Круглосуточное наблюдение за охраняемой зоной с высоты 100 метров без уязвимости к глушилкам и средствам радиоподавления

Организация сплошного визуального контроля обширных охраняемых зон и прилегающих территорий вокруг атомных электростанций традиционными методами требует возведения десятков высокомачтовых стационарных опор и прокладки многих километров силовых и оптических коммуникаций. Наземные камеры, установленные на стандартной высоте периметрального ограждения, неизбежно перекрываются промышленными корпусами, градирнями, эстакадами, складками рельефа и лесополосой. В то же время обычные свободнолетающие квадрокоптеры не способны заменить стационарные посты наблюдения: заряд бортового аккумулятора исчерпывается за 30–40 минут, а открытый радиоканал управления и видеопередачи легко подавляется глушилками или демаскирует работу службы безопасности.

Для решения задачи непрерывного круглосуточного обзора территории с высоты до 100 метров минимальным числом камер на объекте Госкорпорации «Росатом» внедрен специализированный привязной беспилотный комплекс KS CONDOR от российского разработчика KARNEEV SYSTEMS. Система объединила отечественный мультикоптер, оснащенный гиростабилизированным оптико-электронным подвесом с видеокамерой и тепловизором, и привязную наземную станцию бесперебойного питания Elistair SAFE-T, связанную с бортом защищенным кабель-тросом.

Архитектура комплекса KS CONDOR и привязной станции Elistair SAFE-T

Конструктивной основой развернутого решения выступает связка мультироторной летающей платформы российского производства и наземного модуля электропитания Elistair SAFE-T. Вместо тяжелой маршевой батареи на борту квадрокоптера установлен компактный воздушный блок преобразования энергии, который соединяется с наземной станцией легким высокопрочным микрокабелем длиной до 100 метров. Наземная станция подключается к стационарной электросети объекта или генератору и непрерывно подает стабилизированное высоковольтное питание на двигатели и бортовую электронику дрона.

Интеллектуальная моторизованная лебедка станции в автоматическом режиме регулирует усилие натяжения кабель-троса при наборе высоты, зависании в рабочей точке и посадке. Это исключает провисание и захлестывание кабеля при боковых порывах ветра, а также минимизирует весовую нагрузку на винтомоторную группу мультикоптера. На случай аварийного отключения наземного электропитания или механического повреждения кабеля борт снабжен резервной аккумуляторной ячейкой, емкости которой гарантированно хватает для автоматического контролируемого снижения и безопасной посадки аппарата на площадку базирования.

Передача данных по кабелю и полная неуязвимость к средствам РЭБ

Принципиальным требованием служб безопасности ядерных объектов выступает абсолютная защищенность каналов управления и видеопередачи от внешнего радиоэлектронного воздействия. В комплексе KS CONDOR этот вопрос решен на физическом уровне: специальный привязной кабель служит одновременно силовой магистралью электропитания и закрытым проводным трактом передачи информации. По этому же кабелю с наземного пульта передаются команды управления полезной нагрузкой — поворотным подвесом, видеокамерой и тепловизором — а в обратном направлении на землю транслируется несжатый видеопоток высокой четкости.

Благодаря полному отказу от радиочастотных приемопередатчиков привязной беспилотник абсолютно не подвержен влиянию радиоэлектронных глушилок, комплексов подавления БПЛА и систем подмены координат спутниковой навигации. Комплекс не создает побочного электромагнитного излучения в радиоэфире, не мешает работе штатного радиооборудования атомной станции и исключает любую возможность дистанционного перехвата видеокартинки за пределами охраняемого периметра.

Гиростабилизированный подвес с тепловизором и дневной оптикой

Подъем точки наблюдения на высоту до 100 метров открывает прямую геометрическую видимость поверх крыш зданий, защитных валов и зеленых насаждений, позволяя одной воздушной платформой контролировать площадь, для покрытия которой на земле потребовались бы десятки стационарных камер. Чтобы реализовать это преимущество на больших наклонных дальностях, мультикоптер KS CONDOR несет на борту многоосевой гиростабилизированный оптико-электронный подвес с двумя независимыми каналами наблюдения.

Дневной телевизионный канал высокого разрешения с оптическим трансфокатором обеспечивает детальное распознавание людей, автотранспорта и технологических объектов в светлое время суток. Сопряженный с ним тепловизионный модуль формирует контрастную картину теплового излучения в полной темноте, сквозь дымку, туман и атмосферные осадки. Прецизионная система гиростабилизации подвеса компенсирует высокочастотные вибрации винтов и угловые колебания рамы квадрокоптера в воздушном потоке, удерживая линию визирования строго на выбранной цели даже при работе на максимальном оптическом увеличении.

Энергетический баланс и механика кабельного тракта

При подъеме мультикоптера на рабочую высоту 100 метров ключевым инженерным вызовом становится масса самого питающего провода: стандартный медный кабель такой длины оказался бы неподъемным для легкого беспилотника. В станции Elistair SAFE-T эта задача решена за счет повышения напряжения в передающей линии и применения сверхлегкого коаксиально-оптического микрокабеля с кевларовым армированием, погонная масса которого составляет менее 30 граммов на метр. Передача энергии при высоком напряжении и малом токе позволяет радикально уменьшить сечение токопроводящих жил без потерь на нагрев, а бортовой модуль непосредственно на раме квадрокоптера преобразует высокое напряжение обратно в рабочие номиналы для бесколлекторных электродвигателей и оптико-электронного подвеса.

Такая архитектура обеспечивает высокий запас тяговооруженности платформы даже при работе на предельном эшелоне в 100 метров. Автоматика станции питания непрерывно контролирует потребляемую мощность, температуру силовых ключей и скорость размотки барабана лебедки, позволяя одному оператору развернуть комплекс из транспортировочного положения и поднять камеру на рабочую высоту за несколько минут без сложной предполетной подготовки.

Практический эффект для охраны объектов атомной отрасли

Внедрение привязного высотного комплекса KS CONDOR со станцией питания Elistair SAFE-T позволило службе безопасности получить мобильную всепогодную «вышку наблюдения», способную подниматься на рабочую высоту за считанные минуты и непрерывно дежурить в воздухе сутками напролет, пока подается питание с земли. Такое решение полностью закрыло слепые зоны охраняемой территории атомной станции при минимальном количестве задействованных камер и без затрат на капитальное строительство высотных мачт.

Кратко о проекте

Заказчик: Госкорпорация «Росатом»
Отрасль: Атомная энергетика, физическая защита и высотный видеоконтроль объектов особой важности
Объект внедрения: Охраняемая зона и периметр атомной электростанции
Технологическое решение: Привязной беспилотный комплекс непрерывного высотного наблюдения KARNEEV KS CONDOR на базе российского квадрокоптера и наземной привязной станции питания Elistair SAFE-T
Конструктивные особенности: Высота подъема до 100 м, гиростабилизированный подвес с видеокамерой и тепловизором, непрерывная подача питания, управление нагрузкой и передача видео на землю по единому специальному кабелю, полная невосприимчивость к глушилкам и РЭБ
Ключевые результаты: Непрерывный видеоконтроль в режиме 24/7 без посадок на замену батарей, покрытие обширной охраняемой зоны АЭС минимальным количеством камер, 100% защита канала от перехвата и радиоподавления

Компания:  Karneev Systems