Гидроакустические средства в системах поиска и уничтожения мин
Гидроакустические средства в системах поиска и уничтожения мин
Капитан 1 ранга в отставке А.Простаков, кандидат военных наук
В ходе подготовки "минной войны", активно осуществляемой командованиями ВМС США и других стран агрессивного блока НАТО, большое внимание наряду с совершенствованием минного оружия уделяется развитию средств борьбы с ним, в частности созданию специальной гидроакустической техники, обеспечивающей эффективный поиск и классификацию донных и якорных мин.
Специальные гидроакустические станции (ГАС) миноискания широко используются в иностранных флотах уже длительное время. Однако, как утверждает зарубежная печать, особенно значительные успехи в их развитии достигнуты за последние годы. Созданы достаточно эффективные и удобные в эксплуатации ГАС, которые объединяются с другими боевыми средствами и системами противоминных кораблей, совершенствуются тракты классификации обнаруженных миноподобных целей.
Поиск мин, особенно донных, с помощью ГАС неизменно сопровождается большим количеством ложных тревог, вызываемых отражением излучаемых посылок от неровностей и неоднородностей морского дна, камней, затонувших объектов, крупных рыб и т. д. Чтобы сократить время, необходимое для анализа получаемых контактов, и повысить достоверность классификации обнаруживаемых целей, принимаются специальные меры. В западной прессе указывается на два основных принципа классификации сигналов, поступающих от миноподобных объектов, - либо анализ эхо-сигнала, либо анализ изображения акустической тени на экране индикатора.
Классификация по эхо-сигналу долгое время была основной, но, как показал накопленный опыт, недостаточно эффективной. Для нее требовалась высокая акустическая контрастность сигнала, отраженного от малоразмерной цели - мины, наблюдаемой на фоне непрерывных сильных отражений от морского дна, которые в ряде случаев полностью маскируют полезный сигнал. Применение защитных покрытий и других мер снижения акустической заметности еще более затрудняет задачу обнаружения и классификации мин. Значительная изменчивость параметров эхо-сигналов из-за неподдающегося строгому учету влияния состояния окружающей среды ограничивает возможность автоматизированного сравнения эхо-сигналов с имеющимися эталонными сигналами.
Классификация по изображению акустической тени, которая стала возможна с применением ГАС миноискания принципа бокового обзора, считается более быстрой, простой и надежной. Причины этого заключаются в геометричности и постоянстве формы тени, получении сильного контраста между отображением на экране тени от мины и окружающего фона, а также в независимости контрастности тени от отражающих свойств мины. Эти преимущества и сделали способ классификации по изображению акустической тени основным в современных приведенных ниже ГАС.
Гидроакустическая станция миноискания AN/SQQ-30 установлена на американском тральщике - искателе мин "Эвенджер" (головной из 14 строящихся, передан флоту в 1985 году)и, как утверждают западные специалисты, является значительно эффективнее, чем предыдущая AN/SQQ-14 (ею оснащены тральщики типа "Агрессив", введенные в строй в 1954 - 1956 годах). ГАС имеет тракты поиска и классификации с раздельными акустическими антеннами, помещенными в буксируемый специальный аппарат яйцевидной формы шириной 1,07 м, который опускается через специальную шахту в корпусе тральщика, смещенную относительно киля в сторону правого борта. Поиск мин может вестись при скорости хода корабля 3 - 5 уз.
Антенны обоих трактов размещены в аппарате одна над другой. Антенна тракта поиска обеспечивает постоянный круговой обзор в горизонтальной плоскости, а классификации - может поворачиваться в направлении исследуемого объекта.
Кабель-трос наматывается на вьюшку диаметром около 3 м, установленную в носовой части тральщика.
Основная электронная аппаратура станции скомпонована в двух консолях - поиска и классификации. В них применены стандартные дисплеи AN/UYK-21. Автоматическое обнаружение сигналов, их обработка и управление аппаратурой обеспечиваются двумя стандартными ЭВМ AN/UYK-44. При непрерывном поиске с параллельной классификацией обнаруженных миноподобных объектов обе консоли работают независимо, каждая обслуживается своим оператором.
Экран дисплея тракта поиска делится на три зоны. Две правые служат для индикации информации (в системе координат "курсовой угол - дистанция"), поступающей из двух секторов обзора. На них в буквенно-цифровой форме отображается вырабатываемая ЭВМ информация, характеризующая обстановку и режимы работы аппаратуры. На третьей (левой) части экрана формируются одна над другой четыре линии горизонтальной развертки, на них с высокой степенью разрешения отображаются пять последовательных отметок, полученных от обнаруженной цели. Объект, сигналы от которого поступают на этот экран, выбирается оператором либо ЭВМ.
С 1986 года на строящиеся тральщики типа "Эвенджер" (со второго корабля) предполагается устанавливать станцию AN/ SQQ-32, которая, как полагают, при более высокой скорости буксировки будет осуществлять поиск мин с большей эффективностью.
На американских вертолетах-тральщиках используется станция (противоминная система) AN/AQS-14 (рис.1), акустическая антенна которой, имеющая многолучевую характеристику направленности, сфокусирована на всех дальностях в пределах просматриваемой полосы и обеспечивает поиск мин по принципу бокового обзора. Антенна размещена в нижней части буксируемого подводного аппарата. Последний стабилизирован по курсу, имеет систему удержания заданной глубины относительно дна или поверхности моря с соответствующими датчиками и горизонтальными рулями. Предусмотрена также защита корпуса от случайных касаний дна и выбросов на поверхность. Специальное устройство в аппарате позволяет размещать и по команде оператора сбрасывать маркерные буи, обозначающие места, подлежащие дальнейшему тщательному обследованию. Информация от антенны к аппаратуре, находящейся на борту вертолета, поступает по коаксиальному кабелю небольшого диаметра.
Оператор наблюдает за обстановкой на двух экранах телевизионного типа, на которых непрерывно отображается вся необходимая информация о цели, движении носителя и т. д. По желанию оператора изображение может записываться на видеомагнитофон.
По мнению зарубежных специалистов, к положительным свойствам станции AN/AQS-14 относятся: большой поисковый потенциал, удобство эксплуатации, простота и быстрота установки аппаратуры на борту вертолета. Предполагается, что она может использоваться и на кораблях с динамическими принципами поддержания, например на КВП.
Гидроакустическая станция миноискания 193М (выпуск 1976 года, установлена на тральщиках - искателях мин ВМС Великобритании и ФРГ) модернизировалась несколько раз. Она также имеет тракты поиска и классификации целей. В процессе поиска, ведущегося при скорости хода корабля до 12 уз, осуществляется боковой обзор. Специальный блок скоростной обработки сигналов исключает недостатки, свойственные обычному боковому обзору, - пропуски, раздельное представление отметок от цели при перекрытии зоны обзора последовательными посылками и т. п. По данным зарубежной печати, станция обеспечивает надежное обнаружение донных объектов диаметром свыше 0,46 м и длиной 1,53 м на удалении до 550 м от корабля. При сближении с обнаруженным объектом на дистанцию 180 м станция автоматически начинает его классификацию. Информация обо всех обнаруженных объектах отображается на экране пульта поиска в режимах типа А (с линейной разверткой по дальности и амплитудой сигнала, меняющейся в зависимости от расстояния) и типа В (в системе координат "курсовой угол - дальность") и выдается в ЭВМ БИУС, где хранится в ее запоминающем устройстве (ЗУ).
При классификации контакта из ЗУ ЭВМ поступают текущие значения пеленга и дистанции до объекта, подлежащего классификации, а также и другая информация. Оператор может сохранять на экране информацию, нужную для классификации, в течение необходимого для этого времени. При обходе тральщика вокруг объекта, первоначально классифицированного как мина, в ЗУ накапливаются сигналы, полученные при облучении цепи с разных курсовых углов. Четыре таких сигнала, позволяющие оценить цель с различных ракурсов, могут одновременно извлекаться из ЗУ и отображаться на экране дисплея один над другим. Это, как считают западные специалисты, существенно повышает достоверность классификации.
Акустические антенны обоих трактов станции раздельные, размещены в подкильном обтекателе.
На английских тральщиках - искателях мин ГАС 193М связана с БИУС CAAIS, обеспечивающей точную навигацию корабля, комплексное отображение тактической обстановки в ходе поиска и уничтожения мин и т. п. Система, включающая в свой состав ЭВМ, лаг, компас, аппаратуру РНС "Декка" и навигационную РЛС, позволяет определять место корабля с ошибкой, не превышающей 25 м. В ходе поиска мин ЭВМ обрабатывает навигационные данные и вырабатывает сигнал рассогласования, выдаваемый авторулевому, который удерживает тральщик на заданном курсе. Обмен информацией между ГАС и ЭВМ происходит автоматически через интерфейс, не отвлекая внимания операторов станции от их непосредственной работы. Офицер, руководящий противоминными действиями, ведет наблюдение на своем дисплее за общей тактической обстановкой и поступающей информацией (рис. 2). При обнаружении миноподобной цели оператор-акустик нажимает кнопку, выдает информацию о ней в ЭВМ, которая вырабатывает координаты и символ цели и передает их на дисплей офицера. Наблюдение за миной е процессе ее уничтожения и удержания тральщика в безопасной зоне при одновременном поддержании устойчивого контакта с миной осуществляется благодаря использованию отдельного дисплея БИУС.
Текущая информация и доклады могут с помощью перфоратора, подключенного к выходу ЭВМ, фиксироваться на перфоленте для последующего анализа, обеспечения продолжения работ или для автоматической передачи по радиолинии на другие корабли либо на берег.
Станция DUBM 21А установлена на тральщиках-искателях мин ВМС Франции, Нидерландов, Бельгии и некоторых других стран. Ее раздельные антенны трактов поиска и классификации, помещенные в подкильный обтекатель, обеспечивают работу в секторе 270° по курсу корабля. Частота поиска 100 кГц модулирована по частоте в полосе +10 кГц импульсами длительностью 0,2 или 0,5 мс. На экране дисплея тракта поиска ( шкалы дальности 400, 600 или 900 м) отображается информация, поступающая из сектора шириной 30°, и высвечиваются метки дальности через каждые 100 м. Обнаруженные объекты обозначаются светящимися кружками, классифицируемый объект квадратом. В ходе обзора окружающего пространства по мере поворота антенны высвеченный сектор поворачивается относительно центра экрана. На дисплее отображаются также курс тральщика, курсовой угол и пеленг просматриваемого сектора, курсовые углы и дальности до целей и другая нужная информация.
Тракт классификации работает на частоте 420 кГц +15 кГц. На квадратном экране дисплея со шкалами дальности 200 и 300 м высвечиваются отметки от целей в виде коротких горизонтальных светящихся линий, метки дальности через каждые 50 м и другая необходимая информация. Запоминающее устройство позволяет хранить изображение на экране дисплея до 15 мин и отображать его повторно на экране телевизионного типа.
В настоящее время на тральщиках ВМС Франции устанавливается новая станция TSM 2022, отличающаяся от прежней значительно меньшими весом и габаритами аппаратуры (на 30-40 проц.). Электронные схемы сосредоточены на одном пульте. Тракты поиска и классификации обслуживает компактная акустическая антенна, вес которой вместе с подъемноопускным и поворотным устройством и системой стабилизации 'составляет 900 кг. Небольшая по габаритам антенна размещается в днище тральщика в шахте диаметром 70 см.
Антенна имеет форму вытянутого прямоугольника и может разворачиваться в горизонтальной и вертикальной плоскостях и убираться внутрь корпуса. При горизонтальном положении антенны ее характеристика направленности в горизонтальной плоскости при работе в режиме поиска составляет 14 или 28°, классификации - 7°, в вертикальной плоскости в обоих режимах - 15°.
Станция обнаруживает донные мины на глубинах до 120 м при скорости тральщика в пределах 10 уз, однако обычно скорость при поиске не превышает 4 уз. Место мины относительно корабля определяется с ошибкой не более 1 м.
Десять последовательно полученных от цели эхо-сигналов могут быть записаны в ЗУ и в процесса классификации выданы на дисплей с непрерывной автоматической сменой концевых сигналов по мере их поступления. Рассматриваемые ГАС миноискания в отличие от других классифицирует цели с прерыванием обследования водной среды. Однако специалисты утверждают, что нарушение непрерывности наблюдения на короткий срок не создает дополнительных трудностей.
При развороте антенны в вертикальное положение станция определяет заглубленные якорные мины. Она может использоваться также как гидролокатор бокового обзора и как эхограф для съемки рельефа дна в интересах решения задач борьбы с минами.
ГАС TSM 2022 входит в состав интегрированной системы борьбы с минами IBIS-V, объединяющей различные средства: навигационную РЛС, аппаратуру системы космической навигации, доплеровский лаг и другие. Вся обстановка, сведения о которой поступают от различных источников информации, отображается на четырехцветном дисплее TSM 2060. На нем может быть отображено в цвете до 256 контактов одновременно, контуры карты, навигационная обстановка, маневрирование при поиске и т. п. На экране дисплея в случае обнаружения мины появляется изображение "круга безопасности" (окружность радиусом 100 м, центр которой - обнаруженная мина). Вся обстановка может быть записана и многократно воспроизведена с помощью кассетного магнитофона. Для уничтожения обнаруженных мин в систему 1BIS-V входит подводный аппарат РАР104.
Гидроакустическая техника находит и другое применение в системах борьбы с минами. Так в начале
80-х годов в ФРГ и Швеции были созданы специальные взрыватели для подрыва зарядов, выставленных аппаратами РАР104 для уничтожения мин. Эти взрыватели срабатывают по кодовым гидроакустическим командам на удалении не более 600 м от их источника. До создания таких взрывателей заряды подрывались по взрывному сигналу, создаваемому гранатой, сброшенной с тральщика. Однако при групповом тралении заряд мог взорваться преждевременно под воздействием сигнала, создаваемого другим тральщиком, или от подрыва другого заряда. Поэтому применение взрывателей, срабатывающих только по индивидуальным кодированным сигналам, как считают, способствует существенному повышению безопасности траления.
Подводный аппарат РАР 104 Мк4 всплывает перед подрывом заряда за счет отделения гайдропа, служащего балластом. Для быстрого обнаружения гайдропа и подъема его для повторного использования аппарат снабжается маркерным буем.
Гидроакустическая техника используется в испытательных стендах для 6ыстрого надежного и дешевого контроля параметров ГАС миноискания, а также в тренажерах, обеспечивающих подготовку личного состава.
