RU2794379C1 - Automatic installation for active protection of airspace from birds and micro unmanned aerial vehicles - Google Patents

Abstract

FIELD: airspace protection.

SUBSTANCE: automatic installation for active protection of airspace from birds and MUAV contains unidirectional sources of optical laser radiation and microwave radio beam, units for automatic detection of an air target, recognition of the type of target, aiming at the target and its retention associated with the central unit of automatic control, while the detection unit air target is connected to the central control unit through the target type recognition unit, and the central control unit is configured to set the frequency and power of electromagnetic wave radiation in the range between bird scaring and MUAV suppression modes depending on the type of air target.

EFFECT: increased reliability of protection of the air space of the guarded object.

10 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к средствам технической защиты от нарушителей воздушного пространства. Устройство предназначено для орнитологической защиты контролируемой зоны режимных территорий, а также защиты таких территорий от малых беспилотных летательных аппаратов (МБПЛА). Преимущественной областью применения технического решения является обеспечение безопасности взлета и посадки самолетов гражданской авиации.The invention relates to means of technical protection against violators of airspace. The device is intended for ornithological protection of the controlled zone of sensitive territories, as well as protection of such territories from small unmanned aerial vehicles (SUAVs). The primary area of application of the technical solution is to ensure the safety of takeoff and landing of civil aviation aircraft.

Столкновение птицы или МБПЛА с самолетом способно привести к серьезному повреждению воздушного судна и вызвать авиакатастрофу. Нахождение птиц и несанкционированных МБПЛА в зоне аэродромов представляет особую опасность для полетов, так как данные территории характеризуются высокой интенсивностью воздушного движения на низких высотах. Для защиты от нарушителей воздушного пространства и повышения безопасности полетов необходимы специальные технические средства.The collision of a bird or UAV with an aircraft can lead to serious damage to the aircraft and cause a plane crash. The presence of birds and unauthorized UAVs in the area of airfields poses a particular danger to flights, since these areas are characterized by high air traffic intensity at low altitudes. To protect against violators of airspace and improve flight safety, special technical means are needed.

Из патентного документа RU 2426310 С1 от 20.08.2011 известна установка для осуществления способа обеспечения орнитологической безопасности аэропорта, содержащая блок лазеров, оптические системы коллимирования и наведения лазеров, контроллеры сканирования лучей лазеров, контроллеры модуляции мощности лазеров, источник питания лазеров, излучатель электромагнитных волн сверхвысоких частот (СВЧ), СВЧ-генератор, контроллер модуляции СВЧ-генератора, контроллеры управления антенной и сканирования луча СВЧ-генератора, источник питания СВЧ-генератора, и компьютер. Сигнальные входы контроллеров модуляции мощности лазеров, контроллеров сканирования лучей лазеров, контроллеров управления антенной и сканирования луча СВЧ-генератора, и контроллера модуляции СВЧ-генератора, соединены с соответствующими выходами компьютера. Блок лазеров связан с источником питания через оптические системы коллимирования и наведения лазеров, а также контроллеры модуляции мощности лазеров. СВЧ-излучатель связан с источником питания СВЧ-генератора через СВЧ-генератор и контроллер модуляции СВЧ-генератора. СВЧ-излучатель соединен с контроллерами управления антенной и сканирования луча СВЧ-генератора. Контроллеры сканирования лучей лазеров соединены с блоком лазеров и оптическими системами коллимирования и наведения лазеров. Контроллеры, управляемые компьютером, позволяют менять ориентацию электромагнитного луча в пространстве.From patent document RU 2426310 C1 dated 20.08.2011, an installation for implementing a method for ensuring ornithological safety of an airport is known, containing a laser unit, optical systems for collimating and pointing lasers, laser beam scanning controllers, laser power modulation controllers, a laser power source, an emitter of microwave electromagnetic waves (UHF), microwave generator, microwave generator modulation controller, microwave generator antenna control and beam scanning controllers, microwave generator power supply, and computer. The signal inputs of the laser power modulation controllers, the laser beam scanning controllers, the antenna control and beam scanning controllers of the microwave generator, and the microwave generator modulation controller are connected to the corresponding computer outputs. The laser block is connected to the power source through optical systems for collimating and pointing lasers, as well as laser power modulation controllers. The microwave emitter is connected to the power supply of the microwave generator through the microwave generator and the modulation controller of the microwave generator. The microwave emitter is connected to the antenna control and beam scanning controllers of the microwave generator. The controllers for scanning laser beams are connected to the laser unit and optical systems for collimating and pointing lasers. Computer-controlled controllers allow you to change the orientation of the electromagnetic beam in space.

Указанная установка осуществляет комплексное воздействие на птиц и их гнездовья электромагнитными колебаниями в частотном диапазоне от дециметрового до оптического, причем СВЧ-генератор выполнен с возможностью работы в режиме модулированной широкополосной или шумовой генерации, а воздействие в оптическом диапазоне осуществляют путем комбинации когерентных монохроматических колебаний лазерных источников.The specified installation performs a complex effect on birds and their nesting sites by electromagnetic oscillations in the frequency range from decimeter to optical, and the microwave generator is configured to operate in the modulated broadband or noise generation mode, and the impact in the optical range is carried out by a combination of coherent monochromatic oscillations of laser sources.

Известное техническое решение обеспечивает высокоэффективную комплексную орнитологическую безопасность полетов летательных аппаратов, однако оно не способно функционировать в автоматическом режиме, что снижает эффективность его действия из-за человеческого фактора, а также не позволяет предотвратить нахождение в контролируемой зоне несанкционированных МБПЛА, из-за чего защита воздушного пространства охраняемого объекта недостаточно надежна.The known technical solution provides a highly effective integrated ornithological flight safety of aircraft, however, it is not capable of operating in automatic mode, which reduces its effectiveness due to the human factor, and also does not prevent unauthorized UAVs from being in the controlled area, which is why air protection the space of the protected object is not sufficiently reliable.

Решаемой технической проблемой является повышение надежности защиты воздушного пространства охраняемого объекта.The technical problem to be solved is to increase the reliability of the protection of the airspace of the protected object.

Обеспечиваемый настоящим изобретением технический результат заключается в расширении функциональных возможностей установки для активной защиты воздушного пространства с обеспечением в автоматических режимах как эффективного отпугивания птиц, так и выведения из строя несанкционированных МБПЛА, вплоть до уничтожения МБПЛА.The technical result provided by the present invention consists in expanding the functionality of the installation for the active protection of airspace with the provision in automatic modes of both effectively scaring away birds and incapacitating unauthorized UAVs, up to the destruction of UAVs.

Технический результат достигается благодаря тому, что автоматическая установка для активной защиты воздушного пространства от птиц и МБПЛА содержит однонаправленные источники оптического лазерного излучения и СВЧ-радиолуча, узлы автоматического обнаружения воздушной цели, распознавания вида цели, наведения на цель и ее удержания, связанные с центральным узлом автоматического управления. При этом узел обнаружения воздушной цели связан с центральным узлом управления через узел распознавания вида цели. Причем центральный узел управления выполнен с возможностью задания частоты и мощности излучения электромагнитных волн в диапазоне между режимами отпугивания птицы и подавления МБПЛА в зависимости от вида воздушной цели.The technical result is achieved due to the fact that the automatic installation for active protection of the airspace from birds and MUAVs contains unidirectional sources of optical laser radiation and microwave radio beam, nodes for automatic detection of an air target, recognition of the type of target, aiming at the target and its retention associated with the central node automatic control. At the same time, the air target detection unit is connected to the central control unit through the target type recognition unit. Moreover, the central control unit is configured to set the frequency and power of electromagnetic wave radiation in the range between the modes of scaring away birds and suppressing MUAVs, depending on the type of air target.

В частном случае осуществления изобретения узел обнаружения воздушной цели включает в себя РЛС, выполненную с возможностью формирования запросного сигнала, лидар, видеокамеру с длиннофокусным объективом и направленный акустический микрофон, а узел распознавания вида цели включает в себя вычислитель с функцией искусственного интеллекта.In a particular case of the invention, the air target detection unit includes a radar capable of generating an interrogation signal, a lidar, a video camera with a long-focus lens and a directional acoustic microphone, and the target type recognition unit includes a computer with an artificial intelligence function.

В другом частном случае источник оптического излучения содержит первый модуль с выходной модулируемой мощностью 500 мВт для создания биофизических эффектов и второй модуль с выходной импульсной мощностью 1 кВт для теплового поражения техники.In another particular case, the source of optical radiation contains the first module with an output modulated power of 500 mW to create biophysical effects and the second module with an output pulse power of 1 kW for thermal destruction of equipment.

Также в частном случае максимальная выходная мощность источника оптического излучения составляет по меньшей мере 500 Вт, при этом данный источник снабжен регулируемым аттенюатором лазерного пучка, связанным с центральным узлом управления.Also in a particular case, the maximum output power of the optical radiation source is at least 500 W, while this source is equipped with an adjustable laser beam attenuator associated with the central control unit.

В частном случае источник оптического излучения содержит четыре лазера, выполненных с возможностью генерирования электромагнитных колебаний с длиной волны в диапазоне λ=200-400 нм, соответствующих максимумам частотной зависимости цветовых зрительных рецепторов четырехкомпонентной системы зрения птиц.In a particular case, the source of optical radiation contains four lasers configured to generate electromagnetic oscillations with a wavelength in the range of λ=200-400 nm, corresponding to the maxima of the frequency dependence of the color visual receptors of the four-component bird vision system.

В частном случае источник СВЧ-радиолуча содержит первый модуль для создания биофизических эффектов и второй модуль для радиоэлектронного подавления МБПЛА, снабженные отдельными директорными антеннами.In a particular case, the source of the microwave radio beam contains the first module for creating biophysical effects and the second module for electronic suppression of the MUAV, equipped with separate director antennas.

В частном случае модуль для радиоэлектронного подавления МБПЛА содержит постановщик помех связи МБПЛА с оператором.In a particular case, the module for electronic countermeasures of the MUAV contains a jammer for communication between the MUAV and the operator.

В частном случае модуль для радиоэлектронного подавления МБПЛА содержит постановщик навигационных помех для МБПЛА.In a particular case, the module for electronic countermeasures of the MBAV contains a navigation jammer for the MBAV.

В частном случае выходная мощность модуля для радиоэлектронного подавления МБПЛА выбрана из условия обеспечения возможности разрушения электронных компонентов МБПЛА.In a particular case, the output power of the module for electronic countermeasures of the MBAV is chosen from the condition of ensuring the possibility of destroying the electronic components of the MBAV.

В еще одном частном случае источник СВЧ-радиолуча снабжен модулятором, а диапазон рабочих частот и выходная мощность данного источника выбраны из условия обеспечения возможности одновременного воздействия на тепловые рецепторы птиц и проявления в их биологических тканях эффекта радиозвука.In another particular case, the source of the microwave radio beam is equipped with a modulator, and the operating frequency range and output power of this source are selected to ensure the possibility of simultaneous exposure to the thermal receptors of birds and the manifestation of the effect of radio sound in their biological tissues.

Сущность изобретения поясняется следующими схемами, на которых в качестве примера показано выполнение одного из предпочтительных вариантов конструкции устройства.The essence of the invention is illustrated by the following diagrams, which, as an example, show the implementation of one of the preferred options for the design of the device.

Фиг. 1: общая схема автоматической установки для активной защиты воздушного пространства от птиц и МБПЛА.Fig. 1: a general scheme of an automatic installation for active protection of airspace from birds and UAVs.

Фиг. 2: схема трехканального источника оптического лазерного излучения.Fig. 2: diagram of a three-channel source of optical laser radiation.

Фиг. 3: схема трехканального источника СВЧ-радиолуча.Fig. 3: diagram of a three-channel source of microwave radio beam.

Фиг. 4: схема узла обнаружения воздушной цели.Fig. 4: scheme of the air target detection unit.

Фиг. 5: схема узла распознавания вида цели.Fig. 5: diagram of the target type recognition unit.

Фиг. 6: схема узла наведения на цель и ее удержания.Fig. 6: diagram of the node for aiming at the target and holding it.

Изображенная конструкция автоматической установки для активной защиты воздушного пространства от птиц и МБПЛА содержит блок генерации лазерного излучения 1, блок оптической коллимации 2, силовой блок 3 для питания блока 1, контроллер 4 блока 1, образующие источник оптического лазерного излучения, блок генерации СВЧ-радиолуча 5, антенный блок 6, силовой блок 7 для питания блока 5, а также контроллер 8 блока 5, входящие в состав источника СВЧ-радиолуча, узел автоматического обнаружения воздушной цели 9, узел автоматического распознавания вида цели 10, узел автоматического наведения на цель и ее удержания 11, а также центральный узел автоматического управления 12, узел связи 13 и контроллер самоходного шасси установки 14 в случае ее мобильного выполнения (фиг. 1). Перечисленные узлы являются функциональными или структурными частями конструкции установки.The depicted design of an automatic installation for active protection of airspace from birds and MUAVs contains a laser radiation generation unit 1, an optical collimation unit 2, a power unit 3 for powering unit 1, a controller 4 of unit 1, forming a source of optical laser radiation, a microwave radio beam generation unit 5 , antenna unit 6, power unit 7 for powering unit 5, as well as the controller 8 of unit 5, which are part of the source of the microwave radio beam, the unit for automatic detection of an air target 9, the unit for automatic recognition of the type of target 10, the unit for automatic targeting and holding 11, as well as the central automatic control unit 12, the communication unit 13 and the controller of the self-propelled chassis of the installation 14 in the case of its mobile implementation (Fig. 1). The listed nodes are functional or structural parts of the installation design.

Рабочий выход блока 1 оптически связан с блоком 2. Силовой вход блока 1 электрически соединен с выходом блока 3. Блок 1 соединен с контроллером 4 через управляющие входы-выходы. Сигнальный выход блока 5 соединен с входом блока 6. Силовой вход блока 5 электрически связан с выходом блока 7. Управляющий вход блока 5 соединен с выходом контроллера 8. Управляющий вход узла 9 соединен с выходом узла 12, а выход узла 9 информационно связан с входом узла 10. Входы узла 12 соединены с выходами узлов 10, 13. Выходы узла 12 соединены с соответствующими входами узлов 4, 8, 10, 11, 13 и 14. Узел 11 кинематически связан с блоками 2 и 6.The working output of block 1 is optically connected to block 2. The power input of block 1 is electrically connected to the output of block 3. Block 1 is connected to controller 4 through control inputs and outputs. The signal output of block 5 is connected to the input of block 6. The power input of block 5 is electrically connected to the output of block 7. The control input of block 5 is connected to the output of controller 8. The control input of node 9 is connected to the output of node 12, and the output of node 9 is informationally connected to the input of the node 10. The inputs of node 12 are connected to the outputs of nodes 10, 13. The outputs of node 12 are connected to the corresponding inputs of nodes 4, 8, 10, 11, 13 and 14. Node 11 is kinematically connected to blocks 2 and 6.

Источник оптического излучения предпочтительно содержит два рабочих модуля, первый из которых характеризуется выходной мощностью 500 мВт с возможностью модуляции для создания биофизических эффектов, а второй модуль обеспечивает выходную импульсную мощность 1 кВт и более для теплового поражения объектов техники на эффективном расстоянии 0,5-1 км.The source of optical radiation preferably contains two working modules, the first of which is characterized by an output power of 500 mW with the possibility of modulation to create biophysical effects, and the second module provides an output pulse power of 1 kW or more for thermal destruction of technical objects at an effective distance of 0.5-1 km .

На практике желательно выполнение источника оптического излучения с по меньшей мере тремя независимыми модулями (фиг. 2). При этом в состав блока 1 входят лазеры 15, 16 и 17, блок 2 содержит оптические коллиматоры 18, 19, 20, а блок 4 состоит из контроллеров 21, 22 и 23. Первый модуль образован лазером 15 высокой мощности, коллиматором 18 и контроллером 21. Второй модуль состоит из лазера 16 средней мощности с длиной волны 530-630 нм, коллиматора 19, контроллера 22. Третий модуль включает в себя лазер 17 слабой мощности, коллиматор 20 и контроллер 23. Данные модули соединены параллельно из условия однонаправленности выходного лазерного излучения установки. Первый модуль предназначен для теплового поражения МБПЛА, второй модуль обеспечивает создание биофизических эффектов в теле орнитологических объектов, а третий модуль служит для воздействия на один из видов рецепторов четырехкомпонентной системы зрения птиц. Для повышения эффективности воздействия целесообразно включение в состав конструкции источника оптического излучения четырех отдельных лазеров с рабочей длиной волны в диапазоне λ=200-400 нм, настроенных на максимумы частотной зависимости цветовых зрительных рецепторов.In practice, it is desirable to implement an optical radiation source with at least three independent modules (Fig. 2). In this case, block 1 includes lasers 15, 16 and 17, block 2 contains optical collimators 18, 19, 20, and block 4 consists of controllers 21, 22 and 23. The first module is formed by a high power laser 15, a collimator 18 and a controller 21 The second module consists of a medium power laser 16 with a wavelength of 530-630 nm, a collimator 19, a controller 22. The third module includes a low power laser 17, a collimator 20 and a controller 23. These modules are connected in parallel from the condition of unidirectional output laser radiation of the installation . The first module is intended for thermal damage to the MUAV, the second module provides the creation of biophysical effects in the body of ornithological objects, and the third module is used to influence one of the types of receptors of the four-component bird vision system. To increase the effectiveness of exposure, it is advisable to include four separate lasers with an operating wavelength in the range of λ=200-400 nm, tuned to the maxima of the frequency dependence of color visual receptors, into the structure of the optical radiation source.

В случае выполнения источника оптического излучения с единственным лазером максимальную выходную мощность такого источника выбирают не меньшей 500 Вт для обеспечения воздействия как на биологические, так и технические цели, и снабжают источник регулируемым аттенюатором лазерного пучка для исключения деструктивного поражения птиц. При этом управляющий вход указанного аттенюатора соединен с узлом 12.In the case of an optical radiation source with a single laser, the maximum output power of such a source is chosen not less than 500 W to ensure the impact on both biological and technical purposes, and the source is equipped with an adjustable laser beam attenuator to prevent destructive damage to birds. In this case, the control input of the specified attenuator is connected to node 12.

Источник СВЧ-радиолуча обеспечивает излучение радиоволн дециметрового диапазона для отпугивающего воздействия на орнитологические цели, а также радиоэлектронное подавление МБПЛА, для чего данный источник предпочтительно выполнен с тремя модулями, характеризующихся отдельными директорными антеннами 24, 25, 26 блока 6 (фиг. 3) с соответствующими рабочими параметрами. Первый модуль с антенной 24 обеспечивает создание биофизических эффектов в теле птицы, второй модуль с антенной 25 служит для постановки электромагнитных помех связи МБПЛА с его оператором, а третий модуль с 26 обеспечивает постановку навигационных помех для МБПЛА. Сигнальные входы антенн 24, 25 и 26 соединены с выходами блока 5.The source of the microwave radio beam provides radiation of radio waves of the decimeter range for a deterrent effect on ornithological targets, as well as electronic suppression of the MUAV, for which this source is preferably made with three modules, characterized by separate director antennas 24, 25, 26 of block 6 (Fig. 3) with the corresponding operating parameters. The first module with antenna 24 provides for the creation of biophysical effects in the bird's body, the second module with antenna 25 serves to set up electromagnetic interference between the MUAV communication with its operator, and the third module with 26 provides navigational interference for the MUAV. The signal inputs of the antennas 24, 25 and 26 are connected to the outputs of block 5.

Указанное выполнение источников оптического лазерного излучения и СВЧ-радиолуча обеспечивает воздействие на цель в широких диапазонах частот электромагнитных волн и их интенсивностей, что позволяет работать как с орнитологическими целями, так и с целями вида МБПЛА, причем с возможностью качественного увеличения воздействия, например, сначала подавлять связь МБПЛА с оператором, затем лишать МБПЛА навигации, а при необходимости разрушать электронные компоненты МБПЛА или проводить более полное тепловое уничтожение.The specified implementation of sources of optical laser radiation and a microwave radio beam provides impact on the target in a wide range of frequencies of electromagnetic waves and their intensities, which allows you to work with both ornithological targets and targets of the MUAV type, and with the possibility of a qualitative increase in the impact, for example, first suppress communication of the MUA with the operator, then deprive the MAV of navigation, and, if necessary, destroy the electronic components of the MUA or carry out a more complete thermal destruction.

Узел 9 содержит бортовую радиолокационную станцию (БРЛС) 27, лидар 28, направленный высокочувствительный микрофон 29, видеокамеру 30 с длиннофокусным объективом и устройство управления 31 (фиг. 4). Лидар 28, микрофон 29 и видеокамера 30 снабжены сервоприводами. Сигнальные выходы БРЛС 27, лидара 28, микрофона 29 и видеокамеры 30 соединены с соответствующими входами устройства управления 31, выход которого связан со входом узла 10. Вход устройства управления 31 связан с выходом узла 12. Наличие в составе узла 9 ряда разнотипных датчиков позволяет получать максимально полную информацию о цели, что повышает точность распознавания ее вида.Node 9 contains an airborne radar station (ARLS) 27, a lidar 28, a highly sensitive directional microphone 29, a video camera 30 with a telephoto lens, and a control device 31 (Fig. 4). Lidar 28, microphone 29 and video camera 30 are provided with servo drives. The signal outputs of radar 27, lidar 28, microphone 29 and video camera 30 are connected to the corresponding inputs of control device 31, the output of which is connected to the input of node 10. The input of control device 31 is connected to the output of node 12. complete information about the target, which increases the accuracy of its type recognition.

В состав конструкции узла 10 входят буферное запоминающее устройство 32 для параметров объекта, запоминающее устройство 33 для хранения пороговых величин, модуль распознавания образов 34, модуль адаптивного обучения на основе искусственного интеллекта 35, и устройство управления 36 с функцией вычислителя (фиг. 5). Вход запоминающего устройства 32 связан с выходом устройства управления 31 узла 9, а выход связан с устройством управления 36 через первый вход модуля 34. Выход устройства управления 36 связан со вторым входом модуля 34 через запоминающее устройство 33. Устройство управления 36 двунаправленно связано с модулем 35 через соответствующие входы-выходы. Также устройство управления 36 связано с узлом 12 прямыми и обратными связями.The structure of the node 10 includes a buffer memory 32 for object parameters, a memory 33 for storing threshold values, a pattern recognition module 34, an adaptive learning module based on artificial intelligence 35, and a control device 36 with a calculator function (Fig. 5). The input of the memory device 32 is connected to the output of the control device 31 of the node 9, and the output is connected to the control device 36 through the first input of the module 34. The output of the control device 36 is connected to the second input of the module 34 through the memory device 33. The control device 36 is bidirectionally connected to the module 35 through corresponding inputs and outputs. Also, the control device 36 is connected with the node 12 direct and feedback.

Узел 11 состоит из сервопривода 37 блока 2, контроллера 38 сервопривода 37, сервопривода 39 блока 6, контроллера 40 сервопривода 39, устройства управления 41 и запоминающего устройства 42 (фиг. 6). Выходы устройства управления 41 связаны со входами сервоприводов 37, 39 соответственно через контроллеры 38, 40. Устройство управления 41 соединено с запоминающим устройством 42 с возможностью чтения и записи. Вход устройства управления 41 связан с выходом узла 12. Сервопривод 37 кинематически связан с блоком 2, а сервопривод 39 в свою очередь кинематически связан с блоком 6.The node 11 consists of the servo 37 of block 2, the controller 38 of the servo 37, the servo 39 of the block 6, the controller 40 of the servo 39, the control device 41 and the storage device 42 (Fig. 6). The outputs of the control device 41 are connected to the inputs of the servo drives 37, 39, respectively, through the controllers 38, 40. The control device 41 is connected to the memory device 42 with the ability to read and write. The input of the control device 41 is connected to the output of the node 12. The servo drive 37 is kinematically connected to block 2, and the servo drive 39, in turn, is kinematically connected to block 6.

Узел 12 содержит логическое устройство, предпочтительно представляющее собой компактную ЭВМ в промышленном исполнении, для переключения частоты и мощности излучения электромагнитных волн в диапазоне между режимами отпугивания птицы и подавления МБПЛА, в зависимости от вида воздушной цели.The node 12 contains a logic device, preferably a compact computer in industrial design, to switch the frequency and power of electromagnetic waves in the range between bird scaring and MUA suppression modes, depending on the type of air target.

Все элементы установки являются сборочными единицами, неразъемно соединенными между собой сборочными операциями и находящимися в функционально-конструктивном единстве.All elements of the installation are assembly units, inseparably interconnected by assembly operations and located in a functional and constructive unity.

Помимо наземного размещения возможно воздушное базирование установки, в частности на роботизированном беспилотном летательном аппарате.In addition to ground deployment, air-based installation is possible, in particular, on a robotic unmanned aerial vehicle.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

В запоминающее устройство 33 и модуль 35 узла 10 заносят начальные образцовые данные орнитологических целей и МБПЛА через узлы 13, 12 и устройство управления 36 узла 10.In the memory device 33 and the module 35 of the node 10, the initial exemplary data of ornithological targets and the UAV are entered through the nodes 13, 12 and the control device 36 of the node 10.

Стационарную установку размещают в зоне контроля и приводят в дежурный режим работы, мобильная установка на базе самоходного шасси при этом перемещается по заданному маршруту по территории охраняемого объекта следуя заложенному в узел 12 алгоритму или под действием команд, передаваемых оператором установки в узел 12 и контроллер 14 через узел 13.The stationary installation is placed in the control zone and put into standby mode, while the mobile installation based on a self-propelled chassis moves along a predetermined route across the territory of the protected object following the algorithm embedded in node 12 or under the action of commands transmitted by the installation operator to node 12 and controller 14 through node 13.

Пеленгацию неизвестного воздушного объекта осуществляет автоматика узла 9 на основании информации от БРЛС 27 установки, проводящей сканирование охраняемого пространства в автономном режиме. При обнаружении объекта БРЛС 27 формирует запросный сигнал. Если верный ответ от транспондера объекта не получен, то данный объект принимается автоматикой в качестве цели и по его координатам устройство управления 31 наводит на объект лидар 28, микрофон 29 и видеокамеру 30 для сбора дополнительной информации и ее первичной обработки устройством управления 31, служащей для подтверждения наличия цели. Также возможно внешнее целеуказание, в процессе которого пространственные координаты воздушного объекта передают от оператора в узел 9 через узлы 13 и 12.The direction finding of an unknown air object is carried out by the automation of node 9 on the basis of information from the radar 27 of the installation, which scans the protected area offline. When an object is detected, the radar 27 generates a request signal. If the correct response from the transponder of the object is not received, then this object is accepted by the automation as a target and, according to its coordinates, the control device 31 points the lidar 28, the microphone 29 and the video camera 30 at the object to collect additional information and its primary processing by the control device 31, which serves to confirm having a goal. It is also possible external target designation, during which the spatial coordinates of an air object are transmitted from the operator to node 9 through nodes 13 and 12.

Затем электроника установки передает информацию о цели в узел 10 для автоматического распознавания вида цели. Сначала текущие данные, характеризующие цель, поступают в запоминающее устройство 32. Затем модуль 34 считывает данные из запоминающих устройств 32, 33, и производит сравнения визуальные, акустические и прочие полученные от узла 9 параметры цели с образцовыми пороговыми данными орнитологических целей и МБПЛА, на основе математических моделей классифицируя цель как орнитологическую, МБПЛА или иную. Результат распознавания поступает в устройство управления 36, который в процессе работы установки обменивается информацией с модулем 35 для самообучения узла 10, что позволяет повысить качество автоматического распознавания цели.Then the installation electronics transmits information about the target to the node 10 for automatic recognition of the type of target. First, the current data characterizing the target enters the memory device 32. Then the module 34 reads the data from the memory devices 32, 33, and compares the visual, acoustic and other target parameters received from the node 9 with exemplary threshold data of ornithological targets and MUAV, based on mathematical models classifying the target as ornithological, MUAV or other. The recognition result enters the control device 36, which, during the operation of the installation, exchanges information with the module 35 for self-learning of the node 10, which improves the quality of automatic target recognition.

Если цель определена как орнитологическая или как несанкционированное МБПЛА, то логическое устройство узла 12 принимает решение об активном противодействии данной цели. Для этого узел 12 передает данные о пространственных координатах цели устройству управления 41 узла 11. Устройство управления 41 формирует сигналы для контроллеров 38, 40, посредством которых приводит в движение сервоприводы 37, 39, и наводит блоки 2, 6 на цель. Устройство управления 41 записывает исходную и обновляемую в процессе передвижения цели информацию о ее координатах в запоминающее устройство 42, и производит помимо автоматического наведения на цель также автоматическое удержание цели в течение неограниченного времени, на основании данных от узла 9, что повышает эффективность облучения цели.If the target is defined as an ornithological or unauthorized UAV, then the node 12 logic device decides to actively counter this target. To do this, the node 12 transmits data on the spatial coordinates of the target to the control device 41 of the node 11. The control device 41 generates signals for the controllers 38, 40, through which it drives the servos 37, 39, and directs the blocks 2, 6 to the target. The control device 41 records the initial and updated in the process of moving the target information about its coordinates in the memory device 42, and in addition to automatically aiming at the target, it also automatically holds the target for an unlimited time, based on data from the node 9, which increases the efficiency of target irradiation.

После наведения на цель блоков 2, 6 узел 12 подает сигналы управления на контроллер 4 и/или контроллер 8, приводящие в действие блок 1 и/или блок 5, в которых электрическая энергия блоков 3, 7 преобразуется соответственно в открытое оптическое когерентное излучение, характеризующееся высокой направленностью и большой плотностью, и в узкий пучок радиоволн, направленные на цель. Если целью является орнитологический объект, то питание подают на лазер 16 для создания биофизических эффектов в теле птицы, и на лазер 17 для воздействия на зрительные рецепторы птицы, при этом посредством антенны 24 птицу также подвергают модулированному радиоизлучению, вызывающему воздействие на тепловые рецепторы птицы и проявление в ее биологических тканях эффекта радиозвука. В результате такого воздействия у птицы возникает ощущение дискомфорта, боли и страха, из-за чего она покидает контролируемую установкой зону. Для цели вида МБПЛА создают помехи связи и навигационные помехи при помощи соответственно антенн 25, 26. При необходимости увеличивают выходную мощность блока 5 настолько, чтобы разрушить электронные компоненты МБПЛА. Если радиочастотное воздействие на МБПЛА не дает желаемого результата, то МБПЛА уничтожают тепловым воздействием лазера 15.After targeting blocks 2, 6, node 12 sends control signals to controller 4 and/or controller 8, which actuate block 1 and/or block 5, in which the electrical energy of blocks 3, 7 is converted, respectively, into open optical coherent radiation, characterized by high directivity and high density, and in a narrow beam of radio waves directed at the target. If the target is an ornithological object, then power is supplied to the laser 16 to create biophysical effects in the body of the bird, and to the laser 17 to affect the visual receptors of the bird, while the bird is also subjected to modulated radio emission through the antenna 24, causing the effect on the thermal receptors of the bird and the manifestation in its biological tissues of the effect of radio sound. As a result of such exposure, the bird experiences a feeling of discomfort, pain and fear, due to which it leaves the area controlled by the installation. For the purpose of the type of MBAV, communication and navigational interference are created using antennas 25, 26, respectively. If necessary, the output power of the unit 5 is increased so as to destroy the electronic components of the MBAV. If the radio frequency effect on the MUA does not give the desired result, then the MUA is destroyed by the thermal action of the laser 15.

Установка обеспечивает одновременное воздействие на цель лазерным излучением и СВЧ-радиолучом для получения максимального эффекта.The installation provides simultaneous exposure to the target with laser radiation and microwave radiation to obtain the maximum effect.

Благодаря наличию в составе конструкции установки узла 10 и выполнению узла 12 с возможностью задания частоты и мощности излучения электромагнитных волн в диапазоне между режимами отпугивания птицы и подавления МБПЛА в зависимости от вида воздушной цели, расширены функциональные возможности установки с обеспечением как эффективного отпугивания птиц, так и выведения из строя несанкционированных МБПЛА, вплоть до уничтожения МБПЛА, в результате чего достигается высокая надежность защиты воздушного пространства охраняемого объекта. На надежность защиты также положительно влияет высокая степень автоматизации основных узлов установки.Due to the presence of node 10 in the design of the installation and the implementation of node 12 with the ability to set the frequency and power of electromagnetic wave radiation in the range between the modes of scaring away birds and suppressing MUAVs, depending on the type of air target, the functionality of the installation has been expanded to ensure both effective bird scaring and incapacitation of unauthorized UAVs, up to the destruction of UAVs, as a result of which high reliability of protection of the airspace of the protected facility is achieved. The reliability of protection is also positively affected by the high degree of automation of the main components of the installation.

Claims (10)

1. Автоматическая установка для активной защиты воздушного пространства от птиц и МБПЛА, характеризующаяся тем, что содержит однонаправленные источники оптического лазерного излучения и СВЧ-радиолуча, узлы автоматического обнаружения воздушной цели, распознавания вида цели, наведения на цель и ее удержания, связанные с центральным узлом автоматического управления, при этом узел обнаружения воздушной цели связан с центральным узлом управления через узел распознавания вида цели, причем центральный узел управления выполнен с возможностью задания частоты и мощности излучения электромагнитных волн в диапазоне между режимами отпугивания птицы и подавления МБПЛА в зависимости от вида воздушной цели.1. Automatic installation for active protection of airspace from birds and MUAVs, characterized by the fact that it contains unidirectional sources of optical laser radiation and microwave radio beam, nodes for automatic detection of an air target, recognition of the type of target, aiming at the target and its retention associated with the central node automatic control, wherein the air target detection unit is connected to the central control unit through the target type recognition unit, and the central control unit is configured to set the frequency and power of electromagnetic wave radiation in the range between bird scaring and MUA suppression modes depending on the type of air target. 2. Установка по п. 1, характеризующаяся тем, что узел обнаружения воздушной цели включает в себя РЛС, выполненную с возможностью формирования запросного сигнала, лидар, видеокамеру с длиннофокусным объективом и направленный акустический микрофон, а узел распознавания вида цели включает в себя вычислитель с функцией искусственного интеллекта.2. Installation according to claim. 1, characterized in that the air target detection unit includes a radar, configured to generate a request signal, a lidar, a video camera with a long-focus lens and a directional acoustic microphone, and the target type recognition unit includes a calculator with the function artificial intelligence. 3. Установка по п. 1, характеризующаяся тем, что источник оптического излучения содержит первый модуль с выходной модулируемой мощностью 500 мВт для создания биофизических эффектов и второй модуль с выходной импульсной мощностью 1 кВт для теплового поражения техники.3. Installation according to claim 1, characterized in that the source of optical radiation contains the first module with an output modulated power of 500 mW to create biophysical effects and the second module with an output pulse power of 1 kW for thermal destruction of equipment. 4. Установка по п. 1, характеризующаяся тем, что максимальная выходная мощность источника оптического излучения составляет по меньшей мере 500 Вт, при этом данный источник снабжен регулируемым аттенюатором лазерного пучка, связанным с центральным узлом управления.4. Installation according to claim 1, characterized in that the maximum output power of the optical radiation source is at least 500 W, while this source is equipped with an adjustable laser beam attenuator associated with a central control unit. 5. Установка по п. 1, характеризующаяся тем, что источник оптического излучения содержит четыре лазера, выполненных с возможностью генерирования электромагнитных колебаний с длиной волны в диапазоне Х=200-400 нм, соответствующих максимумам частотной зависимости цветовых зрительных рецепторов четырехкомпонентной системы зрения птиц.5. Installation according to claim 1, characterized in that the source of optical radiation contains four lasers, configured to generate electromagnetic oscillations with a wavelength in the range of X=200-400 nm, corresponding to the maxima of the frequency dependence of the color visual receptors of the four-component bird vision system. 6. Установка по п. 1, характеризующаяся тем, что источник СВЧ-радиолуча содержит первый модуль для создания биофизических эффектов и второй модуль для радиоэлектронного подавления МБПЛА, с отдельными директорными антеннами.6. The installation according to claim 1, characterized in that the source of the microwave radio beam contains the first module for creating biophysical effects and the second module for electronic jamming of the MBAV, with separate director antennas. 7. Установка по п. 5, характеризующаяся тем, что модуль для радиоэлектронного подавления МБПЛА содержит постановщик помех связи МБПЛА с оператором.7. Installation according to claim. 5, characterized in that the module for electronic suppression of the MUAV contains a jammer for communication between the MUAV and the operator. 8. Установка по п. 5, характеризующаяся тем, что модуль для радиоэлектронного подавления МБПЛА содержит постановщик навигационных помех для МБПЛА.8. Installation according to claim. 5, characterized in that the module for electronic suppression of the MUAV contains a navigation jammer for the MUAV. 9. Установка по п. 5, характеризующаяся тем, что выходная мощность модуля для радиоэлектронного подавления МБПЛА выбрана из условия обеспечения возможности разрушения электронных компонентов МБПЛА.9. Installation according to claim. 5, characterized in that the output power of the module for electronic suppression of the MBAV is selected from the condition of ensuring the possibility of destroying the electronic components of the MBAV. 10. Установка по п. 1, характеризующаяся тем, что источник СВЧ-радиолуча снабжен модулятором, а диапазон рабочих частот и выходная мощность данного источника выбраны из условия обеспечения возможности одновременного воздействия на тепловые рецепторы птиц и проявления в их биологических тканях эффекта радиозвука.10. The installation according to claim 1, characterized in that the source of the microwave radio beam is equipped with a modulator, and the operating frequency range and output power of this source are selected from the condition of ensuring the possibility of simultaneous exposure to the thermal receptors of birds and the manifestation of the effect of radio sound in their biological tissues.

Images