УСТРОЙСТВО СИГНАЛЬНОЕ

1. Область техники, к которой относится полезная модель.
Согласно международному патентному классификатору (МПК 8) полезную модель можно отнести к области техники по разделу F ".....Оружие и боеприпасы…", подклассу F41J1/18 "стрельбища и полигоны". Полезная модель относится к техническому решению, относящемуся к устройству (далее по тексту - устройство сигнальное), основное назначение которого на стрельбищах и полигонах выражается в управлении действиями стреляющих подразделений (личного состава) с помощью оптических (визуальных) и акустических (звуковых) сигналов (команд).
Перечень обобщенных понятий, примененных в описании (Большой энциклопедический словарь и словарь Ушакова):
"Свет - в узком смысле - электромагнитные волны в интервале частот, воспринимаемых человеческим глазом. Длина волн от 760 нм (красный) до 380 нм (фиолетовый). В широком смысле - то же, что и оптическое излучение. Под оптическим излучение понимается - электромагнитные волны с длиной в диапазоне от 1 нм до 1 мм. К оптическому излучению помимо воспринимаемого человеческим глазом видимого света относятся инфракрасное и ультрафиолетовое излучения" - Большой энциклопедический словарь;
"Источники света" - излучатели электромагнитной энергии в оптической части спектра. Различают источники света естественные Солнце (атмосферные электрические разряды) и искусственные, превращающие энергию какого-либо вида в энергию оптического излучения (лампы накаливания, люминесцентные лампы, газоразрядные лампы высокого давления и др.).
"Импульсный источник света" - источник света, предназначенный для получения световых вспышек высокой интенсивности длительностью от долей мкс до десятков мс. Различают импульсные источники света с использованием светового излучения низкотемпературной плазмы (лампа-вспышка, лампа накачки), с кратковременным возбуждением люминофора, а также импульсные лазеры.
"Источник тока - устройства, преобразующие различные виды энергии в электрическую. Условно, различают химические источники тока, в которых электроэнергия вырабатывается в результате окислительно-восстановительной реакции (гальванические элементы), и физические источники тока, преобразующие тепловую, механическую, электромагнитную, а также энергию радиационного излучения и ядерного распада в электрическую (электромагнитные генераторы, термоэлектрические генераторы, солнечные и ядерные батареи и др.). Химические источники тока делятся на первичные (гальванические элементы и батареи из них), вторичные (электрические аккумуляторы и аккумуляторные батареи) и топливные элементы";
"Линия связи - совокупность технических устройств и физической среды, обеспечивающая передачу и распространение сигналов от передатчика к приемнику. Составная часть канала электросвязи. В системах многоканальной связи уплотняется и принадлежит одновременно многим каналам. По физической природе передаваемых сигналов различают электрические (проводные и радио), акустические и оптические линии связи;
"Соединение - соединененное, 1. только ед. Действие по глаг. соединить - соединять и соединиться - соединяться. 2. Место, где что-н. соединено. 3. Связь, сочетание, объединение чего-н. в одном";
"Соединить - соединю, соединишь, сов. (к соединять). 1. кого-что. Составить из чего-н. одно целое, объединить, собрав. 2. что. Скрепить одно с другим, связать вместе. 3. кого-что чем. Установить сообщение, связь, привести к единению посредством чего-н";
"Пульт управления - устройство в виде стола, колонки, стенда и т.д. с размещенными на его лицевых частях (панелях) органами управления, средствами отображения информации....";
"Надежность - комплексное свойство технического объекта (прибора, устройства, машины, системы); состоит в его способности выполнять заданные функции, сохраняя свои основные характеристики (при определенных условиях эксплуатации) в установленных пределах. Надежность охватывает безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. Показатели надежности -вероятность безотказной работы, наработка на отказ, технический ресурс, срок службы и др.";
"Упростить - упрошу, упростишь, сов. (к упрощать), что. 1. сделать более простым, уменьшить сложность чего-н. Упростить конструкцию машины. Упростить задачу";
2. Уровень техники.
Из уровня техники по Европейской поисковой системе EPO-espacenet, Американской USPTO и платной базе ФИПС, аналоги не выявлены.
История создания и использования аналогичных устройств сигнальных приходится на послевоенный период - с 1946 года, когда соединения и части были передислоцированы на пункты постоянной дислокации. В этот период интенсивно создавались учебные объекты огневой и тактической подготовки войск. К ним относятся такие объекты, как танковая директриса и директриса боевых машин пехоты (бронетранспортеры, а в последующем БМП), войсковое стрельбище, учебные тактические поля. На этих объектах личный состав отрабатывал учебные упражнения по практической стрельбе из штатного оружия и вооружения бронеобъектов по установленным в поле мишеням, а также упражнения по выполнению определенных нормативов по действию личного состава при вооружении.
Как правило, эти объекты оборудуются командными пунктами, с которых руководитель стрельбы управляет мишенным оборудованием и личным составом (экипажами боевых машин), участвующих в стрельбах.
С целью обеспечения безопасности стрельб командные пункты оборудуются сигнальными устройствами в виде флагов красного и белого цвета, установленным на флагштоках. Когда стрельба не велась, поднимался белый флаг, сигнализирующий о том, что операторам мишенного поля и личному составу можно выходить в поле для проверки мишенного оборудования и уточнения результатов стрельбы. Поднятый красный флаг, сигнализировал о том, что ведется боевая стрельба, и выход на мишенное поле категорически воспрещен. В ночное время флаги заменялись постоянно включенными электрическими лампочками белого и красного цвета соответственно.
По мере развития техники флаги были заменены т.н. визуально-сигнальным устройством (фиг.1), которое представляло из себя электромеханическое устройство в виде электромеханического поворотного привода, установленное на крыше командного пункта и управляемого с него, на котором установлены складывающиеся по парно восемь металлических сектора круга диаметров в 1,0 метр, окрашенные с двух сторон в белый и красный цвета соответственно. Четыре сектора закреплены на неподвижной оси, четыре других на подвижной оси, соединенной с электромеханическим поворотным приводом. Визуально это воспринимается как шар, в исходном положении окрашенный в белый цвет. При повороте подвижной оси на 90 градусов, сектора круга смещаются таким образом, что шар становится окрашенным в красный цвет. В верхней части привода на отдельной планке установлены две лампы (лампочки накаливания) белого и красного цвета соответственно. Электропитание электропривода и ламп осуществляется от промышленной сети переменного тока напряжением 220 вольт или 127 вольт, заведенной на командный пункт. Традиционно, такие визуально-сигнальные устройства изготавливались силами войск в окружных мастерских учебного оборудования и эксплуатируются по настоящее время. Такое сигнальное устройство является аналогом рассматриваемой полезной модели.
Наличие перечисленных выше сигнальных устройств на объектах огневой подготовки войск предписывается наставлениями по проведению боевых стрельб, например "Наставлением по огневой подготовке в органах внутренних дел РФ" (источник информации на сайте http://www.lawrussia.ru/bigtexts/law_3760/index.htm, статьи 12-14).
К основным недостаткам, рассмотренного выше сигнального устройства, относятся:-
- низкая надежность. Так, например, при пропадании электропитания на командном пункте, или повреждении электромеханического поворотного устройства по каким-либо причинам, перевод его в ручном режиме из одного положения в другое весьма проблематичен, а других дублирующих средств подачи визуальных сигналов нет. Лампочки накаливания имеют низкий ресурс работы и могут отказать в любой момент проведения стрельб. Кроме того, такое устройство обладает значительной парусностью и наблюдались случаи их падения, или выхода из строя из-за сильных порывов ветра. Все эти моменты связаны со снижением безопасности проведения боевых стрельб;
- плохое восприятие человеческим глазом такого сигнального устройства при значительном удалении от него, а также при небольшом тумане, задымлении и слабом снеге. Военнослужащие и обслуживающий персонал, имеющие отклонения в цветоощущении (цветоанамалы - а таких не мало) вообще не различают (не воспринимают) подаваемые с такого сигнального устройства сигналы (команды). Были неоднократные случаи, когда при проведении тактических учений с боевой стрельбой в ночных условиях экипажи боевых машин открывали огонь в сторону командного пункта, принимая светящуюся лампочку на визуальном сигнальном устройстве за лампочку (такого же типа) на указателе основного направления стрельбы, установленного на мишенном поле. К счастью, обходилось без человеческих жертв, только командные пункты подвергались значительным разрушениям;
- относительная сложность устройства, обусловленная наличием мощного электромеханического привода, осуществляющего поворот значительной массы металлической конструкции.
Раскрытие полезной модели.
Признаки относятся к существенным, если они влияют на возможность получения технического результата, т.е. находятся в причинно-следственной связи с указанным результатом. Технический результат представляет собой характеристику технического эффекта, явления, свойства и т.п., объективно проявляющихся при изготовлении либо использовании устройства.
К сходным существенным признакам аналога и рассматриваемой полезной модели можно отнести:-
- источник света;
- линия связи;
- пульт управления, соединенный с источником света по линии связи;
- источник тока, соединенный с источником света и пультом управления.
Сущность рассматриваемой полезной модели, как технического решения, выражается в совокупности вышеприведенных сходных с аналогом существенных признаков и признаков, отличающих их от аналога, достаточных для достижения обеспечиваемого полезной моделью технического результата, выражающегося в устранении недостатков, присущих аналогу, с целью повышения восприятия его человеком, повышения его идентификации и дальности обнаружения, упрощения конструкции, а в частных случаях использования (вариантах исполнения) с целью повышения надежности применения устройства сигнального в целом и его информативности.
Для этого в устройство введены дополнительные элементы и устройства. К существенным признакам полезной модели, отличающей ее от аналогов, относятся:
- наличие импульсных источников света;
- наличие резервных источников тока;
- наличие устройства коммутации основного, или резервного источника тока к импульсному источнику света и пульту управления;
- наличие излучателей сигналов звуковой частоты, соединенных с пультом управления усилителей мощности сигналов звуковой частоты, выход которого соединен с излучателями сигналов звуковой частоты, а входы с источником звука;
- наличие в пульте управления постоянного, или перепрограммируемого источника звуковых сигналов (команд).
Использование импульсного источника света, вместо постоянного включенного источника света в виде лампочек накаливания, обеспечивает более высокую степень восприятие человеческим глазом световых (визуальных) сигналов и на значительном удалении от человека, а также, более высокую степень визуальной идентификации его от источников света постоянного излучения.
Промышленностью выпускается большой ассортимент импульсных источников света, используемых в различных областях техники. Например, в качестве импульсного источника света в рассматриваемой полезной модели можно использовать импульсную лампу РВ 2005 (источник информации вэб сайт http://www.securpress.ru/model.php?m=35&c=80), или применить всевозможные импульсные проблесковые маячки, что для специалиста (разработчика) не представляет трудностей.
Описание такого устройства сигнального может быть выражено формулой:
1. Устройство сигнальное, состоящее из одного, или нескольких, источников света, одной или нескольких линий связи, пульта управления соединенного по линиям связи с источниками света, источника тока соединенного с пультом управления и источником света, отличающееся тем, что в устройстве использованы один, или несколько импульсных источника света (или источники света выполнены импульсными).
В частном случае, с целью повышения надежности применения устройства сигнального в него введены один, или несколько, резервных (аварийных) источника тока и устройство коммутации питающих цепей, выход которого соединен с импульсным источником света, а входы с источником тока и резервными источниками тока, при этом устройство коммутации может располагаться, как в пульте управления, так и вне него. Устройство коммутации питающих цепей может быть различного исполнения. Например, в простейшем случае можно использовать простой галетный переключатель, или использовать традиционную диодную развязку (фиг.2). В исходном состоянии электропитание импульсного источника света осуществляется от основного источника тока 1 черед диод VD1. Через диоды VD2 и VD3 к нему подключен резервный (аварийный) источник тока 2, электропитание от которого будем осуществляться только в том случае, когда пропадет электропитание от источника тока 1, при этом источники тока 1 и 2 должны иметь одинаковые выходные напряжения. Имеется множество вариантов исполнения устройств коммутации питающих цепей, подбор которых для специалиста (разработчика) не представляет трудностей. Данный частный случай исполнения устройства сигнального можно выразить зависимым пунктом формулы:
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него введены один, или несколько, резервных источников тока и устройство коммутации питающих цепей, выходы которого соединены с импульсными источниками света, а входы с источником тока и резервными источниками тока, при этом устройство коммутации может располагаться, как в пульте управления, так и вне него.
С целью повышения информативности устройства сигнального в нем могут быть использованы импульсные источника света разного цвета свечения.
Например, с началом выполнения упражнений боевых стрельб включаются импульсные источник света желтого свечения, сигнализирующие начало (продолжение) боевой стрельбы и выход в поле личному составу категорически запрещен.
Включение импульсных источников света красного цвета сигнализирует стреляющим подразделениями, что можно открывать огонь по целям на мишенном поле, а включением импульсных источников света синего цвета -прекратить стрельбу, всем на исходный рубеж и т.д. и т.п.
Во всех случаях включение импульсного источника света любого цвета на командном пункте сигнализирует о том, что идет боевая стрельба, и выход за пределы исходного рубежа на мишенное поле категорически запрещен. Этот частный случай исполнения устройства сигнального можно выразить зависимым пунктом формулы.
3. Устройство по п.1. и п.2, отличающееся тем, что в нем используются импульсные источники света разного цвета свечения.
Для того чтобы резервный источник тока был всегда готов к применению (заряжен), например, в случае использования в качестве резервного источника тока аккумуляторных батарей, или накопителей электрической энергии, в устройство сигнальное введено зарядное устройство, вход которого соединен с постоянным источником тока, а выход с резервным (аварийным) источником тока. Преобразователей напряжения (тока) и зарядных устройств выпускается промышленностью достаточный ассортимент. Указанный частный случай можно выразить зависимой частью формулы.
4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в него введено одно или несколько устройств зарядки резервных источников тока, входы которых соединены с источником тока, а выходы с резервными источниками тока.
С целью повышения информативности рассматриваемого устройства сигнального в него введен один или несколько излучателей звуковых сигналов, соединенных с усилителями мощности звуковой частоты, имеющие микрофонные и линейные входы. Т.е. оптические (визуальные) сигналы могут дублироваться соответствующими звуковыми сигналами (командами), например, это очень хорошо для военнослужащих со слабым зрением. Кроме того руководитель стрельбы может давать стреляющим подразделениям, экипажам боевых машин, речевые команды, предусмотренные всевозможными наставлениями по проведению боевых стрельб на объектах огневой подготовки. Это могут быть, например, речевые команды, такие как - "ВНИМАНИЕ", "ВПЕРЕД", "ОГОНЬ", "ОТБОЙ", "К МАШИНАМ", НА ИСХОДНЫЙ РУБЕЖ", "РАЗРЯЖАЙ" и т.п.
Речевые команды могут дублироваться соответствующими звуковыми сигналами, предусмотренными руководствами и наставлениями по проведению боевых стрельб. Первичные звуковые сигналы могут подаваться на микрофонные, или линейные входы усилителей мощности звуковой частоты, как с внешних источников звука, например, с выхода звуковой карты ПЭВМ, магнитофона и т.п., так и с источника фиксированных звуковых сигналов (постоянное запоминающее устройство, перепрограммируемое ПЗУ и т.п.), которое размещено непосредственно в пульте управления устройством сигнальным. Кроме того, аналогично можно воспроизводить звуковую имитацию реального боя - разрывы снарядов, выстрелы из стрелкового оружия и пушечного вооружения, звук пролетающего самолета и т.п. Данный частный случай исполнения устройства сигнального можно выразить зависимым пунктов формулы.
5. Устройство по п.1. и п.2, отличающее тем, что в него введены один, или несколько излучателей сигналов звуковой частоты, с одним или несколькими микрофонными и линейными входами, один или несколько усилителей мощности сигналов звуковой частоты, выходы которых соединены по одной или нескольким линиям связи с излучателями сигналов звуковой частоты, при этом усилители мощности соединны с пультом управления и могут располагаться как в пульте управления, так и вне него, при этом пульт управления может комплектоваться источником фиксированных звуковых сигналов, выход которого соединен с микрофонными или линейными входами усилителей мощности звуковой частоты.
В районах с частыми проявлениями всевозможного рода атмосферных возмущений, например частые грозы, и где велика возможность форс-мажорных обстоятельств, при которых возможен выход из строя основных элементов устройства сигнального, например, от прямого попадания грозовых разрядов в командный пункт из строя могут выйти основной и резервные (аварийные) источники тока, или все импульсные источники света устройства сигнального, для этих случаев в устройство сигнальное введен флагшток с флагами белого и красного цвета с механическим устройством их подъема на высоту, что обеспечит повышение безопасности проведения боевых стрельб на объектах огневой подготовки войск. Данный частный случай исполнения устройства сигнального можно выразить зависимым пунктов формулы.
6. Устройство по п.1. и п.2, отличающее тем, что в него введен флагшток с флагами белого и красного цвета и механическим устройством их подъема на высоту.
4. Осуществление полезной модели.
Был изготовлен макетный образец устройства сигнального, соответствующего приведенному выше описанию, который с положительными результатами прошел полевые испытания.
Вывод.
Описанное выше устройство сигнальное может быть отнесено к "полезной модели" т.к. соответствует всем критериям ее оценки, а именно: -
- относится к устройству;
- является новым т.к. по уровню техники, в области техники, к которому оно относится, не выявлены устройства, которые бы по совокупности своих существенных признаков были идентичны рассматриваемому, включая характеристику по назначению;
- устройство является промышленно применимым.