RU2787578C1 - System for monitoring for above-water and underwater situation - Google Patents

System for monitoring for above-water and underwater situation Download PDF

Info

Publication number
RU2787578C1
RU2787578C1 RU2022121558A RU2022121558A RU2787578C1 RU 2787578 C1 RU2787578 C1 RU 2787578C1 RU 2022121558 A RU2022121558 A RU 2022121558A RU 2022121558 A RU2022121558 A RU 2022121558A RU 2787578 C1 RU2787578 C1 RU 2787578C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cable
electric generator
radio
hydroacoustic
housing
Prior art date
Application number
RU2022121558A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Юрьевич Бердников
Сергей Николаевич Куканков
Original Assignee
Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Московский пограничный институт Федеральной службы безопасности Российской Федерации"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Московский пограничный институт Федеральной службы безопасности Российской Федерации" filed Critical Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Московский пограничный институт Федеральной службы безопасности Российской Федерации"
Application granted granted Critical
Publication of RU2787578C1 publication Critical patent/RU2787578C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: surveillance devices.
SUBSTANCE: rotating aerostat with blades is connected by a cable to an electric generator generating energy for provision of power supply of consumers and recharging of a battery. The electric generator is located in an upper part of a radio-transparent case, inside which there is a radar, and a video camera and a thermal imager are located below. In a lower part, the radio-transparent case is connected by a cable to electric winch being in a case of a hydroacoustic detection device. The cable retains the structure at a certain height, a cable line is laid inside it, and an antenna of a data reception and transmission system is located on the cable. In an upper part of the hydroacoustic detection device, there are devices of a hydroacoustic detection system, the data reception and transmission system, a computing complex, a pump with a pressure sensor, an electric generator with a propeller, and, in a lower part, it is connected to a pipe, which, using the battery, is fixed in the soil.
EFFECT: provision of a possibility of autonomous and long-term monitoring for an above-water and underwater situation and timely detection, notification, and issue of motion characteristics and parameters about detected objects, and, if necessary, movement of detection means to a new water area section.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области устройств наблюдения, предназначенных для непрерывного контроля над отдельными участками водной поверхности, обнаружения надводно/подводных целей, при решении задач охраны протяженных морских участков, способных автономно эксплуатироваться длительное время, за счет возможности пополнять электроэнергию в процессе эксплуатации.The invention relates to the field of observation devices designed for continuous monitoring of individual sections of the water surface, detection of surface / underwater targets, in solving the problems of protecting extended sea areas capable of autonomous operation for a long time, due to the ability to replenish electricity during operation.

У России самые протяженные морские границы в мире, поэтому она содержит многочисленный пограничный флот для контроля водного пространства в прибрежной зоне, в проливах и экономической зоне нашей страны, для предотвращения несанкционированного проникновения и прохода в особых зонах (Северный морской путь), ведения незаконной хозяйственной деятельности.Russia has the longest maritime borders in the world, therefore it maintains a large border fleet to control the water space in the coastal zone, in the straits and the economic zone of our country, to prevent unauthorized entry and passage in special zones (Northern Sea Route), and conduct illegal economic activities .

При этом, береговая охрана вынуждена действовать в совершенно разных климатических и географических условиях, что определяет наличие различных типов кораблей. Корабли ледового класса для арктической зоны, корабли повышенной дальности и автономности на Дальнем Востоке, небольшие маневренные скоростные катера для Каспийского бассейна.At the same time, the Coast Guard is forced to operate in completely different climatic and geographical conditions, which determines the presence of various types of ships. Ice-class ships for the Arctic zone, ships of increased range and autonomy in the Far East, small maneuverable speed boats for the Caspian basin.

Использованием только плавсредств невозможно обеспечить охрану морской границы России, для эффективного контроля необходимо комплексное применение, как корабельного состава, так и авиации, в том числе и беспилотной, стационарных и подвижных постов наблюдения и различных других технических средств. Для обеспечения непрерывного контроля за надводной и подводной обстановкой необходимо оснащение пограничных органов современными средствами вооружения, военной и специальной техникой.It is impossible to ensure the protection of the Russian maritime border by using only watercraft, for effective control it is necessary to use complex use of both ships and aviation, including unmanned, stationary and mobile observation posts and various other technical means. To ensure continuous control over the surface and underwater situation, it is necessary to equip the border agencies with modern weapons, military and special equipment.

В настоящее время для охраны государственной границы успешно применяются беспилотные летательные аппараты, телевизионная техника российского производства и автоматизированные комплексы энергообеспечения технических средств с использованием источников альтернативной энергии. Прорабатываются вопросы по использованию возможностей средств дистанционного зондирования земной поверхности с космических аппаратов для мониторинга обстановки на государственной границе.Currently, unmanned aerial vehicles, Russian-made television equipment and automated power supply systems for technical equipment using alternative energy sources are successfully used to protect the state border. Issues are being worked out on the use of the capabilities of remote sensing of the earth's surface from spacecraft to monitor the situation on the state border.

Для непрерывного контроля за обстановкой на морском участке границы используются стационарные пассивные гидроакустические комплексы, способные обнаруживать по гидроакустическому полю подводные и надводные объекты, вести гидроакустическое наблюдение за обнаруженными надводными и подводными объектами с определением курса, скорости и модели их поведения, автоматизированной классификацией объектов по их шумоизлучению.For continuous monitoring of the situation on the sea section of the border, stationary passive sonar systems are used that are capable of detecting underwater and surface objects in the hydroacoustic field, conducting hydroacoustic monitoring of detected surface and underwater objects with determining the course, speed and model of their behavior, automated classification of objects by their noise emission .

Эффективными средствами наблюдения за надводной да и подводной обстановкой выступают радиолокационные станции (РЛС) способные обнаруживать объекты на больших расстояниях и в любую погоду. РЛС имеют возможность обнаруживать и погруженные в воду объекты, так как они создают волны на поверхности воды. Этот эффект активно используется для обнаружения подводных лодок.Radar stations (RLS) capable of detecting objects at long distances and in any weather act as effective means of monitoring the surface and underwater conditions. Radars also have the ability to detect submerged objects, as they create waves on the surface of the water. This effect is actively used to detect submarines.

Известен способ построения радиолокационной станции кругового обзора привязного аэростата (Патент RU №2652512 от 2018 года), размещенной в газонаполненной радиопрозрачной оболочке привязного аэростата, ее антенна с установленной на ней аппаратурой приводится моментным двигателем в непрерывное вращение вокруг оси карданного сочленения РЛС с несущей платформой аэростата, образуя маховик гироскопического маятника, а приращения азимутального угла диаграммы направленности антенны определяются по показаниям лазерного гониометра, связанного с антенной, причем начало отсчета системы координат антенны определяется путем эпизодических пеленгаций наземного ориентира с известными координатами относительно координат аэростата.There is a known method of constructing a radar station of a circular view of a tethered balloon (Patent RU No. 2652512 of 2018), located in a gas-filled radio-transparent shell of a tethered balloon, its antenna with the equipment installed on it is driven by a torque motor into continuous rotation around the axis of the gimbal joint of the radar with the carrier platform of the balloon, forming the flywheel of a gyroscopic pendulum, and the increments of the azimuthal angle of the antenna pattern are determined by the readings of a laser goniometer associated with the antenna, and the origin of the antenna coordinate system is determined by episodic direction finding of a landmark with known coordinates relative to the coordinates of the balloon.

Недостатком этого устройства является отсутствие возможности автономной работы без использования внешних средств электропитания.The disadvantage of this device is the lack of autonomous operation without the use of external power supply.

Так же известен мобильный гидроакустический буй-маяк (Патент RU №2709058 от 2018 г), включающий источник тока, аппаратуру управления, всплывающий поплавок с антенной и приемником спутниковой системы навигации типа ГЛОНАСС и аппаратурой приема и излучения гидроакустических сигналов, мобильный гидроакустический буй-маяк размещается в отдельном модуле автономного необитаемого подводного аппарата, имеющего бортовую систему управления, устройства связи и навигации, энергосиловую установку с источником энергии и двигателем, движитель, приводы рулевых машинок и наружное оперение с рулями, дополнительно модуль оборудуется устройством отделения всплывающего поплавка с антенной от подводного аппарата и возвращения его обратно с приводом и катушкой с кабелем, связывающим приемник спутниковой системы навигации, расположенной в поплавке с антенной, с аппаратурой управления буя, а также устройством распознавания сигналов запроса своих сил для разрешения передачи запрашиваемой ими информации, шифратором, преобразующим информацию для предотвращения ее восстановления в случае перехвата посторонними объектами и дешифратором, осуществляющим обратное преобразование информации, вычислительным устройством и датчиками гидростатического и гидродинамического давления, служащими для расчета скорости дрейфа мобильного гидроакустического буя-маяка при его покладке на грунт, направления и величины горизонтального сноса поплавка относительно точки постановки.A mobile sonobuoy-beacon is also known (Patent RU No. 2709058 dated 2018), including a power source, control equipment, a pop-up float with an antenna and a receiver of a satellite navigation system of the GLONASS type and equipment for receiving and emitting sonar signals, a mobile sonar buoy-beacon is located in a separate module of an autonomous uninhabited underwater vehicle, having an onboard control system, communication and navigation devices, a power plant with a power source and an engine, a propulsion unit, steering gear drives and external empennage with rudders, the module is additionally equipped with a device for separating a pop-up float with an antenna from the underwater vehicle and returning it back with a drive and a coil with a cable connecting the receiver of the satellite navigation system located in the float with the antenna, with the buoy control equipment, as well as the device for recognizing the signals of the request of their forces to allow the transmission of the information requested by them, encrypted rum that converts information to prevent its recovery in the event of interception by foreign objects and a decoder that performs the reverse transformation of information, a computing device and hydrostatic and hydrodynamic pressure sensors that are used to calculate the drift speed of a mobile sonar buoy-beacon when it is laid on the ground, the direction and magnitude of the horizontal drift of the float relative to the setting point.

Недостатком этого устройства является необходимость обеспечения работы устройства надводными или подводным плавсредствами, при этом мобильный гидроакустический буй-маяк зависит от погодных условий.The disadvantage of this device is the need to ensure the operation of the device by surface or underwater craft, while the mobile sonar buoy-beacon depends on weather conditions.

Требуется постоянное сопровождение для обработки получаемой информации и питания технических устройств.Constant support is required to process the received information and power technical devices.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению является автономный пост технического наблюдения для контроля обстановки на охраняемой территории (Патент RU №2634761 от 2016 года), содержащий мультиспектральную систему видеонаблюдения в составе видеокамеры дальнего обзора и тепловизора, размещенных на поворотной платформе; систему приема и передачи данных по радиоканалу; систему автономного энергоснабжения в составе солнечных батарей, ветрогенератора с вертикальной осью вращения и блока аккумуляторных батарей, пост выполнен в виде единой конструкции, включающей полое основание, на боковой наружной поверхности которого размещены солнечные батареи, закрепленный на верхней поверхности основания ветрогенератор с вертикальной осью вращения, наверху которого находится площадка с размещенными на ней поворотной платформой с мультиспектральной системой видеонаблюдения, и системой приема и передачи данных по радиоканалу, а также соединенный с нижней частью основания поста подземный герметичный кессон, в котором расположены аккумуляторные батареи и зарядное устройство, на верхней площадке ветрогенератора размещена радиолокационная станция.The closest in technical essence to the claimed invention is an autonomous technical observation post for monitoring the situation in a protected area (Patent RU No. 2634761 of 2016), containing a multispectral video surveillance system consisting of a long-range video camera and a thermal imager placed on a turntable; a system for receiving and transmitting data over a radio channel; an autonomous power supply system consisting of solar panels, a wind generator with a vertical axis of rotation and a battery pack, the post is made in the form of a single structure, including a hollow base, on the lateral outer surface of which solar panels are placed, a wind generator with a vertical axis of rotation fixed on the upper surface of the base, at the top which there is a platform with a turntable placed on it with a multispectral video surveillance system, and a system for receiving and transmitting data via a radio channel, as well as an underground sealed caisson connected to the lower part of the base of the post, in which batteries and a charger are located, a radar station is located on the upper platform of the wind generator station.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции, создание капитального сооружения для размещения ветрогенератора и солнечных батарей, которые к тому же расположены под углом, который не позволяет в любое время светового дня использовать их на максимальную мощность. Все это громоздкое сооружение служит для размещения мультиспектральной системы видеонаблюдения, имеющей в своем составе только видеокамеры дальнего обзора, тепловизор и радиолокационную станцию. Ответствует возможность перемещения устройства на другой участок местности.The disadvantage of this device is the complexity of the design, the creation of a capital structure to accommodate a wind generator and solar panels, which are also located at an angle that does not allow them to be used at maximum power at any time of daylight hours. All this bulky structure serves to accommodate a multispectral video surveillance system, which includes only long-range video cameras, a thermal imager and a radar station. Responsible is the ability to move the device to another area of the terrain.

Задачей изобретения является создание устройства, способного при помощи видео и радиотехнических средств обнаружения, установленных таким образом, чтобы эффективно использовать заложенные технические возможности, длительное время, автономно осуществлять наблюдение за надводной и подводной обстановкой и своевременно обнаруживать, оповещать и выдавать характеристики и параметры движения об обнаруженных объектах, а при необходимости, перемещать средства обнаружения на новый участок акватории.The objective of the invention is to create a device capable of using video and radio detection means installed in such a way as to effectively use the inherent technical capabilities, for a long time, autonomously monitor the surface and underwater situation and in a timely manner detect, notify and issue characteristics and motion parameters about the detected objects, and if necessary, move the detection equipment to a new part of the water area.

Требуемый технический результат достигается тем, что система наблюдения за надводной и подводной обстановкой позволяет удерживать средства наблюдения за надводной обстановкой на заданной высоте и генерировать электроэнергию с помощью вращающегося аэростата с лопастями. Аэростат связан тросом с ротором электрогенератора, генерирующего электроэнергию для обеспечения электропитания видеокамеры, тепловизора, радиолокационной станции и других потребителей, а также подзарядки аккумуляторной батареи. Электрогенератор расположен в верхней части радиопрозрачного корпуса, внутри которого находится радиолокационная станция (РЛС) с фазированной антенной решеткой, имеющей два противоположно направленных сегмента для обеспечения наблюдения в секторе обзора 360 градусов, а снизу располагаются видеокамера и тепловизор. В нижней части радиопрозрачный корпус соединен тросом с электролебедкой, находящейся в корпусе устройства гидроакустического обнаружения, выполненном в виде полупогруженного цилиндра. Трос обеспечивает механическое удержание конструкции на определенной высоте, внутри него проложена кабельная линия для снабжения электроэнергией потребителей от генератора у РЛС, также на тросе расположена антенна системы приема и передачи данных. Система приема и передачи данных по радиоканалу передает информацию об обнаруженных объектах на пункт управления. В верхней части устройства гидроакустического обнаружения расположены приборы системы гидроакустического обнаружения, системы приема и передачи данных, вычислительный комплекс, воздушный насос с датчиком давления, электрогенератор с жестко закрепленным на роторе винтовым пропеллером, установленным в боковом вырезе корпуса. В нижней части корпус устройства гидроакустического обнаружения соединен с трубой меньшего диаметра, на ней расположены гидрофоны системы гидроакустического обнаружения. Эта труба в нижней части имеет вырезы для забора воды и при помощи груза, в роли которого выступает аккумуляторная батарея, зафиксирована на грунте.The required technical result is achieved by the fact that the system for monitoring the surface and underwater situation allows you to keep the means of monitoring the surface situation at a given height and generate electricity using a rotating balloon with blades. The balloon is connected by a cable to the rotor of an electric generator that generates electricity to provide power to the video camera, thermal imager, radar station and other consumers, as well as to recharge the battery. The electric generator is located in the upper part of the radio-transparent housing, inside which there is a radar station (RLS) with a phased antenna array, which has two oppositely directed segments to ensure surveillance in the 360-degree field of view, and a video camera and a thermal imager are located below. In the lower part, the radio-transparent body is connected by a cable to an electric winch located in the body of the hydroacoustic detection device, made in the form of a semi-submerged cylinder. The cable provides mechanical retention of the structure at a certain height, a cable line is laid inside it to supply consumers with electricity from the generator at the radar, and the antenna of the data reception and transmission system is also located on the cable. The system for receiving and transmitting data over a radio channel transmits information about the detected objects to the control point. In the upper part of the hydroacoustic detection device, there are devices of the hydroacoustic detection system, systems for receiving and transmitting data, a computer complex, an air pump with a pressure sensor, an electric generator with a screw propeller rigidly fixed on the rotor, installed in the side cutout of the housing. In the lower part, the housing of the hydroacoustic detection device is connected to a pipe of smaller diameter, on which hydrophones of the hydroacoustic detection system are located. This pipe in the lower part has cutouts for water intake and is fixed to the ground with the help of a load, which is the battery.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на Фиг. 1 представлена система наблюдения за надводной и подводной обстановкой, состоящая из:The essence of the invention is illustrated by the drawing, where in Fig. 1 shows a system for monitoring surface and underwater conditions, consisting of:

1. - аэростат с лопастями;1. - balloon with blades;

2. - трос аэростата;2. - balloon cable;

3. - ротор электрогенератора;3. - electric generator rotor;

4. - электрогенератор для РЛС;4. - electric generator for the radar;

5. - радиопрозрачный корпус;5. - radio transparent body;

6. - радиолокационная станция;6. - radar station;

7. - трос РЛС;7. - radar cable;

8. - воздушный насос с датчиком давления;8. - air pump with pressure sensor;

9. - видеокамера и тепловизор;9. - video camera and thermal imager;

10. - электролебедка;10. - electric winch;

11. - система приема и передачи данных;11. - system for receiving and transmitting data;

12. - приборы системы гидроакустического обнаружения;12. - devices of the hydroacoustic detection system;

13. - корпус устройства гидроакустического обнаружения;13. - housing of the hydroacoustic detection device;

14. - электрогенератор для системы гидроакустического обнаружения;14. - electric generator for the hydroacoustic detection system;

15. - ротор электрогенератора;15. - generator rotor;

16 - винтовой пропеллер на роторе электрогенератора;16 - screw propeller on the rotor of the electric generator;

17 - боковой вырез корпуса;17 - side cutout of the body;

18 - труба меньшего диаметра;18 - pipe of smaller diameter;

19 - гидрофоны системы гидроакустического обнаружения;19 - hydrophones of the hydroacoustic detection system;

20 - вырезы в нижней части трубы;20 - cutouts in the lower part of the pipe;

21 - аккумуляторная батарея,21 - battery,

22 - вычислительный комплекс.22 - computer complex.

Перед началом эксплуатации системы наблюдения за надводной и подводной обстановкой необходимо провести ряд подготовительных операций. Для этого в заданном месте акватории, требующем постоянного контроля за надводной и подводной обстановкой, определяется глубина и выставляется устройство гидроакустического обнаружения (13) таким образом, чтобы аккумуляторная батарея (21) в герметичном корпусе располагалась на грунте, выполняя роль груза. Положительная, стабильная температура водной среды позволяет использовать аккумуляторную батарею (21) независимо от перепадов температур в атмосфере, избегать потери емкости при низких температурах и быстрой изнашиваемости при высоких. При необходимости, исходя из характеристик грунта и гидрологии, возможно увеличение массы груза за счет использования специального балласта. К грузу на грунте крепится нижняя часть трубы меньшего диаметра (18) с вырезами (20), выполненная из полимерных материалов и имеющая небольшой вес. Сечение трубы (18) рассчитывается и зависит от глубины в районе установки и мощности электрогенератора (14).A number of preparatory operations must be carried out before the start of operation of the surface and underwater surveillance system. To do this, in a given place in the water area, which requires constant monitoring of the surface and underwater conditions, the depth is determined and the hydroacoustic detection device (13) is set in such a way that the battery (21) in a sealed case is located on the ground, acting as a load. The positive, stable temperature of the water environment makes it possible to use the storage battery (21) regardless of temperature fluctuations in the atmosphere, to avoid loss of capacity at low temperatures and rapid wear at high temperatures. If necessary, based on the characteristics of the soil and hydrology, it is possible to increase the weight of the cargo through the use of special ballast. The lower part of the pipe of smaller diameter (18) with cutouts (20), made of polymeric materials and having a small weight, is attached to the load on the ground. The cross section of the pipe (18) is calculated and depends on the depth in the installation area and the power of the electric generator (14).

Предварительно производится сборка и установка конструкции: в корпус устройства гидроакустического обнаружения (13) устанавливаются все приборы и устройства, устанавливаются гидрофоны системы гидроакустического обнаружения (19), присоединяется труба (18). Вода, поднимаясь по трубе (18), заполняет свободное пространство и сжимает воздух, находящийся внутри корпуса устройства гидроакустического обнаружения (13), который выполнен в виде полого цилиндра с герметичной верхней частью. Запас воздуха во внутреннем объеме создает положительную плавучесть корпусу устройства гидроакустического обнаружения (13) и придает ему вертикальное положение. Для генерации электроэнергии с помощью электрогенератора (14) необходимо, чтобы уровень воды внутри корпуса поднимался выше жестко закрепленного на роторе электрогенератора винтового пропеллера (16), расположенного в боковом вырезе корпуса (17). С помощью воздушного насоса с датчиком давления (8) во внутреннем пространстве корпуса устройства гидроакустического обнаружения (13) создается пониженное давление.The structure is preliminarily assembled and installed: all instruments and devices are installed in the body of the hydroacoustic detection device (13), hydrophones of the hydroacoustic detection system (19) are installed, a pipe (18) is connected. Water, rising through the pipe (18), fills the free space and compresses the air inside the housing of the hydroacoustic detection device (13), which is made in the form of a hollow cylinder with a sealed upper part. The air supply in the internal volume creates a positive buoyancy to the body of the hydroacoustic detection device (13) and gives it a vertical position. To generate electricity using an electric generator (14), it is necessary that the water level inside the housing rises above the screw propeller (16) rigidly fixed on the rotor of the electric generator, located in the side cutout of the housing (17). With the help of an air pump with a pressure sensor (8), a reduced pressure is created in the internal space of the housing of the hydroacoustic detection device (13).

К электролебедке (10) подключается трос РЛС (7), который обеспечивает подъем радиопрозрачного корпуса (5) на высоту, позволяющую средствам наблюдения, прежде всего РЛС (6), наблюдение на максимальную дальность с высоким качеством распознавания целей. Трос, имея внутри кабельную линию, также обеспечивает соединение в общую сеть электропитания потребителей: РЛС (6), видеокамеры и тепловизора (9), электролебедки (10), системы приема и передачи данных (11) приборов системы гидроакустического обнаружения (12), вычислительного комплекса (22), гидрофонов (19); устройств генерации электроэнергии: электрогенератор для РЛС (4), электрогенератор для системы гидроакустического обнаружения (14) и аккумуляторная батарея (21).A radar cable (7) is connected to the electric winch (10), which ensures that the radio-transparent body (5) is raised to a height that allows surveillance equipment, primarily radar (6), to observe at a maximum range with high quality target recognition. The cable, having a cable line inside, also provides connection to the general power supply network for consumers: radar (6), video camera and thermal imager (9), electric winch (10), data reception and transmission system (11), hydroacoustic detection system devices (12), computer complex (22), hydrophones (19); power generation devices: an electric generator for the radar (4), an electric generator for the hydroacoustic detection system (14) and a storage battery (21).

Ротор (3) электрогенератора для РЛС (4) сверху радиопрозрачного корпуса (5) соединяется тросом (2) с аэростатом с лопастями (1). Длина троса аэростата (2) подбирается исходя из силы и продолжительности воздушных потоков в данной местности и на предполагаемой высоте эксплуатации. Объем аэростата с лопастями (1) подбирается исходя из массы полезной нагрузки, необходимой для использования на заданной высоте.The rotor (3) of the electric generator for the radar (4) on top of the radio-transparent housing (5) is connected by a cable (2) to a balloon with blades (1). The length of the balloon cable (2) is selected based on the strength and duration of air currents in the area and at the intended operating altitude. The volume of the balloon with blades (1) is selected based on the mass of the payload required for use at a given height.

Изобретение работает следующим образом: под воздействием воздушных потоков начинает раскручиваться аэростат с лопастями (1). Вращательный момент от вращения через трос аэростата (2) передается на ротор (3) электрогенератора для РЛС (4) и раскручивает его.The invention works as follows: under the influence of air currents, a balloon with blades (1) begins to spin. The torque from rotation through the balloon cable (2) is transmitted to the rotor (3) of the electric generator for the radar (4) and spins it.

Вырабатываемая электроэнергия обеспечивает работу РЛС (6), видеокамеры и тепловизора (9), ведущих круговое наблюдение за надводной обстановкой в месте установки системы. При обнаружении каких-либо объектов производится обработка информации вычислительном комплексом (22) и осуществляется оповещение и передача характеристик и параметров движения объекта через систему приема и передачи данных (11) на пункт управления.The generated electricity ensures the operation of the radar (6), video camera and thermal imager (9), conducting all-round monitoring of the surface situation at the installation site of the system. When any objects are detected, the information is processed by the computer complex (22) and the notification and transmission of the characteristics and parameters of the movement of the object through the data reception and transmission system (11) to the control point is carried out.

При получении избыточной электроэнергии генерируемой электрогенератором для РЛС (4), она подается другим потребителям или накапливается в аккумуляторной батарее (21). Эту электроэнергию потребители в устройстве гидроакустического обнаружения (13) получают по тросу от РЛС (7). Также они получают электроэнергию от электрогенератора для системы гидроакустического обнаружения (14), который вырабатывает электроэнергию за счет вращения винтового пропеллера на роторе электрогенератора (16), приводимого в движение потоком воды из-за разницы давлений в разных слоях. Вращение винтового пропеллера на роторе электрогенератора (16) задает направление движению воды через вырезы в нижней части трубы (20), где вода находится под высоким давлением столба воды над ней. Поднимаясь по трубе (18), вода попадает в корпус устройства гидроакустического обнаружения (13) и через боковой вырез корпуса (17) выдавливает воду из устройства в слой с более низким давлением. После запуска электрогенератор (14) переводится в режим генерации электроэнергии для обеспечения потребностей системы и пополнения запасов электроэнергии в аккумуляторе (21).Upon receipt of excess electricity generated by the electric generator for the radar (4), it is supplied to other consumers or accumulated in the battery (21). Consumers in the hydroacoustic detection device (13) receive this electricity via a cable from the radar (7). They also receive electricity from an electric generator for the hydroacoustic detection system (14), which generates electricity by rotating a screw propeller on the electric generator rotor (16), driven by a water flow due to pressure differences in different layers. The rotation of the helical propeller on the generator rotor (16) directs the movement of water through cutouts in the bottom of the pipe (20), where the water is under high pressure from the water column above it. Rising through the pipe (18), water enters the body of the hydroacoustic detection device (13) and squeezes water out of the device into a layer with a lower pressure through the side cutout of the body (17). After starting, the electric generator (14) is switched to the electricity generation mode to meet the needs of the system and replenish the electricity reserves in the battery (21).

Приборы системы гидроакустического обнаружения (12) анализируют акустические сигналы, получаемые от гидрофонов (19), и при обнаружении каких-либо объектов осуществляется обработка информации вычислительном комплексом (22), оповещение, и передача характеристик и параметров объекта через систему приема и передачи данных (11) на пункт управления.Instruments of the hydroacoustic detection system (12) analyze the acoustic signals received from hydrophones (19), and when any objects are detected, the information is processed by the computer complex (22), notification, and the characteristics and parameters of the object are transmitted through the data reception and transmission system (11 ) to the control point.

Избыточная электроэнергия, вырабатываемая электрогенератором для системы гидроакустического обнаружения (14) также накапливается в аккумуляторной батарее (21) и расходуется в моменты максимального потребления при низкой генерации.Excess electricity generated by the electric generator for the hydroacoustic detection system (14) is also accumulated in the storage battery (21) and is consumed at the moments of maximum consumption at low generation.

Система наблюдения за надводной и подводной обстановкой позволяет вести непрерывное наблюдение с воздуха за участками водной поверхности большой площади, эффективно использовать заложенные технические возможности, позволяет осуществлять обнаружение надводных и подводных целей, выдавая точные координаты, особенно при использовании нескольких взаимосвязанных систем, решать задачи охраны протяженных морских участков. Система способна автономно осуществлять наблюдение за надводной и подводной обстановкой и своевременно оповещать об обнаруженных объектах, эксплуатироваться длительное время, за счет возможности пополнять электроэнергию в процессе эксплуатации.The surface and underwater surveillance system allows continuous air surveillance of large areas of water surface, effectively using the inherent technical capabilities, allows you to detect surface and underwater targets, giving accurate coordinates, especially when using several interconnected systems, solve the problems of protecting extended sea plots. The system is able to autonomously monitor the surface and underwater situation and notify in a timely manner about detected objects, be operated for a long time, due to the ability to replenish electricity during operation.

Claims (1)

Система наблюдения за надводной и подводной обстановкой, содержащая видеокамеру, тепловизор и радиолокационную станцию, систему приема и передачи данных по радиоканалу, ветрогенератор и аккумуляторную батарею, отличающаяся тем, что радиолокационная станция расположена в радиопрозрачном корпусе и удерживается на заданной высоте с помощью вращающегося аэростата, имеющего лопасти, в верхней части радиопрозрачного корпуса расположен электрогенератор, к ротору которого присоединен трос от аэростата, в нижней части радиопрозрачный корпус соединен тросом с электролебедкой, находящейся в корпусе устройства гидроакустического обнаружения, выполненном в виде полупогруженного в воду цилиндра, где в верхней части расположены приборы системы гидроакустического обнаружения, системы приема и передачи данных, вычислительный комплекс, воздушный насос с датчиком давления, электрогенератор с жестко закрепленным на роторе винтовым пропеллером, установленным в боковом вырезе корпуса, нижняя часть корпуса соединена с трубой меньшего диаметра, на ней расположены гидрофоны системы гидроакустического обнаружения, труба имеет вырезы и при помощи груза, в роли которого выступает аккумуляторная батарея, зафиксирована на грунте.Surface and underwater surveillance system containing a video camera, a thermal imager and a radar station, a system for receiving and transmitting data via a radio channel, a wind generator and a battery, characterized in that the radar station is located in a radio-transparent housing and is held at a given height using a rotating balloon having blades, in the upper part of the radio-transparent housing there is an electric generator, to the rotor of which a cable from the balloon is attached, in the lower part of the radio-transparent housing is connected by a cable to an electric winch located in the housing of the hydroacoustic detection device, made in the form of a cylinder semi-submerged in water, where the system devices are located in the upper part hydroacoustic detection, systems for receiving and transmitting data, a computer complex, an air pump with a pressure sensor, an electric generator with a screw propeller rigidly fixed on the rotor, installed in the side cutout of the housing, the lower part of the housing with connected to a pipe of smaller diameter, hydrophones of the hydroacoustic detection system are located on it, the pipe has cutouts and is fixed on the ground with the help of a load, which is the battery.
RU2022121558A 2022-08-08 System for monitoring for above-water and underwater situation RU2787578C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2787578C1 true RU2787578C1 (en) 2023-01-11

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019035877A2 (en) * 2017-08-15 2019-02-21 Blue Skies Holdings, Llc, D/B/A Blue Skies Ocean Systems System and method for detecting threats to maritime commercial assets, the environment and coastal industrial/commercial infrastructure
WO2021216159A2 (en) * 2020-01-28 2021-10-28 Flir Systems, Inc. Real-time thermal camera based odometry and navigation systems and methods
RU2761326C1 (en) * 2021-07-26 2021-12-07 Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Московский пограничный институт Федеральной службы безопасности Российской Федерации" Aerostat surveillance system
RU2765274C1 (en) * 2021-07-26 2022-01-27 Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Московский пограничный институт Федеральной службы безопасности Российской Федерации" Renewable power sonar detection device
RU2769808C1 (en) * 2021-05-11 2022-04-06 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Mobile quick-deployable detection system for remote formation of boundaries
GB2568851B (en) * 2016-09-02 2022-05-04 FLIR Belgium BVBA Unmanned aerial system assisted navigational systems and methods

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2568851B (en) * 2016-09-02 2022-05-04 FLIR Belgium BVBA Unmanned aerial system assisted navigational systems and methods
WO2019035877A2 (en) * 2017-08-15 2019-02-21 Blue Skies Holdings, Llc, D/B/A Blue Skies Ocean Systems System and method for detecting threats to maritime commercial assets, the environment and coastal industrial/commercial infrastructure
WO2021216159A2 (en) * 2020-01-28 2021-10-28 Flir Systems, Inc. Real-time thermal camera based odometry and navigation systems and methods
RU2769808C1 (en) * 2021-05-11 2022-04-06 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Mobile quick-deployable detection system for remote formation of boundaries
RU2761326C1 (en) * 2021-07-26 2021-12-07 Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Московский пограничный институт Федеральной службы безопасности Российской Федерации" Aerostat surveillance system
RU2765274C1 (en) * 2021-07-26 2022-01-27 Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Московский пограничный институт Федеральной службы безопасности Российской Федерации" Renewable power sonar detection device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7048753B2 (en) Floating body for ocean monitoring
KR101946542B1 (en) Unmanned vehicle for underwater survey
US5577942A (en) Station keeping buoy system
US10054104B1 (en) Autonomous underwater beacon locator
EP3778373B1 (en) Unmanned surface vessel for remotely operated underwater vehicle operations
US8297162B2 (en) Method and a device for identifying and neutralizing an undersea mine
US11312463B2 (en) Systems and methods for retractable marine power generation
RU2709058C2 (en) Mobile hydroacoustic buoy-beacon and navigation equipment method of sea area
EP2802092A1 (en) System and method for seafloor exploration
RU2554640C2 (en) Method of detecting sea targets
Jung et al. A study on unmanned surface vehicle combined with remotely operated vehicle system
CN112835049A (en) Underwater sludge thickness detection robot and system thereof
US3455159A (en) Nautical weather station
EP3501966A1 (en) An unmanned marine surface vessel
RU2787578C1 (en) System for monitoring for above-water and underwater situation
JP3128744B2 (en) Information transmission buoy
US20220161912A1 (en) Methods and systems for surveying using deep-water vessels
Thompson et al. MBARI mapping AUV operations in the gulf of California 2015
CN215180879U (en) Underwater sludge thickness detection robot and system thereof
RU2710831C1 (en) Self-propelled hydroacoustic buoy-beacon and navigation equipment method of sea area
RU2765274C1 (en) Renewable power sonar detection device
JP6568615B1 (en) Autonomous navigation type ocean buoy and ocean information system using it
RU2766365C1 (en) Controlled mobile hydroacoustic buoy-beacon
RU2773538C1 (en) Method for navigation equipment of a sea area and self-propelled underwater vehicle for implementation thereof and arctic underwater navigation system for piloting and navigation support of surface and underwater navigation objects in constrained cruising conditions
RU2757006C1 (en) Method for using unhabited underwater unit under ice