Электризуемые заграждения неконтактного принципа действия.

      Комментарии к записи Электризуемые заграждения неконтактного принципа действия. отключены

Современный рынок особой техники испытывает недостаток не только в средствах контроля и обнаружения, но и в средствах действия на найденный объект. В качестве одного из таких средств предлагается применять электризуемые заграждения, имеющие богатую историю. В предлагаемой статье рассмотрен принцип работы электризуемого заграждения неконтактного с биообъектом принципа действия.

Сейчас делается все более очевидным разрыв между развитием средств воздействия и средств обнаружения (поражения) на найденный объект. Это обусловлено рядом обстоятельств. Одной из них есть затруднение в регулировании степени действия на биообъект (БО) разными средствами, увеличивающее возможность летального финала в следствии для того чтобы действия.

Учитывая, что последний не есть желательным, многие средства остаются невостребованными. Вторая обстоятельство – в полной мере честные ограничения, вводимые законодательством.

Одним из средств действия, не имеющим этих недочётов, являются электризуемые заграждения (ЭЗ).Электризуемые заграждения неконтактного принципа действия. С несложными видами ЭЗ, такими как электрошоки и электропастухи, многие привычны довольно давно.

Принцип работы ЭЗ представлен на несложной однополюсной схеме (рис. 1).

1 – источник электроэнергии;

2 – кабельная сеть;

3 – линейная часть;

4 – заземлитель.

Рис. 1. Принципиальная схема однополюсного электризуемого заграждения

В общем виде ЭЗ включает следующие главные элементы: источник электроэнергии; кабельную сеть; линейную часть; заземлитель. Один из выводов источника электроэнергии (ИЭЭ) этого несложного ЭЗ заземлен, второй подключен к линейной части. Объект действия, прикоснувшись какой-либо частью тела к линейной части, оказывается под действием фазного напряжения.

Первое упоминание о боевом применении ЭЗ относится ко времени обороны крепости Порт-Артур во время русско-японской войны начала века. К примеру, при четвертом штурме ночью 26 ноября 1904 года японцы утратили убитыми 780 солдат, из них 150 сгорели на электрической изгороди. Это ЭЗ включало в себя:

  • линейную часть ЭЗ в виде бронзовой неизолированной проволоки, закрепленной на древесных столбах разной высоты через фарфоровые изоляторы;
  • источник энергии, которым являлась центральная электростанция, расположенная в тылу и имевшая генератор на 3000 В;
  • трансформатор для питания каждого из четырех участков линейной части. Данный трансформатор устанавливался неподалеку от электростанции и передавал напряжение на другие трансформаторы, расположенные вблизи линейной части. Они повышали это напряжение до 3000 В и питали собственные участки. Такая установка разрешала не применять высоковольтные кабели для питания линейной части.

Во время Первой Мировой использовались ЭЗ подобного устройства, что и на протяжении русско-японской войны. Помимо этого были созданы особенные типы заграждений – сеть “Вулкан”, низко расположенный “Спотыкач”. Делались попытки выбросов полос и электризации земли электризуемых тросов посредством миномётов и гранатомётов.

В течение всего столетия шла усовершенствование и масштабная разработка ЭЗ.

В следствии, современные ЭЗ, состоящие на вооружении в Русском армии, имеют последовательность таких хороших отличий от первых образцов как:

  • незначительное потребление энергии, свойство функционировать от источника энергии малой мощности;
  • возможность достаточно совершенно верно регулировать степень действия на биообъект на уровне поражающего и отталкивающего эффектов, относительно малые габариты, разрешающие уменьшить затраты на перевозку, сократить время на развертывание;
  • простота в эксплуатации и обслуживании;
  • низкая цена довольно вторых видов инженерных заграждений.

Но не все так легко. Как в древние времена за изобретением меча последовало изобретение щита, так и следом за изобретением ЭЗ последовали способов и разработки средств их нейтрализации и преодоления. Еще во времена зарождения ЭЗ был известен метод закорачивания линейной части железными шестами.

Наряду с этим не только оказался участок ЭЗ, что возможно преодолеть, но и значительно возрастало энергопотребление.

На протяжении Второй мировой употреблялись особые наборы для преодоления и проделывания проходов ЭЗ. Много неприятностей постоянно возникало из-за трупов вражеских солдат, оставшихся на линейной части по окончании неудачных атак. Они создавали режим, близкий к маленькому замыканию.

В силу сказанного выше на данный момент назрела необходимость разработки ЭЗ, для которого узнаваемые на данный момент средства и способы преодоления не являются “щитом”. Помимо этого, актуальным есть разработка ЭЗ, влияющих на соперника бесконтактно, на расстоянии. Работы по созданию для того чтобы заграждения ведутся в Военно-инженерном университете.

В базе принципа работы бесконтактного электризуемого заграждения (БЭЗ) лежит явление резонанса напряжений. Это общеизвестное в электротехнике явление превосходно тем, что в цепи, содержащей последовательно соединенные сопротивление, индуктивность, емкость в режиме резонанса напряжение на реактивных элементах существенно превосходит напряжение, вырабатываемое ИЭЭ.

Биообъект, являющийся хоть и не совершенным, но проводником, и проводящая линейная часть (ЛЧ) являются не что иное, как обкладки конденсатора, поделённые между собой слоем диэлектрика (воздуха). Так конденсатором в данной цепи есть совокупность БО – воздушное пространство – ЛЧ.

Расчетная электрическая схема действия БЭЗ на БО представлена на рис. 2. Характеристики элементов расчетной электрической схемы действия БЭЗ на биообъект даны в таблице.

Е – источник электричества, производящий гармонические колебания требуемого частоты и напряжения;

L – катушка индуктивности, подключенная последовательно с линейным проводником;

RL – активное сопротивление катушки индуктивности;

Слч-бо – емкость между ЛЧ и внутренними проводящими тканями тела БО;

Rлч-бо – сопротивление между ЛЧ и внутренними проводящими тканями тела БО;

Rвн – внутреннее сопротивление тела БО;

Сбо-зем – емкость между внутренними проводящими тканями тела БО и почвой;

Rбо-зем – сопротивление между внутренними проводящими тканями тела БО и почвой (включает в себя сопротивление внешних покровов (кожи) БО и обуви (для человека)).

Рис.2. Расчетная электрическая схема действия бесконтактного электризуемого заграждения на биообъект.

Таблица: Чёрта элементов расчетной электрической схемы действия бесконтактного электризуемого заграждения на биообъект

Наименование элемента

Характеризующий параметр

Ед. изм

Числ. значение

Факторы, определяющие численное значение параметров

Источник электричества, производящий гармонические колебания требуемого частоты и напряжения

Полная потребляемая мощность на ед. длины ЛЧ, S/м

Выходные:

— частота,f

— напряжение,U

ВА/м

кГц

В

до 4

80-200

5-300

— электрические параметры окружающей среды:

-относительная диэлектрическая проницаемость;

-удельная проводимость;

— конструктивные параметры ЛЧ;

— требования к добротности резонансного контура;

— возможности элементной базы.

Катушка индуктивности, подключенная последовательно с линейным проводником

Индуктивность,L

Активное сопротивление,RL

Гн

Ом

0,5-4

до 100

— при трансформации параметров среды должно обеспечиваться условие:

L=1/2p f Cэкв, где

Cэкв- эквивалентная емкость схемы;

— минимизация значения активного сопротивления для повышения значения падения напряжения на БО.

Емкость между ЛЧ и внутренними проводящими тканями тела БО

Емкость,

Слч-бо

Ф

10-10-10-12

— конструктивные параметры ЛЧ;

-относительная диэлектрическая проницаемость окружающей среды;

— расстояние между ЛЧ и БО;

— габаритные размеры БО;

— метод продвижения БО.

Сопротивление между ЛЧ и внутренними проводящими тканями тела БО

Активное сопротивление,

Rлч-бо

Ом

до

нескольких

ГОм

— конструктивные параметры ЛЧ;

— удельная электрическая проводимость окружающей среды;

— расстояние между ЛЧ и БО;

— габаритные размеры БО;

— метод продвижения БО к ЛЧ.

Внутреннее сопротивление тела БО

Активное сопротивление,

Rвн

Ом

до 1000

— физиологические изюминки данного БО.

Емкость между внутренними проводящими тканями тела БО и почвой

Емкость,

Сбо-зем

Ф

10-7-10-11

-относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрической прослойки между БО и почвой(кожа, обувь и т.д.);

— ширина диэлектрической прослойки между БО и почвой;

— габаритные размеры БО;

— метод продвижения БО к ЛЧ.

Сопротивление между внутренними проводящими тканями тела БО и почвой (включает в себя сопротивление внешних покровов (кожи) БО и обуви(для человека)).

Активное сопротивление,

Rбо-зем

Ом

до 5000

-удельная электрическая проводимость диэлектрической прослойки между БО и почвой(кожа, обувь и т.на данный момент.);

— расстояние между БО и почвой;

— габаритные размеры БО;

— метод продвижения БО к ЛЧ.

Сопротивление заземления

Активное сопротивление,

Rзаз

Ом

до 25

-площадь контакта заземлителя с грунтом;

— удельное электрическое сопротивление грунта.

Из схемы замещения разумеется, что трансформацией значений индуктивности, емкости либо частоты возможно достигнуто явление резонанса напряжений.

Проводимый в лабораторных условиях опыт подтвердил работоспособность установки. При применении маломощного низковольтного генератора гармонических колебаний(Uвых Ј 15 В, f=0 – 200 Гц) через индуктивность L был запитан оголенный проводник, являющийся ЛЧ.

Объекты изучений, кроме того не почуствовавшие действие на них напряжения при ярком прикосновении к выходам генератора, констатировали действие на уровне ощущений при нахождении на определенном расстоянии от ЛЧ.

Как продемонстрировали исследования, данное заграждение, не считая возможности дистанционного действия, владеет еще одним преимуществом над классическим ЭЗ: при закорачивании линейной части на землю отмечается эффект не повышения, а уменьшения тока в ЛЧ.

Связано это с тем, что при шунтировании емкости C совокупность выходит из режима резонанса, благодаря чего реактивное и собственное эквивалентное сопротивление возрастают, ток и потребляемая мощность уменьшаются.

Данный эффект целесообразно применять для регистрации попытки преодоления ЭЗ. При изолированной ЛЧ попытка закорачивания приводит только к повышению емкости совокупности и, следовательно, необходимости ее подстройки до режима резонанса.

Предлагаемое заграждение сможет трудиться в нескольких режимах:

1. При работе в охранном режиме бесконтактное электризуемое заграждение функционирует, как охранная сигнализация;

2. В охранно-отталкивающем режиме при приближении нарушителя на пульт управления подается сигнал о нарушении, а на нарушителя оказывается действие, не приводящее к летальному финалу;

3. В охранно-поражающем так же идет сигнал на пульт, но нарушитель приобретает смертельное действие;

4. В отталкивающем режиме на нарушителя выясняется действие достаточное чтобы отбить охоту идти дальше, но недостаточное для наступления летального финала;

5. Каждая попытка преодоления в режиме поражения влечет за собой летальный финал.

Исходя из вероятных режимов работы, очевидны области применения бесконтактного электризуемого заграждения.

Первый-третий режим целесообразно применить при постоянном нахождении персоналау пульта управления. К примеру: охрана национальной границы, охрана ответственных национальных объектов, охрана помещений и зданий.

Четвертый и пятый вычислены на использование без постоянного присутствия личного состава.

По предварительным оценкам энергозатраты БЭЗ, созданного по этому принципу, составят не более 4 кВт на 1 км в режиме поражения, и до 100 Вт в режиме ожидания, при большом превосходстве над существующими примерами по массо-габаритным показателям. Весьма несложная, дешёвая и эргономичная в установке ЛЧ разрешит существенно сократить средства на оборудование открытых, по окончании распада СССР, границ России.

Несложный и надежный набор БЭЗ может стать надежным средством защиты как личного состава силовых структур в территориях вооруженных распрей, так и сельскохозяйственных пастбищ.

Удинцев Дмитрий Николаевич, кандидат технических наук

Предоставлено журналомСпециальная техника

Рандомные показатели записей:

ДЕЛЬФИН-М ВИБРАЦИОННОЕ СРЕДСТВО ОБНАРУЖЕНИЯ ГКАЖ.425114.004


Подборка наиболее релевантных статей: