Средства обнаружения управляемых взрывных устройств.

Средства обнаружения управляемых взрывных устройств.

ЩЕРБАКОВ Григорий Николаевич,
доктор технических наук, профессор

СРЕДСТВА ОБНАРУЖЕНИЯ УПРАВЛЯЕМЫХ ВЗРЫВНЫХ УСТРОЙСТВ

Все чаще средства массовой информации проходят сообщения о взрывах: на дорогах, вокзалах, подземных переходах, подъездах домов и т.д.

При этом, как правило, террористами используются управляемые взрывные устройства. Их обнаружение имеет свои особенности.

УПРАВЛЯЕМЫЕ ВЗРЫВНЫЕ УСТРОЙСТВА – КАК ОБЪЕКТ ПОИСКА

Обычные инженерные мины и неуправляемые взрывные устройства (ВУ) имеют контактные и неконтактные взрыватели.

Они срабатывают при непосредственном воздействии на них объектом поражения.

Значительно более эффективны управляемые взрывные устройства (УВУ), подрываемые террористами в наиболее оптимальный для них момент [1,2].

Управление взрывами может осуществляться:

• по радио;
• по проводам;
• с использованием часового замедлителя.

Первый вариант используется наиболее часто и в любых условиях.

Второй – как правило, в полевых условиях, при проведении диверсий на дорогах.

Третий – наиболее характерен при подрыве локальных объектов (зданий, подземных переходов, пассажирского транспорта и т.д.) в городах.

На фото 1 – 4 приведен внешний вид наиболее характерных ВУ, изъятых у террористов.

Фото 1. Исполнительный прибор радиолинии управления взрывом (верхняя крышка снята).

Фото 2. Комплект радиолинии управления взрывом непромышленного изготовления
(командный и исполнительный блоки).
Дальность управления в полевых условиях – до 400…500 м, в городе – до 200…250 м.

Фото 3. Часовой взрыватель с использованием электромеханического будильника.

Фото 4. Взрывное устройство с использованием минометной мины калибра 120 мм.
Управляется по проводам (200 м).

Характерные дальности управления ВУ по радио или проводам составляют от 100…150 м до 300…400 м.

На расстояниях менее 100 м взрыв УВУ становится опасным для самого террориста-подрывника.

При дальности более 300…400 м значительно возрастают массогабаритные и стоимостные характеристики линий управления.

В полевых условиях глубины установки УВУ в грунте лежат в пределах от 0,3…0,5 м до 1..1,5 м.

Иногда радиоуправляемые ВУ маскируется в листве деревьев или внутри инженерных сооружений (ограждений мостов, дорожных указателей и т.п.).

Известны случаи установки УВУ под асфальтовое или бетонное дорожное покрытие.

При этом, как правило, кабельная линия устанавливается в грунте на глубине 0,1…0,2 м только вблизи дороги на расстоянии от нее до 20…30 м.

Затем она располагается на его поверхности под маскирующим слоем растительности или снега непосредственного до пункта управления взрывом.

В городских условиях УВУ маскируются в ручной клади, придорожных урнах, в кучах мусора, листве деревьев и в кустах.

Масса ВВ, содержащаяся в УВУ лежит, как правило, в пределах от десятков граммов до нескольких килограммов.

Иногда, чаще всего при минировании дорог, используются мощные управляемые фугасы с массой ВВ в несколько десятков килограммов.

В этом случае в состав фугаса входят, как правило, невзорвавшиеся боеприпасы (авиабомбы, артснаряды и др.).

Фугас устанавливается непосредственно на дороге или вблизи нее на удалении до 5…10 м.

Демаскирующие признаки ВУ обусловлены рядом факторов.

Основные факторы, имеющиеся практически всегда [3,4]:

• наличие взрывчатого вещества (ВВ);
• наличие локально расположенной массы металла, пусть даже и очень малой (корпус капсюля-детонатора, отдельные металлические части взрывателя и т.д);
• характерная форма ВУ;
• неоднородности вмещающей среды (нарушение поверхности грунта, дорожного покрытия, цвета растительности и т.д.).

У управляемых взрывных устройств имеются дополнительные демаскирующие признаки:

• наличие антенны с радиоприемным устройством;
• наличие кабельной (проводной) линии управления;
• наличие электронного таймера или часового механизма.

Наиболее важные для нашего случая демаскирующие признаки УВУ приведены в таблице 1.

Таблица 1. Демаскирующие признаки управляемых взрывных устройств.

+  — контраст имеется
±  — контраст имеется не всегда

Современное состояние возможных методов обнаружения взрывных устройств характеризуется многообразием. Их анализ показывает, что каждый из них обладает ограничениями [4].

Конечно, при этом необходимо учитывать как априорную информацию об объекте поиска (размеры, материал корпуса и т.д.), так и свойства укрывающей среды.

В настоящее время в отечественных и зарубежных портативных разработках наибольшее применение нашли следующие методы:

• электромагнитные (индукционный, радиоволновой, магнитометрический, нелинейный);
• рентгеновской интроскопии;
• газоаналитические;
• механический (механического зондирования, с использованием щупов).

Именно они позволяют создать переносные технические средства поиска всех типов ВУ (в том числе управляемых) для различных условий.

Описание этих средств общего назначения можно найти в специальной литературе [1,2,4,5,7,8 и др.].

Наличие канала управления у взрывного устройства резко повышает его боевую эффективность. Однако при этом у него несколько увеличиваются демаскирующие свойства.

Основные методы обнаружения, которые позволяют выявить каналы управления ВУ, (т.е. реализовать эти свойства) следующие:

• нелинейной радиолокации (выявляет электронные компоненты взрывателя);
• индукционный гармонический и радиокип (выявляют кабельную линию управления);
• акустический и электромагнитный пассивные (выявляют работу часового устройства взрывателя). Рассмотрим их подробнее.

ПРИМЕНЕНИЕ НЕЛИНЕЙНОЙ РАДИОЛОКАЦИИ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ВЗРЫВНЫХ УСТРОЙСТВ

Большинство УВУ содержат в своей конструкции электронные компоненты: диоды, транзисторы, тиристоры и др.

Они содержатся в исполнительном приборе радиолинии управления, кварцевом генераторе часов, выходной цепи кабельной линии управления взрывом и т.д.

Все эти компоненты обладают нелинейными электрическими характеристиками, что позволяет их выявлять с использованием методов нелинейной радиолокации.

Обнаружение осуществляется путем облучения объектов поиска зондирующим СВЧ-полем дециметрового диапазона с регистрацией гармоник в спектре отраженного сигнала.

Режим облучения может быть непрерывным и импульсным.

Первый режим обеспечивает больше возможностей для распознавания обнаруженного “нелинейного объекта, а второй – большую дальность обнаружения, что особенно важно для полевых условий.

Выявление УВУ возможно через укрывающие (непрозрачные) среды: грунт, растительность, снег, лед, строительные конструкции, а также в ручной клади и багаже. Более подробно физические основы нелинейной радиолокации изложены в ряде источников [4,9 и др.].

Характерные технические параметры импульсных зарубежных и отечественных переносных НРЛС:

• длительность зондирующих импульсов единицы мкс;
• частота следования импульсов – сотни Гц…десятки кГц;
• мощность в импульсе – десятки…сотни Вт;
• принимаемые сигналы гармоники – только 2-я или 2-я и 3-я;
• чувствительность приемника (на частотах гармоник) – 10-11…10-12 Вт;
• антенны – с вращающейся поляризацией (спиральные или полосковые с коэффициентом усиления от 5 до 15);
• масса (без упаковки) – от 1,5…2 кг до 8…9 кг.

У НРЛС с непрерывным излучением излучаемая мощность составляет десятые доли…единицы Вт, а чувствительность достигает весьма высокой величины – 10-14…10-16 Вт.

Опытный оператор, сравнивая уровни 2-й и 3-й принимаемых гармоник может распознать взрывное устройство с электронными компонентами на фоне помех от контактирующих окисленных металлических предметов (осколков снарядов, ржавой проволоки и т.д.).

Последние, как известно, также обладают нелинейными свойствами.

Экспериментально установлено, что нелинейная” ЭПР (НЭПР) взрывных устройств с электронными компонентами при плотности потока мощности облучающего СВЧ-поля Ппод = 1Вт/м2 составляет, как правило: 10-7…10-12 м2 на второй гармонике и 10-10 …10-13 м2 на третьей.

Причем, диаграмма обратного рассеяния имеет “многолепестковую” структуру.

Известны зависимости, определяющие дальность действия НРЛС в различных условиях [4,9]. Используя их, с учетом приведенных выше технических параметров существующих переносных НРЛС получим, что дальность обнаружения УВУ с электронными компонентами лежит в пределах от долей метра до десятков метров.

Первые значения характерны при обнаружении миниатюрных часовых замедлителей, вторые – при поиске самодельных радиоуправляемых взрывных устройств КВ-диапазона, замаскированных на деревьях.

Из известных переносных НРЛС, применительно к решаемой задаче, наиболее оптимальными характеристиками обладают приборы серии NR.

Проведенные испытания приборов NR-900ЕМ (импульсное излучение) и NR-m (непрерывное излучение) показали, что они обеспечивают обнаружение взрывных устройств с электронными компонентами на дальностях от 0,2 м до 13,5 м, что приемлемо для практики в городских условиях.

При проведении экспериментов использовались 26 объектов поиска, в том числе и изображенные на фото 1 – 4.

Весьма важно, что несанкционированного срабатывания объектов поиска при воздействии зондирующего СВЧ-поля в данном случае отмечено не было.

Однако, в принципе, применение метода нелинейной радиолокации, как и любого другого активного метода (индукционного, рентгеновской интроскопии и др.) может вызвать срабатывание взрывателя.

Это требует применения ряда мер: увеличения дальности действий НРЛС, использования защитной экипировки оператором, установки НРЛС на роботе-разведчике и т.д.

Следует отметить, что дальность действия прибора NR-900ЕМ больше, чем у состоящего на вооружении Российской армии искателя неконтактных мин.

Кроме того, в отличие от искателя неконтактных мин, прибор NR-900ЕМ обеспечивает распознавание электронных устройств на фоне сильных помех от ржавых металлических предметов.

Это объясняется приемом не только 2-й, но и 3-й гармоники, а также большим динамическим диапазоном приемного устройства у NR-900ЕМ.

Опыт боевых действий в локальных конфликтах показывает, что совместно с переносной НРЛС целесообразно использовать генератор радиопомех, блокирующий подрыв радиоуправляемых ВУ террористами.

Однако при этом генератор помех не должен подавлять работу приемника НРЛС, т.е. должен быть согласован с ним по спектру.

В перспективе целесообразно использование нелинейно-параметрического эффекта возбуждения электронных схем для распознавания обнаруженного объекта поиска [4,6]. В этом случае в состав НРЛС будет входить дополнительный источник возбуждающего поля.

Возможность распознавания обнаруженного объекта повысит безопасность работ при разминировании.

ОБНАРУЖЕНИЕ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ УПРАВЛЕНИЯ ВЗРЫВНЫХ УСТРОЙСТВ

Для поиска обесточенных кабельных линий, расположение которых на местности неизвестно, используются переносные приборы, действующие на электромагнитных методах:

• методе радиокип;
• гармоническом индукционном методе.

Метод радиокип основан на регистрации пространственных искажений магнитной составляющей электромагнитного поля удаленной радиостанции ДВ-, СВ-диапазонов над удлиненным проводником, длина которого соизмерима с длиной волны поля или больше ее.

В первом приближении удлиненный проводник (кабель, труба и т.д.) можно представить в виде пассивного переизлучающего металлического электрического вибратора, расположенного в среде с потерями.

Переменное магнитное поле индуцированных токов накладывается в пространстве на первичное поле, искажая его и тем самым создавая устойчивые аномальные эффекты.

Наиболее сильные вторичные токи будут индуцированы, когда длина искомого проводника определяется выражением:

,
где l – длина волны зондирующего электромагнитного поля (удаленной радиостанции); – комплексная диэлектрическая проницаемость вмещающей среды (грунта), а сам проводник ориентирован перпендикулярно поверхности фронта распространения радиоволн (т.е. параллелен аномальной горизонтальной составляющей вектора Е).

Очевидно, что аномальные эффекты легче обнаружить, когда первичное поле однородно. Этого можно добиться, если наблюдать поле такой радиостанции, которая удалена от участка исследований на достаточно большое расстояние по сравнению с его линейными размерами (практически на расстоянии не менее 10…20 км).

В точке наблюдения у поверхности грунта непосредственно над удлиненным проводником появляется аномальная вертикальная магнитная составляющая, которая отсутствует в обычных условиях.

Практически она регистрируется переносным транзисторным радиоприемником, имеющим вертикально расположенную ферритовую антенну.

Антенна должна быть свободна от емкостного эффекта, что достигается ее дополнительным электрическим экранированием, симметрированием и т.д.

При прохождении оператора над подземным проводником величина принимаемого сигнала описывается двухгорбой” кривой.

Причем “провал” между двумя максимумами располагается непосредственно над центром проводника, а расстояние между этими максимумами на трассе движения равно удвоенной глубине залегания удлиненного проводника.

Реальная скорость оператора на местности составляет не более 0,5…1 км/ч. Столь низкая скорость обусловлена необходимостью для оператора держать поисковый радиоприемник строго на отвесе, чтобы ось его ферритовой антенны была всегда перпендикулярна поверхности грунта.

Метод радиокип использован в переносном малогабаритной искателе кабельных линий управления Р-299, находящихся с 70-х годов на вооружении Российской армии.

Гармонический индукционный метод применяется в переносных металло-трубоискателях фирмы “Фишер” (США) и др.

Прибор содержит излучатель и приемник переменного магнитного поля, расположенные на концах разборной несущей штанги.

Рабочая частота у таких прибров составляет десятки кГц.

Они обеспечивают обнаружение в грунте крупных металлических предметов, а также силовых кабелей (в том числе и обесточенных) на глубине до 1..1,5 м.

Однако для обнаружения очень тонких проводников, какими являются кабельные линии управления, данные приборы не всегда эффективны. Это объясняется, прежде всего, их низкой рабочей частотой.

В настоящее время разрабатывается переносной электромагнитный прибор, обеспечивающий обнаружение кабельных линий управления ВУ при движении с достаточно высокой скоростью – до 2,5…3 км/ч.

ОБНАРУЖЕНИЕ ЧАСОВЫХ ЗАМЕДЛИТЕЛЕЙ

Часовые замедлители ВУ являются источником различных демаскирующих физических полей.

Например, механические часовые устройства создают вокруг себя акустическое и сейсмическое поля.

Электромеханические часы и электронные таймеры, всегда содержащие источник питания, являются излучателями квазистационарных электрических и магнитных полей.

Все это используется, например, в обнаружителе взрывных устройств “Анкер-2”.

Изделие “Анкер-2 предназначено для экспресс-обнаружения бесконтактным способом взрывных устройств с действующими часовыми замедлителями, а также радиовзрывных устройств.

Изделие может обнаруживать механические, электромеханические и электронные (в том числе и наручные) часовые устройства и другие электронные устройства дистанционного управления взрывными устройствами.

Изделие, являясь пассивным обнаружителем, не создает условий для несанкционированного срабатывания взрывных устройств.

Изделие “Анкер-2 предназначено для применения сотрудниками правоохранительных органов и служб безопасности при обследовании подозрительных предметов, зданий, транспорта и т.п. на возможное наличие в них взрывных устройств в тех ситуациях, когда вызов специальной взрывотехнической службы по каким-либо причинам невозможен.

Изделие по форме выполнено в виде полицейской дубинки и может удобно размещаться на поясе.

В состав изделия “Анкер-2 входят:

• обнаружитель электромагнитных полей;
• микрофон;
• контакный микрофон;
• головные телефоны;
• зарядное устройство.

Технические характеристики.

Дальность обнаружения (в зависимости от величины помех):

• механических часовых устройств 20…100 см;
• электромеханических часовых устройств 15…40 см;
• электронных часовых устройств 1…5 см;
• электронных блоков управления 3…10 см.

Напряжения питания (два аккумулятора размера АА) 2,4….3,2 В.
Потребляемый ток, не более 6 мА.
Габаритные размеры:

• длина 570 мм;
• диаметр 40/60 мм.

В заключении следует отметить, что в настоящее время средства поиска УВУ не в полной мере отвечают современным требованиям. Резкий рост во всем мире “взрывного” терроризма требует скорейшего создания новых, более эффективных средств обнаружения УВУ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ивлиев С.А., Щербаков Г.Н. и др. Поиск и обезвреживание взрывных устройств. (Справочное пособие). Изд. Академии энергоинформационных наук. М.,1996.
2. Шамшуров В.К. Инженерное обеспечение боя. Учебник. Изд. ВИА. М.,1998.
3. Миколайчук М.А., Щербаков Г.Н. и др. Обнаружение, обезвреживание и уничтожение взрывоопасных предметов. Фонд “За экономическую грамотность”, М., 1999.
4. Щербаков Г.Н. Обнаружение объектов в укрывающих средах (для криминалистики, археологии, строительства и борьбы с терроризмом). Московская академия комплексной безопасности предпринимательства, 1998.
5. Щербаков Г.Н. Средства обнаружения тайников с оружием и боеприпасами в толще грунта. Специальная техника, М., 2000, №2, с.18-23.
6. Щербаков Г.Н. и др. Использование эффекта возбуждения электронных схем для идентификации дистанционно управляемых специальных технических средств. Вопросы защиты информации. М. 1999, №3(46), с.60-62.
7. Р. Ронин. Своя разведка. Минск. Харвест”, 1998.
8. Ковалев А.В. Поисковые технические средства на основе методов интроскопии. Специальная техника. М., 1999, №6, с.13-21.
9. Щербаков Г.Н. Применение нелинейной радиолокации для дистанционного обнаружения малоразмерных объектов. Специальная техника. М., 1999, №6, с.34-39.