РАЗВИТИЕ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ С ГИБКИМИ ПРОТЯЖЕН¬НЫМИ БУКСИРУЕМЫМИ АНТЕННА¬МИ НАДВОДНЫХ КОРАБЛЕЙ
Вопросу создания ГАС с ГПБА, в том числе и для НК, начиная с семидесятых годов прошло¬го века, уделялось повышенное внимание практически во всех го¬сударствах мира, имеющих воен¬но-морской флот. Эти станции имеют явное преимущество перед подкильными по уровню помех, по направленным свойствам и массогабаритным характеристикам с одинаковой дальностью обнаруже¬ния, а также по оптимизации к гид¬роакустическим характеристикам района использования. Особенно эффективно это направление раз¬вивалось в США, Англии, Франции, Германии и других странах, где бы¬ли разработаны специальные прог¬раммы по созданию ГАС с ГПБА. В результате к настоящему времени практически ни один боевой ко¬рабль и подводная лодка не прини¬маются в состав флотов без воору¬жения их гидроакустическими станциями с ГПБА. Для НК такие станции создаются как активно-пассивные (преимущественно для боевых кораблей), так и пассивные для специальных кораблей (осве¬щения подводной обстановки или разведки). К таким станциям мож¬но отнести ГАС с ГПБА ВМС США типа AN/SQR-19 (для боевых ко¬раблей) и типа ГАС «SURTASS» (для специальных судов) [1]. На сегод¬няшний день имеется значитель¬ное количество ГАС с ГПБА разра¬ботки разных стран, в том числе и таких небольших, как Финляндия и Голландия.
Подтверждением важности ГАС с ГПБА как системы, предназначен¬ной для освещения подводной обс¬тановки, является тот факт, что большинство стран, заказывающих боевые НК и ПЛ за рубежом (в том числе и в России), непременным -условием ставят наличие на кораблях ГАС с ГПБА.
В ВМФ СССР развитию ГАС с ГПБА уделялось значительное вни¬мание. Теоретические исследова¬ния и научный задел не уступали по качеству и срокам зарубежным ис¬следованиям, однако практическая реализация отставала на 10— 15 лет.
В восьмидесятые годы ГАС с ГПБА в ВМФ для подводных лодок получили свое развитие с разра¬боткой ГАС МГБС-541 и пятой под¬системы ГАК МГК-540. Для надвод¬ных кораблей киевским НИИ «Гидроприборов» была разработана и принята на вооружение в 1988 году единственная пассивная ГАС с ГПБА МГ-361, установленная на одном из НК ВМФ.
Боевое применение ГАС с ГПБА на ПЛ показало значительную по¬лезность этих средств, имеющих, как правило, преимущество в даль¬ности обнаружения и классифика¬ции ПЛ по сравнению с другими системами (особенно в режиме сопровождения) до 2—2,5 раз и обеспечивающих наблюдение в кормовом секторе корабля-носи¬теля.
Однако эти ГАС не лишены и не¬достатков:
— сложность эксплуатации уст¬ройств постановки и выборки ГПБА;
— необходимость маневрирова¬ния носителя для определения сто¬роны прихода сигнала.
В 1993 г. основываясь на собственном и зарубежном опыте разработки и использования ГАС с ГПБА, ФГУП «ЦНИИ «Морфизприбор» (ныне ОАО «Концерн «Океанприбор») была задана опытно-конструкторская работа (ОКР), направленная на создание ряда активно-пассивных ГАС с ГПБА для различных классов боевых кораблей ВМФ России, а также модифи¬каций экспортного исполнения ГАС «Виньетка» [2], с ТТХ, не уступаю¬щими аналогичным зарубежным станциям. Сроки создания ГАС привязаны к срокам строительства надводных кораблей.
Мировой опыт создания слож¬ных технических средств, к кото¬рым безусловно относятся гидроакустические системы, показывает, что их эффективность базируется на опыте практического примене¬ния предыдущих аналогов, чего в ВМФ России для ГАС с ГПБА НК яв¬но недостаточно. Поэтому в рамках проводимой ОКР была осущес¬твлена морская отработка макетов аппаратуры - этой ГАС в условиях Баренцева моря с использованием ГПБА ГАС МГ-361 надводного ко¬рабля, а также макета ГПЬА разрабатываемой ГАС И впервые в отечественной практике с использовани¬ем активных низкочастотных излу¬чателей [3]. Макет аппаратуры ГАС, использующийся на надводном ко¬рабле для решения задач обнару¬жения целей, показал существен¬ное повышение эффективности ре¬шения задачи обнаружения [4, 5].
В опытных и серийных образцах разрабатываемой ГАС будут внед¬рены самые современные алгорит¬мы классификации и выработки данных целеуказания.
Реализация новых технических решений аппаратной части, алго¬ритмического и программного обеспечения в разрабатываемой ГАС позволяет не допустить отста¬вание развития гидроакустическо¬го вооружения ВМФ России от ве¬дущих зарубежных стран и обеспе¬чивает конкурентоспособность российских НК с гидроакустичес¬ким вооружением на мировом рын¬ке. Замедление или откладывание разработок ГАС для НК приведет к негативным последствиям, а в ус¬ловиях сложившейся кооперации, к ее возможному развалу и отстава¬нию в освоении ГАС на 5—10 лет.
Особое значение разработка различных модификаций ГАС с ГПБА имеет для создания мобиль¬ной составляющей региональной системы освещения надводной и подводной обстановки (РСОНПО) Северного региона.
Северный морской регион, осо¬бенно его западная часть, включа¬ющая незамерзающую часть Ба¬ренцева моря, является наиболее важным для освещения надводной и подводной обстановки, а следо¬вательно, для развертывания РСОНПО.
Наряду со стационарными сред¬ствами гидроакустического наблю¬дения (СГАС), одной из важнейших составляющих РСОНПО должна быть мобильная. Наиболее эффек¬тивной частью мобильной состав¬ляющей являются низкочастотные гидроакустические средства с гиб¬кими протяженными буксируемы¬ми антеннами (ГАС с ГПБА). К их преимуществам применительно к РСОНПО следует отнести [6]:
— меньшую стоимость разра¬ботки и развертывания (с учетом возможности привлечения кораб¬лей различного класса от боевых НК и ПЛ, РЗК, до коммерческих и рыболовных);
— гибкую реконфигурацию при изменении условий или задач и оперативный выход на любые рубе¬жи вплоть до непосредственных мест базирования ВМС стран НА¬ТО;
— большую устойчивость в слу¬чаях активного противодействия, непреднамеренных действий или суровых климатических факторов;
— возможность поэтапного на¬ращивания.
Высокая эффективность ГАС с ГПБА основывается на оптималь¬ном использовании как гидроакус¬тических характеристик района, так и особенностей шумоизлучения и отражающей способности морс¬ких целей (НК, ПЛ, несанкциониро¬ванно проникающих в район), а так¬же возможности опускания всей системы ниже слоя «скачка».
Оптимальными с точки зрения распространения звука в Баренце¬вом море являются частоты 100— 300 Гц. а для применения активного режима --1-2 кГц. Именно эти частоты являются оптимальными для ГАС с ГПБА (пассивных и актив¬но-пассивных) при решении задач обнаружения и сопровождения. На этих частотах сосредоточены диск¬ретные составляющие механиз¬мов, дающие возможность т. н. «портретной» классификации це¬лей. Здесь надо отметить несосто¬ятельность попыток подменить специализированные гидроакусти¬ческие корабельные средства об¬наружения морских целей, букси¬руемыми сейсмосистемами, пред¬назначенными для глубинной раз¬ведки полезных ископаемых в дон¬ных слоях. Эти системы работают в низкочастотном диапазоне (менее 100 Гц), построение сейсмокос не обеспечивает однозначность пе¬ленгования в водной среде, а излу¬чение (широкополосное) произво¬дится с помощью ударных источников, не обеспечивающих определе¬ние элементов движения целей.
ОАО «Концерн «Океанприбор» в рамках новой ОКР разработана се¬рия модификаций ГАС с ГПБА для надводных кораблей различных классов:
— активно-пассивная ГАС с ГПБА для НК малого водоизмеще¬ния;
— пассивная ГАС с укороченной ГПБА для решения задач ПТЗ ко¬рабля-носителя;
— активно-пассивная ГАС с ГПБА для НК среднего водоизме¬щения;
— пассивная ГАС с удлиненной ГПБА для специализированных су¬дов ОПО. Все перечисленные ГАС с ГПБА имеют вариант экспортного применения. Наиболее подходя¬щими для РСОНПО являются две последние модификации, имею¬щие высокий потенциал по длине антенн и достаточную мощность излучения.
Таким образом, в настоящее время созданы все необходимые предпосылки для создания мо¬бильной составляющей РСОНПО, которую можно создавать, поэтап¬но наращивая количество НК осна¬щенных ГАС с ГПБА, тем самым, создавая протяженные рубежи и увеличивая площади районов наблюдения за подводной и надвод¬ной обстановкой.
Литература:
1. Ю. А. Корякин, С. А. Смирнов, Г. В. Яковлев:«Корабельная гидроа¬кустическая техника. Состояние и актуальные проблемы», Санкт-Пе¬тербург, «Наука», 2004.
2. И. В. Соловьев, Г. Н. Корольков, А. А. Бараненко и др.: Справочник «Морская радиоэлектроника», СПб.: Политехника, 2003г., с. 246.
3. М. Я. Андреев, В. В. Клюшин, С. Н. Охрименко, В. С. Перелыгин: «Морская отработка новых техни¬ческих решений гидроакустической станции с гибкой протяженной бук¬сируемой антенной для надводных кораблей», Таганрог, ТРТУ, 2005 № 2(46), с. 13—16.
4. М. Я. Андреев, С. Н. Охрименко и др.: «Результаты морской отработ¬ки новых технических решений, внедряемых в аппаратуру и алгорит¬мы обработки информации ГАС с ГПБА, СПб, отчет, ЦНИИ «Морфизп-рйбор», 2005г., 261 с.
5. С. В. Симоненко, М. Я. Андре¬ев, В. В. Клюшин, С. Н. Охрименко: «Новое поколение гидроакустичес¬ких средств с гибкими протяженны¬ми буксируемыми антеннами для надводных кораблей», Москва, жур¬нал «Морской сборник», № 9, 2005г., с. 44— 46.
6. М. Я. Андреев, В. В. Клюшин, С. Н. Охрименко, В. С. Перелыгин: «Оптимизация гидроакустического вооружения надводных кораблей в современных условиях», Москва, журнал «Морской сборник», № 3, 2006, с. 29— 35.
М.Андреев;
А.Губарев;
В.Клюшин, кандидат технических наук;
С. Охрименко кандидат военных наук;
В. Перелыгин кандидат технических наук.
ИНТЕГРИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПОДВОДНОГО НАБЛЮДЕНИЯ ДЛЯ НАДВОДНЫХ КОРАБЛЕЙ
Интегрированная система под¬водного наблюдения для над¬водных кораблей (ИСПН) яв¬ляется новым поколением гидроа¬кустического вооружения, которое объединяет все активные, пассив¬ные гидроакустические и неакусти¬ческие средства корабля и решает комплексную задачу обнаружения целей, слежения за ними, класси¬фикации и выдачи данных в автома¬тизированную систему боевого уп¬равления.
Необходимость интегрирования различных информационных систем, призванных решать поставленную за¬дачу, либо целый ряд задач, эффек¬тивность которых по-разному зависит от внешних быстро изменяющихся воздействующих факторов, не вызы¬вает сомнения. Однако практическая реализация процесса ставит ряд воп¬росов. В частности, для надводных кораблей, имеющих на вооружении средства освещения подводной и надводной обстановки и обладающих значительными выходными инфор¬мационными потоками, в условиях жесткого ограничения по размеще¬нию этих средств и их обслуживанию, принципиальными являются вопросы глубины интеграции, комплексной обработки информации, ее предос¬тавления оператору, а также степень автоматизации решения задач, их конструктивное и функциональное построение.
Создание ИСПН может осущес¬твляться в двух направлениях: либо путем интеграции информации на единый пульт управления оператору на базе отдельно проектируемых РЭС НК, либо путем разработки ИСПН с начала проектирования как единого целого.
Рассмотрим первое направление создания ИСПН. Примем во внима¬ние, что ИСПН строится как много¬канальная многоуровневая инфор¬мационная система, в которой обрабатываются потоки данных, посту¬пающие от большого числа разно¬родных средств подводного наблю¬дения. Поток информации от гидро¬акустических средств дополняется поступающими по внешнему интер¬фейсу данными от средств подвод¬ного наблюдения, использующих другие физические принципы фик¬сации нарушения структуры (анома¬лии) слоев водной среды.
Представленный вариант интегри¬рованной системы позволяет решать следующие задачи:
• интеграция данных, поступающих от всех информационных каналов (с выработкой комплексного формуля¬ра) и оказание помощи оператору в принятии решения об обнаружении и классе целей на основании суммар¬ной информации;
• идентификация целей, обнару¬женных различными средствами под¬водного и надводного наблюдения, их единая нумерация и слежение с вы¬дачей текущих координат и парамет¬ров движения целей во внешние сис¬темы;
• формирование картины подвод¬ной обстановки, включая данные о надводных кораблях, регистрация по¬лученной информации и действий операторов в форме электронного журнала;
• предупреждение о торпедной уг¬розе путем пеленгования шумов тор¬пед;
• анализ гидролого-акустических условий, контроль акустических по¬мех и прогноз дальности действия всех средств ИСПН и выработка опти¬мального варианта их использования;
• обнаружение подводных целей в режимах мультистатической и бистатической гидролокации с использо¬ванием ГАК и ГАС,
• расчет области возможного мес¬тоположения цели с учетом данных неакустических средств и текущей тактической обстановки;
• расчет вероятности выхода на г/а контакт при заданной схеме маневри¬рования корабля по данным неакустики;
• выработка рекомендаций по ма¬неврированию в интересах оптималь¬ного использования средств подвод¬ного наблюдения;
• реализация режима заградитель¬ной помехи для подавления ССН тор¬пед;
• управления средствами ИСПН, ав¬томатизированный контроль техни¬ческого состояния средств, диагнос¬тика и оказание помощи персоналу в устранении неисправностей;
• организация обучения и трениро¬вок операторов с помощью встроен¬ного программного обеспечения;
• консервация информации и пос¬ледующее ее воспроизведение на штатном рабочем месте.
Открытая архитектура ИСПН, ее модульное построение и использова¬ние стандартных интерфейсов Ethernet, Manchester-2, RS 232/485 для обмена информацией между або¬нентами интегрированной системы обеспечивают возможность ее рекон¬фигурации применительно к плат¬форме в соответствии с задачами ко¬рабля. Системы в ИСПН объединены в интегрированную структуру с по¬мощью внутреннего интерфейса для обмена информацией, управления, тренировок персонала и диагностики ее технического состояния. Интегри¬рованный пульт управления (ИПУ) состоит из универсальных панелей, распределение функций между кото¬рыми может изменяться в зависи¬мости от выполняемых задач.
Интеграция информации на уров¬не выходов первичной обработки с ее выводом на ИПУ даст возможность повысить эффективность решаемых кораблем задач, что позволит по сравнению с автономным использо¬ванием каждого из средств повысить боевую эффективность, точность оценки координат цели, помехозащи¬щенность СПН в условиях примене¬ния средств ГПД, а также сократить время решения задач классификации и ТКЦ, увеличить дальность обнару¬жения и вероятность правильного об¬наружения целей, оптимизировать использование средств с целью мак¬симизации их эффективности, в том числе и за счет выдачи рекомендаций по характеру маневрирования.
М.АНДРЕЕВ, В.КЛЮШИН, С.ОХРИМЕНКО, И.РУБАНОВ, В.ЯКОВЛЕВ
"МС"
