Обнаружение подводных лодок

Обнаружение подводных лодок

Обнаружение подводных лодок — является первой и главной задачей при борьбе с ними. Успешное обнаружение лишает подводные лодки главного тактического преимущества: скрытности.

Скрытность присуща подводной лодке изначально. Кроме того, при создании лодок принимаются все меры к повышению скрытности. Следовательно, обнаружение не бывает легкой задачей. С развитием техники оно становится только труднее. Поэтому на него тратится бо́льшая часть времени и средств противолодочных сил.

Содержание

Физические поля

Как и всякий предмет, лодка своим присутствием влияет на окружающую среду. Иными словами, лодка имеет собственные физические поля. К более известным физическим полям подводной лодки относятся гидроакустическое, магнитное, гидродинамическое, электрическое, низкочастотное электромагнитное, а также тепловое, оптическое. Выделение физических полей лодки на фоне полей океана (моря) лежит в основе главных способов обнаружения.

Способы обнаружения по типу физических полей:

  1. Акустический
  2. Магнитометрический
  3. Радиолокационный
  4. Газовый
  5. Тепловой
  6. Электролитический
  7. Оптический (визуальный)

Кроме того, имеются косвенные способы обнаружения:

Ни один отдельный способ не гарантирует обнаружения, и даже не гарантирует стабильного уровня работы. Поэтому все способы применяются совместно. Они постоянно исследуются и развиваются, и ведется поиск новых.

Акустический способ

Изменение скорости звука с глубиной (вариант)

Акустический способ является первым по важности. Звук распространяется в воде гораздо быстрее, чем в воздухе (около 1500 м/с) и на расстояния много бо́льшие, чем любые другие возмущения. В среднем дальность обнаружения акустическим способом на два порядка превосходит следующий за ним магнитометрический способ. Акустика позволяет обнаруживать подводные лодки на всех глубинах, не зависит от времени суток и мало зависит от погодных условий и сезона. Однако дистанция, точность и сама надежность обнаружения сильно (в десятки раз) меняются в зависимости от гидрологических условий моря. Например, наличие подводного звукового канала (на диаграмме) может резко повысить дальность обнаружения. Наоборот, слой скачка служит барьером и может сделать лодку акустически «невидимой».

Пассивный

Пассивный способ представляет собой обнаружение шумов, и гидроакустических сигналов (последнее нехарактерно), издаваемых самой подводной лодкой. В зависимости от конкретного применяемого устройства его называют также шумопеленгацией, шумо-локацией, гидроакустическим наблюдением, или обнаружением кильватерного следа.

Достоинствами пассивного способа являются его скрытность — цель не знает о факте обнаружения, сравнительно большая дальность — в отдельных случаях сильно шумящие объекты обнаруживаются на дистанциях 100÷150 миль, — и возможность классификации целей по характеру шумов.

С целью классификации составляется так называемая акустическая сигнатура (англ. acoustic profile) цели. Она может включать: механические шумы, шумы оборудования, шумы обтекания, лопастной звук, звук на частоте вращения, кавитационный шум, шумы выступающих частей. Для подводных лодок самым шумящим объектом являются винты. Вторым по заметности (характерен для атомных ПЛ) — циркуляционный насос (ЦН) первого контура реактора.[1] Акустические сигнатуры позволяют мино-торпедам «Кэптор» избирательно поражать только подводные лодки.[2]

Недостатком пассивного способа является невозможность прямо определить дистанцию до цели: он дает только направление — пеленг на цель. Для определения дистанций в пассивном режиме приходится применять косвенные методы.

Пассивный способ является основным, применяемым подводными лодками и стационарными системами наблюдения. Он же является единственным в дежурном канале акустических систем наведения морского оружия — мин и торпед.

Активный

Иллюстрация принципа эхо-локации

При активном способе гидроакустический приемник обнаруживает отраженный от цели звук (эхо), излучаемый синхронизированным передатчиком. Соответственно, способ называется еще эхо-пеленгованием или эхо-локацией. На таком принципе действуют гидролокаторы (ГАС) или радиогидроакустические буи (РГАБ).

Достоинством активного способа является возможность непосредственно определять не только пеленг, но и дистанцию до цели.

Недостатками являются дальность обнаружения меньшая, чем пассивным способом — отраженный сигнал с расстоянием затухает ниже уровня полезного, а попытки увеличить дальность ведут к экспоненциальному росту интенсивности сигнала, которая ограничена технически; отсутствие скрытности обнаружения — подводная лодка слышит излучаемый сигнал на расстоянии примерно вдвое большем, чем поисковая ГАС слышит эхо; невозможность классификации целей — единственное, что можно достаточно надежно определить, это координаты цели.

По этим причинам активный способ характерен для: надводных кораблей, так как условия пассивного обнаружения для них ограничены собственными шумами; для радиогидроакустических буев и опускаемых ГАС; для подводных лодок, уточняющих элементы движения цели непосредственно перед атакой; и в боевом канале систем наведения морского оружия.

Магнитометрия

Зависимость радиуса обнаружения от глубины погружения ПЛ. Самолет обнаруживает лодку у поверхности (прерывистые линии), но не обнаруживает лодку на глубине (при h < h' , имеем R > R' )
Противолодочный самолет Ил-38, с характерной штангой магнитометра в хвосте.
Вертолет SH-60B Seahawk. Конус магнитометра выкрашен желто-красным. Плоский диск под кабиной пилотов — кожух РЛС.

Магнитометрический способ основан на поиске искажений в магнитном поле Земли — магнитных аномалий. Присутствие больших масс ферромагнетиков, таких как корпус ПЛ, создает достаточно большие аномалии, чтобы их можно было обнаружить магнитометром.

В чикагском Музее науки и техники, в разделе «подводные лодки» имеется экспозиция, где посетитель может поставить простой эксперимент. На фанерном планшете не нанесено ничего, кроме координатной сетки. Под планшетом имеется несколько железных предметов. Их число и места заранее неизвестны. Равномерно двигая по планшету магнит, можно определить координаты, в которых движение встречает сопротивление — координаты аномалий.

Среди противолодочных сил единственным носителем аэромагнитометров, или датчиков магнитных аномалий (англ. Magnetic Anomaly Detector, MAD), является авиация. Именно самолеты и вертолеты способны обследовать в короткий срок большие акватории, а их собственные магнитные поля невелики. Но даже при этом приходится выносить магнитометр подальше от корпуса. Поэтому противолодочный самолет узнаваем по жесткой хвостовой штанге, а вертолет по конусу-стабилизатору выпускаемого кабеля.

Достоинствами магнитометрического способа являются его простота и независимость от среды измерения — магнитное поле Земли в воде ведет себя почти так же, как в воздухе. Кроме того, способ пассивный, то есть цель не знает об обнаружении.

Основной недостаток — это малая дальность обнаружения. Магнитные аномалии быстро сглаживаются с расстоянием. Чтобы определить наличие аномалии, требуется проходить от нее не дальше чем в 1÷3 милях. При современных скоростях полета авиации, это означает практически прямо над лодкой. При этом чем ниже полет, тем легче заметить аномалию. Соответственно лодка, чтобы снизить вероятность обнаружения, может уходить на глубину.

Радиолокация

Вода непроницаема для длин волн, используемых в радиолокации. Поэтому радиолокационное обнаружение подводных лодок возможно только когда какая-либо их часть находится над водой.

То есть, обнаружение ограничено в основном дизельными ПЛ в перископном положении. Атомные лодки могут не всплывать под перископ достаточно долго, чтобы избежать обнаружения. Это является основным недостатком данного способа.

С другой стороны, его достоинством является высокая точность. Современные РЛС способны обнаруживать выдвижные устройства ПЛ даже на фоне помех от волнения 2÷3 балла. Так, головки РДП обнаруживаются радаром на дистанциях 12÷15 миль, перископы на дистанциях 4÷5 миль, а радиопеленгаторы и антенны радиоразведки на 1÷2 милях.[3]

Таким образом, радиолокация играет вспомогательную роль и используется для доразведки подводных лодок, ранее обнаруженных другими способами. Несмотря на это, радар является обязательной частью оборудования противолодочных сил.

Газоанализ

Газоанализаторы обнаруживают присутствие в воздухе углеводородов, которые характерны для продуктов горения. Иначе говоря, присутствие дизельного выхлопа подводных лодок. Аппаратура, буквально, имитирует способности человеческого носа. В английском она прямо называется англ. sniffer — нюхатель.

Способ был изобретен союзниками и широко применялся во время Второй мировой войны. С развитием атомных ПЛ его значение уменьшилось. Тем не менее, он не вышел из употребления, потому что даже под РДП лодки производят достаточно выхлопа для обнаружения. Основным носителем газоанализаторов является авиация.

Очевидно, что этот способ пригоден только против подводных лодок, использующих дизеля. В этом его главный недостаток. Кроме того, его надежность сильно зависит от погодных условий — силы ветра, влажности и температуры.

Достоинство способа — его пассивный характер.

Обнаружение по тепловому следу

Обнаружение по тепловому следу — разновидность инфракрасного метода, нацеленная на обнаружение атомных ПЛ.

В качестве охладителя внешнего контура реактора АПЛ используют забортную воду. После сброса обратно за борт вода оказывается теплее окружающей.

Способ получил распространение потому, что оставляемый лодкой тепловой след много больше по размерам чем сама лодка, и значит обнаруживается легче. Кроме того, след имеет свойство со временем подниматься к поверхности (одновременно размываясь и остывая). Вышедший на поверхность след обнаруживается даже из космоса. Но стойкость его невелика: меньше получаса.

Разница температур обычно недостаточна, чтобы обнаружить лодку с одного замера. Требуется сравнение и сопоставление многих замеров. Поэтому применение ограничено сетями специализированных РГАБ, космической разведкой и реже — системами стационарного наблюдения.

Достоинствами этого способа являются большая дальность и его пассивный характер.

Недостатками являются недостаточная надежность одиночного замера, неустойчивость к помехам и в результате ограниченный круг применения — только против атомных ПЛ.

Химический

Экспресс-метод обнаружения атомных подводных лодок по следам радионуклидов цезия в морской воде разрабатывался в 1980-х годах.[4] Во второй половине 80-х годов в экспериментальном порядке методика использовалась в ВМФ СССР. Автор заявил внедрение.[4]

Недостатком данного метода является чрезмерная сложность, в том числе необходимость забора большого объема проб в сжатые сроки.[4]

Другие способы

С повышением скрытности атомных ПЛ разница, например, температур охладителя и забортной воды уменьшилась настолько, что для имеющихся датчиков стала плохо различима на фоне помех. То же можно сказать о магнитной аномалии ПЛ с титановым корпусом.

Иллюстрация акустической контрастности ПЛ до и после применения SURTASS

Поскольку заметного прироста чувствительности датчиков не ожидается, упор перенесен на комплексную обработку данных от нескольких способов обнаружения. Так, разница температур от охладителя дополняется разницей от перемешивания воды винтом, акустической сигнатуры кильватерного следа, электрического потенциала между верхней и нижней поверхностями корпуса лодки, и других. На первый план выходят мощность процессора сигналов и накопление данных наблюдения, для выделения цели на естественном фоне моря. Так, использование протяженной буксируемой антенны (ПБА) системы SURTASS, состоящей из многих гидрофонов, качественно повысило акустическую контрастность целей.

Практика показывает, что комплексные методы позволяют не только обнаруживать современные атомные ПЛ, но и поддерживать контакт.[5]


Большую роль играли и играют косвенные методы обнаружения. Лодка не может постоянно держать наивысший уровень скрытности, так же как не может находиться под водой вечно. Рано или поздно она вынуждена обнаруживать себя. Все косвенные методы основаны на попытках предсказать место и время, когда лодка понизит скрытность, и этим воспользоваться.

Противолодочные силы

Основными силами для обнаружения и уничтожения подводных лодок являются противолодочные самолёты и корабли, торпедные и многоцелевые подводные лодки, противолодочные вертолёты, а их средствами — датчики, основанные на перечисленных выше методах, и специализированные процессоры обработки информации.

Также в целях обороны противолодочное вооружение устанавливается на другие виды боевых кораблей и на стратегические подводные лодки.

В 2010 году в США Агентство передовых военных разработок Министерства обороны (DARPA) начало разработку проекта автономных противолодочных кораблей с полностью автоматическим управлением — ACTUV.[6] В качестве основного средства обнаружения планируется использовать активную эхолокацию.[6]

После обнаружения

Само обнаружение ПЛ еще не гарантирует поражения. Чтобы противолодочные силы могли сблизиться и успешно атаковать, установленный контакт нужно поддерживать до их подхода. Из-за невысокой надежности всех методов поддержание контакта выливается в отдельную задачу, под названием слежение за подводными лодками.

См. также

Примечания

  1. Для снижения шумности, советские ракетные ПЛ на боевом дежурстве применяли режим естественной циркуляции: выводился один борт, отключался ЦН другого борта, и охладитель первого контура переносился за счет разницы температур. Разумеется, энергоустановка в таком режиме обеспечивала только минимальную скорость и не была готова к маневрированию ходами.
  2. FAS Military Analysts Network
  3. Зарубежное военное обозрение, 1983, No 2, 1984, No 1.
  4. 1 2 3 Белоусов, Алексей Сорбент времени. Эксперт-Урал (№48 (491) 5 декабря 2011). Архивировано из первоисточника 25 марта 2012. Проверено 5 декабря 2011.
  5. Russian Subs Patrolling Off East Coast of U.S.
  6. 1 2 Пусть робот воюет, он железный // Звёздочка. — В. 11 февраля 2010. — С. 5.

Ссылки


Wikimedia Foundation. 2010.

Игры ⚽ Нужно решить контрольную?

Полезное


Смотреть что такое "Обнаружение подводных лодок" в других словарях:

  • Поиск подводных лодок — обследование заданного района моря (океана) противолодочными силами с целью обнаружить подводные лодки, следить за ними или уничтожить их. Ведется подводными лодками, надводными кораблями, самолетами (вертолетами) берегового и корабельного… …   Морской словарь

  • Крылатая ракета подводных лодок П-500 «Базальт» — Крылатая ракета подводных лодок П 500 «Базальт» 1975 Разработка крылатой противокорабельной ракеты П 500 «Базальт» была начата ОКБ 52 по Постановлению СМ № 250–89 от 28 февраля 1963 года. Ракета «Базальт» …   Военная энциклопедия

  • Подводная лодка — У этого термина существуют и другие значения, см. Подводная лодка (значения) …   Википедия

  • Противолодочная оборона — Эскортные суда, вооружённые глубинными бомбами, подобными потопившему подлодку U 175 на этом снимке, являлись наиболее распространённым средством противолодочной обороны в первой половине XX века …   Википедия

  • Фареро-Исландский рубеж — (англ. GIUK gap)  линия противолодочной обороны НАТО в северной Атлантике между …   Википедия

  • Атомная подводная лодка — Для этого термина существует аббревиатура «ПЛА», но под этим сокращением могут пониматься другие значения: см. ПЛА (значения). Для этого термина существует аббревиатура «АПЛ», но под этим сокращением могут пониматься другие значения: см. АПЛ… …   Википедия

  • Малые противолодочные корабли проекта 1141 — Опытный малый противолодочный корабль проекта 1141 «Сокол» Александр Кунахович …   Википедия

  • Ка-27 — во время международных учений COOPERATION FROM THE SEA 96 Т …   Википедия

  • Кэптор (мина) — Мина «Кэптор», подготовленная к погрузке в самолёт (на заднем плане бомбардировщики Б 52 Mark 60 Captor («Кэптор») …   Википедия

  • АВИАЦИЯ ВОЕННАЯ — Историю военной авиации можно отсчитывать с первого успешного полета воздушного шара во Франции в 1783. Признанием военного значения этого перелета стало принятое в 1794 решение французского правительства об организации воздухоплавательной службы …   Энциклопедия Кольера


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»