Paraan ng komunikasyon sa mga nukleyar na submarino ng US. Mga komunikasyon sa ilalim ng tubig: kasalukuyan at hinaharap

Isang medyo hindi inaasahang pagpapatuloy ng paksa: lumalabas na kakaunti ang nakakaalam kung paano malayuan at tuluy-tuloy na komunikasyon sa mga submarino. Ngunit ang gayong koneksyon ay isang napakahalagang bagay, lalo na pagdating sa nuclear submarine cruisers.

Malinaw na kung ang bangka ay nasa ibabaw, walang mga problema sa komunikasyon: ang mga tradisyonal na istasyon ng radyo at satellite na komunikasyon ay nagbibigay ng komunikasyon sa parehong direksyon at sa maraming mga barko. Ngunit ang problema ay ang mga nukleyar na submarino ay nagsisilbi sa kailaliman ng karagatan, sinusubukan na hindi matukoy (ang stealth ang pangunahing bentahe ng mga submarino). Ang mga radio wave ay may malalaking problema sa pagpapalaganap sa ilalim ng tubig. Anong gagawin ko?

Halimbawa, kapag nasa periscope depth, ang isang bangka ay maaaring iangat ang parehong periskop at gamitin para sa mga komunikasyon sa radyo mga antenna na naka-install dito. Ang problema ay ang naturang periscope, na nakabitin na may mga antenna, ay magbibigay ng perpektong bangka, dahil maaari itong makita ng iba't ibang mga radar ng kaaway. Ito ay kagiliw-giliw na sinusubukan nilang gawin ang mga periskop ng modernong mga bangka sa kanilang ibabaw na bahagi na hindi mahalata (gamit ang teknolohiya, kung gayon, "Stealth"). Bukod dito, sinusubukan nilang bawasan ang oras na naroroon ang periscope sa ibabaw ng tubig: halimbawa, maaaring tumaas ang periscope, magsagawa ng napakabilis na pag-scan ng abot-tanaw, magpadala ng mga maiikling mensahe sa pamamagitan ng satellite gamit ang isang espesyal na uri ng signal, at agad na magtago pabalik sa ilalim. ang tubig.

Dapat pansinin na, sa isang mababaw na lalim, ang bangka ay maaaring makatanggap ng mga radio wave na hindi mataas ang dalas ("maikling alon," sabihin natin) - tumagos sila sa isang tiyak na lalim sa ilalim ng ibabaw ng tubig. Sa kasong ito, sa pangkalahatan, ang mga radio wave na may mas mababang mga frequency ay tumagos nang medyo mas malalim sa ilalim ng ibabaw ng tubig. Halimbawa, ito ay kung paano posible na makatanggap ng mga mensahe mula sa mga eroplano (may mga espesyal na sasakyang panghimpapawid, pagbibigay naghahatid ng mga mensahe sa mga submarino).

Gayunpaman, kahit na cruiser sa ilalim ng tubig Sa sandaling tumaas siya sa lalim ng periscope, maaari nating ipagpalagay na malamang na natuklasan niya ang kanyang sarili, kahit na hindi niya aktwal na itinaas ang periscope. Ang katotohanan ay mayroong isang buong hanay ng mga tool na nagbibigay-daan sa iyo upang makita ang malalaking submarino sa mababaw na kalaliman: nakikita sila mula sa isang satellite, ang kanilang paggising, kung gumagalaw ang bangka, ay maaaring makita. mga espesyal na radar at iba pa. Kaya hindi lulutang ang bangka maliban kung talagang kinakailangan.

(Ilustrasyon: Edward L. Cooper)

Para sa komunikasyon, maaaring gumamit ng mga espesyal na buoy, na itinaas mula sa isang lumubog na bangka. Ang nasabing buoy, na nilagyan ng mga radio system, na nakatali sa isang bangka at nakikipagpalitan ng impormasyon dito, ay maaaring lumutang sa ibabaw, o maaaring manatili sa mababaw na lalim, gamit ang radio wave penetration effect na inilarawan sa talata sa itaas. Ngunit ang buoy ay isang kalahating sukat na hindi nagpapahintulot para sa patuloy na komunikasyon.

Isa sa mga pagpipilian sa acoustic ay ilagay ito sa ilalim ng tubig mga istasyon ng relay pagkakaroon ng mga surface radio antenna. Ipagpalagay natin na ang naturang istasyon ay nagko-convert ng mga signal ng radyo sa mga acoustic vibrations at nagbo-broadcast ng mga ito sa ilalim ng tubig, at ang bangka ay "nakakatanggap ng tunog" habang nasa napakalalim. Mga komunikasyon sa ilalim ng tubig ng tunog, sa teorya, gumagana sa mga distansyang sinusukat sa sampu-sampung kilometro. Kung kinakailangan, maaari mong gamitin ang duplex mode, iyon ay, ang istasyon ay tumatanggap ng mga signal mula sa bangka at ipinadala ang mga ito sa pamamagitan ng radyo "sa gitna." Gayunpaman, ang buong karagatan ay hindi maaaring itayo sa mga naturang istasyon; patrol area. (At mayroong maraming iba pang mga problema, tungkol sa kung saan sa ibang pagkakataon.)

Napag-isipan na namin ang ilang mga opsyon, ngunit nananatiling hindi malinaw kung paano pinapanatili ng kumbensyonal na "command post" ang pakikipag-ugnayan sa mga submarino na kumikilos nang awtonomiya sa napakalalim.

Ang solusyon dito ay medyo hindi inaasahan: ang komunikasyon sa radyo ay ginagamit. Ngunit hindi simple, ngunit sa mga ultra-low frequency, ultra-long waves. Lumalabas na ang mga radio wave ay libu-libong kilometro ang haba (frequency na 70-90 Hz) ay tumagos sa pinakamalalim na karagatan. Iyon ay, ang isang submarino ay makakatanggap ng signal sa dalas na ito, kahit na habang nasa maximum na lalim. Totoo, may ilang mga problema sa gayong mga low-frequency na radio wave.

Una, napakahirap nilang ilabas (ang gawain ng pagtanggap ay mas simple). Sa katunayan, ito ay hindi makatotohanang gumawa ng ganoong kalaking antenna. Ang isa sa mga paraan upang mai-broadcast ang mga ultra-mahabang electromagnetic wave ay ang paggamit ng crust ng lupa mismo bilang isang emitter. Totoo, ang pamamaraang ito ay nangangailangan ng malaking halaga ng enerhiya at Ang tamang desisyon lokasyon ng pagbuo ng halaman, dahil ang mga tampok na geological (electrical conductivity, partikular) ng mga bato ng lupa na matatagpuan sa ilalim ng "generator" ay may mahalagang papel. Ngunit matagumpay na lumaganap ang mga radio wave sa buong mundo.

Pangalawa, ang mababang dalas ng carrier wave ay nangangahulugan na ito ay lubhang mahirap na lumikha modulasyon at pumili ng isang sistema coding, na magbibigay-daan sa iyong magpadala ng kapansin-pansing dami ng impormasyon sa lalong madaling panahon. Pagkatapos ng lahat, ang 90 Hz ay ​​hindi kahit na malapit sa 900 MHz, kung saan halos hindi gumagana ang GPRS.

Pangatlo, ang mga signal na may katulad na mga frequency ay kailangang matanggap laban sa background ng malakas na interference ng iba't ibang kalikasan, at sa parehong oras, ang epektibong kapangyarihan ng transmitter ay napakababa, sa kabila ng katotohanan na ang "generating installation" ay maaaring pinalakas ng isang buong planta ng kuryente.

Gayunpaman, ang inilarawan na mga problema ay hindi pumipigil sa paggamit ultralong alon para sa one-way na komunikasyon sa mga submarino sa karagatan (pati na rin para sa pag-aaral ng crust ng lupa).

Kaya, ano ang kinalaman ng mga autonomous underwater robot dito? At sa kabila ng katotohanan na ito ay isang network ng naturang mga robot na maaaring magbigay ng pagpapatakbo at sa isang mas malawak na hanay komunikasyon sa mga submarino. Ang mga robot ay hindi gaanong kapansin-pansin, at ang kanilang pagtuklas ay hindi nagbibigay ng impormasyon tungkol sa lokasyon ng submarino. Kung saan network ng robot gumagalaw, kasama ang bangka, ngunit dahil ito ay isang network na umaabot sa libu-libong kilometro kuwadrado, ang lihim ng posisyon ng bangka ay pinananatili.

Susunod - mga opinyon at talakayan

Sa loob ng maraming taon, pinangarap ng militar na magkaroon ng dispersed underwater surveillance at mga sistema ng armas na isinama sa isang wireless network, ngunit ang mga pangarap na ito ay kanais-nais dahil sila ay mailap... Sa nakalipas na dekada, ang pag-deploy ng airborne at space-based na frequency ng radyo at optical-electronic na mga sistema ng komunikasyon ay gumawa ng global, broadband, networked na komunikasyon na realidad na pagpapalitan para sa komersyal at militar na mga sistema.

Isaalang-alang natin ang mga solusyon na nagbibigay-daan sa atin na palawakin ang imprastraktura ng komunikasyong ito sa mundo sa ilalim ng dagat, ganap na isama ang mga platform at sistema sa ilalim ng dagat ng militar dito at, bilang resulta, pataasin ang kanilang pagiging epektibo sa labanan. Ang mabilis na pag-unlad ng mga komunikasyon at imprastraktura ng network sa mundo, ang mabilis na paglago ng pagiging produktibo nito, ay tinutukoy ng mga pangangailangang sibil at militar. Ito ay lubos na pinadali ng mga sistema ng militar tulad ng malayuang kinokontrol na unmanned aerial at ground platform, na ngayon ay may kakayahang magsagawa ng mga gawain na sa nakaraan ay maaari lamang gawin ng mga manned platform.

Para sa marami, kung hindi man karamihan, sa mga misyon na ito, ang real-time na kontrol ng operator ay mahalaga sa matagumpay na pagpapatupad, lalo na ang pagkumpirma ng target at awtorisasyon sa mga armas. Bilang halimbawa, ang mga operasyon ng PREDATOR UAV ngayon ay nagpapakita ng pagiging epektibo ng mga mabilis na umuusbong na sistemang ito. Ang isang katulad na pagtaas sa kahusayan at praktikal na kaugnayan ay kinakailangan din sa kaharian sa ilalim ng dagat.

Sa isang training dive, isang senior sailor mula sa Canadian Navy ang nagtuturo sa isang senior sailor mula sa Jamaica at isang midshipman mula sa St. Kitts.

Sa kabila ng katotohanan na sinusubukan tayo ng Hollywood na kumbinsihin na ang komunikasyon sa ilalim ng tubig ay isang simpleng bagay (ibinigay sa mga modernong katotohanan, ang mga script para sa mga pelikula tulad ng The Hunt for Red October at Crimson Tide ay magiging mas kumplikado), ang mga sound wave sa tubig ay sinusunod nila ang isang ganap na naiiba. code pisikal na batas. Maaaring baguhin ng mga pagbabago sa temperatura, density, at kaasinan ng tubig ang landas ng mga sound wave, baguhin ang pagpapalaganap ng tunog, at kahit na baguhin ang mga pangunahing katangian ng tunog. Ang "ingay" sa background ay maaaring makagambala sa tamang interpretasyon ng tunog (ang "mga palatandaan ng buhay" na dapat tukuyin ng mga submarine sonar operator kapag naghahanap ng gawa ng tao na mga bagay sa ilalim ng tubig), at ang mga kondisyon ng panahon sa ibabaw ng dagat ay maaaring makaimpluwensya Negatibong impluwensya para sa komunikasyon sa mababaw na tubig. Dahil dito, nananatiling problema ang komunikasyon sa ilalim ng dagat.

Hindi nito napigilan ang mga legion ng mga siyentipiko at industriyalista na sinusubukang lutasin ang problema. Ang ilan ay nagpapalawak at nagpapalalim ng sinubukan at nasubok na mga teorya, ang iba ay nagsusuri para sa isang bagay na mas makabago, na tinatawag ng ilang desperadong optimist na mga ideya.

Tethered buoy para sa UHF satellite communications o Iridium satellite;
Sa tubig: single-use UHF tethered buoy, disposable Iridium tethered buoy, buoy - acoustic-radio-frequency gateway (ARSH);
Mga kagamitan sa silid ng radyo: - Iridium data controller, BARS controller, Iridium modem controller; ilunsad ang kompartimento, buoy interface unit;
Kagamitang panghimpapawid: - Bars controller, BARS air launch controller;
Onshore Equipment at Applications: Iridium Data Controller, Certified Cross-Domain Solution, Classified BARSH Web Portal, Unclassified BARSH Web Portal

Tulad ng tao sa tao

Sa militar mundo sa ilalim ng dagat Ang paggamit ng mga diver para sa patagong reconnaissance at/o mine clearance na mga operasyon ay sumasakop sa isang mahalagang lugar sa hierarchy ng mga pangangailangan sa pagpapatakbo. Ang mga espesyal na pwersa, mine clearance at deployment divers ay kailangang gumana nang tahimik, maingat at ligtas sa baybayin o mababaw na tubig, kadalasan sa ilalim ng hindi mainam na mga kondisyon at sa ilalim ng matinding stress. Ang mahusay at agarang komunikasyon ay mataas sa listahan ng mga priyoridad para sa mga pangkat na ito, ngunit ang mga opsyon na magagamit ay medyo limitado.

Ang wika ng senyas at paghila ng lubid ay nalilimitahan ng mga limitasyon ng kakayahang makita at ang pangangailangang gumamit ng limitadong hanay ng mga salita. Ang paggamit ng mga sulo upang magpadala ng mga simpleng signal ay nagkaroon ng ilang tagumpay, ngunit ang mga kahihinatnan ng pagkakaroon ng kanilang liwanag na nakikita mula sa baybayin sa panahon ng mga palihim na operasyon ay maaaring nakamamatay sa mga kasangkot at ang pamamaraan ay samakatuwid ay hindi itinuturing na ligtas para sa mga operasyong militar. Ang paggamit ng mga acoustic generator ay may parehong disadvantages ng limitadong bokabularyo at potensyal na mataas na rate ng pagtuklas, at samakatuwid ay inalis din sa listahan.

Ang direktang komunikasyon sa pagitan ng dalawang subscriber sa anyo ng mga wireless ultrasonic system ay nagiging mas kaakit-akit na solusyon para sa mga diving group. Ang tubig ay isang daluyan na may mahusay na electrical conductivity (at ang tubig-alat ay mas mahusay) at ang mga radio wave, dahil sa kanilang electromagnetic na kalikasan, ay napakahirap na palaganapin sa pamamagitan nito. Ang ultratunog, gayunpaman, ay isang mekanikal na alon sa halip na electromagnetically na pinasimulan (bagaman ito ay pinasimulan sa pamamagitan ng paggamit ng mga piezoelectric na materyales) at sa gayon ay nalampasan ang isa sa pinakamatinding pisikal na limitasyon na nakakaapekto sa sound signature ng diver.

Ang tunog ay naglalakbay nang 4.5 beses na mas mabilis sa tubig kaysa sa hangin (mas mabilis pa sa tubig-alat), na, habang nagbibigay ng ilang mga pakinabang sa pagpapatakbo para sa mga palihim na operasyon, ay nangangailangan din ng ilang mental na pagsasaayos at pagsasaayos sa bahagi ng mga diver upang mabayaran ang mga pagnanasa ng utak na nauugnay. tunog at mga distansya ng paglalakbay sa kanilang "normal" na airspace. Ito ay isa pang dahilan kung bakit komunikasyon sa ilalim ng dagat sa pagitan ng mga indibidwal, ayon sa kahit na, mga propesyonal, ay nagsisikap na maging maikli at maikli hangga't maaari.

Gayunpaman, ang pangangailangan para sa maaasahang komunikasyon ay mabilis na lumalaki, at ito ay nalalapat hindi lamang sa larangan ng militar, kundi pati na rin sa mabilis na pagbuo ng mga aktibidad sa ilalim ng tubig - pagsubaybay kapaligiran, proteksyon sa site, arkeolohiya at recreational diving. Ang paggamit ng mga pinagmamay-ariang algorithm at teknolohiya, na kilala bilang DSPComm (Digital Spread Spectrum), ay naging laganap sa mga nakalipas na taon, na nagbibigay-daan para sa mga makabago, cost-effective at, higit sa lahat, mas maaasahang mga solusyon sa network kaysa dati.

1. Pagkatapos ng paglulunsad, ang isang malakas na halyard ay ipinakalat mula sa tumataas na katawan
2. Ang tumataas na mekanismo ng pagpapalabas ng pabahay ay isinaaktibo at ang pabahay ay tinanggal mula sa module sa ibabaw
3. Nagsisimulang umakyat ang tumataas na katawan at nagsisimulang i-unwind ang optical cable kapag tumaas ang module sa ibabaw
4. Ang unang yugto ng mekanismo ng pressurization ay nagpapagana sa ejection nose cone at lumutang mula sa buoy body
5. Ang ikalawang yugto ng mekanismo ng pressurization ay nagpapalaki sa surface float sa isang operating configuration
6. Paggawa ng configuration. Habang lumalayo ang submarino mula sa buoy launch point, ang optical cable ay humihiwalay mula sa surface module at sa tumataas na katawan.

Kondisyon ng militar

Gayunpaman, sa mga nakalipas na taon nagkaroon ng makabuluhang pag-unlad sa aming pag-unawa at sa aming pagtugon sa mga tampok ng mundo sa ilalim ng dagat, lalo na pagdating sa pagiging epektibo ng labanan. Noong 2014, nag-organisa ang NATO's Center for Maritime Research and Development (STO CMRE) ng tatlong araw na kumperensya sa mga komunikasyon sa ilalim ng dagat sa Italya. Ang preamble sa CMRE conference ay nagsasaad:

« Ang mga teknolohiya ng komunikasyon sa ilalim ng dagat ay umunlad hindi lamang sa pagbuo ng mga advanced na magkakaugnay na modulasyon, demodulation, encoding at decoding techniques, kundi pati na rin sa paglipat mula sa point-to-point na mga koneksyon sa multi-hop ad hoc network. Sa mas mataas na antas ng packet communication, nagkaroon ng mga makabuluhang pag-unlad sa pagbuo ng mga network ng data, MAC (medium access control sublayer), pagruruta at iba pang mga protocol upang magtatag ng mahusay at maaasahang mga komunikasyon. Nagiging malinaw na rin na ang saklaw ng dalas sa ilalim ng dagat ay limitado upang hindi magkakaroon ng "isang sukat-magkasya-sa-lahat" na solusyon, kaya ang mga sistema ng komunikasyon mismo ay kakailanganing aangkop na muling i-configure sa pagbabago ng mga topolohiya, kapaligiran at aplikasyon ng network. Ito ay humahantong sa intelligent programmable modem na may mataas na pagiging maaasahan ng komunikasyon sa iba't ibang antas».

« Kabaligtaran ng matagumpay na modelo na pinagtibay sa RF domain para sa cellular o WiFi wireless network, ang submarine communications community ay walang digital standards na tumutukoy sa modulation, coding parameters, o media access at routing protocols. Bilang resulta, ang bawat tagagawa ng modem ay nakabuo ng sarili nitong mga proprietary circuit at modem, na sa pangkalahatan ay hindi nagagawang makipag-ugnayan sa mga system ng ibang tagagawa. Ang pag-unlad ng modem ngayon ay kailangang idirekta sa pagsasama ng mas kumplikadong mga protocol, kabilang ang MAC at pagruruta, sa gayon ay malulutas ang problema sa pisikal na layer. Kung gusto nating makamit ang interoperability, dapat ay mayroon tayong hindi bababa sa ilang tunay na modulasyon, pag-encode, at iba pang mga pamantayan ng protocol na maaaring makilala ng higit sa isang modem.».

Ang malinaw na konklusyon na ang kapaligiran sa ilalim ng dagat ay nagdudulot ng isang hamon sa abot ng standardisasyon ay humantong sa isang pinagkasunduan na, dahil sa mataas na halaga ng pagsasagawa ng mga eksperimento sa dagat, ang pinaka-makatwirang diskarte ay ang paggamit ng mga diskarte sa pagmomodelo at simulation upang bumuo ng mga katanggap-tanggap na modelo para sa. karagdagang pag-unlad. Magsisimula ito ng ilang oras na pagkaantala, ngunit malamang na mas mababa ito kung susubukan mong bumuo ng mga bagong system batay sa mga legacy at magpatibay ng umuulit na modelo ng pag-unlad. Dumating na ang oras, siyempre, para sa isang mas radikal na diskarte, na tila tinanggap ng sentro ng CMRE.

At ang radikal na diskarte na ito ay makikita sa kamakailang Defense Advanced Research Projects Agency ng DARPA na humiling ng mga panukala para sa isang ganap na bagong henerasyon ng mga kakayahan at sistema ng komunikasyon sa ilalim ng dagat. Ang kahilingan, na tumutugon sa mga independiyenteng wireless network system para sa parehong mga komunikasyon at armas, ay nagsasaad: "Sa nakalipas na dekada, ang pag-deploy ng airborne at space-based na radio frequency at electro-optical na mga sistema ng komunikasyon ay nagbigay-daan sa pandaigdigan, malaganap, naka-network, broadband katotohanan para sa mga platapormang sibilyan at militar. Upang ganap na pagsamahin ang mga platform at sistema ng militar sa ilalim ng dagat at mapahusay ang kanilang pagiging epektibo sa labanan, ang DARPA ay naghahanap ng mga solusyon na nagpapalawak ng imprastraktura ng komunikasyong ito sa kapaligiran sa ilalim ng dagat."

Kasama sa mga kakayahan na kailangan ng DARPA mula sa mga bagong system ang:

Pag-target at awtorisasyon para sa paggamit ng mga third party na armas para sa forward deployed underwater platform at system;

Paghahatid mula sa mga network ng himpapawid at kalawakan patungo sa mga platform sa ilalim ng dagat sa real time at sa mataas na bilis ng data ng pagsubaybay sa sitwasyon;

Paglipat ng data ng sensor at situational awareness mula sa mga underwater sensor at platform patungo sa mga taktikal na air at space network;

Imprastraktura ng network sa ilalim ng dagat upang suportahan ang mga operasyon sa malawak na lugar sa pamamagitan ng mga mobile at fixed na platform, sensor at system, tulad ng submarine-operated unmanned underwater vehicle, lahat ay naka-network na may taktikal at strategic na espasyo at mga network; At

Autonomous, na idinisenyo upang gumana sa isang network na kapaligiran, pagproseso ng data ng sensor, halimbawa, ipinamahagi ang mga passive at aktibong hydroacoustic na istasyon.

Sa nakalipas na dekada, pinondohan ng U.S. Navy ang Deep Siren program bilang isang kritikal na teknolohiya para sa unang henerasyong Undersea FORCENET communications system nito. Binuo ni Raytheon sa pakikipagtulungan ng RRK Technologies at Ultra Electronics, pinapayagan ng Deep Siren ang mga submerged na submarine na makipag-ugnayan sa mga airborne platform, surface vessel, iba pang submarine at satellite sa pamamagitan ng paggamit ng mga disposable sonic buoy anuman ang bilis o lalim ng pagsisid ng submarino. Flexible at madaling ibagay Deep Siren system na may mataas na lebel Ang kaligtasan sa ingay, na may kakayahang gumana sa isang malawak na hanay ng mga acoustic na kapaligiran, ay nagpakita ng pagiging epektibo nito kahit na sa mga kondisyon ng Arctic.

Mga kagamitan sa Deep Siren system

Pagpapatupad ng mga komunikasyon sa pagitan ng mga submarino sa ika-21 siglo

Ang mga submarino ay limitado sa pakikipag-ugnayan sa ibabaw sa pamamagitan ng mga one-way na mensahe na ipinadala sa napakababang bilis sa napakababang frequency (ELF, 3-3000 Hz) o napakababang frequency (VLF, 3000-30000 Hz). Upang makatugon ang bangka, o kung kinakailangan ang non-alphanumeric na komunikasyon, dapat itong lumutang sa ibabaw o hindi bababa sa lalim ng periscope (18 metro) upang itaas ang antenna sa ibabaw ng tubig.

Ang programang Communications at Speed ​​​​and Depth (CSD) ng Lockheed Martin ay nagbibigay-daan sa mga stealth submarine na kumonekta sa Global Information Network ng Departamento ng Depensa tulad ng anumang iba pang barko sa fleet. Ang pag-equip sa mga submarino ng American fleet ng mga disposable high-tech na communication buoy ay magbibigay-daan sa two-way exchange ng data at voice at mail na mga mensahe sa real time.

Hanggang kamakailan lamang, ang mga malalaking antenna sa mga hanay ng ELF at VLF ay itinuturing na isang modernong solusyon para sa pagbibigay ng mga komunikasyon sa pagitan ng mga stealth submarine. Ang High Frequency Active Auroral Research program ay sumubok ng mga paraan upang gamitin ang itaas na kapaligiran bilang kapalit ng mga antenna. Ito ay naging posible na pukawin ang ionosphere na may mataas na dalas ng mga alon ng radyo, sa gayon nagiging sanhi ito ng mga alon na may napakababang mga frequency, na kinakailangan para sa lihim na pagpasa sa pamamagitan ng tubig-alat.

Ang kamakailang pananaliksik sa mga komunikasyon sa ilalim ng dagat ay nakatuon sa mas mataas na frequency band sa mas compact na mga device. Ang sistema ng Seadeep mula sa Qinetiq ay nagbibigay-daan sa dalawang-daan na komunikasyon sa mga submarino ng Amerika gamit ang mga blue-green na laser na naka-install sa mga air platform. Ang Deep Siren project ng Raytheon ay isang hanay ng mga disposable personal calling buoy na maaaring magpadala ng mga mensahe mula sa mga satellite patungo sa mga submarino nang acoustically (ang naka-encode na signal ay parang mga kuliglig), ngunit sa isang direksyon lamang.

Ang Communication at Speed ​​and Depth ay ang unang two-way underwater communications system para sa mga submarino. Ang eksaktong lalim kung saan ang mga submarino ay makakapag-deploy ng mga buoy ay inuri, ngunit sinabi ni Lockheed Martin na ang mga kable ng buoy ay sumusukat sa milya. Ito ay sapat na para sa submarino na maglabas ng buoy sa isang makabuluhang lalim at magpatuloy sa paggalaw sa normal na bilis ng pagpapatakbo upang makumpleto ang misyon ng labanan.

Si Lockheed Martin, kasama ang dalawang subcontractor na Ultra Electronics Ocean Systems at Erapsco, ay bumuo ng tatlong espesyal na buoy. Ang dalawa sa kanila ay nakakabit sa submarino at nakikipag-ugnayan dito gamit ang fiber optic cable. Ang isa sa kanila ay nagdadala ng mga kagamitan para sa komunikasyon sa Iridium satellite constellation, at ang pangalawa ay nagdadala ng kagamitan para sa komunikasyon sa mga ultra-high frequency. Ang ikatlong buoy ay isang free-floating acoustic radio frequency buoy. Maaari itong i-airdrop o i-flush sa pamamagitan ng isang aparato sa pagtatapon ng basura. Ang mga naka-tether na buoy na baterya ay gumagana nang hanggang 30 minuto at, pagkatapos na ma-discharge ang mga ito, self-flood. Ang mga untethered buoy ay idinisenyo para sa tatlong araw na deployment.

1. Ang buoy na may TDU kit ay inilalabas mula sa TDU (waste disposal device), ang pangunahing ballast ay nagpapabilis sa proseso ng buoy ejection
2. Ang BOOM ay umiikot at ang pangunahing ballast ay nahiwalay sa buoy
3. Lumubog ang BARS
4. Ang auxiliary ballast ay pinakawalan sa isang tinukoy na lalim o pagkatapos ng isang tinukoy na oras. Ang BARS ay nagiging positibong buoyant at lumulutang pataas
5. Ang BARSH na may TDU kit ay lumulutang sa ibabaw. Ang oras pagkatapos ng paglunsad ay maaaring tumagal ng ilang minuto depende sa lalim at bilis ng pagbuga
6. Ang BURSH float ay napalaki at ang takip na may parachute ay tinanggal. Ang pagpapalabas ng kaso ay nagpapalaya sa TDU kit mula sa BARSH case
7. Sinisimulan ng BARS ang karaniwang sequence ng deployment. Ang TDU kit ay gumaganap ng pagkakasunod-sunod ng pagbaha
8. Nagsisimulang gumana ang buoy bilang acoustic-radio frequency gateway

Ang seguridad ay hindi lamang pag-aalala para sa militar

Kaayon ng mga pag-unlad sa larangan ng komunikasyon sa ilalim ng dagat ng militar, binibigyang pansin ang pagpapabuti ng pag-unawa at samakatuwid ay mas mahusay na pagsasamantala sa kapaligiran sa ilalim ng dagat para sa mas mapayapang layunin. Gumagamit na ang mga ahensya tulad ng National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) ng mga acoustic generator at data processor para tumulong na mahulaan at mabawasan ang potensyal na epekto ng mga kaganapan sa dagat gaya ng mga tsunami at bagyo. Ang mga mananaliksik sa Unibersidad sa Buffalo ay seryosong naghahanap ng mga alternatibo sa tradisyonal na modelo, kung saan ang mga submersible sensor ay nagpapadala ng data sa pamamagitan ng mga acoustic na pamamaraan sa mga surface buoy, kung saan ang mga sound wave ay na-convert sa mga radio wave para sa kasunod na paghahatid, kadalasan sa pamamagitan ng satellite, sa mga terrestrial network. Ang paradigm na ito - na halos ginagamit na ngayon sa lahat ng dako - ay hindi matipid at kadalasang madaling kapitan ng mga problema na nauugnay sa mga hindi tugmang interface at kakulangan ng interoperability.

Ang sagot dito ay tila halata - ang paglikha ng isang underwater Internet. Sa pagpopondo mula sa National Science Foundation, ang isang koponan sa Unibersidad sa Buffalo ay nag-eeksperimento sa mga disenyo ng istasyon ng sensor/transceiver na magbibigay ng mga tunay na kakayahan sa networking sa ilalim ng tubig, bagaman ang mga hamon na nauugnay sa mga frequency band at malaking bandwidth ay dapat na ganap na malutas. Ang pangunahing problema, gayunpaman, ay ang gawaing isinasagawa sa lugar na ito ay magkakaroon ng napakaseryosong implikasyon para sa mga isyu sa kaligtasan. Sa lumalaking populasyon na naninirahan sa mga lugar sa baybayin at patuloy na tumataas na rate ng trapiko ng mga mangangalakal sa dagat, ang mga karagatan ay nagiging isang mas mahalaga at mahina na aspeto ng pambansa at rehiyonal na seguridad - at ang problema ay hindi limitado sa mga pamahalaan.

Ang pagtaas ng pagkalat ng mga robotic system, parehong surface vessel at underwater na sasakyan, na nagbibigay ng seguridad sa mga daungan, offshore drilling rigs at mahalagang mga pasilidad sa baybayin, gaya ng mga transport interchange at power plant, ay humantong sa mabilis na pagtaas ng demand para sa mga secure na komunikasyon, lalo na ang mga komunikasyon na may malalaking volume ng data. Ang pagpapatakbo ng mga high-speed undersea network ay makakatulong sa makabuluhang pasimplehin ang ilan sa mga problema sa logistik na kinakaharap ng mga fleet at maritime security structures ng maraming bansa.

Ang mga acoustic system lamang, gayunpaman, ay malabong magbigay ng pangmatagalang solusyon upang matugunan ang mga pangangailangan ng mga komunikasyon sa ilalim ng dagat. Bagama't maaari nilang ibigay ang serbisyong ito sa mga malalayong distansya, ang kanilang pangunahing kawalan ay nauugnay sa mababang rate ng paglilipat ng data at mataas na pagkaantala. Sa pagsasaalang-alang na ito, ang sikat na Woodshole Oceanographic Institution ay kasalukuyang nagtatrabaho sa mga optical na sistema ng komunikasyon na maaaring theoretically pagtagumpayan ang mga limitasyon.

Matagumpay na naipakita ng Institute ang matatag at maaasahang mga komunikasyon sa bilis na hanggang 10 Mbit/s gamit ang mga simpleng awtomatikong system na naka-install sa lalim. Ang potensyal na epekto ng teknolohiyang ito ay makabuluhan, halimbawa, na ang mga naka-tether na malayuang pinapatakbo na sasakyan na kasalukuyang ginagamit sa pagpapanatili ng oil rig ay maaaring mapalitan ng mga simpleng sistemang pinapagana ng baterya (kahit na mga disposable), at sa gayon ay makabuluhang bawasan ang mga gastos.

Habang nagiging mas mahirap ang seguridad sa pagkain sa siglong ito pangunahing problema estado at maraming pansin ang binabayaran sa pagsasaka sa dagat bilang isang bahagyang solusyon, kung gayon ang pangangailangan para sa maaasahan at ligtas na komunikasyon sa pagitan ng mga robotic farm at pangangasiwa sa ibabaw ay dapat na ganap na maging pangunahing alalahanin ng mismong estadong ito. Pagdating sa marine application, ang mga underwater optical communications system ay nag-aalok ng napakalaking bentahe ng pagiging lubos na lumalaban sa jamming o external interference. Bilang resulta, ang antas ng seguridad ng komunikasyon ay tumaas nang malaki - isang kalamangan na aktibong ginagamit ng QinetiQ North America batay sa 15 taong karanasan nito sa larangang ito.

Tila walang problemang hindi malulutas pagdating sa siyentipikong talino. Paggamit ng karanasang natamo sa lupa at sa himpapawid, sa mundo sa ilalim ng dagat, gamit ang mga umiiral na teknolohiya tulad ng optical na komunikasyon, at pagbuo ng mga espesyal na algorithm upang isaalang-alang at pagsamantalahan ang mga natatanging katangian ng kapaligiran sa dagat. Ang mundo ng mga komunikasyon sa ilalim ng dagat ay lumilitaw na para sa isang makabuluhang pagtaas sa interes mula sa mga ahensya ng seguridad sa dagat at komunidad ng siyensya, pati na rin ang mga armadong pwersa ng maraming mga bansa. Siyempre, maraming problema, mula sa mga kahirapan sa pagkamit ng mataas na rate ng data sa pamamagitan ng mga komunikasyong acoustic hanggang sa limitadong hanay ng mga optical system na tumatakbo sa ilalim ng tubig. Gayunpaman, ang mga prospect ay napakatalino, dahil sa mga mapagkukunang inilaan upang malutas ang problema, kabilang ang mga pinansiyal. At ito sa kabila ng katotohanan na tayo ay nabubuhay sa panahon ng pinansiyal na asetisismo sa sektor ng pananaliksik. Kaya ang naghihintay sa atin ay kawili-wiling kwento… Siguro.

/Alex Alexeev, topwar.ru/

Ang radyo ay isang uri ng wireless na komunikasyon kung saan ang signal carrier ay isang radio wave, na malawak na naglalakbay sa isang distansya. May isang opinyon na imposibleng magpadala ng mga signal ng radyo sa ilalim ng tubig. Subukan nating malaman ito bakit imposibleng magsagawa ng komunikasyon sa radyo sa pagitan ng mga submarino, at ganito ba talaga?

Paano gumagana ang komunikasyon sa radyo sa pagitan ng mga submarino:

Ang pagpapalaganap ng mga radio wave ay isinasagawa ayon sa sumusunod na prinsipyo: ang nagpapadala ng signal, na may isang tiyak na dalas at kapangyarihan, ay nagtatatag ng isang radio wave. Pagkatapos nito, ang ipinadalang signal ay modulated sa isang high-frequency oscillation. Ang kinuhang modulated signal ay ipinapadala ng isang espesyal na antena sa ilang mga distansya. Kung saan ang isang radio wave signal ay natanggap, isang modulated signal ay ipinapadala sa antena, na kung saan ay unang na-filter at demodulate. At pagkatapos lamang ay makakatanggap tayo ng isang senyas na may kaunting pagkakaiba mula sa signal na orihinal na ipinadala.
Ang mga radio wave na may pinakamababang saklaw (VLF, VLF, 3-30 kHz) ay madaling tumagos sa tubig dagat, hanggang sa 20 metro ang lalim.

Halimbawa, ang isang submarino na hindi masyadong malalim sa ilalim ng tubig ay maaaring gumamit ng hanay na ito upang magtatag at magpanatili ng mga komunikasyon sa mga tauhan nito. At kung kukuha tayo ng isang submarino, ngunit matatagpuan nang mas malalim sa ilalim ng tubig, at mayroon itong mahabang cable kung saan nakakabit ang isang buoy na may antenna, magagamit din nito ang saklaw na ito. Dahil sa ang katunayan na ang buoy ay naka-install sa lalim ng ilang metro, at kahit na may maliit na sukat, napakahirap hanapin ito sa mga sonar ng kaaway. Ang "Goliath" ay isa sa mga unang transmiter ng VLF, na itinayo noong Ikalawang Digmaang Pandaigdig (1943) sa Alemanya, pagkatapos ng pagtatapos ng digmaan ay dinala ito sa USSR, at noong 1949-1952 ay nabuhay muli sa rehiyon ng Nizhny Novgorod at ay ginagamit doon hanggang ngayon.

Aerial na larawan ng isang ELF transmitter (Clam Lake, Wisconsin, 1982)

Ang mga radio wave na may pinakamababang frequency (ELF, ELF, hanggang 3 kHz) ay madaling tumagos sa crust at dagat ng Earth. Ang paglikha ng isang ELF transmitter ay isang napakahirap na gawain dahil sa napakalaking wavelength. . Ang kanilang mga alon ay maihahambing sa radius ng Earth. Mula dito makikita natin na ang pagtatayo ng isang kalahating wavelength na dipole antenna (na may haba na ≈ 2000 km) ay isang hindi matamo na layunin sa kasalukuyang yugto.

Ang pagbubuod ng lahat ng sinabi sa itaas, kailangan nating maghanap ng isang bahagi ng ibabaw ng lupa na mailalarawan sa pamamagitan ng medyo mababang kondaktibiti, at ilakip ang 2 higanteng mga electrodes dito, na matatagpuan sa layo na 60 kilometro na may kaugnayan sa bawat isa.

Dahil alam natin na ang tiyak na conductivity ng Earth sa ilan sa mga electrodes ay kasiya-siya sa mababang antas, kaya, ang electric current sa pagitan ng mga electrodes ay tatagos sa kailaliman ng bituka ng ating planeta, gamit ang mga ito bilang elemento ng isang higanteng antenna. Dapat pansinin na ang pangunahing pinagmumulan ng hindi pangkaraniwang mataas na teknikal na kahirapan ng naturang antena ay ang mga transmiter ng ELF lamang sa USSR at USA.

Sa katunayan, sa panahon ng Internet, Glonass at wireless data transmission system, ang problema ng komunikasyon sa mga submarino ay maaaring tila isang walang kahulugan at hindi masyadong nakakatawang biro - anong mga problema ang maaaring magkaroon dito, 120 taon pagkatapos ng pag-imbento ng radyo?

At mayroon lamang isang problema dito - ang bangka, hindi tulad ng mga eroplano at mga barko sa ibabaw, ay gumagalaw sa kailaliman ng karagatan at hindi tumutugon sa lahat ng mga senyales ng tawag ng maginoo na istasyon ng radyo ng HF, VHF, DV - maalat na tubig dagat, pagiging isang mahusay na electrolyte, mapagkakatiwalaan na naka-jam sa anumang mga signal.

Well... kung kinakailangan, ang bangka ay maaaring lumutang sa periscope depth, pahabain ang radio antenna at magsagawa ng sesyon ng komunikasyon sa baybayin. Nalutas ba ang problema?
Sa kasamaang palad, hindi lahat ay napakasimple - ang mga modernong barkong pinapagana ng nuklear ay may kakayahang manatili sa ilalim ng tubig sa loob ng maraming buwan, paminsan-minsan lamang na umaangat sa ibabaw upang magsagawa ng nakatakdang sesyon ng komunikasyon. Ang pangunahing kahalagahan ng isyu ay ang maaasahang paghahatid ng impormasyon mula sa baybayin hanggang sa submarino: kailangan ba talagang maghintay ng isang araw o higit pa upang mai-broadcast ang isang mahalagang order - hanggang sa susunod na naka-iskedyul na sesyon ng komunikasyon?

Sa madaling salita, sa sandali ng simula digmaang nukleyar Ang mga submarine missile carriers ay nanganganib na maging walang silbi - habang ang mga labanan ay nagaganap sa ibabaw, ang mga bangka ay patuloy na mahinahong magsusulat ng "figure eights" sa kailaliman ng World Ocean, na hindi alam ang mga kalunus-lunos na kaganapang nagaganap "sa itaas." Paano naman ang ating nuclear retaliatory strike? Bakit kailangan natin ng naval nuclear forces kung hindi ito magagamit sa oras?
Paano mo makontak ang isang submarino na nakatago sa seabed?

Ang unang paraan ay medyo lohikal at simple, sa parehong oras ay napakahirap ipatupad sa pagsasanay, at ang hanay ng naturang sistema ay nag-iiwan ng maraming nais. Pinag-uusapan natin ang tungkol sa komunikasyon ng tunog sa ilalim ng dagat - ang mga acoustic wave, hindi tulad ng mga electromagnetic wave, ay nagpapalaganap sa kapaligiran ng dagat na mas mahusay kaysa sa pamamagitan ng hangin - ang bilis ng tunog sa lalim na 100 metro ay 1468 m/s!

Ang natitira na lang ay ang pag-install ng malalakas na hydrophone o mga explosive charge sa ibaba - isang serye ng mga pagsabog sa isang tiyak na agwat ay malinaw na ipahiwatig sa mga submarino ang pangangailangan na lumabas at makatanggap ng isang mahalagang mensahe ng code sa pamamagitan ng komunikasyon sa radyo. Ang pamamaraan ay angkop para sa mga operasyon sa coastal zone, ngunit hindi na posible na "sumigaw" sa Karagatang Pasipiko, kung hindi man ang kinakailangang lakas ng mga pagsabog ay lalampas sa lahat ng makatwirang limitasyon, at ang resultang tsunami wave ay maghuhugas ng lahat mula sa Moscow hanggang New York.

Siyempre, posibleng maglagay ng daan-daang at libu-libong kilometro ng mga kable sa ilalim - sa mga hydrophone na naka-install sa mga lugar kung saan ang mga strategic missile carrier at multi-purpose nuclear submarine ay malamang na matatagpuan... Ngunit mayroon pa bang iba, higit pa maaasahan at epektibong solusyon?

Der Goliath. Takot sa mataas na lugar

Imposibleng iwasan ang mga batas ng kalikasan, ngunit ang bawat tuntunin ay may mga eksepsiyon. Ang ibabaw ng dagat ay hindi transparent para sa mahaba, katamtaman, maikli at ultra-maikling alon. Kasabay nito, ang mga ultra-mahabang alon, na sinasalamin mula sa ionosphere, ay madaling kumalat sa kabila ng abot-tanaw sa libu-libong kilometro at may kakayahang tumagos sa kailaliman ng mga karagatan.

Isang solusyon ang natagpuan - isang sistema ng komunikasyon sa mga ultra-mahabang alon. At ang di-maliit na problema ng komunikasyon sa mga submarino ay nalutas na!

Ngunit bakit lahat ng mga radio amateur at eksperto sa radyo ay nakaupo na may malungkot na ekspresyon sa kanilang mga mukha?

Depende sa lalim ng pagtagos ng mga radio wave sa kanilang dalas. VLF (napakababang dalas) - napakababang dalas, ELF (napakababang dalas) - napakababang dalas

Ang mga ultra-long wave ay mga radio wave na may wavelength na higit sa 10 kilometro. Sa kasong ito, interesado kami sa hanay ng napakababang frequency (VLF) mula 3 hanggang 30 kHz, ang tinatawag na. "myriameter waves". Huwag mo nang subukang hanapin ang hanay na ito sa iyong mga radyo - upang gumana sa mga ultra-mahabang alon, kailangan mo ng mga antenna na may kamangha-manghang laki, maraming kilometro ang haba - wala sa mga sibilyang istasyon ng radyo ang gumagana sa hanay ng "myriameter waves".

Ang napakalaking sukat ng mga antenna ay ang pangunahing hadlang sa paglikha ng mga istasyon ng radyo ng VLF.

Gayunpaman, ang pananaliksik sa lugar na ito ay isinagawa sa unang kalahati ng ika-20 siglo - ang kanilang resulta ay ang hindi kapani-paniwalang Der Goliath ("Goliath"). Ang isa pang kinatawan ng Aleman na "wunderwaffe" ay ang unang ultra-long-wave na istasyon ng radyo sa mundo, na nilikha sa mga interes ng Kriegsmarine. Ang mga signal ni Goliath ay kumpiyansa na natanggap ng mga submarino sa lugar ng Cape of Good Hope, habang ang mga radio wave na ibinubuga ng super-transmitter ay maaaring tumagos sa tubig sa lalim na 30 metro.

Mga sukat ng kotse kumpara sa suporta ng Goliath

Ang hitsura ng Goliath ay nakamamanghang: ang VLF transmitting antenna ay binubuo ng tatlong bahagi ng payong na naka-mount sa paligid ng tatlong gitnang haligi na may taas na 210 metro, ang mga sulok ng antena ay naayos sa labinlimang lattice mast na 170 metro ang taas. Ang bawat antenna sheet, naman, ay binubuo ng anim na regular na tatsulok na may gilid na 400 m at isang sistema ng mga bakal na kable sa isang movable aluminum shell. Ang antenna web ay pinaigting ng 7-toneladang mga counterweight.

Ang pinakamataas na kapangyarihan ng transmitter ay 1.8 Megawatts. Saklaw ng pagpapatakbo 15 – 60 kHz, wavelength 5000 – 20,000 m Rate ng paglilipat ng data – hanggang 300 bit/s.

Ang pag-install ng isang magarang istasyon ng radyo sa suburb ng Kalbe ay nakumpleto noong tagsibol ng 1943. Sa loob ng dalawang taon, nagsilbi si "Goliath" sa mga interes ng Kriegsmarine, na nag-coordinate ng mga aksyon ng "mga lobo" sa malawak na Atlantiko, hanggang sa ang "bagay" ay nakuha ng mga tropang Amerikano noong Abril 1945. Pagkaraan ng ilang oras, ang lugar ay nasa ilalim ng kontrol ng administrasyong Sobyet - ang istasyon ay agad na binuwag at dinala sa USSR.

Sa loob ng animnapung taon ay nagtaka ang mga Aleman kung saan itinago ng mga Ruso ang Goliath. Hinayaan ba talaga ng mga barbarong ito na masayang ang isang obra maestra ng disenyo ng Aleman?
Ang sikreto ay nahayag sa simula ng ika-21 siglo - lumabas ang mga pahayagan ng Aleman na may malakas na ulo ng balita: "Sensasyon! "Goliath" ay natagpuan! Ang istasyon ay gumagana pa rin!"

Ang mga matataas na palo ng "Goliath" ay bumaril sa distrito ng Kstovsky ng rehiyon ng Nizhny Novgorod, malapit sa nayon ng Druzhny - mula dito nag-broadcast ang nakunan na super-transmitter. Ang desisyon na ibalik si Goliath ay ginawa noong 1949; ang unang pagpapalabas ay naganap noong Disyembre 27, 1952. At ngayon, sa loob ng higit sa 60 taon, ang maalamat na "Goliath" ay nagbabantay sa ating Ama, na nagbibigay ng komunikasyon sa mga submarino ng dagat na gumagalaw sa ilalim ng tubig, habang sa parehong oras ay isang transmiter para sa serbisyo ng oras ng katumpakan ng Beta.

Humanga sa mga kakayahan ng Goliath, ang mga espesyalista ng Sobyet ay hindi tumigil doon at bumuo ng mga ideyang Aleman. Noong 1964, 7 kilometro mula sa lungsod ng Vileika (Republika ng Belarus), isang bago, mas mapaghangad na istasyon ng radyo ang itinayo, na mas kilala bilang ika-43 na sentro ng komunikasyon ng Navy.

Ngayon, ang istasyon ng radyo ng VLF malapit sa Vileika, kasama ang Baikonur Cosmodrome, ang base ng hukbong-dagat sa Sevastopol, mga base sa Caucasus at Central Asia, ay kabilang sa mga operating dayuhang pasilidad ng militar. Pederasyon ng Russia. Humigit-kumulang 300 opisyal at midshipmen ng Russian Navy ang naglilingkod sa sentro ng komunikasyon ng Vileyka, hindi binibilang ang mga sibilyang mamamayan ng Belarus. Legal, ang pasilidad ay walang katayuan ng isang base militar, at ang teritoryo ng istasyon ng radyo ay inilipat sa Russia para sa libreng paggamit hanggang 2020.

Ang pangunahing atraksyon ng ika-43 na sentro ng komunikasyon ng Russian Navy, siyempre, ay ang VLF radio transmitter na "Antey" (RJH69), na nilikha sa imahe at pagkakahawig ng German na "Goliath". Ang bagong istasyon ay mas malaki at mas advanced kaysa sa nakunan na kagamitang Aleman: ang taas ng mga sentral na suporta ay tumaas sa 305 m, ang taas ng mga side lattice mast ay umabot sa 270 metro. Bilang karagdagan sa pagpapadala ng mga antenna, sa isang lugar na 650 ektarya mayroong isang bilang ng mga teknikal na gusali, kabilang ang isang napaka-secure na underground bunker.

Ang ika-43 na sentro ng komunikasyon ng Russian Navy ay nagbibigay ng mga komunikasyon sa mga nuclear-powered na bangka sa tungkulin sa labanan sa tubig ng Atlantic, Indian at North Pacific na karagatan. Bilang karagdagan sa mga pangunahing pag-andar nito, ang higanteng antenna complex ay maaaring gamitin sa interes ng Air Force, Strategic Missile Forces, at Space Forces ng Russian Federation ay ginagamit din para sa electronic reconnaissance at electronic warfare at isa sa mga transmitters ng serbisyo sa oras ng katumpakan ng Beta.

Ang mga makapangyarihang radio transmitters na "Goliath" at "Antey" ay nagbibigay ng maaasahang komunikasyon sa mga ultra-mahabang alon sa Northern Hemisphere at sa mas malaking lugar Southern hemisphere ng Earth. Ngunit paano kung ang mga submarine combat patrol areas ay lumipat sa South Atlantic o sa equatorial latitude ng Pacific Ocean?

Para sa mga espesyal na kaso, ang Navy aviation ay may mga espesyal na kagamitan: Tu-142MR "Eagle" repeater aircraft (ayon sa NATO classification Bear-J) - isang mahalagang bahagi ng reserve control system para sa naval nuclear forces.

Nilikha noong huling bahagi ng 1970s batay sa Tu-142 na anti-submarine na sasakyang panghimpapawid (na, naman, ay isang pagbabago ng T-95 strategic bomber), ang "Eagle" ay naiiba sa ninuno nito sa kawalan ng kagamitan sa paghahanap - sa halip, kapalit ng unang cargo compartment ay mayroong reel na may hila-hila na 8600-meter antenna ng Fregat VLF radio transmitter. Bilang karagdagan sa istasyon ng ultra-long-wave, sakay ng Tu-142MR mayroong isang hanay ng mga kagamitan sa komunikasyon para sa operasyon sa maginoo na mga radio wave band (sa kasong ito, ang sasakyang panghimpapawid ay may kakayahang magsagawa ng mga function ng isang malakas na HF repeater kahit na nang walang pag-alis).
Nabatid na noong unang bahagi ng 2000s, ilang sasakyan ng ganitong uri ang kasama pa rin sa 3rd Squadron ng 568th Guards. mixed air regiment ng Pacific Fleet.

Siyempre, ang paggamit ng relay aircraft ay hindi hihigit sa isang sapilitang (backup) na kalahating sukat - kung sakaling magkaroon ng isang tunay na salungatan, ang Tu-142MR ay madaling maharang ng mga sasakyang panghimpapawid ng kaaway, bilang karagdagan, ang isang sasakyang panghimpapawid na umiikot sa isang tiyak na lugar. square unmask ang underwater missile carrier at malinaw na nagpapahiwatig ng posisyon ng submarino sa kaaway.

Ang mga mandaragat ay nangangailangan ng isang pambihirang mapagkakatiwalaang paraan para sa napapanahong paghahatid ng mga order mula sa pamunuan ng militar-pampulitika ng bansa sa mga kumander ng mga nukleyar na submarino sa combat patrol sa alinmang sulok ng World Ocean. Hindi tulad ng mga ultra-mahabang alon, na tumagos sa haligi ng tubig ng ilang sampung metro lamang, bagong sistema dapat tiyakin ng mga komunikasyon ang maaasahang pagtanggap ng mga mensaheng pang-emergency sa lalim na 100 metro o higit pa.

Oo...ang mga signalmen ay nahaharap sa isang napaka, hindi walang kuwentang teknikal na problema.

ZEUS

...Noong unang bahagi ng 1990s, naglathala ang mga siyentipiko sa Stanford University (California) ng ilang nakakaintriga na pahayag tungkol sa pananaliksik sa radio engineering at radio transmission. Nasaksihan ng mga Amerikano ang isang hindi pangkaraniwang kababalaghan - ang mga pang-agham na kagamitan sa radyo na matatagpuan sa lahat ng mga kontinente ng Earth ay regular, sa parehong oras, ay nagtatala ng mga kakaibang paulit-ulit na signal sa dalas na 82 Hz (o, sa isang mas pamilyar na format para sa amin, 0.000082 MHz). Ang ipinahiwatig na dalas ay tumutukoy sa hanay ng napakababang mga frequency (ELF), sa kasong ito ang haba ng napakalaking alon ay 3658.5 km (isang quarter ng diameter ng Earth).

16-minutong pagpapadala ng "ZEUS", naitala noong 12/08/2000 sa 08:40 UTC

Ang bilis ng paghahatid sa bawat session ay tatlong digit bawat 5-15 minuto. Ang mga signal ay direktang nagmumula sa crust ng lupa - ang mga mananaliksik ay may mystical na pakiramdam na parang ang planeta mismo ang nakikipag-usap sa kanila.
Ang mistisismo ay ang dami ng mga obscurantist sa medieval, at agad na napagtanto ng mga advanced na Yankee na nakikipag-ugnayan sila sa isang hindi kapani-paniwalang ELF transmitter na matatagpuan sa isang lugar sa kabilang panig ng Earth. saan? Malinaw kung saan - sa Russia. Mukhang ang mga baliw na Russian na ito ay nag-short-circuited sa buong planeta, gamit ito bilang isang higanteng antenna upang magpadala ng mga naka-encrypt na mensahe.

Ang lihim na pasilidad ng ZEUS ay matatagpuan 18 kilometro sa timog ng Severomorsk-3 military airfield (Kola Peninsula). Sa mapa mapa ng Google dalawang clearing (diagonal) ay malinaw na nakikita, na umaabot sa kagubatan-tundra sa loob ng dalawang dosenang kilometro (isang bilang ng mga mapagkukunan sa Internet ay nagpapahiwatig ng haba ng mga linya sa 30 at kahit na 60 km), bilang karagdagan teknikal na mga detalye, mga istruktura, mga daanang daan at karagdagang 10 km na clearing sa kanluran ng dalawang pangunahing linya.

Mga clearing na may "feeders" (mahuhulaan kaagad ng mga mangingisda kung ano pinag-uusapan natin), minsan napagkakamalang antenna. Sa katunayan, ito ay dalawang higanteng "electrodes" kung saan ang isang electric discharge na may lakas na 30 MW ay hinihimok. Ang antenna ay ang planetang Earth mismo.

Ang pagpili ng lokasyong ito para sa pag-install ng system ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng mababang tiyak na kondaktibiti ng lokal na lupa - na may lalim na mga contact well na 2-3 kilometro, ang mga electrical impulses ay tumagos nang malalim sa bituka ng Earth, na tumagos sa planeta mismo. Ang mga pulso ng higanteng ELF generator ay malinaw na naitala kahit ng mga pang-agham na istasyon sa Antarctica.

Ang ipinakita na pamamaraan ay walang mga kakulangan nito - napakalaki na mga sukat at napakababang kahusayan. Sa kabila ng napakalaking kapangyarihan ng transmitter, ang output signal power ay ilang watts lamang. Bilang karagdagan, ang pagtanggap ng gayong mahabang alon ay nangangailangan din ng malaking teknikal na kahirapan.

Ang mga senyas ng Zeus ay natatanggap ng mga submarino na gumagalaw sa lalim na hanggang 200 metro gamit ang hila-hila na antena na halos isang kilometro ang haba. Dahil sa napakababang rate ng paglilipat ng data (isang byte bawat ilang minuto), ang ZEUS system ay malinaw na ginagamit upang magpadala ng mga simpleng naka-code na mensahe, halimbawa: “Bumangon sa ibabaw (maglabas ng beacon) at makinig sa mensahe sa pamamagitan ng satellite communication. ”

Upang maging patas, nararapat na tandaan na ang gayong pamamaraan ay unang naisip sa Estados Unidos noong Cold War - noong 1968, isang lihim na pasilidad ng Navy ang iminungkahi sa ilalim ng code name na Sanguine ("Optimistic") - nilayon ng Yankees na maging 40 taong gulang. Ang % ng kagubatan ng Wisconsin ay naging isang higanteng transmitter , na binubuo ng 6,000 milya ng mga underground cable at 100 na lubos na ligtas na mga bunker upang paglagyan ng mga pantulong na kagamitan at mga power generator. Tulad ng naisip ng mga tagalikha, ang sistema ay may kakayahang makayanan ang isang pagsabog ng nukleyar at tinitiyak ang maaasahang paghahatid ng isang senyas tungkol sa isang pag-atake ng misayl sa lahat ng mga nukleyar na submarino ng US Navy sa anumang lugar ng World Ocean.

American ELF transmitter (Clam Lake, Wisconsin, 1982)

Noong 1977-1984, ang proyekto ay ipinatupad sa isang hindi gaanong walang katotohanan na anyo sa anyo ng sistema ng Seafarer, na ang mga antenna ay matatagpuan sa Clam Lake (Wisconsin) at sa US Sawyer Air Force Base (Michigan). Ang operating frequency ng American ELF installation ay 76 Hz (wavelength 3947.4 km). Ang seafarer transmitter power ay 3 MW. Ang sistema ay tinanggal mula sa tungkulin sa labanan noong 2004.

Kasalukuyan promising direksyon Upang malutas ang problema ng komunikasyon sa mga submarino ay ang paggamit ng mga laser ng blue-green spectrum (0.42-0.53 microns), na ang radiation ay nagtagumpay sa aquatic na kapaligiran na may hindi bababa sa pagkawala at tumagos sa lalim na 300 metro. Bilang karagdagan sa mga halatang kahirapan sa tumpak na pagpoposisyon ng sinag, ang "stumbling block" ng scheme na ito ay ang mataas na kinakailangang kapangyarihan ng emitter. Ang unang pagpipilian ay nagsasangkot ng paggamit ng mga relay satellite na may malalaking sukat na mga reflector. Ang opsyon na walang repeater ay nangangailangan ng pagkakaroon ng isang malakas na pinagmumulan ng enerhiya sa orbit - upang mapaandar ang isang 10 W laser, kakailanganin mo ng isang power plant na may kapangyarihan na dalawang order ng magnitude na mas mataas.

Sa konklusyon, ito ay nagkakahalaga ng noting na ang Russian Navy ay isa sa dalawang fleets sa mundo na may isang buong pandagdag ng naval nuclear pwersa. Bilang karagdagan sa isang sapat na bilang ng mga carrier, missiles at warheads, ang ating bansa ay nagsagawa ng seryosong pananaliksik sa larangan ng paglikha ng mga sistema ng komunikasyon na may mga submarino, kung wala ang naval strategic nuclear forces ay mawawala ang kanilang nagbabala na kahalagahan.

"Goliath" noong Ikalawang Digmaang Pandaigdig

Boeing E-6 Mercury control at communications aircraft, bahagi ng backup na sistema ng komunikasyon para sa US Navy nuclear-powered ballistic missile submarines (SSBNs)

Ang kahalagahan ng mga gawaing nalutas ng mga submarino ay tumutukoy sa pangangailangan para sa pagbibigay sa kanila ng mga komunikasyon sa ibabaw. Ang pangunahing direksyon ng trabaho ay ang paglikha ng maaasahang, ingay-patunay na kagamitan na nakakatugon modernong kondisyon. Upang matiyak ang pagiging lihim ng mga operasyon ng submarino, ang mga pang-organisasyon at teknikal na mga hakbang ay isinasagawa, kabilang ang mga uri ng pagmamaniobra ng mga komunikasyon, enerhiya, oras, dalas, atbp. Sa direksyong "shore-to-submarine", ang pangunahing paraan ng komunikasyon ay nananatiling ultra-long wave (VLW) na mga komunikasyon sa hanay na 2-30 kHz. Ang mga signal sa mga frequency na ito ay maaaring tumagos nang malalim sa karagatan hanggang sa 50 m.

Upang makatanggap ng mga signal sa mga hanay ng VLF, DV at SV, ang mga submarino ay gumagamit ng iba't ibang uri ng antenna. Ang isa sa mga ito, isang stub cable, o "floating cable," ay isang mahabang konduktor na may positibong buoyancy, na nakahiwalay sa kapaligiran ng dagat. Kapag gumagalaw sa lalim, ang cable na ito ay pinakawalan mula sa submarino at, lumulutang sa ibabaw, tumatanggap ng mga signal ng radyo.

Ang ganitong antenna ay simple sa disenyo, ngunit maaaring makita mula sa sasakyang panghimpapawid o satellite, gayundin ng hydroacoustic surveillance equipment batay sa ingay na nangyayari kapag gumagalaw ang cable sa tubig. Ang isang malubhang kawalan ng "lumulutang na cable" ay ang katotohanan na maaari lamang itong magamit sa mababang bilis, kung hindi man ito ay lulubog sa kalaliman kung saan imposible ang pagtanggap ng signal.

Ang isa pang uri - isang "towed buoy" - ay isang naka-streamline na kompartimento ay naka-mount sa loob nito, na konektado sa bangka na hinila ito gamit ang isang cable kung saan ipinapadala ang natanggap na signal sa input ng receiver. Pinapanatili ng awtomatikong depth control device ang tinukoy na lalim sa iba't ibang bilis ng paglalakbay. Gayunpaman, kapag lumalangoy sa makabuluhang kalaliman, ang isang mahabang cable ay kinakailangan, at upang maiwasan ang pagkasira nito, pati na rin upang mabawasan ang antas ng acoustic ingay, ang bilis ay limitado.

Ang pangalawang channel ng komunikasyon sa direksyong "shore-submarine" ay ultra-low frequency communication (LVF), na ginagawang posible upang malutas ang isang bilang ng mga paghihigpit sa itaas.

Ang mga alon ng VLF ay may kakayahang tumagos hanggang sa kalaliman ng karagatan. Gamit ang isang towed antenna, ang isang submarino ay maaaring makatanggap ng VLF signal sa lalim ng ilang daang metro at kahit sa ilalim. polar ice na may average na kapal na humigit-kumulang 3 m Hindi nagkataon na ang sistema ng komunikasyon ng VLF ay isinasaalang-alang ngayon, ngunit ayon sa mga eksperto, ang tanging paraan ng pag-alerto sa mga submarino sa pamamagitan ng alarma at nagsisilbing ipahiwatig ang kanilang subsurface upang makatanggap ng mga pagpapadala sa VLF o HF at. Mga banda ng VHF. Hindi ito nakadepende sa epekto ng mga nuclear explosions sa radio wave propagation medium at sa intentional interference.

Kabilang sa mga disadvantage nito ang: mababang bilis paghahatid ng impormasyon (3 character lang sa loob ng 15 minuto), malalaking sukat ng coastal antenna system, enerhiya-intensive power source at ang kanilang kahinaan sa mga nuclear strike ng kaaway. Upang mapataas ang kaligtasan ng mga komunikasyon sa VLF, isinasaalang-alang ng US Navy command ang posibilidad ng paggamit ng mga hindi nakokontrol na lobo bilang mga repeater.

Sa ibang bansa, pinaniniwalaan na, sa kabila ng hindi mapag-aalinlanganang mga bentahe, ang mga komunikasyon sa VLF ay hindi nagbibigay ng mataas na bilis ng impormasyon para sa pagpapadala at pagtanggap ng mga mensahe habang pinapanatili ang lihim sa gumaganang diving depth.

Ang masinsinang gawain ay isinasagawa sa iba pang hindi tradisyonal na mga lugar. Sa partikular, ang mga prospect para sa optical (laser) na komunikasyon ay pinag-aaralan, ang pangunahing bentahe nito ay ang kakayahan ng mga electromagnetic wave sa hanay na ito na tumagos sa karagatan sa isang malaking lalim. Ito ay pinaniniwalaan na sa karamihan ng mga lugar ng World Ocean, sa tulong ng mga sensitibong sensor sa katawan ng isang submarino, posible na makatanggap ng isang optical signal sa lalim ng 500-700 m gumamit ng laser na nakalagay sa isang satellite.

Ang isa sa mga disadvantages ng optical na komunikasyon ay ang pangangailangan na tumpak na malaman ang lokasyon ng addressee upang tunguhin ang sinag, na kung saan ay nagtagumpay sa pamamagitan ng sunud-sunod na paghahatid ng parehong mensahe sa iba't ibang mga lugar, bagaman ito ay nagdaragdag ng oras na kinakailangan upang maabot ang addressee. Sa hinaharap, ito ay binalak na gumamit ng mga high-power laser para sa mga pabilog na pagpapadala sa lahat ng mga lugar kung saan ang mga submarino ay malamang na matatagpuan.

Sa kabila ng mga pakinabang ng mga channel ng komunikasyon sa laser, ang kanilang praktikal na pagpapatupad ay naantala dahil sa medyo mataas na gastos.

Pansinin ng mga dayuhang eksperto na ang komunikasyon sa pagitan ng baybayin at ng bangka ay maaaring magawa gamit ang acoustic na paraan. Mga sound wave kumalat sa libu-libong milya, ngunit nangangailangan ng mahabang panahon upang magpadala ng impormasyon sa malalayong distansya. Bilang karagdagan, ang signal ay madaling nakita ng kaaway at pinigilan ng elektronikong digmaan. Ito ay pinaniniwalaan na ang isa sa mga paraan ng hydroacoustic na komunikasyon ay maaaring ang pagpapatakbo ng mga nakatigil na receiver at mga low-power acoustic transmitters sa mga underwater buoy na konektado sa pamamagitan ng cable sa baybayin.

Nakikita rin ng mga siyentipiko ang mga potensyal na pagkakataon para sa komunikasyon sa mga submarino sa ilalim ng tubig sa paggamit ng neutrino rays (electrically neutral elementary particles). Ang mga ito ay may kakayahang dumaan sa lupa sa bilis ng liwanag na may napakakaunting pagkawala ng enerhiya. Gamit ang mga espesyal na photomultiplier, posibleng makatanggap sa submarine light pulse na nagreresulta mula sa mga banggaan ng neutrino sa nuclei ng mga molekula ng tubig sa dagat. Ito ay pinaniniwalaan na ang gayong ganap na lihim na paraan ng komunikasyon ay magiging epektibo sa napakalalim, kung saan ang pagkagambala mula sa sikat ng araw at cosmic ray ay minimal. Gayunpaman, ang paglikha ng isang neutrino generator ay kasalukuyang nangangailangan ng mga naturang materyal na gastos na halos mahirap ipatupad.

Para sa komunikasyon sa direksyon na "baybayin - submarino", kasabay ng hanay ng VHF, ang mga pagpapadala ay ginawa sa maikli at ultra-maikling mga alon. Upang makatanggap sa mga hanay na ito, ang submarino ay dapat lumabas sa periscope depth at itaas ang mast antenna. Sa kasong ito, nawala ang lihim. Samakatuwid, ang ganitong komunikasyon ay ginagamit lamang sa mga kaso ng emerhensiya para sa mga naka-iskedyul na sesyon. Kasabay nito, nabanggit na ang mga komunikasyon ng VHF at HF ​​sa isang digmaang nuklear ay magiging pinaka matibay, matatag at maaasahan, dahil ang mga coastal node na may napakalaking at kumplikadong mga patlang ng antena ng ELF at VLF system ay maaaring sirain.

Ang mga pagpapadala sa direksyong "submarino - baybayin" ay isinasagawa sa lalim ng periscope sa HF at VHF sa pamamagitan ng isang satellite o isang intermediary (barko, eroplano). Sa kasong ito, ginagamit ang isang mast antenna, na madaling matukoy ng radar, at ang ibinubuga na signal ng saklaw na ito ay matatagpuan. Upang matiyak ang pagiging lihim, ang kagamitan ng ultra-short-term transmissions (STS) ay unang ginamit, at ngayon ay ang pamamaraan ng wideband modulation (WMM). Ginagawa nitong mahirap na makita at maharang ang mga pagpapadala dahil sa katotohanan na ang enerhiya ng nais na signal ay ipinamamahagi sa isang napakalawak na saklaw ng dalas.

Pinapayagan din ng komunikasyon ng Shpm ang pagtanggap at paghahatid sa mataas na bilis ng impormasyon, na binabawasan din ang posibilidad ng paghahanap ng direksyon ng submarino.

Ang pangunahing kawalan nito ay nananatiling ang pangangailangan na lumabas upang mag-deploy ng mga antenna.

Sa mga direksyon na "Submarine - Submarine" at "Submarine - Surface Ship", ginagamit ang hydroacoustic na komunikasyon. Dahil ang pangunahing taktikal na kinakailangan para sa mga submarino ay patagong nabigasyon sa lalim, ang kakayahang makipag-usap sa kanila gamit ang mga modernong paraan ay napakalimitado.

Ito ay pinaniniwalaan na ang mga nakamit ng teknolohiya ng ShPM, pati na rin ang paggamit ng frequency hopping sa mga high-frequency na signal laban sa background ng interference, ay ginagarantiyahan na ang paghahatid ng submarino ay hindi makikita ng pinaka-binuo na electronic reconnaissance network, na lubos na dagdagan ang lihim at, dahil dito, ang pagiging epektibo ng mga puwersa ng submarino. At sa wakas, tanging ang pinagsama-samang paggamit ng lahat ng uri at paraan ng komunikasyon ang makakasiguro sa pagiging maaasahan nito.