Комплект для скрытия понтонной переправы из парка ПП-2005 водно-аэрозольной завесой от оптико-электронных средств разведки
KIT FOR HIDING THE PONTOON CROSSING FROM THE PARK PP-2005 WITH A WATER-AEROSOL CURTAIN FROM OPTOELECTRONIC RECONNAISSANCE MEANS

Заявляемое изобретение относится к области маскировки переправ через водные преграды и предполагает повышение живучести понтонной переправы, выполненной с применением парка ПП-2005. Требуемый маскировочный эффект достигается в первую очередь за счет скрытия понтонной переправы от оптико-электронных средств разведки в видимом и инфракрасном диапазонах спектра электромагнитных волн.
Как известно скрытие объекта может быть достигнуто за счет реализации трех основных способов:
изменение физических параметров объекта (цвет, структура поверхности, отражательные и излучательные характеристики) таким образом, чтобы они максимально точно соответствовали параметрам подстилающей поверхности (фона), обеспечивая наименьший контраст;
постановка преграды между объектом и средством разведки путем использования различных скрывающих или имитирующих масок;
изменение характеристик окружающей среды между объектом и средством разведки для затруднения распространения электромагнитных волн соответствующего диапазона.
Учитывая размеры и протяженность понтонной переправы, характер подстилающей поверхности (вода), применение первых двух вышеперечисленных способов скрытия нецелесообразно, так как требует больших трудозатрат и применения широкой номенклатуры изделий и материалов. Основным способом скрытия переправ через водные преграды, в том числе и понтонной, является постановка протяженной аэрозольной завесы, в подавляющем большинстве случаев с применением различных средств дымопуска специализированного применения.
Известны дымовые машины, тепловые машины с комплектами диспергирующих устройств, аэрозольные генераторы, системы и комплекты дистанционного управления дымопуском, предназначенные для постановки аэрозольной дымовой завесы и поддержания ее в атмосфере в течение необходимого времени [1].
Известны малые, средние и большие дымовые шашки, отличающиеся по размеру и дымообразующим составам и состоящие из корпуса и воспламенительного устройства с воспламенительным составом. Указанные устройства предназначены для постановки маскирующих дымовых завес вручную, с использованием средств механизации (минного заградителя, вертолетного минного раскладчика), а также с использованием средств дистанционного управления дымопуском [2].
В качестве общих недостатков применения специализированных средств дымопуска, применительно к скрытию понтонной переправы, можно выделить во-первых, зависимость процесса постановки дымовой аэрозольной завесы от погодных условий и движения воздушных потоков, а также ограничения по координатам размещения средства постановки; во-вторых, необходимость привлечения специализированной ВВСТ и личного состава в дополнение к выполняющим задачу по оборудованию и содержанию понтонной переправы; в-третьих, необходим значительный запас материалов и изделий в случае необходимости постановки аэрозольной завесы в течение длительного времени.
Широко известен такой способ изменения параметров окружающей среды, как создание «искусственного тумана», а также устройства для его реализации в различных областях применения (например, «Распылитель жидкости», патент RU 2424835; «Устройство для распыления жидкости в газовой среде с образованием газокапельной струи с высокой кинетической энергией» патент RU 2283152, «Устройство для распыления жидкости», патент RU 2320425, «Устройство для распыления воды» патент RU 2511978, и другие). Как правило, принцип создания «искусственного тумана», основан на распылении воды под высоким давлением через форсунки, за счет чего происходит разделение жидкости на мелкодисперсные капли размером 10…20 мкм с последующим их испарением. Преимущества данного способа постановки аэрозольной завесы, применительно к понтонной переправе следующие:
в качестве расходного материала используется вода, количество которой по сути неограниченно;
существует возможность постановки водно-аэрозольной завесы в течение необходимого промежутка времени, а также возможность «включения» и «выключения» завесы в любой момент времени, что существенно расширяет тактику ее применения;
отсутствует необходимость привлечения специальной техники и средств, постановка завесы может осуществляться личным составом, выполняющим задачу по оборудованию и содержанию понтонной переправы;
нет необходимости осуществлять расчеты по координатам размещения средства постановки, слабая зависимость водно-аэрозольной завесы от погодных условий и направления ветра в случае распыления воды под высоким давлением.
В качестве прототипа, наиболее полно показывающего техническую сущность предлагаемого комплекта для скрытия понтонной переправы из парка ПП-2005 водно-аэрозольной завесой, выбран «Генератор постановки над наземным объектом управляемой водной пено-аэрозольной маски-помехи средствам наведения ВТО» (Патент 183038 РФ, опубл. 07.09.2018, Бюл. №25), содержащий расположенные на наружной поверхности объекта конструктивно увязанные между собой и поверхностью наземного объекта бак для жидкости, насос высокого давления, систему трубопроводов с периодически встроенными форсунками для распыления над объектом жидкости, а длина системы трубопроводов и конфигурация расположения на поверхности маскируемого наземного объекта, а так же количество периодически встроенных в трубопровод форсунок, входящих в комплект генератора зависит от типа маскируемого наземного объекта и заранее выбранным в соответствии с замыслом способом маскировки.
В качестве основного недостатка данного устройства, применительно к скрытию понтонной переправы, можно отметить, что у него отсутствуют конструктивные элементы крепления трубопровода высокого давления с форсунками непосредственно к звеньям понтонной переправы на необходимой для обеспечения движения техники высоте, что существенно затрудняет возможность постановки водно-аэрозольной завесы в кратчайшие сроки силами личного состава, оборудующего и содержащего переправу.
Задача изобретения заключается в создании технического устройства, реализующего принцип создания «искусственного тумана» путем распыления под высоким давлением мелкодисперсных капель воды, в целях создания водно-аэрозольной завесы для скрытия понтонной переправой из парка ПП-2005 от оптико-электронных средств разведки.
Технический результат достигается тем, что комплект для скрытия понтонной переправы из парка ПП-2005 водно-аэрозольной завесой от оптико-электронных средств разведки состоит из находящихся в функциональном единстве системы туманообразования высокого давления и конструктивных элементов, обеспечивающих ее установку и эксплуатацию на понтонной переправе.
Поставленная задача достигается тем, что комплект для скрытия понтонной переправы из парка ПП-2005 водно-аэрозольной завесой от оптико-электронных средств разведки содержит расположенные на наружной поверхности понтонной переправы конструктивно увязанные между собой и поверхностью звеньев парка ПП-2005 магистраль высокого давления с периодически встроенными форсунками для распыления над объектом жидкости. При этом, магистраль высокого давления закрепляется на телескопических стойках, расположенных на боковых частях звеньев понтонного парка ПП-2005. Каждая телескопическая стойка состоит из полых неподвижной и выдвигающейся частей, имеющих технологические отверстия для фиксации магистрали высокого давления на необходимой высоте за счет подпружиненных шпилек. Неподвижная часть стойки имеет резьбу для установки в стакан, являющийся связующим элементом между стойкой и звеном, который устанавливается в технологическое отверстие звена, предназначенное для анкер-балки и не использующееся после сборки понтонной переправы. Выдвигающаяся часть стойки имеет кольцевое крепление с уплотнителем, обеспечивающие монтаж магистрали высокого давления при помощи болта вкручиваемого в резьбовое отверстие. Магистраль низкого давления имеет в своем составе фильтрующие элементы для очистки заборной воды от посторонних примесей, при этом работа комплекта обеспечивается за счет бензинового/дизельного электрогенератора.
Кольцевое крепление с уплотнителем может имеет поворотный механизм для обеспечения постановки водно-аэрозольной завесы в необходимом направлении, а магистраль высокого давления может иметь фитинги для монтажа дополнительного трубопровода с форсунками в целях увеличения своей длины в соответствии с общей протяженностью понтонной переправы.
Техническая сущность заявляемого изобретения показана на фиг. 1, 2, 3.
На фиг. 1 приведена гидравлическая схема комплекта, где:
1 - насос высокого давления; 2 - манометр; 3 - фильтр тонкой очистки; 4 - магистраль низкого давления; 5 - фильтр грубой очистки; 6 - насос низкого давления; 7 - вода, 8 - магистраль высокого давления, 9 – форсунка.
На фиг. 2 изображен эскиз комплекта, поясняющий принцип его работы, где:
10 - речное звено понтонного парка ПП-2005, 11 - водно-аэрозольная завеса, 12 - телескопическая стойка.
Конструкция телескопической стойки с узлами монтажа на звено понтонного парка ПП-2005 и крепления магистрали высокого давления представлена на фиг. 3, где:
13 - стакан с резьбой, 14 - крепление с уплотнителем, 15 - болт крепления, 16 - технологические отверстия для фиксации выдвигающейся части телескопической стойки, 17 - фиксирующий элемент.
Принцип действия комплекта для скрытия понтонной переправы из парка ПП-2005 водно-аэрозольной завесой от оптико-электронных средств разведки состоит в том, что забортная вода подается насосом низкого давления 6 по магистрали низкого давления 4 через фильтра грубой 5 и тонкой 3 очистки в насос высокого давления 1, который под давлением в 50-70 атмосфер подает очищенную воду в магистраль высокого давления 8. Форсунки 9 магистрали высокого давления располагаются на расстоянии 80-100 см, в зависимости от конструктивного исполнения, и создают облака мелкодисперсных капель воды, взаимно перекрывающихся друг с другом и образующие сплошную водо-аэрозольную завесу над понтонной переправой.
Монтаж комплекта осуществляется следующим образом. После наведения понтонной переправы, личный состав устанавливает стаканы 13, имеющие внутреннюю резьбу в технологические отверстия звеньев понтонного парка, предназначенные для анкер-балки и не использующиеся непосредственно при эксплуатации переправы. После установки стаканов в них монтируются телескопические стойки 12. Следующим шагом трубопровод магистрали высокого давления с форсунками закрепляется в креплениях 14, расположенных вверху выдвигающейся части телескопических стоек, и имеющих накидной элемент для фиксаций. Крепления имеют в своей внутренней части уплотнитель, выполненный из эластичного материала и обеспечивающий надежную фиксацию трубопровода. Направление распыления определяется исходя из условий обстановки (направления ветра) за счет установки форсунок под необходимым углом в вертикальной плоскости путем поворота трубопровода. Опционально, крепления могут иметь поворотное устройство (не показано на фигурах), позволяющее изменять направление распыления воды в вертикальной плоскости, что обеспечивает дополнительную вариативность применения комплекта в процессе эксплуатации. После закрепления трубопровода с форсунками на всей протяженности переправы, выдвигающаяся часть телескопических стоек 12 поднимается на высоту, обеспечивающую беспрепятственное движение техники по переправе, и закрепляется с помощью фиксирующих элементов 17 в технологических отверстиях 16.
Постановка водно-аэрозольной завесы начинается с момента подачи электропитания на насосы низкого и высокого давления от мобильного источника электроснабжения, в качестве которого может использоваться дизельный/бензиновый генератор.
Оценка эффективности применения заявляемого комплекта для скрытия понтонной переправы из парка ПП-2005 водно-аэрозольной завесой от оптико-электронных средств разведки производилась путем оценки яркостных контрастов в видимом и инфракрасном диапазонах спектра электромагнитных волн по известным математическим зависимостям.
Контраст объекта в видимом диапазоне длин волн имеет вид [3,4]:
Здесь  и  большая и меньшая яркости контрастирующих поверхностей объекта и фона.
В качестве яркости фона  принимаем яркость водной поверхности.
Яркость переправы  сквозь водно-аэрозольную завесу [3]:
где:  - яркость переправы до применения водоаэрозольной завесы;
r - радиус частиц тумана = 10 мкм;
9
n - концентрация частиц в единице объема = 3×10;
l - толщина слоя тумана = 1 м;
e
К - порог коэффициента контраста = 0,2.
вид
Расчеты показали снижение яркостного контраста в видимом диапазоне длин волн K при применении водно-аэрозольной завесы на 25…30%.
Яркостной контраст в инфракрасном диапазоне длин волн определяется разностью радиационных температур поверхностей объекта и фона, взятый по модулю [4,5]:
В свою очередь, согласно [6], радиационная температура связана с термодинамической следующим соотношением:
р
где: ε - коэффициент излучения (или коэффициент «серости») материала (поверхности).
Тогда формула (3) примет вид:
об
ф
где: Т и T - термодинамические температуры объекта и фона соответственно.
об
ф
Согласно известных статистических данных [3, 5], установлено, что водно-аэрозольная завеса толщиной в 1 м снижает температуру за счет испарения мелкодисперсных капель воды на 5-15 градусов в зависимости от температуры окружающей среды, что позволяет снизить яркостной контраст на 30…40% с учетом, коэффициента излучения металла, имеющего окраску цвета «хаки» ε=0.85…0.9 и коэффициента излучения воды ε=0.95…0.96.
Таким образом, в заявляемом изобретении расширена область применения водно-аэрозольных завес за счет разработки комплекта, позволяющего осуществлять скрытие понтонной переправы из парка ПП -2005, установка которого осуществляется в короткие сроки самостоятельно силами личного состава, который оборудует и содержит переправу, без привлечения специальной техники, изделий и материалов.
Литература:
1. Н.Т. Волков, Р.А. Азизов, И.Ю. Колосков. Учебник сержанта РХБ защиты. - Ульяновск: ОАО ИПК «Ульяновский Дом печати», 2006.
2. Ю.И. Вейцер, Г.П. Лучинский. Маскирующие дымы. - М., Л.: ГНТИ химической литературы, 1947.
3. X. Грин, В. Лейн. Аэрозоли-пыли, дымы и туманы. Изд. 2-е, стер.: Химия, 1972.
4. В.А. Кривилев, А.Г. Булахов, С.С. Волков. Маскировка войск и войсковых объектов: учебное пособие. - Москва: ВИА, 1996.
5. Меньшаков, Ю.К. Основы защиты от технических разведок: учебное пособие / Ю.К. Меньшаков; под общ. ред М.П. Сычева. -М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014.
6. В.И. Малышев Ведение в экспериментальную спектроскопию М., Наука 1979, 480 с.