КАК У АМЕРИКАНСКИХ ВМС ВСЕ ТАК «Ловко получилось» ?

     Надоевшая читателям тема о превосходстве американских ВМС, отслеживании отечественных РПКСН, отсутствии средств ПТЗ, арктических стрельб.

     Статья не претендует на единственно «правильное» мнение. Это лишь небольшое пояснение, или попытка, задуматься-«А почему не так в отечественном ВМФ ?»

     Возникает естественный вопрос. Вроде работали, средств вложили не меряно, но в итоге получалось как в мультике «Мы работали, трудились, но зато мы не разбились»(с)

     

     Именно разбились. Я помню, отношение наших военных в 80-е к китайской армии, к индийской...А сейчас они практически российский ВПК...сами знаете.

     В те же 80-е отставание было от американцев и англичан. Да и то отнюдь не по всем позициям.

     Много информации о СНЧ излучении, благодаря которому( как и благодаря 2-х корпусности РПКСН), за счет внешнего облучения, позволяющим обнаруживать российские подводные лодки.

     У меня на этот счет свое мнение, но невозможно игнорировать мнения подводников.

     

     

     

     Это, вероятно, не требует пояснений. Значительное пространство между корпусами, внешнее НЧ облучение, эффект «дребезжания».

     Достаточно фото.

     

     Можно начать с пассивной акустики.

     Чтоб не тратить время.

     Россия добилась значительных успехов, в уменьшении шумности ПЛА. Достойно уважения. Но «завалили» шумность ниже фоновых значений океана. Понятие «Черная дыра» применимо именно к российским лодкам.

     «Черная дыра» на фоне стандартного фона океана.

     Далее можно не продолжать.

     Уже более 20 лет американские лодки не уходят ниже фона моря, а подстраиваются по него. Прикидываются креветками, косатками...

     ПАССИВНАЯ АКУСТИКА

     Акустическая энергия, излучаемая первыми в мире подводными лодками, как ядерными, так и дизельными, как узкополосными, так и широкополосными, уменьшалась с удивительно постоянной скоростью за последние 35 лет - примерно на 1 дБ в год.

     Если буквально двадцать лет назад в открытых источниках были такие значения, то в настоящее время, в связи с появлением новых проектов лодок, таблица не актуальна.

     

     Это произошло из-за обширных и сложных программ исследований и разработок в области шумоподавления, в которых участвовали проектировщики подводных лодок, производители компонентов и технологи структурной акустики.

     Несмотря на впечатляющие 35 дБ бесшумности, даже лучшие подводные лодки, работающие должным образом на низких скоростях, все еще могут быть обнаружены - достижения в пассивной акустической обнаруживаемости за счет усовершенствований датчиков, матриц и методов обработки почти, но не совсем, позволили добиться полной бесшумности. Тем не менее, дальность пассивного обнаружения этих низкоскоростных современных подводных лодок сократилась с сотен километров до нескольких километров.

     И появилась возможность определение не только пеленга на цель, но и дальности до нее.

     

     

     

     Эти тенденции, проиллюстрированные, если они сохранятся в течение следующих 35 лет, приведут к практически необнаруживаемым подводным лодкам и уменьшат возможности противолодочной обороны до обнаружения в непосредственной близости и переходных ситуаций или ситуаций с повышенной скоростью. Тем не менее, технологии созрели для резкого изменения наклона кривой истории обнаруживаемости - улучшения, составляющие в среднем несколько децибел в год, не за горами и могут быть реализованы при энергичном проведении необходимых исследований и разработок.

     Эти новые возможности проистекают, главным образом, из появления массивных доступных вычислительных возможностей, синергетических с новыми и доступными разработками датчиков и улучшенного понимания того, что допускает океан, посредством согласованной и согласованной обработки полей. Пришло время сместить точку опоры рычага, чтобы обеспечить обнаруживаемость граничных дальностях.

     Принимая во внимание, что в будущем приглушение будет трудным и потребует деталяизации и обширных испытаний, улучшения в способности обнаруженияДвижущей силой является происходящее в настоящее время внедрение систем на основе COTS с открытой архитектурой в платформы ASW и цепочки акустической обработки. Произошла кардинальная перемена: специализированное аппаратное и программное обеспечение, соответствующее требованиям MIL, с десятилетним сроком службы и продолжительностью цикла замены заменяется компонентными системами COTS с открытой архитектурой, которые позволяют обновлять аппаратно-программное обеспечение в течение года или двух. Этот подход в настоящее время успешно реализуется в боевых системах подводных лодок и может, по логике, быть применен к другим системам противолодочной обороны.

     В то же время развиваются относительно дешевые, но высокопроизводительные датчики и концепции телеметрии или подключения, основанные на волоконной оптике как для датчиков, так и для телеметрии, а также MEMS или других концепций миниатюрных датчиков. Эти разработки позволяют не только обрабатывать больше сигналов с более высокой полосой пропускания от большего количества сенсорных элементов с еще более сложными алгоритмами, но также использовать детали локальной океанской среды посредством временной и пространственной когерентной обработки, а также пространственной реплики сигнала / адаптивного формирования луча. - так называемая обработка согласованного поля.

     По мере того, как массивы, как мобильные, так и фиксированные, становятся больше как по количеству, так и по длине, могут стать очевидными технические проблемы, связанные с обработкой, размещением или контролем. Нефтяная промышленность добилась значительных успехов в развертывании нескольких буксируемых групп. Военно-морской флот должен максимально использовать опыт и уроки, извлеченные в нефтедобывающей отрасли.

     АКТИВНАЯ АКУСТИКА

     Активная акустика, хотя и использовалась в качестве тактического средства ВМФ в течение многих лет, за последнее десятилетие значительно улучшилась.  Достижения включают следующее:

     Использование частот значительно ниже 1 кГц, где пониженное затухание позволяет увеличить дальность обнаружения, возможно, гораздо большую дальность на большой глубине по сравнению с тактическими сонарами с более высокой частотой (> 1 кГц);

     Разработка низкочастотных источников с увеличивающейся мощностью и эффективностью, увеличивающейся полосой пропускания и меньшими размерами, все это позволит увеличить разнообразие источников для будущих приложений;

     Разделение передатчика (ов) и приемника (ов) на различные конфигурации распределенной системы;

     Разнообразие форм волны, включая волновые передачи, широкую полосу пропускания, импульсную, комбинированную дальность и доплеровскую чувствительность; и

     Усовершенствованные алгоритмы обработки и методы уменьшения беспорядка.

     Кроме того, усовершенствования приемников и обработки в пассивной акустике принесут прямую пользу и активной стороне.

     

     Типичные концепции активной акустической системы показаны на рисунке.

      Концепция A представляет собой более традиционную моностатическую конфигурацию, общую для всех тактических гидролокаторов, а также для системы SURTASS-LFA, использующей исследовательское судно Cory Chouest, теперь закрепленное за Тихоокеанским флотом. Концепция B оказалась весьма полезной в определенных условиях, где надводные корабли, подводные лодки, буи и стационарные системы с бистатическими приемниками могут обеспечить возможность обнаружения на больших расстояниях от передатчиков.

     В январе 1991 года Cory Chouest был использован в рамках технико-экономического эксперимента «Херд », эксперимента по передаче низкочастотного звука через океан от острова Херд в южной части Индийского океана до обоих океанических берегов США и Канады. Cory Chouest был выбран из - за его лунного бассейна, потому , что он уже был оснащен множеством передатчиков низких частот. Фазово-модулированный был использован сигнал 57 Гц. Эксперимент прошел успешно и продемонстрировал, что такие звуковые волны могут распространяться до объекта-цели .

     Лунный бассейн- отверстие в основании корпуса , платформы или камеры, обеспечивающее доступ к воде внизу, позволяющее техническим специалистам или исследователям опускать инструменты и инструменты. в море.

     

     Концепция C расширяет бистатическую концепцию для включения нескольких передатчиков и, таким образом, позволяет достичь значительной зоны покрытия за счет распределенных полей нескольких передатчиков и нескольких приемников. Использование распределенных источников и приемников значительно усложняет способность целевой подводной лодки прятаться, уклоняться или атаковать и дополнительно обеспечивает безопасность пилотируемых платформ, когда источники (и, возможно, также приемники) являются автономными и отделены от пилотируемых платформ. Несколько источников не позволяют цели избежать доплеровской или зеркальной ориентации, в то время как местоположение приемника может оставаться скрытым. Такие конфигурации были

     они довольно широко протестированы военно-морским флотом, а также регулярно используются при морской сейсмической разведке нефти и газа.

     Концепция D представляет собой концепцию обнаружения, альтернативную моностатическому, бистатическому или мультистатическому подходам, все из которых основаны на обратном рассеянии акустической энергии от целей. Прямое рассеяние обеспечивает обнаружение только тогда, когда цель пересекает линию между источником и приемником, но имеет преимущества значительно более низкой мощности передачи и повышенной сложности контрмер за счет уменьшения силы цели. Таким образом, поля многих маломощных источников и приемников могут обеспечить сеть наблюдения, отслеживающую подводную лодку, когда она пересекает отдельные линии источник-приемник.

     Постоянный прогресс в активной акустике, как в технологиях передатчиков, так и в приемниках, в сочетании с достижениями в области беспилотных систем, вычислительной мощности и C 4ISR (командование, управление, связь, разведка, наблюдение и разведка) может привести к созданию активных системных концепций, которые охватывают большие территории по разумной цене. Беспилотные подводные аппараты (БПА), беспилотные летательные аппараты (БПЛА) или беспилотные надводные аппараты (USV) могут доставлять или действовать в качестве передатчиков или приемников. Беспилотные летательные аппараты также могут выступать в качестве реле связи или доставщиков оружия. В целом, активная акустика может сбить с толку противника, не подвергая опасности пилотируемые платформы. Технология передатчиков должна продолжать развиваться, чтобы предоставлять более легкие источники с более высокой выходной мощностью и большей полосой пропускания. Автономные источники или приемники позволят продолжить развитие концепций с использованием полей распределенных источников и приемников в очень больших масштабах. Точные конфигурации системы будут сильно зависеть от окружающей среды, потому что очень важно передавать акустическую энергию на цель и отраженную энергию на приемник.

     Важной проблемой по-прежнему будет устранение сложностей с помощью передовых технологий обработки. Благодаря многочисленным распределенным приемникам и точным навигационным возможностям (например, GPS) концепции мультисенсорной обработки данных, как некогерентных, так и, возможно, когерентных, могут обеспечить значительный выигрыш в обнаружении и классификации целей.

     «В январе 1991 г. было проведено технико-экономическое обоснование острова Херд (HIFT), чтобы установить пределы пригодные для передачи звука на большие расстояния. Кодированные акустические сигналы, передаваемые от источника вблизи острова Херд в южной части Индийского океана велся на 16 участках на севере и юге.»

     

     

     Memoir of the Long Range Acoustic Propagation Program (LRAPP)

     

     В океанографии применяют SOFAR бомбу, которая использует импульсные звуки в глубоком звуковом канале океана для точного определения о местоположении корабля , разбившегося самолета или подводной лодки.

     Глубокий звуковой канал идеально подходит для устройства, поскольку минимальная скорость звука на этой глубине улучшает проходимость сигнала. Местоположение определяется по разнице во времени прибытия на приемные станции в известных географических точках. Полезный диапазон от источников сигнала до приемника может превышать 3 000 миль (4800 км).

     Взрыв бомбы в ППЗК дает огромные преимущества. Сам канал помогает удерживать звуковые волны на одной и той же глубине, так как звуковые лучи, которые имеют восходящую или нисходящую скорость , отталкиваются назад к глубокому звуковому каналу из-за рефракции . Поскольку звуковые волны не распространяются вертикально, горизонтальные звуковые лучи сохраняют гораздо большую силу, чем в противном случае. Это значительно упрощает получение и анализ сигнала станциями на берегу. Обычно взрывы используют частоты от 30 до 150 Гц, что также помогает предотвратить слишком сильное ослабление сигнала. Побочным эффектом этого является то, что немного более высокие частоты излучаемых звуковых волн движутся немного быстрее, чем более низкие частоты, благодаря чему сигнал, который слышат военно-морские станции, имеет большую продолжительность.

     Использовалось давно и получило развитие. Sofar (Sound Fixing and Ranging) - это система определения местоположения на большие расстояния, которая использует взрывные звуки в постоянном звуковом канале океана. Фиксация определяется по разнице во времени прибытия в известные географические положения сигнала, отправляемого из любой заданной точки. Полезный диапазон от источника сигнала до станций мониторинга может превышать 3000 миль.

     Проблемы акустики в обнаружении объектов в СНЧ диапазоне перекликаются с системой MILS-определение местоположения ракетного удара. Интересны работы Уолтера Мунка о акустической томографии океана.

     Меня, как потребителя в свое время, очень интересовал вопрос дальности обнаружения подводных объектов с использованием авиационных средств. О чем и писал.

     

     Отдельное направление это использование сейсмо-пушек для детального зондирования водной поверхности.

     

     Современные сейсморазведочные суда (такие как «Western Trident», «Nordic Explorer», «Orient Explorer», «Ramform Challenger», «Ramform Vanguard», «Polarcus Asima» могут применятся в интересах ВМС.

     

     Цитата:«По прогнозам, к 2030 году 75 процентов подводных лодок в остальном мире будут обладать передовыми возможностями. Большинство из них будут иметь воздушно-независимые двигательные установки, которые позволят работать под водой от 30 до 50 дней без всплытия или подводного плавания. Когда эти подводные лодки находятся в оборонительном режиме, то есть когда им не нужно преодолевать большие расстояния или работать с высокой скоростью, они имеют возможности, почти равные возможностям современной атомной подводной лодки. Технологии бесшумности, вероятно, будут распространяться, что сделает эти подводные лодки трудными для поиска даже с новейшим противолодочным оборудованием, и они могут быть вооружены высокопроизводительными боевыми системами и системами вооружения.»

     Несколько фактов.

     В 2005—2007 годах подводная лодка «Готланд» была сдана в лизинг США для использования на учениях в качестве подводного противника. Шведские моряки наглядно показали своим американским коллегам насколько сложна оборона от современных неатомных субмарин, имеющих очень низкий уровень шума. В ходе учений подводная лодка «Готланд» успешно вышла в атаку и «потопила» атомный авианосец Ronald Reagan типа «Нимиц».

     Отметим, что американцы знали о преимуществе ДПЛ и с 2005-го работали по отработке новой тактики борьбы с ними.

     Заслуживает внимание и доработки на ДПЛ Израиля.

     

      Вероятнее всего, на новой израильской лодке применили систему, не связанную с регулировкой количества воды. Именно в процессе движения без сильных колебаний по глубине. Идея была взята из системы балансировки самолета 'Харриер'. Только там за счет реактивного эффекта, а здесь за счет водометных низкооборотных двигателей. Дабы снизить шумность.

     

     Это, скорее всего, было вызвано желанием уйти от принципа обнаружения «Стоячая волна». О этом эффекте здесь http://samlib.ru/editors/s/semenow_aleksandr_sergeewich333/stoiachievolnu-3.shtml

     Первыми, после шведов, перспективность анаэробных установок на основе двигателей Стирлинга поняли японцы. Еще в середине 90-х годов прошлого века главными подразделениями Министерства обороны Японии по строительству подводных лодок компании 'Kawasaki Heavy Industries Aerospace Company' и 'Mitsubishi Heavy Industries, Ltd' по лицензиям были закуплены и запущены в серийное производство двигатели Стирлинга. Для отработки технологии применения двигателей Стирлинга в 2000-2001 годах на кораблестроительной верфи 'Кобе' фирмой 'Mitsubishi' были проведены работы по оснащению ПЛ 'Асасио' энергетической установкой замкнутого цикла с двигателем Стирлинга. Для этого между жилым и двигательным отсеками был врезан 9-метровый блок с анаэробной установкой на основе двигателя Стирлинга. Ходовые испытания прошли на 'отлично'. Поэтому уже с 2003 года японские ПЛ типа 'Оясио' начали строиться с анаэробными установками на основе двигателей Стирлинга. Первая подлодка из этой серии 'Харусио'(типа 'Сорю'), бортовой номер 595, в 2004 году была передана ВМФ Японии. В настоящее время эти фирмами разработан проект новой ПЛ водоизмещением 3500 т, оснащенной анаэробной установкой с двигателем Стирлинга.

     Как следствие, визиты японских ДПЛ к берегам Камчатки.

     

      Но на всякий газ, есть свой противогаз. 'Оснащённые мощной БРЛС бокового обзора (БО) с АФАР AN/ZPY-2 MP-RTIP с дальностью сканирования 200 км и режимом синтезированной апертуры беспилотники 'Global Hawk' способны в течение 30-33 часов вести высотное воздушное наблюдение за территорией, где оперирует противник. Модификации для ВМС США MQ-4C 'Triton' обладают не только более современной бортовой РЛС AN/ZPY-3 MP-RTIP, но и мощным оптико-электронным

           визирным/прицельным комплексом AN/DAS-3 EO/IR, работающем в инфракрасном и телевизионном каналах.'

          И никто не мешает американцам 'подвесить' несколько таких беспилотников. Рано, или поздно дизельная ПЛ высунется. Да хоть под перископ. А высунуться по любому придется, целеуказание только по данным гидроакустика хорошо, но мало. Командиру уверенность нужна. Хоть бы и данные радио и радиотехнической разведки. А для этого антенны нужно выдвигать и время дать 'слухачам' для возможности сформирования данных для стрельбы. Или, как вариант, принять данные целеуказания от другого источника. И сам переход лодки в район-выход из базы, переход к точке погружения- все же фиксируется. И в район она будет идти под дизелем, скорее всего. А зная район ее нахождения, рано или поздно ее обнаружат.

     

     Цитата: «Обнаружить и затем классифицировать слабые сигналы от будущих, более тихих подводных лодок в очень динамичных и сложных условиях будет чрезвычайно сложно. Однако есть технические возможности, которые можно использовать. Повышенная доступность вычислительной мощности компьютера при применении в сочетании с новыми сенсорными технологиями, включая неакустические и микроэлектромеханические системы (МЭМС), предлагает потенциал значительно расширенных возможностей обнаружения. Однако быстрых исправлений нет. Для разработки и эффективного развертывания этих решений потребуются целенаправленные исследовательские усилия. Например, передовые методы обработки сигналов должны сочетаться с глубоким пониманием целевых параметров и параметров окружающей среды, а также их изменчивости.»

     Как следствие, задействование-Программу Critical Sea Test (CST), программу обеспечения безопасности атомных подводных лодок с баллистическими ракетами (SSBN), программу Sound Surveillance System (SOSUS) и программу Surface Tactical Surveillance System (SURTASS). Эти проекты обеспечили прочную основу для прогресса в борьбе с противолодочной защитой, которой может не хватать в нынешних условиях ограниченного финансирования.

     Цитата: «В связи со снижением эффективности фиксированных систем для покрытия в масштабе бассейна, облегченные массивы датчиков, которые могут быть развернуты с мобильных платформ, приобрели дополнительное значение. Буксируемая система SURTASS, особенно последняя версия с двумя линиями, теперь имеет самую широкую зону покрытия для регионального контроля.»

     Несколько слов о аппаратуре обнаружения кильватерного следа.

     ПЛА "Тейлент" оснастили системой обнаружения следа в передней части корпуса из 4 зондов. Позже расширили еще двумя идентичными установками по обе стороны от ограждения выдвижных устройств в 2020 году.

     

     

     В ВМФ также использовалась АОКС. Но проблемы были с «Длинной рукой», сама следящая лодка не могла по своим данным применить оружие.

     

     О якобы отдельной системе противолодочной борьбы Японии.

     Японские суда, это в одной цепи с визитами их ДПЛ к Камчатке.

     ДПЛ на выходе в готовности отследить РПКСН. Судно с ГАР слушает СНЧ диапазон, авиация бросает излучатели(принцип ВИЗ, но подальше). Или подводный резонатор. Вскрывается огромная площадь акватории.

     Или обкатка региона(перед драчкой за Курилы), или подменяют американцев- те атомоходы переориентируют на Китай.

     

     Японские морские силы самообороны (JMSDF) ввели в эксплуатацию океанский сторожевой корабль наблюдения JS Aki (AOS-5203) типа Hibiki

     JS Aki является третьим кораблем типа "Хибики", который имеет конструкцию катамарана. При полном водоизмещении в 3861 тонну корабль может развивать скорость до 11 узлов.

     Корабль оснащен буксируемой системой слежения AN/UQQ-2 towed array sensor system (SURTASS), силовая установка - четыре дизель-электрическими двигателями Mitsubishi.

     Что такое SURTASS и как эта система станет работать у японцев, совместно с новым противолодочным самолетом и новыми ДПЛ, пояснять не нужно.

     Думаю, можно подытожить.

     1. Наработки американских ученых в интересах ВМС по обнаружению подводных целей в СНЧ диапазоне.

     2. Использование «подсвета», ВИЗ или акустикой с массивов СОСУС.

     3.Появление АОКС.

     4. Наличие «Длинной руки» для работы по данным АОКС.

     5. Так называемые «Нетрадиционные» способы обнаружения, которые у них с 90-х стали традиционными. И о которых они не очень любят распространяться.

     6.И самое важное- связь всего вышеперечисленного в одну систему. В комплекс, который позволяет недостатки одного способа обнаружения, дополнять достоинствами другого. Известный термин-«Накопленная вероятность».

     И как предварительный вывод-ВМС США сильны не столько возможностями своих фрагментов противолодочный сил, сколько возможностью задействовать их комплексно.

     А так, в принципе, ничего особенного. Последовательная программа, все как в рассекреченном документе.

     «Объединенный комитет начальников штабов. 1995. Национальная военная стратегия Соединенных Штатов Америки, Типография правительства США, Вашингтон, округ Колумбия.»