Какая связь на подводных лодках
О связи на подводных лодках(длинопост)
2000км) задача нереальная. Поэтому поступили другим способом. Вместо этого следует найти область Земли с достаточно низкой удельной проводимостью и заглубить в неё 2 значительных по размерам электрода на расстоянии порядка 60 км друг от друга. Поскольку удельная проводимость Земли в области электродов достаточно низкая, электрический ток между электродами будет проникать глубоко в недра Земли, используя их как часть огромной антенны. Третья проблема заключается в крайне малом количестве информации(3 знака в 5-15 мин), которую можно передать за сеанс. Поэтому на этих частотах передают только простейшие команды, типа “всплыть и слушать спутник”. Четвертая проблема заключается в том, что сигнал сильно захламлен помехами как естественного, так и искуственного происхождения. Еще один недостаток заключается в невозможности ответить. Также не только передатчик, но и приемная антена имеют весьма немаленькие размеры, но эта антена в разы проще гидрофона.
Но несмотря на все недостатки, одно единственное достоинство перекрывает все эти недостатки. А именно возможность отправить сигнал на любую глубину. Поэтому у нас и у американцев появились данные станции. У нас это станция “ЗЕВС”, находящемся на Кольском полуострове в Североморске-3, к востоку от Мурманска (факт существования советского КНЧ-передатчика был обнародован только в 1990 году). Такая схема антенны имеет крайне низкий КПД — для её работы требуются мощности отдельной электростанции, в то время как выходной сигнал имеет мощность в несколько ватт. Но зато этот сигнал может быть принят фактически в любой точке земного шара — даже научная станция в Антарктиде зафиксировала факт включения передатчика «ЗЕВС».
Американский передатчик «Seafarer» состоял из двух антенн в Клэм Лэйк, Висконсин (с 1977 года) и на базе ВВС «Сойер» в Мичигане (c 1980 года). Была демонтирована в сентябре 2004 года. До 1977 года использовалась система «Sanguine», находящаяся в Висконсине.
ВМС Великобритании предпринимали попытки построить свой передатчик в Шотландии, но проект был свёрнут.
Советская система «ЗЕВС» работает на частоте 82 Гц (длина волны — 3656 км), американская «Seafarer» (англ. мореплаватель) — 76 Гц (длина волны — 3944,64 км). Длина волны в этих передатчиках сравнима с радиусом Земли.
ЗЫ: в данный момент ведется изыскательская работа в области лазерной передачи инфы. Специальные лазеры могут без помех проникать на глубины до 700 метров. При этом могут нести весьма большое количество информации, имеют весьма небольшие приемные и передающие части, за небольшой промежуток времени “разбросать” сигнал можно по весьма большой площади, что позволяет не выдавать место предпологаемого нахождения лодки. Также к плюсам этого вида связи можно отнести весьма большую помехозащищенность и отправку доп сигналов для проверки верности получения.
ЗЗЫ: я не любитель писать текст на картинках, поэтому чутка картинок выкладываю в каменты
СВЯЗЬ С ПОДВОДНОЙ ЛОДКОЙ: НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ
СВЯЗЬ С ПОДВОДНОЙ ЛОДКОЙ: НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ
Важность задач, решаемых подводными лодками, определяет требование к обеспечению их надводной связью. Основное направление работ – создание надежного, помехозащищенного оборудования, отвечающего современным условиям. Для обеспечения скрытности действий подводных лодок принимаются организационные и технические меры, включая маневр видами связи, энергетикой, временем, частотой и т.д. В направлении «берег – ПЛ» основным средством остается связь на сверхдлинных волнах (СДВ) в диапазоне 2-30 кГц. Сигналы на этих частотах способны проникать вглубь океана до 50 м.
Для приема сигналов в СДВ, ДВ и СВ диапазонах ПЛ используют различные типы антенн. Одна из них, шлейфная, или «плавающий кабель», – длинный проводник с положительной плавучестью, изолированный от морской среды. При движении на глубине этот кабель выпускается с подводной лодки и, всплывая к поверхности, принимает радиосигналы.
Такая антенна проста по устройству, однако может визуально обнаруживаться с самолетов или ИСЗ, а также гидроакустическими средствами наблюдения по шуму, который возникает при движении кабеля в воде. Серьезным недостатком «плавающего кабеля» отмечают и то обстоятельство, что использовать его можно лишь на малых ходах, в противном случае он будет притапливаться до глубин, где прием сигналов невозможен.
Другой вид – «буксируемый буй» – представляет собой отсек обтекаемой формы, в нем смонтирована чувствительная антенна, связанная с буксирующей ее лодкой кабелем, по которому принятый сигнал поступает на вход приемника. Устройство автоматического контроля глубины удерживает заданное заглубление на различных скоростях хода. Однако при плавании на значительной глубине нужен кабель большой длины, и во избежание его разрыва, а также для снижения уровня акустических шумов скорость ограничивается.
Второй канал связи в направлении «берег – ПЛ» – сверхнизкочастотная связь (СНЧ), позволяющая разрешить ряд указанных выше ограничений.
Волны СНЧ диапазона способны проникать на большие глубины океана. С помощью буксируемой антенны ПЛ может принять СНЧ сигнал на глубине нескольких сотен метров и даже под полярными льдами со средней толщиной около 3 м. Не случайно СНЧ система связи считается на сегодняшний день, но оценке специалистов, единственным средством оповещения подводных лодок по тревоге и служит для указания о подвсплытии их для приема передач на СДВ или диапазонах КВ и УКВ. Она не зависит от воздействия ядерных взрывов на среду распространения радиоволн и от преднамеренных помех.
К ее недостаткам относят: низкую скорость передачи информации (всего 3 знака за 15 мин), большие размеры береговых антенных систем, энергоемких источников питания и их уязвимость от ядерных ударов противника. В целях повышения живучести СНЧ связи командованием ВМС США рассматривается возможность использования неуправляемых аэростатов в качестве ретрансляторов.
За рубежом полагают, что, несмотря на несомненные преимущества, СНЧ связь не обеспечивает высокой информационной скорости передачи и приема сообщений при соблюдении скрытности на рабочей глубине погружения.
Ведутся интенсивные работы в других нетрадиционных направлениях. В частности, изучаются перспективы оптической (лазерной) связи, принципиальным достоинством которой является возможность элемтромагнитных волн, этого диапазона проникать в толщу океана на значительную глубину. Полагают, что в большинстве акваторий Мирового океана с помощью чувствительных датчиков на корпусе ПЛ можно принять оптический сигнал на глубине 500-700 м. Считается, что предпочтительней использовать лазер, размещенный на ИСЗ.
Одним из недостатков оптической связи считают необходимость точного знания места адресата для наведения луча, что преодолевается путем последовательной передачи одного и того же сообщения в разные районы, хотя это увеличивает время его прохождения до адресата. В перспективе предусматривается применение мощных лазеров для циркулярных передач во все зоны вероятного нахождения подводных лодок.
Несмотря на преимущества лазерных каналов связи, практическая реализация их задерживается вследствие сравнительно большой стоимости.
Зарубежные специалисты отмечают, что связь берега с лодкой можно осуществлять с помощью акустических средств. Звуковые волны распространяются на тысячи миль, однако требуется много времени при передаче информации на большие дальности. Кроме того, сигнал легко обнаруживается противником и подавляется средствами РЭБ. Считается, что одним из способов гидроакустической связи может быть работа стационарных приемников и маломощных акустических передатчиков на подводных буях, соединенных кабелем с берегом.
Потенциальные возможности связи с подводными лодками в подводном положении ученые видят и в использовании лучей нейтрино (электрически нейтральные элементарные частицы). Они способны проходить сквозь землю со скоростью света с очень малой потерей энергии. При помощи специальных фотоумножителей можно принимать на ПЛ импульсы света, возникающие в результате столкновений нейтрино с ядрами молекул морской воды. Полагают, что такое абсолютно скрытное средство связи будет эффективным на больших глубинах, где помехи солнечного света и космических лучей минимальны. Однако создание нейтринного генератора в настоящее время требует таких материальных затрат, что оно практически трудно осуществимо.
Для связи в направлении «берег – ПЛ» одновременно с СДВ диапазоном производятся передачи и на коротких и ультракоротких волнах. Для приема в этих диапазонах подводная лодка должна подвсплывать на перископную глубину и поднимать мачтовую антенну. При этом теряется скрытность. Поэтому такой связью пользуются только в случаях крайней необходимости по назначенным сеансам. Вместе с тем отмечается, что УКВ и КВ связь в условиях ядерной войны будет наиболее живучей, устойчивой и надежной, поскольку береговые узлы с массивными и сложными антенными полями СНЧ, СДВ систем могут быть уничтожены.
Передачи в направлении «ПЛ – берег» осуществляют на перископной глубине на КВ и УКВ через ИСЗ или посредника (корабль, самолет). При этом используется мачтовая антенна, которую можно легко обнаружить радиолокационными средствами, а излучаемый сигнал этого диапазона запеленговать. Для обеспечения скрытности первоначально использовалась аппаратура сверхкратковременных передач (СКП), а в настоящее время – техника широкополосной модуляции (ШПМ). Она затрудняет обнаружение и перехват передачи вследствие того, что энергия полезного сигнала распределяется в очень широком частотном диапазоне.
ШПМ связь допускает, кроме того, прием и передачу с высокой информационной скоростью, что также снижает вероятность пеленгования подводной лодки.
Принципиальным недостатком ее остается необходимость подвсплытия для развертывания антенн.
В направлениях «ПЛ – ПЛ» и «ПЛ – надводный корабль» применяется гидроакустическая связь. Поскольку основное тактическое требование к подводным лодкам – это скрытное плавание на глубине, то возможность связи с ними современными средствами весьма ограничена.
Полагают: достижения ШПМ техники, а также применение в высокочастотных сигналах прыгающей перестройки по частоте на фоне помех гарантируют, что передача подводной лодки не будет обнаруживаться самой развитой сетью радиоэлектронной разведки, что намного повысит скрытность, а следовательно, и эффективность подводных сил. И наконец, только комплексное использование всех видов и средств связи может обеспечить ее надежность.
Читайте также
ЗНАКОМСТВО С ЛОДКОЙ
ЗНАКОМСТВО С ЛОДКОЙ Для большинства людей покупка яхты – это важное событие, которое, как покупка дома или автомобиля, требует серьезного отношения во избежание проблем. Необходимо учитывать многие факторы. Решите заранее, какая яхта вам нужна: новая или бывшая в
Управление лодкой при включенном моторе
Управление лодкой при включенном моторе Как бы плохо ни отзывались о моторах поклонники чисто парусного плавания, в жизни каждого шкипера наступает момент, когда он благодарит судьбу за двигатель, висящий за кормой.С его помощью многие яхты были спасены от гибели в
Управление лодкой
Управление лодкой Даже с точки зрения управления лодкой океанские переходы проще чем кажется. Если время выбрано правильно, многогие дни и недели плавание проходит при постоянных и попутных ветрах. Не нужно крутить поворотов. Иногда ветер усиливается и приходится
Перестала работать входящая связь из города, но внутренняя и исходящая связь работает, что делать?
Перестала работать входящая связь из города, но внутренняя и исходящая связь работает, что делать? Проверьте наличие соединения станции с провайдерами и с телефонами:• откройте WEB-интерфейс Elastix• откройте меню PBX / Tools• выполните командуsip show registryЕсли все или часть
Бой подводной лодки «U-29»
Бой подводной лодки «U-29» В начале ХХ века Британский военно-морской флот значительно превосходил в силе своих главных соперников: Россию, Францию и Америку. Однако 22 сентября 1914 года самонадеянность дорого обошлась британским судам. В сентябре на Ла-Манше было ветрено.
Бой подводной лодки М-36
Бой подводной лодки М-36 Подводные лодки Черноморского флота часто попадали в сложные ситуации на мелководье северо-западного района. 23 августа 1942 года капитан-лейтенант В. Н. Комаров, командующий подводной лодкой М-36 XII серии, обнаружил немецкий конвой. Прежде чем
Бой подводной лодки М-32
Бой подводной лодки М-32 В октябре 1942 года советская подводная лодка М-32 XII серии под управлением капитан-лейтенанта Н. А. Колтыпина атаковала немецкий миноносец «Змеул». К несчастью для Колтыпина, торпеда не попала в цель и лишь указала на место нахождения подводной
Бой подводной лодки С-13
Бой подводной лодки С-13 В 1945 году советская подводная лодка С-13 находилась на патруле в южной части Балтийского моря. Однажды акустический прибор лодки уловил звуки движения винтов. Командир подводной лодки тотчас же отдал приказ направить судно навстречу противнику. В
Бой подводной лодки «U-29»
Бой подводной лодки «U-29» В начале ХХ века Британский военно-морской флот значительно превосходил в силе своих главных соперников: Россию, Францию и Америку. Однако 22 сентября 1914 года самонадеянность дорого обошлась британским судам. В сентябре на Ла-Манше было ветрено.
Бой подводной лодки М-36
Бой подводной лодки М-36 Подводные лодки Черноморского флота часто попадали в сложные ситуации на мелководье северо-западного района. 23 августа 1942 года капитан-лейтенант В. Н. Комаров, командующий подводной лодкой М-36 XII серии, обнаружил немецкий конвой. Прежде чем
Бой подводной лодки М-32
Бой подводной лодки М-32 В октябре 1942 года советская подводная лодка М-32 XII серии под управлением капитан-лейтенанта Н. А. Колтыпина атаковала немецкий миноносец «Змеул». К несчастью для Колтыпина, торпеда не попала в цель и лишь указала на место нахождения подводной
Бой подводной лодки С-13
Бой подводной лодки С-13 В 1945 году советская подводная лодка С-13 находилась на патруле в южной части Балтийского моря. Однажды акустический прибор лодки уловил звуки движения винтов. Командир подводной лодки тотчас же отдал приказ направить судно навстречу противнику. В
Пистолет для подводной стрельбы СПП-1М
Пистолет для подводной стрельбы СПП-1М Рис. 71. Пистолет для подводной стрельбыПистолет подводный специальный СПП-1 был разработан в ЦНИИ Точного Машиностроения в конце 1960-х годов конструкторами Кравченко и Сазоновым для вооружения боевых пловцов ВМФ СССР.Основные
Прошлое, настоящее, будущее
Прошлое, настоящее, будущее Не я принадлежу прошлому, а прошлое принадлежит мне. (Мэри Антин)* * *В сущности, прошлое – почти в той же мере результат работы воображения, как и будущее. (Джессамин Уэст)* * *Ностальгия – это желание вернуть то, чего мы никогда не имели. («14,000 Quips
Нейтринные коммуникации: как решают проблемы со связью подлодок
Свободно движутся сквозь воду лишь волны частотой несколько герц и длиной в десятки и сотни тысяч километров. Однако генерация таких сверхдлинных радиоволн требует огромной энергии, и каждая станция связи, способная использовать крайне низкие частоты, – чрезвычайно сложный и дорогостоящий проект, большинству стран либо не слишком нужный, либо вовсе непосильный. Насколько известно, подобные системы применяются лишь российским («Зевс») и американским (Seafarer) «подплавом».
При этом для принятия сигнала субмарина должна выбросить магнитную антенну достаточной длины и буксировать ее, снижая свою невидимость. Эффективность такой связи невысока: с помощью медленно колеблющихся волн возможно передавать в минуту не больше пары бит данных.
Для полноценных коммуникаций приходится использовать более короткие радиоволны диапазона очень низких частот. Они способны проникать на глубину примерно 20 м, позволяя подводникам оставаться под водой, ограничиться более короткими антеннами и увеличить пропускную способность примерно до 50 бит/с. С излучением такого сигнала справляются не только циклопические радиостанции, но и, например, специализированные командные самолеты с буксируемыми тросами-антеннами длиной до нескольких километров. Все эти сложности возникают из самой природы электромагнитных колебаний и, кажется, в принципе непреодолимы.
Новые источники
Ученые не оставляют попыток наладить принципиально новый канал связи с подводными аппаратами, в котором роль радиосигнала отводится модулированному пучку нейтрино. Эти частицы не несут заряда, почти ничего не весят и свободно проходят сквозь самую плотную среду. Нередко упоминается, что нейтрино способен пролететь насквозь слой свинца толщиной в тысячу световых лет. Тем более не помеха для них километры океанских глубин. Потоки нейтрино прилетают к нам от Солнца, из далекого космоса, и продолжают свое путешествие, ничего не замечая. Лишь редчайшие из них, столкнувшись с частицами атомного ядра, оставляют хоть какие-то следы своего визита, – и в этом случае их удается детектировать.
В получении узконаправленных потоков нейтрино особых затруднений нет: для этого существуют синхротроны. Разогнав пучок протонов и направив его в мишень, можно получить целый «душ» мезонов, быстрых и короткоживущих частиц, которые через долю секунды распадаются с образованием узкого, коллимированного пучка мюонных нейтрино. Такой излучатель способен обеспечить передачу сигнала в любую точку планеты, просто просвечивая ее насквозь и пересылая в минуту уже целые десятки байт.
Прием и передача
Уловить нейтрино непросто, но отдельные частицы из потока все-таки можно зарегистрировать и с подлодки. Для этого корпус можно покрыть тонкой металлизированной оболочкой, превратив его в многометровый детектор. Еще перспективнее оснастить судно датчиками черенковского излучения, которое создают некоторые нейтрино, пролетая сквозь воду. Этот подход намного увеличивает размеры принимающей «антенны»: вспышки можно обнаруживать с расстояния до нескольких километров, а искусственный интеллект наверняка поможет выделить нужный сигнал из естественного светового шума океана.
В 2012 году нейтринная связь была продемонстрирована на практике. Используя источник Fermilab NuMI, физики передали сигнал на расположенный в километре от него детектор MINERvA, экранированный 210 м скальной породы. Первым словом было «нейтрино», и на его пересылку со скоростью 0,1 бит/с ушло почти 2,5 ч. «Для практического применения потребуются существенные усовершенствования генераторов и детекторов», – резюмировали ученые.
Как и при помощи каких радиоволн осуществляется радиосвязь с подводными лодками на глубине
Подводные лодки, выполняющие боевые задачи должны поддерживать надежную связь с землей. Для этого они могут всплывать, и в надводном положении входить на радиосвязь с землей, в том числе через спутниковые системы связи.
реклама
Но что делать, если в целях скрытности всплывать подводной лодке нельзя, а весь диапазон радиочастот, используемый для наземной связи, не способен распространяться в соленой воде, являющейся хорошим проводником электрического тока. Но оказывается, все же есть диапазон радиоволн, который способен распространяться в морских и океанских соленых водах. Это сверхдлинные радиоволны в частотном диапазоне крайне низких частот (КНЧ) от 3 до 30 Герц, и сверхнизких частот (СНЧ) от 30 до 300 Герц, причем проникающая способность КНЧ гораздо выше.
Радиоволны СНЧ имеют несколько худшее распространение, но и при этом антенные системы передающих станций имеют гораздо меньшие размеры.
При реализации связи на сверхдлинных радиоволнах возникают большие технические трудности, и сложнее всего создать передатчик и передающую антенную систему из-за очень большой длинны волны, которая, например, при частоте 82 Гц. составляет 3658 км. Построить эффективную антенную систему, размеры которой сопоставимы с такими геометрическими размерами волны, сами понимаете, не представляется возможным. И инженеры пошли на хитрость, они закопали глубоко в землю, на расстоянии друг от друга в 40 – 50 км. два длинных электрода, подключенных к выходу передатчика. При этом линии протекания тока между электродами проникали в землю на большую глубину и использовали эту часть земли, как громадную антенну, получалась, что из самой земли в морские и океанские воды излучался сигнал СНЧ, который преодолевая толщу вод, достигал антенн подводных лодок.
реклама
Но и такая техническая реализация антенной системы очень сложна, и строить подобные сверхдлинноволновые станции связи с подводными лодками может себе позволить далеко не каждое государство. Передатчик этих станций оказался также очень сложным. Из-за генерации СНЧ электромагнитных колебаний он имеет катастрофически низкий коэффициент полезного действия (КПД), что накладывает очень большие технические трудности при его создании. Кроме того, из-за низкого КПД антенной системы, необходима очень большая мощность генерируемого сигнала. Это приводит к громадным размерам передатчика и большому энергопотреблению. В результате получается, что на один излученный ватт электромагнитной энергии, передатчик потребляет 100 кВт. электроэнергии. И обеспечивать этот передатчик электроэнергией должна целая электростанция. Это первый серьезный недостаток этого вида связи.
Поскольку на борту подводной лодки невозможно разместить подобный громадный передатчик, и создать такую передающую антенную систему, то сами понимаете, что связь будет только односторонней, команды могут передаваться от наземного центра управления на подводную лодку, а наоборот нет. Это второй серьезный недостаток.
Скорость передачи данных такой системы связи крайне мала, всего несколько знаков в минуту. Это третий серьезный недостаток. Для выхода из этой ситуации передаются только короткие условные сигналы, которые идентифицируются с отдаваемыми командами по соответствующей таблице, которая выдается команде перед отплытием.
реклама
На подводной лодке прием сигнала организуется достаточно просто, выпускается длинный трос – антенна, длинна которой может достигать нескольких километров, и может подвсплывать на меньшую глубину. Прием сигнала может происходить и при движении подводной лодки.
Но при всех недостатках этой связи, она обеспечивает скрытную, надежную, устойчивую связь с подводной лодкой находящейся на большой глубине, в любой точке земного шара, в любое время, в любых погодных условиях.
Если подводная лодка находится на небольшой глубине, то у нее появляется большое количество других каналов связи, в других частотных диапазонах, использующихся для наземной связи, например, через поднятую антенну с перископной глубины или с помощью всплывающих радиобуев. Связь между подводной лодкой и радиобуем реализуется при помощи кабеля или гидроакустического канала.
реклама
Но этим она может себя обнаружить. То есть эти каналы связи являются демаскирующими факторами для подводной лодки. И самым надежным каналом связи, с точки зрения скрытности, является радиосвязь на сверхдлинных радиоволнах. Подобная станция связи «ЗЕВС», работающая на частоте 82 Герца используется на Кольском полуострове.
Надеюсь, эта информация была для вас интересна. Пишите в комментариях, какие вы еще знаете виды связи с подводными лодками, находящимися на большой глубине.
