Безэкипажный катер - носитель сменной полезной нагрузки
Владельцы патента RU 2760797:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) (RU)
Изобретение относится к области судостроения и касается разработки безэкипажных катеров (БЭК), целевое назначение которых меняется в зависимости от размещаемой на них полезной нагрузки. БЭК содержит съемные кормовой и носовой модули сменной полезной нагрузки. На продольной оси БЭК размещены носовой и кормовой универсальные конструктивные узлы крепления модулей сменной полезной нагрузки, каждый из которых содержит универсальный посадочный фланец. В носовой части надстройки корпуса, в его диаметральной плоскости, выполнено отверстие под установку съемных модулей сменной полезной нагрузки. Универсальный посадочный фланец жестко соединен с тумбой, закрепленной на шпангоутах в носовой части корпуса БЭК, под отверстием в надстройке корпуса таким образом, что универсальный посадочный фланец расположен ниже поверхности надстройки. Универсальный посадочный фланец кормового универсального конструктивного узла крепления модулей сменной полезной нагрузки закреплен на жесткой раме, которая расположена на направляющих, закрепленных на палубе. Расширяются функциональные возможности, повышается эффективность использования. 4 з.п. ф-лы, 11 ил.
Изобретение относится к области судостроения и касается разработки безэкипажных катеров (БЭК), целевое назначение которых меняется в зависимости от размещаемой на нем полезной нагрузки.
Известен безэкипажный управляемый катер (патент РФ на полезную модель № 188836, опубл. 24.04.2019 г.). Полезная модель относится к области судостроения, а именно к беспилотным плавсредствам, предназначенным преимущественно для выполнения поисковых и исследовательских задач. БЭК выполнен в виде корпуса с дизель-электрическим комплексом, системой дистанционного управления наблюдения, сбора и хранения информации с антенной ГЛОНАСС/GPS и якорной системой. Недостатком данного БЭК является его узкая специализация, не позволяющая расширить функциональные возможности катера.
Известна также мобильная надводная роботизированная система для проведения операций по освещению обстановки и мониторингу состояния акватории (патент РФ № 2639000, опубл. 19.12.2017 г.). Мобильная надводная роботизированная система для проведения операций по освещению обстановки и мониторингу состояния акватории включает БЭК, выполненный в виде жесткого корпуса с дизель-электрическим комплексом, опускаемым гидролокатором и системой автономного дистанционного управления и хранения информации. БЭК также снабжен гидролокатором кругового обзора, который установлен на опускаемой штанге в обтекателе, прозрачном для гидроакустических колебаний частотой до 5 кГц. Система автономного дистанционного управления и хранения информации связана с системой ГЛОНАСС/GPS и объединена с гидролокатором кругового обзора и дизель-электрическим комплексом. БЭК дополнительно может быть снабжен многолучевым эхолотом и донным профилографом. БЭК снабжен полезной нагрузкой в виде спускаемого подводного аппарата и видеокамер в подводном исполнении для решения задач по мониторингу состояния акватории.
Недостатком вышеуказанного технического решения является узкая специализация БЭК и невозможность размещения на нем другой сменной полезной нагрузки для решения широкого круга задач, что не позволяет расширить функциональные возможности катера.
В основу заявляемого изобретения поставлена задача создания универсальной конструкции БЭК, в которой было бы возможно его оснащение сменной полезной нагрузкой различного назначения (т.е. возможность реконфигурации БЭК) для расширения функциональности катера, и снижения времени на замену и установку сменной полезной нагрузки, что позволяет повысить эффективность использования БЭК. Наличие на борту БЭК полезной нагрузки определенной функциональности меняет его тактическое назначение.
Поставленная задача достигается тем, что безэкипажный катер - носитель сменной полезной нагрузки включает жесткий корпус с надстройкой, дизель-электрический комплекс, систему обеспечения функционирования БЭК, которая включает навигационную систему с антенной ГЛОНАСС/GPS и опускаемым гидролокатором, системы дистанционного управления, наблюдения, сбора, передачи и хранения информации. БЭК содержит съемные модули сменной полезной нагрузки. На продольной оси БЭК размещены носовой и кормовой универсальные конструктивные узлы крепления модулей сменной полезной нагрузки, каждый из которых содержит универсальный посадочный фланец. В носовой части надстройки корпуса, в его диаметральной плоскости, выполнено отверстие под установку съемных модулей сменной полезной нагрузки. Универсальный посадочный фланец носового универсального конструктивного узла крепления модулей полезной нагрузки жестко соединен с тумбой, закрепленной на наборе корпуса в носовой части корпуса БЭК, под отверстием в надстройке корпуса, таким образом, что универсальный посадочный фланец расположен ниже поверхности надстройки. Универсальный посадочный фланец кормового универсального конструктивного узла крепления модулей сменной полезной нагрузки закреплен на жесткой раме, которая расположена на направляющих, закрепленных на палубе корпуса БЭК в его в кормовой части по левому и правому бортам, симметрично относительно продольной оси. Каждый из съемных модулей сменной полезной нагрузки снабжен конструктивным элементом для парного соединения с универсальным посадочным фланцем и универсальным разъемом электропитания и интерфейса информационно-технического взаимодействия для подключения к системам БЭК.
Кроме того, поставленная задача достигается тем, что:
- тумба выполнена в виде полого перфорированного цилиндра;
- жесткая рама кормового конструктивного узла крепления модулей сменной полезной нагрузки выполнена с возможностью перемещения по направляющим в нос или в корму по длине направляющих;
- съемные модули сменной полезной нагрузки при размещении в носовой части надстройки снабжены герметизирующим фартуком;
- для отверстия под установку съемных модулей сменной полезной нагрузки предусмотрена герметичная крышка.
Отличительный признак «…БЭК содержит съемные модули сменной полезной нагрузки…» позволяет реконфигурировать катер.
Отличительный признак «…наличие на БЭК универсальных конструктивных узлов крепления модулей сменной полезной нагрузки, каждый из которых содержит универсальный посадочный фланец…» закрепить модуль сменной полезной нагрузки, как в носовой, так и в кормовой частях катера.
Таким образом, отличительные признаки предлагаемого БЭК – носителя сменной полезной нагрузки расширяют его функциональные возможности и тем самым повышают его эффективность при использовании, что позволяет достичь технического результата.
На основании изложенного можно заключить, что совокупность существенных признаков заявленного изобретения имеет причинно-следственную связь с достигнутым техническим результатом, т.е. благодаря данной совокупности существенных признаков изобретения стало возможным решение поставленной задачи. Следовательно, заявленное изобретение является новым, обладает изобретательским уровнем и пригодно для использования.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 представлен общий вид БЭК - носителя сменной полезной нагрузки, на фиг. 2 изображен поперечный разрез носовой части корпуса БЭК, на фиг. 3 изображен вид сверху носовой части, на фиг. 4 изображена кормовая часть БЭК, на фиг. 5 изображен универсальный разъем электропитания и интерфейса информационно-технического взаимодействия образца полезной нагрузки с системой управления БЭК, на фиг. 6-11 изображены виды сменной полезной нагрузки, так на фиг.6 изображен пулеметный модуль, на фиг.7 - ракетно-пулеметный модуль, на фиг. 8 - модуль постановки помех, на фиг. 9 - модуль антенн радиосвязи, на фиг. 10 - модуль не летального лазерного воздействия, на фиг. 11 - модуль электромагнитного не летального воздействия.
На чертежах приняты следующие обозначения:
1 – корпус;
2 – надстройка;
3 – палуба;
4 - мачта;
5 - антенна радара;
6 – антенна ГЛОНАСС/GPS;
7 – антенна системы дистанционного управления;
8 – оптико-электронная система;
9 – модуль сменной полезной нагрузки;
10 – носовой универсальный конструктивный узел крепления модулей сменной полезной нагрузки;
11 – кормовой универсальный конструктивный узел крепления модулей сменной полезной нагрузки;
12 – универсальный посадочный фланец;
13 – отверстие в надстройке корпуса;
14 – тумба;
15 – набор корпуса;
16 – рама кормового универсального конструктивного узла крепления модулей сменной полезной нагрузки;
17 – направляющие для рамы кормового универсального конструктивного узла крепления модулей сменной полезной нагрузки;
18 – конструктивный элемент модуля сменной полезной нагрузки для парного соединения с универсальным посадочным фланцем универсального конструктивного узла крепления.
Безэкипажный катер - носитель сменной полезной нагрузки включает жесткий корпус 1 с надстройкой 2 и палубой 3. Над палубой 3 размещается мачта 4, на которой расположена система обеспечения функционирования БЭК, включающая антенну 5 радара, антенна 6 ГЛОНАСС/GPS, антенна системы 7 дистанционного управления, оптико-электронная система 8. Внутри корпуса расположен дизель-электрический комплекс, запас топлива и основные системы катера. Кроме того, БЭК снабжен системами наблюдения, сбора, передачи и хранения информации и опускаемым гидролокатором (на чертеже не показаны). БЭК дополнительно содержит съемные модули 9 сменной полезной нагрузки. На продольной оси БЭК размещены носовой универсальный конструктивный узел 10 крепления модулей сменной полезной нагрузки и кормовой универсальный конструктивный узел 11 крепления модулей сменной полезной нагрузки, каждый из которых содержит универсальный посадочный фланец 12. В носовой части надстройки 2 корпуса 1, в его диаметральной плоскости, выполнено отверстие 13 под установку съемных модулей сменной полезной нагрузки. Универсальный посадочный фланец 12 носового универсального конструктивного узла 10 крепления модулей полезной нагрузки жестко соединен с тумбой 14, закрепленной на шпангоутах 15 в носовой части корпуса БЭК, под отверстием 13 в надстройке корпуса, таким образом, что универсальный посадочный фланец 12 расположен ниже поверхности надстройки 2. Тумба 14 выполнена в виде полого перфорированного цилиндра. Для отверстия 13 под установку съемных модулей сменной полезной нагрузки предусмотрена герметичная крышка (на чертеже не показана). Поскольку внутренний объем кормовой части корпуса БЭК занят дизельным двигателем и его системами, универсальный посадочный фланец 12 кормового универсального конструктивного узла 11 крепления модулей сменной полезной нагрузки закреплен на жесткой раме 16, которая расположена на направляющих 17, закрепленных на палубе 3 корпуса БЭК в его в кормовой части по левому и правому бортам, симметрично относительно продольной оси. Жесткая рама 16 кормового универсального конструктивного узла 11 крепления полезной нагрузки выполнена с возможностью перемещения по направляющим 17 в нос или в корму по длине направляющих. Каждый съемный модуль сменной полезной нагрузки снабжен конструктивным элементом 18 (фиг. 7) для парного соединения с универсальными посадочными фланцами 12 и универсальным разъемом (фиг. 5) электропитания и интерфейса информационно-технического взаимодействия для подключения к системам БЭК. Съемные модули сменной полезной нагрузки при размещении в носовой части надстройки 2 снабжены герметизирующим фартуком (на чертеже не показан).
Безэкипажный катер - носитель сменной полезной нагрузки работает следующим образом.
Для решения конкретно поставленной задачи выбирается тип полезной нагрузки необходимой направленности, которой будет оснащаться БЭК, например, модуль электромагнитного не летального воздействия (фиг. 11), которая будет установлена в носовой части катера и модуль постановки помех (фиг. 8), которая будет установлена в кормовой части. В перечень сменной полезной нагрузки БЭК могут входить различные дистанционно-управляемые модули гражданского, военного и двойного назначения. Для установки в носовой части катера снимается герметизирующая крышка с отверстия 13. Затем конструктивный элемент 18 модуля 9 сменной полезной нагрузки через отверстие 13 устанавливается и жестко крепится к универсальному посадочному фланцу 12 носового универсального конструктивного узла 10 крепления модулей сменной полезной нагрузки. После чего конструктивный элемент 18 модуля 9 сменной полезной нагрузки устанавливается и жестко крепится к универсальному посадочному фланцу 12, размещенного на жесткой раме 16 кормового универсального конструктивного узла 11 крепления модулей сменной полезной нагрузки. Модуль 9 сменной полезной нагрузки, при необходимости, вместе с жесткой рамой 16 перемещается по направляющим 17. После установки и закрепления сменной полезной нагрузки БЭК направляется для выполнения поставленной задачи. Модуль 9 сменной нагрузки, установленный в носовой части катера, защищен от герметизирующим фартуком для защиты от влаги. Для обеспечения функционирования безэкипажного катера работают антенна 5 радара, антенна 6 ГЛОНАСС/GPS, антенна системы 7 дистанционного управления, оптико-электронная система 8, а также система наблюдения, сбора и хранения информации.
После выполнения заданной миссии БЭК переоснащается другой сменной полезной нагрузкой для выполнения новой задачи. Замена модулей сменной полезной нагрузки производится быстро за счет конструктивных элементов модулей и наличия универсальных конструктивных узлов крепления на катере. Такая замена может быть произведена и в случае нахождения БЭКа в море.
Список модулей полезной нагрузки может быть значительно расширен, что позволяет БЭК решать самые разнообразные военные и гражданские задачи с высокой эффективностью.
Таким образом предлагаемая универсальной конструкции БЭК со сменной полезной нагрузкой различного назначения позволяет расширить функциональные возможности безэкипажного катера, при этом снизить затраты по времени на замену и установку полезной нагрузки, что повышает эффективность использования БЭК. Используя такую универсальную конструкции БЭК, можно производить замену сменной полезной нагрузки, как на берегу, так и непосредственно в море на носителе БЭК.
1. Безэкипажный катер - носитель сменной полезной нагрузки, включающий жесткий корпус с надстройкой, дизель-электрический комплекс, систему обеспечения функционирования безэкипажного катера (БЭК), включающую навигационную систему с антенной ГЛОНАСС/GPS и опускаемым гидролокатором, системы дистанционного управления, наблюдения, сбора, передачи и хранения информации, отличающийся тем, что БЭК дополнительно содержит съемные модули сменной полезной нагрузки, при этом на продольной оси БЭК размещены носовой и кормовой универсальные конструктивные узлы крепления модулей сменной полезной нагрузки, каждый из которых содержит универсальный посадочный фланец, а в носовой части надстройки корпуса, в его диаметральной плоскости, выполнено отверстие под установку съемных модулей сменной полезной нагрузки, причем универсальный посадочный фланец носового универсального конструктивного узла крепления модуля полезной нагрузки жестко соединен с тумбой, закрепленной на наборе корпуса в носовой части корпуса БЭК, под отверстием в надстройке корпуса, таким образом, что универсальный посадочный фланец расположен ниже поверхности надстройки, а универсальный посадочный фланец кормового универсального конструктивного узла крепления модуля сменной полезной нагрузки закреплен на жесткой раме, которая расположена на направляющих, закрепленных на палубе корпуса БЭК в его в кормовой части по левому и правому бортам, симметрично относительно продольной оси, кроме того, каждый из съемных модулей сменной полезной нагрузки снабжен конструктивным элементом для парного соединения с универсальным посадочным фланцем и универсальным разъемом электропитания и интерфейса информационно-технического взаимодействия для подключения к системам БЭК.
2. Безэкипажный катер - носитель сменной полезной нагрузки по п.1, отличающийся тем, что тумба выполнена в виде полого перфорированного цилиндра.
3. Безэкипажный катер - носитель сменной полезной нагрузки по п.1, отличающийся тем, что жесткая рама кормового конструктивного узла крепления модулей сменной полезной нагрузки выполнена с возможностью перемещения по направляющим в нос или в корму по длине направляющих.
4. Безэкипажный катер - носитель сменной полезной нагрузки по п.1, отличающийся тем, что съемные модули сменной полезной нагрузки при размещении в носовой части надстройки снабжены герметизирующим фартуком.
5. Безэкипажный катер - носитель сменной полезной нагрузки по п.1, отличающийся тем, что для отверстия под установку съемных модулей сменной полезной нагрузки предусмотрена герметичная крышка.
