Глава V МЕТОДЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИСТЕМ ПОДВОДНОГО
ПОИСКА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ ЭФФЕКТИВНОСТИ
При рассмотрении методов использования систем подводного поиска
наибольший интерес представляют методы координирования движущихся под
водой носителей поисковой аппаратуры, в связи с чем этому вопросу и
уделяется основное внимание. Практические вопросы использования систем
подводного поиска излагаются на примерах операций по поиску ряда
затонувших объектов, проводившихся английским и американским ВМС, в том
числе американских атомных подводных лодок «Трешер» и «Скорпион» и
водородной бомбы [18, 29]. Сложный вопрос определения эффективности
систем подводного поиска не мог быть, естественно, описан в полном
объеме в одном небольшом параграфе и поэтому дается только подход к
определению эффективности и наиболее общие формулы для ее определения.
§ 5.1. Методы использования систем подводного поиска
Методы использования систем подводного поиска зависят от целей, стоящих
перед поисковыми операциями, которые могут быть разбиты на два больших
класса:
— первичный или разведывательный поиск — производится в относительно
больших районах и служит для определения наличия или отсутствия в данном
районе объекта или объектов поиска и предварительной отметки их;
— вторичный поиск является последующей фазой первичного поиска и имеет
целью обнаружение и обследование объекта поиска, а также приведение
рабочего органа на требуемое расстояние в течение всего времени работ.
Основными требованиями, предъявляемыми к системам, предназначаемым для
первичного поиска, являются:
— возможность длительного ведения поисков в больших районах;
— наибольшая площадь, обследуемая в единицу времени;
— малая вероятность пропусков объектов поиска при ограниченном
количестве ложных тревог;
— точность отметки местонахождения обнаруженных объектов, допускающая
эффективное использование систем вторичного поиска.
Основными требованиями, предъявляемыми к системам, предназначаемым для
вторичного поиска, являются:
— высокая информативность системы, позволяющая уверенно отличать объект
поиска от других объектов, получать сведения о состоянии и положении
объекта поиска в пространстве;
— высокая точность определения координат объекта поиска и их изменения
относительно носителя аппаратуры.
Рассматривая методы использования систем подводного поиска, следует
прежде всего говорить о способах определения места поисковых элементов
этих систем относительно объекта поиска, а при проведении
разведывательного поиска, когда местоположение объекта поисков еще
неизвестно, это превращается в определение его координат по известному в
пространстве местоположению поискового элемента. Для разведывательного
поиска, ведущегося на больших акваториях в открытом море, этот процесс
наиболее просто вести по такой схеме: определение места корабля-носителя
в земных координатах, определение местонахождения поискового элемента
относительно корабля-носителя, определение положения объекта поиска
относительно поискового элемента.
Определение места корабля-носителя может производиться различными
методами, применяемыми в навигации: по счислению; по береговым
ориентирам; по предварительно выставленным вехам, по аппаратуре
радионавигации; по аппаратуре гидронавигации.
Рассмотрение всех этих достаточно известных методов выходит за рамки
данной книги, однако заметим, что при использовании поисковых систем
применяются все методы и их комбинации, позволяющие наиболее точно
определять место корабля. Так, во время поисков затонувшей американской
атомной подводной лодки «Трешер» использовались радионавигационные
системы «Ло-ран-С», «Лоран-А», «Декка» и «Омега», высокоточные эхолоты,
подводные гидроакустические и якорные буи [19].
Интерес представляют относящиеся к методам гидро-навигации системы
ориентации под водой, использующие опорные точки. Имеются две
принципиальные возможности создания таких систем: с длинной базовой
линией и с короткой базовой линией, называемой иначе системой сравнения
фаз [11]. В системе с длинной базовой линией используются три или четыре
широко разнесенных на дне ответчика и корабельное устройство, которое
запрашивает ответчики и обрабатывает их ответы. Система определяет
положение корабля по времени прохождения акустических импульсов между
кораблем и ответчиками, относительное положение которых заранее
известно.
В системе сравнения фаз используется один маяк, располагаемый на грунте,
и несколько (обычно три) акустических приемников, размещенных неподвижно
на корабле. Положение корабля относительно маяка определяется по
разности фаз принятых сигналов, которая образуется в результате
неравенства расстояний от акустического маяка до различных гидрофонов.
Па батискафе «Триест» в первый период его применения при поисках «Трешера»
использовался вариант системы с длинной базовой линией [11]. Координация
поисков производилась следующим способом. Первоначально «Триест»
погружался на небольшую глубину, с которой, маневрируя, выставлял донные
ответчики. После этого он погружался в рабочее положение и начинал
обследование грунта, ориентируясь на них (рис. 5.1). Система с длинной
базовой линией получила дальнейшее развитие. Ответчики-излучатели чаще
всего располагаются по треугольнику со стороной его в 1—3 мили.
Положение аппарата фиксируется по расстояниям, измеренным относительно
двух или большего числа ответчиков. Ответы от различных излучателей
отличаются один от другого либо кодом, либо частотой. Одно из
ограничений в измерении расстояний заключается в изгибании траектории
акустических лучей. Из-за увеличения плотности
воды с увеличением глубины, особенно на больших глубинах, таких, как
2000 м, акустические лучи изгибаются вверх. В результате происходит
пропадание сигнала от буев-ответчиков, расположенных более чем на 2—3
мили от глубоководного аппарата, маневрирующего вблизи дна. Другой
проблемой, вызывающей дополнительные затруднения в создании описываемых
систем определения местонахождения подводных снарядов, является
возникновение помех, связанное с тем, что как на ответчики, так и на
приемники кроме полезного сигнала могут поступать и дополнительные,
возникающие вследствие отражений от грунта и от поверхности.
Интенсивность таких сигналов зависит от многих факторов, но в основном
от характера грунта в районе поисков и от глубины. Возможно, однако,
применить целый ряд известных технических способов, таких, как
пространственно-корреляционный прием для улучшения этого положения.
Иностранная печать к недостаткам активных гидроакустических буев относит
также высокую стоимость в изготовлении и в эксплуатации, их
чувствительность к зонам тени, подверженность воздействиям помех, но тем
не менее применение их считает единственно правильным техническим
решением при работе в океане под водой [11,38].
Описанные системы могут применяться не только для самоходных, но и для
буксируемых поисковых средств, так как обеспечивают большую точность,
чем координация относительно географических координат или относительно
поверхности океана, и, кроме того, позволяют определять не положение
буксировщика, а местонахождение самого буксируемого средства [11]. На
океанографическом судне «Майзер» применялся один из вариантов системы
сравнения фаз — аппаратура подводного слежения (АГ1С), схема действия
которой изображена на рис. 5.2. Система АПС, установленная на «Майзере»,
состоит из следующих основных частей: трех смонтированных на корпусе
судна гидрофонов, расположенных на вершинах равнобедренного
прямоугольного треугольника с катетами, равными 15,2 м;
гидроакустического запросчика, работавшего по данным, обработанным
электронной вычислительной машиной; гидроакустического приемника и
осциллографа для приема и обработки сигналов, посылаемых донным
ответчиком и ответчиком, установленным на буксируемом носителе
аппаратуры или батискафе; цифровой вычислительной машины,
предназначенной для синхронизации всех звеньев запросноответной системы
и расчета направлений на ответчики и расстояний до них; гировертикали и
гнрогоризонта для
ориентации плоскости отсчета, в которой находятся
гид-рофоны. Система АПС позволила определять место судна относительно
донного ответчика, буксируемого носителя аппаратуры — относительно судна
и вычислять таким образом расположение носителя аппаратуры относительно
донного ответчика. Система АПС может применяться не только при
буксировке поисковых средств, но и при координации действий автономных
носителей поисковых систем, например батискафов, если на них
устанавливается гидролокационный ответчик. Это было подтверждено при
поисках «Трешера», когда «Майзер» координировал действия батискафа
«Триест-11» (рис. 5.3). При
поисках «Трешера» был применен еще один
оригинальный способ ориентировки батискафа у грунта. Океанографическое
судно «Аллегани» сбросило на дно более 1400 разноцветных пронумерованных
ориентиров. Указывается, что при первом же погружении после этого, как
только батискаф достиг дна, его команда сразу же увидела один из
ориентиров. Насколько эти ориентиры практически помогли маневрированию
батискафа, судить по имеющимся данным трудно. Во всяком случае нет
сведений о высокой эффективности этого способа. Система АПС
использовалась также при поиске американской водородной бомбы,
потерянной у испанской деревни Пало-марес. Действия глубоководной
подводной лодки «Алю-минаут», на которой был установлен
гидроакустический отметчик, координировались с помощью АПС все тем же «Майзером»
[11].