Система активной защиты объектов особой важности, имеющих выход к акваториям

В предыдущей статье авторами была приведена подробная классификация технических средств активного противодействия несанкционированным проникновениям на объекты особой важности, в том числе на объекты, имеющие выход к водным ресурсам [1]. В статье аргументированно были сделаны выводы о том, что:

• □    интеграция технических средств активного противодействия в существующую на объекте систему охраны позволит на порядок повысить эффективность системы физической защиты объекта, а значит усилить антитеррористическую устойчивость объекта в целом;

• □    для эффективного решения вопросов физической защиты объектов

на акваториях необходимо разрабатывать целые комплексы технических средств физической защиты, которые должны включать в себя как современные средства обнаружения, так и средства активного противодействия подводным пловцам.

Особую угрозу в настоящее время представляют диверсионно-террористические акты, направленные против гражданских и военных морских объектов особой важности, судов с атомными силовыми установками, различных гидротехнических сооружений, нефтедобывающих платформ, мостов, военно-морских баз и т.д. Очевидно, что в ближайшем будущем благодаря значительным успехам отечественных и зарубежных разработчиков, а также производителей периметровых технических средств охраны, таких как ОАО «НПК «Дедал», проникновение нарушителей на охраняемые объекты по суше будет значительно затруднено или даже совсем невозможно. В отдельных случаях это, конечно, может привести к отказу нарушителей от своих намерений, однако наиболее подготовленных и целеустремленных это подтолкнет к поиску альтернативных способов проникновения. Из оставшихся двух вариантов (по воде и по воздуху) наиболее доступным, скрытным, то есть во всех аспектах предпочтительным для несанкционированного проникновения, очевидно, является первый [1, 2].

Действительно, как было отмечено авторами, особую опасность на сегодняшний день представляют специально подготовленные диверсионно-террористические группы боевых пловцов, способных, незаметно приблизившись к объекту, совершить террористический акт, оставаясь при этом даже не обнаруженными (не говоря уже об их задержании и/или уничтожении). Однако вероятность успешной реализации террористического акта может быть минимизирована при применении на охраняемом объекте разработанных и производимых в ОАО «НПК «Дедал» инновационных средств обнаружения и средств активного противодействия, объединенных в единый программно-аппаратный комплекс, представляющий собой современную систему активной защиты (САЗ) акваторий.

Система всепогодного видеонаблюдения (видеокамера, ПНВ, тепловизор)

Гидроакустическое средство обнаружения подвоводных пловцов-диверсантов ГАСО “Завсса-М”

ЕЛЕН

Комплекс технических средств физической защиты объектов, имеющих выход к водным ресурсам

---- Магнитометрическое средство

МСО обнаружения подвоводных пловцов-диверсантов

—— МСО “Нептун”

Внешний нарушитель на ластах

Средство активного противодействия подводным пловцам-диверсантам подводный элсктризуемый барьер ПЭБ “Скат”

Внешний нарушитель на индивидуальном подводном средстве передвижения

На сегодняшний день, к сожалению, можно заявить о крайне скудном арсенале технических средств обнаружения подводных пловцов и о практически полном отсутствии технических средств активного противодействия им. Тем не менее попытки создания комплексов технических средств физической защиты объектов, имеющих выход к водным ресурсам, предпринимались неоднократно, а разработки в этой области в целях создания эффективной системы защиты акваторий активно ведутся до сих пор. Среди них в первую очередь следует выделить комплекс технических средств охраны «Гарпун-2» (ФГУП СНПО «Элерон»), комплексную систему безопасности на акваториях «Зевс» (ОАО «ТЕТИС ПРО»), а также систему активной защиты акваторий САЗ «Скат» (ОАО «НПК «Дедал»), представляющую собой программно-аппаратный комплекс технических средств защиты объектов, имеющих выход к водным ресурсам.

На рис. 1 представлена одна из типовых схем системы активной защиты объектов САЗ «Скат», имеющих выход к водным ресурсам. В системе применены разработанные и уже серийно выпускаемые в ОАО «НПК «Дедал» средства об-

ВСО Вибрационное средство обнаружения “Дельфин-М”

Рис. 1. Схема системы активной защиты объектов, имеющих выход к водным ресурсам

наружения проникновения на объект как со стороны водных ресурсов, так и со стороны суши, такие как: магнитометрическое средство обнаружения подводных пловцов-диверсантов МСО «Нептун», гидроакустическое средство обнаружения подводных пловцов-диверсантов ГАСО «Завеса-М», вибрационное средство обнаружения ВСО «Дельфин-М», программно-аппаратный комплекс ПАК «Кедр», а также находящееся в стадии активной разработки инновационное средство активного противодействия подводным пловцам-диверсантам – подводный электризуемый барьер ПЭБ «Скат». Средства обнаружения проникновения на объект со стороны суши заградительного типа (например, ВСО «Дельфин-М») могут быть комплексированы со средствами активного воздействия на нарушителей (например, с системой нелетального электрошокового воздействия).

Средства доставки внешнего нарушителя

ПАК Программно-аппаратный комплекс “Кедр”

Система активной защиты «Скат» представляет собой современный программно-аппаратный комплекс технических средств физической защиты и предназначена для обнаружения и активного противодействия проникновению на охраняемый объект как со стороны акваторий, так и со стороны суши. САЗ «Скат» дает возможность построения сплошного протяженного рубежа, защищающего объект от проникновения.

Магнитометрическое средство обнаружения подводных пловцов-диверсантов МСО «Нептун»

МСО «Нептун» предназначено для создания протяженных маскируемых рубежей охраны мелководных участков водной среды (там, где применение гидроакустических средств обнаруже-

ния не эффективно) в целях обнаружения подводных пловцов-диверсантов, имеющих при себе ферромагнитные предметы (акваланг, автомат, нож, магнитные мины и др.).

Работа МСО «Нептун» основана на регистрации локальных изменений магнитного поля, вызванных перемещением ферромагнитной массы, имеющейся у нарушителя, в зоне обнаружения. Нарушителями и объектами обнаружения являются вооруженные боевые пловцы и подводные диверсанты, движущиеся на ластах или на индивидуальном средстве движения, пересекающие охраняемый мелководный рубеж. Мерой, характеризующей магнитные свойства объекта на расстояниях, превышающих его линейные размеры, является магнитный дипольный момент М , величина которого в грубом приближении пропорциональна массе ферромагнитного вещества [3].

В периметровых магнитометрических средствах обнаружения чувствительный элемент представляет собой распределенную вдоль охраняемого рубежа совокупность кабелей, образующих индукционную многовитковую петлю в которой в соответствии с законом электромагнитной индукции при перемещении нарушителя наводится сигнал напряжения U , величина которого (в пересчете на один виток) в общем случае описывается выражением:

U ≅ 100·K·M·V/R2, где U измеряется в нВ, М – в А·м2, V – в м/с, R – в м (высота перемещения нарушителя над зоной обнаружения), K – коэффициент, зависящий от конструктивных и геометрических параметров чувствительного элемента (величина базы, ширина петли и т.д.). Для реальных величин магнитного момента оружия его обнаружение на фоне флуктуационного шума Земли осуществляется на дальности (высоте) не более R ≅ 3 м, причем длина формируемой зоны обнаружения может составлять до 500 м.

Полезные сигналы от нарушителя, регистрируемые с помощью кабельного чувствительного элемента (КЧЭ), не зависят от климатических условий; способ обнаружения является полностью пассивным. Как известно, существуют два основных типа распреде-

б

Рис. 2. Диаграммы сигналов при преодолении рубежа:

а) с калиброванным магнитным моментом M = 0,5 A•м; б) с пистолетом СПП-1; в) с ножом; г) c аквалангом LARVII; д) с автоматом АК-103;

е) с автоматом АПС-5,66

--2,5 В/см

е

ленных КЧЭ (двухлинейные и трехлинейные) в зависимости от количества кабелей, образующих «петлевую» или «8-образную» проводную структуру, чувствительную к изменениям магнитной индукции. МСО имеет относительно равномерную чувствительность в «ближней» зоне, а в «дальней» зоне его чувствительность существенно меньше, что обеспечивает помехо-устойчи-вость к удаленным источникам электромагнитных помех индустриального и природного происхождения. В двухлинейных КЧЭ это достигается разбиением индукционной чувствительной петли на четное число одинаковых по площади, встречно-включенных

(по однородному магнитному потоку) сегментов. Два кабеля периодически перекрещиваются в определенных местах. В трехлинейных КЧЭ это достигается путем формирования двух длинных индукционных петель, лежащих вдоль рубежа охраны рядом, включенных дифференциально.

Типовые диаграммы сигналов при преодолении рубежа с калиброванным образцом водолазным ножом, пистолетом СПП-1, автоматами АК-103 и АПС-5,66, дыхательным аппаратом замкнутого цикла LARVII приведены на рис. 2 .

Проведенные натурные испытания на суше и в водной среде показали, что обнаружительная способность МСО «Не- птун» не зависит от свойств окружающей среды, таких как грунт, воздух или водная среда, а определяется, прежде всего, магнитными характеристиками обнаруживаемого объекта.

На рис. 3 приведена структурная схема организации рубежа охраны с использованием МСО «Нептун», а на рис. 4 схема установки МСО «Нептун».

МСО «Нептун» состоит из КЧЭ и блока электронного. Зона чувствительности МСО представляет собой полосу шириной 4 м вдоль линии укладки КЧЭ. Кабели чувствительного элемента (3 шт.) укладываются на дно водоема параллельно на расстоянии 2 м друг от друга. КЧЭ может устанавливаться в произвольном месте водного рубежа, в том числе, начиная от уреза воды. Блок электронный устанавливается в грунт или на дно водоема в зависимости от места расположения рубежа охраны. Связь МСО с аппаратурой поста наблюдения осуществляется посредством кабельной линии. В качестве кабельного чувствительного элемента используется герметизированный судовой кабель СМПЭВГ с пластмассовой изоляцией. При формировании непрерывной зоны обнаружения один комплект МСО может перекрыть рубеж протяженностью до 250 м. Аппаратура поста локального наблюдения осуществляет сбор, обработку, отображение информации от магнитометрических средств обнаружения [4]. На рис. 5 приведена фотография составных частей МСО «Нептун». Технические характеристики МСО «Нептун» приведены в табл. 1 .

Основными преимуществами МСО «Нептун» являются:

• □    высокая вероятность обнаружения подводных пловцов ( Р₀ ≥ 0,95 ) на малых глубинах до 3 м, где невозможно обнаружение гидроакустическими средствами;

• □    невосприимчивость к влиянию природных факторов (волнения на поверхности, рыбы, бревна, температура разных слоев воды и т.д.)

  МСО 1

  

  Пост локального наблюдения

  1 - кабель ЧЭ                ⁴ " ^блок электронный

  2 - коробка коммутационная ⁵ " ^кабель соединительный

  3 - кабель сигнальный

  Рис. 3. Структурная схема организации рубежа охраны с использованием МСО «Нептун»

  
  

  К АППАРАТУРЕ ПОСТА НАБЛЮДЕНИЯ

  

  Рис. 4. Схема установки МСО «Нептун» на объекте

  
  

  Таблица 1. Технические характеристики МСО «Нептун»

  Характеристика	Значение
  Протяженность рубежа охраны (одним МСО), м	до 250
  Количество МСО, подключаемых к аппаратуре поста наблюдения, шт.	до 8
  Напряжение электропитания аппаратуры поста локального наблюдения, В	220 (или 24)
  Напряжение питания МСО, В	10 – 30
  Потребляемая мощность МСО, мВт	110
  Диапазон рабочих температур, °С	–50…+50

  
  

Гидроакустическое средство обнаружения нарушителей в водной среде

ГАСО «Завеса-М»

Гидроакустическое средство обнаружения нарушителей в водной среде «Завеса-М» (далее ГАСО «Завеса-М»)

обеспечивает сигнализационное блокирование в автоматическом режиме рубежей охраны водных участков глубиной от 3 до 30 м и длиной до 250 м и вырабатывает сигнал тревоги при попытке преодоления рубежа нарушителем.

В основу работы ГАСО «Завеса-М» положен принцип импульсной гидро- локации. Суть принципа заключается в периодическом излучении коротких ультразвуковых импульсов в окружающее пространство и приеме сигналов, отраженных от объектов, находящихся в зоне действия устройства. Зона действия определяется направленностью излучателя и приемника сигна-

Рис. 5. Составные части МСО «Нептун»

Отражения от                                                        Сигналы, отраженные от неподвижных предметов на дне поверхностных волн и неровностей дна

Рис. 6. Один из типовых гидроакустических снимков с индикатором траектории движения цели и осциллографическим индикатором при прохождении аквалангиста через зону действия ГАСО «Завеса-М»

лов, а также временем приема сигналов после посылки импульса. В отличие от доплеровского метода, даже при

ненаправленном излучателе, сигналы от цели и помехи несут информацию о расстоянии от излучателя, которая

определяется сдвигом по времени между излучением импульса и приемом отраженного сигнала. В отличие от помех, возникающих случайным образом на различных расстояниях, расстояние между целью и излучателем изменяется непрерывно. Это дает возможность использовать дополнительные методы обработки и выделять сигналы на фоне помех даже при сравнимых уровнях сигналов и помех. Расстояние r между излучателем и целью определяется по формуле r = 0,5·c·τ , где c – скорость звука в среде (в воде обычно принимается 1500 м/с); τ – интервал времени между излучением посылки и приемом отраженного сигнала.

Другим важным соотношением для ГАСО «Завеса-М» является зависимость звукового давления от расстояния. Модуль звукового давления для сферической волны убывает обратно пропорционально расстоянию за счет геометрического расширения. Кроме того, сигнал, отразившись от цели, распространяется также в виде сферической волны и убывает по тому же закону. В результате амплитуда звукового давления принимаемых сигналов и соответственно напряжение на выходе гидроакустического приемника убывает обратно пропорционально квадрату расстояния между излучателем и целью:

P = (Kотр·Р0)/r2, где P0 – звуковое давление, развиваемое излучателем на расстоянии 1 м; Kотр – коэффициент отражения сигнала от цели.

На рис. 6 представлен один из типовых гидроакустических снимков с индикатором траектории движения цели и осциллографическим индикатором.

ГАСО «Завеса-М» состоит из подводной и береговой частей. Подводная часть состоит из: гидроакустической косы; установочных модулей; кабельной линии связи; ретранслятора (при необходимости).

Гидроакустическая коса состоит из 8-ми приемоизлучающих гидроакустических блоков и кабельной линии связи. Каждый приемоизлучающий блок представляет собой герметичный контейнер с установленным на нем гидрофоном и размещенным внутри него электронным блоком, который обеспе- чивает излучение и прием гидроакустических сигналов, а также передачу информации на береговую часть. Для установки на дне и формирования требуемых пространственных акустических характеристик каждый приемоизлучающий гидроакустический блок прикрепляется к установочному модулю. Ретранслятор устанавливается в разрыв кабельной линии связи в 10…30 м от ближнего к берегу приемоизлучающего блока.

Береговая часть состоит из: блока электропитания и преобразования интерфейсов; оптической линии связи с постом наблюдения; блока преобразования интерфейсов; устройства приема, обработки и отображения гидроакустической информации; специального программного обеспечения приема, обработки и отображения информации. На рис. 7 приведена фотография внешнего вида приемоизлучающего блока ГАСО «Завеса-М».

Основным преимуществом ГАСО «За-веса-М» по сравнению с гидролокаторами дальнего действия является независимость скорости звука от профиля температуры и стабильность принимаемых сигналов в разных температурных условиях. При этом, несмотря на небольшой радиус действия, ГАСО «Завеса-М» образует достаточно широкий рубеж (4 – 6 глубин места установки), что при глубине 10 м составляет около 60 м. Это позволяет получить достаточное время наблюдения и позволяет отличить сигнал от помехи.

Рис. 7. Внешний вид приемоизлучающего блока ГАСО «Завеса-М»:

1 – герметичный кабельный ввод; 2 – герметичный контейнер с электронным блоком; 3 – приемоизлучающий гидрофон

С редство активного противодействия подводным пловцам-диверсантам – подводный электризуемый барьер ПЭБ «Скат»

Средство активного противодействия подводным пловцам-диверсантам, подводный электризуемый барьер «Скат» (далее ПЭБ «Скат»), предназначено для активного воздействия на нарушителей за счет использования подводных электризуемых заграждений в виде быстроразвертываемых подводных электризуемых барьеров, генерирующих в воде электрическое поле тока определенной пространственной конфигурации, препятствующее дальнейшему продвижению нарушителей на охраняемый объект.

Рис. 8. Структурная схема подводного электризуемого барьера ПЭБ «Скат»

Рис. 9. Модель блока погружаемого ПЭБ «Скат»: 1 – балласт;

2 – размыкатель; 3 – генератор электрического поля тока;

4 – поплавок-электрод;

5 – сервопривод с электродом;

6 – разъем

Состав ПЭБ «Скат» ( рис. 8 ):

• □    блоки погружаемые, состоящие из генератора электрического поля тока (ГЭПТ), сервопривода (С), электрода (Э), поплавка-электрода (П-Э) и размыкателя (Р);

• □    блок управления береговой, выполняющий функции формирования сигналов воздействия на нарушителей и сигналов, отпугивающих рыб, и передачи данных сигналов на ГЭПТ блоков погружаемых, а также функции управления сервоприводами блоков погружаемых и управления состоянием размыкателей.

На рис. 8 представлена структурная схема ПЭБ «Скат», а на рис. 9 трехмерная модель блока погружаемого ПЭБ «Скат».

Принцип действия подводного электризуемого барьера ПЭБ «Скат»

При попытке проникновения нарушителя со стороны акватории на охраняемый объект и при поступлении сигнала

Рис. 10. Картина распределения электрического поля тока ПЭБ в плоскости

от средства обнаружения (СО) на блок управления береговой происходит автоматическое всплытие поплавков-электродов (П-Э) всех погружаемых блоков, вытягивающих электроды линейных частей (Э), после чего происходит автоматическая подача сигнала отпугивающего рыб, а затем – специального сигнала на поражение нарушителя от блока управления берегового на ГЭПТ всех погружаемых блоков ( рис. 8 ). Вокруг погружаемых блоков в воде формируется электрическое поле тока определенной пространственной конфигурации, образующее сплошной электрический барьер и препятствующее проникновению нарушителя на охраняемый объект. Для перевода системы из боевого в дежурный режим с блока управления берегового подается сигнал на все сервоприводы (С) погружаемых блоков и происходит заматывание электродов линейных частей на катушки сервоприводов. Для всплытия блоков погружаемых, например, в целях изменения места установки ПЭБ, на размыкатели (Р) с блока управления берегового подается сигнал на размыкание, за счет чего происходит отсоединение погружаемых блоков от балласта (Б) и последующее их самостоятельное всплытие [6].

В целях исследования различных зависимостей, в том числе получения пространственной конфигурации распределения электрического поля тока в воде, была разработана трехмерная математическая модель подводного электризуемого барьера, позволяющая за счет компьютерного моделирова- ния в течение короткого промежутка времени получить и проанализировать большое количество данных.

На рис. 10 приведен один из типовых результатов моделирования, которое проводилось в целях исследования зависимости пространственной конфигурации электрического поля тока в воде от различных параметров сигналов генератора электрического поля тока и геометрических размеров и конфигураций линейной части ПЭБ. Для экспериментальных исследований возможностей ПЭБ и отработки различных технических решений был создан лабораторный испытательный стенд, в состав которого входит информационно-измерительный комплекс и специальный бассейн. Структурная схема стенда приведена на рис. 11а , а внешний вид на рис. 11б .

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования ПЭБ «Скат» позволили выявить ряд преимуществ данного средства по сравнению с известными средствами активного противодействия подводным пловцам-диверсантам.

К таким преимуществам можно отнести:

• □    гарантированное нелетальное (ин-капаситирующее) воздействие на подводных пловцов, одетых в гидрокостюмы как «мокрого», так и «сухого» типов;

• □    возможность формирования зоны поражения в зависимости от места установки ПЭБ «Скат»;

• □    автоматический режим работы за счет комплексирования ПЭБ «Скат»

со средствами обнаружения;

• □    процедура перевода системы из боевого в дежурный режим осуществляется дистанционно оператором;

• □    конструкция блоков погружаемых ПЭБ «Скат», находящегося в дежурном режиме, обеспечивает беспрепятственный проход надводных и подводных плавсредств в зоне установки ПЭБ;

• □    обеспечение экологической безопасности за счет минимизации воздействия на рыб и гидробионтов во всех режимах работы ПЭБ «Скат».

  Информационно-измерительный комплекс

  
  
  
  
  

  a

  
  

  Выводы

  
  

Очевидно, что в случае удавшегося террористического акта на таком объекте, как ГЭС, АЭС, на многих гидротехнических сооружениях, последствия (экономические, политические, экологические и т.д.) будут несоизмеримы с затратами (финансовыми, людскими), которые необходимы для разработки новой эффективной системы защиты объектов особой важности, имеющих выход к водным ресурсам. Только современные программно-аппаратные комплексы технических средств защиты объектов, в состав которых входят как технические средства физической защиты (инженерные средства охраны) с современными средствами обнаружения, так и средства активного противодействия, работающие в составе единой системы активной защиты, способны повысить эффективность системы защиты объекта, значительно

б

Рис. 11. Лабораторный испытательный стенд: а) структурная схема стенда; б) фотографии внешнего вида стенда. 1 – датчик напряженности электрического поля тока; 1.1 – направляющая для перемещения датчика; 2 – электроды линейной части; 3 – формирователь сигналов на линейной части (ГЭПТ); 4 – плата сбора данных; 5 – персональный компьютер;

6– виртуальный прибор; 7 – мегомметр; 8 – мультиметр

усилить антитеррористическую устойчивость объекта в целом.

Благодаря инновационным решениям, положенным в основу технических средств охраны и программноаппаратных комплексов, разработан- ных и серийно выпускаемых в ОАО «НПК «Дедал», у компаний, занимающихся проектно-монтажными работами, появилась возможность создавать высокоэффективные системы охраны объектов особой важности