CC BY
198
УДИНЦЕВ Дмитрий Николаевич, доктор технических наук, доцент ФРАНСКЕВИЧ Алексей Антонович, кандидат технических наук, доцент СЛЕПОВ Александр Николаевич РУСАНОВ Владимир Анатольевич
ПУТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ОБЪЕКТОВ1
В статье предложен комплексный подход к обеспечению защиты объектов во всех средах (воздушной, наземной и водной) с применением средств активной защиты на основе применения электрической энергии.
The complex approach to provision of objects protection in all environments (air, land and water) with application of the active protection means on the basis of the electric energy application is offered.
Система охраны и обеспечения безопасности объектов включает технические средства обнаружения, регистрирующие факт проникновения или ее попытку и средства воздействия на нарушителя.
Несмотря на всю развитость и насыщенность рынка техническими средствами охраны, их применение для защиты объектов энергетики при отсутствии постоянного дежурного персонала или персонала охраны весьма ограничены вследствие того, что они устанавливают только факт проникновения на охраняемый объект, но при этом не обеспечивают его защиту.
Наиболее известным и широко применяемым способом защиты объектов является применение в системе охраны и обеспечения безопасности инженерных заграждений, к которым относятся невзрывные заграждения (проволочные заграждения, рвы, завалы и др.), электризуемые и минно-взрывные заграждения (противопехотные, про-
тивотанковые, противотранспортные специальные и др. мины). Наиболее эффективными среди них являются именно минно-взрывные заграждения, но их применение для защиты объектов связано с целым рядом трудностей:
♦ сложностью организации безопасного хранения и обслуживания при высокой уязвимости запасов мин;
♦ неизбирательностью поражения и, как следствие, потерями от подрывов на минах гражданского населения;
♦ отсутствием возможности регулирования степени (уровня) воздействия на нарушителя;
♦ возможностью снятия боеприпасов злоумышленниками и дальнейшего их применения для совершения террористических актов;
♦ отсутствием возможности многократного воздействия на нарушителей;
♦ высокой опасностью для исполнителей при установке и содержании минно-взрывных заграждений;
♦ высокой опасностью, крайней сложностью и трудоемкостью при проведении работ по разминированию;
♦ наличием существенных ограничений по применению противопехотных мин, накладываемых международными договорами.
Одним из путей избежания вышеперечисленных трудностей может быть использование средств поражения, основанных на альтернативных источниках кинетической энергии, и вполне логично, что для охраны и обеспечения безопасности объектов энергетики, следует применять то, что на этих объектах имеется в достаточном количестве, т.е. электроэнергию.
К настоящему времени разработан целый ряд технических средств, использующих электроэнергию для воздействия на нарушителя. Особенностью данных технических средств является регулирование степени воздействия на нарушителя в пределах от незначительных неприятных ощущений или
1 — Военный учебно-научный центр сухопутных войск « Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации»
01_2012_SPT.indd 31
Рис. 1. Технические средства активной защиты объектов на основе применения электрической энергии
отталкивающего эффекта до летального воздействия.
Развитие направления «Боевое применение электрической энергии» началось в 1904 г., когда впервые в боевой практике русскими саперами в Порт-Артуре были устроены электризуемые заграждения, сразу показавшие высокую эффективность [18 — 19]. При штурме крепости в ночь на 26 ноября 1904 г. японцы потеряли убитыми 780 солдат, в том числе 150 сгорели на электрической изгороди.
Практически в течение столетия боевое применение средств, использующих энергию электричества, развивалось только как направление: «Элек-
тризуемые заграждения (ЭЗ)». В период Первой мировой войны предпринимались попытки электризации полос почвы, изолированных от остальной земли деревянными коробами. Проводились опыты по выбросу электризуемых тросов с помощью тросометов (гранатометов и минометов). С первых дней Великой Отечественной войны ЭЗ нашли широкое применение при обороне городов Москвы, Ленинграда, Киева и др. Только на подступах к Москве в радиусе 35...60 км было установлено 212 км ЭЗ с питанием от сети Мосэнерго под руководством специалистов Военно-инженерной академии и Московского энергетического
института. В 50-е гг. предложена разработка водных электризуемых заграждений для прикрытия позиций войск, а с 1994 г. их стали рассматривать как средство для защиты объектов со стороны акваторий.
С 2000 г. специалисты Военно-инженерной академии приступили к активному исследованию ряда новых направлений в боевом применении электроэнергии, в том числе для обеспечения безопасности объектов. Технические средства на основе применения электроэнергии можно разделить на три основные группы, классифицируемые по физическому способу воздействия на нарушителя (рис. 1).
13.04.2012 13:55:32
Электризуемые заграждения. Электромагнитные ускорители масс. Электрогидроударные средства. Рассмотрим подробнее основные особенности и принцип действия каждой группы технических средств воздействия на нарушителя, использующих электроэнергию.
Действие электризуемых заграждений основано на поражении или выводе из строя нарушителя электрическим током (при непосредственном прикосновении к линейной части заграждения) или электрическим полем тока (без непосредственного прикосновения к линейной части заграждения) [18, 19, 20]. ЭЗ в общем виде включают следующие основные элементы: источник электрической энергии; кабельную сеть; линейную часть; заземлитель. При этом конструктивной особенностью ЭЗ является возможность регулирования степени воздействия на биообъект на уровне поражающего и отталкивающего эффектов. Данные средства защиты относятся к периметровым средствам,
обеспечивающим эффективную охрану и прикрытие объектов. Электромагнитные средства активной защиты (ЭМСАЗ) преобразуют электрическую энергию в кинетическую энергию поражающих элементов (на принципе электромагнитного ускорителя масс). Известны три типа электромагнитных ускорителей масс (электромагнитных пушек): первый тип — соленоидный, работающий по принципу «пушки Гаусса»; второй тип — рельсовый (рельсотронный) — «пушка Лоренца»; третий тип — магнитоимпульсные метательные установки.
Электромагнитный ускоритель в качестве средства активной защиты имеет ряд преимуществ перед традиционными средствами, в которых для метания поражающих элементов используется энергия взрыва или расширения пороховых газов. В первую очередь, — возможность изменения начальной скорости и соответственно изменения дальности или характера поражения цели, имеющей средства пассивной за-
щиты, с летальным или с нелетальным исходом в широком диапазоне в соответствии с требованиями конкретной ситуации.
В основе функционирования электрогидроударных средств активной защиты (ЭГДУ) лежит электроги-дравлический удар, эффект которого заключается в возникновении области высокого давления от высоковольтного электрического разряда, протекающего между погруженными в жидкость электродами. В настоящее время единственное электроги-дроударное средство активной защиты объектов со стороны акваторий — «СКАТ» — уже создано по идеям и при непосредственном участии ученых Военно-инженерной академии и серийно выпускается по заявкам заинтересованных министерств [10, 11,
12, 17].
Таким образом, технические средства охраны, использующие электричество как средство накопления потенциальной энергии, трансформации ее в кинетическую и воздействия ею на нару-
ПРОТИВОВОЗДУШНАЯ
(низколетящие цели: пара- и дельтапланы; вертолеты; беспилотные летательные аппараты)
1. ЭМСАЗ НА ОСНОВЕ РЕЛЬСОВОГО УСКОРИТЕЛЯ МАСС (противовоздушные).
2. ЭМСАЗ НА ОСНОВЕ СОЛЕНОИДНОГО УСКОРИТЕЛЯ МАСС (противовоздушные).
ПРОТИВОНАЗЕМНАЯ
1. НАЗЕМНЫЕ ЭЗ.
2. ПОЧВЕННЫЕ ЭЗ.
3. ЭМСАЗ НА ОСНОВЕ РЕЛЬСОВОГО УСКОРИТЕЛЯ МАСС (противопехотные).
4. ЭМСАЗ НА ОСНОВЕ СОЛЕНОИДНОГО УСКОРИТЕЛЯ МАСС (противопехотные).
5. НАЗЕМНЫЕ ЭГДУ САЗ.
ПРОТИВОПОДВОДНАЯ
1. ВОДНЫЕ ЭЗ,
2. ВОДНЫЕ ЭГДУ САЗ.
НАЗЕМНЫЕ ЭЗ - выпускаются промышленностью;
ВОДНЫЕ ЭЗ - требуется проведение ОКР; НАЗЕМНЫЕ ЭГДУ САЗ - требуется проведение НИР.
Рис. 2. Спедства активной защиты на основе применения электроэнергии в подсистемах охраны объектов
01_2012_8РТ.1паа зз
шителя, уже начинают более широко применяться для обеспечения активной безопасности и противодействия нарушителям на объектах. Применение средств активной защиты (САЗ) на основе применения электроэнергии возможно во всех средах охраны и обеспечения безопасности объектов — воздушной, наземной и водной (рис. 2).
Для противовоздушной подсистемы, предназначенной для защиты объектов от низколетящих целей (БПЛА, пара- дельтапланов, вертолетов), целесообразно рассматривать применение ЭМСАЗ на основе рельсового и соленоидного ускорителей масс.
В наземной подсистеме могут применяться наземные и почвенные электрические заграждения; ЭМСАЗ на основе рельсового и соленоидного ускорителей
масс; наземные ЭГДУ САЗ. В подводную подсистему могут быть включены и водные ЭЗ, и водные ЭГДУ САЗ. Основными достоинствами технических средств защиты объектов на основе применения электроэнергии являются:
♦ возможность применения в перспективе во всех средах систем охраны и обеспечения безопасности объектов;
♦ безопасность хранения, транспортирования и эксплуатации по сравнению с инженерными боеприпасами (ИБ), содержащими ВВ;
♦ возможность регулирования и более высокие значения начальной скорости и дальности полета, чем у ИБ, содержащими ВВ;
♦ многозарядность по системе накопления энергии и наличию «магазинных» для возможности повтор-
ного боевого применения;
♦ отсутствие явных демаскирующих признаков (дым, звук, вспышка) при срабатывании (за исключением ЭГДУ);
♦ возможность дозированного (регулируемого) характера воздействия на нарушителя в диапазоне от порога болевых ощущений до летального;
♦ возможность комплексного применения элементов раздражающего и обездвиживающего действия;
♦ простота устройства, дающая возможность организовать производство методом отверточной сборки из преимущественно отечественных комплектующих.
Очевидно, что применение данных средств позволит значительно повысить эффективность системы охраны и безопасности объектов ■
Литература
1. Гаусс К.Ф. Сборник статей./Под ред. Виноградова. - М.: АН, 1956. - С. 71 - 96.
2. Путилов К.А. Курс физики. - Том 2. Учение об электричестве (6-е издание). —М.: ГИФМЛ, 1963. - С. 25 - 55.
3. Чунихин А.А. Электрические аппараты. Общий курс. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - С. 22 - 23.
4. Многоступенчатый электромагнитный ускоритель масс. http://ru.wikipedia.org.
5. Wolfram. Witt, Marcus Loffler. The Electro-magnetic Gun - СС\овег to Weapon-System Status. /Military Technology, 1998. - No 5. - P. 80 - 86
6. Интернет-сайт. «Наука и техника. Системы, оружия. XXIвека» (http://science.compulenta.ru/347234/)
7. Андреев А.Н., Бондалетов В.Н. Индукционное ускорение проводников и высокоскоростной привод./ Электричество, 1973.-№ 10. - С. 36 - 40.
8. Бондалетов В.Н., Иванов Е.Н., Калихман С.А., Пичугин Ю.П. Метание проводников в сверхсильном импульсном, магнитном. поле./ В кн.: Сверхсильные магнитные поля. Физика. Техника. Применение. - М., 1984. - С. 234 - 238.
9. Удинцев Д.Н., Малогуко Л.А. Средство активной защиты, акваторий. Патент, на полезную модель N33291 от. 26.06.2003 г.
10. Средство активной защиты, акваторий со стабилизированными параметрами электрогидравлического удара. Патент. на изобретение №2325061. Приоритет. 26.12.2006 г. Зарегистрирован. 27.05.2008 г. Удинцев Д.Н., Щербаков Г.Н., Анцелевич М.А.
11. Способ и устройство электрогидравлического ударного воздействия, на нарушителя, в воде. Патент, на изобретение №2339899. Приоритет. 09.01.2007г. Зарегистрирован 27.11.2008 г. Щербаков Г.Н., Анцелевич М.А., Удинцев Д.Н.
12. Электромагнитный инженерный боеприпас. Патент, на полезную модель № 86412. Удинцев Д.Н., Белокур А.В., Усманов Р.И. и др.
13. Электромагнитная противовертолетная. мина. Патент, на полезную модель №89332. Приоритет. 21.07.2009 г. Зарегистрирован. 10.12.2009 г. Удинцев Д.Н., Мазаев А.Н., Усманов Р.И. и др.
14. Водное электризуемое заграждение. Положительное решение по заявке на изобретение N94-012025. Приоритет, от 6.04.94 г. Удинцев Д.Н., Тимощенко А.И., Можаев Н.С.
15. Водное электризуемое заграждение с изолированной линейной частью. Положительное решение по заявке на изобретение N96-102738. Приоритет от 20.02.96 г. Удинцев Д.Н., Можаев Н.С., Кошелев Т.Ю., Семенков В.В.
16. Анцелевич. М.А., Удинцев Д.Н. Оценка возможности создания, средств активной защиты, акваторий на основе использования. электрогидравлического удара./ Специальная, техника, 2003. - № 6.
17. КривозубД.С. и др. Электризуемые заграждения. Учебник, 1967. - 299 с.
18. Синев М.С. Комплект электризуемых заграждений ЭЗ-6. - М.: ВИА, 1992.
19. Комплект электризуемого заграждения, модульного типа модернизированный ЭЗМ-М, ЭЗМ-СМ. Техническое описание, 2002.
13.04.2012 13:55:32
