AKADEMIA MARYNARKI WOJENNEJ im. Bohaterów Westerplatte ISSN 0860-889X KWARTALNIK ROK LIV Nr 1 (192) GDYNIA 2013
RADA NAUKOWA prof. Leif Bjørnø (Dania); dr hab. inż. Krzysztof Czaplewski, prof. AMW; prof. dr hab. inż. Stanisław Dobrociński; prof. dr hab. inż. Antoni Drapella; prof. dr kpt. ż.w. Daniel Duda; kontradm. dr inż. Czesław Dyrcz; prof. dr hab. inż. Andrzej Felski; prof. dr hab. inż. Krzysztof Ficoń; dr hab. inż. Jerzy Garus, prof. AMW; prof. dr hab. inż. Franciszek Grabski; dr hab. inż. Grażyna Grelowska, prof. AMW; dr hab. inż. Andrzej Grządziela, prof. AMW; dr hab. inż. Wojciech Jędruch, prof. AMW; prof. dr hab. inż. Zygmunt Kitowski; dr hab. inż. Ryszard Kłos, prof. AMW; prof. dr hab. inż. Eugeniusz Kozaczka; prof. dr Gvidonas Labeckas (Litwa); dr hab. inż. Artur Makar, prof. AMW; prof. dr hab. inż. Witold Malina; prof. dr hab. inż. Leszek Piaseczny; prof. dr hab. inż. Cezary Specht; prof. dr hab. inż. Zbigniew Wiśniewski; dr hab. inż. Bogdan Żak, prof. AMW KOMITET REDAKCYJNY Redaktor naczelny kontradm. dr inż. Czesław Dyrcz Redaktorzy tematyczni: prof. dr hab. inż. Stanisław Dobrociński (mechanika techniczna) prof. dr hab. inż. Antoni Drapella (informatyka) prof. dr hab. inż. Andrzej Felski (nawigacja) dr hab. inż. Jerzy Garus, prof. AMW (automatyka i robotyka, mechatronika) prof. dr hab. Franciszek Grabski (matematyka) dr hab. inż. Grażyna Grelowska, prof. AMW (hydroakustyka) dr hab. inż. Andrzej Grządziela, prof. AMW (budowa i eksploatacja maszyn) dr hab. inż. Artur Makar, prof. AMW (hydrografia) Redaktor statystyczny dr inż. Agata Załęska-Fornal Redaktor językowy/sekretarz mgr Beata Różańska Członek KR z głosem doradczym dr Lesław Mroziński Wszystkie artykuł y zostały zrecenzowane Pierwotną (referencyjną) wersją czasopisma jest wersja on-line Zeszyty Naukowe AMW są indeksowane w BazTech: http://baztech.icm.edu.pl oraz Index Copernicus: http://indexcopernicus.com Artykuły Zeszytów Naukowych AMW są dostępne w wersji elektronicznej na stronie: http://www.amw.gdynia.pl (zakładka: Nauka Zeszyty Naukowe AMW) Redakcja Zeszytów Naukowych Akademii Marynarki Wojennej 81-103 Gdynia, ul. J. Śmidowicza 69 tel. 058 626 29 72 e-mail: b.rozanska@amw.gdynia.pl Druk i oprawa Wydawnictwo Akademickie AMW
SPIS TREŚ CI Sławomir J. Ambroziak, Ryszard J. Katulski, Jarosław Sadowski, Jacek Stefański AEGIS demonstrator technologii C-IED... 7 Wojciech Anigacz The technical aspects of protection of inland navigation (Techniczne aspekty zabezpieczenia żeglugi śródlądowej)... 19 Edward Chlebus, Tomasz Boratyński, Damian Opozda, Paweł Roczniak, Jan Bokszczanin, Tomasz Kruk, Tomasz Stencel, Maciej Sajkowski Projekt, badania i wykonanie demonstratora zintegrowanego systemu kierowania akcją wytworzonego technologiami Rapid Manufacturing... 27 Stanisław Dobrociński, Leszek Flis, Jerzy Małachowski Stabilność rozwiązań sprężysto-plastycznych zagadnień dynamiki... 39 Wojciech Homik Metryka wiskotycznego tłumika drgań skrętnych... 55 Józef Lisowski Metody komputerowego wspomagania decyzji manewrowej nawigatora w sytuacjach kolizyjnych... 67 Tomasz Lus Wstępne badania diagnostyczne szybkoobrotowych silników o zapłonie samoczynnym na okręcie podwodnym z wykorzystaniem metody obwiedni drgań... 79 Jerzy Merkisz, Jarosław Markowski, Jacek Pielecha, Tadeusz Mikutel, Robert Kozłowski Badania stężeń związków szkodliwych spalin turbinowego silnika śmigłowego w ustalonych warunkach eksploatacyjnych... 89 3
Spis treści Ryszard Studański, Józef Zawadzki, Radosław Wąs Stanowisko laboratoryjne do szerokopasmowej analizy sygnałów radiokomunikacyjnych... 97 Hubert Wysocki Model ruchu operatorów dla różnicy wstecznej przy podstawach a, b... 109 4
CONTENTS Sławomir J. Ambroziak, Ryszard J. Katulski, Jarosław Sadowski, Jacek Stefański AEGIS THE C-IED technology demonstrator... 7 Wojciech Anigacz The technical aspects of protection of inland navigation... 19 Edward Chlebus, Tomasz Boratyński, Damian Opozda, Paweł Roczniak, Jan Bokszczanin, Tomasz Kruk, Tomasz Stencel, Maciej Sajkowski Design, testing and implementation an integrated rescue command system manufactured using innovative Rapid Manufacturing technologies... 27 Stanisław Dobrociński, Leszek Flis, Jerzy Małachowski Stability of solutions elastic-plastic dynamic issues... 39 Wojciech Homik Certificate description viscous damper torsional vibrations... 55 Józef Lisowski Computer support methods of navigator manoeuvring decision in collisions situations... 67 Tomasz Lus Preliminary diagnostic tests on submarine high-speed marine diesel engine using envelope vibration method... 79 Jerzy Merkisz, Jarosław Markowski, Jacek Pielecha, Tadeusz Mikutel, Robert Kozłowski Emission tests of the turboprop engine of steady operating conditions... 89 5
Contents Ryszard Studański, Józef Zawadzki, Radosław Wąs Laboratory stand for analysis radiocommunication signals... 97 Hubert Wysocki The backward a, b-difference operational calculus model... 109 6
ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MARYNARKI WOJENNEJ ROK LIV NR 1 (192) 2013 Sławomir J. Ambroziak, Ryszard J. Katulski, Jarosław Sadowski, Jacek Stefański Politechnika Gdańska Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Katedra Systemów i Sieci Radiokomunikacyjnych 80-233 Gdańsk Wrzeszcz, ul. Gabriela Narutowicza 11/12 e-mail: sj_ambroziak@eti.pg.gda.pl, rjkat@eti.pg.gda.pl, Jaroslaw.Sadowski@eti.pg.gda.pl, jstef@eti.pg.gda.pl AEGIS DEMONSTRATOR TECHNOLOGII C-IED STRESZCZENIE W artykule przedstawiono budowę i działanie opracowanego na Politechnice Gdańskiej demonstratora technologicznego systemu AEGIS, przeznaczonego do przeciwdziałania atakom z wykorzystaniem prowizorycznych urządzeń wybuchowych detonowanych drogą radiową (RCIED Radio Controlled Improvised Explosive Devices). Przedstawiono zaimplementowaną oryginalną metodę generowania sygnału zagłuszającego o dowolnie ukształtowanym widmie częstotliwościowym, będącą przedmiotem zgłoszenia patentowego o numerze P.398050. Słowa kluczowe: prowizoryczne ładunki wybuchowe, IED, C-IED, RCIED, demonstrator technologiczny. WSTĘP W XXI wieku konflikty asymetryczne zyskały znaczącą przewagę nad ich klasycznymi odpowiednikami, a siły zbrojne wielu państw konfrontowane są z przeciwnikiem, którego cele, organizacja i środki nie mieszczą się w konwencjonalnym pojęciu wojny. Kluczowymi elementami takiego konfliktu są działania skryte, zmienne i nastawione na zaskoczenie, których celem jest maksymalizacja efektów przy minimalizacji kosztów [3]. W takim stanie rzeczy szczególnego znaczenia nabiera konieczność metodycznego podejścia do kwestii przeciwdziałania prowizorycznym 7
Sławomir J. Ambroziak,, Ryszard J. Katulski, Jarosław Sadowski, Jacek Stefański urządzeniom wybuchowym IED (Improvised Explosive Device), stanowiącym najczęstsze i najgroźniejsze narzędzie walki słabszej strony konfliktu asymetrycznego. Na wstępie niniejszego artykułu przedstawionoo charakterystykę prowizo- jej rycznych urządzeń wybuchowych, zawierającą definicję ę tego rodzajuu broni orazz klasyfikację. Następnie przedstawiono budowę demonstratora technologii wytwa- metodę generowaniaa sygnału zagłuszającegoo pracę systemów, które mogą być wy- korzystywane przez stronę konfliktu stosującą urządzenia RCIED (Radio Controlled IED), detonowane drogą radiową. rzania kurtyny elektromagnetycznej do ochrony przed urządzeniami IED oraz opisano CHARAKTERYSTYKA PROWIZORYCZNYCH URZĄDZEŃ WYBUCHOWYCH W związku z rozbieżnością polskojęzycznej terminologii używanej do zde- finiowania IED w normie obronnej NO-02-A043 i słownikach NATO N (AAP-6 i AAP-19) posłużymy się propozycją uniwersalnej definicji tego rodzaju broni, sformułowanej w [5]: Prowizoryczne urządzenie wybuchowe (IED) jest to urzą- ludzi i (lub) środkóww (przedmiotów) materialnych. Zawiera przedmiot wybuchowy i inne elementy (przedmioty) pochodzenia wojskowego i (lub) niewojskowego. dzenie wybuchowe sporządzone w sposób prowizoryczny, przeznaczone do rażenia Fot. 1. Urządzenia IED wykonane na bazie uzbrojenia wojskowego (pociski artyleryjskie, pociski moździerzowe, miny) Źródło: R. Ambroziak, S. J. Ambroziak, R. J. Katulski, Metody walki z prowizorycznyp nymi urządzeniami wybuchowymi w świetle doktrynyy AJP-3.15, Zeszyty Naukowe WSOWL, 2011, nr 4, s. 28 37. 8 Zeszyty Naukowe AMW
AEGIS demonstrator technologiii C-IED Jest to zatem urządzenie stosunkowoo tanie i proste w produkcji, pozwalające jego operatorom na uniknięcie kontaktu zbrojnego z silniejszym przeciwnikiem. Ponadto IED jest bronią efektywną, zbudowaną z elementów zarówno pochodzenia wojskowego (fot. 1.), jak również cywilnego (fot. 2.), ograniczającą możliwości manewrowe wojsk na poziomie taktycznym. t Fot. 2. Urządzenia IED wykonane na bazie materiałów ogólnodostępnych Źródło: R. Ambroziak, S. J. Ambroziak, R. J. Katulski, wyd. cyt. Ładunki te, z uwagi na zwykle spektakularny charakter ataku i związane z nim straty przeciwnika, umożliwiają stosującej je stronie konfliktuu wpływaniee na globalnąą opinię publiczną i pośrednio na decyzje rządów krajów zaangażowanych w konflikt. W tym stanie rzeczy IED w połączeniu z kampanią informacyjną może mieć nieproporcjonalne oddziaływanie na prowadzone operacje na poziomie p opera- może być zamach bombowy w Libanie w 2005 roku na byłego premiera tego kraju Rafica Al-Hariri. Ten pojedynczy akt terroruru doprowadził do wycofania wojsk sy- cyjnym, a nawet strategicznym. Przykładem wpływu IED na strategiczne decyzje ryjskich z terytorium Libanu. Ze względu na sposób detonacji wyróżnia się następujące rodzaje prowizo- rycznych urządzeń wybuchowych: naciskowego działania, inicjowane przez p podniesie- umieszczane w pojeździe z kierowcą samobójcą [6]. Urządzenia te mogą m różnić się nie, kierowane drogąą radiową, kierowane przewodowo, umieszczone e na samobójcy, między sobą, jednakże we wszystkich możnaa wyróżnić charakterysty yczne elementy, a mianowicie: przełącznik powodujący inicjację działania zapalnika, zapalnik, główny ładunek wybuchowy, źródło zasilania i pojemnik. Urządzenia IED zazwyczaj są maskowane w celu utrudnienia ich identyfi- kacji. Przykładowe sposoby ukrywania pułapek wykorzystujących ten rodzaj broni 1 (192) 2013 9
Sławomir J. Ambroziak,, Ryszard J. Katulski, Jarosław Sadowski, Jacek Stefański przedstawiono na fotografii 3. Mogą do tego celu być wykorzystywane kamienie, płaszcze, folia, butelki, opony, a nawet spotkać można IED zalane betonem. Fot. 3. Przykłady maskowania urządzeń IED Źródło: R. Ambroziak, S. J. Ambroziak, R. J. Katulski, wyd. cyt. Z powodu zwiększenia możliwości osiągnięcia celów operacyjnych i strate- gicznych stosująca IED strona konfliktu stara się rozmieszczać je w dużych skupi- skanalizowanie ruchu (mosty, przepusty, wiadukty), punkty powodujące spowolnie- nie ruchu (wąskie ulice, spowalniacze ruchu) oraz punkty charakterystyczne, np. skach ludzkich, takich jak targi, często uczęszczane trasy, punkty powodujące skrzyżowania ulic, zjazdy z tras głównych i tym podobne. Zagrożenia związane z prowizoryczn nymi ładunkami wybuchowymi i konse- kwencje ataków przeprowadzanych przy ich zastosowaniu określone zostały w dok- jego skutków w razie powodzenia, w dokumencie zawarte zostały priorytety p i pro- cedury zwalczania systemu IED zarówno jako całości, jak i poszczególnych jego części [4]. Jak już to zostało napisane, ze względu na sposób detonacjii można wyróż- nić różne rodzaje prowizorycznych urządzeń wybuchowych. Podczas ataków na trynie AJP-3.15. W celu minimalizacji ryzyka skutecznego ataku oraz ograniczenia siły sojusznicze najczęściej stosowane są urządzenia IED detonowane drogą ra- tego typu ataki stanowiły od 50 do 60% wszystkich ataków na siły sojusznicze, jakie przeprowadzono z zastosowaniem IED [6]. W związku z powyższym nie- zwykle aktualną jest potrzeba neutralizacji urządzeń RCIED poprzez oddziaływa- nie elektromagnetyczne. diową (RCIED Radio Controlled IED). Dowodem na to jest fakt, iż w Iraku 10 Zeszyty Naukowe AMW
AEGIS demonstrator technologii C-IED Taki stan rzeczy był powodem podjęcia na Politechnice Gdańskiej w Katedrze Systemów i Sieci Radiokomunikacyjnych prac nad systemem AEGIS, którego zadaniem jest ochrona obiektów mobilnych przed zagrożeniami związanymi z prowizorycznymi urządzeniami wybuchowymi detonowanymi drogą radiową. NADAJNIK ZAGŁUSZAJĄCY SYSTEMU AEGIS Nadajnik systemu AEGIS podzielony jest na dwa niezależne tory zagłuszające (rys. 1.) sterowane za pomocą komputera z panelem dotykowym. Pierwszy tor, obejmujący częstotliwości z zakresu od 20 MHz do 1 GHz, zbudowany jest z generatora AFQ100A sygnałów w paśmie podstawowym oraz z generatora SMU200A, przenoszącego widmo sygnału w pasmo wysokich częstotliwości. Tak przygotowany sygnał jest wzmacniany we wzmacniaczu 50W1000, a następnie podawany na zespół przełączanych filtrów pasmowo-zaporowych. W zależności od częstotliwości, które powinny być chronione (tzw. pasma chronione nie powinny być zagłuszane), np. częstotliwości działania wojskowych urządzeń radiokomunikacyjnych, można podłączać dowolne filtry, których przełączanie jest realizowane za pomocą przekaźników transferowych (P1, P2, P3) wysokiej mocy. Następnie sygnał jest rozdzielany w diplekserze 5I210-20XQ1300 na dwa podpasma: od 20MHz do 500MHz oraz od 500MHz do 1GHz, które podawane są na dwie niezależne anteny nadawcze, odpowiednio AO1-0.03-0.50V/2013 oraz XPO3V-500-1300/034. Z kolei drugi tor zagłuszający, obejmujący częstotliwości z zakresu od 0,8 GHz do 3 GHz, zbudowany jest z generatora AFQ100B sygnałów w paśmie podstawowym. Funkcje generatora częstotliwości nośnej i modulatora realizowane są przez generator SMBV100A. Zagłuszający sygnał w.cz. po wzmocnieniu we wzmacniaczu 80S1G4 podawany jest na zespół filtrów pasmowo-zaporowych, przełączanych w identyczny sposób jak ma to miejsce w pierwszym torze zagłuszającym. Po procesie filtracji sygnał podawany jest na antenę nadawczą OA2-0.3-10.0V/1505. Należy podkreślić, że wykorzystywane generatory AFQ100A oraz AFQ100B pozwalają na generowanie w danej chwili zagłuszających sygnałów w.cz. w pasmach o szerokościach odpowiednio 240MHz i 528MHz. W zależności od potrzeb zastosowanie tych generatorów w poszczególnych torach zagłuszających może być dowolne. 1 (192) 2013 11
Sławomir J. Ambroziak, Ryszard J. Katulski, Jarosław Sadowski, Jacek Stefański Rys. 1. Schemat blokowy urządzenia zagłuszającego systemu AEGIS Źródło: opracowanie własne. Komputer sterujący IPPC-6192A-R1AE ma za zadanie realizację algorytmu generowania cyfrowej postaci sygnału zagłuszającego na podstawie wprowadzonych przez użytkownika parametrów. Następnie generowany jest sygnał zagłuszający w paśmie podstawowym i dalej w paśmie wysokich częstotliwości. Ponadto komputer sterujący odpowiedzialny jest za sterowanie pracą generatorów AFQ100A, AFQ100B, SMBV100A i SMU200A (za pośrednictwem interfejsów Ethernet) oraz pracą przełączników filtrów (za pośrednictwem interfejsów RS232). Wytypowany komputer ma dotykowy wyświetlacz, co znacząco upraszcza obsługę urządzenia. Dodatkowo całość urządzenia zamontowana jest w dwóch szafach 19 posadowionych na specjalnym wózku, co ułatwia przemieszczanie urządzenia podczas testów. Wygląd demonstratora technologicznego nadajnika AEGIS przedstawiony został na fotografii 4. Parametry techniczne i eksploatacyjne zrealizowanego w powyższy sposób demonstratora zestawione zostały w tabeli 1. 12 Zeszyty Naukowe AMW
AEGIS demonstrator technologii C-IED Fot. 4. Wygląd demonstratora technologicznego nadajnika AEGIS Źródło: opracowanie własne. 1 (192) 2013 13
Sławomir J. Ambroziak, Ryszard J. Katulski, Jarosław Sadowski, Jacek Stefański Tabela 1. Parametry nadajnika zagłuszającego systemu AEGIS Zagłuszane pasmo częstotliwości EIRP Szerokość pasma zagłuszanego jednocześnie Metoda zagłuszania dla (20 1000) MHz dla (0,8 3) GHz dla (20 1000) MHz dla (0,8 3) GHz Pobór mocy z sieci elektroenergetycznej Sterowanie Rodzaj elementów promieniujących Zastosowanie (20 3000) MHz 80 W 128 W 240 MHz 528 MHz Bariera szerokopasmowa < 1,6 kw (ok. 2,2 kw przy uruchamianiu) przewodowe LAN panel dotykowy 3 anteny dookólne kable promieniujące ochrona obiektów mobilnych przed RCIED na terenie otwartym zagłuszanie sieci komórkowych w pomieszczeniach zagłuszanie dowolnych sieci radiokomunikacyjnych możliwość dostosowania parametrów do wymagań obiorcy Źródło: opracowanie własne. INTERFEJS UŻYTKOWNIKA Na rysunkach 2. i 3. przedstawiony został interfejs użytkownika, który widoczny jest na panelu dotykowym nadajnika AEGIS. Poprzez interfejs użytkownik może wybierać standardowy system do zagłuszania lub wprowadzać parametry sygnału zagłuszającego, wraz z chronionymi pasmami częstotliwości, za pośrednictwem klawiatury numerycznej. Ponadto możliwy jest wybór metody generowania sygnału zagłuszającego: WGN na bazie białego szumu gaussowskiego lub CHIRP na bazie sygnałów z przemiataniem częstotliwości. Użytkownik może także włączać poszczególne 14 Zeszyty Naukowe AMW
AEGIS demonstrator technologii C-IED filtry sprzętowe w tor sygnału zagłuszającego oraz sterować mocą poszczególnych generatorów. Pozostałe operacje wykonywane są przez komputer sterujący automatycznie, na podstawie wprowadzonych parametrów oraz zapisanego w pamięci algorytmu pracy. Rys. 2. Wygląd interfejsu użytkownika wybór systemu, zagłuszanie wyłączone Źródło: opracowanie własne. 1 (192) 2013 15
Sławomir J. Ambroziak, Ryszard J. Katulski, Jarosław Sadowski, Jacek Stefański Rys. 3. Wygląd interfejsu użytkownika ręczna konfiguracja, zagłuszanie włączone Źródło: opracowanie własne. PODSUMOWANIE W artykule przedstawiono nadajnik systemu AEGIS, emitujący barierę elektromagnetyczną w paśmie od 20 MHz do 3 GHz. Pasmo to obejmuje główny zakres środków, jakie można wykorzystać do bezprzewodowej detonacji IED [7]. Dodatkowo przewidziano możliwość określania przez operatora tzw. pasm chronionych, dzięki czemu możliwe jest przeciwdziałanie detonacji urządzeń RCIED, przy jednoczesnym zapewnieniu ciągłości własnej komunikacji. Nadajnik systemu AEGIS jest łatwy w obsłudze dzięki intuicyjnemu interfejsowi użytkownika, natomiast wybór zakłócanych pasm jest ułatwiony dzięki zastosowaniu ekranu dotykowego. Takie rozwiązania pozwalają na dopuszczenie do obsługi urządzenia osoby po krótkim przeszkoleniu. 16 Zeszyty Naukowe AMW
AEGIS demonstrator technologii C-IED Zaangażowanie polskiego wojska w ramach międzynarodowych sił wsparcia bezpieczeństwa w Afganistanie ISAF (International Security Assistance Force) wymagało i nadal wymaga zapewnienia polskim żołnierzom maksimum bezpieczeństwa. W tym celu wyposażono ich na przykład w systemy obezwładniania elektromagnetycznego. Obecnie przez Siły Zbrojne RP stosowane są między innymi system EJAB-MB izraelskiej firmy Elisra czy wypożyczone od Amerykanów urządzenia zagłuszające DUKE AN/VLQ-12(V)2 [4]. Należy zwrócić uwagę na fakt, że żaden z oferowanych na rynku systemów nie jest w pełni polskim produktem. Co najwyżej może być dystrybuowany przez polskich pośredników. Taki stan rzeczy był głównym powodem rozpoczęcia prac nad systemem AEGIS, do którego głównych zalet należą: szerokie pasmo generowanych sygnałów zagłuszających, możliwość wyboru wąskich pasm chronionych, a także nieskomplikowana obsługa. Warto też podkreślić, że rozwiązania zastosowane w nadajniku zagłuszającym AEGIS stanowią przedmiot zgłoszenia patentowego P.398050 [2]. Podzię kowania Praca naukowa była finansowana ze środków na naukę w latach 2010 2012 w postaci projektu rozwojowego nr O R00 0007 12. Autorzy pracy pragną podziękować za przydzielone na ten cel środki finansowe. BIBLIOGRAFIA [1] Ambroziak R., Ambroziak S. J., Katulski R. J., Metody walki z prowizorycznymi urządzeniami wybuchowymi w świetle doktryny AJP-3.15, Zeszyty Naukowe WSOWL, 2011, nr 4, s. 28 37. [2] Ambroziak S. J., Katulski R. J., Sadowski J., Stefański J., Układ do kształtowania widma sygnału radiowego, zgłoszenie patentowe P.398050, 2012. [3] Ciszewski T., Zarządzanie sytuacją kryzysową w środowisku zagrożonym IED, Zeszyty Naukowe WSOWL, 2010, nr 3, s. 205 224. [4] Hołdanowicz G., Czeskie narzędzie przeciw R2CID, RAPORT Wojsko, Technika, Obronność, 2010, nr 4, s. 26 29. [5] Kowalkowski S., Improwizowane urządzenia wybuchowe definicje, Przegląd Wojsk Lądowych, 2010, nr 6, s. 22 27. 1 (192) 2013 17
Sławomir J. Ambroziak, Ryszard J. Katulski, Jarosław Sadowski, Jacek Stefański [6] Kowalkowski S., Zagrożenia i przeciwdziałanie IED, Przegląd Wojsk Lądowych, 2009, nr 5, s. 26 37. [7] Witczak A., Fiszer R., Saslekov E., Mobilne systemy obezwładniania elektronicznego możliwości realizacji, VIII Konferencja Naukowo-Techniczna KNTWE 10 Systemy rozpoznania i walki elektronicznej, Pisz, 23 25 listopada 2010. AEGIS THE C-IED TECHNOLOGY DEMONSTRATOR ABSTRACT The article presents a technology demonstrator of AEGIS system, destined for Countering Improvised Explosives Devices. An implemented original method of generation of the jamming signal with freely shaped frequency spectrum is also presented. This method is a subject of patent application No. P.398050. Keywords: improvised explosive devices, IED, C-IED, RCIED, technology demonstrator. 18 Zeszyty Naukowe AMW
ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MARYNARKI WOJENNEJ ROK LIV NR 1 (192) 2013 Wojciech Anigacz Dolnośląska Szkoła Wyższa Wydział Nauk Technicznych 53-609 Wrocław, ul. Fabryczna 14 e-mail: w.anigacz@dswe.pl THE TECHNICAL ASPECTS OF PROTECTION OF INLAND NAVIGATION ABSTRACT In the article the problem of preserving geometric design conditions by devices of sluices is presented. The problem was illustrated by alignment of the shaft flap of the sluice on the Gliwicki Channel. Within changing the flap drive it was necessary also to perform the realignment of the flap. From the geodetic point of view, the problem was to perform coaxial setting of the two mutually invisible shafts flap within an accuracy not exceeding 0.5 mm. Thanks to first class measuring equipment and aiding equipments (author s patents) it was possible to achieve this goal. Keywords: inland navigation, sluice, alignment. INTRODUCTION It is required that technical devices on sluices are permanently in order for their efficiency determines fluency of navigation not only on the concerned sluice, but on the whole water way [2, 3, 4]. Flaps are the most susceptible to damages both from the top and the bottom water. Generally the top water chamber flaps are more complicated than the bottom water flaps. As all devices, sluice flaps require relatively frequent conservation works due to operating in extreme conditions. In the article the problem of preserving geometric design conditions by devices of sluices is presented. The problem was illustrated by alignment of the shaft flap of the sluice on the Gliwicki Channel. 19
Wojciech Anigacz PROBLEM From the geodetic point of view, the problem was to perform coaxial setting of the two mutually invisible shafts flap within an accuracy not exceeding 0.5 mm. Initially the investor required accuracy of 0.2 mm, however as a result of negotiations with the investor and the designer it was agreed that the accuracy should amount at 0.5 mm. The accuracy of 0.2 mm in this case was unattainable mainly due to lack of shaft adjustment that would be precise enough. The problem comprises two aspects: achieving the same level (H) for both shaft axes; coaxial setting of both the shafts in horizontal alignment (X, Y). Setting of shaft axes in plane X Y is presented below. METHODOLOGY The difficulty in setting the axes mainly consisted in highly difficult access to the measured shafts due to their: being inbuilt into the sluice walls; location in flap sleeves; lack of precise enough adjustment of shaft setting. Accessible points are: front surfaces from the internal side of the sluice (fig. 1); the upper surface of the shaft along the distance of 1 cm from the external side. It was not possible to see all the measurement points from one measuring position. Therefore it was decided to apply an indirect measurement method with two measuring positions located above the shafts on both sides of the sluice chamber (fig. 2). 20 Zeszyty Naukowe AMW
The technical aspects of protection of inland navigation mark of the shaft axis Fig. 1. Front surfaces from the internal side of the sluice Source: own study. Fig. 2. Cross vertical profile through flap axes: A B & C D axis of the shafts, left (L) and right (R); B, C mark of the shaft axis, from the internal side of the sluice; A, D measured (moved) points from the external side Source: own study. Indentation marks (remains from turning process) situated on the internal side of the sluice chamber were accepted to mark the reference line. The choice rethe sulted from explicitness of the points and good visibility from the other side of sluice chamber, as well as from the t certainty that they mark the shaft axis. 1 (192) 2013 21
Wojciech W Anigacz Measurement scheme is presented in figures 3 and 4. Fig. 3. Measurement from station II. Translation station I Source: own study. Fig. 4. Measurement from station I. Translation station II Source: own study. 22 Zeszyty Naukowe AMW
The technical aspects of protection of inland navigation The problem was reduced to shifting the external ends of the shafts (A, D) ) to the line marked by points C, D. First, positions of the instruments (total station) were set into the C D line. Then, from these positions points A and B were being set out from positions I and II respectively until satisfactory accordance was obtained. MEASUREMENTT RESULTS Figures 5 and 6 shows shaft axis setting. results from before and after the correction of the Fig. 5. Position of the shaft axes before the repair, cross horizontal profile Source: own study. Fig. 6. Position of the shaft axes after the repair, cross horizontal profile p Source: own study. 1 (192) 2013 23
Wojciech Anigacz CONCLUSIVE REMARKS Thanks to first class measuring equipment and aiding equipments (author s patents) [1] it was possible to achieve this goal. Using laser equipment was also considered, however the idea was abandoned due to the fact that it was not possible to see the whole line indirectly. From geometric point of view the problem seems easy. The shaft axes need to become coaxial. At the time of works no calculations were carried out. The measured point either was within the line or it was not. If it was not, the shaft end needed to be shifted to the correct position. The correction of shaft setting was performed many times until satisfactory result was obtained. The first test of correctness of shaft setting is measurement of forces on hydraulic actuators, one on each side of the flap. The results of this test were successful. Another very important test is trouble-free service. The flap has been working reliably for three years so far. Due to the fact that the sluice has two chambers, the time factor, i.e. the time of excluding a chamber from operation, was of minor importance. The other chamber was used for navigation. The following were used: a total station of direction measurement 0.5 and movable tribrachs with micrometric screws of accuracy 0.005 mm which was the accuracy of measurement. The obtained accuracy of shaft setting of 0.5 mm resulted from mechanical and constructional limitations (lack of flexible, precise enough adjustment of shaft setting) not from measuring possibilities. REFERENCES [1] Anigacz W., Marszałek Ł., Statyw do przyrządów geodezyjnych (in English: Screw stand for geodetic devices), No W 116699, The Polish Patent Office, 2008. [2] ASCE Task Committee, Guidelines for Instrumentation and Measurements for Monitoring Dam Performance, 2000. [3] Litrico X., Belaud G., Baume J. P.,Ribot-Bruno J., Hydraulic Modeling of an Automatic Upstream Water-Level Control Gate, Journal of Irrigation and Drainage Engineering, ASCE, March/April 2005, pp. 176 189. [4] US Army Corps of Engineers Jacksonville District, South Florida Water Management District: CERP Standard Design Manual, USA, 2003. 24 Zeszyty Naukowe AMW
The technical aspects of protection of inland navigation TECHNICZNE ASPEKTY ZABEZPIECZENIA Ż EGLUGI Ś RÓDLĄ DOWEJ STRESZCZENIE W artykule przedstawiono problem zachowania projektowych warunków geometrycznych przez urządzenia śluz, co zilustrowano osiowaniem klapy śluzy na Kanale Gliwickim. Przy okazji zmiany sposobu napędu klapy zaszła konieczność jej ponownego osiowania. Z geodezyjnego punktu widzenia problem polegał na współosiowym ustawieniu dwóch wzajemnie niewidocznych wałów klapy z dokładnością nieprzekraczającą 0,5 mm. Dzięki zastosowaniu sprzętu pomiarowego najwyższej klasy oraz urządzeń wspomagających (patentów autora) udało się osiągnąć zamierzony cel. Słowa kluczowe: żegluga śródlądowa, śluza, osiowanie. 1 (192) 2013 25
ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MARYNARKI WOJENNEJ ROK LIV NR 1 (192) 2013 Edward Chlebus, Tomasz Boratyński, Damian Opozda, Paweł Roczniak Politechnika Wrocławska Wydział Mechaniczny, Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji, CAMT 50-370 Wrocław, ul. Łukasiewicza 5 e-mail: camt@camt.pl Jan Bokszczanin, Tomasz Kruk Korporacja Wschód Sp. z o.o. 04-703 Warszawa, ul. Pożaryskiego 28 e-mail: biuro@korporacjawschód.pl Tomasz Stencel, Maciej Sajkowski Politechnika Śląska Wydział Elektryczny, Katedra Energoelektroniki, Napędu Elektrycznego i Robotyki 44-100 Gliwice, ul. B. Krzywoustego 2 e-mail: tomasz.stenzel@polsl.pl; maciej.sajkowski@polsl.pl PROJEKT, BADANIA I WYKONANIE DEMONSTRATORA ZINTEGROWANEGO SYSTEMU KIEROWANIA AKCJĄ WYTWORZONEGO TECHNOLOGIAMI RAPID MANUFACTURING STRESZCZENIE W artykule zaprezentowano wyniki projektu, którego celem były prace badawczo-rozwojowe nad opracowaniem i przetestowaniem w warunkach laboratoryjnych i morskich modelu zintegrowanego systemu kierowania akcją (ZSKA). Wytworzony za pomocą technologii Rapid Manufacturing demonstrator ZSKA wraz z opracowanym oprogramowaniem specjalistycznym zintegrowano z girostabilizowanym morskim systemem monitoringu i innymi urządzeniami nawigacyjnymi statku. ZSKA jest w pełni funkcjonującym systemem, stwarzającym ogromne możliwości prowadzenia prac nad zaprojektowaniem, skonstruowaniem i wdrożeniem jednego lub kilku modeli prototypowych systemów wspomagających sprawowanie nadzoru nad różnymi obszarami, zarówno w zakresie bezpośredniej obserwacji, jak i wspomagania procesu decyzyjnego. Słowa kluczowe: systemy bezpieczeństwa, systemy wizyjne, projektowanie, CAD, technologie szybkiego prototypowania. 27