水听器电话
多年前采用超过50的概念,构建声纳系统的概念并未提供潜在敌方潜艇的远程探测。 有一条远离死角方向的方法,但为此必须从传统的振幅转换为转换声音信息的光学差分方法。
最近几十年采取的降低潜艇固有噪声的措施导致频谱向17赫兹以下的频率范围转移。 它变得“光滑”,个别迹象从中消失。 因此,国家水声综合体(GAK)潜艇的探测范围降至三四公里。 在200-300公里内提供所需的安全检测范围与当前的技术状态是一个问题。
来自SOSUS的SOS
第一个大型水下监测系统是SOSUS,由美国人在70早期在大西洋和太平洋上部署。 它被设计用于使用沿底部铺设的水听器的有线网络来确定核潜艇的位置和运动参数。 数据不断被接收到位于美国西海岸和东海岸的沿海反潜中心进行处理。 SOSUS配备了压电陶瓷水听器。 其运营的第一次经历使运营商感到高兴 - 俄罗斯潜艇获得了美国人的绰号“咆哮的奶牛”。 然而,由于我们采取的措施,潜艇的噪声频谱被移动到次声区域,并且用于接收和处理水声信息的方法不适合在低频范围内工作。
但是不仅检测系统变得聋 - 船也是如此,因为GUS是按照相同的原则创建的。 最好的例证是从3到4二月2009的夜间紧急情况。 在战斗任务期间,在大西洋中部平静的环境中,英国和法国海军的两艘最先进的核动力潜艇Vanguard和Triumphant相撞。 尽管有现代化的声纳设备,北约领先国家的两艘最新潜艇由于噪音排放水平低,因此即使在近距离也没有看到对方。
我们的情况更糟。 在公共领域,有关于1992年美国潜艇“巴吞鲁日”号与俄罗斯科斯特罗马在巴伦支海相撞的信息。 我们的潜艇在Rybachy半岛附近的训练场上。 在下一次向潜望镜深度的上升时,一击响了-科斯特罗马的切割坠毁在一艘美国核动力船的船体中,该船在俄罗斯领土附近的存在并未引起注意。 而且,在这个区域有一个声纳侦察站。 在架子上有大约一百米长的水声天线,沿着一堆深处安装。 想像一下这些结构的尺寸,可以说每个结构都由两个重60吨的锚固定在底部。 水声信息通过电缆传输到海岸观测站。 我们知道存在许多用于监视水声状况的固定系统-德涅斯特(Dniester),沃尔霍夫(Volkhov),阿穆尔(Amur),利曼(Liman)和北部。 往北 海军 属于Novaya Zemlya岛上的通讯站,属于固定的SJSC Sever。 但是,正如海军少将谢尔盖·赞达罗夫(Sergey Zhandarov)所相信的那样,“今天,这一综合体已经过时了。 在此基础上,开发了另一个具有现代通讯元素的串行系统。”
嘘老鼠
如何降低潜艇的噪音? 值得注意的是美国潜艇向单轴推进系统的过渡,将螺旋桨直径增加到8米,每分钟转数减少到100,使叶片数量增加到7个,并赋予它们特殊的军刀形状。 这些措施大大减少了噪音辐射。
注意,螺旋桨轴的每分钟100转数对应于两赫兹量级的辐射频率。 因此,海洋比潜艇声音大于60分贝。
有成功降噪的例子和国内造船厂。 “Varshavyanka”是国内舰队中最现代化,低噪音的柴电潜艇。 在其电厂包括两个柴油发电机。 如果表面上的旧型船只使用柴油发动机,节省电力,那么“Varshavyanka”并且在水面上,在水下位置,只能在电动机下移动。 其中有几个:主力,动力5500马力,经济路线-130马力和一对102强大的储备。 所有这些都在一个螺旋桨上工作 - 六叶片,每分钟转速高达250。 低磁钢,可伸缩方向盘,发动机减震平台,特殊外部声学声学涂层 - 所有这些都为船提供了最大的隔音,隐蔽性,并且通常使敌人更难以探测到。 在电动机的驾驶模式下,Varshavyanka变得完全听不见,并且能够几乎密切地实现预期的目标。
美国海军的现代潜艇在以大约8节的速度在水下移动时,其噪音水平为120 - 130分贝,而第一艘潜艇则为160 - 170分贝以及更多。 可以看出,采取的措施导致指数下降约40分贝。 最新的美国潜艇的噪音与C-Wolfe和弗吉尼亚级别的喷水推进力完全无法区分。
和谐不好
传统的国内SAS在中等声音频率范围内提供信号转换。 因此,对于频率为2赫兹的噪声,不可能使用现有的接收技术检测潜艇 - 这是次声。 从中可以得出关于在该范围的这一部分中提高信号转换效率的必要性的结论。 这个机会提供了一种光学差分转换方法。
在弗吉尼亚潜艇上,光纤激光激发水听器安装在10-480赫兹系列中。 水听器的基础是波长为6328埃的激光器,其向两个长度为40米的石英光纤线圈供电。 声信号的影响导致线圈的相对变形,电路输出端的光调制和差信号的选择。 与压电陶瓷水听器相比,40分贝的转换效率更高,并且不随频率降低而降低。 显然,建立这样一个系统的主要困难是排除他们自己的不稳定因素,这些不稳定因素超出了可接受的考虑范围。 从1979的美国海军NRL组织开始开发这一过程可以理解这个过程是多么耗时,而且仅在2014年开始,在35年之后,很少有关于这种水听器使用的信息开始出现。
为了确保在频谱的低频区域接收,我们还需要修改现有的信号转换基本位置。 我们不能依赖这样一个事实,即我们可以在西方获得这个问题的技术解决方案。 应该特别注意的是,可能的对手通过开展减少潜艇噪音的运动并开发在次声范围内接收信号的装置,在海洋中占据主导地位。
在这种情况下,海军少将Sergei Zhandarov提出了一个最悲观的预测:“在90中,海军被赋予了在远海区域打击外国潜艇火箭运输船的任务。 现在,显然,有必要在多用途原子潜艇的水域中开展类似的任务。 但是随后船只和潜艇必须禁止进入大海,没有水下环境的知识就没有什么可做的。“
要说什么都没做,那是不可能的。 我们谈到了最新网络的部署,称为“和谐”。 这些是机器人自动底部站(ADS),由特殊潜艇秘密安装。 在DSA的深处,部署了固定的固定多元件和万用表底部软管水声天线。 通过简单地收听周围发生的事情,试图探测船舶和飞机的节点和机制的特征噪声,站点可以进行被动侦察。 根据该计划,几个ADF被组合成一个能够揭示数百公里区域的水下和地面情况的网络。 但实际上,相同的压电陶瓷水听器仍然是“和谐”的主要传感器,它们在次声作用区域内接收信号几乎没有用处。 因此,所谓的“在数百公里的区域内开启水下情况”尚不合理。
国内科学家从事基于固定HAC光学差分转换的传感器,但开发非常费力,没有理由希望快速的技术解决方案。
最近几十年采取的降低潜艇固有噪声的措施导致频谱向17赫兹以下的频率范围转移。 它变得“光滑”,个别迹象从中消失。 因此,国家水声综合体(GAK)潜艇的探测范围降至三四公里。 在200-300公里内提供所需的安全检测范围与当前的技术状态是一个问题。
来自SOSUS的SOS
第一个大型水下监测系统是SOSUS,由美国人在70早期在大西洋和太平洋上部署。 它被设计用于使用沿底部铺设的水听器的有线网络来确定核潜艇的位置和运动参数。 数据不断被接收到位于美国西海岸和东海岸的沿海反潜中心进行处理。 SOSUS配备了压电陶瓷水听器。 其运营的第一次经历使运营商感到高兴 - 俄罗斯潜艇获得了美国人的绰号“咆哮的奶牛”。 然而,由于我们采取的措施,潜艇的噪声频谱被移动到次声区域,并且用于接收和处理水声信息的方法不适合在低频范围内工作。
但是不仅检测系统变得聋 - 船也是如此,因为GUS是按照相同的原则创建的。 最好的例证是从3到4二月2009的夜间紧急情况。 在战斗任务期间,在大西洋中部平静的环境中,英国和法国海军的两艘最先进的核动力潜艇Vanguard和Triumphant相撞。 尽管有现代化的声纳设备,北约领先国家的两艘最新潜艇由于噪音排放水平低,因此即使在近距离也没有看到对方。
我们的情况更糟。 在公共领域,有关于1992年美国潜艇“巴吞鲁日”号与俄罗斯科斯特罗马在巴伦支海相撞的信息。 我们的潜艇在Rybachy半岛附近的训练场上。 在下一次向潜望镜深度的上升时,一击响了-科斯特罗马的切割坠毁在一艘美国核动力船的船体中,该船在俄罗斯领土附近的存在并未引起注意。 而且,在这个区域有一个声纳侦察站。 在架子上有大约一百米长的水声天线,沿着一堆深处安装。 想像一下这些结构的尺寸,可以说每个结构都由两个重60吨的锚固定在底部。 水声信息通过电缆传输到海岸观测站。 我们知道存在许多用于监视水声状况的固定系统-德涅斯特(Dniester),沃尔霍夫(Volkhov),阿穆尔(Amur),利曼(Liman)和北部。 往北 海军 属于Novaya Zemlya岛上的通讯站,属于固定的SJSC Sever。 但是,正如海军少将谢尔盖·赞达罗夫(Sergey Zhandarov)所相信的那样,“今天,这一综合体已经过时了。 在此基础上,开发了另一个具有现代通讯元素的串行系统。”
嘘老鼠
如何降低潜艇的噪音? 值得注意的是美国潜艇向单轴推进系统的过渡,将螺旋桨直径增加到8米,每分钟转数减少到100,使叶片数量增加到7个,并赋予它们特殊的军刀形状。 这些措施大大减少了噪音辐射。
注意,螺旋桨轴的每分钟100转数对应于两赫兹量级的辐射频率。 因此,海洋比潜艇声音大于60分贝。
有成功降噪的例子和国内造船厂。 “Varshavyanka”是国内舰队中最现代化,低噪音的柴电潜艇。 在其电厂包括两个柴油发电机。 如果表面上的旧型船只使用柴油发动机,节省电力,那么“Varshavyanka”并且在水面上,在水下位置,只能在电动机下移动。 其中有几个:主力,动力5500马力,经济路线-130马力和一对102强大的储备。 所有这些都在一个螺旋桨上工作 - 六叶片,每分钟转速高达250。 低磁钢,可伸缩方向盘,发动机减震平台,特殊外部声学声学涂层 - 所有这些都为船提供了最大的隔音,隐蔽性,并且通常使敌人更难以探测到。 在电动机的驾驶模式下,Varshavyanka变得完全听不见,并且能够几乎密切地实现预期的目标。
美国海军的现代潜艇在以大约8节的速度在水下移动时,其噪音水平为120 - 130分贝,而第一艘潜艇则为160 - 170分贝以及更多。 可以看出,采取的措施导致指数下降约40分贝。 最新的美国潜艇的噪音与C-Wolfe和弗吉尼亚级别的喷水推进力完全无法区分。
和谐不好
传统的国内SAS在中等声音频率范围内提供信号转换。 因此,对于频率为2赫兹的噪声,不可能使用现有的接收技术检测潜艇 - 这是次声。 从中可以得出关于在该范围的这一部分中提高信号转换效率的必要性的结论。 这个机会提供了一种光学差分转换方法。
在弗吉尼亚潜艇上,光纤激光激发水听器安装在10-480赫兹系列中。 水听器的基础是波长为6328埃的激光器,其向两个长度为40米的石英光纤线圈供电。 声信号的影响导致线圈的相对变形,电路输出端的光调制和差信号的选择。 与压电陶瓷水听器相比,40分贝的转换效率更高,并且不随频率降低而降低。 显然,建立这样一个系统的主要困难是排除他们自己的不稳定因素,这些不稳定因素超出了可接受的考虑范围。 从1979的美国海军NRL组织开始开发这一过程可以理解这个过程是多么耗时,而且仅在2014年开始,在35年之后,很少有关于这种水听器使用的信息开始出现。
为了确保在频谱的低频区域接收,我们还需要修改现有的信号转换基本位置。 我们不能依赖这样一个事实,即我们可以在西方获得这个问题的技术解决方案。 应该特别注意的是,可能的对手通过开展减少潜艇噪音的运动并开发在次声范围内接收信号的装置,在海洋中占据主导地位。
在这种情况下,海军少将Sergei Zhandarov提出了一个最悲观的预测:“在90中,海军被赋予了在远海区域打击外国潜艇火箭运输船的任务。 现在,显然,有必要在多用途原子潜艇的水域中开展类似的任务。 但是随后船只和潜艇必须禁止进入大海,没有水下环境的知识就没有什么可做的。“
要说什么都没做,那是不可能的。 我们谈到了最新网络的部署,称为“和谐”。 这些是机器人自动底部站(ADS),由特殊潜艇秘密安装。 在DSA的深处,部署了固定的固定多元件和万用表底部软管水声天线。 通过简单地收听周围发生的事情,试图探测船舶和飞机的节点和机制的特征噪声,站点可以进行被动侦察。 根据该计划,几个ADF被组合成一个能够揭示数百公里区域的水下和地面情况的网络。 但实际上,相同的压电陶瓷水听器仍然是“和谐”的主要传感器,它们在次声作用区域内接收信号几乎没有用处。 因此,所谓的“在数百公里的区域内开启水下情况”尚不合理。
国内科学家从事基于固定HAC光学差分转换的传感器,但开发非常费力,没有理由希望快速的技术解决方案。
信息