СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ИСПЫТАНИЙ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИСТЕМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОЛУНАТУРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ
METHOD OF ENSURING SAFETY OF RADAR SYSTEMS TESTS USING SEMI-REALISTIC SIMULATION AND DEVICE FOR IMPLEMENTATION THEREOF

Изобретение относится к области испытательного оборудования, а именно средствам обеспечения безопасности при проведении испытаний бортового радиолокационного оборудования для беспилотных летательных аппаратов с использованием полунатурного моделирования.
В настоящее время актуальна проблема обеспечения безопасности работ при испытаниях радиолокационного оборудования, обусловленная тем, что при проведении испытаний необходимо обеспечить как безопасность персонала, так и достоверность испытаний.
Из уровня техники известен способ проведения кинематических испытаний по патенту РФ №2351899 (заявка №2007146250 от 14.12.2007, МПК G01C 25/00) с помощью испытательного стенда. Способ проведения кинематических испытаний позволяет обеспечить движение объекта испытаний с пятью степенями свободы.
Также из уровня техники известен способ полигонных испытаний авиационного или корабельного вооружения с управляемыми ракетами или снарядами по патенту РФ №2299394 (заявка №2005133180 от 27.10.2005, МПК F41J 1/18). Способ полигонных испытаний позволяет обеспечить безопасность проведения испытаний за счет выбора более безопасных наземных условий для проведения испытаний.
Также из уровня техники известен способ проведения испытаний по патенту РФ №2263869 (заявка №2004104022 от 11.02.2004, МПК F41G 3/26, G09B 9/08), наиболее близкий к рассматриваемому изобретению и выбранный в качестве прототипа. Способ проведения испытаний позволяет обеспечить движение объекта испытаний с тремя степенями свободы.
Из уровня техники известен испытательный стенд для проведения кинематических испытаний по патенту РФ №2351899 (заявка №2007146250 от 14.12.2007, МПК G01C 25/00). Испытательный стенд позволяет обеспечить движение объекта испытаний с пятью степенями свободы (три за счет трех рам, установленных друг в друге с возможностью взаимного поворота, две за счет подвижного основания и средства линейного перемещения).
Также из уровня техники известен испытательный стенд по патенту РФ №2263869 (заявка №2004104022 от 11.02.2004, МПК F41G 3/26, G09B 9/08), наиболее близкий к рассматриваемому изобретению и выбранный в качестве прототипа. Испытательный стенд содержит головку наведения, динамический стенд воспроизведения углового движения головки наведения и радиоимитатор целей.
К недостаткам известных технических решений следует отнести пониженную безопасность проведения испытаний за счет отсутствия обеспечения безопасности обслуживающего персонажа при проведении испытаний с необходимостью установки испытуемого объекта на высоте.
Технической проблемой настоящего изобретения является повышение безопасности испытаний радиолокационных систем с использованием полунатурного моделирования для обслуживающего персонала при сохранении достоверности результатов испытаний.
Для способа обеспечения безопасности испытаний радиолокационных систем с использованием полунатурного моделирования техническая проблема решается за счет того, что используют испытательный стенд для радиолокационных систем наведения, содержащий средство имитации сигнала, основание для размещения объекта испытаний, принимающего сигнал, площадку, на которой установлено основание для размещения объекта испытаний, и защитное ограждение стенда, содержащее, по меньшей мере, одну подвижную секцию из радиопрозрачного материала, и имеющее, по меньшей мере, два положения - открытое и закрытое, снабженное, по меньшей мере, одним фиксатором, при этом площадка снабжена, по меньшей мере, одной направляющей защитного ограждения для перемещения, по меньшей мере, одной подвижной секции между открытым и закрытым положениями, устанавливают объект испытаний на основании для размещения объекта испытаний, выбирают режим проведения эксперимента, при выборе режима проведения эксперимента определяют, требуется ли во время эксперимента открыть защитное ограждение, имитируют условия работы объекта испытаний с помощью имитатора целей и основания для размещения объекта испытаний, во время проведения эксперимента, в случае, если защитное ограждение закрыто и нужно открыть защитное ограждение, открывают защитное ограждение и фиксируют защитное ограждение в открытом положении, в случае, если защитное ограждение открыто и нужно закрыть защитное ограждение, закрывают защитное ограждение и фиксируют защитное ограждение в закрытом положении, получают данные с помощью объекта испытаний, в случае, если защитное ограждение открыто и эксперимент завершен, закрывают защитное ограждение и фиксируют защитное ограждение в закрытом положении.
В частном случае осуществления способа техническая проблема решается за счет того, что используют площадку, имеющую форму выступающего из стены прямоугольника с тремя открытыми сторонами, а защитное ограждение стенда содержит четыре подвижные секции, имеющие прямоугольную форму, попарно соединенные между собой, при этом в каждой паре одна из секций установлена на площадке с возможностью поворота относительно вертикальной оси и соединена со второй секцией своей пары с возможностью взаимного поворота относительно вертикальной оси, которая, в свою очередь, соединена с направляющей защитного ограждения с возможностью перемещения вдоль направляющей защитного ограждения, при этом обе пары расположены симметрично друг другу относительно плоскости симметрии площадки, перпендикулярной стороне площадки, прилегающей к стене.
В другом частном случае осуществления способа техническая проблема решается за счет того, что используют защитное ограждение стенда, снабженное системой управления защитным ограждением и, по меньшей мере, одним приводом.
Техническим результатом способа обеспечения безопасности испытаний радиолокационных систем с использованием полунатурного моделирования является повышение безопасности персонала, участвующего в испытаниях радиолокационных систем с использованием полунатурного моделирования при сохранении достоверности процесса и результатов полунатурного моделирования.
Для испытательного стенда для обеспечения безопасности испытаний радиолокационных систем с использованием полунатурного моделирования техническая проблема решается за счет того, что испытательный стенд для обеспечения безопасности испытаний радиолокационных систем с использованием полунатурного моделирования содержит средство имитации сигнала, основание для размещения объекта испытаний, принимающего сигнал, установленное на расположенной выше уровня пола площадке с открытым участком границы площадки, защитное ограждение, способное занимать два фиксированных положения - открытое и закрытое, причем в закрытом положении защитное ограждение полностью охватывает открытый участок границы площадки, при этом защитное ограждение установлено вертикально и соответствует по форме открытому участку границы площадки, защитное ограждение содержит, по меньшей мере, одну подвижную секцию из радиопрозрачного материала, и снабжено, по меньшей мере, одним фиксатором, а площадка снабжена, по меньшей мере, одной направляющей защитного ограждения для перемещения, по меньшей мере, одной подвижной секции между открытым и закрытым положениями.
В частном случае осуществления испытательного стенда техническая проблема решается за счет того, что площадка имеет форму выступающего из стены прямоугольника с тремя открытыми сторонами, а защитное ограждение стенда содержит четыре подвижные секции, имеющие прямоугольную форму, попарно соединенные между собой, при этом в каждой паре одна из секций установлена на площадке с возможностью поворота относительно вертикальной оси и соединена со второй секцией своей пары с возможностью взаимного поворота относительно вертикальной оси, вторая секция, в свою очередь, соединена с направляющей защитного ограждения с возможностью перемещения вдоль направляющей защитного ограждения, при этом обе пары расположены симметрично друг другу относительно плоскости симметрии площадки, перпендикулярной стороне площадки, прилегающей к стене.
В другом частном случае осуществления испытательного стенда техническая проблема решается за счет того, что защитное ограждение стенда снабжено системой управления защитным ограждением и, по меньшей мере, одним приводом.
Техническим результатом испытательного стенда для обеспечения безопасности испытаний радиолокационных систем с использованием полунатурного моделирования является повышение безопасности персонала, обслуживающего испытательное оборудование при сохранении достоверности процесса и результатов полунатурного моделирования.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен испытательный стенд для обеспечения безопасности испытаний радиолокационных систем с использованием полунатурного моделирования; на фиг. 2 изображен объект испытаний, установленный на основании, размещенном на площадке, и защитное ограждение стенда.
На фиг. 1-2 обозначены следующие позиции:
1 - основание для размещения объекта испытаний;
2 - средство имитации сигнала;
3 - защитное ограждение стенда;
4 - объект испытаний;
5 - площадка;
6 - направляющая ограждения стенда;
7 - первая секция ограждения стенда;
8 - вторая секция ограждения стенда;
9 - третья секция ограждения стенда;
10 - четвертая секция ограждения стенда;
11 - привод;
12 - стена;
13 - проем;
14 - излучатель сигнала;
15 - направляющая средства имитации сигнала;
16 - каретка;
17 - фиксатор.
Для осуществления способа обеспечения безопасности испытаний радиолокационных систем с использованием полунатурного моделирования используют испытательный стенд, содержащий основание для размещения объекта испытаний (далее основание) 1, средство имитации сигнала 2 и защитное ограждение стенда 3, имеющее, по меньшей мере, два положения - открытое и закрытое. В качестве объекта испытаний 4 используют устройство, принимающее радиосигнал, такое, как радиолокационная головка самонаведения. Дополнительно испытательный стенд содержит площадку 5, на которой установлены основание 1 и защитное ограждение 3, и направляющую защитного ограждения 6, расположенную на площадке 5. Защитное ограждение состоит, по меньшей мере, из одной подвижной секции. В варианте осуществления изобретения площадка выступает из стены и имеет прямоугольную форму, свободный периметр площадки - три стороны прямоугольника, а защитное ограждение стенда содержит четыре подвижные секции 7-10, имеющие прямоугольную форму, попарно соединенные между собой, при этом первая секция 7 установлена на площадке с левой стороны с возможностью поворота относительно вертикальной оси, вторая секция 8 соединена с первой секцией 7 с возможностью взаимного поворота относительно вертикальной оси с одной стороны, а с другой стороны установлена на направляющей защитного ограждения 6 с возможностью перемещения вдоль нее, аналогично, третья секция 9 установлена на площадке с правой стороны с возможностью поворота относительно вертикальной оси, четвертая секция 10 соединена с третьей секцией 9 с возможностью взаимного поворота относительно вертикальной оси с одной стороны, а с другой стороны установлена на направляющей защитного ограждения 6 с возможностью перемещения вдоль нее, при этом первая секция 7 и вторая секция 8 симметричны третьей секции 9 и четвертой секции 10 соответственно относительно плоскости симметрии площадки 5, проходящей через сторону площадки 5, прилегающую к стене 12. Также в варианте осуществления изобретения защитное ограждение стенда 3 снабжено системой управления защитным ограждением (на фиг. не показано) и, по меньшей мере, одним приводом 11.
Способ обеспечения безопасности испытаний радиолокационных систем с использованием полунатурного моделирования заключается в следующем:
Перед началом осуществления способа защитное ограждение стенда 3 закрыто и зафиксировано в закрытом положении. Устанавливают объект испытаний 4 на основании 1. Выбирают режим проведения эксперимента, в том числе параметры работы основания 1 и средства имитации сигнала 2. Определяют, требуется ли во время эксперимента открыть защитное ограждение стенда 3.
Проводят эксперимент, при этом имитируют условия работы объекта испытаний 4 с помощью средства имитации сигнала 2 и основания 1. Во время имитации условий работы объекта испытаний 4 открывают защитное ограждение стенда 3 в случае, когда это необходимо, фиксируют защитное ограждение стенда 3 в открытом положении.
Получают данные с помощью объекта испытаний 4. Если защитное ограждение стенда 3 открыто и согласно режиму эксперимента в этом больше нет необходимости, закрывают защитное ограждение стенда 3 и фиксируют его в закрытом положении. Если защитное ограждение стенда 3 открыто на момент окончания эксперимента, закрывают защитное ограждение стенда 3 и фиксируют его в закрытом положении.
Испытательный стенд для обеспечения безопасности испытаний радиолокационных систем с использованием полунатурного моделирования (далее испытательный стенд) содержит основание 1, средство имитации сигнала 2, защитное ограждение стенда 3, систему управления испытательным стендом (на фиг. не показано) и средство записи и обработки данных, полученных с помощью объекта испытаний (на фиг. не показано). Испытательный стенд расположен в безэховой камере (на фиг. не показано), стены которой покрыты материалом, поглощающим радиоволны.
Основание 1 представляет собой опору, на которой во время проведения эксперимента полунатурного моделирования установлен объект испытаний 4, и может быть выполнено с возможностью обеспечения линейного и/или углового перемещения объекта испытаний 4. Основание 1 расположено на площадке 5 на высоте, превышающей уровень пола, в рассматриваемом варианте осуществления изобретения превышающей безопасную высоту для работы персонала, обслуживающего объект испытаний 4 и основание 1. Согласно ГОСТ Р 12.3.050-2017 «Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Строительство. Работы на высоте. Правила безопасности» работами на высоте считаются «трудовые операции, выполняемые на высоте более 1,3 м от поверхности земли, пола… а также работы, выполняемые в опасных зонах, т.е. ближе чем 2 м от границы перепада по высоте 1,3 м при отсутствии страховочных ограждений…».
На верхней поверхности площадки 5 расположена направляющая защитного ограждения 6. В рассматриваемом варианте осуществления изобретения площадка 5 выполнена прямоугольной, в виде балкона, при этом три стороны ее периметра свободны, четвертая соединена со стеной 12, в которой выполнен проем 13.
Средство имитации сигнала 2 предназначено для имитации радиосигнала, возникающего при эксплуатации объекта испытаний 4, например, сигнала, излучаемого радиолокационной станцией для случая объекта испытаний - пассивной радиолокационной головки самонаведения. Средство имитации сигнала 2 может быть выполнено в виде нескольких излучателей сигнала 14, средств их перемещения, например, системы направляющих средства имитации сигнала 15 и кареток 16, и системы управления перемещением излучателей сигнала и параметрами излучения, такими, как интенсивность и частота (на фиг. не показано). Средство имитации сигнала 2 расположено на расстоянии от основания 1 таким образом, чтобы радиосигнал, воспроизводимый излучателями сигнала 14, мог распространяться в направлении основания 1.
Защитное ограждение стенда 3 предназначено для обеспечения безопасности работы персонала, обслуживающего объект испытаний и основание 1, в частности, от получения травм из-за падения с высоты. В рассматриваемом варианте осуществления изобретения защитное ограждение стенда 3 выполнено из четырех прямоугольных секций 7-10 одинаковой высоты, расположенных вертикально, и попарно соединенных между собой с возможностью взаимного поворота относительно вертикальной оси. Первая секция 7 установлена на площадке с левой стороны с возможностью поворота относительно вертикальной оси, вторая секция 8 соединена с первой секцией 7 с возможностью взаимного поворота относительно вертикальной оси с одной стороны, а с другой стороны установлена на направляющей защитного ограждения 6 с возможностью перемещения вдоль нее. Аналогично, третья секция 9 установлена на площадке с правой стороны с возможностью поворота относительно вертикальной оси, четвертая секция 10 соединена с третьей секцией 9 с возможностью взаимного поворота относительно вертикальной оси с одной стороны, а с другой стороны установлена на направляющей защитного ограждения 6 с возможностью перемещения вдоль нее. Защитное ограждение стенда 3 имеет, по меньшей мере, два положения - закрытое и открытое. В закрытом положении защитное ограждение стенда 3 полностью охватывает свободный периметр площадки 5, в рассматриваемом варианте осуществления изобретения три стороны прямоугольника, при этом первая секция 7 и вторая секция 8 расположены симметрично третьей секции 9 и четвертой секции 10 соответственно относительно плоскости симметрии площадки 5, проходящей через сторону площадки 5, прилегающую к стене 12. В открытом положении первая секция 7 и вторая секция 8 расположены с левой стороны площадки 5 под углом друг к другу, третья секция 9 и четвертая секция 10 - с правой, при этом первая секция 7 и вторая секция 8 расположены симметрично третьей секции 9 и четвертой секции 10 соответственно относительно плоскости симметрии площадки 5, проходящей через сторону площадки 5, прилегающую к стене 12.
Секции 7-10 выполнены из радиопрозрачного материала, например, стеклопластика. Форма секций 7-10 может быть различной, например, секции 7-10 могут быть выполнены в виде сплошных панелей или в виде решеток из вертикальных и горизонтальных элементов. Защитное ограждение стенда 3 должно быть выполнено радиопрозрачным даже несмотря на возможность его раскрытия, потому что даже в открытом положении, когда секции 7-10 не находятся на пути излучения между средством имитации сигнала 2 и объектом испытаний 4, возможно переотражение излучения от секций 7-10, если они выполнены не из радиопрозрачного материала.
Система управления испытательным стендом выполнена в виде программных модулей, позволяющих задавать режимы работы элементов испытательного стенда, таких, как средство имитации сигнала 2 и основание 1, режимы работы объекта испытаний 4, и управлять ходом проводимого эксперимента.
В рассматриваемом варианте осуществления изобретения защитное ограждение стенда 3 снабжено приводами 11, обеспечивающими перемещение секций 7-10 между закрытым и открытым положениями, фиксаторами защитного ограждения 17 и системой управления положением защитного ограждения (на фиг. не показано). Система управления положением защитного ограждения может быть связана с системой управления испытательным стендом или быть интегрирована в нее, и может быть выполнена автоматической.
В варианте осуществления изобретения защитное ограждение стенда 3 установлено с возможностью фиксации в закрытом положении с помощью одновременно фиксаторов 17 и приводов 11, которые выполнены в виде самофиксирующих механизмов, например, червячных передач, а в открытом положении - с помощью приводов 11.
Испытательный стенд для обеспечения безопасности испытаний радиолокационных систем с использованием полунатурного моделирования работает следующим образом:
Выбирают объект испытаний 4 - устройство, принимающее радиосигнал, например, радиолокационную систему наведения, в частности, активную или пассивную радиолокационную головку самонаведения. Устанавливают объект испытаний 4 на основании 1, при этом защитное ограждение 3 находится в закрытом положении и зафиксировано с помощью фиксаторов 17. Выбирают режим проведения эксперимента, на основании чего определяют параметры эксперимента с использованием полунатурного моделирования, имитирующего внешние условия работы объекта испытаний 4, в частности, параметры работы средства имитации сигнала 2. Дополнительно на основании выбранных параметров определяют, требуется ли во время эксперимента открыть защитное ограждение 3. Это может быть необходимо, например, при использовании определенных частот излучения средства имитации сигнала 2, при которых даже радиопрозрачное защитное ограждение стенда 3 вносит в результаты эксперимента погрешность, превышающую допустимую.
Проводят эксперимент, при котором имитируют условия работы объекта испытаний 4 с помощью средства имитации сигнала 2 и основания 1, получают данные с помощью объекта испытаний 4. В случае, если для всего эксперимента или его части необходимо раскрыть защитное ограждение стенда 3, снимают фиксацию и раскрывают защитное ограждение стенда 3 с помощью системы управления положением защитного ограждения и приводов 11, это может быть осуществлено автоматически и многократно за время проведения эксперимента. В случае, когда больше нет необходимости в раскрытии защитного ограждения стенда 3, закрывают его с помощью системы управления положением защитного ограждения и приводов 11 и фиксируют.
Способ обеспечения безопасности испытаний радиолокационных систем с использованием полунатурного моделирования и испытательный стенд для его осуществления предназначены для применения в области испытательного оборудования, а именно средств полунатурного моделирования для проведения испытаний навигационного оборудования, в частности, для беспилотных летательных аппаратов. Способ обеспечения безопасности испытаний радиолокационных систем с использованием полунатурного моделирования и испытательный стенд для его осуществления позволяют обеспечить безопасность обслуживающего персонала при сохранении достоверности испытаний.