Містика низьких частот. Як зв'язатися з підводним човном? Зв'язок підводних човнів

Що за безглузде запитання? Як зв'язатися з підводним човном

Взяти супутниковий телефон та зателефонувати. Комерційні системи супутникового зв'язку, такі як INMARSAT або "Іридіум", дозволяють, не виходячи з московського офісу, додзвонитися до Антарктиди. Єдиний мінус – висока вартість дзвінка, втім, у Міноборони та Роскосмосу, напевно, діють внутрішні «корпоративні програми» із солідними знижками.

Дійсно, у століття Інтернету, «Глонасс» та бездротових систем передачі даних проблема зв'язку з підводними човнамиможе здатися безглуздою і не дуже дотепним жартом– які тут можуть бути проблеми через 120 років після винаходу радіо?

А проблема тут одна - човен, на відміну від літаків та надводних кораблів, рухається в глибинах океану і зовсім не реагує на позивні звичайні КВ, УКХ, ДВ-радіостанції - солона морська вода, будучи чудовим електролітом, надійно глушить будь-які сигнали.

Ну… якщо знадобиться - човен може випливти на перископну глибину, висунути радіоантену і провести сеанс зв'язку з берегом. Проблема вирішена?
На жаль, не все так просто – сучасні атомоходи здатні місяцями перебувати у підводному положенні, лише зрідка піднімаючись до поверхні для проведення планового сеансу зв'язку. Основна важливість питання полягає у надійній передачі інформації з берега на підводний човен: невже для трансляції важливого наказу доведеться чекати на добу і більше – до наступного за графіком сеансу зв'язку?

Іншими словами, в момент початку ядерної війни підводні ракетоносці ризикують виявитися марними – в той час, коли на поверхні гримтимуть бої, човни продовжать спокійно виписувати «вісімки» у глибинах Світового океану, не підозрюючи про трагічні події, що відбуваються «нагорі». А як же наш ядерний удар у відповідь? Навіщо потрібні морські ядерні сили, якщо їх неможливо вчасно застосувати?
Як взагалі зв'язатися з субмариною, що причаїлася на морському дні?

Перший спосіб досить логічний і простий, водночас він дуже складний у реалізації практично, а дальність дії такої системи залишає бажати кращого. Йдеться про звукопідводний зв'язок – акустичні хвилі, на відміну від електромагнітних, поширюються в морському середовищі набагато краще, ніж повітрям – швидкість звуку на глибині 100 метрів становить 1468 м/с!

Залишається лише встановити на дні потужні гідрофони або заряди вибухівки – серія вибухів з певним інтервалом однозначно покаже підводним човнам необхідність спливти та прийняти важливу шифрограму по радіозв'язку. Спосіб годиться для операцій у прибережній зоні, але «перекричати» Тихий океан вже не вийде, інакше потрібна потужність вибухів перевищить усі розумні межі, а хвиля-цунамі, що утворилася, змиє все від Москви до Нью-Йорка.

Звичайно, можна прокласти по дну сотні та тисячі кілометрів кабелів – до гідрофонів, встановлених у районах найбільш ймовірного знаходження стратегічних ракетоносців та багатоцільових атомних підводних човнів… Але чи існує інше, надійніше та ефективніше рішення?

Der Goliath. Страх висоти

Обійти закони природи неможливо, але в кожному з правил є свої винятки. Морська гладь не прозора для довгих, середніх, коротких та ультракоротких хвиль. У той же час, наддовгі хвилі, відбиваючись від іоносфери, легко поширюються за горизонтом на тисячі кілометрів і здатні проникати в глибини океанів.

Вихід знайдено – система зв'язку на наддовгих хвилях. І нетривіальну проблему зв'язку з підводними човнами вирішено!

Але чому всі радіоаматори та експерти в галузі радіотехніки сидять з таким сумним виразом обличчя?

Залежність глибини проникнення радіохвиль від частоти
VLF (very low frequency) – дуже низькі частоти
ELF (extremely low frequency) – вкрай низькі частоти

Наддовгі хвилі – радіохвилі з довжиною хвилі понад 10 кілометрів. В даному випадку нас цікавить діапазон дуже низьких частот (ОНЧ) в межах від 3 до 30 кГц, т.зв. "Міріаметрові хвилі". Навіть не намагайтеся шукати цей діапазон на ваших радіоприймачах – для роботи з наддовгими хвилями потрібні антени приголомшливих розмірів, завдовжки багато кілометрів – жодна з цивільних радіостанцій не працює в діапазоні «світіметрових хвиль».

Жахливі габарити антен – ось головна проблема на шляху створення ОНЧ-радіостанцій.

І все-таки, дослідження у цій галузі проводилися ще першій половині ХХ століття - їх результатом став неймовірний Der Goliath («Голіаф»). Черговий представник німецького «вундерваффе» - перша у світі наддовгохвильова радіостанція, створена на користь Кригсмаріне. Сигнали «Голіафа» впевнено приймалися підводними човнами в районі мису Доброї Надії, при цьому радіохвилі, які випромінювали супер-передавач, могли проникати у воду на глибину до 30 метрів.

Розміри автомобіля в порівнянні з опорою "Голіафа"

Вигляд «Голіафа» приголомшує уяву: передавальна ОНЧ-антена складається з трьох парасолькових частин, змонтованих навколо трьох центральних опор заввишки 210 метрів, кути антени закріплені на п'ятнадцяти гратчастих щоглах заввишки 170 метрів. Кожне антенне полотно, у свою чергу, складається з шести правильних трикутників зі стороною 400 м і є системою сталевих тросів в рухомій алюмінієвій оболонці. Натяг антенного полотна проводиться 7-тонними противагами.

Максимальна потужність передавача – 1,8 мегават. Робочий діапазон 15 – 60 кГц, довжина хвиль 5000 - 20 000 м. Швидкість передачі – до 300 біт/с.

Монтаж грандіозної радіостанції у передмісті м. Кальбе завершився навесні 1943 року. Два роки «Голіаф» служив на користь Кригсмарине, координуючи дії « вовчих зграй» на просторах Атлантики, допоки в квітні 1945 «об'єкт» не був захоплений американськими військами. Через деякий час місцевість перейшла під управління радянської адміністрації – станцію негайно розібрали та вивезли до СРСР.

Шістдесят років німці гадали, де ж росіяни сховали Голіаф. Невже варвари пустили шедевр німецької конструкторської думки на цвяхи?
Таємниця відкрилася на початку XXI століття – німецькі газети вийшли із гучними заголовками: «Сенсація! «Голіаф» знайдено! Станція, як і раніше, знаходиться в робочому стані!»

Височені щогли «Голіафа» злетіли вгору у Кстівському районі Нижегородської області, біля селища Дружний – саме звідси веде своє мовлення трофейний суперпередавач. Рішення про відновлення «Голіафа» було ухвалено ще далекого 1949 року, перший вихід в ефір відбувся 27 грудня 1952 року. І ось, вже понад 60 років легендарний «Голіаф» стоїть на варті нашої Вітчизни, забезпечуючи зв'язок з підводними човнами ВМФ, що йдуть під водою, одночасно будучи передавачем служби точного часу «Бета».

Вражені можливостями «Голіафа», радянські фахівці не стали зупинятися на досягнутому та розвинули німецькі ідеї. У 1964 році за 7 кілометрів від міста Вілейка (Республіка Білорусь) була побудована нова, ще більш грандіозна радіостанція, більш відома, як 43-й вузол зв'язку ВМФ.

На сьогоднішній день, ОНЧ-радіостанція під Вілейкою, поряд з космодромом Байконур, військово-морською базою в Севастополі, базами на Кавказі та в Середньої Азії, входить до діючих зарубіжних військових об'єктів Російської Федерації. На вузлі зв'язку «Вілейка» служать близько 300 офіцерів і мічманів ВМФ РФ, за винятком вільнонайманих громадян Білорусії. Юридично, об'єкт не має статусу військової бази, а територія радіостанції передана Росії у безоплатне користування до 2020 року.

Головною пам'яткою 43-го вузла зв'язку ВМФ РФ, безумовно, є ОНЧ-радіопередавач «Антей» (RJH69), створений за образом та подобою німецького «Голіафа». Нова станціянабагато більша і досконаліша за трофейну німецьку апаратуру: висота центральних опор збільшилася до 305 м, висота бічних гратчастих щогл досягла 270 метрів. Крім передавальних антен, на території площею 650 га розташована низка технічних будов, у тому числі високозахищений підземний бункер.

43-й вузол зв'язку ВМФ РФ забезпечує зв'язок з атомними човнами, що несуть бойове чергування в акваторіях Атлантичного, Індійського та північної частини Тихого океану. Крім своїх основних функцій, гігантський антенний комплекс може бути використаний на користь ВПС, РВСН, Космічних військРФ, також «Антей» застосовується для ведення радіотехнічної розвідки та РЕБ і входить до передавачів служби точного часу «Бета».

Потужні радіопередавачі «Голіаф» та «Антей» забезпечують надійний зв'язок на наддовгих хвилях у Північній півкулі та на більшій площі Південної півкулі Землі. Але як бути, якщо райони бойового патрулювання підводних човнів змістяться в південну Атлантику або в екваторіальні широти Тихого океану?

Для особливих випадків у складі авіації Військово-Морського Флоту є спеціальна техніка: літаки-ретранслятори Ту-142МР "Орел" (за класифікацією НАТО Bear-J) - складова частинарезервної системи управління морськими ядерними силами

Створений наприкінці 1970-х років на базі протичовнового літака Ту-142 (який, у свою чергу, є модифікацією стратегічного бомбардувальника Т-95), «Орел» відрізняється від прабатька відсутністю пошукової апаратури – на місці першого вантажного відсіку знаходиться бобіна з буксированою 8600-метровою антеною ОНЧ-радіопередавача «Фрегат». Крім наддовгохвильової станції, на борту Ту-142МР є комплекс апаратури зв'язку для роботи в звичайних діапазонах радіохвиль (при цьому літак здатний виконувати функції потужного КВ-ретранслятора навіть без підйому в повітря).
Відомо, що на початок 2000-х років кілька машин даного типу все ще вважалися в складі 3-ї ескадрильї 568-го гв. змішаного авіаполку авіації Тихоокеанського флоту.

Зрозуміло, використання літаків-ретрансляторів є не більш ніж вимушений (резервний) напівзахід - у разі реального конфлікту Ту-142МР може бути легко перехоплений ворожою авіацією, крім того, літак, що кружляє в певному квадраті, демаскує підводний ракетоносець і виразно вказує противнику положення субмарини.

Морякам був потрібний виключно надійний засіб для своєчасного доведення наказів військово-політичного керівництва країни до командирів атомних підводних човнів, що знаходяться на бойовому патрулюванні в будь-якому куточку Світового океану. На відміну від наддовгих хвиль, що проникають у товщу води всього на пару десятків метрів, нова система зв'язку повинна забезпечити надійний прийом екстрених повідомлень на глибинах 100 і більше метрів.

Так… перед зв'язківцями постало дуже і дуже нетривіальне технічне завдання.

ЗЕВС

…На початку 1990-х років вчені Стенфордського університету (Каліфорнія) опублікували низку інтригуючих заяв, що стосуються досліджень у галузі радіотехніки та радіопередачі. Американці стали свідками незвичайного явища - наукова радіоапаратура, розміщена на всіх континентах Землі регулярно, в один і той же час, фіксує дивні сигнали, що повторюються, на частоті 82 Гц (або, у більш звичному для нас форматі 0,000082 МГц). Зазначена частота відноситься до діапазону вкрай низьких частот (КНЧ), у цьому випадку довжина жахливої хвилі становить 36585 км (чверть діаметра Землі).

16-хвилинна передача "ЗЕВСА", зафіксована 08.12.2000 р. о 08:40 UTC

Швидкість передачі за один сеанс – три знаки кожні 5-15 хвилин. Сигнали надходять прямо із земної кори – у дослідників виникає містичне відчуття, ніби сама планета розмовляє з ними.
Містика – доля середньовічних мракобісів, а просунуті янкі одразу здогадалися, що мають справу з неймовірним КНЧ-передавачем, розміщеним десь на іншому кінці Землі. Де? Ясно де – у Росії. Схоже, ці божевільні російські «закоротили» всю планету, використовуючи її як гігантської антени передачі зашифрованих повідомлень.

Секретний об'єкт «ЗЕВС» розташований за 18 кілометрів на південь від військового аеродрому Північноморськ-3 (Кольський півострів). на карті Google Maps добре видно дві просіки (по діагоналі), що протягнулися через лісотундру на два десятки кілометрів (ряд інтернет-джерел вказує довжину ліній 30 і навіть 60 км), крім того помітні технічні будівлі, споруди, під'їзні шляхи і додаткова 10-кілометрова просіка на захід від двох основних ліній.

Просіки з «фідерами» (рибалки одразу здогадаються, про що йдеться), іноді помилково сприймають антени. Насправді це два гігантські «електроди», через які проганяють електричний розряд потужністю 30 МВт. Антенною є сама планета Земля.

Вибір цього місця для установки системи пояснюється низькою питомою провідністю місцевого грунту - при глибині контактних свердловин 2-3 кілометри, електричні імпульси проникають глибоко в надра Землі, пронизуючи планету наскрізь. Імпульси гігантського КНЧ-генератора чітко фіксуються навіть науковими станціями Антарктиди.

Подана схема не позбавлена своїх недоліків – громіздкі розміри та надзвичайно низький ККД. Незважаючи на колосальну потужність передавача, потужність вихідного сигналу становить лічені Ватти. Крім того, прийом таких довгих хвиль також тягне за собою чималі технічні складності.

Прийом сигналів «Зевса» здійснюється підводними човнами на ходу на глибині до 200 метрів на антену, що буксирується, довжиною близько одного кілометра. Зважаючи на надзвичайно низьку швидкість передачі даних (один байт за кілька хвилин), система «ЗЕВС» очевидно використовується для передачі найпростіших закодованих повідомлень, наприклад: «Піднятися до поверхні (випустити радіобуй) і прослухати повідомлення по супутниковому зв'язку».

Заради справедливості варто відзначити, що вперше подібна схема вперше була задумана в США в роки Холодної війни – у 1968 році був запропонований проект секретного об'єкта ВМС під кодовим ім'ям Sanguine («Оптимистичний») – американці мали намір перетворити 40% площі лісів штату Вісконсін на гігантський передавач , Що складається з 6000 миль прокладених під землею кабелів та 100 високозахищених бункерів для розміщення допоміжної апаратури та генераторів електроенергії. За задумом творців, система була здатна витримати ядерний вибух та забезпечити впевнену трансляцію сигналу про ракетний напад на все. атомні підводні човниВМС США у будь-якому районі Світового океану.

Американський КНЧ-передавач (Клем Лейк, Вісконсін, 1982)

У 1977-1984 роках проект був реалізований у менш абсурдній формі у вигляді системи Seafarer («Мореплаватель»), чиї антени розташовувалися в містечку Клем Лейк (шт. Вісконсін) та на базі ВПС США «Сойєр» (шт. Мічиган). Робоча частота американської КНЧ-установки – 76 Гц (довжина хвилі 3947,4 км). Потужність передавача Seafarer – 3 МВт. Система була знята з бойового чергування у 2004 році.

В даний час перспективним напрямом для вирішення проблеми зв'язку з підводними човнами є застосування лазерів синьо-зеленого спектру (0,42-0,53 мкм), випромінювання яких з найменшими втратами долає водне середовище і проникає на глибину до 300 метрів. Крім очевидних труднощів з точним позиціонуванням променя, «камнем спотикання» даної схеми є висока потрібна потужність випромінювача. Перший варіант передбачає використання супутників-ретрансляторів з великорозмірними рефлеткторами, що відбивають. Варіант без ретранслятора передбачає наявність на орбіті потужного джерела енергії – для живлення лазера потужністю 10 Вт буде потрібна енергоустановка з потужністю вищою на два порядки.

http://www.vlf.it/zevs/zevs.htm
http://commi.narod.ru
http://tesla.stumblers.net
http://www.radioscanner.ru
http://aobauer.home.xs4all.nl/Goliath.pdf

ЗВ'ЯЗОК З ПІДВОДНИМ ЧОВНИКОМ: СПРАВЖНЕ І МАЙБУТНЄ

Важливість завдань, які вирішуються підводними човнами, визначає вимога до забезпечення їх надводним зв'язком. Основний напрямок робіт - створення надійного, перешкодозахисного обладнання, що відповідає сучасним умовам. Для забезпечення скритності дій підводних човнів вживаються організаційні та технічні заходи, включаючи маневр видами зв'язку, енергетикою, часом, частотою тощо. У напрямку «берег - підводний човен» основним засобом залишається зв'язок на наддовгих хвилях (СДВ) в діапазоні 2-30 кГц. Сигнали цих частотах здатні проникати вглиб океану до 50 м.

Для прийому сигналів в СДВ, ДВ і СВ діапазонах підводного човна використовують різні типи антен. Одна з них, шлейфна, або «кабель, що плаває», - довгий провідник з позитивною плавучістю, ізольований від морського середовища. Під час руху на глибині цей кабель випускається з підводного човна і, спливаючи до поверхні, приймає радіосигнали.

Така антена проста за пристроєм, проте може візуально виявлятися з літаків або ШСЗ, а також гідроакустичними засобами спостереження по шуму, що виникає під час руху кабелю у воді. Серйозним недоліком «плаваючого кабелю» відзначають і та обставина, що використовувати його можна лише на малих ходах, інакше він притоплюватиметься до глибин, де прийом сигналів неможливий.

Інший вид - «буксований буй» - являє собою відсік обтічної форми, в ньому змонтована чутлива антена, пов'язана з буксируючим її човном кабелем, по якому прийнятий сигнал надходить на вхід приймача. Пристрій автоматичного контролю глибини утримує заглиблення на різних швидкостях ходу. Однак при плаванні на значній глибині потрібен кабель великої довжини, і щоб уникнути його розриву, а також зниження рівня акустичних шумів швидкість обмежується.

Другий канал зв'язку в напрямку «берег - підводний човен» - наднизькочастотний зв'язок (СНЧ), що дозволяє дозволити ряд зазначених вище обмежень.

Хвилі СНЧ діапазону здатні проникати великі глибини океану. За допомогою буксированої антени підводного човна може прийняти СНЧ сигнал на глибині декількох сотень метрів і навіть під полярними льодами з середньою товщиною близько 3 м. Не випадково СНЧ система зв'язку вважається на сьогоднішній день, але оцінці фахівців, єдиним засобом оповіщення підводних човнів по тривозі і служить для вказівки про підспливання їх прийому передач на СДВ чи діапазонах КВ і УКХ. Вона не залежить від впливу ядерних вибухівна середовище поширення радіохвиль та від навмисних перешкод.

До її недоліків відносять: низьку швидкість передачі інформації (всього 3 знаки за 15 хв), великі розміри берегових антенних систем, енергоємних джерел живлення та їх вразливість від ядерних ударівсупротивника. З метою підвищення живучості СНЧ зв'язку командуванням ВМС США розглядається можливість використання некерованих аеростатів як ретрансляторів.

За кордоном вважають, що, незважаючи на безперечні переваги, СНЧ зв'язок не забезпечує високої інформаційної швидкості передачі та прийому повідомлень при дотриманні скритності на робочій глибині занурення.

Ведуться інтенсивні роботи в інших нетрадиційних напрямках. Зокрема, вивчаються перспективи оптичного (лазерного) зв'язку, принциповим достоїнством якого є можливість електромагнітних хвиль, цього діапазону проникати в товщу океану на значну глибину. Вважають, що в більшості акваторій Світового океану за допомогою чутливих датчиків на корпусі підводного човна можна прийняти оптичний сигнал на глибині 500-700 м. Вважається, що краще використовувати лазер, розміщений на ШСЗ.

Одним із недоліків оптичного зв'язку вважають необхідність точного знання місця адресата для наведення променя, що долається шляхом послідовної передачі одного й того самого повідомлення в різні райони, хоча це збільшує час його проходження до адресата. У перспективі передбачається застосування потужних лазерів для циркулярних передач у всі зони можливого знаходження підводних човнів.

Незважаючи на переваги лазерних каналів зв'язку, практична реалізація їх затримується внаслідок порівняно великої вартості.

Зарубіжні фахівці зазначають, що зв'язок берега з човном можна здійснювати за допомогою акустичних засобів. Звукові хвилі поширюються на тисячі миль, проте потрібно багато часу для передачі інформації на великі дальності. Крім того, сигнал легко виявляється супротивником і пригнічується засобами РЕБ. Вважається, що одним із способів гідроакустичного зв'язку може бути робота стаціонарних приймачів та малопотужних акустичних передавачів на підводних буях, з'єднаних кабелем з берегом.

Потенційні можливості зв'язку з підводними човнами у підводному положенні вчені бачать і використання променів нейтрино (електрично нейтральні елементарні частинки). Вони здатні проходити крізь землю зі швидкістю світла з дуже малою втратою енергії. За допомогою спеціальних фотопомножувачів можна приймати на підводному човні імпульси світла, що виникають в результаті зіткнень нейтрино з ядрами молекул морської води. Вважають, що такий абсолютно потайливий засіб зв'язку буде ефективним на великих глибинах, де перешкоди сонячного світла та космічних променів мінімальні. Однак створення нейтринного генератора в даний час вимагає таких матеріальних витрат, що воно практично важко здійснити.

Для зв'язку в напрямку «берег - підводний човен» одночасно з СДВ діапазоном виробляються передачі і на коротких і ультракоротких хвилях. Для прийому в цих діапазонах підводний човен повинен спливати на перископну глибину і піднімати щоглу антену. При цьому втрачається скритність. Тому таким зв'язком користуються лише у випадках крайньої необхідності за призначеними сеансами. Водночас зазначається, що УКХ та КВ зв'язок в умовах ядерної війни буде найбільш живучим, стійким та надійним, оскільки берегові вузли з масивними та складними антенними полями СНЧ, СДВ систем можуть бути знищені.

Передачі у напрямку «ПЛ – берег» здійснюють на перископній глибині на КВ та УКХ через ШСЗ або посередника (корабель, літак). При цьому використовується щогла антена, яку можна легко виявити засобами радіолокації, а випромінюваний сигнал цього діапазону запеленгувати. Задля більшої скритності спочатку використовувалася апаратура надкороткочасних передач (СКП), нині – техніка широкосмугової модуляції (ШПМ). Вона ускладнює виявлення та перехоплення передачі внаслідок того, що енергія корисного сигналу розподіляється у дуже широкому частотному діапазоні.

ШПМ зв'язок допускає, крім того, прийом та передачу з високою інформаційною швидкістю, що також знижує ймовірність пеленгування підводного човна.

Принциповим недоліком її залишається необхідність підспливу для розгортання антен.

У напрямах «ПЛ – ПЛ» та «ПЛ – надводний корабель» застосовується гідроакустичний зв'язок. Оскільки основна тактична вимога до підводних човнів – це потайливе плавання на глибині, можливість зв'язку з ними сучасними засобами дуже обмежена.

Вважають: досягнення ШПМ техніки, а також застосування у високочастотних сигналах перестрибування по частоті на фоні перешкод гарантують, що передача підводного човна не буде виявлятися найрозвиненішою мережею радіоелектронної розвідки, що набагато підвищить скритність, а отже, і ефективність підводних сил. І нарешті, лише комплексне використання всіх видів та засобів зв'язку може забезпечити її надійність.

З книги Морські битви автора

З книги Морські битви автора Хворостухіна Світлана Олександрівна

З книги Пістолети та револьвери [Вибір, конструкція, експлуатація автора Пілюгін Володимир Ілліч

Путеводитель по жизни: Неписані закони, несподівані поради, гарні фрази made in USA автора Душенко Костянтин Васильович

З книги Як зробити кругосвітню. Поради та інструкції для здійснення мрії автора Йордег Елізабетта

Бій підводного човна «U-29» На початку ХХ століття Британський військово-морський флот значно перевершував у силі своїх головних суперників: Росію, Францію та Америку. Проте 22 вересня 1914 року самовпевненість дорого обійшлася британським судам. У вересні на Ла-Манші було вітряно.

З книги Яхтінг: Повне керівництво автора Тогхілл Джефф

Бій підводного човна М-36 Підводні човни Чорноморського флоту часто потрапляли у складні ситуації на мілководді північно-західного району. 23 серпня 1942 року капітан-лейтенант В. Н. Комаров, командувач підводним човном М-36 XII серії, виявив німецький конвой. Перш ніж

З книги Осмислення процесів автора Тевосян Михайло

Бій підводного човна М-32 У жовтні 1942 року радянський підводний човен М-32 XII серії під керуванням капітан-лейтенанта Н. А. Колтипіна атакував німецький міноносець «Змеул». На жаль для Колтипіна, торпеда не потрапила в ціль і лише вказала на місце знаходження підводної

З книги Самозарядні пістолети автора Каштанов Владислав Володимирович

Бій підводного човна С-13 У 1945 році радянський підводний човен С-13 знаходився на патрулі у південній частині Балтійського моря. Якось акустичний прилад човна вловив звуки руху гвинтів. Командир підводного човна відразу ж наказав направити судно назустріч противнику. У

З книги ELASTIX – спілкуйтеся вільно автора Юров Владислав

Пістолет для підводної стрілянини СПП-1М Мал. 71. Пістолет для підводної стрільбиПістолет підводний спеціальний СПП-1 був розроблений у ЦНДІ Точного Машинобудування наприкінці 1960-х років конструкторами Кравченком та Сазоновим для озброєння бойових плавців ВМФ СРСР.

З книги автора

Минуле, сьогодення, майбутнє Не я належу минулому, а минуле належить мені. (Мері Антін) * * * По суті, минуле – майже тією самою мірою результат роботи уяви, як і майбутнє. (Джесамін Вест)* * *Ностальгія – це бажання повернути те, чого ми ніколи не мали. («14,000 Quips

З книги автора

Управління човном Навіть з погляду управління човном океанські переходи простіше, ніж здається. Якщо час вибрано правильно, багато днів і тижні плавання проходить при постійних і попутних вітрах. Не треба крутити поворотів. Іноді вітер посилюється і доводиться

З книги автора

Знайомство з човном Для більшості людей купівля яхти - це важлива подія, Яке, як покупка будинку або автомобіля, вимагає серйозного ставлення, щоб уникнути проблем. Необхідно враховувати багато чинників. Вирішіть заздалегідь, яка яхта вам потрібна: нова чи колишня

Перестав працювати вхідний зв'язок із міста, але внутрішній і вихідний зв'язок працює, що робити? Перевірте наявність з'єднання станції з провайдерами та телефонами: відкрийте WEB-інтерфейс Elastix відкрийте меню PBX / Tools виконайте команду sip show registry Якщо все або частина

Дещо несподіване продовження теми: виявляється, мало хто знає, яким чином підтримується далекий і безперервний зв'язок з підводними човнами. Адже такий зв'язок – це дуже важлива штука, особливо якщо йдеться про атомних підводних крейсерів.

Зрозуміло, що якщо човен знаходиться у надводному положенні – проблем зі зв'язком немає: традиційні радіостанції та супутниковий зв'язок забезпечують зв'язок в обох напрямках та з багатьма кораблями. Але проблема в тому, що атомні підводні човни несуть службу в глибинах океану, намагаючись не виявляти себе (прихованість - основна перевага субмарин). У радіохвиль є великі проблеми із поширенням під водою. Як бути?

Наприклад, перебуваючи на перископній глибині, човен може підняти цей перископі використовувати для радіозв'язкувстановлені на ньому антени. Проблема в тому, що подібний перископ, обвішаний антенами, буде відмінно видавати човен, так як може бути виявлений різними радарами противника. Цікаво, що перископи сучасних човнів у надводній їхній частині намагаються робити малопомітними (за технологією, так би мовити, "Стелс"). Більше того, намагаються максимально скоротити час присутності перископа над водою: наприклад, перископ може підніматися, виконувати дуже швидке сканування горизонту, передавати, використовуючи спеціальний тип сигналів, короткі повідомленнячерез супутник і відразу ховатися назад, під воду.

Треба зауважити, що, перебуваючи на невеликій глибині, човен може приймати радіохвилі не високої частоти (“короткі хвилі”, скажімо) – вони проникають на деяку глибину під поверхню води. При цьому в загальному випадку радіохвилі з нижчими частотами проникають дещо глибше під поверхню води. Наприклад, саме таким чином можливий прийом повідомлень із літаків (є спеціальні літаки, що забезпечують ретрансляцію повідомлень підводним човнам).

Втім, навіть якщо підводний крейсертільки піднявся на перископну глибину, то можна вважати, що він себе з великою ймовірністю виявив, хоч і не піднімав, власне, перископа. Справа в тому, що є цілий набір засобів, що дозволяють виявляти великі підводні човни на невеликих глибинах: їх видно з супутника, їх супутній слід, якщо рухається човен, може бути виявлений спеціальними радарамиі т.п. Тож без особливої необхідності човен спливати не стане.

(Ілюстрація: Edward L. Cooper)

Для зв'язку можуть використовуватись спеціальні буї, що піднімаються з човна, що знаходиться в підводному положенні. Такий буй, начинений радіосистемами, прив'язаний до човна і інформацією, що з ним обмінюється, може спливти на поверхню, а може і залишатися на невеликій глибині, використовуючи ефект з проникненням радіохвиль, описаний абзацом вище. Але й буй – це напівзаходи, що не дозволяють реалізувати безперервний зв'язок.

Один з акустичних варіантів полягає у розміщенні під водою ретранслюючих станцій, що мають надводні радіоантени. Припустимо, що така станція перетворює радіосигнали на акустичні коливання і транслює їх під водою, а човен "приймає звук", перебуваючи на великій глибині. Акустичний підводний зв'язок, Теоретично, працює на відстанях, що вимірюються десятками кілометрів. При необхідності можна використовувати дуплексний режим, тобто станція приймає сигнали від човна та ретранслює їх по радіо у центр. Проте весь океан такими станціями не забудуєш, їх можна розмістити лише вздовж традиційних районів патрулювання. (І тут є низка інших проблем, про які якось іншим разом.)

Ми вже кілька варіантів розглянули, але так і залишилося незрозумілим, яким чином умовний "командний пункт" підтримує зв'язок з підводними човнами, що знаходяться в автономному плаванні на великій глибині.

Рішення тут дещо несподіване: таки використовується радіозв'язок. Але не проста, а на наднизьких частотах, наддовгих хвилях. Виявляється, що радіохвилі завдовжки тисячі кілометрів (частота 70-90 Гц) проникають у самі глибокі океани. Тобто підводний човен зможе прийняти сигнал на такій частоті, навіть перебуваючи на максимальної глибини . Щоправда, з такими низькочастотними радіохвилями є ціла низка проблем.

По-перше, їх надзвичайно складно випромінювати (завдання прийому – дуже простіше). Справді, адже побудувати таку величезну антену – неможливо. Одним із способів трансляції наддовгих електромагнітних хвиль є використання самої земної кори як випромінювач. Щоправда, цей спосіб вимагає величезних витрат енергії та правильного виборурозташування генеруючої установки, оскільки істотну роль грають геологічні особливості (електрична провідність, зокрема) земних порід, розташованих під “генератором”. Зате радіохвилі успішно поширюються по всій земній кулі.

По-друге, низька частота несучої хвилі означає, що надзвичайно складно створити модуляціюта вибрати систему кодування, які дозволять швидко передавати помітну кількість інформації. Адже 90 Гц - це навіть близько не 900 МГц, на яких ледве працює GPRS.

По-третє, сигнали з подібними частотами доводиться приймати на тлі сильних перешкод різної природи, а при цьому ефективна потужність передавача дуже мала, незважаючи на те, що установку, що "генерує", може живити ціла електростанція.

Втім, описані проблеми не заважають використати наддовгі хвилідля одностороннього зв'язку з підводними човнами в океані (а також для дослідження земної кори).

Так ось, до чого ж тут автономні підводні роботи? А при тому, що саме мережа з таких роботів може забезпечувати оперативну і ширшу смугу. зв'язок з підводними човнами. Роботи менш помітні, та й їхнє виявлення не дає інформації про місцезнаходження субмарини. При цьому мережа роботівпереміщається, супроводжуючи човен, але так як це саме мережа, що розтягнулася на багато тисяч квадратних кілометрів, Секретність положення човна - зберігається.

Далі - думки та дискусії

(Повідомлення нижче додаються читачами сайту, через форму, розташовану наприкінці сторінки.)

Радіо - це один з видів бездротового зв'язку, в ньому носієм сигналу є радіохвиля, яка широко поширюється на відстані. Є думка, що не можна передавати радіосигнали під водою. Спробуємо розібратися, чому не можна здійснювати радіозв'язок між підводними човнами,і чи це так насправді.

Як працює радіозв'язок між підводними човнами:

Поширення радіо хвиль здійснюється за таким принципом: той, хто передає сигнал, з певною частотою та потужністю, встановлює радіохвилю. Після чого, надісланий сигнал модулює на високочастотне коливання. Підхоплений модульований сигнал виходить спеціальною антеною на певні відстані. Там, де отримують сигнал радіохвилі, до антени спрямовують модульований сигнал, який спочатку відфільтровується і демодулюється. І тільки потім ми можемо отримати сигнал, з певною розрізняльністю з сигналом, тим, що був переданий спочатку.
Радіохвилі з найнижчим діапазоном (ОНЧ, VLF, 3-30 кГц) без проблем пробиваються крізь морську воду до 20 метрової глибини.

Наприклад, підводний човен, який знаходиться не так глибоко під водою, зміг би застосувати цей діапазон для встановлення та підтримки зв'язку з екіпажем. А якщо ми візьмемо підводний човен, але знаходиться набагато глибше під водою, і у нього буде довгий кабель, на якому прикріплений буй з антеною, то він теж зможе використовувати цей діапазон. За рахунок того, що буй встановлений на глибині декількох метрів, та ще й має маленькі габарити, його дуже проблематично відшукати сонарами ворогів. «Голіаф», є одним із перших ОНЧ-передавачів, споруджений за часів Другої Світової (1943 р.) у Німеччині, після закінчення війни був переправлений до СРСР, а у 1949—1952 роках реанімований у Нижегородській області і використовується там до цього дня.

Аерофотографія КНЧ-передавача (Клем Лейк, Вісконсін, 1982)

Радіохвилі найнижчої частоти (КНЧ, ELF, до 3 кГц) легко проникають крізь Земну корута моря. Створення КНЧ-передавача — через величезну довжину хвиль, дуже важке завдання. ,4 км). Їхні хвилі співмірні з радіусом Землі. Від сюди ми бачимо, що зведення дипольної антени в половину довжини хвилі (завдовжки ≈ 2000 км) — недосяжна на поточному етапі мета.

Підводячи підсумки всьому, що було сказано вище, нам необхідно відшукати таку частину земної поверхні, яка характеризуватиметься відносно низькою провідністю, і приєднати до неї 2 гігантські електроди, які б розташовувалися на відстані 60 кілометрів відносно один одного.

Так як нам відома питома провідність Землі щодо електродів задовільно знаходиться на низькому рівні, таким чином, електричний струмміж електродами проникав би фундаментально в глиб недр нашої планети, застосовуючи їх як елемент гігантської антени. Слід зазначити, що першоджерелом надзвичайно високих технічних труднощів такої антени, лише в СРСР і США вважалися КНЧ-передавачі.

Важливість завдань, які вирішуються підводними човнами, визначає вимога до забезпечення їх надводним зв'язком. Основний напрямок робіт – створення надійного, завадозахисного обладнання, що відповідає сучасним умовам. Для забезпечення скритності дій підводних човнів вживаються організаційні та технічні заходи, включаючи маневр видами зв'язку, енергетикою, часом, частотою тощо. У напрямку «берег - підводний човен» основним засобом залишається зв'язок на наддовгих хвилях (СДВ) в діапазоні 2-30 кГц. Сигнали цих частотах здатні проникати вглиб океану до 50 м.

Хвилі СНЧ діапазону здатні проникати великі глибини океану. За допомогою буксированої антени підводного човна може прийняти СНЧ сигнал на глибині декількох сотень метрів і навіть під полярними льодами з середньою товщиною близько 3 м. Не випадково СНЧ система зв'язку вважається на сьогоднішній день, але оцінці фахівців, єдиним засобом оповіщення підводних човнів по тривозі і служить для вказівки про підспливання їх прийому передач на СДВ чи діапазонах КВ і УКХ. Вона залежить від впливу ядерних вибухів на середовище поширення радіохвиль і зажадав від навмисних перешкод.

До її недоліків відносять: низьку швидкість передачі інформації (загалом 3 знаки за 15 хв), великі розміри берегових антенних систем, енергоємних джерел живлення та їх вразливість від ядерних ударів противника. З метою підвищення живучості СНЧ зв'язку командуванням ВМС США розглядається можливість використання некерованих аеростатів як ретрансляторів.

Принциповим недоліком її залишається необхідність підспливу для розгортання антен.