Устройство активного воздействия на нарушителей охраняемых акваторий
Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в системах активного воздействия на нарушителей охраняемых акваторий и надводных объектов. Техническим результатом изобретения является увеличение зоны действия за счет направленности излучения и повышение уровня безопасности эксплуатации за счет исключения высоких напряжений в надводном модуле и в кабельной линии.
Технический результат достигается за счет того, что в данном устройстве, содержащем надводный модуль с источником электрической энергии, кабельную линию, соединительное устройство, подводный модуль с линейной частью, выполненной в виде размещенного в герметичном корпусе электродинамического индуктора с излучающим диском, блок формирования импульсов, с зарядным устройством, накопитель энергии и коммутатор разрядного тока, при этом блок формирования импульсов размещен в герметичном корпусе подводного модуля с аккумулятором, соединенным с зарядным устройством, в виде последовательно соединенных коммутатора зарядного тока, преобразователя напряжения, высоковольтного повышающего трансформатора и выпрямителя, при этом надводный модуль снабжен блоком зарядки аккумулятора, блоками управления коммутаторами зарядного тока и разрядного тока, соединенными через кабельную линию соответственно с аккумулятором, коммутатором зарядного тока и коммутатором разрядного тока, причем соединительное устройство выполнено в виде герметичного кабельного разъема. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в системах активного воздействия на нарушителей охраняемых акваторий, подводных и надводных объектов.
Известно устройство водного электризуемого заграждения с изолированной от воды линейной частью, содержащее источник переменного электрического тока, соединенный через кабельную линию и соединительные герметические отверстия болтами с линейной частью, выполненной в виде изолированных от воды металлических электродов, причем источник переменного тока выполнен в виде генератора прямоугольных биполярных импульсов (заявка РФ 96102738 от 14.02.1996 г., МПК Н05С 1/00, Н05С 3/00). В устройстве реализован принцип воздействия на нарушителя акустическими импульсами, возбуждаемыми при электрическом пробое между электродами за счет электрогидравлического эффекта.
Недостатками данного устройства являются сложность установки системы электродов в акватории, необходимость работы с высокими напряжениями (до 100 кВ), малая дистанция воздействия из-за низкого уровня сигнала.
Известно устройство для активного воздействия на нарушителей акваторий и водных объектов, содержащее установленные в охраняемой акватории на разной глубине пары электродов, соединенных с покрытыми изоляцией проводниками, соединенными через коммутационное устройство с источником тока, причем перед зоной расположения электродов расположены датчики обнаружения, которые через управляющие блоки соединены с коммутационным устройством. В этом устройстве реализован принцип воздействия на нарушителей электрическим током, который, протекая через его тело, вызывает болевые ощущения и затрудняет продвижение к охраняемому объекту (патент РФ №2337508, от 05.02.2007 г., МПК H05C 1/00, A22B 3/06). Устройство позволяет обеспечить образование относительно больших непреодолимых для нарушителя объемов, многократное воздействие, нелетальность воздействия, поражение как одиночных, так и групповых целей.
Недостатками данного устройства являются сложность установки системы электродов в акватории и поддержания электродов в работоспособном состоянии из-за образования на них отложений, невозможность мобильной перестановки в другую зону, высокая энергоемкость устройства, необходимость работы с высокими напряжениями, отсутствие воздействия на пловца в гидрокостюме из неэлектропроводного материала.
Известно устройство возбуждения мощных акустических импульсов, которое может применяться в системах защиты акваторий, содержащее надводный модуль, включающий источник электрической энергии, блок формирования импульсов в виде зарядного устройства, накопителя энергии, коммутатора, и соединенный с ним кабельной линией подводный модуль в виде расположенного в герметичном корпусе электродинамического индуктора с излучающим диском (авт. свид. СССР №355990, МПК B06B 1/04, 05.11.1970 г.).
Недостатком этого устройства является необходимость использования в надводном модуле высоких уровней напряжения до 10 кВ и передача их по кабельной линии в подводную часть, что в условиях эксплуатации в воде чрезвычайно опасно.
Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является известное устройство активного воздействия на нарушителей охраняемых акваторий, содержащее надводный модуль с источником электрической энергии, кабельную линию, соединительное устройство, подводный модуль с линейной частью, а также блок формирования импульсов, включающий зарядное устройство, подключенные к его выходу последовательно накопитель энергии и коммутатор, при этом линейная часть подводного модуля выполнена в виде системы электродов, обеспечивающих при разряде на них накопителя возбуждение мощных акустических импульсов за счет электрогидравлического эффекта (авт. свид. РФ на полезную модель №33291 МПК A22B 3/00 от 26.06.2003 г.).
Недостатками данного устройства являются: необходимость генерации в надводной части высоких уровней напряжения до 100 кВ и передача их по кабельной линии в подводную часть, что в условиях эксплуатации в воде чрезвычайно опасно, а также низкая зона действия, так как возбуждаемый линейной частью акустический импульс не имеет направленности.
Техническим результатом изобретения является увеличение зоны действия за счет направленности излучения и повышение уровня безопасности эксплуатации за счет исключения высоких напряжений в надводном модуле.
Технический результат достигается за счет того, что в устройстве активного воздействия на нарушителей охраняемых акваторий, содержащем надводный модуль с источником электрической энергии, кабельную линию, соединительное устройство, подводный модуль с линейной частью, а также блок формирования импульсов, включающий зарядное устройство, подключенные к его выходу последовательно накопитель энергии и коммутатор разрядного тока, линейная часть подводного модуля выполнена в виде размещенного в герметичном корпусе электродинамического индуктора с излучающим диском, при этом блок формирования импульсов размещен в герметичном корпусе подводного модуля и снабжен аккумулятором, соединенным с зарядным устройством, выполненным в виде последовательно соединенных коммутатора зарядного тока, преобразователя напряжения, высоковольтного повышающего трансформатора и выпрямителя, при этом надводный модуль снабжен блоком зарядки аккумулятора, блоком управления коммутатором зарядного тока и блоком управления коммутатором разрядного тока, соединенными через кабельную линию соответственно с аккумулятором, коммутатором зарядного тока и коммутатором разрядного тока, причем соединительное устройство выполнено в виде герметичного кабельного разъема.
На чертеже условно представлена блок-схема предлагаемого устройства.
Устройство содержит надводный модуль 1, включающий источник электрической энергии 2, блок зарядки аккумулятора 3, блок управления коммутатором зарядного тока 4 и блок управления коммутатором разрядного тока 5, кабельную линию 6, соединительное устройство 7 в виде герметичного кабельного разъема и подводный модуль 8, содержащий расположенные в герметичном корпусе 9 аккумуляторную батарею 10, зарядное устройство, выполненное в виде последовательно соединенных коммутатора зарядного тока 11, преобразователя напряжения 12, высоковольтного повышающего трансформатора 13 и выпрямителя 14, накопитель энергии 15, коммутатор разрядного тока 16 и электродинамический индуктор 17 с излучающим диском 18, при этом блок зарядки аккумулятора 3, блок управления коммутатором зарядного тока 4 и блок управления коммутатором разрядного тока 5 соединены через кабельную линию 6 с соответствующими входами аккумуляторной батареи 10, коммутатором зарядного тока 11 и коммутатором разрядного тока 16.
Устройство работает следующим образом.
Надводный модуль 1 устанавливается на плавающей платформе либо на берегу.
Подводный модуль закрепляется на координатно-поворотном устройстве (на чертеже не показано) и погружается в воду.
При обнаружении нарушителя (визуально либо с помощью гидроакустической станции) ось подводного модуля ориентируется в направлении нарушителя.
Источник электрической энергии 2, находящийся в надводном модуле 1, осуществляет электрическое питание всего устройства. Блок зарядки аккумуляторной батареи 3 через кабельную линию 6 и соединительное устройство 7 заряжает аккумуляторную батарею 10, расположенную в подводном модуле 8.
Зарядка накопителя энергии 15, который содержит высоковольтные конденсаторы, осуществляется при включении коммутатора зарядного тока 11, который управляется блоком управления 4. При включении коммутатора 11 постоянный ток от аккумуляторной батареи преобразуется в переменный с помощью преобразователя напряжения 12, затем он подается на высоковольтный повышающий трансформатор 13, затем его преобразуют в постоянный с помощью выпрямителя 14 и подают на накопитель энергии 15.
Разряд накопителя энергии 15 на спираль индуктора 17 осуществляется включением коммутатора разрядного тока 16, который управляется блоком управления 5, расположенным в надводном модуле 1.
При протекании разрядного тока через спираль индуктора 17 в диске-излучателе 18, в соответствии с законом электромагнитной индукции, возникают кольцевые токи, имеющие направление, противоположное току в спирали. Возникает импульс силы отталкивания между диском и спиралью. Движение в воде диска 18 приводит к излучению гидроакустического импульса, который, в свою очередь, проникая в тело пловца, оказывает заданное физиологическое воздействие.
Изобретение обеспечивает увеличение зоны действия при той же потребляемой электрической энергии за счет узкой диаграммы направленности излучения и более высокого электроакустического КПД преобразователя (в 2-3 раза при ширине диаграммы направленности порядка 40 градусов и электроакустическом КПД порядка 5-10%), а также повышение уровня безопасности эксплуатации за счет исключения высоких напряжений в надводном модуле 1 и в кабельной линии 6 (напряжение 24 В пост.).
1. Устройство активного воздействия на нарушителей охраняемых акваторий, содержащее надводный модуль с источником электрической энергии, кабельную линию, соединительное устройство, подводный модуль с линейной частью, а также блок формирования импульсов, включающий зарядное устройство, подключенные к его выходу последовательно накопитель энергии и коммутатор разрядного тока, отличающееся тем, что линейная часть подводного модуля выполнена в виде размещенного в герметичном корпусе электродинамического индуктора с излучающим диском, при этом блок формирования импульсов размещен в герметичном корпусе подводного модуля и снабжен аккумулятором, соединенным с зарядным устройством, выполненным в виде последовательно соединенных коммутатора зарядного тока, преобразователя напряжения, высоковольтного повышающего трансформатора и выпрямителя, при этом надводный модуль снабжен блоком зарядки аккумулятора, блоком управления коммутатором зарядного тока и блоком управления коммутатором разрядного тока, соединенными через кабельную линию соответственно с аккумулятором, коммутатором зарядного тока и коммутатором разрядного тока.
2. Устройство активного воздействия на нарушителей охраняемых акваторий по п.1, отличающееся тем, что соединительное устройство выполнено в виде герметичного кабельного разъема.
