Matalien taajuuksien mystiikka. Kuinka ottaa yhteyttä sukellusveneeseen? Yksinkertainen kysymys - kuinka ottaa yhteyttä sukellusveneeseen
Kuinka monta vuotta armeija on haaveillut hajotettujen vedenalaisen valvonta- ja asejärjestelmien integroinnista langattomaan verkkoon, mutta nämä unelmat ovat yhtä toivottavia kuin vaikeasti saavutettavissa ... Viimeisen vuosikymmenen aikana ilma- ja avaruusradio- ja optoelektronisten laitteiden käyttöönotto viestintäjärjestelmät ovat tehneet globaalin, laajakaistaisen, verkotetun viestinnän todellisesta vaihdosta kaupallisille ja sotilaallisille järjestelmille.
Tarkastellaan ratkaisuja, jotka mahdollistavat tämän viestintäinfrastruktuurin laajentamisen vedenalaiseen maailmaan, sotilaallisten sukellusvenealustojen ja -järjestelmien täydellisen integroinnin siihen ja seurauksena niiden taistelutehokkuuden parantamisesta. Viestintä- ja verkkoinfrastruktuurin nopea kehitys maailmassa, sen tuottavuuden nopea kasvu määräytyvät siviili- ja sotilastarpeiden mukaan. Esimerkiksi sotilaalliset järjestelmät, kuten kauko-ohjatut miehittämättömät ilma- ja maanalustat, pystyvät nyt suorittamaan tehtäviä, joita aiemmin pystyivät suorittamaan vain miehitetyt alustat.
Monissa näistä tehtävistä, ellei suurin osa, operaattorin hallinta reaaliajassa on perusta niiden onnistuneelle toteuttamiselle, tämä koskee ensisijaisesti tavoitteen vahvistamista ja aseiden käytön lupaa. Esimerkkinä tämän päivän PREDATOR UAV -operaatiot osoittavat näiden nopeasti kehittyvien järjestelmien tehokkuuden. Samanlainen tehokkuuden ja käytännön merkityksen kasvu on välttämätöntä vedenalaisessa valtakunnassa.
Harjoittelusukelluksen aikana Kanadan laivaston vanhempi merimies opastaa vanhempaa merimiehiä Jamaikalta ja keskilaitetta St. Kittsistä
Huolimatta siitä, että Hollywood yrittää saada meidät vakuuttamaan, että vedenalainen viestintä on helppoa (jos otetaan huomioon nykyaikainen todellisuus, elokuvien, kuten Punaisen lokakuun metsästys ja Crimson Tide, käsikirjoitukset olisivat huomattavasti monimutkaisempia), ääniaallot vedessä tottele täysin erilaisia \u200b\u200bfyysisiä lakeja. Veden lämpötilan, tiheyden ja suolapitoisuuden muutokset voivat muuttaa ääniaaltojen polkua, äänen etenemistä ja jopa äänen perusominaisuuksia. Tausta "melu" voi häiritä äänen oikeaa tulkintaa ("elintoimintoja", jotka sukellusveneluotaimen käyttäjien on tunnistettava keinotekoisia vedenalaisia \u200b\u200besineitä etsittäessä), ja merenpinnan yläpuolella olevat sääolosuhteet voivat vaikuttaa haitallisesti matalan veden viestintään. Tämän seurauksena vedenalainen viestintä on edelleen ongelma.
Tämä ei estä legioneja tutkijoista ja teollisuusyrityksistä yrittämästä ratkaista tämä ongelma. Jotkut laajentavat ja syventävät kokeiltuja teorioita, toiset etsivät jotain vielä innovatiivisempaa, mitä jotkut epätoivoiset optimistit kutsuvat ideoiksi.
Sidottu poiju UHF- tai Iridium-satelliiteille;
Vedessä: kertakäyttöinen UHF-sidottu poiju, kertakäyttöinen Iridium-sidottu poiju, poiju - akustinen radiotaajuusyhdyskäytävä (BARSH);
Radiohuonevälineet: - Iridium-dataohjain, BARSh-ohjain, Iridium-modeemiohjain; laukaisupaikka, poijun liitäntäyksikkö;
Ilmalaitteet: - ohjain BARSH, BARSH ilma-laukaisu;
Maalla olevat laitteet ja sovellukset: Iridium Data Controller, Certified Domain-Cross Solution, BARSH -verkkoportaali luokiteltu, BARSH-verkkoportaali luokittelematon
Henkilönä henkilölle
Armeijan vedenalaisessa maailmassa sukeltajien käyttö salaisessa tiedustelussa ja / tai miinojen ja esteiden raivaamisessa on tärkeä paikka operatiivisten tarpeiden hierarkiassa. Erikoisjoukkojen, miinanraivaussukeltajien ja niiden sijoitusryhmien on toimittava hiljaa, huomaamattomasti ja turvallisesti rannikkovesillä tai matalilla vesillä, usein epätäydellisissä olosuhteissa ja kovassa stressissä. Tehokas ja välitön viestintä on näiden ryhmien ensisijainen tavoite, mutta käytettävissä olevat vaihtoehdot ovat jonkin verran rajalliset.
Viittomakieli ja köydenveto ovat rajoitettuja näkyvyyden rajoilla ja tarpeen käyttää rajoitettua sanaryhmää. Soihtujen käyttö yksinkertaisten signaalien lähettämiseen on onnistunut jonkin verran, mutta seuraukset siitä, että näkyisit rannalta peitetyissä operaatioissa, voivat olla kohtalokkaita osallistujille, eikä sitä siksi pidetä turvallisena sotilasoperaatioissa. Akustisten generaattoreiden käytöllä on samat rajoitetut sanavarat ja mahdollisesti suuri havaitsemisen todennäköisyys, ja se on siksi poistettu myös luettelosta.
Kahden tilaajan välisestä suorasta viestinnästä langattomien ultraäänijärjestelmien muodossa on tulossa yhä houkuttelevampi ratkaisu sukeltajaryhmille. Vesi on väliaine, jolla on hyvä sähkönjohtavuus (ja suolavesi on vielä parempi), ja radioaaltoja on niiden sähkömagneettisen luonteen vuoksi hyvin vaikea levittää sen läpi. Ultraääni on kuitenkin pikemminkin mekaaninen kuin sähkömagneettinen aalto (vaikkakin se laukaisee pietsosähköisten materiaalien käytön) ja voittaa siten yhden vakavimmista fyysisistä rajoituksista, jotka vaikuttavat sukeltajan äänikuvaan.
Ääni kulkee 4,5 kertaa nopeammin vedessä kuin ilmassa (vielä nopeammin suolaisessa vedessä), mikä tarjoaa sukeltajille jonkin verran henkistä sopeutumista ja rakennemuutosta aivojen toiveiden kompensoimiseksi, vaikka se tarjoaa joitain toiminnallisia etuja peitetyille toiminnoille. yhdistää äänet ja matkamatkat "normaaliin" ilmatilaansa. Tämä on toinen syy siihen, miksi vedenalainen viestintä yksilöiden, ainakin ammattilaisten, välillä on yleensä mahdollisimman ytimekästä ja ytimekästä.
Luotettavan viestinnän tarve kasvaa kuitenkin nopeasti, ja tämä ei koske vain sotilasalaa, vaan myös nopeasti kehittyvää vedenalaista toimintaa - ympäristönseurantaa, esineiden suojelua, arkeologiaa ja virkistyssukellusta. Alkuperäisten algoritmien ja tekniikoiden, jotka tunnetaan yhdessä nimellä DSPComm (Digital Spread Spectrum), käyttö on yleistynyt viime vuosina, mikä on johtanut innovatiivisiin, kustannustehokkaisiin ja ennen kaikkea luotettavampiin verkkoratkaisuihin kuin meillä on ollut aikaisemmin.
1. Laukaisun jälkeen nostorungosta otetaan käyttöön vahva puolipiha
2. Mekanismi nousevan rungon vapauttamiseksi laukaisee ja runko poistetaan pintamoduulista
3. Nouseva runko nousee ylös ja alkaa kelata optista kaapelia, kun moduuli nousee pintaan
4. Paineistomekanismin ensimmäinen vaihe aktivoi ejektorin nenäkartion ja kelluu poijun rungosta
5. Toisen vaiheen paineistomekanismi paisuttaa pintakellun työasennelmaan
6. Toimiva kokoonpano. Kun sukellusvene siirtyy pois poijun laukaisupisteestä, optinen kaapeli puretaan sekä pintamoduulista että nousevasta rungosta
Sotilaalliset olosuhteet
Viime vuosina ymmärryksessämme ja reaktiollamme vedenalaisen maailman erityispiirteisiin on kuitenkin tapahtunut merkittävää edistystä erityisesti taistelutehokkuuden suhteen. Vuonna 2014 Naton merentutkimus- ja kehityskeskus (STO CMRE) järjesti kolmen päivän konferenssin vedenalaisesta viestinnästä Italiassa. CMRE-konferenssin johdanto-osassa todetaan:
« Merenalaiset viestintätekniikat ovat parantuneet paitsi kehittämällä kehittyneitä tekniikoita yhtenäiselle modulaatiolle, demodulaatiolle, koodaukselle ja dekoodaukselle, mutta myös siirtymässä pisteestä pisteeseen -yhteyksiin monihyppyisiin erillisiin verkkoihin. Pakettiviestinnän ylemmillä kerroksilla on tapahtunut merkittävää edistystä tietoverkkojen, MAC: n (medium access control sublayer), reitityksen ja muiden protokollien kehittämisessä tehokkaan ja luotettavan viestinnän luomiseksi. On myös käymässä selväksi, että merenalaiset taajuusalueet ovat rajalliset, joten "yksi koko sopii kaikille" -ratkaisua ei tule koskaan olemaan, joten viestintäjärjestelmien on mukauduttava uudelleen mukautuvasti verkon topologian, ympäristön ja sovelluksen muutoksiin. Tämä johtaa älykkäisiin ohjelmoitaviin modeemeihin, joilla on korkea tiedonsiirron luotettavuus eri tasoilla.».
« Päinvastoin kuin matkapuhelin- tai WiFi-järjestelmien onnistuneessa RF-mallissa, vedenalaisella yhteisöllä ei ole digitaalisia standardeja modulointiin, koodaukseen tai mediankäyttöön ja reititysprotokolliin. Tämän seurauksena kukin modeemivalmistaja on kehittänyt oman piirinsä ja modeemit, jotka eivät yleensä pysty kommunikoimaan muiden valmistajien järjestelmien kanssa. Tällä hetkellä modeemien kehitys on suunnattava paljon monimutkaisempien protokollien, mukaan lukien MAC ja reititys, integrointiin, mikä ratkaisee fyysisen kerroksen ongelman. Jos haluamme saavuttaa yhteentoimivuuden, meillä on oltava ainakin muutama todellinen standardi modulaatiolle, koodaukselle ja muille protokollille, jotka useampi kuin yksi modeemi tunnistaa.».
Ilmeinen havainto, että merenalainen ympäristö on ongelma standardoinnin osalta, on johtanut yksimielisyyteen siitä, että merellä tehtävien kokeiden korkeiden kustannusten vuoksi älykkäin lähestymistapa on käyttää mallinnusta ja simulointitekniikoita hyväksyttävien mallien kehittämiseen. edelleen kehittäminen. Tämä tuo aikaan jonkin verran viivettä, mutta todennäköisesti vähemmän, jos yrität kehittää uusia järjestelmiä, jotka perustuvat vanhoihin, ja ottaa käyttöön iteratiivinen kehitysmalli. Tietysti on tullut aika radikaalisemmalle lähestymistavalle, jota ilmeisesti tuki CMRE-keskus.
Ja tämä radikaali lähestymistapa näkyy Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) -yrityksen äskettäisissä ehdotuspyynnöissä, jotka koskevat täysin uuden sukupolven sukellusveneiden viestintävalmiuksia ja -järjestelmiä. Pyynnössä, jossa tarkastellaan sekä viestinnän että aseiden riippumattomia langattomia verkkojärjestelmiä, sanottiin: "Viimeisen vuosikymmenen aikana ilma- ja avaruusradiotaajuuksien sekä optisten ja elektronisten viestintäjärjestelmien käyttöönotto on tehnyt maailmanlaajuisesta, läpäisevästä, verkottuneesta, laajakaistaviestinnästä todellisuuden siviili- ja sotilasalustoille. DARPA etsii ratkaisuja, joilla tämä viestintäinfrastruktuuri laajennetaan sukellusveneympäristöön. Tavoitteena on integroida sotilaalliset sukellusvenealustat ja -järjestelmät täysin ja lisätä niiden taistelutehokkuutta. "
DARPA edellyttää uusilta järjestelmiltä ominaisuuksia:
Kolmansien osapuolien aseiden kohdentaminen ja luvan myöntäminen edessä oleviin vedenalaisiin alustoihin ja järjestelmiin.
Lähetys ilma- ja avaruusverkoista sukellusvenealustoille reaaliajassa ja suurella seurantatietojen nopeudella;
Anturidatan ja seurantatietojen siirtäminen vedenalaisista antureista ja alustoilta taktisiin ilma- ja avaruusverkkoihin;
Sukellusveneiden verkkoinfrastruktuuri toiminnan tukemiseksi laajalla alueella liikkuvien ja kiinteiden alustojen, antureiden ja järjestelmien, kuten sukellusveneiltä liikennöivien miehittämättömien sukellusveneiden kautta, jotka kaikki on verkottunut taktisen ja strategisen avaruuden ja verkostojen kanssa; ja
Autonominen, suunniteltu toimimaan verkkoympäristössä, käsittelemällä anturitietoja, esimerkiksi hajautetut passiiviset ja aktiiviset vesiakustiset asemat.
Viimeisen vuosikymmenen aikana Yhdysvaltain laivasto on rahoittanut Deep Siren -ohjelmaa kriittisenä tekniikkana ensimmäisen sukupolven merenalaiseen FORCENET-viestintäjärjestelmään. Raytheonin yhteistyössä RRK Technologiesin ja Ultra Electronicsin kehittämän Deep Sirenin avulla sukellusveneet voivat kommunikoida henkilönostimien, pinta-alusten, muiden sukellusveneiden ja satelliittien kanssa kertakäyttöisten akustisten poijujen avulla sukellusveneen nopeudesta tai syvyydestä riippumatta. Joustava ja mukautuva Deep Siren -järjestelmä, jolla on korkea melutaso ja joka kykenee toimimaan monenlaisissa akustisissa ympäristöissä, on osoittautunut tehokkaaksi myös arktisella alueella.
Syvän sireenijärjestelmän laitteisto
Sukellusveneiden välisen viestinnän toteuttaminen 2000-luvulla
Sukellusveneitä on rajoitettu kommunikoimaan pinnan kanssa yksisuuntaisilla viesteillä, jotka lähetetään hyvin pienillä nopeuksilla erittäin matalilla taajuuksilla (ELF, 3-3000 Hz) tai hyvin matalilla taajuuksilla (VLF, 3000-30000 Hz). Jotta vene pystyy vastaamaan tai tarvittaessa viestintä ei ole aakkosnumeerista, sen on kelluttava pintaan tai ainakin periskoopin syvyyteen (18 metriä) antennin nostamiseksi veden yläpuolelle.
Lockheed Martinin CSD (Communications at Speed \u200b\u200band Depth, CSD) -ohjelma antaa varkainisten sukellusveneiden yhteyden Yhdysvaltain puolustusministeriön maailmanlaajuiseen tietoverkkoon kuten mikä tahansa muu laivaston alus. Yhdysvaltain laivaston sukellusveneiden varustaminen kertakäyttöisillä korkean teknologian viestintäpoijuilla mahdollistaa tietojen kaksisuuntaisen vaihdon reaaliajassa.
Viime aikoihin asti suuria ELF- ja VLF-antenneja pidettiin nykyaikaisena ratkaisuna salaisten sukellusveneiden välisen viestinnän tarjoamiseksi. Osana korkeataajuista aktiivista aurora-tutkimusohjelmaa ylemmän ilmakehän korkean taajuuden aktiivisuuden tutkimiseksi testattiin menetelmiä ylemmän ilmakehän käyttämiseksi antennin korvaavana. Kävi ilmi, että ionosfääriä on mahdollista herättää suurtaajuuksisilla radioaalloilla, mikä saa sen aiheuttamaan hyvin matalataajuisia aaltoja, joita tarvitaan peitetysti suolaisen veden läpi kulkemiseen.
Vedenalaisen viestinnän viimeaikainen tutkimus on keskittynyt korkeammille taajuusalueille pienemmissä laitteissa. Qinetiqin Seadeep-järjestelmä mahdollistaa kaksisuuntaisen viestinnän amerikkalaisten sukellusveneiden kanssa käyttämällä sinivihreitä lasereita, jotka on asennettu ilmassa oleville alustoille. Raytheonin Deep Siren -projekti on joukko kertakäyttöisiä kutsupoijuja, jotka voivat lähettää viestejä satelliiteilta sukellusveneille akustisesti (koodatun signaalin ääni muistuttaa sirkusten trilleja), mutta vain yhteen suuntaan.
Nopeus ja syvyys -viestintä oli ensimmäinen sukellusveneiden kaksisuuntainen sukellusveneiden viestintäjärjestelmä. Tarkka syvyys, jolla sukellusveneet voivat ottaa poijut käyttöön, luokitellaan, mutta Lockheed Martin sanoo, että poijukaapelit mitataan maileina. Tämä on tarpeeksi, jotta sukellusvene voi käynnistää poijun huomattavalla syvyydellä ja jatkaa liikkumistaan \u200b\u200bnormaalilla nopeudella taistelutehtävän suorittamiseksi.
Lockheed Martin on kehittänyt kolme omistettua poijua kahdella alihankkijalla Ultra Electronics Ocean Systems ja Erapsco. Kaksi niistä on sidottu sukellusveneeseen ja ovat vuorovaikutuksessa sen kanssa valokuitukaapelilla. Yksi niistä kantaa laitteita viestintään Iridium-satelliittien kanssa, ja toinen - viestintään mikroaaltotaajuuksilla. Kolmas poiju on vapaasti kelluva akustinen-radiotaajuinen poiju. Se voidaan puhdistaa ilmassa tai jopa tyhjentää jätehuoltolaitteen kautta. Sidottujen poijujen paristot toimivat jopa 30 minuuttia ja purkautumisensa jälkeen ne tulvivat itsenäisesti. Löysät poijut on suunniteltu kolmen päivän käyttöönottoon.
1. TDU-paketilla varustettu BARSH poistetaan TDU: sta (jätehuoltoyksikkö), pääpainolastin nopeuttaa poistoprosessia
2. BARSH pyörii ja pääpainolasti erotetaan poijusta
3. BARSH uppoaa
4. Apupainolasti vapautetaan tiettyyn syvyyteen tai tietyn ajan kuluttua. BARSH muuttuu positiivisesti kelluvaksi ja kelluu
5. BARSH kelluu TDU-asetuksella kellumaan pintaan. Laukaisun jälkeinen aika voi kestää useita minuutteja riippuen heittosyvyydestä ja nopeudesta
6. BURSH-uimuri täyttää ja hakee laskuvarjojen kannen. Kannen vapautus vapauttaa TDU-sarjan BARSH-kotelosta
7. BARSH aloittaa tavallisen käyttöönottosekvenssin. TDU-paketti suorittaa tulvimisen
8. Poiju alkaa toimia akustis-radiotaajuisena yhdyskäytävänä
Turvallisuus ei ole vain armeijan huolenaihe
Sotilaallisten sukellusveneiden viestinnän kehityksen rinnalla kiinnitetään paljon huomiota ymmärryksen parantamiseen ja sen vuoksi vedenalaisen ympäristön järkiperäiseen hyödyntämiseen rauhallisempiin tarkoituksiin. Virastot, kuten National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), käyttävät jo akustisia generaattoreita ja tietojenkäsittelijöitä ennustamaan ja lieventämään meritapahtumien, kuten tsunamien ja hurrikaanien, potentiaalisia vaikutuksia. Buffalon yliopiston tutkijat etsivät nyt vakavasti vaihtoehtoja perinteiselle mallille, jossa upotettavat anturit lähettävät tietoja akustisten menetelmien avulla pintapoijuihin, joissa ääniaallot muunnetaan radioaalloiksi lähetettäväksi, yleensä satelliitin välityksellä, maanpäällisiin verkkoihin. Tämä tällä hetkellä laajalti käytössä oleva paradigma on epätaloudellinen ja usein alttiina käyttöliittymien yhteensopimattomuuteen ja yhteentoimivuuteen liittyviin kysymyksiin.
Vastaus tässä näyttää ilmeiseltä - vedenalaisen Internetin luominen. Kansallisen tiedesäätiön rahoituksella Buffalon yliopiston tiimi kokeilee anturi- / lähetin-vastaanottimien malleja, jotka tarjoavat todellisia verkko-ominaisuuksia veden alla, vaikka kaistanleveyden ja suuren kaistanleveyden huolenaiheet on otettava täysin huomioon. Suurin ongelma on kuitenkin se, että tällä alueella tehdyllä työllä on erittäin vakava vaikutus turvallisuuskysymyksiin. Rannikkoalueiden väestön kasvaessa ja merikauppaliikenteen lisääntyessä entistä nopeammin valtameristä on tulossa yhä tärkeämpi ja haavoittuvampi osa kansallista ja alueellista turvallisuutta - eikä ongelma rajoitu hallituksiin.
Robottijärjestelmien, sekä pinta-alusten että sukellusveneiden, lisääntyvä lisääntyminen satamien, offshore-öljynporauslauttojen ja kriittisten rannikkolaitteiden, kuten liikennevälineiden ja voimalaitosten, turvallisuuden varmistamiseksi on johtanut turvallisen viestinnän, erityisesti viestinnän, kysyntään nopeasti. suuret määrät - tiedonsiirto. Suurten nopeuksien sukellusveneverkkojen käyttö auttaa yksinkertaistamaan huomattavasti joidenkin maiden laivastojen ja merenkulun turvarakenteiden kohtaamia logistisia ongelmia.
Pelkät kaiutinjärjestelmät eivät kuitenkaan todennäköisesti tarjoa pitkäaikaista ratkaisua merenalaisen viestinnän tarpeisiin. Vaikka he voivat tarjota tätä palvelua pitkiä matkoja, heidän perustavanlaatuinen haittansa liittyy mataliin tiedonsiirtonopeuksiin ja suuriin viiveisiin. Tältä osin kuuluisa Woodshole-merentutkimuslaitos työskentelee parhaillaan optisten viestintäjärjestelmien parissa, jotka teoriassa voisivat voittaa nämä rajoitukset.
Instituutti on jo onnistuneesti osoittanut vankan ja luotettavan tiedonsiirron jopa 10 Mbit / s nopeudella käyttämällä yksinkertaisia, syvälle otettuja automaattisia järjestelmiä. Tämän tekniikan mahdolliset vaikutukset ovat merkittäviä esimerkiksi siinä, että porauslautojen kunnossapidossa tällä hetkellä käytetyt kiinnitetyt ROV: t voidaan korvata yksinkertaisilla paristokäyttöisillä järjestelmillä (jopa kertakäyttöisillä), mikä vähentää merkittävästi kustannuksia.
Koska elintarviketurvasta on tulossa valtion pääongelma tällä vuosisadalla ja meriviljelyyn kiinnitetään paljon huomiota sen osittaisena ratkaisuna, robottilaitosten ja pintahallinnon välisen luotettavan ja turvallisen yhteydenpidon tarpeesta pitäisi tulla täysin juuri tässä tilassa. Merenkulun sovelluksissa vedenalaiset optiset viestintäjärjestelmät tarjoavat valtavan edun erittäin kestävinä häiriöille tai ulkoisille häiriöille. Tämän seurauksena tietoliikenneturvan taso paranee merkittävästi - etu, jota QinetiQ North America käyttää aktiivisesti 15 vuoden kokemuksensa perusteella tällä alalla.
Tieteellisessä kekseliäisyydessä ei näytä olevan mitään ratkaisematonta ongelmaa. Maan päällä, ilmassa, vedenalaisessa maailmassa saatujen kokemusten käyttö, nykyisten tekniikoiden, kuten optisen viestinnän, käyttö ja erityisten algoritmien kehittäminen on suunniteltu ottamaan huomioon ja hyödyntämään ympäristön ainutlaatuiset ominaisuudet. meriympäristö. Ilmeisesti vedenalaisen viestinnän maailma odottaa merenkulun turvarakenteiden ja tiedeyhteisön sekä monien maiden asevoimien kiinnostuksen lisääntyvän merkittävästi. Ongelmia on tietysti paljon, ne vaihtelevat vaikeuksista saavuttaa suuria tiedonsiirtonopeuksia akustisten viestintävälineiden avulla veden pinnan alla toimivien optisten järjestelmien rajoitettuun alueeseen. Näkymät ovat kuitenkin hyvät, kun otetaan huomioon ongelman ratkaisemiseen varatut resurssit, myös taloudelliset. Tämä huolimatta siitä, että elämme taloudellisen askeettisuuden aikakaudella tieteellisessä tutkimuksessa. Joten mielenkiintoinen tarina odottaa meitä ... ehkä.
/Alex Alexeev, topwar.ru/
Sukellusveneiden alkuajoista lähtien niiden tehokkuus sota-aluksina on liittynyt valmiuteen vastaanottaa tilauksia tuolloin syntymässä olevan uuden menetelmän kautta - signaali - radio. Vuonna 1910 ensimmäinen radioasema asennettiin Itämeren laivaston sukellusveneeseen. Se mahdollisti kommunikoinnin pinnanalaisella sukellusveneellä jopa 40 mailin etäisyydellä sijaitsevan rannikkoradiokanavan kanssa (vuotta 1910 voidaan kutsua Venäjän sukellusveneiden kanssa käytetyn viestinnän syntymävuodeksi). Vuoden 1913 loppuun mennessä viisi Itämeren laivaston ja 2 Mustanmeren laivaston sukellusvenettä oli aseistettu radioasemilla. Vuodesta 1916 lähtien yhtäkään laivastoon saapuneesta aluksesta ilman radiolaitteita ei ole hyväksytty.
Perinteisesti sukellusveneiden kanssa tapahtuvan radioviestinnän kehittämisessä voidaan erottaa neljä vaihetta.
Ensimmäinen vaihe oli vuodesta 1910 viime vuosisadan puoliväliin. Tälle ajanjaksolle on ominaista radioaaltojen etenemisen tutkiminen vesipatsaassa, tieteellisten laitosten ja teollisuusyritysten organisointi, viestintäasiakirjojen kehittäminen, sukellusveneiden viestintätilojen kehittäminen ja niiden sarjatuotanto. Vuonna 1932 perustettiin Scientific Research Marine Institute of Communications akateemikko A. Bergin johdolla. Vuonna 1938 perustettiin merivoimien kansankomissariaatin viestintäosasto. Samanaikaisesti kehitettiin laivaston "Blockada-2" radiolaitteistojärjestelmä, joka sisälsi 7 erilaista radiolähetintä ja 5 erilaista radiovastaanotinta. Nämä olivat radiolaitteita pitkä- ja lyhytaaltoviestintään.
Radioviestintä sukellusveneiden kanssa sodanjälkeisenä aikana toteutettiin pitkillä ja lyhyillä aaltoalueilla. Viestintätilaisuudet suoritettiin sukellusveneen ollessa pinnalla, mikä heikensi sen salassapitovelvollisuutta sekä radiotiedustelun että visuaalisten valvontalaitteiden suhteen, vaikka nämä istunnot toteutettiin pääasiassa yöllä, akun lataamisen aikoina.
Radiosignaalien lähettämisen ilmassa lyhentäminen ja sukellusveneen oleskelun kesto pinta- tai periskooppiasennossa viestintäistunnon aikana tulee tärkeimmäksi tehtäväksi yhdessä signaalien ja viestien oikea-aikaisen ja luotettavan lähettämisen kanssa. Tämä tehtävä ratkaistiin onnistuneesti 1950-luvulta 1970-luvulle - sukellusveneiden kanssa tapahtuvan viestinnän kehittämisen toisessa vaiheessa. 1950-luvun puolivälissä hyväksyttiin oppi valtamerellä kulkevan ydinohjuslaivaston perustamisesta. Tärkeä paikka siinä annettiin sukellusveneiden kanssa tapahtuvan viestinnän kehittämiselle. Joulukuussa 1955 hyväksyttiin Neuvostoliiton ministerineuvoston päätöslauselma "Toimenpiteistä viestinnän varmistamiseksi sukellusveneillä", jossa määrättiin 177 tilan rakentamisesta, mukaan lukien komentopisteet, merivoimien radiokeskukset sekä ilmavoimat ja ilmatorjunta. Laivastojen puolustaminen. Nykyinen merivoimien viestintäjärjestelmä on suurelta osin seurausta vuoden 1955 hallituksen päätöksen täytäntöönpanosta.
Tähän mennessä tärkeimpien lyhytaaltoradiokeskusten rakentaminen, sukellusveneiden kehittäminen ja varustaminen voimakkailla lyhytaaltolähettimillä, erittäin nopeilla tiedonsiirtolaitteilla (UBD), "Frame" -antenni ja hinattava "Paravan" antennilaite. Näin valtion tehtävä valvoa sukellusveneitä vedenalaisessa asennossa ja lisätä heidän toimintansa salassapitoa. Sukellusveneen upotussyvyys signaaleja vastaanotettaessa oli 50 metriä, yhden viestin lähetysaika oli 0,7 sekuntia.
Sukellusveneiden evoluutiokehitys on asettanut merivoimien viestintäjärjestelmälle lisävaatimuksia salassapidon, luotettavuuden ja luotettavuuden suhteen. Nämä tehtävät ratkaistiin kolmannessa kehitysvaiheessa (1970-luvun puolivälissä - 1990-luvun puolivälissä). Tähän aikaan kuuluvat voimakkaimman VLF-radioaseman "Hercules", navigointiviestintäjärjestelmän "Parus" ja automaattisten viestintälinjojen rakentaminen.
Vaatimukset sukellusvenemiehistön määrän vähentämiseksi sekä viestintälaitteiden paino- ja kokoominaisuuksien vähentämiseksi määrittivät tarpeen luoda automatisoituja viestintäjärjestelmiä. Ensimmäinen kotimainen automatisoitu sukellusveneiden kompleksi otettiin käyttöön vuonna 1972 ja sen uudistettu versio vuonna 1974. Molemmat kompleksit asennettiin pohjoisen laivaston sukellusveneisiin. Vuonna 1978 Neuvostoliiton tiedeakatemian puheenjohtajiston alaisuudessa perustettu tieteellinen neuvosto antoi korvaamattoman panoksen sukellusveneiden kanssa tapahtuvan viestinnän kehittämiseen monimutkaisesta ongelmasta "Radiofysikaaliset menetelmät merien ja valtamerien tutkimiseen". Sitä johti Neuvostoliiton tiedeakatemian varapresidentti akateemikko V.Kotelnikov. Neuvosto pystyi järjestämään tutkimuksen, johon osallistui maan johtavat tutkimusorganisaatiot, monista sukellusveneiden kanssa viestinnän ongelmista. Nykyään tämän neuvoston työtä johtaa akateemikko E.Velikhov.
Taisteluohjaussignaalien lähetysajan lyhentäminen edelleen pääasiassa merivoimien strategisille ydinvoimille voitaisiin varmistaa järjestämällä istuntoon vapaa viestintä sukellusveneiden kanssa. Todelliset askeleet tähän suuntaan on tehty kaapelilla vedettävillä antennilaitteilla. Tällaisen antennin ensimmäinen muunnos otettiin käyttöön vuonna 1980, ja se mahdollisti jatkuvan hinauksen pienillä nopeuksilla ja tarjosi radiovastaanoton erittäin pitkien aaltojen alueella. Tämän antennin myöhemmät muutokset laajensivat sen ominaisuuksia. Testit tehtiin signaalien vastaanottamiseksi "Parus" -navigointi- ja tietoliikennesatelliittijärjestelmästä. Koolan niemimaalle otettiin käyttöön matalataajuisen signaalinsiirtoalueen syvälle upotettuihin sukellusveneisiin vuonna 1985 kokeilukeskus erittäin matalilla taajuuksilla tapahtuvaa viestintää varten. Kehityksen kolmannen vaiheen tulos oli maailmanlaajuisen viestintäjärjestelmän luominen sukellusveneiden kanssa, mikä varmistaa taistelutehtävien ratkaisun kaikkialla maailmamerellä.
Olemme nyt neljännessä vaiheessa sukellusveneiden viestintäjärjestelmän kehittämisessä. Sen ensisijaiset tehtävät sukellusveneiden kanssa tapahtuvan viestinnän kehittämisessä ovat:
- hallita erittäin matalien taajuuksien aluetta, jotta saavutetaan suuri tiedonsiirtosyvyys
- laivaston VLW-viestinnän edelleen modernisointi
- saavutettujen menetelmien suojaaminen häiriösuojauksesta laivaston lyhytaaltoviestinnässä
- digitaalisten viestintäkanavien luominen laivastolle
- lupaavien hydroakustisten viestintäjärjestelmien luominen ja tapojen etsiminen epätavanomaisten menetelmien, kanavien ja viestintätyyppien toteuttamiseksi
- sukellusveneiden luominen ja varustaminen tehokkailla hätäviestintävälineillä. Esimerkki on COSPAS-SAR-SAT-järjestelmän ponnahdusikkuna "Nadezhda".
Sukellusveneyhteyshenkilö
Akustinen voimansiirto
Ääni voivat levitä tarpeeksi pitkälle vedessä, ja vedenalaiset kaiuttimet ja hydrofonit voidaan käyttää viestintään. Joka tapauksessa, merivoimien ja Neuvostoliittoja USA asennettu akustiset laitteet merenpohjaan alueille, joilla sukellusveneet ovat suosimissa, ja liittänyt ne merikaapeleilla maansiirtopisteisiin.
Yksisuuntainen viestintä upotetussa asennossa on mahdollista räjähdysten avulla. Räjähdyssarja, joka seuraa säännöllisin väliajoin, etenee vedenalaisen äänikanavan läpi, ja hydroakustikko vastaanottaa ne.
Erittäin matalataajuinen radioviestintä
Radioaallot erittäin matala kantama (VLF , VLF, 3-30 kHz) voi tunkeutua merivesiin jopa 20 metrin syvyyteen. Tämä tarkoittaa, että matalassa syvyydessä sijaitseva sukellusvene voi käyttää tätä etäisyyttä yhteydenpitoon. Jopa paljon syvempi sukellusvene voi käyttää poiju antennilla pitkällä kaapelilla. Poiju voi sijaita usean metrin syvyydessä, eikä sitä sen pienen koon vuoksi havaita kaikuluotaimet vihollinen. Yksi ensimmäisistä VLF-lähettimistä " Goljat", Rakennettiin Saksassa 1943, sodan kuljettamisen jälkeen Neuvostoliittoon, vuosina 1949-1952 palautettu Nižni Novgorodin alueelle ja on edelleen toiminnassa.
Valkovenäjällä alle Vileika, megawatin VLF-lähetin toimii yhteydenpitoon Venäjän laivaston sukellusveneiden kanssa - 43. viestintäkeskus.
Ilmakuva ELF-lähettimestä (Clam Lake, Wisconsin, 1982)
Radioaallot erittäin matala taajuus (ELF , ELF, jopa 30 Hz) kulkee helposti maan ja meriveden läpi. ELF-lähettimen rakentaminen on äärimmäisen vaikea tehtävä valtavan vuoksi aallonpituus. Neuvostoliiton ZEVS-järjestelmä toimii taajuudella 82 Hz (aallonpituus - 3656 km), amerikkalainen "Merenkulkija" ( englanti navigaattori) - 76 Hz (aallonpituus - 3944,64 km). Näiden lähettimien aallonpituus on verrattavissa Maan säteeseen. On selvää, että dipolin rakentaminen antennit puolella aallonpituudella (pituus ≈ 2000 km) on epärealistinen tehtävä tällä hetkellä.
Sen sijaan sinun pitäisi löytää maapallon alue, jolla on riittävän alhainen ominaisjohtavuus, ja ajaa siihen 2 valtavaa elektrodia noin 60 km: n etäisyydellä toisistaan. Koska maapallon johtavuus elektrodien alueella on melko alhainen, elektrodien välinen sähkövirta tunkeutuu syvälle maapallon sisäosiin käyttäen niitä osana valtavaa antennia. Tällaisen antennin erittäin korkean teknisen monimutkaisuuden vuoksi vain Neuvostoliitossa ja Yhdysvalloissa oli ELF-lähettimiä.
Yllä oleva kaavio toteutetaan "ZEUS" -lähettimessä, joka sijaitsee Kuolan niemimaa Severomorsk-3: ssa itään Murmansk alueella, jonka koordinaatit 69, 33 69 ° pohjoista leveyttä sh. 33 ° itään jne. / 69 ° pohjoista leveyttä sh. 33 ° itään jne. (G) (O) (Neuvostoliiton ELF-lähettimen olemassaolo julkistettiin vasta vuonna 1990 vuosi). Tällaisella antennijärjestelmällä on erittäin alhainen hyötysuhde - se vaatii erillisen voimalaitoksen tehon sen toimintaan, kun taas lähtösignaalin teho on useita wattia. Mutta toisaalta tämä signaali voidaan vastaanottaa käytännössä kaikkialla maailmassa - jopa tieteellisessä asemassa Antarktis nauhoitti tosiasian, että ZEUS-lähetin oli päällä. [ lähdettä ei määritetty 575 päivää ]
American Seafarer -lähetin koostui kahdesta antennista Clam Lake, Wisconsin (alkaen Vuosi 1977) ja Sawyerin ilmavoimien tukikohdassa Michigan (c 1980 vuosi). Se purettiin syyskuussa 2004 vuosi... Vuoteen 1977 saakka käytettiin Sanguine-järjestelmää, joka sijaitsi Wisconsin.
Laivasto Iso-Britannia yritti rakentaa lähettimensä sisään Skotlanti, mutta projekti peruutettiin.
Tällaisen laitteen suuren koon vuoksi siirto upotetusta veneestä maahan ei ole mahdollista. Tiedonsiirtokoodi pidetään salassa, mutta voidaan olettaa, että matalan lähetystaajuuden (tavuyksikköinä minuutissa) vuoksi vain yksinkertaisimmat komennot lähetetään ELF-tiedonsiirron kautta, kuten "Surfaa ja kuuntele komentoa satelliittiviestinnän kautta" . ELF-viestinnän vastaanottoantennit eivät kuitenkaan ole missään nimessä pieniä - veneet käyttävät valmistettuja hinattavia antenneja.
Radioviestintä toistimien kautta
Satelliitit
Jos sukellusvene on pinnalla, se voi käyttää normaalia radioaluetta, kuten muutkin merialukset. Tämä ei tarkoita tavallisen lyhytaaltoalueen käyttöä: useimmiten se on yhteys armeijaan tietoliikennesatelliitti... Yhdysvalloissa tällaista viestintäjärjestelmää kutsutaan "satelliittiosajärjestelmäksi tietojen vaihtamiseksi sukellusveneiden kanssa" ( englanti Sukellusveneiden satelliittitietojen vaihdon alijärjestelmä, SSIXS), osa merenkulun UHF-satelliittiviestintäjärjestelmää ( englanti Laivaston erittäin korkean taajuuden satelliittiviestintäjärjestelmä, UHF SATCOM).
Tytäryhtiövedenalainenveneitä
1970-luvulla Neuvostoliitossa kehitettiin sukellusveneiden muutosprojekti. projekti 629 käyttää niitä signaalitoistimina ja välittää laivojen komento mistä tahansa päin maailmaa laivaston komennolla. Kolme sukellusvenettä muutettiin projektin mukaisesti.
Ilma-alus
Viestintään Venäjän federaation (Neuvostoliiton) laivaston sukellusveneiden kanssa käytetään välityskonetta Tu-142MR (Naton luokitus - "Bear-J"). Rungon alaosassa on rumpu, jossa on 8,6 km pitkä pakokaasun hinauskaapeli-antenni, ja suuritehoinen VLF-kaistalähetin - R-826PL "Fregat" -asema. Lisäksi ilma-aluksessa on monimutkainen lyhytaaltoinen asema troposfääristä viestintää varten - "BKSR-A" ja lisälaitteet radioviestinnän koodaamiseen ja automatisointiin. Kone voi pysyä ilmassa jopa 17 tuntia.
Varkain
Viestintäistunnot, erityisesti veneen noustessa, häiritsevät sen salassapitoa, mikä vaarantaa sen havaitsemisen ja hyökkäyksen. Siksi veneen varkauden lisäämiseksi toteutetaan useita teknisiä ja organisatorisia toimenpiteitä. Joten veneet käyttävät lähettimiä lähettämään lyhyitä pulsseja, joihin kaikki tarvittavat tiedot pakataan. Myös siirto voidaan suorittaa pop-up- ja sub-pop-up -poijuilla. Poiju voidaan jättää veneellä tiettyyn paikkaan tiedonsiirtoa varten, joka alkaa, kun vene on jo lähtenyt alueelta.
Useimmissa tapauksissa riittää yksinkertaisin ratkaisu: kellua veden pintaan ja nosta antenni veden yläpuolelle. Mutta tämä ratkaisu ei riitä ydinsukellusveneelle - nämä alukset on kehitetty kylmän sodan aikana ja ne voivat olla veden alla useiden viikkojen tai jopa kuukausien ajan, mutta niiden oli kuitenkin nopeasti käynnistettävä ballistisia ohjuksia ydinsodan sattuessa.
Viestintä upotetussa asennossa olevien sukellusveneiden kanssa tapahtuu seuraavilla tavoilla.
Kollegiaalinen YouTube
1 / 2
✪ Sukellusvene
✪ Sukellusveneonnettomuus. "Vaarallinen" rituaali lapselle.
Tekstitykset
Akustinen voimansiirto
Neuvostoliiton järjestelmä "ZEUS" toimii taajuudella 82 Hz (aallonpituus 3656 km), amerikkalainen "Seafarer" (alkaen englanti - "navigaattori") - 76 Hz (aallonpituus 3944,64 km). Näiden lähettimien aallonpituus on verrattavissa Maan säteeseen. Vuoteen 1977 saakka käytettiin Sanguine-järjestelmää, joka sijaitsi Wisconsinissa. Taajuus - 76 Hz tai 45 Hz. Britannian laivasto yritti rakentaa oman lähettimen Skotlantiin, mutta projekti peruutettiin.
Radioaallot infra-matalat taajuudet tai infrapunataajuudet (HNCH, ILF 300-3000 Hz) on pienempiä antennielementtejä, mutta vähemmän tunkeutumista mereen ja maan syvyyteen.
Radioaallot hyvin matalilla taajuuksilla tai hyvin matalilla taajuuksilla (VLF, VLF 3-30 kHz) on vielä pienikokoisempia antenneja verrattuna edellisiin taajuuksiin, mutta ne voivat tunkeutua merivedeen vain 20 metrin syvyyteen, ylittäen pinta (iho) -vaikutuksen. Matala sukellusvene voi käyttää tätä aluetta viestintään. Paljon syvempi sukellusvene voi käyttää poijua, jossa on antenni pitkällä kaapelilla. Poiju voi sijaita usean metrin syvyydessä, eikä vihollisen luotain pysty havaitsemaan sitä pienen koonsa vuoksi. Maailman ensimmäinen VLF-lähetin, "Goliath", rakennettiin Saksassa vuonna 1943, sodan jälkeen se kuljetettiin Neuvostoliittoon, vuosina 1949-1952 se palautettiin Nižni Novgorodin alueelle ja on edelleen toiminnassa. Valkovenäjällä, lähellä Vileikaa, on megawatin VLF-lähetin viestintään Venäjän laivaston sukellusveneiden kanssa - 43. viestintäkeskus.
Radioaallot matalat taajuudet tai matalat taajuudet (LF, LF 30-300 kHz) voidaan käyttää myös viestintään maanalaisten tai offshore-tilojen kanssa. Amerikkalainen Seafarer-lähetin toimi taajuudella 76 kHz ja koostui kahdesta antennista Clam Lake, Wisconsinissa (vuodesta 1977) ja Sawyerin ilmavoimien tukikohdassa Michiganissa (vuodesta 1980). Se purettiin syyskuussa 2004.
Ilmoitettujen alueiden radioviestinnän haitat:
- Tiedonsiirtolinja on yksisuuntainen. Aluksella olevalla sukellusveneellä ei voi olla omaa lähetintä valtavan vaaditun antennikoon vuoksi. Jopa ELF / VLF-viestinnän vastaanottavat antennit eivät ole missään nimessä pieniä: veneet käyttävät valmistettuja hinattavia antenneja, joiden pituus on satoja metrejä.
- Tällaisen kanavan nopeus on erittäin pieni - useita merkkejä minuutissa. Siksi on kohtuullista olettaa, että lähetetyt viestit sisältävät yleisiä ohjeita tai komentoja muun tyyppisen viestinnän käyttämiseksi.
Satelliitit
Jos sukellusvene on pinnalla, se voi käyttää normaalia radioaluetta, kuten muutkin merialukset. Tämä ei tarkoita tavallisen lyhytaaltoalueen käyttöä: useimmiten viestintä armeijan kanssa on käyttää niitä signaalin toistimina ja tarjota laivojen komento mistä päin maailmaa tahansa. Kolme sukellusvenettä muutettiin projektin mukaisesti.
Samanlaiset laitteet on asennettu ilmakomentopisteeseen - Il-80-kone.
Yhdysvaltain laivasto käyttää E-6 Mercury -koneita kommunikoimaan VLF-alueen sukellusveneiden kanssa (luotu matkustaja-Boeing-707: n perusteella, käytetään hinattavia antenneja, joiden pituus on 7925 m (pää) ja 1219 m (apu)). . Itse asiassa tämä ilma-alus ei ole puhdas taistelunohjaussignaalien toistin SSBN: lle, mutta se toimii komentopaikana strategisten ydinvoimien ohjaamiseksi. Miehistöön kuuluu 5 henkilöä, jotka ohjaavat konetta, lisäksi 17 käyttäjää. Hallituksen lentokomennolla E-4A (perustuu Boeing 747: een) on myös SDV-asema ja noin 8 km pitkä hinattava kaapeli-antenni.
Varkain
Viestintätunnit, erityisesti veneen pinnan yhteydessä, häiritsevät sen salassapitoa ja saattavat sen havaita ja hyökätä. Siksi veneen varkauden lisäämiseksi toteutetaan useita teknisiä ja organisatorisia toimenpiteitä. Joten veneet käyttävät lähettimiä lähettämään lyhyitä pulsseja, joihin kaikki tarvittavat tiedot pakataan. Myös siirto voidaan suorittaa pop-up- ja sub-pop-up -poijuilla. Poiju voidaan jättää veneellä tiettyyn paikkaan tiedonsiirtoa varten, joka alkaa, kun vene itse on jo lähtenyt alueelta, tai ei.
Viestintä Yhdysvaltojen ydinsukellusveneiden kanssa
Varavallan 1. asteen kapteeni A.Markov
Pentagonin suunnitelmissa tärkeä rooli yleisessä ydinsodassa annetaan ydinkäyttöisille ohjussukellusveneille, jotka ovat jo rauhan aikana partioalueilla jatkuvasti valmiina toteuttamaan käsky laukaista vihollisia vihollisen kohteisiin. Monitoimiset ydinsukellusveneet (PLA), jotka ratkaisevat tiedustelutehtäviä, partioivat sukellusveneiden vastaisilla linjoilla, tukevat laivaston iskujoukkojen toimintaa ja ovat aina valmiita käyttämään aseitaan (torpedot ja risteilyohjukset, mukaan lukien laivanvastaiset ohjukset).
Amerikkalaiset sukellusvenejoukot kehittyvät suuntaan, jossa sekä taisteluvoimaa vahvistetaan että heidän haavoittumattomuuttaan vihollisen vaikutuksille lisätään. Amerikkalaisten komentojen mukaan tärkeimpiä toimenpiteitä sukellusveneen toiminnan salaisuuden varmistamiseksi: erityinen operatiivinen järjestelmä niiden käyttöön; fyysisten kenttien, pääasiassa akustisten ja sähköisten, tason alentaminen; luotettavan ohjausjärjestelmän soveltaminen. Olemassa olevien parantaminen sekä uusien järjestelmien ja viestintävälineiden kehittäminen ja luominen sukellusveneiden kanssa, etenkin syvällä olevien sukellusveneiden kanssa, ovat ulkomaisten lehdistöjen mukaan perusta niiden ylläpitämiselle korkeassa taisteluvalmiusasteessa.
Sukellusveneen luotettava hallinta uppoasennossa on melko monimutkainen ongelma, jonka ratkaisuun amerikkalaiset asiantuntijat ovat työskennelleet yli 20 vuoden ajan, kuten ulkomainen lehdistö kertoo. Suurin vaikeus on se, että radiosignaali voittaa vesipatsaan, jossa sen energia absorboituu aallonpituudesta riippuen, sekä vastaanottimen etäisyydestä lähettimestä, sen tehosta, signaalin vastaanoton syvyydestä, nopeudesta antennin liikettä ja useita muita tekijöitä. Signaalin absorbointiaste ja niiden tunkeutumisen syvyys vesiympäristöön on esitetty kuvassa. yksi.
Sähköisen tekniikan nykyaikainen kehitys mahdollistaa pitkän aallon (LW) ja erittäin pitkän aallon (VLW) alueiden laajan käytön viestinnässä sukellusveneiden kanssa. Alemman, niin kutsutun erittäin matalan taajuusalueen (ELF) käyttö liittyy tarpeeseen käyttää merkittävän tehon säteilyä ja suurikokoisia monimutkaisia \u200b\u200bantenneja. Viestien välittäminen vesiympäristön läpi suurtaajuuksisella (optisella) aallonpituusalueella edellyttää energian keskittymistä kapeasti suunnattuun säteeseen, ja se liittyy lasertekniikan käyttöön alueella, jossa sukellusvene sijaitsee.
Tällä hetkellä sukellusveneitä ohjataan rannikkosolmujen ja viestintäkeskusten verkon kautta. Ne sijaitsevat kaikilla tärkeillä alueilla maailmassa, lähellä Yhdysvaltojen sukellusveneitä käyttäviä vesialueita. Radiokanavat lähettävät heille kuittivapaalla tavalla. Viestinnän luotettavuuden parantamiseksi teatterin jokaisessa kaupunginosassa toimii vähintään kaksi radioasemaa, jotka toistavat pääviestejä VHF-, KB-, DV- ja VLF-aaltoalueilla.
VHF-lähetykset suoritetaan sisällä. näköyhteyden kautta tai Flitsatcom-satelliittijärjestelmän (225 - 400 MHz) kautta, joka korvataan 1980-luvun jälkipuoliskolla Lisat-järjestelmällä. Neljä viimeksi mainitun satelliittia on jo viety kiinteille kiertoradoille.
Yksi satelliittijärjestelmän kanavista (kaistanleveys 25 kHz) on tarkoitettu laivaston pyöreiden lähetysten uudelleenlähettämiseen, mukaan lukien sukellusveneet. Tässä tapauksessa lähetykset "maa - satelliitit" -linkissä suoritetaan senttimetrin alueella ja "satelliitit - lähetys" - desimetrien alueella. Lähetyksiä varten käytetään AN / FSC-79-maa-asemia, jotka sijaitsevat laivaston pääviestintäkeskuksissa Norfolkissa (USA), Honolulussa (Havaiji), Napolissa (Italia), Guamissa (Tyynen valtameri) ja Diego Garciassa (Intian valtameri). . Sukellusveneillä nämä lähetykset vastaanottaa yksi AN / SRR-1-vastaanotin Yhdysvaltain laivastossa. Viestinnän luotettavuuden varmistamiseksi ja pyöreiden lähetysten kanavan läpimenon lisäämiseksi sukellusveneen osoitteeseen käytetään digitaalisia tietoliikennelaitteita, jotka mahdollistavat tiedonsiirron nopeudella 2400 bittiä / s. Laitteet sijaitsevat rannikkoviestintäkeskuksessa (CS) ja sukellusveneessä, ja sen avulla on mahdollista suorittaa nopea lähetys myös veneestä rannikolle.
KB-aluetta (3-30 MHz) suhteessa muihin kaistoihin käytetään varauksena, koska sen radioaaltojen kulku ei ole riittävän vakaa ja se on altis radiohäiriöille. Yhteyden muodostaminen ja viestin lähettäminen kestää kauan.
Sukellusveneet voivat vastaanottaa signaaleja VHF- ja HF-kaistoilla vain pinnalla tai periskoopin syvyydessä sisäänvedettävillä antenneilla.
Suurin osa Yhdysvaltain laivaston rannikkoviestintäkeskuksista sekä Euroopassa ja Länsi-Tyynenmeren alueella sijaitsevista amerikkalaisista radioasemista on varustettu pitkäaaltolähettimillä viestintää varten. 3-4 000 km: n päässä. Tärkeimmillä rannikkovaltioilla on VLF-lähettimet (3-30 kHz), jotka tarjoavat yhteyden sukellusveneisiin jopa 16 tuhannen kilometrin etäisyydellä. Yhdysvaltain laivastolla on tällä hetkellä seitsemän tällaista solmua, joista kolme - Annapolis (Washington), Lualualualei (Havaiji) ja Balboa (Panaman kanavan alue) - rakennettiin ennen toista maailmansotaa ja niitä on modernisoitu useita kertoja. 60-70-luvuilla perustettiin Cutler (Maine), Jim Creek (Washington), North West Cap (Australia) ja San Francisco (Kalifornia) radiokeskukset. Cutler-radiokeskus on varustettu yhdellä 2000 kW: n lähettimellä, Jim Creek - kaksi 1000 kW kumpikin, ja loput - 1000 kW kukin. Niiden pääasialliset toimintataajuudet ovat 14-35 kHz.
Ulkomaiset lehdet huomauttavat, että erityisesti VLF-alueen rannikkoradiokanavat ja niiden suuret antennikentät ovat vihollisen vaikutuksen alaisia. Siten Cutler-radiokeskuksen antennikenttä on noin 6 km2. Siellä on useita antenneja, enimmäkseen rombisia, ripustettuina 250-300 m korkeisiin teräsrakenteisiin. Amerikkalaisen komennon mukaan suurin osa radiokeskuksista saattoi tuhoutua vihollisuuksien puhkeamisen jälkeen. Siksi se uskoo, että sukellusveneiden ja ensisijaisesti ohjusalusten luotettavampaan hallintaan tarvitaan viestintäjärjestelmiä, joilla on lisääntynyt selviytyvyys, etenemisalue ja vedenalaisen signaalin siirron syvyys.
He asettavat erityistä toivoa tämän ongelman ratkaisemiselle takaisin 60-luvulla luotuun VLF-varmuuskopiointijärjestelmään, joka sijaitsi toistolaitteilla, nimeltään TAKAMO. Sen on ajoissa ja erittäin luotettavasti toimitettava SSBN: lle käsky käyttää ydinaseita. TAKAMO-lentokoneessa viesti vastaanotetaan sukellusveneen pyöreän siirtokanavan kautta ja erityisten tietoliikennelinjojen kautta asevoimien ja Yhdysvaltain laivaston korkealla johdolla.
TAKAMO-järjestelmän toistinlentokoneet ES-130 on yhdistetty kahteen laivueeseen (kukin yhdeksän lentokonetta), jotka toimivat Atlantin ja Tyynenmeren teattereissa. Ne on erityisesti varustettu päivystävän henkilöstön työvälineillä laitteilla signaalien vastaanottamiseen ja välittämiseen sukellusveneille. Työvuoro sijaitsee lentokoneen rungon etuhuoneessa, jossa sijaitsevat keskusohjauspiste, operaattoreiden postit, jotka valvovat tiedon kulkua puhelin- ja lennätyskanavien kautta, sekä VLF-lähettimen käyttäjän posti. Rungon hännän osaan on asennettu vastaanottavat ja lähettävät laitteet, tehovahvistimet, tietojenkäsittelyjärjestelmät, erittäin pitkäaaltolähettimen ulostulovaiheet ja laitteet niiden sovittamiseksi antennin kanssa.
Toistolentokoneen viestintävälineisiin kuuluvat: neljä VHF AN / ARC-138-radioasemaa, kaksi AN / ARC-132 KB -radioasemaa, AN / ARC-146-satelliittiviestintäasema sekä KB-, SV-, DV- ja VLF-radio vastaanottimet. Lähetysten edelleenlähettämistä varten lentokone on varustettu pienikokoisella VLF-lähettimellä AN / ARQ-127, jonka teho on 200 kW ja joka toimii alueella 21–26 kHz. Lähetykset sukellusveneille suoritetaan suoratulostuksessa ja käsin langallisessa tilassa. Lähettäjä on 10 km pitkä hinattava antenni, joka vapautetaan ja poistetaan erityisellä laitteella.
Ilmassa ollessaan toistinlentokone lentää tietyllä alueella noin 8000 m: n korkeudella nopeudella 330–500 km / h ympyrässä, jonka säde on 185 km, VLF-antennin ollessa vapautettuna. Tässä tilassa vedettävä antenni roikkuu 1500 m ja vie asennon lähellä pystysuoraa. TAKAMO-järjestelmän pitkäaikaisen käytön tulosten mukaan, kuten länsimainen lehdistö totesi, sukellusveneet vastaanottavat niiden lähetykset, kun antenni syvennetään 15 metriin ja poistetaan lentokoneesta, pääasiassa suhteellisen lyhyillä etäisyyksillä, mutta mahdollisesti jopa 10 tuhatta km.
Ulkomaisten lehdistötiedotteiden mukaan TAKAMO-järjestelmää parannetaan. Lentokoneen radioteknistä aseistusta parannetaan ja päivitetään, ja elektronisia tietokoneita otetaan laajasti käyttöön. Teollisuus on tilannut 15 Boeing 707 -koneen pohjalta kehitettyä E-6A-konetta. Vuodesta 1987 lähtien, kun EC-130Q: n käyttöikä on lopussa, se korvataan uusilla E-6A-lentokoneilla.
Amerikkalaiset asiantuntijat alkavat kommunikoida sukellusveneiden kanssa milloin tahansa ja syvyydessä, joka varmistaa heidän toimintansa salaisuuden, taajuusaluetta (0-3000 Hz), jonka radioaalloilla on merkityksetön vaimennuskerroin tunkeutuessaan vesiympäristöön (ylös 0,1 dB / m) ja lisääntynyt ydinräjähdysten kestävyys. Riittävän tehokkaalla lähettimellä CNF-radioaallot etenevät yli 10 tuhannen kilometrin etäisyydeltä ja tunkeutuvat veteen 100 metrin syvyyteen.
60-luvulla yritettiin luoda tällainen järjestelmä, mutta sen liian korkeiden kustannusten ja useiden muiden syiden vuoksi projekti suljettiin ja testikeskus purettiin vuonna 1978.
Vuonna 1981 Yhdysvaltain hallitus hyväksyi halvemman CNF-pohjaisen viestintäjärjestelmän hankkeen, jonka kokonaiskustannukset olivat 230 miljoonaa dollaria (se nimettiin ELF - Extremely Low Frequency). Se tarjoaa kaksi siirtokeskusta 3-5 MW: n lähettimillä. Ensimmäinen on uudistettu Wisconsinin testauslaitos, jossa on jo suuritehoinen lähetin. Vuosina 1982-1984 tästä keskustasta tehtiin useita kokeellisia siirtoja upotettuihin veneisiin. He vastaanottivat signaalin noin 100 metrin syvyydessä jopa 20 solmun nopeudella. Toinen keskus on rakenteilla Michiganissa. Rakenteen ja toiminnan yksinkertaistamiseksi antennijärjestelmä (kokonaispituus noin 100 km) on ripustettu 1,8 m korkeille terästukille.
Viestinnässä sen oletetaan käyttävän taajuuksia 45-80 Hz, joilla kolmesta kirjaimesta koostuvan komennon lähetys kestää 5-20 minuuttia. Merivoimien komento uskoo, että järjestelmästä tulee apua, sen tarkoituksena on varoittaa sukellusvenettä tarpeesta uida ylös ja vastaanottaa viesti muilla viestintävälineillä. Siihen mennessä, kun järjestelmä otetaan käyttöön, on tarkoitus asentaa vastaanottolaitteet kaikkiin SSBN-laitteisiin ja sukellusveneisiin. Keskusten työtä ohjataan yhdestä valvomosta, vaikka niiden tulisi palvella eri teattereita. Tarvittaessa erityisen tärkeän tiedon vastaanottamisen luotettavuuden lisäämiseksi molemmat keskukset pystyvät toimimaan synkronisesti, mikä lisää säteilytehoa.
Viestinnän luotettavuutta syvälle upotettujen sukellusveneiden kanssa voidaan parantaa käyttämällä lasereita. Tämän ulkomaisen lehdistön laajalti mainostaman viestintäjärjestelmän avulla voidaan lähettää suuri määrä tietoa suurella nopeudella sukellusveneisiin, jotka sijaitsevat yli 100 metrin syvyydessä. Uskotaan, että se ei vaadi muiden viestintävälineiden käyttöä, koska laser-satelliittiviestintä pystyy tarjoamaan joukkojen operatiivisen-taktisen ja strategisen johdon ja valvonnan.
Viestinnän varmistamiseksi, kuten ulkomainen lehdistö osoittaa, valaistusalueen tarkoituksenmukaisin osa on sinivihreä (0,42-0,53 μm) spektri, joka voittaa vesiympäristön pienimmillä häviöillä ja tunkeutuu 300 metrin syvyyteen. Laseriviestinnän luomiseen liittyy kuitenkin useita teknisiä vaikeuksia. Kokeita lasereilla on parhaillaan käynnissä, ja harkitaan kolmea pääsovellusta.
Ensimmäinen vaihtoehto vaatii passiivisen satelliittitoistimen, joka on varustettu suurikokoisella heijastimella (halkaisija enintään 7 m, paino noin 0,5 tonnia) ja tehokkaalla maalla sijaitsevalla laserlähettimellä. Toista satelliittia varten tarvitaan riittävän tehokas lähetinlaite ja voimalaitos, joka on useita suuruusluokkia korkeampi. Molemmissa versioissa viestinnän luotettavuus on varmistettava tarkalla järjestelmällä, jolla viestintäobjekti voidaan kohdistaa ja seurata lasersäteellä. Kolmatta vaihtoehtoa tutkitaan, johon liittyy lasersäteen luominen käyttämällä aurinkovoimaa keskittämiä linssejä ja peilejä.
Ulkomaisten asiantuntijoiden mukaan tekniikan nykyinen taso sallii ensimmäisessä versiossa toteuttaa 400 "W: n laserin, jonka pulssin toistotaajuus on enintään 100 Hz, ja toisessa sijoittaa 10 W: n laserin pulssilla kiertoradalla 18 Hz: n toistotaajuus. Lasertietojärjestelmän kokeellinen malli voidaan ottaa käyttöön 90-luvulla, ja työvälineet luotiin aikaisintaan 2000.
Sukellusveneet, niiden tarkoituksesta riippumatta, noudattavat taisteluoperaatiota radio-hiljaisuustilassa varmistaakseen toimintansa salaisuuden. Ainoastaan \u200b\u200bpoikkeustapauksissa, jotka liittyvät onnettomuuteen, taistelutehtävän suorittamisen mahdottomuuteen ja erityisen tärkeän tiedon ilmoittamiseen, he lähettävät radiolähetyksiä. Jotta SSBN olisi pinnalla tai periskoopin syvyydessä toimivan radiolähettimen kanssa mahdollisimman vähän aikaa, viestintä tapahtuu nopean digitaalisen tiedonsiirron kautta Fleet-Satcom-satelliittiviestintäjärjestelmän kautta sekä KB-alue. Nykyinen rannikkoasemien verkko tarjoaa tällaisten lähetysten vastaanottamisen HF-kaistan vaihtelevilla taajuuksilla erittäin luotettavasti.
Rauhan aikana, kun purjehtivat pinnalla, sukellusveneet voivat käyttää radioaseidensa koko arsenaalia.
Ohio-luokan SSBN on varustettu joukolla radiolaitteita, jotka on kehitetty "united radio room" -projektin mukaisesti. Se tarjoaa radiohuoneen laitteet automaattisilla ohjausjärjestelmillä viestintätiloja ja kirjeenvaihtoa varten, mikä mahdollistaa operaattoreiden määrän vähentämisen vuorossa yhdeksi tai kahdeksi henkilölle. Los Angeles -tyyppisille monikäyttöisille ydinsukellusveneille on kehitetty yhtenäinen viestintäkeskus, joka sisältää laivalla lähetettävät ja vastaanottavat viestintälaitteet, elektronisen tiedustelun, radiotoimenpiteet, tunnistus- ja vesiakustiset viestintäjärjestelmät. Ydinohjusten ja monikäyttöisten sukellusveneiden automaatiotyökaluihin kuuluu tietokone AN / UYK-20.
Yhdysvaltain laivaston ydinsukellusveneiden radiolaitteiden koostumukseen kuuluu: yksi radiotaajuusalueen vastaanotin (aloittaa asennuksen); kaksi - MW-, LW- ja VLF-kaistat (10-3000 kHz); useita HF-vastaanottimia; vastaanotetaan laite AN / SRR-1 pyöreistä lähetyksistä satelliittiviestintäjärjestelmän "Fleetsatcom" kautta; kaksi KB-radioasemaa (lähettimen teho 1 kW), jotka tarjoavat kaksisuuntaisen viestinnän sukellusveneiden ja rannikon välillä puhelin-, suoratulostus- ja manuaalisen lennätinmoodin avulla; kaksi KB-lähetintä (2-30 MHz, teho 1 kW); kaksi VHF-radioasemaa (yksi niistä - AN / WSC-3 - tarjoaa kaiken tyyppisen viestinnän rannikkoasemien ja matkaviestimien kanssa satelliittien kautta). Erillinen digitaalinen viestintälaite tarjoaa nopean tiedonsiirron.
Radiolaitteiden luotettavan toiminnan sukellusveneellä perustana ovat: antennilaitteet (kuva 2); yli 100 m: n syvyydessä yli 1000 m: n pituisella kaapeliantennilla varustettu silmukka-antenni lähetysten vastaanottamiseksi taajuusalueella (asennus on aloitettu); hinattava kaapeliantenni, tyypiltään silmukka (pituus 300-900 m) vastaanotettavaksi DN- ja VLF-kaistoilla. Antennin aktiivisen osan löytämiseksi vastaanottosyvyydestä (enintään 20 m) sukellusvene kelluu 30 metrin syvyyteen, ja kun se uppoaa alle 60 m, antennia tukee poiju vastaanottosyvyydessä; hinattavan VLF-silmukka-antennin vastaanottosyvyys on enintään 10 m, joka määräytyy sukellusveneen nopeuden (enintään 3 solmua) ja hinaajan pituuden (500-600 m) mukaan; sisäinen VLF-silmukka-antenni signaalien vastaanottamiseksi enintään 30 metrin syvyydessä.
KB- ja VHF-kaistojen (spiraali ja piiska) sekä satelliittiviestintäjärjestelmän suuntaamattomien antennien vastaanotto ja lähettäminen on asennettu sukellusveneen sisäänvedettäviin laitteisiin ja niitä käytetään vain pinnalla ja periskoopin syvyydessä. Satelliittiviestinnän antennit ovat suuntaryhmä, jossa on gyroskooppinen servo pitämään sitä tietyssä suunnassa, ja manuaalinen kaukosäädin korkeuden ohjaamiseksi.
AN / BRT-3-radiomajakkaa käytetään vedenalaisten sukellusveneiden viestintään HF- ja VHF-kaistoilla. Vuodesta 1981 lähtien näitä poijuja on modernisoitu: niihin on asennettu satelliittiantenneja VHF-antennien sijasta.
Hätäyhteys sukellusveneiden ja ilma-alusten, pinta-alusten ja rannikkoasemien välillä tapahtuu automaattisella monimutkaisella lähetyksellä HF-kaistalla käyttäen sukellusveneestä lähetettyä ja pinnalla kelluvaa viestintäpoijua, jolle on asennettu teleskooppiantenni.
Lyhyt katsaus ulkomaisen lehdistön artikkelissa toimittamiin tietoihin viestintäjärjestelmistä ja -välineistä osoittaa amerikkalaisen komennon halun luoda luotettava sukellusveneiden valvontajärjestelmä.
