Патент на изобретение №2381116

(54) МОБИЛЬНЫЙ ПРОЖЕКТОРНЫЙ КОМПЛЕКС “ГЕЛИОС”

(57) Реферат:

Изобретение относится к мобильному автоматизированному комплексу, предназначенному для освещения контролируемой наземной обстановки на протяженных участках местности при дальностях до 5 км. Мобильный прожекторный комплекс содержит транспортное средство, выполненное преимущественно в виде полноприводного грузового автомобиля, в кузове которого закреплена прожекторная установка и расположены связанные с ней блоки вторичного электропитания и радиоуправления, а также бензоэлектрический генератор. В кабине автомобиля расположены: рабочее место командира экипажа, включающее системный блок автоматизированного управления, система связи и передачи данных, выносной пульт дистанционного управления и монитор тепловизионной системы ночного вождения, камера которой размещена в бампере или на радиаторе автомобиля. Комплекс характеризуется небольшими размерами и позволяет обеспечить высокие надежность, энергосберегаемость и быстродействие всех входящих в него систем, а также удобство пользования ими. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к мобильному автоматизированному комплексу, предназначенному преимущественно для контроля путем освещения обстановки на сухопутных и/или морских протяженных участках границы и создания условий для наблюдения за местностью при дальностях до 5 км в темное время суток при работе с неподготовленных позиций, а также для организации связи и обмена информацией с автоматизированными системами технического контроля (АСТК) за обстановкой на границе.

Ближайший аналог в ходе поиска не обнаружен.

Техническая задача, на решение которой направлено данное предложение, состоит в создании мобильного транспортного радиоэлектронного прожекторного комплекса нового поколения, обладающего тактическими и техническими характеристиками, позволяющими вести охрану протяженных объектов и территорий, в том числе границ, способствовать проведению спасательных и других мероприятий, а также созданию условий для работы людей на местности при отсутствии видимости, например в темное время суток.

Кроме того, указанный комплекс характеризуется сравнительно небольшими размерами и позволяет обеспечить надежность, энергосберегаемость и быстродействие всех входящих в него систем, а также удобство пользования ими.

Поставленная задача решена в изобретении следующей совокупностью признаков.

Мобильный прожекторный комплекс содержит транспортное средство, выполненное преимущественно в виде полноприводного грузового автомобиля, в кузове которого закреплена прожекторная установка и расположены связанные с ней блоки вторичного электропитания и радиоуправления, а также бензоэлектрический генератор, а в кабине автомобиля расположены: рабочее место командира экипажа, включающее системный блок автоматизированного управления; система связи и передачи данных; выносной пульт дистанционного управления и монитор тепловизионной системы ночного вождения, камера которой размещена в бампере или на радиаторе автомобиля.

Блок радиоуправления выполнен с обеспечением возможности приема по радиоканалу сигналов от выносного пульта дистанционного управления и преобразования этих сигналов в команды приводами и лампой прожекторной установки, а системный блок автоматизированного управления включает ноутбук, позволяющий принимать по радиоканалу информацию об обстановке и отображать ее на цифровой карте местности, и встроенную систему спутниковой навигации, представляющую собой электронную картографическую систему с встроенным электронным магнитным компасом и внешней антенной, размещенной на крыше кабины автомобиля.

Система связи и передачи данных выполнена в виде УКВ-радиостанции с встроенным радиомодемом для подключения аппаратуры передачи цифровой информации.

Прожекторная установка выполнена с возможностью формирования узкого светового луча высокой интенсивности переменной ширины и перемещения его в пространстве в двух плоскостях.

Прожекторная установка расположена на опорной раме, шарнирно соединенной с боковыми опорами для фиксации прожекторной установки в походном положении.

Кузов автомобиля снабжен каркасом и съемным тентом.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображен предложенный комплекс (вид сбоку в рабочем положении); на фиг.2 – то же с торца открытого кузова.

Мобильный прожекторный комплекс 1 представляет собой совокупность технических средств, размещенных на базовом шасси 2, выполненном, например, в виде полноприводного грузового автомобиля УАЗ-23602, предназначенного для движения по всем видам дорог и местности. Вышеназванный автомобиль отличается удлиненной колесной базой, двухместной кабиной и грузовой платформой, а также более высоким уровнем комфорта и улучшенными технико-экономическими показателями.

С помощью предложенного комплекса осуществляется подсветка местности управляемым узконаправленным лучом света высокой интенсивности и тем самым создаются условия для наблюдения невооруженным глазом или в оптические приборы (бинокли и т.п.) объектов при отсутствии оптической видимости (ночью).

Кроме того, комплекс оборудован вспомогательными приборами, обеспечивающими безопасное передвижение на пересеченной местности ночью (с выключенными фарами), топографическую привязку к местности, ведение голосовой радиосвязи и прием по радиоканалу информации об обстановке от АСТК заказчика с ее отображением на мониторе рабочего места командира (РМК) с использованием цифровых карт местности.

Конструкция основных функционально законченных частей комплекса выполнена по шкафно-блочному принципу и представляет собой несколько конструктивов, соединенных между собой кабельной сетью.

Силовой основой конструкции является сварная опорная рама 3, выполненная из стального прямоугольного профиля и размещенная в кузове 4 базового шасси, на которой закреплена прожекторная установка 5. Кроме того, в кузове 4 базового шасси размещен бензоэлектрический генератор 6, блок (шкаф) 7 вторичного электропитания и радиоуправления и боковые опоры 8 для фиксации прожектора в походном положении (фиг.2).

Прожекторная установка 5 предназначена для формирования узкого светового луча высокой интенсивности переменной ширины (от 3 до 8 градусов) с возможностью перемещения луча в пространстве в двух плоскостях. В качестве такой установки может быть использован стационарный прожектор XS 3000 со следующими характеристиками: дальность подачи светового луча – не менее 10 км (1 люкс) в нормальной прозрачности атмосферы; мощность – 3 кВт; масса – 63 кг; яркость – 130000 лм. Время непрерывного свечения прожектора (до автоматического отключения) составляет не более 20 минут.

Прожекторная установка 5 конструктивно состоит из:

– литого корпуса, в котором размещены элементы коммуникации, угломестный и азимутальный приводы и блок управления движением. Корпус поворотного устройства содержит два двигателя: один – для осуществления вертикального движения, другой – горизонтального, а также нагревательный элемент, приводимый в движение с помощью термостатирующего реле. Нагревательный элемент служит для обеспечения работы прожектора при отрицательных температурах окружающей среды;

– осветителя, представляющего собой цилиндрический кожух, внутри которого расположены лампа, никель-родиевый отражатель, противопомеховый фильтр и фокусировочный двигатель для регулировки светового луча, а снаружи на кожухе размещены два блока принудительного воздушного охлаждения, имеющие прямоугольную форму. Корпус осветителя выполнен из стойкого к воздействию факторов внешней среды алюминия, сваренного и защищенного кремнеорганическим покрытием;

– узлов крепления осветителя к корпусу и соединительных кабелей.

Система электропитания комплекса построена по децентрализованной схеме, обеспечивающей наиболее экономное использование электроэнергии.

В состав системы электропитания входят:

– бензоэлектрический генератор переменного тока;

– блок вторичного электропитания напряжением 24 В – преобразователь напряжения типа EX-100D/1;

– аккумуляторные батареи базового шасси;

– встроенные аккумуляторные батареи приборов.

Основным источником электроэнергии для аппаратуры комплекса является бензоэлектрический генератор 6. В качестве такого генератора может использоваться, например, бензоэлектростанция HONDA/EP 5000 СХ массой 82 кг, емкостью бака 25 л и максимальной мощностью генератора 4,5 кВт.

Часть аппаратуры запитана напряжением 12 В, которое вырабатывается аккумуляторами базового шасси. К этим потребителям относятся либо приборы и оборудование, которое должно работать на ходу, либо потребители малой мощности, такие как:

– УКВ-радиостанция;

– система спутниковой навигации;

– система ночного вождения.

Два потребителя электроэнергии имеют встроенные аккумуляторные батареи: выносной пульт дистанционного радиоуправления прожекторной установкой и ноутбук РМК. Система спутниковой навигации (при необходимости) также может быть запитана от встроенных аккумуляторных батарей.

Потребители электроэнергии высокой мощности подключаются к блоку вторичного электропитания, вырабатывающему напряжение постоянного тока 24 В, на вход которого подается переменное напряжение 220 В, 50 Гц, вырабатываемое генератором.

Блок 7 обеспечивает формирование напряжения, необходимого для питания прожекторной установки 5, блока радиоуправления прожекторной установкой, обеспечивающего прием информации от выносного пульта дистанционного управления прожекторной установкой и преобразующий команды этого пульта в сигналы управления приводами и лампой прожекторной установки.

Блок радиоуправления предназначен для приема по радиоканалу сигналов управления от выносного пульта дистанционного управления, а также преобразования сигналов управления и выработки команд на прожектор. Блок запитывается напряжением 24 В постоянного тока от блока вторичного электропитания и позволяет осуществлять следующие функции:

– азимутальное перемещение (PS/STB);

– перемещение по углу места (вверх/вниз);

– регулировку фокусного расстояния (узкий/широкий луч);

– включение лампы;

– включение и выключение основного блока питания.

Аппаратура блока 7 (фиг.2) размещается в отапливаемом шкафу типа RECW 156 AV. Этот блок, выполненный в виде шкафа, представляет собой антивандальную конструкцию повышенной прочности. Центральная секция шкафа выполнена из двух цельных листов металла, соединенных друг с другом потолком и днищем без сварных швов. Таким образом, ни криогенная обработка, ни ударные воздействия не приводят к разрушению сварных швов и проникновению в шкаф.

Механическая прочность конструкции прожекторной установки в походном положении (при ее транспортировании) обеспечена с помощью расположенных с каждой боковой стороны от прожекторной установки двух опор 8, каждая из которых состоит из двух расположенных на расстоянии друг от друга пар рам, каждая пара которых шарнирно соединена между собой и с опорной рамой 3.

В верхней части концевых участков рам боковых опор 8 закреплены колодки, покрытые эластичным материалом (пористой резиной), которые служат для контакта с осветителем прожектора в процессе его фиксации в походном положении, при этом расположенные по бокам прожекторной установки боковые опоры связаны между собой металлическим тросом, натяжение которого регулируется талрепом.

С целью снижения влияния на прожектор механических воздействий (удары, вибрация), возникающих при движении базового шасси, а также при работе генератора (вибрации), прожектор и генератор установлены на раму с помощью амортизаторов.

Комплекс оборудован съемным тентом 13, расположенным на каркасе 9 (фиг.2), состоящем из перекладин и стоек, прикрепленных к бортам кузова автомобиля и позволяющих обеспечить защиту размещенной в нем аппаратуры от воздействия осадков и пыли при движении и развертывании комплекса.

Также при частичном свертывании тента он позволяет ограничить подачу светового луча прожектора в нежелательных направлениях.

Кроме того, тент служит для маскировки комплекса в походном положении. В качестве такого тента может использоваться штатный съемный тент автомобиля УАЗ-23602, выполненный из влагонепроницаемого прочного материала.

Время развертывания комплекса и перевода его из походного в рабочее положение двумя членами расчета не превышает 10 минут.

В кабине 10 базового шасси автомобиля сформировано автоматизированное рабочее место командира экипажа с встроенной системой спутниковой навигации, представляющей собой электронную картографическую систему, на которой отображается получаемая по каналу передачи данных информация об объектах, представляющих интерес для освещения.

В кабине базового шасси размещена также система связи и передачи данных, служащая для обеспечения голосовой связи экипажа с другими абонентами, а также для двустороннего обмена цифровой информацией о местоположении комплекса и местоположении объектов, представляющих интерес для освещения.

Внутри кабины 10 базового шасси размещена следующая аппаратура:

– процессорный блок (ноутбук) рабочего места командира, закрепленный с помощью специальных кронштейнов на торпедо базового шасси;

– УКВ-радиостанция с встроенным радиомодемом для подключения аппаратуры передачи цифровой информации, установленная в кассете для радиоприемника автомобиля;

– монитор системы ночного вождения;

– выносной пульт дистанционного управления (съемный);

– программируемый канальный модуль автономный ПКМ-А;

– система спутниковой навигации, например персональный навигатор «GPSMAP 76/76S».

Вышеназванный процессорный блок позволяет принимать по радиоканалу информацию об обстановке на участке границы, отображать ее на цифровой карте местности и осуществлять другие операции. С целью повышения оперативности и эффективности наведения луча прожектора на выбранные оператором объекты аппаратура РМК комплекса информационно сопрягается с автоматизированными системами технического контроля серии «Полоса».

Электропитание аппаратуры РМК осуществляется от встроенных в ноутбук аккумуляторов.

На экране РМК отображаются:

– цифровая карта местности;

– местоположение наземных движущихся целей, взятых источниками АСТК на сопровождение;

– формуляры целей (номер, дальность, азимут, курс, скорость);

– служебная графическая и текстовая информация.

Меню управления РМК позволяет:

– изменять масштаб изображения на экране, включая карту;

– измерять дальность, азимут, широту и долготу отметок от целей;

– определять расстояние между двумя точками;

– определять время достижения движущейся целью отрезка прямой на карте;

– определять время встречи движущихся целей;

– автоматически определять и отображать зоны радиолокационной видимости на ЦКМ.

Система связи и передачи данных включает УКВ-радиостанцию, например, такую как VERTEX 3000 или ЭРИКА – 201-026, с встроенным радиомодемом и программируемый канальный модуль автономный. Система связи и передачи данных предназначена для:

– организации голосовой радиосвязи между расчетом комплекса и подразделениями заказчика;

– организации голосовой радиосвязи между расчетом комплекса и подразделениями заказчика и двустороннего обмена информацией между РМК изделия и комплексом средств автоматизации АСТК серии «Полоса» по специальным кодограммам информационного обмена.

Предложенный мобильный прожекторный комплекс используется по назначению преимущественно в ночное время суток и часто с неподготовленных позиций.

Экраны мониторов системы ночного вождения и РМК могут вращаться относительно двух осей в пространстве и фиксироваться в положении, удобном для работы.

В комплекс входит тепловизионная система ночного вождения, предназначенная для обеспечения безопасного передвижения автомобиля с прожекторной установкой по бездорожью в условиях ограниченной видимости (ночью), в том числе возможности скрытого выдвижения комплекса на позицию ночью без света фар. Для этой цели может быть использована, например, система ночного вождения PathFindIR, представляющая собой малогабаритную инфракрасную тепловизионную камеру, встроенную в бампер 11 автомобиля или размещенную на его радиаторе 12, и монитор в кабине водителя для отображения обстановки на дороге.

При размещении камеры в бампере автомобиля на экран водителю выводится изображение местности (пути) непосредственно перед ним до дальности около 200 метров и обстановка справа и слева от курса движения автомобиля.

В системе ночного вождения используется миниатюрная тепловизионная камера переднего обзора, например Thermal-Eye G100, которая представляет собой бариево-строциево-титановый (BST) детектор. Камера обеспечивает четкое изображение, легко встраивается в конструктив автомобиля, обеспечивая работу в непрерывном режиме, и обладает эффективной защитой от засветки источниками светового излучения без использования дополнительных фильтров.

В качестве системы спутниковой навигации используется 12-канальный персональный навигатор «GPSMAP 76/76S» с встроенным электронным магнитным компасом и внешней антенной, размещенной на крыше кабины автомобиля. В одном из вариантов комплекса система спутниковой навигации реализует все функции, связанные с навигацией подвижного объекта с отображением информации на собственном встроенном монохромном дисплее.

Электропитание системы спутниковой навигации осуществляется от бортовой сети автомобиля и от встроенных аккумуляторов, что позволяет использовать приемник «GPSMAP 76/76S» как на позиции (в неподвижном положении комплекса), так и в движении.

В кабине базового шасси размещен также выносной пульт дистанционного управления прожекторной установкой, позволяющий управлять режимами ее работы как из кабины базового шасси, так и с любой точки за пределами автомобиля с расстояния до 200 метров.

Комплекс работает следующим образом.

Перед развертыванием комплекса по возможности выбирают относительно ровную горизонтальную площадку, что призвано обеспечить удобство в наведении луча прожектора на цель. Затем частично или полностью снимают с кузова автомобиля тент 13. При сильном дожде и снегопаде откидывают тент только до середины кузова. Открывают задний борт кузова автомобиля и поднимаются в кузов. С помощью вращения талрепов ослабляют растяжки передней и задней боковых опор 8 прожектора. Откидывают механические опоры прожектора в стороны, прислонив их к бортам автомобиля. Запускают генератор 6.

Затем включают выносной пульт дистанционного управления, что приводит к включению питания прожектора 5 и блока управления, при этом напряжение на лампу не подается. После установления связи по радиоканалу между выносным пультом дистанционного управления и блоком радиоуправления включается осветительная лампа. Производят регулировку ширины луча. При наименьшей ширине луча (3 градуса) энергия лампы концентрируется в меньшем телесном угле и дальность подачи луча возрастает. Вместе с этим возрастает и уровень освещенности на местности, создаваемый лучом прожектора. При увеличении ширины луча дальность его подачи уменьшается, но возрастает площадь засветки на местности.

После регулировки мощности электролампы регулируют скорость двигателя горизонтального вращения прожектора при помощи потенциометра, расположенного на блоке радиоуправления в блоке (шкафу) 7.

При малых значениях скорости горизонтального вращения прожектора увеличивается время наведения прожектора на заданное направление в пространстве, но при этом увеличивается точность наведения за счет уменьшения колебаний прожектора при его останове.

При больших скоростях время наведения уменьшается, однако за счет эффекта перерегулирования возникает несколько (2-3) колебаний прожектора в горизонтальной плоскости, что затрудняет точное наведение луча на объект.

Перемещение луча в пространстве имеет ограничения: в вертикальной плоскости управлять лучом можно в пределах угла ±25 градусов от горизонта, а в горизонтальной плоскости ±170 градусов от нулевого (походного) положения.

В системе связи и передачи данных оператор имеет возможность работать только УКВ-радиостанцией.

При установке в комплексе модуля ПКМ-А он постоянно подключен к цепям электропитания, работает в автоматическом режиме и вмешательства оператора не требует. Радиостанция может работать как в статическом положении комплекса, так и на ходу.

После включения электропитания на экран монитора перед водителем будет выведено изображение местности непосредственно перед автомобилем и на обочинах слева и справа от направления движения автомобиля.

Система ночного видения может помочь и в тумане, если он недостаточно плотный.

В условиях пониженных (отрицательных) температур внешней среды подогреватель прожектора включается автоматически при включении питания на блок 7.

Выключение и свертывание изделия производится в следующей последовательности:

– войдя в подменю «Режим», корректно выйти из программного обеспечения РМК и отключить питание ноутбука;

– нажать на защелку экрана монитора, развернуть его против часовой стрелки и уложить на корпус ноутбука экраном вниз, защелкнуть монитор в походном положении;

– выключить тумблер питания системы ночного вождения;

– отключить питание GPS-приемника и опустить его корпус вертикально вниз, зафиксировав в держателе;

– выключить радиостанцию;

– с помощью кнопок пульта дистанционного управления установить прожектор в нулевое положение по горизонтали и вертикали;

– выключить прожектор;

– выключить выключатель/предохранитель переменного тока;

– открыв дверь шкафа питания и управления, поставить автоматический выключатель дифференциального тока в нижнее положение;

– установить выключатель двигателя и топливный кран в положение «OFF»;

– после выключения аппаратуры комплекса поднять механические боковые опоры прожектора в положение, при котором колодки (опорные плиты) плотно прилегают к корпусу прожектора;

– соединить тросы с талрепами;

– вращением талрепов натянуть тросы до положения, при котором прожектор надежно закреплен;

– закрыть задний борт автомобиля;

– растянуть и закрепить на каркасе и бортах кузова тент автомобиля.

После этого комплекс находится в походном положении и готов к передвижению.

Формула изобретения

1. Мобильный прожекторный комплекс, содержащий транспортное средство, выполненное преимущественно в виде полноприводного грузового автомобиля, в кузове которого закреплена прожекторная установка и расположены связанные с ней блоки вторичного электропитания и радиоуправления, а также бензоэлектрический генератор, а в кабине автомобиля расположены: рабочее место командира экипажа, включающее системный блок автоматизированного управления, система связи и передачи данных, выносной пульт дистанционного управления и монитор тепловизионной системы ночного вождения, камера которой размещена в бампере или на радиаторе автомобиля, при этом блок радиоуправления выполнен с обеспечением возможности приема по радиоканалу сигналов от выносного пульта дистанционного управления и преобразования этих сигналов в команды управления приводами и лампой прожекторной установки, а системный блок автоматизированного управления включает ноутбук, позволяющий принимать по радиоканалу информацию об обстановке и отображать ее на цифровой карте местности, и встроенную систему спутниковой навигации.

2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что система спутниковой навигации представляет собой электронную картографическую систему с встроенным электронным магнитным компасом и внешней антенной, размещенной на крыше кабины автомобиля.

3. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что система связи и передачи данных выполнена в виде УКВ-радиостанции с встроенным радиомодемом для подключения аппаратуры передачи цифровой информации.

4. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что прожекторная установка выполнена с возможностью формирования узкого светового луча высокой интенсивности переменной ширины и перемещения его в пространстве в двух плоскостях.

5. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что прожекторная установка расположена на опорной раме, шарнирно соединенной с боковыми опорами для фиксации прожекторной установки в походном положении.

6. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что кузов автомобиля снабжен каркасом и съемным тентом.

РИСУНКИ