БРОНЕПОЕЗД
ARMOURED TRAIN

Изобретение относится к военной технике, в частности к способам охраны и обороны границы, ведения боя и борьбы с террористами. Разработана конструкция устройств охраны, стрелкового оружия для установки на сочлененной мобильной установке, с целью дистанционного управления стрельбой и система дистанционной охраны и обороны объекта и защиты электронной аппаратуры системы управления от вибронагрузок при стрельбе.
6
Известен станок для отстрела оружия по пат. РФ №2082932, МПК F41A 31/00, опубл. 27.06.97 г. Станок содержит массивное основание, приспособление для фиксации и задний упор. Приспособление не предназначено для боевых действий и не содержит системы дистанционного управления.
6
Известна установка для крепления оружия на транспортном средстве по пат. РФ №2026527, МПК F41А 23/34, прототип, которая содержит ствол, привода горизонтального и вертикального перемещения и ограничители углов поворота ствола в горизонтальной и вертикальной плоскости. Стрельба ведется с транспортного средства, прицеливание осуществляет стрелок путем горизонтального и вертикального поворота ствола вручную. Перемещение транспортного средства и его разворот обеспечивают дополнительное расширение сектора обстрела.
Недостатки устройства заключаются в том, что оно не предназначено для дистанционного управления стрельбой, а стрелок во время боевых действий подвергается значительной опасности. Система дистанционного контроля (охраны) вообще не предусмотрена.
Известны способ и устройство для радиоволнового обнаружения нарушителя по патенту РФ на изобретение №2145441. Этот способ тревожной сигнализации, предназначенный для усиления охраны границ дополнительно с другими известными мероприятиями. Для реализации этой цели в изобретении поставлены следующие технические задачи: ввести в состав чувствительного элемента признаки, обеспечивающие возможность синхронизации и энергопитания разнесенных в пространстве передатчика и приемника устройства, ввести признаки, уточняющие процедуру регулирования фазы пространственной волны.
Технический результат достигается тем, что в способе и устройстве с разнесенными в пространств передатчиком и приемником ВЧ колебаний линии поверхностных радиоволн выполняет несколько функций: чувствительного элемента извещателя охраны, линии НЧ, временной синхронизации и линии энергопитания передатчика.
Известна система охраны и обороны по патенту РФ на изобретение №2270973, прототип, которая содержит, по меньшей мере, одну единицу дистанционно управляемого стрелкового оружия с приводами горизонтального и вертикального перемещения и управляющий компьютер, к которому эта система подключена.
Недостаток - система не адаптирована для охраны и обороны границы, а именно:
- не позволяет надежно выявить нарушителя, т.к. применение небольшого числа видеокамер не гарантирует обнаружение нарушителя,
- не позволяет предупредить нарушителя,
- не позволяет отразить атаку с применением тяжелой артиллерии и бронетехники.
Задача создания полезной модели - обеспечение дистанционного ведения охраны и обороны, в том числе и ведение боя с нарушителями границы с использованием дистанционно управляемого оружия.
Решение указанной задачи достигнуто за счет того, что в бронепоезде, содержащем локомотив, имеющий привод, стрелковое оружие, систему управления движением и стрельбой, отличающемся тем, что бронепоезд выполнен сочлененным из локомотива, установленного на колесных парах и оборудованного в качестве привода двумя реактивными двигателями, установленными в мотогондолах и прикрепленных к боковым стенкам корпуса локомотива, и бронированного боевого вагона, соединенных между собой сцепкой и гибким кабелем, система управления движением и стрельбой выполнена из двух частей: бортовой, размещенной в локомотиве и в боевом вагоне, и стационарной, размещенной вне них, при этом в локомотиве смонтирована бортовая система управления движением и стрельбой, в боевом вагоне установлена, по меньшей мере, одна единица дистанционно управляемого стрелкового оружия и привода управления стрельбой. Бортовая система управления движением и стрельбой может содержать установленные в локомотиве бортовой компьютер, соединенный с бортовым приемно-передающим устройством с бортовой антенной, привода управления стрельбой и контроллер приводов, соединенный с компьютером, по меньшей мере, одну видеокамеру и, по меньшей мере, один тепловизор и, по меньшей мере, один микрофон, подключенные к бортовому компьютеру. Система управления движением и стрельбой может содержать, по меньшей мере, один датчик регистрации ударных нагрузок, установленный на корпусе локомотива, подключенный через контроллер безопасности к бортовому компьютеру. Система управления движением и стрельбой может содержать, по меньшей мере, одну пару установленных на колесных парах локомотива датчиков боковых усилий, подключенных через контроллер управления к бортовому компьютеру. Стационарная система управления движением и стрельбой содержит управляющее приемно-передающее устройство с управляющим компьютером, имеющим монитор, и устройство управления, например «джойстик».
Сущность изобретения поясняется на фиг.1…10, где:
на фиг.1 приведена принципиальная упрощенная схема бронепоезда,
на фиг.2 приведена схема бронепоезда и системы управления движением и стрельбой,
на фиг.3 приведена блок-схема системы,
на фиг.4 показана блок-схема системы управления с датчиками ударных нагрузок,
на фиг.5 приведена блок схема системы с датчиками боковых усилий на колесных парах,
на фиг.6 показан локомотив,
на фиг.7 приведен разрез по А-А фиг.6,
на фиг.8 показан внешний вид локомотива,
на фиг.9 приведена схема установки датчиков боковых усилий на колесных парах локомотива,
на фиг.10 приведен привод локомотива - газотурбинный двигатель.
Бронепоезд содержит (фиг.1) локомотив 1, имеющий тяговый привод 2, стрелковое оружие 3, систему управления движением и стрельбой 4. Бронепоезд выполнен сочлененным из локомотива 1, установленного на колесных парах 5, контактирующих с рельсами 6. Локомотив оборудован в качестве привода 2 двумя реактивными двигателями 7, установленными в мотогондолах 8 и прикрепленных к боковым стенкам 9 корпуса 10 локомотива 1, и бронированного боевого вагона 11, соединенных между собой сцепкой 12 и гибким кабелем 13. Система управления движением и стрельбой 4 выполнена из двух частей: бортовой системы 14, размещенной в локомотиве 1 и в боевом вагоне 11 и стационарной 15, размещенной вне них, при этом в локомотиве 1 смонтирована бортовая система управления движением и стрельбой 14, в боевом вагоне 11 установлена, по меньшей мере, одна единица дистанционно управляемого стрелкового оружия 16 и привода управления стрельбой, а именно, привод вертикального перемещения 17, привод горизонтального перемещения 18 и привод спускового механизма 19. Бортовая система управления движением и стрельбой 14 может содержать установленные в локомотиве 1 бортовой компьютер 20, соединенный электрическими связями 21 с бортовым приемно-передающим устройством 22, которое, в свою очередь, соединено с бортовой антенной 23, привода управления стрельбой 17…19 и контроллер оружия 24, соединенный с бортовым компьютером 20 электрическими связями 21 и гибким кабелем 13.
На крыше локомотива 1 установлен вертикальный аэродинамический руль 25, имеющий привод руля 26. Привод руля 26 соединен электрическими связями 21 с компьютером 20.
Кроме того, локомотив 1 оборудован, по меньшей мере, одной видеокамерой 27 и, по меньшей мере, один тепловизором 28 и, по меньшей мере, одним микрофоном 29. Стационарное управляющее оборудование соединено с бортовым оборудованием для управления движением и стрельбой 14 через антенну 23 и приемно-передающее устройство 22 посредством радиоканала 30.
Система управления движением и стрельбой 4 может содержать приемник системы глобального позиционирования 31, например GPS или Глонасс.
Стационарная система управления движением и стрельбой 15 содержит управляющее приемно-передающее устройство 32 с антенной 33, подключенной к нему, и с управляющим компьютером 34, имеющим монитор 35, и устройство управления 36, например «джойстик».
Каждая единица дистанционно управляемого стрелкового оружия 16 (фиг.3) содержит привод вертикального перемещения 17, привод горизонтального перемещения 18, привод спускового механизма 19, оптический прицел 37, видеокамеру наведения 38, лазерный целеуказатель 39, установленные или соединенные со стволом 40, который установлен на платформе 41 при помощи шарнира 42. Контроллер оружия 24 соединен электрическими связями 21 с приводами 17, 18, 19. Компьютер 20 соединен электрическими связями 21 с оптическим прицелом 37, видеокамерой наведения 38 и лазерным целеуказателем 39.
На фиг.4 приведена система, содержащая дополнительно подключенные к бортовому компьютеру 20 через контроллер 43 один или несколько датчиков ударных нагрузок 44, закрепленных на корпусе 10 локомотива 1.
На фиг.5 приведен вариант исполнения системы управления движением и стрельбой, в которой к бортовому компьютеру 20 через контроллер 43 подключены, по меньшей мере, одна пара датчиков боковых усилий 45а и 45b.
Конструкция локомотива 1 показана на фиг.6…8. Локомотив 1 (фиг.6…8) содержит корпус 10, имеющий боковые стенки 9. Корпус 10 установлен на общей платформе 46 (фиг.6).
Газотурбинные двигатели 7 (фиг.6 и 7) при помощи силовых валов 47 соединены с редуктором 48. Силовые валы 47 также имеют управляемые муфты 49.
Газотурбинные двигатели 7 (фиг.10) содержат входное устройство 50 и два турбокомпрессора: первый турбокомпрессор - 51 и второй турбокомпрессор - 52, выполненных по биротативной схеме, т.е. без сопловых и направляющих аппаратов, с возможностью вращения в противоположные стороны. Первый турбокомпрессор 51 содержит компрессор низкого давления 53 и турбину низкого давления 54. Второй турбокомпрессор 52 содержит компрессор высокого давления 55 и турбину высокого давления 56. Компрессор низкого давления 53 содержит, по меньшей мере, одно рабочее колесо 57. Турбина низкого давления 56 содержит также, по меньшей мере, одно рабочее колесо 58. Рабочие колеса 57 и 58 первого турбокомпрессора 51 соединены внутренним валом 59. Аналогично, компрессор высокого давления 55 содержит, по меньшей мере, одно рабочее колесо 57, а турбина высокого давления 56 содержит, по меньшей мере, одно рабочее колесо 58. Рабочие колеса 57 компрессора высокого давления 55 и рабочее колесо (колеса) 58 турбины высокого давления 56 соединены внешним валом 60. Внутренний вал 59 установлен на подшипниках 61, а внешний вал 60 установлен на подшипниках 62. Газотурбинный двигатель 7 имеет внешний корпус 63, к которому крепится камера сгорания 64 с форсунками 65, к внешнему корпусу 63 также крепятся при помощи ребер 66 входное устройство 50 и при помощи ребер 67 реактивное сопло 68. Перед камерой сгорания 64 установлен спрямляющий направляющий аппарат 69, а за камерой сгорания 64 - сопловой аппарат 70.
Топливная система каждого газотурбинного двигателя 7 содержит топливопроводы 71а и 71b, в которых установлены топливные насосы 72а, 72b, соединенные с приводами 73а и 73b. Локомотив оборудован блоком управления 74, соединенным с бортовым компьютером 20.
К блоку управления 74 также подключены приводы 73а и 73b топливных насосов 72а и 72в (левой и правого газотурбинного двигателя 7).
При работе сначала по очереди запускают газотурбинные двигатели 7, раскручивают стартером (на фиг.1…10 не показан) один из турбокомпрессоров 51 или 52, одного газотурбинного двигателя 7, запускают привод 73а, который раскручивает топливный насос 72а, топливо по топливопроводу 71а подается в форсунки 65 камеры сгорания 64, где воспламеняется при помощи пирозапальника или электрозапальника (на фиг.1…10 не показан). Продукты сгорания проходят через турбину высокого давления 56 и турбину низкого давления 54. Мощность с турбин 56 и 54 передается на компрессоры 55 и 53, которые сжимают воздух, идущий в камеру сгорания 64. Значительная часть мощности (70…80%) подается на колесные пары 5 и создают тягу локомотива 1. Кроме того, два тяговых привода 2, выполненные в виде газотурбинных двигателей 7, создают дополнительно реактивную тягу 20…30% от общего тягового усилия.
При отказе одного газотурбинного двигателя 7 он отключается при помощи управляемой муфты 49, а локомотив 1 продолжает движение, не снижая скорости за счет форсирования второго газотурбинного двигателя 7. Возникшее при этом боковое усилие компенсируется при помощи вертикального аэродинамического руля 25, которым управляет привод руля 26. Одновременно режим работы газотурбинных двигателей регулируется топливными насосами 72а и 72b.
Управление осуществляет компьютер 20 по показаниям датчиков боковых усилий 45а и 45b, при этом газотурбинный двигатель 7, находящийся на той стороне, на которой показания датчика бокового усилия 45а или 45b увеличиваются, переводится на повышенный режим работы или отключается, одновременно привод 26 поворачивает вертикальный аэродинамический руль 25 до выравнивания боковых усилий
прав
лев
Р=Р.
Останов газотурбинных двигателей 7 осуществляется прекращением подачи топлива. Реверсирование осуществляют при помощи редуктора или применением реверса на газотурбинных двигателях 7 (детально это устройство в материалах заявки не приведено). Аварийный останов осуществляется выключением основных силовых установок 8 и торможением колесных пар 15, а маневрирование использованием вспомогательного дизельного двигателя.
При ведении боя
При работе системы при помощи видеокамеры 27 или тепловизора 28 (в темное время суток) обнаруживает цель оператор, который находится вне бронепоезда на значительном расстоянии от него, при помощи устройства управления движением и стрельбой 4 наводит дистанционно управляемое оружие 16 на цель и приводит в действие привода 17, 18 и 19 для наведения оружия и стрельбы по цели.
Применение изобретения позволило:
1. вести боевые действия дистанционно, находясь на значительном расстоянии в безопасном месте;
2. уменьшить или практически полностью исключить потери операторов, улучшить комфортные условия их дежурства и увеличить эффективность стрельбы по противнику;
3. улучшить и полностью автоматизировать управление локомотива за счет применения блоков управления, датчиков, управляемых муфт и вертикального аэродинамического руля;
4. повысить боевые способности бронепоезда, усилив бронирование и вооружение и при уменьшении габаритов за счет отказа от экипажа;
5. повысить надежность локомотива за счет связи при помощи трансмиссии двух двигательных установок: основной силовой и вспомогательного дизеля и возможности продолжения полета при отказе одного из них;
6. обеспечить маневрирование локомотива с применением вспомогательного дизеля;
7. повысить КПД всех двигательных силовых установок за счет более рациональной компоновки всех силовых установок, наличия двух каскадов компрессора и турбины у всех силовых установок и регенерации тепла на входе в основную силовую установку. Особенно значительно улучшены тяговые и весовые характеристики и уменьшен осевой габарит основной силовой установки локомотива за счет применения биротативной схемы;
8. облегчить запуск за счет раскрутки только одного ротора основной силовой установки без раскручивания другого ротора;
9. облегчить условия работы роторов основных силовых установок за счет возможности их взаимного проскальзывания одного из двух роторов и их работы на различающихся частотах вращения;
10. уменьшить вес и габариты основной силовой установки, особенно осевой габарит, что важно для локомотива, предназначенного для бронепоезда за счет применения биротативной схемы;
11. обеспечить противоположное вращение ступеней роторов основной силовой установки без применения редуктора.