军事评论

水听器电话

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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。

水听器电话我们的情况更糟。 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。
作者:
原文出处:
http://vpk-news.ru/articles/38260
15 评论
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  1. Brylevsky
    Brylevsky 12 August 2017 04:39
    +4
    感谢作者为俄罗斯海军谈到了这样一个痛苦的话题。 目前和未来工程师在这里所做的工作都不是优势...
    1. Basar
      Basar 14 August 2017 17:28
      0
      实际上,在第二次世界大战结束时,联盟只是在空中和海洋中绝对占绝对优势。 您不必放弃所有这些毫无意义的冷战,而只需放弃。 美国人将建立我们正常的资本主义,几十年后我们就会习惯它。 他们成为普通人,尊重法律,法律,政治观点和私有财产。 而且不是现在,如果不是普京,那就意味着人民的敌人。 而且已经有关于在俄罗斯经商的危险性日益增加的熟悉故事:一个人只需要认真对待就可以了,因为一个小矮人来自一个人物,说您不再是老板。
      1. Bad_gr
        Bad_gr 29 April 2018 11:50
        0
        Quote:巴萨列夫
        您不必放弃所有这些毫无意义的冷战,而只需放弃。 美国人会建立我们正常的资本主义,几十年后我们就会习惯它。

        我不知道“正常的资本主义”如何,但我将100%确定该国将被撕成碎片。 我们将以牲畜的水平为这些作品的所有者服务。 没有任何资本家会给殖民地工人以可观的薪水和尽可能多的权利。
  2. 雪松
    雪松 12 August 2017 08:17
    +1
    不可能在任何地方都成为第一。 最主要的是,我们的科学家正在研究激光水听器,没有向我们报告什么以及如何...
  3. erofich
    erofich 12 August 2017 09:10
    +5
    是的,作者,您知道飞机起飞时分贝多少吗? 事实证明,我们的船在起飞时甚至比喷气式飞机还响吗? 他们再次注销了维基百科,开始吧。
    1. L10n77
      L10n77 12 August 2017 10:30
      +7
      作者将赫兹和分贝混合成一堆,称我们的潜艇为“咆哮的母牛”,并相信这样的绰号是由于据说吵闹而获得的,而且不知道为什么我们所有的潜艇都得到这样的绰号。 遗憾的是删除了缺点,文章很烂。 绝对不懂术语,也不懂本质。 关于“咆哮的牛”的神话早在2014年就已经有一篇文章了https://topwar.ru/60293-mify-ssha-revuschie-korov
      y-sovetskogo-vmf.html
      1. AB0877
        AB0877 12 August 2017 12:24
        +2
        我完全同意,作者根本不了解他撰写的主题。 另外,完全不了解物理学。 不幸的是,VO极大地犯了这样的出版物。 在最好的情况下,汇编文章会使用各种来源出现,并复制原始错误。
  4. Dzafdet
    Dzafdet 12 August 2017 12:11
    0
    https://vpk.name/news/109348_est_li_v_rossii_sovr
    emennoe_gidroakusticheskoe_vooruzhenie.html

    不用sha奶奶! 早就决定了,但与往常一样,垄断​​者在路上。 哦,他们对口感甜美可口! 笑 舌 wassat 饮料
  5. AIW
    AIW 14 August 2017 16:54
    +3
    短语“请注意,螺旋桨轴每分钟100转对应于60赫兹的发射频率。因此,海洋比海底响亮XNUMX多分贝”。 使大脑干净。

    美国人已经在光学转换器上堆积了20年的事实,因此光纤传感器和光学传感器的进步相对较近(大约XNUMX年前)。

    好吧,关于压电陶瓷不适合用于次声分析-这个词根本没有公开。 如果信号周期小于记录离散时间,则现代数字系统可以处理任何频率。 是的,随着频率降低,能量降低,但衰减也降低。 为什么精确的光学系统是最佳的-作者却没有说。悲伤。
  6. podgornovea
    podgornovea 14 August 2017 20:30
    +1
    “请注意,螺旋桨轴100每分钟转数对应于大约2赫兹的辐射频率。因此,海洋比潜艇声音大于60分贝。”
    微笑! 赫兹与分贝相比! :)))
  7. podgornovea
    podgornovea 14 August 2017 20:38
    0
    “现代潜艇在美国海军以大约8节的速度在水下移动时,其噪音水平为120 - 130分贝”(135 db痛阈值)
    并且有了这种程度的噪音,它们是静音的,几公里外都不会引人注意!?????
    而且水中的声音更远而且不会传播。
    “最新的美国潜艇的噪音与C-Wolfe和弗吉尼亚级别的水射流推进力完全无法区分。”
    那么,对100分贝什么切? 这是一个突破! Rosnyanya休息!
  8. podgornovea
    podgornovea 14 August 2017 20:48
    0
    K-222是唯一一艘在661“Anchar”项目下建造的船舶。 世界上最快的潜艇,其速度超过了82 km / h(44节点)。
    “与此同时,在35节点以上的速度下,由于船周围的水流湍流,有噪声到达船的中心柱到100分贝。这种噪音不仅造成船员不舒服,而且还使船只保密。”
    “而第一批系列潜艇则是160 - 170分贝等等”
    对耶利哥管! 并且该武器不需要在挫伤中航行一些敌人“声音水平高于160分贝 - 耳膜和肺部破裂是可能的,更多200 - 死亡(噪音武器)”
  9. 和平主义者
    和平主义者 1九月2017 09:58
    0
    长期以来,戈尔巴乔夫的背叛和愚蠢以及叶利钦的崩溃将使我们再次感到悲伤。 这些是非常重要的技术。 没有他们,我们在海上充耳不闻。 我希望我们的工程师能找到一条出路。
  10. 鲍里斯1943
    鲍里斯1943 5九月2017 18:13
    +1
    亲爱的军事评论编辑!
    报纸网站上发布了“致电水听器”一文。
    本文于9年2017月XNUMX日发表在《军工快递》报纸上。本文的许多疏漏由作者原始文章“水声与国家安全”的编辑修订决定。文章)由于这些疏忽,读者的评论中包含对作者无知的抱怨。
    如何向您发送“水声与国家安全”文章的原文?
    我希望在这样的出版物发表之后,对作者的疑问和抱怨将被详尽无遗。
  11. 鲍里斯1943
    鲍里斯1943 5九月2017 18:32
    +2
    作者鲍里斯·沃龙科夫(Boris Voronkov)对“ Hydrophone Call”文章的评论
    原始文章“水声与国家安全”包含:
    传动轴的转速为1 rpm,对应的频率为100 Hz。 潜艇的噪音水平在2-1 Pa的范围内。 频率为0,01 Hz时,海洋的噪音水平比潜水艇在这些频率下的信号水平高2 dB(60倍)(请参阅Valery Gordienko的“矢量中的矢量相位方法”,第1000页)。
    2.摘录自《保护与保密》一书的作者Vax A.I.,Muradyan V.A.,Sagaidakov F.R. Flot.com›出版物/书籍/书架/潜水艇……“现代美国海军潜水艇在水下移动时在速度为8节的情况下,在120-130 1 Hz频带内,Po = 1 µPa,距离10 m处的噪声水平为10-000 dB。 首批系列核潜艇的这一指标为160-170 dB或更高。 可以看出,所采取的措施使噪声降低了约40 dB(100倍)。
    最新潜艇的噪音。 使用“ Sea-Wolf”和“ Virginia”类别的喷气推进器,操作员根本无法与海浪噪音区分开。”
    注:
    1.相对于120μPa为130-1 dB。 声压测量是在特定的静压和温度条件下进行的。 并且测量数据与1μPa的条件压力水平相关。 但是,这已经是伪造的要素,但是在水声测量的国际惯例中已被接受。
    2.120 -130 dB对应于1–3 Pa,即,交变压力为0,1–0 mm水柱。
    令人怀疑的是,这艘弗吉尼亚潜艇以7400吨的排水量和16 km / h的速度产生了仅1 Pa的可变水压。
    3.如果在200-300 km的距离内出现这么小的信号,将会发生什么?