Новые переносимые улучшенные изделия компании «Группа Защиты – ЮТТА» для обнаружения взрывоопасных предметов

Ткач Владимир Николаевич, ген. директор АО «Группа Защиты – ЮТТА»

Парфенцев Игорь Валерьевич, к.т.н., доцент

Звежинский Станислав Сигизмундович. д.т.н., профессор

АО «Группа Защиты - ЮТТА» (г. Москва) продолжает в инициативном порядке разработку новых и модернизацию старых известных изделий, которые были отмечены не только по итогам выставки «Армия-2019» (отобранные инновационные разработки), но и по результатам натурных испытаний на отечественных полигонах Министерства обороны России, в «горячих» точках за рубежом [1]. В настоящий момент проходят типовые оценочные испытания 3-х опытных образцов новых изделий, предназначенных для поиска взрывоопасных предметов (ВОП) в ручном режиме, отличающиеся от известных повышением эффективности поиска (дальность обнаружения, темп) и безопасности (блокировка возможных сигналов радиоподрыва). Планируется, что уже в этом году такие изделия поступят на снабжение как силовых ведомств, так и в гражданские организации, решающих задачи гуманитарного разминирования, проведения обязательного мониторинга местности перед строительством.

1. Нелинейный радиолокатор ИНВУ-4

Опытный образец нового переносного нелинейного радиолокатора (НРЛ) под условным названием разработан на базе известного серийного изделия ИНВУ-3М (в гражданском варианте «NR-900 ЕК «Коршун»), которое за десятилетие своего применения заслужило положительную оценку отечественных и зарубежных военных специалистов [2, 3]. Изделие предназначено для обнаружения в различных малопроводящих укрывающих средах (грунт, подстилающая поверхность, строительные конструкции и пр.) ВОП, содержащих радиоэлектронные элементы и исполнительные устройства (ИУ).

Внешний вид опытного образца изделия «ИНВУ-4» показан на рис.1, и он мало чем отличается от прототипа, характеризующегося хорошей эргономичностью. При этом основные «внутренние» ТТХ оставлены без изменения: диапазон рабочих частот около 0,85 ГГц (радиоимпульсы); регистрация и обработка сигналов по 2-й и 3-й гармоникам; средняя/импульсная мощность излучения соответственно 0,10/200 Вт; питание - два LiION аккумулятора 7,4 В (5,5 А*час); время непрерывной работы без подзарядки - 4 час. Индикация наличия возможного ВОП осуществляется человеком-оператором по светодиодному индикатору и звуковому сигналу.

а)

б)

Рисунок 1 – Внешний вид изделия «ИНВУ-4»: а) в собранном виде; б) при испытаниях

Улучшение характеристик НРЛ «ИНВУ-4» по сравнению с прототипом «ИНВУ-3М» достигнуто посредством введения конструкторских и схемотехнических новаций, что позволило:

• уменьшить массу прибора с 4,6 кг до 3,7 кг;
• увеличить дальность надежного обнаружения объектов поиска.

Последнее достигнуто, в основном, применением двух новых вариантов исполнения приемо-передающей антенны:

1)спиральной;

2)планарной (как и ранее) с дополнительным рефлектором.

В табл.1 сведены результаты недавно проведенных сравнительных испытаний дальнодействия опытного образца НРЛ «ИНВУ-4» (с 2-я видами антенн) и серийного изделия «ИНВУ-3М», применительно к 6-и объектам поиска, размещенных на поверхности (снег) и высоте 0,5 м от Земли. Критерием обнаружения являлось появление соответствующей звуковой и визуальной индикации с последующим определением расположения объекта, ориентация которого в пространстве изменялось. Скорость перемещения оператора в зависимости от условий составляла 0,1…1,4 м/с.

По результатам испытаний получено, что по отношению к изделию «ИНВУ-3М», дальность устойчивого обнаружения НРЛ «ИНВУ-4» в среднем увеличилась на:

• 45±20 % или 3,2 дБ - для 1-го варианта (со спиральной антенной);
• 70±20 %, или 4,6 дБ - для 2-го варианта исполнения (с рефлектором).

Соответственно, разница в дальности обнаружения для 1-го и 2-го вариантов исполнения опытного образца составила в среднем 1,4 дБ.

Таблица 1 - Результаты сравнительных испытаний НРЛ «ИНВУ-4» и изделия «ИНВУ-3М» на дальность обнаружения различных объектов поиска

2. Поисковый комплект «Котомка»

Основная идея нового изделия «Котомка» была реализована в ходе разработки комплекса «Возница», предназначенного для дистанционного обнаружения и подавления радиоуправляемых (самодельных) взрывных устройств в процессе движения, размещенного на подвижной автомобильной платформе [1]. В качестве последней типично выступает бронеавтомобиль «Тигр» или полноприводной внедорожник, например «УАЗ Патриот». Комплекс «Возница» включает 4-е подсистемы:

• один или два НРЛ для обнаружения радиоэлектронных компонентов ВОП, скрытых в укрывающей среде по ходу движения со скоростью до 5 м/с;
• блокиратор радиоканалов подрыва (БРП), создающий заградительную радиопомеху в 3-х декадных диапазонах частот УКВ и СВЧ;
• видеокамера и узел видеофиксации;
• пульт управления.

Электромагнитная совместимость НРЛ и БРП комплекса «Возница» обеспечивается с помощью метода временного разделения соответствующих сигналов. Генератор шумового сигнала БРП отключается на время «запрета», которого «хватает» на осуществление излучения нелинейным локатором зондирующего радиоимпульса и его приема от возможной цели в зоне действия (радиус до 30 м). Время «запрета» относительно мало и в этот интервал невозможна передача команды от существующих (исследованных) устройств радиоуправления. Поэтому снижения функциональной эффективности БРП и НРЛ не происходит, что подтверждено натурными испытаниями и применением комплекса в условиях, близких к боевым.

Комплект «Котомка» — это идея изделия «Возница», перенесенная на «базу» пешего оператора, который может перемещаться на местности, недоступной для внедорожников, либо в условиях, когда разминирование осуществляется в условиях противодействия подготовленных террористов или диверсантов. Известны случаи, когда такая техника смогла бы сохранить жизнь и здоровье саперам, наиболее известный и описанный в СМИ – это разминирование ВОП 10 июля 2003 г. в центре Москвы на ул. Тверская. Тогда после воздействия «водяной пушки» робототехнического комплекса механический канал подрыва был уничтожен, однако при приближении сапера к предмету, по-видимому, был задействован канал радиоподрыва – и офицер ФСБ погиб.

При разработке комплекса «Котомка» решались основные задачи:

• кардинальное уменьшение массогабаритов и энергопотребления;
• сохранение удовлетворительной дальности обнаружения ВОП;
• обеспечение безопасности жизнедеятельности оператора, удовлетворение условий работы действующим СНиП по радиоизлучению;
• обеспечение хорошей эргономики (удобства работы).

Два варианта внешнего вида опытного образца комплекта «Котомка» в рабочем состоянии представлены на рис.2, они различаются типом антенн БРП. Область его применения:

• ведение инженерной разведки местности с ходу (например, в составе инженерно-разведывательного дозора), в режиме неспешного обследования;
• мониторинг путей возможного перемещения людей и транспортных средств, участков местности и территорий объектов на предмет обнаружения электронных систем управления ВОП;
• поиск ВОП в городских условиях.

а)

б)

Рисунок 2 – Внешний вид комплекта «Котомка» для безопасного поиска ВОП, - два варианта, различающиеся типом антенн блокиратора радиоканалов

Эксперименты показали, что дальность обнаружения ВОП комплекта составляет до 30 м. Таким образом, в едином переносном комплексе-комплекте реализована возможность синхронной работы средства обнаружения ВОП (НРЛ) и блокиратора радиоканалов, обеспечивая существенное повышение безопасности работы оператора-сапера. Основные ТТХ комплекта «Котомка» представлены в табл.2.

Таблица 2 – Тактико-технические характеристики переносного комплекта «Котомка» для обнаружения устройств радиоподрыва ВОП

3. Магнитометрический бомбоискатель «Мультизонд»

Магнитометрический метод поиска магнитных аномалий (MAD, magnetic anomaly detection) является одним из базовых для обнаружения ВОП в укрывающих средах. Его основное преимущество – пассивный характер действия и работа практически в любой укрывающей среде, включая морскую воду, лед и болото; недостаток – чувствительность только к ферромагнетикам, поэтому взрывчатые вещества без оболочки, в пластиковой или неферромагнитной оболочке, не обнаруживаются. Соответствующие изделия – магнитометрические градиентометры, реализующие этот метод, приняты на снабжение стран НАТО, Китая, России и других стран, используются в основном для поиска бомб и «больших» боеприпасов на глубинах более 1 м, где активные металлоискатели неэффективны. Мировым лидером такого рода спецтехники является Германия, где имеется несколько фирм, из которых выделяется Институт им. доктора Ферстера (Foerster) [4].

Несколько лет назад в АО «Группа Защиты-ЮТТА» был разработан магнитометрический градиентометр «МБИ-П2» [5], который восполнил отечественную «нишу» в данном классе спецтехники, и в целом соответствовал лучшим аналогичным германским образцам, в частности Foerster FEREX 4.032, а по массогабаритам даже лучше. Испытания и опытная эксплуатация, в том числе в Сирии и других странах, подтвердили высокую эффективность изделия «МБИ-П2» [6]. Оно способно обнаружить ВОП на глубине: противотанковую мину или фугас - 1,5…3 м, авиабомбу 500 кг - до 6 м, тайник с оружием - до 7 м (рис.3).

а)

б)

Рисунок 3 – Внешний вид магнитометрического градиентометра «Ось»: а) при транспортировке и хранении; б) в рабочем положении

Фиксация возможного ВОП достигается посредством световой или звуковой индикации. Ширина зоны обнаружения (ЗО) градиентометра «МБИ-П2» невелика и составляет в среднем не более 0,5…1 м, завися от массогабаритов объекта поиска и глубины его расположения. Скорость поиска ограничена величиной около 1,5 м/с, иначе возрастает амплитуда колебаний чувствительного модуля (градиентометра), что ухудшает обнаружительную способность.

Увеличение темпа мониторинга местности может быть достигнуто конструкционным объединением нескольких чувствительных модулей, размещаемых на носимой, велосипедной или автомобильной платформе, что впервые было реализовано фирмой Ферстер (Германия) [7]. При этом обеспечивается повышенная информативность поиска и появляется новое качество – при мониторинге осуществляется не только выявление мест возможного расположения ВОП, но и непрерывная запись данных (привязанных к географическим координатам), и потом - программное восстановление карты магнитных аномалий. По этой карте возможно судить не только о месте расположений вероятного ВОП, но и о глубине его залегания, массогабаритах (в значит и мощности заряда), ориентации в пространстве - то есть характеристиках, увеличивающих эффективность действий при разминировании.

Вследствие отсутствия отечественного аналога вышеописанному немецкому изделию, в АО «Группа Защиты-ЮТТА» была предпринята разработка, в результате которой создан опытный образец магнитометрического бомбоискателя «Мультизонд» на «колясочной» платформе под управлением оператора (рис.4). Его натурные испытания на ведомственном полигоне показали хорошие результаты.

Рисунок 4 - Опытный образец магнитометрического бомбоискателя «Мультизонд»: а) общий вид конструкции и типовых объектов поиска; б) процесс поиска объектов и одновременной записи данных в ноутбук

Основные ТТХ опытного образца бомбоискателя «Мультизонд» приведены в табл.3, его состав:

• колясочная платформа и держатели из дюралюминия - 1 шт.;
• магнитометрический чувствительный модуль (ЧМ) – 4 шт.;
• блок обработки сигналов с ЧМ – 1 шт.
• пульт управления (на основе защищенного ноутбука) - 1 шт.

Таблица 3 - Основные ТТХ магнитометрического бомбоискателя «Мультизонд»

Для записи данных, построения карты магнитных аномалий, получения и вывода дополнительной информации об обнаруженных объектах было разработано специальное программное обеспечение (СПО). Его интерфейс, визуализируемый на экране ноутбука, показан на рис.5.

Рисунок 5 – Программный интерфейс СПО бомбоискателя «Мультизонд»

Область применения и особенности бомбоискателя «Мультизонд»:

• обнаружение крупных ферромагнитных объектов, таких как невзорвавшиеся боеприпасы, фугасы и другие ВОП в земле, воде и под водой;
• обеспечение выполнения задач по гуманитарному разминированию местности и других специальных мероприятий;
• широкая зона обнаружения, высокий темп мониторинга местности;
• возможность построения и анализа карты магнитных аномалий с координатной привязкой мест расположения возможных ВОП.

Выводы

1. Инициативные ОКР, проводимые в настоящее время в АО «Группа Защиты – ЮТТА», привели к созданию опытных образцов новой спецтехники, управляемой человеком, отличающиеся увеличенной дальностью обнаружения, темпом поиска, а также безопасностью проведения поисковых работ.
2. Опытный образец НРЛ «ИНВУ-4» по сравнению с изделием «ИНВУ-3М» (принятом на снабжение) обеспечивает дальность обнаружения ВОП (устройств их радиоподрыва) на 3,2…4,6 дБ больше, при одновременном уменьшении массы на 20%.
3. Впервые в мировой практике в переносном комплексе «Котомка» реализована синхронная работа средства обнаружения ВОП (НРЛ) и блокиратора радиоканалов подрыва, обеспечивая повышение безопасности работы оператора-сапера.
4. Магнитометрический бомбоискатель «Мультизонд» по основным параметрам не уступает аналогичной лучшей мировой поисковой технике фирмы Ферстер (Германия), обеспечивает существенное повышение темпа поиска и визуализацию поля магнитных аномалий. В совокупности со встроенной аналитикой СПО, бомбоискатель позволяет определять местонахождения возможного ВОП, оценивать глубину и ориентацию его расположения в укрывающей среде, а также размеры (массу).
5. Достигнутое улучшение поисковых и массогабаритных характеристик разрабатываемой спецтехники позволяет надеяться, что после окончания ОКР изделия будут приняты на снабжение Министерства обороны России и других заинтересованных заказчиков.

Литература

1. http://detektor.ru.
2. Ткач В.Н., Кривцун А.В. О «пользе» маломощных локаторов // Защита информации: Инсайд. – 2015. - №1. – С.58-60.
3. Семенов Д.В., Ткачев Д.В. Радиолокация: концепция «NR» // Специальная техника. – 1999. - №1-2. – С. 17-22.
4. Звежинский С.С., Парфенцев И.В. Метод магнитометрического обнаружения взрывоопасных предметов // Спецтехника и связь. - 2008. - № 2. - С. 8-17.
5. Ткач В., Парфенцев И., Звежинский С. Переносной магнитометрический градиентометр для обнаружения скрытых ферромагнитных объектов «Ось» // Инженерный журнал. – 2016. - № 2. – С.36-38.
6. Применение средств обнаружения ВОП при проведении гуманитарного разминирования в Сирии // Новый оборонный заказ: Стратегии. – 2018. № 3(50). – С.88-91.
7. www.foerstergroup.de.