Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь для публикации ответа на этот вопрос.
решение вопроса
Похожие вопросы
Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.
поделиться знаниями или
запомнить страничку
- Все категории
- экономические 43,679
- гуманитарные 33,657
- юридические 17,917
- школьный раздел 612,408
- разное 16,911
Популярное на сайте:
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
- Обратная связь
- Правила сайта
Источник: www.soloby.ru
Особенности связи с глубоководными подвижными морскими аппаратами Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»
Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Дорошенко В. И., Солнце Э. Л.
Рассмотрены вопросы связи с глубоководными морскими подвижными аппаратами. Отмечено, что связь с ними может осуществляться с использованием низкочастотной электросвязи или гидроакустической связи . Показано, что с точки зрения электромагнитной экологии телекоммуникации с подвижными глубоководными аппаратами более целесообразно осуществлять с применением гидроакустических колебаний.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Дорошенко В. И., Солнце Э. Л.
Перспективы технологий, использующих гидроакустические методы, для обеспечения навигации и морских поисково-спасательных работ
Выбор и обоснование конструкции электроэнергетических систем глубоководного подводного аппарата
Современные способы обследования морского дна для обнаружения и устранения взрывоопасных объектов до строительства трубопровода
Комплексное использование разнородных каналов связи для управления робототехническими комплексами на базе единой системы радиомониторинга
Автоматизированное рабочее место судоводителя настоящее и будущее
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Questions of communication with deep-sea maritime mobile submersibles are considered. It is noted that communication with them can be carried out with use of low-frequency telecommunication or hydroacoustic communication . It is shown that from the point of view of electromagnetic ecology of telecommunication with mobile deep-sea maritime mobile submersibles it is more expedient to carry out with application of hydroacoustic fluctuations.
Текст научной работы на тему «Особенности связи с глубоководными подвижными морскими аппаратами»
XJ/ЮРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА ИМЕНИ АДМИРАЛА С. О. МАКАРОВА
УДК 656.61.052 В. И. Дорошенко,
д-р техн. наук, профессор, ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова;
ст. преподаватель, ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова
ОСОБЕННОСТИ СВЯЗИ С ГЛУБОКОВОДНЫМИ ПОДВИЖНЫМИ
FEATURES OF COMMUNICATION WITH DEEP-SEA MOBILE SUBMERSIBLES
Рассмотрены вопросы связи с глубоководными морскими подвижными аппаратами. Отмечено, что связь с ними может осуществляться с использованием низкочастотной электросвязи или гидроакустической связи. Показано, что с точки зрения электромагнитной экологии телекоммуникации с подвижными глубоководными аппаратами более целесообразно осуществлять с применением гидроакустических колебаний.
Questions of communication with deep-sea maritime mobile submersibles are considered. It is noted that communication with them can be carried out with use of low-frequency telecommunication or hydroacoustic communication. It is shown that from the point of view of electromagnetic ecology of telecommunication with mobile deep-sea maritime mobile submersibles it is more expedient to carry out with application of hydroacoustic fluctuations.
Ключевые слова: глубоководные подвижные морские аппараты, гидроакустическая связь.
Key words: deep-sea maritime mobile submersibles, hydroacoustic communication.
ПАЙНЫ глубин морей и океанов издревле привлекают умы всего человечества [1]. Глубоководные исследования неразрывно связаны с необходимостью обеспечения связи с обитаемыми и необитаемыми подвижными и буксируемыми глубоководными аппаратами [2; 3, с. 12-18].
В последнее время в качестве подводных аппаратов используются так называемые глайдеры (Underwater glider), подводные планеры или автономные необитаемые подводные аппараты (АНПА). В отличие от других типов АНПА, глайдеры не имеют винтов или иных внешних движителей.
Источником движения является изменение плавучести за счет теплового расширения и сжатия специальных резервуаров и перемещение центра тяжести за счет смещений внутренних частей. Вертикальный импульс всплывания или погружения преобразуется в горизонтальный за счет рулей направления движения.
Указанный принцип движения позволяет резко сократить расход энергии, что, в свою очередь, позволяет принципиально увеличить дальность плавания, хотя и с меньшей скоростью. В начале XXI в. были созданы планеры с дальностью автономного плавания в тысячи километров. Аппараты “Spray” и “Seaglider”, использующие данный способ движения, были созданы в США.
Аппарат “Seaglider” в 2009 г. проработал в Тихом океане вблизи побережья Аляски в течение 9 месяцев и 5 дней (имея вес 52 кг и энергию аккумуляторной батареи всего 2,78 кВкч). За это время аппарат смог преодолеть более 4900 км [4]. Данные передавались через спутник.
Для этого аппарат периодически всплывал на поверхность, передавал данные и получал команды с помощью встроенного спутникового телефона. Океанографический институт Скрип-пса и Калифорнийский университет в Сан-Диего продемонстрировали первый подводный аппарат, который получает энергию только за счет разницы температур в океанских глубинах. Именно поэтому Sounding Oceanographic Lagrangrian Observer Thermal RECharging (SOLO-TREC) может выполнять работы по исследованию дна и наблюдению за морской жизнью непрерывно в течение нескольких месяцев, если не лет [5]. В Российской Федерации также ведутся работы по созданию подобных аппаратов. Так, в Самарском государственном университете создан подводный планер,
парящий в водной среде за счет изменения плавучести корпуса. Размах крыльев планера — 1,3 м, глубина погружения — до 1 тыс. м, скорость — до 0,5 м/с [6]. Область применения АНПА довольно широкая. Встает задача обеспечения связи с аппаратами, желательно без всплытия на поверхность.
Многолетние многочисленные исследования показали сложность решения проблемы связи с глубоководными мобильными (подвижными) аппаратами [1-3]. Особенно остро необходимость решения этой задачи в России встала в связи с широким использованием морского шельфа с его залежами полезных ископаемых.
Освоение огромных просторов Мирового океана связано не только с проблемами экономического плана, но и с вопросами международных юридических отношений и территориальной целостности государств. Все более интенсивное использование районов Северного морского пути (СМП) от Мурманска до Владивостока, пролегающего по морям Северного Ледовитого океана (Карское, Лаптевых, Восточно-Сибирское, Чукотское) и Беринговом море, потребовало принятия мер по обеспечению безопасности мореплавания в этих районах [7].
Поскольку Глобальная морская система связи при бедствии и для обеспечения безопасности (ГМССББ), использующая для решения задач безопасности мореплавания возможности связи геостационарных спутников ИНМАРСАТ, обеспечивает надежную связь не во всех районах СМП, возникла необходимость заключения дополнительных международных соглашений по организации новых районов Всемирной службы навигационных предупреждений (ВСНП) — НАВАРЕА. Был организован ряд новых районов НАВАРЕА. Российская Федерация наряду с XIII районом НАВАРЕА приняла на себя ответственность за обеспечение безопасности мореплавания во вновь организованных XX и XXI районах НАВАРЕА. Это районы СМП от Берингова пролива на востоке до мыса Нордкап на западе СМП.
В ВСНП входит служба НАВТЕКС — международная служба, обеспечивающая передачу на суда навигационных и метеорологических предупреждений и другой срочной информации, связанной с безопасностью мореплавания и относящейся к прибрежным водам в радиусе до 400 миль от берега. Морской шельф этих районов богат полезными ископаемыми и за него идет борьба между различными государствами, включая Россию, Норвегию, Канаду и США.
В процессе перехода к рыночным отношениям произошла трансформация звеньев СМП и хозяйствующих субъектов в различные формы собственности. Морские пароходства акционированы (за исключением Арктического пароходства). Соответственно транспортный флот стал собственностью этих акционерных обществ, а ледокольный, аварийно-спасательный и гидрографический флот, ледово-информационная система «Север», портовые сооружения, средства навигации, связи, гидрографии, гидрометеорологии и спасения закреплены в федеральной собственности. Арктические порты находятся в ведении субъектов Российской Федерации хозяйствующих субъектов (за исключением акционированного порта «Певек»).
Районы СМП охватывают как внутренние территориальные воды, так и районы морской экономической зоны России. Основными пользователями СМП в России являются такие крупные компании, как Газпром, «Росшельф», «Норильский никель» и др. Но если Газпром интересует в основном уникальное Штокмановское месторождение углеводородов нефти и газа, то североонежские бокситы, шельфовые залежи различных минералов, полиметаллов и марганца на архипелаге Новая Земля и в других более удаленных районах Севера России привлекают различные крупные российские и зарубежные компании (ОАО «Ямал СПГ» и др.). Добыча и транспортировка углеводородов и других полезных природных ископаемых на морском шельфе в условиях Крайнего Севера связаны со сложными метеорологическими условиями в этих районах. Одним из вариантов приспособления к этим условиям является применение стационарных и подвижных автономных глубоководных обитаемых и необитаемых аппаратов.
Связь с буксируемыми и стационарными подводными аппаратами может быть осуществлена с использованием электросвязи по медным электрическим кабелям или по волоконно-оптическим кабелям. Для связи с подвижными аппаратами приходится прибегать к помощи электромагнитных колебаний (ЭМК) низких частот или в качестве переносчика сигналов использовать гидроакустические колебания звуковых и ультразвуковых частот. При этом необходимо учитывать, что
L-^3aff ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА
XJ/ЮРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА ИМЕНИ АДМИРАЛА С. О. МАКАРОВА
в морской воде и электрические, и гидроакустические колебания с повышением частоты нелинейно ослабляются и, как следствие, с увеличением глубины погружения подводного аппарата резко затухают. Поэтому для связи с глубокопогружаемыми аппаратами стремятся использовать как можно более низкий диапазон частот. К сожалению, очень низкие электромагнитные колебания большой мощности, необходимой для осуществления радиосвязи с глубоко погруженным аппаратом, создают вредную для человека электромагнитную экологию.
В табл. 1 приведена классификация диапазонов частот спектра ЭМК в диапазонах от 0,3 мГ ц (миллигерц) до 30 000 Гц. ЭМК на инфразвуковых и гипернизких частотах для связи практически не используются.
В настоящее время делаются попытки использовать ЭМК крайне низких частот для связи с подвижными и стационарными подводными объектами (батискафами, подводными лодками и т. п.). Следует отметить, что с точки зрения электромагнитной экологии электромагнитные колебания на инфразвуковых и гипернизких частотах относятся к числу вредных частот и ритмов, так как они совпадают с разными ритмами мозга человека и нарушают ритмичную работу мозга. ЭМК на частоте 1-3 Гц влияют на 5-ритм мозга, 5-7 Гц — на 0-ритм, 8-12 Гц — на а-ритм, 12-31 Гц — на Р-ритм [8; 9]. В табл. 2 кратко изложено влияние крайне низких частот на организм человека.
Классификация диапазонов частот спектра электромагнитных колебаний (ЭМК) в диапазонах от 0,3 мГц (миллигерц) до 30 000 Гц
№ диапа- зона Частоты — F, исключая нижний (F) и включая верхний (FJ пределы Наименование частот Длина волны — X, исключая верхний (X) и включая нижний (Хн) пределы Наименование волн
Полное Сокращен- ное рус./лат Полное Сокра- щенное
— Менее 0,3, менее 300 мГц Инфра- звуковые ИЗЧ/ UVF Более 109 м, более 103 Мм
0 0,3-3 Гц Гипер- низкие ГНЧ/ HLF 109-108 м, 103-102 Мм Гектомега- метровые ГМГМВ
1 3-30 Гц Крайне- низкие КНЧ/ ELF 108-107 м, 102-10 Мм Киломириа- метровые КМИМВ
2 30-300 Гц Сверх- низкие СНЧ/ SLF 107-106 м, 10-1 Мм Гектомириа- метровые ГМИМВ
3 300-3000 Гц Ультра- низкие УНЧ/ ULF 106-105 м, 103-102 Мм Декамириа- метровые ДМИМВ
4 3000-30 000 Гц Очень низкие ОНЧ/ VLF 105-104 м, 102-10 км Мириа- метровые, сверхдлинные МИМВ СДВ
В табл. 1 приняты следующие обозначения и сокращения:
F — частота; мГц — миллигерцы; X — длина волны; Мм — мегаметры.
Исследование возможностей глобальных телекоммуникаций в диапазоне инфразвуковых и звуковых радиочастот с помощью биотехнических систем показало, что диапазон радиоволн сверхнизкочастотного (СНЧ) спектра мало освоен для технического применения [9]. В этой области частот длина волны ЭМК часто соизмерима с радиусом Земли, а частота колебаний совпадает с собственной частотой резонатора, образованного сферической полостью между Землей и ионосферой. Вследствие этого наблюдаются глобальные резонансы. В. О. Шуман отметил влияние грозовых разрядов на возникновение глобальных резонансов на частотах порядка 10,6; 13,3; 25,9; 33,5 и 41 Гц [10, р. 149-154]. Эти резонансы были названы шумановскими резонансами. Шуманов-
МОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА ИМЕНИ АДМИРАЛА С. О. МАКАРОВА,
ский фон в резонаторе Земля-ионосфера существует постоянно и является откликом на совокупность грозовых разрядов, возникающих все время на земном шаре с частотой около 100 гроз в секунду. Наиболее часто резонансные пики шума проявляются на частотах порядка 8, 14, 20, 26 Гц [11]. Они отрицательно влияют на возможности радиосвязи на этих частотах [12, с. 5-29].
Влияние крайне низких частот на организм человека
№ п/п Частота Эффект, производимый крайне низкими частотами на человека
1 0,02 Увеличение времени реакции на возбуждение
2 0,6 Стойкое психическое торможение
3 1-3 5-ритм мозга Стресс
4 5-7 0-ритм мозга Умственное утомление. Стресс. Отрицательное эмоциональное возбуждение
5 8-12 a-ритм мозга Влияет на реактивность и эмоциональное возбуждение вплоть до судорожной активности
6 12-31 P-ритм мозга Умственное утомление. Усиление стресса
7 40-70 При высокой напряженности поля ухудшение обменных процессов. Индивидуальные физиологические изменения, беспокойство
Плохая электромагнитная экология колебаний на инфразвуковых, гипернизких, крайне низких и сверхнизких частотах вынуждает искать средства связи с погруженными объектами, менее опасные для человека. Более традиционным родом связи с погруженным аппаратом является гидроакустическая связь. Поэтому в качестве переносчика сигнала в телекоммуникациях с погруженными подводными аппаратами целесообразно применять гидроакустические колебания (ГАК). С точки зрения дальности связи они обладают рядом недостатков, однако более безопасны для человека и способны проникать на большую глубину [1; 13]. Например, В. В. Путин, будучи на глубоководном аппарате «Мир-1» на дне озера Байкал, с глубины свыше тысячи метров общался с журналистами на барже по гидрофону [14].
На основании изложенного могут быть сделаны следующие выводы и предложения.
1. Северной морской путь — это не только транспортная артерия России, но и путь к шельфовым природным богатствам Севера России.
2. Освоение и использование природных богатств Крайнего Севера потребует не только рабочих рук, но и перспективных подводных механизмов и роботов в виде автономных необитаемых аппаратов. Выполненные исследования показали, что в этом направлении ведутся интенсивные поиски создания и оптимизации таких аппаратов. Одной из сложнейших задач продолжает оставаться разработка и создание надежного канала телеуправления такими аппаратами. При этом одновременно приходится решать задачу непричинения вреда экологии водной среды.
3. Для телеуправления этими автономными глубоководными необитаемыми аппаратами необходима надежная связь с ними. В качестве такой связи целесообразно использовать гидроакустическую связь как наиболее экологичный род связи с глубоководными аппаратами.
1. Сергеев А. Н. Радиоэлектроника под водой / А. Н. Сергеев. — Л.: Энергия, 1971. — 146 с.
2. Автономные необитаемые подводные аппараты / под общ. ред. М. Д. Агеева. — Владивосток: Дальнаука, 2000. — 272 с.
L-^3aff ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА
XJ/ЮРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА ИМЕНИ АДМИРАЛА С. О. МАКАРОВА
3. Бочаров Л. Ю. О некоторых тенденциях в развитии автономных необитаемых подводных аппаратов / Л. Ю. Бочаров // Технические проблемы освоения Мирового океана: материалы V Все-рос. науч.-техн. конф., Владивосток, 30 сентября — 4 октября 2013 г. — Владивосток, 2013.
7. Международная конвенция по охране человеческой жизни на море, 1974 г. — СПб.: ЗАО «ЦНИИМФ», 2002.
8. Конторов Д. С. Радиоинформатика / Д. С. Конторов, М. Д. Конторов, В. К. Слока. — М.: Радио и связь, 1993. — 294 с.
9. Телемедицина. Новые информационные технологии на пороге XXI века / под ред. Р. М. Юсупова, Р. И. Полонникова; С.-Петерб. ин-т информатики и автоматизации РАН. — СПб.: ТОО «Анатолия», 1998. — 488 с.
10. Schuman W. Uber die Stralungslosen Eigenschwingungen eine leite rugeldie von Luftschicht und einer Ionosphharen umgeben ist / W. Schuman. — Z. Naturforsch, 1952.
11. Блиох П. В. Глобальные электромагнитные резонансы в полости Земля-ионосфера / П. В. Блиох, А. П. Николаенко, Ю. Ф. Филиппов. — Киев: Наук. думка, 1977. — 200 с.
12. Дальняя связь на крайне низких частотах // ТИИЭР. — 1974. — № 3 (62).
13. Урик Р. Дж. Основы гидроакустики: пер. с англ. / Р. Дж. Урик. — Л.: Судостроение, 1978. — 448 с.
УДК 629.12 В. И. Дмитриев,
заведующий кафедрой судовождения, канд. техн. наук, доцент,
ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова;
доцент кафедры судовождения, канд. техн. наук, ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова;
третий помощник капитана, ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова
АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ РАБОЧЕЕ МЕСТО СУДОВОДИТЕЛЯ —
НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ
THE WORK’S STATION OF THE NAVIGATOR —
THE PRESENT AND THE FUTURE
Источник: cyberleninka.ru
Средства связи с атомными подводными лодками США
В планах Пентагона важная роль во всеобщей ядерной войне отводится атомным ракетным подводным лодкам (ПЛАРБ), которые уже в мирное время находятся в районах патрулирования в постоянной готовности выполнить приказ на пуск ракет по объектам противника. Атомные многоцелевые подводные лодки (ПЛА), решая задачи разведки, патрулируют на противолодочных рубежах, обеспечивают деятельность ударных сил флота и всегда готовы использовать свое оружие (торпеды и крылатые ракеты, в том числе противокорабельные).
Американские подводные силы развиваются в направлении как усиления их боевой мощи, так и повышения их неуязвимости для воздействия противника. К числу важнейших мер, обеспечивающих скрытность деятельности подводных лодок, американское командование относит: особый оперативный режим их использования; снижение уровня физических полей, прежде всего акустических и электрических; применение надежной системы управления. Совершенствование действующих, а также разработка и создание новых систем и средств связи с подводными лодками, особенно находящимися на больших глубинах, являются, как сообщает иностранная печать, основой поддержания их в высокой боевой готовности.
Надежное управление ПЛА в подводном положении представляет собой достаточно сложную проблему, над решением которой, как указывает зарубежная пресса, американские специалисты работают более 20 лет. Главная трудность заключается в том, чтобы радиосигнал преодолел толщу воды, где его энергия поглощается в зависимости от длины волны, а также удаления приемника от передатчика, его мощности, глубины приема сигналов, скорости перемещения антенны и ряда других факторов. Степень поглощения сигналов и глубина их проникновения в водную среду показаны на рис. 1.
Современное развитие электронной техники позволяет достаточно широко использовать для связи с подводными лодками длинноволновый (ДВ) и сверхдлинноволновый (СДВ) диапазоны. Использование более низкого так называемого диапазона чрезвычайно низких частот (ЧНЧ) связано с необходимостью применять излучения значительной мощности и сложные антенны больших размеров. Передача сообщений через водную среду в высокочастотном (оптическом) диапазоне волн требует концентрации энергии в узконаправленном луче и связана с применением лазерной техники над районом нахождения подводной лодки.
В настоящее время ПЛА управляются через сеть береговых узлов и центров связи. Они расположены во всех важных районах мира, примыкающих к акваториям, где действуют подводные лодки США. Радиостанции ведут циркулярные передачи для них бесквитанционным способом. Чтобы повысить надежность связи, на каждый район театра работает не менее двух радиостанций, которые, используя УКВ, KB, ДВ и СДВ диапазоны волн, неоднократно повторяют основные сообщения.
Передачи в УКВ диапазоне осуществляются в пределах . прямой видимости или через спутниковую систему (диапазон 225- 400 МГц) , которая во второй половине 80-х годов будет заменена системой . Четыре спутника последней уже выведены на стационарные орбиты.
Один из каналов спутниковой системы (полоса пропускания 25 кГц) предназначен для ретрансляции циркулярных передач по флоту, в том числе и для подводных лодок. При этом передачи в звене ведутся в сантиметровом диапазоне, а — в дециметровом.
Для циркулярных передач используются наземные станции AN/FSC-79, расположенные в основных центрах связи ВМС в Норфолке (США), Гонолулу (Гавайские о-ва), Неаполе (Италия), на о-вах Гуам (Тихий океан) и Диего-Гарсия (Индийский океан). На ПЛА эти передачи принимаются единым в ВМС США приемником AN/SRR-1. В целях обеспечения надежности связи и повышения пропускной способности канала циркулярных передач в адрес ПЛ используется аппаратура цифровой связи, позволяющая передавать информацию со скоростью 2400 бит/с. Аппаратура размещена на береговом узле связи (УС) и подводной лодке, и с ее помощью можно вести высокоскоростную передачу также с лодки на берег.
KB диапазон (3-30 МГц) по отношению к другим диапазонам используется как резервный, так как прохождение его радиоволн недостаточно устойчиво и он подвержен радиопротиводействию. Для установления связи и передачи сообщения требуется значительное время.
Принимать сигналы в УКВ и KB диапазонах подводные лодки могут только в надводном положении или на перископной глубине на выдвижные антенны.
Большинство береговых узлов связи ВМС США, а также американские радиостанции, расположенные в странах Европы и в западной части Тихого океана, оборудованы длинноволновыми передатчиками, обеспечивающими связь . на дальности 3- 4 тыс. км. Основные береговые УС имеют СДВ передатчики (3-30 кГц), которые обеспечивают связь с подводными лодками на расстоянии до 16 тыс. км.
В ВМС США в настоящее время есть семь таких узлов, три из них — Аннаполис (г. Вашингтон), Луалуалей (Гавайские о-ва) и Бальбоа (зона Панамского канала) — были построены до второй мировой войны и уже несколько раз модернизировались. В 60- 70-х годах созданы радиоцентры Катлер (штат Мэн), Джим-Крик (Вашингтон), Норт-Вест-Кап (Австралия) и Сан-Франциско (штат Калифорния). Передающий радиоцентр Катлер оборудован одним передатчиком мощностью 2000 кВт, Джим-Крик- двумя по 1000 кВт, а остальные- по 1000 кВт. Их основные рабочие частоты 14-35 кГц.
В зарубежной печати отмечается, что береговые радиостанции, особенно СДВ диапазона, со своими громоздкими антенными полями подвержены воздействию со стороны противника. Так, антенное поле радиоцентра Катлер занимает около 6 км2. На нем размещается несколько секций антенн, главным образом ромбических, подвешенных на стальных опорах высотой 250 -300 м. По заявлению американского командования, с началом боевых действий большинство радиоцентров может быть уничтожено. Поэтому оно считает, что для более надежного управления подводными лодками, и в первую очередь ракетными, необходимы системы связи с повышенными живучестью, дальностью распространения и глубиной подводного прохождения сигналов.
Особую надежду в решении данной проблемы они возлагают на созданную еще в 60-е годы резервную систему СДВ связи, размещенную на самолетах-ретрансляторах, которая получила наименование ТАКАМО. Она должна своевременно и с большой надежностью передавать на ПЛАРБ приказ применить ядерное оружие. На самолет системы ТАКАМО сообщение поступает по каналу циркулярных передач для подводных лодок и по специальным линиям связи с высшим командованием вооруженных сил и ВМС США.
Самолеты-ретрансляторы ЕС-130 системы ТАКАМО сведены в две эскадрильи (девять самолетов в каждой), действующие на Атлантическом и Тихоокеанском ТВД. Они специально оборудованы для работы личного состава дежурной смены с аппаратурой приема и ретрансляции сигналов на подводные лодки. Дежурная смена располагается в переднем помещении фюзеляжа самолета, где находятся центральный пост управления, посты операторов, контролирующих прохождение информации по телефонным и телеграфным каналам связи, и пост оператора СДВ передатчика. В хвостовой части фюзеляжа установлены приемные и передающие устройства, усилители мощности, системы обработки информации, выходные каскады сверхдлинноволнового передатчика и аппаратура согласования их с антенной.
Аппаратура связи самолета-ретранслятора включает: четыре УКВ радиостанции AN/ARC-138, две KB радиостанции AN/ARC-132, станцию спутниковой связи AN/ARC-146, а также радиоприемники KB, СВ, ДВ и СДВ диапазонов. Для ретрансляции передач на самолете установлен малогабаритный СДВ передатчик AN/ARQ-127 мощностью 200 кВт, работающий в диапазоне 21-26 кГц. Передачи в адрес подводных лодок ведутся в режимах буквопечатания и ручного телеграфирования. Излучающим элементом является буксируемая антенна длиной 10км, которая выпускается и убирается специальным устройством.
Во время дежурства в воздухе самолет-ретранслятор совершает полет в заданном районе на высоте около 8000 м со скоростью 330-500 км/ч по кругу радиусом 185км с выпущенной СДВ антенной. В таком режиме буксируемая антенна провисает на 1500 м и занимает положение, близкое к вертикальному. По итогам многолетнего использования системы ТАКАМО, как отмечает западная пресса, их передачи принимаются подводными лодками при заглублении антенны до 15 м и удалении от самолета в основном на относительно небольшие расстояния, но возможно и до 10 тыс. км.
По сообщениям зарубежной печати, система ТАКАМО совершенствуется. Улучшается и обновляется радиотехническое вооружение самолета, широко внедряется электронно-вычислительная техника. Промышленности заказаны 15 машин Е-6А, разработанные на базе самолета Боинг 707. Начиная с 1987 года по мере выработки моторесурса EC-130Q будут заменяться новыми самолетами — Е-6А.
Для связи с подводными лодками в любое время и на глубинах, обеспечивающих скрытность их действий, американские специалисты приступают к использованию диапазона ЧНЧ (0-3000 Гц), радиоволны которого обладают незначительным коэффициентом затухания при проникновении в водную среду (до 0,1 дБ/м) и повышенной устойчивостью к излучениям ядерных взрывов. При достаточно мощном передатчике радиоволны ЧНЧ распространяются на расстояние более 10 тыс. км и проникают в воду на глубину до 100 м.
Еще в 60-х годах предпринимались попытки создать такую систему, но из-за ее чрезмерно высокой стоимости и ряда других причин проект был закрыт, а испытательный центр в 1978 году законсервирован.
В 1981 году правительство США утвердило более дешевый проект системы связи на ЧНЧ общей стоимостью 230 млн. долларов (получил наименование ELF — Extremely Low Frequency). В ней предусматривается иметь два передающих центра с передатчиками мощностью 3-5 МВт. Первым является модернизированный испытательный центр в штате Висконсин, в котором уже установлен передатчик повышенной мощности.
В 1982-1984 годах из этого центра было проведено несколько экспериментальных передач на погруженные лодки. Сигнал был принят ими на глубине около 100м при скорости хода до 20 уз. Второй центр строится в штате Мичиган. Для упрощения его строительства и эксплуатации антенная система (общей длиной около 100км) подвешена на стальных опорах высотой 1,8 м.
Для связи предполагается использовать частоты 45-80 Гц, на которых передача команды, состоящей из трех букв, длится 5-20 мин. Командование ВМС считает, что данная система будет вспомогательной, ее цель — предупредить лодку о необходимости подвсплыть и принять сообщение по другим средствам связи. К моменту введения в строй системы полностью на всех ПЛАРБ и ПЛА планируется установить приемную аппаратуру. Работой центров будут управлять с одного диспетчерского пункта, хотя они должны обслуживать различные театры. При необходимости для повышения надежности приема особо важной информации оба центра смогут работать синхронно, увеличивая тем самым мощность излучения.
Надежность связи с глубоко погруженными подводными лодками может быть повышена за счет применения лазеров. Эта широко рекламируемая зарубежной печатью система связи позволит передавать на подводные лодки, находящиеся на глубине свыше 100м, большой объем информации с высокой скоростью. Полагают, что она не потребует применения других средств связи, так как лазерная спутниковая связь сможет обеспечить оперативно-тактическое и стратегическое управление силами.
Для обеспечения связи, как свидетельствует иностранная печать, наиболее целесообразным участком светового диапазона является сине-зеленый (0,42-0,53 мкм) спектр, который преодолевает водную среду с наименьшими потерями и проникает на глубину до 300 м. Однако создание лазерной связи сопряжено с рядом технических трудностей. В настоящее время ведутся эксперименты с лазерами, при этом рассматриваются три основных варианта их применения.
Для первого варианта требуются пассивный спутник-ретранслятор, оснащенный крупноразмерным отражающим рефлектором (диаметр до 7м, вес около 0,5т), и мощный наземный лазерный передатчик. Для второго на спутнике необходимо иметь достаточно мощное передающее устройство и на несколько порядков выше по мощности энергетическую установку. В обоих вариантах надежность связи должна обеспечиваться высокоточной системой наведения и сопровождения объекта связи лазерным лучом. Изучается третий вариант, предусматривающий создание лазерного луча с помощью линз и зеркал, концентрирующих солнечную энергию.
Существующий уровень технологии, по мнению зарубежных специалистов, позволяет в первом варианте реализовать лазер мощностью 400’Вт с частотой повторения импульсов до 100Гц, а во втором — разместить на орбите лазер мощностью 10 Вт с частотой повторения импульсов 18 Гц. Экспериментальный образец системы лазерной связи может быть развернут в 90-х годах, а рабочая аппаратура создана не ранее 2000 года.
Подводные лодки независимо от их назначения при выполнении боевой задачи с целью обеспечения скрытности своих действий соблюдают режим радиомолчания. Лишь в исключительных случаях, связанных с аварией, невозможностью выполнения боевой задачи и доклада особо важных сведений, они ведут радиопередачи. Чтобы ПЛАРБ находилась на поверхности или на перископной глубине с работающим радиопередатчиком минимальное время, связь осуществляется посредством высокоскоростной передачи данных в цифровом виде через спутниковую систему связи , а также в KB диапазоне. Существующая сеть береговых станций обеспечивает прием таких передач на сменных частотах KB диапазона с высокой надежностью.
В условиях мирного времени при плавании в надводном положении подводные лодки могут использовать весь арсенал своего радиовооружения.
На ПЛАРБ типа установлен комплект радиоаппаратуры, разработанный по проекту . Он предусматривает оборудование радиорубки автоматизированными системами управления средствами связи и распределения корреспонденции, что позволяет сократить количество операторов в смене до одного-двух человек. Для атомных многоцелевых подводных лодок типа разработан унифицированный центр связи, включающий в свой состав корабельную приемопередающую аппаратуру связи, средства радиотехнической разведки, радиопротиводействия, опознавания и системы гидроакустической связи. Средства автоматизации на атомных ракетных и многоцелевых подводных лодках включают ЭВМ AN/UYK-20.
В состав радиоаппаратуры атомных подводных лодок ВМС США входят: один приемник ЧНЧ диапазона (начинают устанавливать); два — СВ, ДВ и СДВ диапазонов (10-3000 кГц); несколько КВ-приемников; приемное устройство AN/SRR-1 циркулярных передач через спутниковую систему связи ; две радиостанции KB диапазона (мощность передатчика 1 кВт), которые обеспечивают двухстороннюю связь подводных лодок с берегом в режимах телефонии, буквопечатания и ручной телеграфии; два KB передатчика (2-30 МГц, мощность 1 кВт); две УКВ радиостанции (одна из них — AN/WSC-3 — обеспечивает все виды связи с береговыми станциями и подвижными объектами через ИСЗ). Специальное устройство цифровой связи осуществляет высокоскоростную передачу данных.
Основой надежной работы радиоаппаратуры на подводной лодке являются: антенные устройства (рис. 2); буксируемая на глубине более 100м кабельная антенна шлейфного типа длиной свыше 1000 м для приема передач в диапазоне ЧНЧ (начата установка); буксируемая кабельная антенна шлейфного типа (длина 300-900 м) для приема в ДН и СДВ диапазонах. Для нахождения активного участка антенны на глубине приема (не более 20 м) подводная лодка подвсплывает на глубину 30 м, а при ее погружении ниже 60 м антенна на глубине приема поддерживается буем; буксируемая рамочная антенна СДВ диапазона имеет рабочую глубину приема не более 10 м, которая определяется скоростью движения подводной лодки (до 3 уз) и длиной буксира (500-600м); бортовая рамочная антенна СДВ диапазона для приема сигналов на глубине не более 30 м.
Приемные и передающие ненаправленные антенны KB и УКВ диапазонов (спиральные и штыревые), а также спутниковой системы связи устанавливаются на выдвижных устройствах подводной лодки и используются только в надводном положении и на перископной глубине. Антенны спутниковой связи представляют собой направленную решетку с гироскопическим сервоприводом для удержания ее в заданном направлении и с ручным дистанционным управлением для наведения по углу места.
Для связи ПЛА, находящейся в подводном положении, в KB и УКВ диапазонах используется радиобуй AN/BRT-3. Начиная с 1981 года эти буи модернизируются: вместо УКВ антенн на них устанавливают антенны спутниковой связи.
Аварийная связь подводных лодок с самолетами, надводными кораблями и береговыми станциями обеспечивается автоматическим комплексом, ведущим передачи в KB диапазоне с помощью выпускаемого с ПЛ и всплывающего па поверхность связного буя, на котором установлена телескопическая антенна.
Краткий обзор приведенных в статье сведений зарубежной печати по системам и средствам связи указывает на стремление американского командования создать надежную систему управления подводными лодками.
Капитан 1 ранга запаса А.МАРКОВ
Источник: www.liveinternet.ru