасси с коробчатым замкнутым жестким каркасом разделен внутри по всей ширине и высоте жесткими огнестойкими перегородками 43 на технологический отсек 15 и грузовой отсек 16.
Технологический отсек 15 расположен в передней части кузова-фургона буксируемого прицепа 2 по всей ширине, оснащен индивидуальной дверью 44.
Технологический отсек содержит электрогенератор 45 на базе приводного двигателя 46 внутреннего сгорания энергопитания наземного пункта управлении, резервный бак горючего 47 для электрогенератора и самосрабатывающую систему пожаротушения 48.
Грузовой отсек 16 расположен в задней части кузова-фургона буксируемого прицепа 2 по всей ширине, оснащен распашными бортами 49.
Грузовой отсек 16 оснащен стеллажами 50 с регулируемыми по высоте горизонтальными полками с фиксирующими креплениями для размещения элементов конструкций беспилотных летательных аппаратов 51, баллоном со сжатым воздухом 52, местом для укладки пусковой установки 53 и самосрабатывающей системой пожаротушения 48.
Воздушный компрессор 54 установлен на шасси специального транспортного средства и соединен пневматической магистралью 55 с баллоном со сжатым воздухом 52, электрогенератор 45 на базе приводного двигателя 46 внутреннего сгорания энергопитания наземного пункта управления подключен к пульту управления генератором 25, установленным в операторском отсеке 14, кроме того, пункт управления снабжен комплектом приемопередающих антенн 56.
Наземный пункт управления, сбора, обработки и передачи информации на базе шасси специального транспортного средства и буксируемого прицепа работает следующим образом. После загрузки грузового отсека 16 элементами конструкций требуемых типов беспилотных летательных аппаратов 51, заправки топливного бака шасси 1, дополнительного бака 5 и резервного бака 47 пункт управления выдвигается к месту запуска БЛА.
После прибытия в место назначения проводится выгрузка из места укладки и монтаж пусковой установки 53, подключение ее к баллону со сжатым воздухом 52.
Из грузового отсека 16 производится выгрузка элементов конструкций беспилотных летательных аппаратов 51, при необходимости происходит их сборка.
БЛА устанавливается на пусковую установку 53, проводится его заправка топливом из дополнительного бака 5 с помощью системы раздачи горючесмазочных материалов 6.
Включается распределительный блок электроснабжения 26 аппаратуры и оборудования 27, подается электрическое питание для всех устройств и аппаратуры в операторском отсеке.
В режиме малого потребления электроэнергии распределительный блок может обеспечивать электроснабжение устройств и аппаратуры от заряженных дополнительных аккумуляторных батарей 40.
При увеличенной нагрузке (работа отопителя 41, освещения и др.), а также при разрядке дополнительных аккумуляторных батарей 40 или включении кондиционера, запускается электрогенератор 45 на базе приводного двигателя 46 внутреннего сгорания. При этом проводится зарядка дополнительных аккумуляторных батарей 40.
Включается бортовое питание БЛА.
Программа полета БЛА (траекторные параметры в зависимости от времени) и ключ для криптографического преобразования данных вводятся непосредственно в БЛА оператором управления.
Далее по командной радиолинии с помощью радиомодема 30 и непосредственно через комплект приемопередающих антенн 56 проводится дистанционное тестирование БЛА, а также осуществляется запуск его двигательной установки.
На пусковую установку 53 от баллона со сжатым воздухом 52 поступает импульс от действия сжатого воздуха. При помощи пусковой установки 53 БЛА разгоняется до необходимой для начала полета скорости, летательный аппарат начинает полет, проводя радиообмен с наземным пунктом управления.
При уменьшении давления в баллоне со сжатым воздухом 52 воздушный компрессор 54, установленный на шасси специального транспортного средства и соединенный пневматической магистралью 55 с баллоном со сжатым воздухом 52, закачивает воздух в баллон.
Указанные работы и контроль за полетом БЛА проводит один из операторов управления, находящийся в операторском отсеке 14 за рабочим столом 38 в кресле 37, которое перемещается по направляющим рельсового типа 57. На устройство отображения 32 выводиться информация о параметрах полета БЛА и изображение подстилающей поверхности по трассе полета.
При необходимости, с целью получения уточненной информации о подстилающей поверхности на отдельных участках местности, оператор управления, используя устройство управления 31, переходит из автоматического режима полета по заранее заданной программе полета в режим ручного управления.
Информация о подстилающей поверхности, полученная с сенсоров и переданная с БЛА, принимается широкополосной радиостанцией 33 и поступает на устройства сбора 34, отображения 35 и дешифрирования 36.
По результатам дешифрирования полученной информации оператор обработки информации готовит донесение и передает его оператору передачи информации, который передает его с помощью приемопередающей радиостанции 39 потребителям.
Аналогичным образом происходит организация запуска и полета второго БЛА.
В свободное от работы время операторы отдыхают в отсеке-купе 13 и восстанавливают свою работоспособность на специальном аппарате для восстановления работоспособности операторов 23.
После окончания работ свертывание пункта управления происходит в обратном порядке.
Заявляемое изобретение может быть использовано при создании мобильных наземных универсальных пунктов управления с длительным периодом автономного функционирования для обеспечения работы с различными типами БЛА наблюдения ближнего и среднего радиуса действия, в задачу которых входит сбор, обработка и оперативная передача информации о подстилающей поверхности.
Источники информации
1. Патент на изобретение RU №2407658 «Наземный пункт управления на базе шасси специального транспортного средства», МПК B60P 9/00, B60P 3/14, опубликован 27.12.10 г., Бюллетень №36.
2. Патент на изобретение RU №2486078 «Наземный пункт управления на базе шасси специального транспортного средства», МПК B60P 9/00, B60P 3/14, опубликован 27.06.13 г., Бюллетень №18.