Средства наблюдения и связи

Успешное выполнение боевой задачи в значительной степени зависит от своевременной и полной информации о положении на театре военных действий и об обстановке непосредс,твенно в районе боевой деятельности подводной лодки. Информация на подводную лодку может поступать с береговых флагманских

' Navy Times, 1962, т. 12, № 8.

командных пунктов, со взаимодействующих подводных лодок, надводных кораблей, самолетов и вертолетов, а также по каналам собственных средств наблюдения.

В первых двух случаях получение информации обеспечивают средства дальней й'ближней связи подводной лодки.

По принципу действия лодочную аппаратуру наблюдения и связи подразделяют на гидроакустическую, радиотехническую и оптическую (в том числе использующую электронные оптические приборы).

На современной подводной лодке находится большое количество гидроакустических станций различного назначения и в томчисле поиска целей и выдачи целеуказаний, обнаружения работающих гидролокационных станций противника, зву-коподводной связи, гидроакустического противодействия. По сообщениям иностранной печати, во время трансполярного перехода подводной лодки «Наутилус» в 1958 г. на ней было установлено 13 гидроакустических станций, включая эхолоты и эхоледомеры.

Поисковые гидроакустические станции, как правило, могут работать в режимах шумопеленгования (пассивный режим) и эхопеленгования (активный режим). Широкое" применение находят станции кругового обзора с электронным сканированием луча в режиме эхопеленгования.

Дальность действия гидролокаторов увеличена за счет применения более низких рабочих частот (рис. 77), однако для получения тех же характеристик направленности пришлось увеличить габариты антенных систем. Так, диаметр цилиндрической антенны станции, работающей на частоте 50 кгц, равен 190 мм. При уменьшении рабочей частоты до 10 и 2 кгц ее диаметр возрастает до 910 и 4600 ДІЛІ соответственно.' )

Зависимость между дальностью гидролокатора г {км) и оптимальной рабочей частотой /опт [кгц). может быть выражена следующей приближенной формулой 2;

Средства наблюдения и связиСредства наблюдения и связи

(75)

Дальность действия гидролокатора определяется также интенсивностью полезного (отраженного) сигнала, которая в общем случае должна превышать интенсивность гидроакустиче,-ской помехи. Интенсивность полезного сигнала может быть вычислена по формуле

I -^т-'-'^', ' (76)

где со — излучаемая гидролокатором акустическая мощность; у — коэффициент концентрации антенны ги,а,ролокатора при излучении; — эквивалентный радиус (отражательная способность) цели; р — коэффициент пространственного затухания акустической энергии в воде (р = 0,036 где / — рабочая частота).

Из формулы (76) видно, что увеличение дальности действия гидролокатора связано с увеличением излучаемой акустической мощности со и коэффициента концентрации антенны у, в свою очередь, зависящей от площади излучающей поверхности антенны (для плоского электроакустического преобразователя

Т = . где 5 —площадь излучающей поверхности; % — длинаволны акустического излучения).

Увеличить дальность действия гидроакустической, аппаратуры можно и иным путем: за счет уменьшения уровня собственных шумовых помех подводной лодки в месте размещения антенны. При этом могут быть снижены требования к интенсивности полезного сипнала, поскольку возможность его распознавания зависит От соотношения интенсивностей полезного сигнала и помех.

На первых атомных подводных лодках в качестве основной пидроажустической станции использовали гидролокатора надводных кораблей АМ/5Р5-4 с рабочей частотой 14 кгц и диаметром цилиндрической антенны 1600 мм.

На подводных лодках типа «Скипджек» установлена усовершенствованная гидроакустичеокая станция типа АМ/Вр5-2. цилиндрическая антенна которой состоит из 60 вертикальных приемников (каждый приемник содержит 8 магнитострикцион-ных пакетов). Материалом для изготовления приемников служит титанат бария.

Атомные подводные ракетоносцы типов «Итен Аллеи» и «Лафайет» вооружены гидроакустическими станциями АМ/В05-4 и А^Вд8-4А.

Кроме основных гидроакустических станций, на лодках устанавливают гидролокационные и шумопеленгационные станции вспомогательного назначения. Для обнаружения препятствий по курсу подводной лодки используют гидролокаторы-миноискатели типа АМ/ирЗ-Ю. В США разработана разведывательная аппаратура АМ/ШЬК-2 и АМ/ШЬК-З, обнаруживающаясигналы гидролокационных станций подводных лодок и торпед с активной акустической системой наведения. Дальность действия станции звукоподводной связи АМ/ОрС-І около 9 км при излучаемой акустической мощности 100 вт и рабочей частоте 8 кгц. Размеры ее цилиндрического преобразователя, мм: диаметр 22, высота 290. В новом варианте станции АМ/ирС-1В дальность действия увеличена не менее чем на 20—25°/о.

На подводной лодке «Таллиби» установлена комплексная гидроакустическая система АМ/ВРР-1, а на лодках типов «Трешер» и «Стерджен»—усовершенствованный вариант комплекса АМ/Врр-2. При незначительном уровне собственных помех и благоприятных гидрологических условиях этот комплекс обеспечивает дальностъ обнаружения надводных кораблей и подводных лодок на расстоянии 20^25 км в режиме эхопеленгования и 55—220 км в режиме шумопеленгования в зависимости от отражательной способности и шумности цели'соответствейно.

в состав комплекса АМ/В(ЗР-2 входят: ' гидроакустическая станция АМ/ВрЗ-б, работающая в активном и пассивном режиме; шумопеленгаторная станция АМ/ВрН-7; индикатор-вычислитель АМ/ВРА-З; станция звукоподводной связи АМ/ВрА-2.

Антенна станции АМ/ВрЗ-б выполнена в виде сферы диаметром около 4 м, размещенной в носовой оконечности лодки. На поверхности сферы на специальных фундаментах укреплено 1245 электроакустических преобразовательных элементов из ти-таната бария. В активном режиме станция может обеспечивать круговой обзор и секторный поиск с электронным сканированием луча по азимуту (без механического поворота антенной системы). Предусмотрено также электронное сканирование луча по углу места, что позволяет обнаруживать цели на значительных расстояниях с помощью сигналов, отраженных от поверхности и дна океана. При работе в активном режиме станция АМ/Вр5-6 может; якобы, обнаруживать подводные лодки на дистанциях, соответствующих дальности стрельбы ракетой «Саброк» (35—55 км).

Антенная система шумопеленгатора АМ/ВрН-7 состоит из 156 гидрофонов, расположенных в три ряда по полуэллиптическому контуру в носовой оконечности лодки. Протяженность антенной системы в корму превышает 15 м. Пульты управления гидроакустическим комплексом размещены в рубке гидроакустики (рис. 78) на средней палубе отсека центрального поста.^ Там же установлен вычислитель-индикатор АН/ВРА-З, автоматически вычисляющий дальность до цели и пеленг на цель,, а также определяющий скорость изменения этих величин и пе редающий полученные данные в систему управления торпедной стрельбой.

Самостоятельная гидроакустическая систем.а, устанавливаемая на атомных подводных лодках типов «Трешер», «Лафайет» и других, — станция классификации целей АМ/ВРР-З. Классификация полученных акустических контактов — весьма сложная задача. По сообщениям зарубежной печати,' на учениях сил противолодочной обороны ВМС США количество контактов, когда обнаруженный объект ошибочно классифицировали как подводную лодку, достигает 897о. Для облегчения работы гидроакустиков в состав аппаратуры станции АМ/ВРР-З включено записывающее устройство, которое может быть использовано для фиксации характеристик акустического излучения на магнитной ленте и последующего анализа спектра шумов с помощью специальных фильтров.

Запись шумов и другой аналогичной информации на американских атомных подводных лодках осуществляется многоканальными магнитофонами типов АМ/иМд-7, АМ/иМд-8 с рабочей частотой от 8 до 15—

20 мггц. Для анализа шумов используют электронные вычислительные машины АМ/и5д-20, К-ЮО и пр. В запоминающем устройстве машин записано большое количество спектральных характеристик шумности надводных кораблей и подводных лодок, а также эхосигналов, отраженных от различных подводных объектов.

На новых подводных лодках ВМС США дополнительно устанавливают гидроакустическую систему АМ/ВдС-4, основное назначение которой— определение элементов движения цели пассивным методом (шумопеленгованием) В системе используется три группы гидрофонов, разнесенных по длине подводной лодки.

Средства наблюдения и связи

Рис. 78. Размещение аппаратуры врубке гидроакустики атомной подводной лодки типа «Трешер».

/ — пульт станции звукоподводной связи АК/ВдА-2; 2—пульт шумопелеиговаиия станции АЫ/Вр5-6; 3 — пульт эхопеленгования станции АЫ/ВдЗ-б; 4 — пульт шумомера; 5 — вычислитель-индикатор АЫ/ВрА-З; 6 — пере-страеваемый фильтр; 7 — устройство для записи шумов; 8 — пульт шумопеленгаториой станции AN/BQR-7; 9 — пульт станции классификации целей АЫ/Врр-З.

Антенные системы гидроакустических станций обычно размещают в пределах обводов наружного корпуса (рис. 79) и реже в ограждении выдвижных устройств или в специальных обтекателях, выступающих за обводы корпуса. Обшивка легкого корпуса в районах размещения антенных систем должна обладать повышенной звукопрозрачностью. Ее выполняют из нержавеющей стали или стеклопластика. Кроме того, предполагают * применять двухслойную обшивку —из двух стальных' листов, расположенных на небольшом расстоянии один от другого. Пространство между листами сообщается с забортной водой либо заполнено веществом, имеющим одинаковое с водой акустиче-

Средства наблюдения и связи

Рис. 79. Схема размещения гидроакустических антенн на атомной подводнойлодке типа «Трешер».

/ — антенная система станции АЫ/Вр5-6; 2 — то же АЫ/ВрК-7; 3 — гидрофоны станции

Аыувдд-з.

ское сопротивление. При рабочей частоте станции 70 к:гt{ толщина листов равна 1,6 мм, а расстояние между ними не превышает 1,5—2 мм.

Собственные шумовые помехи значительно ограничивают дальность действия гидроакустической аппаратуры; Зарубежные конструкторы ведут большие работы по уменьшению шумовых помех. Например, по этой причине были перенесены носовые горизонтальные рули и торпедные аппараты в среднюю часть корабля. Интенсивность помех резко возрастает с увеличением скорости подводной лодки. Нормальная дальность действия гидроакустической аппаратуры 2 обеспечивается при скоростях хода не более 12—15 узл.

Дальнейшее совершенствование средств гидроакустики, по мнению зарубежных специалистов, ^ возможно при использовании низких частот (3000—300 гц) и увеличении мощности излучения до 1 мгвт и более. В свою очередь это требует увеличения .размеров антенных систем гидроакустических станций. Например, на экспериментальной подводной лодке «Флайнг Фиш» установлена линейная система из 86 гидрофонов длиной 0,6 л< каж дый. Общая дліина базы при этом достигает 61 м. Повышение мощности излучения может быть компенсировано также за счет увеличения глубины, на которой работают преобразователи, т. е. глубины погружения подводной лодки, Одновременно это позволяет более широко использовать свойства звукового канала.

С увеличением дальности действия гидроакустических станций повышаются требования к точности определения пеленга на цель. Необходимая точность может быть достигнута путем формирования узконаправленных лучей большой мощности. Большое внимание уделяют за рубежом созданию гидроакустических систем, использующих электроискровой, пневматический и взрывной методы генерирования эвука. i

Ряд государственных учреждений и фирм США изучают вопрос о возможности разработки подводных средстб наблюдения и связи, основанных на неакустических принципах. С 1959 г. в США разрабатывается тема «Ансаунд» — выявление в океане «окна» или, другими словами, подводного канала для распространения электромагнитных колебаний. Аналогичные работы по созданию «подводного радиолокатора» ведутся в Англии.

В 1966 г. в зарубежной литературе' появились сообщения об открытии в. США нового вида электромагнитного излучения— гидронических волн. Эти волны якобы могут распространяться в водной среде на большие раїсстояния при сравнительно небольшой мощности передатчиков. 2

Некоторые американские фирмы занимаются проблемами, связанными с разработкой оптических приборов подводного наблюдения, использующих молекулярные (квантомеханические) гвнЄ(раторьі светового излучения-—лазеры. ^ Узкий луч оветаг создаваемый этими приборами', позволяет получить высокую разрешающую способность средств обнаружения и-скрытность ПОДгводной связи.

Дальность действия опытной установки, работающей в сине-'зеленой части спектра (морская вода обладает наибольшей прозрачностью для лучей этой части спектра), оценивается в 450 м. В перспективе ^ ожидается увеличение дальности действия установок, основанных на использовании молекулярных генераторов, до 1,5—3,0 км. Слелуюїцян этап — разработка подобного устройства для активного поиска целей. В системе, вероятно, используют излучатель типа «бегущего луча», а в качестве приемни-

' Electronic News, 1966, № 526.

2 Сообщение об открытии в США «гидронических волн» требует серьезной проверки Сприж. авторов).

3 Молекулярный генератор — устройство, работающее на основе эффекта индуцированного излучения (см. книгу: А. Шавлов и др.. Оптические квантовые генераторы, ИЛ, 1962).

^ Для подводных приборов наблюдения на основе молекулярных генераторов предложено название «Ведар». -5 Electronics, 1961, т. 34, № 23, 44, 47.

ка — синхрониэировавное с излучателем развертывающее устройство. Индикатором системы будет служить электронный фотоумножитель. Наиболее вероятная область применения подводных лазеров — головки самонаведения торпедного оружия.

Радиолокационные станции (РЛС) подводных лодок, служащие вспомогательным средством получения информации, могут действовать при плавании лодки в надводном или перископном положениях. На вооружении американских атомных подводных лодок находятся РЛС обнаружения надводных и низколетящих целей АМ/ВР5-2, АЫ/ВР5-6; РЛС обнаружения воздушных целей и определения их высоты АМ/ВР5-3, АМ/ВР5-7, РЛС обнаружения раїботающих радиолокаторов противника и опознавания АМ/иРА-З, АМ/иРА-6 и пр. Американские лодочные РЛС активного поиска целей работают на волнах сагнтиметрового ди-ап а зон а і (5,15—5,50 см).

Уоиленная раднолокационная аппаратура установлена на атомной подводной лодке «Тритон», предназначавшейся первоначально для несения дальней радиолокационной разведки. В состав этой аппаратуры входят РЛС обнаїружения воздушных целей, наведения истребительной авиации противовоздушной обороны, обнаружения работающих РЛС противника, опознавания, создания помех и т. п. Специальная аппаратура, позволяющая ретранслировать получаемую самолетами радиолокационного дозора информацию, значительно увеличивает зону, которую контролирует подводная лодка. Окружающая обстановка может воспроизводиться на экранах индикаторов радиолокационных станций в таком виде, в каїком она видна с подводной лодки и с любого из самолетов радиолокационного дозора. Для сбора и обработки поступающей информации на лодке установлен боевой информационный пост (БИП), расположенный в четвертом отсеке корабля. БИП оборудован настенным планшетом, на который непрерывно наносится изменение обстановки в районе нахождения подводной лодки.

Для глубоководных подводных лодок в США разрабатывается стационарная антенна с электронным оканированиеїм характеристик направленности. При этом не требуется вращать антенну, что позволяет упростить конструмцию выдвижного устройства 2.

Визуальное наблюдение на подводных лодках ведут с помощью церископов и телевизионных установок. На каждой атомной подводной лодке установлено по два перископа, позволяющих вести наблюдение за поверхностью воды и воздухом в дневное и ночное .время. Наиболее широко црименяются перископы типов «8», «8В», «10», и «11» фирмы Коллморген (ихдлина 12—15 м, вес около 1 т). Чтобы предотвратить запотевание оптики, тірубьі перископов заполняют осушенным азотом. Объективы перископов защищены специальным прозрачным металлическим покрытием, через которое пропущен электрический ток. Это предотвращает обледенение объективов при плавании подводных лодок в высоких широтах.

Новые виды приборов наблюдения подводных лодок — телевизионные установки. Лодки «Наутилус», «Скейт» и «Сидрэ-гон», например, оборудованы телевизионными системами, с помощью которых можно вести наблюдение за нижней кромкой ледяного покрова в период полярных плаваний. Передающая телекамера подводной лодки «Наутилус» заключена в стальной контейнер весом около 1 т, смонтированный в носовой части надстройки корабля. Чувствительность телевизионных установок очень высока. Телевизионная система АМ/ВХР-І подводной лодни «Сидрэгон», например, якобы апоообна обнаруживать ледяные поля на глубине до 120 м при свете луны и толщине льда 1,5 м. Приемная аппаратура системы смонтирована в центральном посту, где установлен телевизионный экран диаметром более 500 мм.

По мнению французских инженеров, телевизионными установками можно заменить обычные перископы или вести наблюдения за поверхцостью с помощью всплывающих камер Американская фирма Лорал Электронике разработала подводный разведывательный снаряд «Пегас», снабженный передающей те-лвкамерой.2

Средства радиосвязи позволяют подводным лодкам осуществлять двухстороннюю связь на коротких и ультракоротких волнах, и радиоприем на средних, длинных и сверхдлинных волнах. Стандартное радиооборудавание американской подводной лодки состоит из приемника длинных и сверхдлинных волн, двух приемников и двух передатчиков коротких волн, ультракоротковолнового приемника-передатчика и приборов радиоразведки типа АМ/ВЬН-1. Вся эта аппаратура размещена в радиорубке, площадь которой не превышает 6—8 м^. Помещение радиорубки используют также для шифровки и расшифровки радиограмм. На атомных подводных лодках устанавливают наиболее современные радиоприемники (например, приемник АЫ/ШНК-2, работающий в диапазоне частот 2—30 мгц), предназначенные для телефонной, телеграфной буквопечатающей и фототелеграфной связи. Радиопередатчики подводных лодок с высокой стабиль-ностьк) частоты позволяют осуществлять беспоисковую связь на всем диапазоне частот, для чего применены специальные схемы, высококачественные детали и стабилизация питающего напряжения. Примером могут служить передатчики типов АК/\УКТ-1

и АМ/ШКТ-2, заменяемые более совершенными передатчиками типов АМ/ШКТ-4 и АМ/ШКС-1. Передатчик АК/ШКТ-2 работает в диапазоне чаїстот 2—30 мгц и потребляет мощность до 1 кет.

Для повышения-Скрытности свяаи в состав схемы радиопередатчиков и приемников отдельными блоками входят накопительные устройства, позволяющие значительно сократить время передачи. Накопитель предсггавляет собой звукозаписывающий атпарат с двухскоростным лентопротяіжньїм механизмом. При передаче машитная лента движется в 10—20 раз быстрее, чем при записи сообщения. Скорость передачи достигает 1000 слов в минуту. Аналогичный аппарат приемника производит запись радиосообщения, которое затем можно прослушать при нормальной скорости движения ленты.

Подводная лодка может принимать сообщения на длинных и сверхдлинных волнах' без. всплытия на глубинах 15—20 ж. Новая радиостанция ВМС США в штате Мэн с передатчиком мощностью 2000 кет дает возможность поддерживать связь с подводными лодками, находящимися на глубине.30 м в любой точке земного шара, в том числе и под льдами Северного Ледовитого океана. Выдвижная лодочная антенна приемника длинных и сверхдлинных волн выполнена в виде двух взаимно перпендикулярных рамочных антенн диаметром ^жоло 50 см, заключенных в пластмассовый обтекатель. Антенна имеет сравнительно небольшой вылет над крышей ограждения выдвижных устройств.

Прием и передача сообщений на коротких и ультракоротких волнах івозіможньї лишь при нахождении подводной лодки в надводном или перископном положениях. Выдвижные антенны типа АМ/ШКА-2 выполнены в виде телескопических мачт, что обеспечивает значительный вылет антенн над крышей ограждения (см. главу «Системы и устройства»). Некоторые подводные лодки, например атомная лодка «Сивулф», снабжены, кроме того, неубирающиміиіся штыревыми антеннами длиной около 8ж.

Американская фирма Гофман Электронике Корпорейшн разработала новую конструкцию высокочастотной (2—32 мгц) выдвижной антенны для атомных подводных лодок-ракетоносцев 2. По сообщению представителей фирмы, антенна обеспечивает эффективную работу средств радиосвязи в широком диапазоне частот. В случае необходимости ее можно убрать внутрь ограждения менее чем за 40 сек. Разработана также совмещенная антенна типа АМ/ВРХ коротковолновой и ультракоротковолновой аппаратуры и радиолокационной станции опознавания целей.

В 1961 г. атомные подводные лодки ВМС США начали оборудовать всплывающими буйковыми антеннами, корпуса которых изготовлены из стеклопластика. Буйковые антенны используют на стоянке и при движении лодки в подводном положении.' Кроме буйковых антенн, в США ведутся разработки буксируемых всплывающих ан;генн в виде кабелей с положительной плавучестью.

В США разрабатываются системы связи для ВМС с использованием искусственных спутников Земли (ИСЗ) в качестве ретрансляторов береговых и корабельных радиостанций. В системах предполагают использовать ИСЗ трех типов: пассивные (отражатели), активные, накопляющие информацию, и активные с прямой ретрансляцией сообщений. Для связи с погружен-' ными подводными лодками на активных ИСЗ будут использованы длиноволновые передатчики-ретрансляторы. В частности на ИСЗ «Лофти», выведенном на орбиту в 1961.г., был установлен передатчик, работающий на частоте 18 /сг({. .Одновременно_ создаются ИСЗ для обнаружения морских целей и выдачи целеуказания подводным лодкам (спутники-разведчики типов «Альбатрос» и «Уо-уо»).

Внутрикорабельная связь на современных подводных лодках осуществляется с помошіью командно-трансляционного устройства, и телефона. Почти на всех атомных лодках установлен безбатарейный телефон. Некоторые подводные лодки оборудуются автоматическими телефонными коммутаторами. Например, на подводной лодке «Тритон» установлен коммутатор на 40 номеров.

Новейшие атомные подводные лодки ВМС США оборудованы комплексной системой внутрикорабельной связи АМ/Ш1С, в состав которой входят трансляционные подсистемы: общекорабельная командная (1/МС); электромеханической боевой части (2МС); аварийных докладов (4МС); управления кораблем (7МС); внутрикорабельной связи (21МС); спасательного (выходного) люка (31МС); управления ракетным оружием (32МС); внутренней связи ракетного отсека (35МС).

Кроме того, в состаїв системы входят генератор сигналов аварийной тревоги и около 90 громкоговорителей. С центрального поста общекорабельной системы связи осуществляется подача аварийных сигналов, управление и контроль за работой системы. На лодках установлено 50 местных постов связи. Система допускает передачу программ радиовещательных стан-- ций, принимаемых постом радиосвязи. Никель-кадмиевые батареи обеспечивают аварийное питание системы в течение нескольких часов. В системе широко использованы транзисторы и блочный метод компоновки, в состав системы включен 4-ка нальный магнитофон типа RD219(A)/U, позволяющий записывать все переговоры на борту подводной лодки.

Как уже отмечалось, на многих американских атомных лодках установлены внутренние телевизионные системы, с помощью которых ведут наблюдения из центрального поста за работой механизмов и действиями личного состава подводной лодки.

Предыдущая глава Оглавление Следующая глава