Способ обнаружения мины и растяжка для его осуществления
Группа изобретений относится к оборонной сфере, в частности к способам самообнаружения мин с натяжными или обрывными датчиками цели. Сущность способа и устройства заключается в том, что растяжку мины с натяжным и обрывным датчиком цели выполняют из материала и с профилем поверхности, покрытым временным покрытием, обеспечивающими возможность проявления через заданное время на поверхности растяжки бликов, наблюдаемых при облучении поверхности растяжки. Для обнаружения мины освещают участок поверхности искусственным или естественным источником света и судят о наличии мины по появлению на поверхности растяжки бликов от источника света в виде более ярких флуктуаций отраженного света по сравнению с фоновым отражением освещаемого участка поверхности. Профиль поверхности растяжки датчика цели выполнен в виде голограммы или отражательной голограммной дифракционной решетки или конструкций с остроконечной или/и закругленной вершиной, или конструкций шарообразной формы, или, по крайней мере, части линзы, или, по крайней мере, части фазовой зонной пластинки, или, по крайней мере, части линзы Френеля из материала с показателем преломления, по крайней мере на 3% большим показателя преломления материала растяжки. Реализация изобретений позволяет повысить эффективность обнаружения мин и разминирования минных полей при повышении безопасности людей. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.
Предлагаемое изобретение относится к оборонной сфере, а именно к области обнаружения боеприпасов с натяжными или обрывными датчиками цели, в частности к способам самообнаружения мин с натяжными или обрывными датчиками цели, и может быть использовано при изготовлении, например, наземных и скрытых в грунте противопехотных осколочных мин, противотанковых противобортовых мин и мин-ловушек с натяжными или обрывными датчиками цели.
В настоящее время проблема разработки высокоэффективных с точки зрения обеспечения безопасности людей методов обнаружения отдельных мин и минных заграждений в целом для целей их последующего обезвреживания встала достаточно остро. Связано это с тем, что по окончании ведения боевых действий на территории установки минного заграждения или при отсутствии необходимости дальнейшего использования минного заграждения остро встает проблема обезвреживания мин.
В свою очередь, высокоэффективное с точки зрения обеспечения безопасности людей обнаружение отдельных мин и минных заграждений в целом для последующего их обезвреживания должно предполагать обеспечение хорошей заметности компонентов мины типа растяжек и самой мины, устанавливаемой на поверхности земли, в любое время суток и при любых погодных условиях, в частности оно должно привлекать к себе внимание людей бликованием при освещении ограждения искусственными или естественными источниками света; светимости в ночное время суток. Известные компоненты мины типа растяжек не обладают в полной мере указанными характеристиками.
Известен способ обнаружения мин с натяжными и обрывными датчиками цели, включающий последовательно установку мины, забрасывание устройства для траления мин в виде кошки в заданном направлении, протаскивание кошки со скоростью, обеспечивающей надежный захват в прорези, выполненные на ребрах кошки, растяжки при ее обнаружении и последующее удержание растяжки отверстиями на конце каждой прорези при перемещении кошки, обнаружение и траление мины с натяжным датчиком цели [1].
Недостатком известного технического решения является необходимость использования для обнаружения мин специального устройства для траления мин, требующего специально обученных для работы с ним специалистов. Кроме того, обнаружение мин происходит без подачи оптического сигнала со стороны мины и растяжки, обеспечивающей приведение в действие этой мины, об их точном местонахождении.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ обнаружения диэлектрических мин, включающий последовательно установку мины, облучение поверхности грунта, на котором предположительно установлена мина, инфразвуковыми волнами, измерение мощности флуктуаций электрического поля в диапазоне 1-1000 Гц и суждение о наличии мины по превышению мощности флуктуаций электрического поля фонового значения [2].
Недостатком известного технического решения является необходимость использования для обнаружения мин специальной дорогостоящей аппаратуры, требующей наличие автономных источников электропитания и специально обученных для работы на такой аппаратуре специалистов. Кроме того, обнаружение мин происходит без подачи оптического сигнала со стороны мины и растяжки, обеспечивающей приведение в действие этой мины, об их точном местонахождении.
Также известны растяжки натяжного датчика цели мины в виде натяжного троса [3].
Недостатком известного технического решения является то, что обнаружение мин происходит без подачи оптического сигнала со стороны мины и растяжки, обеспечивающей приведение этой мины в действие, об их точном местонахождении. Кроме того, трос предполагает использование нескольких переплетенных проволочных или нитевидных элементов, что существенно повышает сложность, материалоемкость и стоимость его изготовления.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) являются проволочные или нитевидные разбрасываемые растяжки натяжных датчиков цели мин [4].
Недостатком известного технического решения является то, что обнаружение мин происходит без подачи оптического сигнала со стороны мины и растяжки, обеспечивающей приведение в действие этой мины, об их точном местонахождении.
Новым достигаемым техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности обнаружения мин и разминирования минных полей при повышении безопасности людей.
Новый технический результат достигается тем, что в способе обнаружения мины, включающем установку мины, облучение участка поверхности, на котором предположительно установлена мина, и суждение о наличии мины по превышению мощности флуктуаций фонового значения, в отличие от прототипа, в качестве мины используют мину с натяжным и обрывным датчиком цели, перед установкой мины растяжку натяжного и обрывного датчика цели выполняют из материала и с профилем поверхности, покрытым временным покрытием, обеспечивающими возможность проявления через заданное время на поверхности растяжки бликов, наблюдаемых при облучении поверхности растяжки, облучение осуществляют посредством освещения участка поверхности, на котором предположительно установлена мина, искусственным или естественным источником света, а о наличии мины судят по появлению на поверхности растяжки бликов от искусственного или естественного источника света в виде более ярких флуктуаций отраженного света по сравнению с фоновым отражением освещаемого участка поверхности.
Новый технический результат достигается также тем, что в растяжке датчика цели мины, в отличие от прототипа, профиль поверхности растяжки выполнен в виде голограммы или отражательной голограммной дифракционной решетки, или конструкций с остроконечной или/и закругленной вершиной, или конструкций шарообразной формы, или, по крайней мере, части линзы, или, по крайней мере, части фазовой зонной пластинки, или, по крайней мере, части линзы Френеля из материала с показателем преломления, по крайней мере на 3% большим показателя преломления материала растяжки, обеспечивающих отражение на своих поверхностях излучения в, по крайней мере, одном направлении с возможностью наблюдения бликов от голограммы или отражательной голограммной дифракционной решетки, или конструкций с остроконечной и (или) закругленной вершиной, или конструкций шарообразной формы, или, по крайней мере, части линзы, или, по крайней мере, части фазовой зонной пластинки, или, по крайней мере, части линзы Френеля при их освещении искусственным или естественным источником света, при этом на поверхность растяжки нанесено временное покрытие, обеспечивающее возможность проявления через заданное время в результате самоликвидации временного покрытия на поверхности растяжки бликов.
На профиль поверхности растяжки перед временным покрытием может быть дополнительно нанесено отражающее покрытие.
Временное покрытие может быть выполнено с цветом, соответствующим цвету окружающего фона участка поверхности.
Материал растяжки может быть дополнительно активирован люминесцентным соединением.
Люминесцентное соединение может быть выполнено из люминофорного материала, обеспечивающего возможность визуального наблюдения растяжки в темное время суток.
Люминесцентное соединение может быть выполнено из люминофорного материала, обеспечивающего возможность наблюдения растяжки в инфракрасном и (или) ультрафиолетовом спектрах электромагнитного спектра.
На фиг.1-4 представлены принципиальные варианты схем выполнения растяжки натяжного и обрывного датчика цели мины.
Профиль поверхности 1 растяжки 2 датчика цели мины 3 выполнен в виде голограммы 4 или отражательной голограммной дифракционной решетки 5, при этом на поверхность 1 растяжки 2 нанесено временное самоликвидирующееся покрытие 6 с цветом 7, соответствующим цвету окружающего фона участка поверхности 8 (фиг.1).
Профиль поверхности 1 растяжки 2 датчика цели мины 3 выполнен в виде, по крайней мере, части линзы 9 или, по крайней мере, части фазовой зонной пластинки 10, или, по крайней мере, части линзы Френеля 11 из материала с показателем преломления, по крайней мере на 3% большим показателя преломления материала растяжки 2, обеспечивающих отражение на своих поверхностях 1 излучения в, по крайней мере, одном направлении с возможностью наблюдения бликов 12 от, по крайней мере, части линзы или, по крайней мере, части фазовой зонной пластинки, или, по крайней мере, части линзы Френеля при их освещении искусственным или естественным источником света 13 после самоликвидации временного покрытия 6 (фиг.2).
Профиль поверхности 1 растяжки 2 датчика цели мины 3 выполнен в виде конструкций с остроконечной 14 или/и закругленной 15 вершиной, обеспечивающих отражение на своих поверхностях 1 излучения в, по крайней мере, одном направлении с возможностью наблюдения бликов 12 от конструкций с остроконечной 14 или/и закругленной 15 вершиной при их освещении искусственным или естественным источником света 13 после самоликвидации временного покрытия 6, при этом на профиль поверхности 1 растяжки 2 может быть дополнительно нанесено отражающее покрытие 16 (фиг.3).
Профиль поверхности 1 растяжки 2 датчика цели мины 3 выполнен в виде конструкций шарообразной формы 17, обеспечивающих отражение на своих поверхностях 1 излучения в, по крайней мере, одном направлении с возможностью наблюдения бликов 12 от конструкций шарообразной формы 17 при их освещении искусственным или естественным источником света 13 после самоликвидации временного покрытия 6, при этом на профиль поверхности 1 растяжки 2 может быть дополнительно нанесено отражающее покрытие 16, при этом материал растяжки 2 может быть активирован люминофорным материалом 18, обеспечивающим возможность визуального наблюдения растяжки 2 в темное время суток или в инфракрасном и (или) ультрафиолетовом спектрах электромагнитного спектра (фиг.4).
Растяжку мины изготавливают следующим образом.
Предварительно на поверхность растяжки 2 одним из известных методов наносят голограмму 4 или отражательную топографическую дифракционную решетку 5 с возможностью наблюдения бликов от голограммы или отражательной голографической дифракционной решетки при освещении их искусственными или естественными источниками света.
Например, сначала на поверхность растяжки 2 направляют плоскопараллельные опорные пучки света. Одновременно на поверхность растяжки 2 направляют расходящиеся предметные пучки света. При этом фотоимпульсионный слой поверхности растяжки 2 засвечивается и таким образом записывают интерференционную картину на поверхности растяжки 2 в виде структуры, подобной дифракционной решетке. Затем осуществляют экспонирование и обработку поверхности растяжки 2. При этом интерференционную картину записывают на соответствующий участок поверхности растяжки 2 посредством перемещения опорных пучков параллельно друг другу и перемещения предметных пучков поворотом вокруг фокуса. Опорные и предметные пучки перемещают в плоскости, перпендикулярной плоскости поверхности растяжки 2.
Записанная на поверхности растяжки 2 интерференционная картина представляет собой голограмму, а профиль 1 поверхность растяжки 2 с записанной на ней голограммой точечного источника света (лазера) является собирающей линзой, фокус которой при освещении опорным пучком расположен относительно поверхности растяжки 2 в точности в том же месте, где находился лазер во время записи голограммы. Это позволяет, например, изготавливать голограммы с любым заранее заданным местонахождением фокуса голограмм 5 относительно поверхности растяжки 2.
Поскольку при голографировании точечный источник света (лазер) поддерживают постоянным относительно поверхности растяжки 2 и опорные пучки для всей поверхности ленты параллельными между собой, то любая часть растяжки 2 может иметь произвольную форму поверхности (фиг.1).
В случае получения отражательной дифракционной решетки 5 на поверхности растяжки 2 на соответствующей части ее поверхности изготавливают исходную отражательную дифракционную решетку рельефно-фазового типа или ее копию. После этого на исходную отражательную дифракционную решетку рельефно-фазового типа наносят слой светочувствительного материала, далее освещают исходную отражательную дифракционную решетку со слоем светочувствительного материала потоком монохроматичного излучения с длиной волны λ под углом к подложке 90°-α. Угол α, при котором производится освещение исходной дифракционной решетки со светочувствительным слоем, определяется тем, что для автоколлимационного освещения дифракционной решетки выполняется соотношение:
2sinα=m•λ•ν,
где α - угол между нормалью к поверхности исходной решетки и направлением дифрагирующего пучка (угол дифракции в m-порядок); ν - частота штрихов решетки.
Условие освещения совпадает с автоколлимационным освещением решетки, поэтому угол дифракции пучка m-го порядка, выбранного в качестве основного, будет определяться на основании соотношения:
α=arcsin (λ•ν•m/2).
При освещении исходной отражательной дифракционной решетки со светочувствительным слоем потоком монохроматичного излучения под углом к подложке, равным 90°-α, в светочувствительном слое производят регистрацию интерференционной картины, которая образуется в результате взаимодействия падающего на исходную отражательную дифракционную решетку 5 монохроматического потока излучения λ с излучением, дифрагированным отражательной дифракционной решеткой 5 в m, 0 - порядки дифракции.
При этом в зависимости от необходимой степени асимметрии формы профиля штриха и сдвига максимальной концентрации энергии выбирается один из дифрагирующих пучков, который формирует совместно с падающим пучком основную интерференционную картину, у которой видность Vn,m удовлетворяет необходимому условию:
Vn,m>V0,m и Vn,m>Vn,0,
где Vn,m - видность интерференционной картины, образованной падающим пучком (n) и пучком m-го порядка дифракции, выбранного в качестве основного пучка; V0,m - видность интерференционной картины, образованной пучком нулевого порядка дифракции (0) и пучком m-го порядка дифракции; Vn,0 - видность интерференционной картины, образованной падающим пучком (n) и пучком 0-порядка дифракции.
После освещения проводят фотохимическую обработку слоя светочувствительного материала. В результате получают голограммную дифракционную решетку 5 с несимметричной формой профиля штриха. Степень асимметрии формы профиля штриха регулируется экспозицией, фотохимической обработкой и соответствующим выбором исходной дифракционной решетки, меняя, таким образом, пропорцию между видностями интерференционных картин Vn,m, V0,m, Vn,0, что в свою очередь позволяет расширить возможности управления областью распределения направлений отражаемых от такой поверхности пучков излучений (бликов).
Так как при освещении исходной дифракционной решетки падающий и дифрагированный пучки имеют малую разность хода (порядка оптической толщины нанесенного слоя фоточувствительного материала), то волновые фронты интерферирующих пучков будут практически одинаковыми в плоскости со слоем светочувствительного материала. Следовательно, качество волнового фронта изготавливаемой голограммной дифракционной решетки 5 будет соответствовать качеству волнового фронта исходной решетки и будет мало зависеть от качества волнового фронта освещающего пучка. Это позволяет изготавливать голограммные дифракционные решетки 5 с несимметричной формой профиля штриха на неровных, например вогнутых, поверхностях материала растяжки 2. Для получения отражательной голограммной дифракционной решетки 5 наносят на слой светочувствительного материала растяжки 2 слой отражающего покрытия (фиг.1).
Например, для изготовления голограммной дифракционной решетки 5 с несимметричной формой профиля штриха на поверхности растяжки 2 может быть использована исходная отражательная голограммная дифракционная решетка с симметричной формой профиля штриха с частотой штрихов 1800 мм-1. Дифракционная эффективность исходной решетки в +1 и -1 порядках дифракции была одинакова во всем измеряемом диапазоне длин волн. На исходную решетку наносили светочувствительный слой фоторезиста СК-502 толщиной 0,33 мкм. Длина волны излучения, используемого для освещения, выбиралась равной 0,44 мкм. Исходная решетка освещалась излучением под углом α=23,22°. Сушку слоя фоторезиста осуществляли при 85°С в течение 15 мин. Экспозиция состаляла 350 мДж/см2. Проявление в проявителе ПП-1 осуществляли в течение 20 с при 21°С и разбавлении проявителя 1:1,4. После чего осуществили промывку дистиллированной водой.
После этого осуществляли нанесение отражающего покрытия из алюминия толщиной 900 Å.
После нанесения на поверхность растяжки 2 голограммы 4 или отражательной голографической дифракционной решетки 5 одним из известных методов, например опрыскиванием, наносят временное самоликвидирующееся покрытие 6. При необходимости временное самоликвидирующееся покрытие 6 выполняют с цветом 7, соответствующим цвету окружающего фона участка поверхности 8 (фиг.1).
Также из материала растяжки 2 типа стекла, кварца, полимерного материала - полистирола, поликарбоната, полиэтилена, полиметилметакрилата и т.д., например, с показателем преломления 1,4-2,0, одним из известных методов, например посредством, например, литья, прессования, штамповки, в матрице с формой рабочей поверхности, ответной форме соответствующих линзы 9 или фазовой зонной пластинке 10, линзе Френеля 11 (или их частям), в том числе профилированной тыльной поверхности фазовых отражающих зонных пластинок 10, линз Френеля 11 (или их частей), могут формировать профиль рабочей поверхности растяжки 2 в виде линзы 9, фазовой зонной пластинки 10, линзы Френеля 11 (или их частей) с необходимыми габаритами (фиг.2).
В качестве линз 9 используют, например, линзы выпукло-вогнутого или плосковыпуклого типов.
Используют также состоящие из внутреннего несущего слоя с профилированной поверхностью, выполненной в виде, например, концентрических преломляющих элементов рабочих зон, плоские, малые по толщине (которую при этом можно варьировать в зависимости от назначения устройства) линзы Френеля 11. Линзы Френеля 11 могут быть выполнены в виде диска, прямоугольника, квадрата, правильного треугольника или шестиугольника или иной задаваемой при необходимости геометрической формы с отражающим покрытием, нанесенным на профилированную поверхность растяжки 2.
Используют также зонные пластинки 10 в виде, например, фазовых оптических зонных светоотражающих элементов, использующих отражающий киноформ со ступенчатым профилем зон, которые описываются математически. Для получения фазовых зонных пластинок 10, линз Френеля 11 (или их частей) с высокой степенью точности необходимо использование специальных станков с ЧПУ.
Все варианты выполнения профилированной поверхности растяжки 2 с использованием линз Френеля 11 выполняются также и в случае использования вместо нее отражающей зонной пластинки 10.
Конструкции с остроконечными 14 или/и закругленными 15 вершинами могут быть выполнены посредством, например, штамповки рабочей поверхности растяжки 2 с использованием матрицы с профилем, ответным контуру предполагаемого профиля рабочей поверхности растяжки 2. В качестве таких конструкций с остроконечными 14 или/и закругленными 15 вершинами могут быть конструкции с боковыми поверхностями, формирующими профиль рабочей поверхности растяжки 2 в виде многогранных пирамид (трех-, четырех-, пяти-, шестигранные и т.д.), конусов, части овалов вращения, сфер, эллипсоидов, эллиптических параболоидов, гиперболоидов и т.д. Причем конструкции с остроконечными вершинами 14 в виде пирамид могут быть как прямыми, в основании которых правильные треугольники, тетраэдры, квадраты, пятиугольники и т.п., так и с гранями, расположенными под различными углами к воображаемым основаниям или к плоскости рабочей поверхности растяжки 2 (фиг.3).
Размеры высоты граней или образующей боковых поверхностей конструкций с остроконечными 14 или/и закругленными 15 вершинами ограничены, главным образом, технологическими возможностями при их изготовлении. Так, при габаритах 2,0 мкм технологические трудности получения таких углублений непропорционально возрастают из-за малости их размеров, а близость габаритов таких углублений с длиной волны падающего излучения оптического диапазона снижает эффективность его переотражения в различных направлениях в соответствии с наклоном граней, боковых поверхностей конструкций с остроконечными 14 или/и закругленными 15 вершинами воображаемым основаниям или к плоскости рабочей поверхности растяжки 2.
Угол наклона граней или боковых поверхностей к воображаемым основаниям (к плоскости рабочей поверхности растяжки 2) конструкций с остроконечной 14 или закругленной 15 вершиной менее 16° приводит к тому, что при таком угле не происходит переотражения падающего излучения на других гранях или боковых поверхностях конструкций с остроконечной 14 или закругленной 15 вершиной, а происходит его отражение непосредственно в пространство перед рабочей поверхностью растяжки 2 от граней или боковых поверхностей, на которые непосредственно воздействует излучение от искусственного или естественного источника света, под углом, задаваемым наклоном граней или боковых поверхностей, количеством граней и углом падения излучения от искусственного или естественного источника света.
Переотражение при угле наклона граней или боковых поверхностей с остроконечной 14 или закругленной 15 вершиной к воображаемому основанию (к плоскости рабочей поверхности растяжки 2) от 16° до 68° приводит к многократному переотражению на гранях или боковых поверхностях.
В случае если угол наклона граней или боковых поверхностей к воображаемому основанию (к плоскости рабочей поверхности растяжки 2) свыше 68° для конструкций с остроконечной 14 или закругленной 15 вершиной, излучение от искусственного или естественного источника света при многократном переотражении на гранях или боковых поверхностях перемещается все ближе к соответствующим вершинам 14, 15, отдавая при каждом последующем переотражении часть своей энергии в соответствии с коэффициентом поглощения материала растяжки 2, и это приводит либо к яркому высвечиванию соответствующих вершин 14, 15 с последующим выходом излучения со значительно ослабленной мощностью после многократного переотражения на гранях или боковых поверхностях конструкций с остроконечной 14 или закругленной вершиной 15, либо к полному затуханию падающего излучения в полостях, которые превращаются в этом случае в так называемые "черные дыры".
То есть при угле наклона граней или боковых поверхностей к воображаемому основанию полостей (к плоскости лицевой поверхности 1) свыше 68° конструкции с остроконечной 14 или закругленной 15 вершиной начинают работать не на отражение и поглощение излучения от искусственного или естественного источника света 13 (соотношение между которыми зависит от угла наклона граней или боковых поверхностей конструкции с остроконечной 14 или закругленной 15 вершиной к воображаемому основанию (к плоскости рабочей поверхности растяжки 2), как в случае угла наклона граней или боковых поверхностей к воображаемому основанию (к плоскости рабочей поверхности растяжки 2) до 68°), а только на поглощение излучения от искусственного или естественного источника света, что нецелесообразно для целей использования предлагаемой растяжки 2.
Наиболее эффективно вышеописанное правило для угла наклона граней или боковых поверхностей конструкций с остроконечной 14 или закругленной 15 вершиной к воображаемому основанию (к плоскости рабочей поверхности растяжки 2) действует для конструкций с остроконечной вершиной 14 конусообразной формы.
Для остальных типов конструкций с остроконечной 14 или закругленной 15 вершиной вышеописанное правило для угла наклона граней или боковых поверхностей к их основанию трансформируется в тенденцию.
В случае использования конструкций с остроконечной 14 или закругленной 15 вершиной различного типа или в случае использования конструкций с остроконечной 14 или закругленной 15 вершиной, по крайней мере, одна боковая поверхность (или ее часть (например, для конусов, полуовалов вращения, полуэллипсоидов, эллиптических полупараболоидов, полугиперболоидов, полусфер и т.п.)) или по крайней мере одна грань (например, для многогранных пирамид) которых установлена под углом к их основанию, отличным от угла наклона к основанию остальных боковых поверхностей (или остальной части соответствующей боковой поверхности) или остальных граней, например под углами 35° и 45° соответственно, при ее рассмотрении наблюдателем, в том числе и при освещении источником света 13, отраженное от указанных поверхностей или граней или конструкций различного типа излучение будет выходить под различными углами благодаря различию в наклонах боковых поверхностей или граней конструкций с остроконечной 14 или закругленной 15 вершиной к их воображаемому основанию (к плоскости рабочей поверхности растяжки 2) или в соответствии с типом конструкций с остроконечной 14 или закругленной 15 вершиной.
На профиль поверхности 1 растяжки 2 при необходимости может быть нанесено отражающее покрытие 16 (фиг.3)
Конструкции шарообразной формы 17 могут быть выполнены посредством, например, штамповки с использованием жестко совмещенных относительно друг друга матриц с профилями каждой, ответными профилю полусфер. При этом рабочая поверхность растяжки 2 представляет собой последовательность таких соединенных между собой шариков 17 (фиг.4).
Предварительно, например, полимерный материал растяжки 2 может быть активирован люминофорным материалом 18, обеспечивающим возможность визуального наблюдения растяжки 2 в темное время суток или в инфракрасном и (или) ультрафиолетовом спектрах электромагнитного спектра после самоликвидации временного покрытия 6 (фиг.4).
Например, введение люминесцентного соединения в виде комплексных соединений теноилтрифторацетоната европия с 1,10-фенантролином в качестве наполнителя в материал растяжки 2 позволяет поглощать жесткое излучение в области 250-300 нм, преобразовывая его в видимое излучение в области 580-760 нм.
Введение люминесцентного соединения в виде комплексных соединений теноилтрифторацетоната европия с 1,10-фенантролином, тринитрата европия с 1,10-фенантролином и бензоилбензоата европия с 4,4-диниридилом в качестве наполнителя в материал растяжки 2 позволяет поглощать жесткое излучение в области 220-380 нм, преобразовывая его в видимое излучение в области 500-760 нм.
Введение люминесцентного соединения в виде соединений оксида иттрия, активированного европием - 22-30 мас. %, галофосфата кальция, активированного сурьмой и марганцем - 36-44 мас. %, фторгерманата магния, активированного марганцем - 26-34 мас. %, в качестве наполнителя в материал растяжки 2 позволяет поглощать жесткое излучение в области 200-480 мм, преобразовывая его в видимое излучение в области 500-700 км. Компоненты смешиваются до однородного состояния в шаровой мельнице.
Введение люминесцентного соединения в виде антистоксовых люминофоров на основе фторида свинца, оксидов германия и твердого раствора оксидов активирующих элементов - иттербия и туллия, в качестве наполнителя в материал растяжки 2 позволяет преобразовывать падающее излучение ИК-области спектра электромагнитного излучения в видимую (475 нм) область спектра, например, при следующем соотношении компонентов, мас.%: PbF2 (68, 2802); GeO2 (17, 5530); Y2O3 (14, 1317); Tm2O3(0, 035).
Введение люминесцентного соединения в виде антистоксового люминофора на основе фторидов металлов подгруппы цинка второй группы элементов периодической системы элементов Д.И.Менделеева с общей формулой: (Zn1-xCdx)F2, где x<0,2, активированных эрбием или эрбием и иттербием, в качестве наполнителя в материал растяжки 2 позволяет преобразовывать падающее излучение ИК-области спектра в диапазоне длин волн 1200-1600 нм электромагнитного излучения в излучение видимой области спектра в диапазоне длин волн от насыщенного красного до желтого в зависимости от фторида соответствующего металла подгруппы цинка.
Может быть использовано также покрытие материала растяжки 2 смесью двух люминофоров 18 с перекрывающимися спектрами возбуждения и излучения: сульфида цинка, активированного серебром и медью (ZnS-AgCu), и сульфида цинка, активированного серебром и золотом (ZnS-Ag, Au), при их соотношении в смеси от 1:1 до 1:3 соответственно. Нанесение смеси люминофоров 18 на экранную подложку производят, например, способом седиментационного осаждения, при этом использование люминесцентных компонент с одинаковым гранулометрическим составом позволяет получить однослойное покрытие с большой однородностью.
В случае обеспечения необходимости наблюдения растяжки 2 в инфракрасном или ультрафиолетовом спектрах электромагнитного спектра материал растяжки 2 предварительно активируют люминисцирующим наполнителем, выполненным из люминофорного материала 18, обеспечивающего возможность наблюдения растяжки 2 с помощью специальных приборов в инфракрасном или ультрафиолетовом спектрах электромагнитного спектра. Такой вариант выполнения растяжки 2 может быть необходим при необходимости ее обнаружения в темное время суток только ограниченным кругом лиц.
Например, введение люминесцентного соединения в виде люминофора 18, соответствующего химической формуле: K2Y1-x-yNdxYbyF5, где 0,001<х<0,150; 0,02<у<0,20, в качестве наполнителя в материал растяжки 2 позволяет преобразовывать падающее излучение УФ и видимой областей спектра с длиной волны 300-570 нм в излучение ИК-области спектра с длиной волны 860-1040 нм. Спектры люминесценции и спектры возбуждения люминесценции были получены при возбуждении галогенной лампой с использованием монохроматоров с регистрацией посредством фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) со светофильтром. Полученная информация регистрировалась и обрабатывалась на микроЭВМ.
Нанесение люминесцентного состава осуществляют, например, посредством покрытия поверхности материала растяжки 2 методом седиментации.
После чего осуществляют крепление растяжки 2, например, к узлу подброса и инициирования мины.
Растяжка мины работает следующим образом.
Функции предлагаемой растяжки 2, кроме собственно инициирования мины при натяжении или обрыве растяжки 2, заключаются также в предупреждении людей, находящихся в зоне видимости от предлагаемой растяжки 2, от намерения (контролируемого или неконтролируемого) пересечения заминированной зоны в целом или облегчении работ по разминированию конкретной мины.
Достигается это тем, что через определенный момент времени, например через 1 месяц, временное покрытие 6 начинает самопроизвольно разрушаться, обнажая профиль 1 поверхности растяжки 2, образованный голограммой 4 или отражательной голографической дифракционной решеткой 5, или линзой 9, или фазовой зонной пластинкой 10, или линзой Френеля 11, или конструкциями с остроконечной 14 или/и закругленной 15 вершиной. Период времени до начала разрушения временного покрытия 6 и до его возможной полной ликвидации определяется свойствами временного покрытия 6.
При нахождении людей в зоне видимости от предлагаемой растяжки 2 люди могут визуально наблюдать блики 12 от голограммы 4 или отражательной голографической дифракционной решетки 5, или линзы 9, или фазовой зонной пластинки 10, или линзы Френеля 11, или конструкций с остроконечной 14 или/и закругленной 15 вершиной при освещении их искусственными (светом осветительного прибора) или естественными источниками света (Солнцем, Луной) 13.
Например, при попадании на профиль поверхности 1 растяжки 2, образованный сформированными конструкциями с остроконечной 14 или/и закругленной 15 вершиной, излучение от искусственного или естественного источника света 13 претерпевает полное отражение на гранях многогранных пирамид или боковой поверхности конусов или конструкций иных типов, переотражается или направляется под некотором углом к углу падения падающего излучения от искусственного или естественного источника света 13 в зависимости от угла наклона граней или боковых поверхностей к плоскости их воображаемых оснований или к плоскости рабочей поверхности растяжки 2. То есть в этом случае при освещении поверхности растяжки 2 искусственными или естественными источниками света 13 отраженное от нее излучение возвращается не только к источнику искусственного или естественного света 13, с которого излучение было послано, но и направляется в совершенно другие направления, определяемые углом наклона граней и боковых поверхностей к плоскости их воображаемых оснований полостей (к плоскости рабочей поверхности), обеспечивая, тем самым, возможность наблюдения и обнаружения растяжки 2 и определения месторасположения самой мины наблюдателю, находящемуся в зоне видимости растяжки 2.
Аналогично образуют блики 12 и голограмма 4, и отражательная топографическая дифракционная решетка 5, и линза 9, и фазовая зонная пластинка 10, и линза Френеля 11.
То есть наблюдатель, находящийся в зоне видимости растяжки 2, увидит блики от нее, если растяжка 2 освещается от Луны, Солнца, фонаря, света фар и т.д., излучение от которых исходит с совершенно другого направления относительно наблюдателя. Одновременно увидит растяжку 2 и водитель транспортного средства, фары которого осветили растяжку 2.
В случае обеспечения необходимости наблюдения растяжки 2 только ограниченным кругом лиц (например, при идентификации района минного поля или проходов в минном поле и их преодолении во время ведения военных действий) растяжку 2 выполняют видимой с помощью специальных приборов в инфракрасном или ультрафиолетовом спектрах электромагнитного спектра.
Аналогично могут работать на обнаружение сама мина 19 и другие ее компоненты, например датчик цели 3, находящиеся на поверхности земли.
На основании вышеизложенного новый достигаемый технический результат предлагаемого изобретения обеспечивается следующими техническими преимуществами.
1. Повышение эффективности предупреждения, обнаружения мин и разминирования минных полей не менее чем на 50% за счет повышения информативности растяжки мины (посредством ее бликования), что позволяет более эффективно предупреждать об опасности местное гражданское население и способствует обнаружению отдельных мин и минных заграждений в целом для последующего их обезвреживания военными специалистами.
2. Повышение обеспечения безопасности людей не менее чем на 50% за счет повышения информативности растяжки мины (посредством ее бликования и люминесценции), что позволяет более эффективно предупреждать об опасности местное гражданское население и способствует обнаружению отдельных мин и минных заграждений в целом для последующего их обезвреживания военными специалистами
3. Обеспечение возможности наблюдения растяжки в темное время суток.
4. Обеспечение возможности наблюдения растяжки только ограниченным кругом лиц.
Используемые источники
1. F 41 Н 11/12, патент РФ №2206047, 2003.
2. F 41 Н 11/12, а.с. СССР №1421036, 1987.
3. F 42 В 23/16, патент РФ №2095740, 1997.
4. F 41 Н 11/12, патент РФ №2093776, 1997.
1. Способ самообнаружения мины, включающий облучение участка поверхности, на котором предположительно установлена мина, и суждение о наличии мины по превышению мощностью флуктуации фонового значения, отличающийся тем, что используют мину с натяжным и обрывным датчиком цели, а перед установкой мины растяжку натяжного и обрывного датчика цели выполняют из материала и с поверхностью, покрытой временным покрытием, обеспечивающими возможность проявления через заданное время на поверхности растяжки бликов, наблюдаемых при облучении поверхности растяжки, при этом облучение осуществляют посредством освещения участка поверхности, на котором предположительно установлена мина, искусственным или естественным источником света, а о наличии мины судят по появлению на поверхности растяжки бликов от искусственного или естественного источника света в виде более ярких флуктуаций отраженного света по сравнению с фоновым отражением освещаемого участка поверхности.
2. Растяжка датчика цели мины, отличающаяся тем, что на ее поверхности нанесена голограмма, или отражательная голограммная дифракционная решетка, или профиль ее поверхности выполнен в виде конструкций с остроконечной, или/и закругленной вершиной, или конструкций шарообразной формы, или, по крайней мере, части линзы, или, по крайней мере, части фазовой зонной пластинки, или, по крайней мере, части линзы Френеля из материала с показателем преломления, по крайней мере, на 3% большим показателя преломления материала растяжки, обеспечивающих отражение на своих поверхностях излучения, по крайней мере, в одном направлении с возможностью наблюдения бликов от голограммы, или отражательной голограммной дифракционной решетки, или конструкций с остроконечной и/или закругленной вершиной, или конструкций шарообразной формы, или, по крайней мере, части линзы, или, по крайней мере, части фазовой зонной пластинки, или, по крайней мере, части линзы Френеля при их освещении искусственным или естественным источником света, при этом на поверхность растяжки нанесено временное покрытие, обеспечивающее возможность проявления на поверхности растяжки бликов через заданное время в результате самоликвидации временного покрытия.
3. Растяжка по п.2, отличающаяся тем, что на поверхность растяжки перед временным покрытием дополнительно нанесено отражающее покрытие.
4. Растяжка по п.2, отличающаяся тем, что временное покрытие выполнено цветом, соответствующим цвету окружающего фона участка поверхности.
5. Растяжка по п.2, отличающаяся тем, что материал растяжки дополнительно активирован люминесцентным соединением.
6. Растяжка по п.5, отличающаяся тем, что люминесцентное соединение выполнено из люминофорного материала, обеспечивающего возможность визуального наблюдения растяжки в темное время суток.
7. Растяжка по п.5, отличающаяся тем, что люминесцентное соединение выполнено из люминофорного материала, обеспечивающего возможность наблюдения растяжки в инфракрасном и/или ультрафиолетовом спектрах электромагнитного спектра.
