Способ управления распределенными взрывоопасными предметами
CONTROL METHOD FOR DISTRIBUTED EXPLOSIVE ORDNANCE

Изобретение относится к области беспроводных сенсорных сетей (БСС) и может быть использовано для дистанционного управления взрывоопасными предметами, путем оперативного изменения их состояния.
Взрывоопасные устройства широко используются в горнодобывающей промышленности для проведения взрывных работ в открытых карьерах. Для размещения и управления такими устройствами, а также получения информации о результатах взрывных работ, широко используются беспилотные летательные аппараты (БПЛА) [5]. Указанные БПЛА могут также применяться для управления другими распределенными взрывоопасными предметами, например, минными полями.
Размещение элементов минных полей часто производится с применением средств авиации, на значительных площадях, не доступных для непосредственного управления, например, мины ПФМ-1 (противопехотная фугасная мина) «Лепесток» и (американские мины BLU-43/B «Dragontooth»).
Существенно большими возможностями управления обладают мины ПОМ-3 («Медальон») [2]. Конструкция мины ПОМ-3 «Медальон» и основные особенности работы имеющейся электроники позволяют организовывать минно-взрывные заграждения различными способами. Эти боеприпасы могут устанавливаться как вручную (простым разбрасыванием на указанной территории) или с применением различных систем дистанционного минирования, использующих унифицированные кассеты.
Из уровня техники известно множество возможных способов радиоуправления взрывоопасными предметами.
Наиболее близким по технической сущности
является способ управления минными заграждениями, использующими радиоуправляемые мины. При невозможности непосредственного контакта, радиопередатчик управления приходится располагать на достаточно большом расстоянии от заминированного участка. Мощности установленных на минах радиопередатчиков ответных сигналов возрастают, что делает указанные сигналы доступными для перехвата и приводит к существенному увеличению и удорожанию источников электропитания. Требуемая мощность радиопередатчика обычно увеличивается пропорционально квадрату расстояния, поэтому необходимо, по возможности сокращать расстояние между передающим и приемным устройствами.
Предлагаемое решение проблемы
состоит в том, чтобы сократить расстояния между управляющим приемопередатчиком и взаимодействующими непосредственно с ним приемопередатчиками, установленными на распределенных по площади объектах управления.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является
существенное уменьшение мощности радиосигналов и, как следствие, увеличение скрытности взаимодействия и уменьшение необходимой емкости источников электропитания объектов управления.
Сущность предлагаемого способа
управления распределенными взрывоопасными предметами заключается в том, что приемопередающее радиоустройство, непосредственно взаимодействующее с приемопередатчиками, установленными на взрывоопасных предметах, размещается на дистанционно управляемом беспилотном летательном аппарате (БПЛА), который доставляет указанное радиоустройство к месту расположения этих предметов.
Известный способ осуществляется следующим образом
:
Принцип реализации способа-прототипа демонстрирует Фиг. 1.
Способ предусматривает наличие следующих устройств:
1 - радиоприёмопередатчик,
2 - пульт управления,
3 - радиоуправляемые взрывоопасные предметы,
4 - миниатюрный радиоприемопередатчик с источником электропитания и электронным блоком управления,
5 - управление взрывом.
Радиоприёмопередатчик - 1, управляемый от пульта - 2, расположен на значительном расстоянии от радиоуправляемых взрывоопасных предметов - 3. Каждый предмет содержит радиоприемопередатчик - 4 и управление взрывом - 5, которое по сигналу приводится в активное или пассивное состояние. После получения команды, приемопередатчик - 4 посылает ответный сигнал о ее выполнении. Значительные расстояния между приёмопередатчиками 1 и 4 приводят к необходимости увеличения мощности передаваемых сигналов, что уменьшает срок непрерывной работы радиоэлектронной части взрывоопасных предметов и требует увеличения емкости источников их электропитания. Кроме того, уменьшается скрытность радиоуправления.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.
Реализация предлагаемого способа, с использованием БПЛА показана на Фиг. 2.
Помимо перечисленных выше элементов, предлагаемый способ предусматривает наличие следующего:
1 - беспилотный летательный аппарат (БПЛА), содержащий:
2 - приемопередатчик дальней связи,
3 - приемопередатчик ближней связи,
4 - электронный блок навигации и управления,
5 - блок электропитания.
Координаты взрывоопасных предметов фиксируются при их установке и заносятся заранее в память электронного блока 9.
При необходимости изменения состояний взрывоопасных предметов, производится запуск БПЛА - 6, который может действовать либо в автономном режиме по заложенной программе, либо по командам с пульта управления - 2. Наличие в БПЛА штатной видеокамеры позволяет уточнять его расположение вручную. Управление полетом БПЛА, передача видеоинформации и команд осуществляется через его приемопередатчик дальней связи - 7. При попадании БПЛА в зону радиоприема ближней связи, он устанавливает радиосвязь с приемопередатчиками выбранных предметов или производит выдачу широковещательных команд до получения подтверждения о выполнении команды от всех распределенных управляемых предметов. Таким образом, удается быстро активизировать либо заблокировать все (или частично) установленные взрывоопасные предметы.
Нахождение БПЛА в непосредственной близости по отношению к управляемым предметам позволяет уменьшить мощность сигналов их приемопередатчиков 4, что существенно снижает требования, предъявляемые к источникам электропитания этих предметов, практически обеспечивая их работу в режиме «активной радиометки» [3]. Это значительно повышает скрытность радиообмена. При необходимости, все распределенные взрывоопасные предметы могут взаимодействовать между собою по радиоканалам, образуя единую беспроводную сенсорную сеть [4], что повышает надежность управления. Наличие предлагаемого способа управления не исключает возможность установки на взрывоопасных предметах обычных средств самоликвидации.
ЛИТЕРАТУРА
1. Противопехотная фугасная мина «Лепесток» // URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%A4%D0%9C-1 (дата обращения 21.08.2021 г.).
2. Перспективная противопехотная мина ПОМ-3 «Медальон» // URL: https://topwar.ru/86566-perspektivnaya-protivopehotnaya-mina-pom-3-medalon.html (дата обращения 21.08.2021 г.).
3. Radio Frequency Identification // URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/RFID (дата обращения 21.08.2021 г.).
4. Беспроводные сенсорные сети. Под ред. Лихтциндера Б.Я. М.; «Горячая линия – Телеком», 2020. – 236 с.
5. Shahmoradi Ja., Talebi E. Roghanchi P., Hassanalian M. A Comprehensive Review of Applications of Drone Technology in the Mining Industry. Drones 2020, 4, 34; doi:10.3390/drones4030034 www.mdpi.com/journal/drones.