Результат интеллектуальной деятельности: Самоходный макет военной техники

Область техники.

Заявляемое изобретение относится к области маскировки, в частности к техническим средствам имитации, воспроизводящим видовые демаскирующие признаки и признаки функционирования военной техники в условиях комплексного применения противником средств разведки наземного и воздушного базирования и систем наведения высокоточных боеприпасов.

Уровень техники.

Анализ открытых источников информации о применении войск в современных военных конфликтах и специальных операциях показывает высокую результативность комплексного применения противником оптико-электронных, тепловых и радиолокационных средств разведки наземного и воздушного базирования [Меньшаков, Ю.К. Теоретические основы технических разведок. М.: ИПЦ «Маска», 2017. - 572 с.; Щербаков, В. Оружейный поток по-американски // Обозрение армии и флота. - 2022, -№4. - С. 74-83; Виконт, В. Беспилотники для завтра // Военно-промышленный курьер. - №10 (923) от 22 марта 2022. - 12 с.]. Вместе с этим, для ведения разведки и уточнения местоположения объектов применяются элементы наведения высокоточных боеприпасов [Литвиненко, В.И. Сущность категорий «война» и «специальная операция» // Армейский сборник. - 2022, - №7 (июль). - С. 13-22]. Количество данных средств увеличивается. Разрешающая способность на расчетных дистанциях оптико-электронных средств составляет не хуже 10 см, тепловизионных - не хуже 30 см. Интенсивность применения данных средств в районах ведения боевых действий возрастает. В качестве приоритетного объекта разведки и поражения выделяется движущаяся военная техника.

В настоящее время, для имитации деятельности воинских формирований и функционирования военных объектов (пункты управления, медицинские учреждения, пункты сбора и ремонта техники и др.) выделяются подразделения, снабженные техническими средствами имитации- макетами и имитаторами физических полей. Макеты военной техники являются основными элементами оборудования ложных объектов. Преимущественно применяются макеты промышленного изготовления, которые, однако, являются неподвижными и неспособны достоверно воспроизводить демаскирующие признаки функционирования, что приводит к идентификации данных макетов как ложных объектов [Королев, А.Ю., Королева, Α.Α., Яковлев, А.Д. Маскировка вооружения, техники и объектов // СПб: Университет ИТМО, 2015. - С. 84-89].

Известно, что вероятность обнаружения подвижного объекта в сравнении с неподвижным в два-три раза выше. В современных условиях доля времени нахождения военной техники в движении составляет 40…60%, что определяет потребность в проведении мероприятий по имитации движущейся военной техники (марш, передвижение в пунктах сбора и районах сосредоточения, движение в боевых порядках и др.). Это невозможно без самоходных макетов, способных с высокой степенью достоверности воспроизводить комплекс видовых демаскирующих признаков и признаков функционирования военной техники в условиях комплексного применения противником средств разведки наземного и воздушного базирования и систем наведения высокоточных боеприпасов [Крысанов, М.Ф, Горохов, Р.Ю., Рамлав, А.Е. Распятнение «поля боя» // Армейский сборник. - 2022. - №7 (июль). - С. 94-101].

Известен «Самоходный макет» [патент DE №4425635 С1, МПК F41J 9/02, 1994], имитирующий образец военной техники. Устройство содержит самодвижущийся модуль, образованный двумя сочлененными шасси с источниками энергии и системой управления, связанными между собой при помощи регулируемого крепления, и установленный на нем макет военной техники. Движение осуществляется без непосредственного нахождения человека в макете благодаря использованию дистанционного или программного (автоматическое, с использованием процессора) управления.

Недостатком указанного устройства является недостаточный уровень маскировочного эффекта при имитации в видимом, тепловом и радиолокационном диапазонах длин электромагнитных волн (ЭМВ), что приводит к возрастанию вероятности обнаружения и распознавания объекта как ложного. Помимо этого, самодвижущийся модуль характеризуется низкой проходимостью и маневренностью.

Известен «Маскировочный макет» [патент RU 210058 U1, МПК F41H 3/00, 2022], выполненный из упругого пористого материала, при этом маскировочный макет выполнен полым. Расширение возможностей по повышению правдоподобия маскировочного макета достигается за счет обеспечения возможности установки движителя внутри маскировочного макета для имитации подвижных объектов.

Недостатком указанного устройства является то, что упругий пористый материал не позволяет изготовить такие элементы как ствол, антенна. Макеты со значительными линейными размерами требуют системы поддержки, что приводит к усложнению конструкции макета, повышению трудозатрат при сборке и разборке макета. Материал макета гигроскопичен, вибрирует при скорости 20…30 км/ч (средняя скорость смешанной колонны военной техники на марше).

Наиболее близким по заявленной сущности и конструкции к заявляемому изобретению является «Самодвижущийся макет военной техники» [патент RU 150428 U1, МПК F41H 3/00, 2015], выбранный в качестве прототипа, состоящий из каркаса или без каркаса с объемно-пространственной оболочкой, соответствующей внешнему поверхностному контуру и демаскирующим признакам реальной военной техники в оптическом, миллиметровом и сантиметровом диапазонах длин волн. Оболочка закреплена к самоходному внешне управляемому движителю на колесном шасси в виде единой конструкции, в которой движитель оборудован объемной несущей рамой из профильного металла с монтажной платформой и телескопически выдвижными штангами с опорными колесами, силовой установкой с трансмиссией, системами питания, охлаждения, торможения и энергоснабжения, при этом для дистанционного управления движителем предусмотрены: выносной электронный пульт управления, приемно-передающее устройство, микропроцессор с исполнительными органами - электромеханическими приводами механизмов рулевого управления, сцепления, зажигания и торможения.

Недостатками прототипа являются: невозможность воспроизведения элементов с линейными размерами менее 20 см (передаются изображениями или аппликациями); вибрация оболочки при движении на скорости 20…30 км/ч и потребность в непрерывном нагнетании воздуха для поддержания требуемого подпора; изменение геометрической формы (сдувание) при нарушении целостности оболочки (порыв, прострел, повреждение при зацеплении за препятствие); отсутствие системы воспроизведения демаскирующих признаков в тепловом диапазоне спектра ЭМВ.

Сущность изобретения.

Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание самоходного макета военной техники, способного с высокой степенью достоверности воспроизводить комплекс видовых демаскирующих признаков и признаков функционирования, присущих военной технике на месте и в движении в видимом, тепловом и радиолокационном диапазонах длин ЭМВ.

Техническим результатом, при осуществлении заявляемого изобретения, является повышение значений показателей самоходного макета военной техники по воспроизведению демаскирующих признаков и признаков функционирования на месте и в движении в видимом (0,38…0,76×10^-7 м), тепловом (3…5×10^-7 и 8…14×10^-7 м) и радиолокационном (3×10^-3…10^-2 м) диапазоне длин ЭМВ до уровня, обеспечивающего принятия его современными средствами разведки и системами наведения высокоточных боеприпасов за действительную (реальную) военную технику.

Технический результат достигается тем, что самоходный макет военной техники, содержащий оболочку на каркасе, установленную на базовом шасси с двигателем внутреннего сгорания, снабжен одноосным полуприцепом с установленным на нем тепловым имитатором. Базовое шасси и одноосный полуприцеп продольно сочленены при помощи жесткого тягово-сцепочного устройства с возможностью регулирования длины. Установленный на полуприцепе тепловой имитатор содержит подключенный к обратимой электрической машиной с регулятором напряжения электрический нагреватель и подключенный к системе выпуска газов двигателя внутреннего сгорания тепловой аккумулятор.

Тепловой имитатор выполнен из теплового аккумулятора, в виде металлического корпуса с ребристой поверхностью и съемной верхней крышкой, заполненного пенометаллическим сетчато-ячеистой структуры повышенной проницаемости с низким уровнем воздушного сопротивления наполнителем, или металлической многорядной трубчато-пластинчатой, или трубчато-ленточной с трубками овального сечения сердцевиной и электрического нагревателя, содержащего гибкую основу с закрепленными на ней тканевыми нагревателями, установленную внутри влагонепроницаемого чехла, и терморегулятора.

Самоходный макет снабжается блоками и устройствами дистанционного управления базовым шасси и степенью нагрева теплового имитатора. При этом сохраняется возможность управления базовым шасси макета непосредственно водителем (сохранены место водителя, функции и рабочие органы ручного управления движением базового шасси).

Оболочка макета выполнена комбинированной, с применением элементов жесткого листового и эластичного материалов с радиоотражающими свойствами. На оболочку макета установлены элементы детализации, выполненные или из пористого быстро восстанавливающего свою форму материала, или из пластмассы, либо на макет устанавливается деформирующая маска. На внутренней поверхности оболочки выполнены вертикальные и продольные воздуховодные каналы подачи нагретых газов.

Краткое описание графических материалов.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг. 1. представлена принципиальная конструктивно-функциональна схема устройства, на фиг. 2 представлен продольный разрез самоходного макета танка Т-72, фиг. 3 иллюстрирует образец пенометаллического носителя сетчато-ячеистой структуры повышенной проницаемости с низким уровнем воздушного сопротивления, фиг. 4, 5 иллюстрируют тепловое поле танка Т-72, фиг.6 характеризует распределение теплового излучения танка в продольной (а), поперечной (б) и горизонтальной (в) плоскостях.

Введены следующие цифровые обозначения:

1 - базовое шасси;

2 - двигатель внутреннего сгорания;

3 - обратимая электрическая машина;

4 - аккумуляторные батареи;

5 - одноосный полуприцеп;

6 - тягово-сцепочное устройство;

7 - макет;

8 - раздвижные стойки;

9 - оболочка;

10 - элементы детализации;

11 - вертикальные воздуховодные каналы;

12 - продольные воздуховодные каналы;

13 - центробежный вентилятор;

14 - воздушные клапаны;

15 - тепловой имитатор;

16 - электрический нагреватель;

17 - терморегулятор;

18 - тепловой аккумулятор;

19 - система выпуска газов;

20 - люк;

21 - регулятор температуры;

22 - система дистанционного управления движением;

23 - система дистанционного управления тепловым имитатором;

24 - регулятор температуры. Осуществление изобретения.

Самоходный макет военной техники содержит базовое шасси 1 с двигателем внутреннего сгорания 2, обратимой электрической машиной 3 с регулятором напряжения и аккумуляторными батареями 4, сочлененное с одноосным полуприцепом 5 при помощи жесткого тягово-сцепочного устройства 6 с возможностью регулирования длины.

На базовое шасси 1 устанавливается макет 7, состоящий из элементов каркаса в виде раздвижных стоек 8 и закрепленной на них оболочки 9 макета, выполненной из элементов жесткого листового и эластичного материалов. На внешнюю поверхность оболочки макета крепятся элементы детализации 10, выполненные или из пористого быстро восстанавливающего свою форму материала, или из пластмассы, либо на макет устанавливается деформирующая маска.

Устройств подачи нагретых газов под оболочку макета включает закрепленные на внутренней поверхности оболочки 9 макета и выполненные из гибкого воздухонепроницаемого материала вертикальные 11 и продольные 12 воздуховодные каналы, центробежный вентилятор 13 отопите ля базового шасси 1 и воздушные клапаны 14.

Установленный на полуприцепе 5 тепловой имитатор 15 включает в себя электрический нагреватель 16 с терморегулятором 17 и тепловой аккумулятор 18, подключенный посредством гибкого шланга к системе выпуска газов 19 двигателя внутреннего сгорания 2, с возможностью установки через люк 20 дополнительных тепловых излучающих устройств (например, КФП-1-180, Тепло-1 и др.). На боковой поверхности теплового аккумулятора расположены впускной и выпускной патрубки, при этом на впускном патрубке установлен регулятор температуры 21.

На базовом шасси 1 установлены элементы систем дистанционного управления движением 22 и тепловым имитатором 23.

Для управления базовым шасси 1 может быть применена система дистанционного управления многофункционального мобильного комплекса для отработки перспективных технологий военной робототехники [Оборонная техника. Ежемесячный научно-технический сборник. Выпуск 8-9 //М.: 2001. - С. 12-14].

Система управления тепловым имитатором включает в себя управляющий тепловым аккумулятором и электрическим нагревателем блок управления тепловым имитатором 23 и регулятор температуры 24 [например, РТС-М-ДО (ДЗ), выпускается предприятием Технопромтрейд, г. Москва].

Устройство работает следующим образом.

Сборка самоходного макета военной техники осуществляется в исходном районе, заблаговременно перед выполнением имитационных действий. На базовое шасси 1 устанавливается макет 7 с оболочкой 9, а на полуприцеп 5 сочлененный с базовым шасси 1 устанавливается тепловой имитатор 15, подключенный к системе 19 выпуска газов и электрической системе базового шасси 1.

Применение макета возможно как в одиночном, так и в групповом вариантах. При имитации колонны макеты двигаются со скоростью до 30 км/ч с дистанцией 50…100 м одна за другой с использованием либо тяги двигателя внутреннего сгорания, либо обратимой электрической машины, приводимой в действие аккумуляторными батареями. Управление движением и тепловым имитатором осуществляется при помощи дистанционного (до 5 км) или программного (автоматическое, с использованием бортового процессора) управления.

Отработавшие газы двигателя внутреннего сгорания последовательно через систему выпуска 19 отработавших газов двигателя, гибкий соединительный шланг и регулятор температуры 21 поступают во внутреннюю полость теплового аккумулятора 18 заполненную или пенометаллическим наполнителем, или металлической многорядной трубчато-пластинчатой, или трубчато-ленточной с трубками овального сечения сердцевиной, нагревают ее и, выходя через выпускной патрубок, попадают в воздуховодные каналы 11, 12, расположенные на внутренней поверхности оболочки 9 макета.

Регулятор температуры 21 автоматически поддерживает заданную температуру путем регулирования объема выхлопных газов, проходящих во внутреннюю полость теплового аккумулятора. Остальные выхлопные газы направляются либо непосредственно в воздуховодные каналы 11, 12 системы подачи тепла под оболочку, либо за пределы макета.

Посредством алгоритма, заложенного в блок управления тепловым имитатором, регулировка температуры нагрева теплового имитатора производится автоматическая и составляет 50…70°С.

При применении макета в особых условиях внутрь радиатора через люк 20 устанавливаются тепловые излучающие устройства (например, КФП-1-180, Тепло-1 и др.).

Нагрев электрического нагревателя 16 происходит согласно теплового изображения конкретного имитируемого объекта с использованием аккумуляторных батарей, а терморегулятор 17, настроенный на срабатывание при определенной температуре, не позволяет нагревателю перегреваться, чем и обеспечивается поддержание необходимой рабочей температуры поверхности.

Для наполнения воздуховодных каналов системы подачи тепла под оболочку макета используются отработанные газы двигателя и воздух, нагретый в результате работы двигателя, подаваемый принудительно центробежным вентилятором 12 отопителя, в результате чего создается тепловой контраст между макетом и подстилающим фоном более 5°С.

Нагретый газ двигается по воздуховодным каналам 12, расположенным вдоль бортовых плоскостей, а затем поступает в каналы 11 расположенные вертикально по периметру башни и выходит через воздушные клапаны.

Совместное применение теплового имитатора для нагрева высокотемпературных областей и системы подачи тепла под оболочку для имитации слабонагретых площадных элементов позволило получить реалистичный тепловой портрет имитируемой техники максимально схожий с реальным (фиг. 4-6).

Маскировочный эффект в видимом спектре длин ЭМВ достигается использованием макета высокой степени детализации. Изобретение может быть использовано для имитации различных видов наземной техники на месте и в движении при установке соответствующей оболочки макета. Для обеспечения схожести с реальным объектом в диапазоне работы средств оптико-электронной разведки при изготовлении макета пропорции и габаритные размеры принимаются 1:1 от реального объекта, на оболочку макета крепятся элементы детализации, выполненные или из пористого быстро восстанавливающего свою форму материала, или из пластмассы, либо на макет устанавливаются деформирующая маска, после чего производится деформирующее окрашивание макета. Использование элементов детализации и деформирующее окрашивание позволяет обеспечить вероятность не менее 0,9 принятия макета за действительную военную технику с расстояния 200 м.

Использование комбинированной конструкции оболочки макета, состоящей из элементов жесткого листового и эластичного материалов, позволило обеспечить относительно невысокую массу, низкую трудоемкость сборки и разборки, компактность при транспортировке, многократность применения.

На оболочке макета могут устанавливаться световые элементы (устройства), имитирующие источники света в темное время суток.

Маскировочный эффект в радиолокационном спектре волн ЭМВ достигается за счет крепления на внутренней поверхности деталей оболочки макета, выполненных из листового материала металлизированной пленки с толщиной металлического слоя не менее 2×10^-7 м (в частности, полиэтиленовая металлизированная пленка), и применением в конструкции оболочки макета ткани с высокими радиоотражающими свойствами (например, «Метакрон» или ткань обр. 5295/1-01 ТУ 8378-36545028-2003).

Экспериментально полученные данные параметров обратно отраженного радиосигнала от указанных образцов материалов (см. табл.), полученные при помощи малогабаритного измерителя коэффициента отражения - прибора МИКО-1, доказывают, что отраженный сигнал от указанных материалов имеет показатели, соизмеримые с сигналом отраженным от эталона (металлическая поверхность), что показывает целесообразность их применения в конструкции макета.

Использование в конструкции оболочки макета вышеуказанных материалов при соответствии геометрических размеров макета реальному образцу позволило создать эффективную поверхность рассеивания макета в пределах от 7 до 30 м² при длине волны, λ=3,2 см, что соответствует параметрам объекта типа «танк» [Радиолокационные системы. Учебник для вузов. - М.: Радиотехника. 2004, с. 37].

Натурные испытания на эффективность имитации в оптическом, тепловом и радиолокационном диапазонах длин ЭМВ показали, что устройство заявляемой конструкции по совокупности отличительных свойств обеспечивает самодвижущемуся макету новое качество, а именно воспроизведение видовых демаскирующих признаков и признаков функционирования военной техники с высокой степенью достоверности.

Дополнительный технический результат. Отпадает необходимость в изготовлении самоходного колесного движителя в автомастерской и размещение на нем дополнительного оборудования для подачи воздуха в оболочку.

Таким образом, при обнаружении самоходного макета военной техники заявляемой конструкции средствами разведки и системами наведения высокоточных боеприпасов, он с более высокой степенью вероятности, чем ранее известное устройство, будет приниматься за действительный, что обеспечит высокую эффективность проводимых мероприятий имитации, требуемый уровень живучести реальных подразделений, а возможность дистанционного или автоматического управления макетом без водителя внутри значительно сократит количество привлекаемого к выполнению мероприятий личного состава.