Средства обучения гидроакустиков в ВМС США
Капитан 3 ранга-инженер Б, Елагин
Быстро развитие военно-морском техники, оснащение боевых кораблей сложными системами оружия, ядерными энергетическими установками и разнообразными радиоэлектронными средствами намного повысили требования к уровню квалификации специалистов ВМС. На страницах американской печати неоднократно высказывалось мнение, что в современных условиях война на море уже не может быть выиграна только за счет лучшей оснащенности и количественного превосходства сил. Успех действий зависит также от степени подготовленности личного состава, который должен не только хорошо знать материальную часть оружия и технических средств, но и обладать навыками по их боевому использованию, доведенными до автоматизма.
В последние годы программы обучения и тренировки всех категории личного состава ВМС стали рассматриваться как важное звено в общих планах военных приготовления ВМС США. Особенно пристальное внимание уделяется подготовке специалистов по противолодочной обороне, и в первую очередь гидроакустиков.
Подготовка специалистов-гидроакустиков начинается в учебных центрах новобранцев, в течение трех месяцев они изучают так называемый "курс молодого матроса". Затем их направляют в школы класса "А", где они в соответствии со своей специальностью проходят общую техническую подготовку, необходимую младшим унтер-офицерам. Значительная часть унтер-офицерон и рядовых, прослуживших на кораблях и в частях несколько лет, может для повышения квалификации поступить в школы классов "В" и "С". В подчинении командующих Тихоокеанским я Атлантическим флотами находится также ряд флотских школ комплексной подготовки экипажей надводных кораблей и подводных лодок. Кроме того, операторы ГАС, закончившие обучение в береговых центрах и проходящие службу на кораблях, постоянно совершенствуют приобретенные навыки в процессе боевой подготовки н периодически проходят переподготовку на соответствующих курсах усовершенствования.
Обучение и тренировка одного оператора гидроакустической станции за весь период службы обходится более чем в 150 тыс. долларов, а при наличии на флоте нескольких тысяч таких операторов расходы на их подготовку вырастают в крупную сумму.
Характеризуя способы и методы подготовки высококвалифицированных специалистов гидроакустиков, американские военно-морские специалисты отмечают, что обучение и тренировка на боевой материальной части в ходе учении сопряжены с весьма значительными затратами. Так, по данным американской печати, на проведение непродолжительного противолодочного учения с привлечением небольшого числа кораблей расходуется около 20 млн. долларов. По этой и ряду других причин (трудность оценки результатов обучения, зависимость от гидрометеорологических условий и т. д.) командование ВМС США стало искать новые организационные формы и более дешевые методы и технические средства подготовки кадров флота. С этой целью еще в 1956 году было создано специальное научно-нсследовательское учреждение - центр учебного оборудования ВМС. В его задачи входит исследование и разработка учебной техники для эффективной подготовки личного состава в кратчайшие сроки с минимальными затратами средств.
В результате исследований, проведенных в центре и других организациях, было выяснено, что наиболее рациональный способ подготовки специалистов - обучение с помощью электронных тренажеров, имеющих широкие возможности по имитации реальной обстановки действий боевых н технических средств ВМС.
Основным преимуществом тренажеров, по мнению американских специалистов, является значительная экономия финансовых средств в ходе обучения и тренировки. Поэтому относительно большие затраты на разработку, производство и установку тренажерного оборудования быстро окупаются. Кроме того, при этом методе обучения личный состав значительно быстрее овладевает навыками управления боевой техникой и приобретает самостоятельность при принятии решений в сложных условиях боевых действии на море.
Обучение на тренажерах позволяет: осуществлять как индивидуальное, так и групповое обучение личного состава и непрерывный контроль за ходом н качеством подготовки; многократно повторять тот или иной маневр или тактический прием до полного их усвоения и после обучения проводить наглядный разбор допущенных ошибок; эффективно отрабатывать действия личного состава в условиях таких аварийных ситуаций, воспроизведение которых на реальных объектах практически исключается: готовить специалистов для эксплуатации новой перспективной аппаратуры, которая должна поступить на вооружение в ближайшее время.
 |
Рис. 1. Комплекс тренажерного оборудования с воспроизведением ранее записанной информации для подготовки операторов корабельных ГАС:
Т4Е1 - аппаратура записи гидроакустической информации: 1 - пульт оператора штатной гидроакустической станции; 2 - рекордер
14Е2 - корабельный тренажер: 1 - пульт оператора штатной гидроакустической станции; 2 - прибор воспроизведения; 3 - преобразователь сигналов
14ЕЗ - береговой тренажер: t - пульт оператора штатной гидроакустической станции; 2 - рекордер; 3 - преобразователь сигналов; 4 - прибор воспроизведения; 5 - соединительный ящик, 6 - пульт управления инструктора
14Е6 - береговая аппаратура создания учебных магнитофильмов: 1 - пульт оператора штатной гидроакустической станции; 2 - прибор воспроизведения; 3 - рекордер; - 4 - преобразователь сигналов; 5 - пульт управления монтажом; б - монтажный стол; У - микрофон |
Учебные центры, военно-морские базы, все противолодочные корабли и ряд кораблей других классов оснащены в настоящее время различными гидроакустическими тренажерами. В учебных центрах тренажеры используются для предварительного знакомства обучаемых с работой гидроакустических средств, приобретения навыков в обнаружении и определении координат целей, их классификации и сопровождения как в условиях естественных помех, так и при применении средств гидроакустического противодействия. Тренажеры, установленные на кораблях и в военно-морских базах, позволяют совершенствовать ранее приобретенные навыки путем систематических тренировок операторов, а также воспроизводить действия гидроакустиков при разборе учений.
Гидроакустические тренажеры ВМС США по принципу действия можно разделить на тренажеры, воспроизводящие гидроакустическую информацию, записанную на магнитную ленту, и моделирующие сигнал движущейся подводной цели.
Комплекс тренажерного оборудования первого типа (серия 14Е) для обучения н тренировки операторов корабельных ГАС показан на рис, 1.
Аппаратура 14Е1, входящая в этот комплекс, записывает на магнитную ленту всю информацию, получаемую ГАС кругового обзора при их фактической работе в море. В аппаратуре применен метод временного и частотного уплотнения каналов соответственно с амплитудно-импульсной и частотной модуляцией сигналов. Это даст возможность записывать на одну 14-дорожеч-ную магнитную ленту шириной 25 мм в общей сложности 66 различных видов сигналов. По возвращении корабля из похода (учения) записи передаются для просмотра, редактирования, монтажа и копирования на береговую базу учебных магнитофильмов (аппаратура 14E6J н затем рассылаются в школы гидроакустиков, военно-морские базы и на корабли.
На береговом тренажере 14ЕЗ с помощью магнитофильмов можно проводить обучение и тренировку 10 гидроакустиков одновременно, для каждого оборудован свой пост с необходимой аппаратурой. В процессе демодуляции и разделения каналов сигналы с 14 дорожек магнитной ленты восстанавливаются к своем первоначальном виде и, пройдя через соответствующие усилители, поступают на пульты управления операторов Пульт управления инструктора расположен в отдельном помещении. Инструктор может связываться с любым постом и делать вводные и указания каждому обучающемуся оператору.
Корабельное тренажерное устройство 14Е2 воспроизводит всю информацию учебного магнитофильма. которая после демодуляции поступает на вход соответствующих цепей ГАС. Тренировка оператора производится без включения ГАС на излучение н может осуществляться в море и в базе.
На основе корабельного тренажерного устройства 14Е2 разработан улучшенный тренажер (14Е14) для подготовки операторов ГАС AN/SQS-4 и ее модификаций. Он рассчитан на одновременную тренировку пяти гидроакустиков. Тренажер был установлен в учебном центре Атлантического флота в Ньюпорт, а также в учебном подразделении Тихоокеанского флота в Пирл-Харбор.
Устройство 14Е12, предназначенное для тренировки операторов ГАС AN/SQS-26, является наиболее современным из принятых на вооружение корабельных гидроакустических тренажеров. Оно позволяет не только воспроизводить гидроакустическую информацию с готовых магнитных лент, но и записывать ее при работе ГАС в пассивном и активном режимах, включая использование дальней зоны акустической освещенности и отражение гпдролокационных сигналов от дна. В устройстве 14Е12 значительно лучше, чем в аппаратуре 14Е1, реализованы возможности метода временного уплотнения каналов с амплитудно-импульсной модуляцией сигнала, что позволило исключить при записи информации многократное дублирование отдельных узлов аппаратуры. Так, записывающая аппаратура фиксирует информацию о гидролокационной обстановке с 72 пакетов антенны ГАС на одну широкополосную дорожку магнитной ленты; вторая такая же дорожка этой ленты используется для записи эхо-сигналов при сканировании луча в вертикальной плоскости. Сигналы синхронизации, курса и скорости корабля, а также необходимые пояснения записываются на две вспомогательные дорожки.
Специалисты фирмы "Хопннуэлл" на базе тренажеров серии 14Е разработали устройства 14Е23 и 14Е24 Первое из них предназначено для тренировки операторов буксируемой ГАС AN/SQS-35 с переменном глубиной погружения и может использоваться самостоятельно или совместно с тренажером 14А2 системы ПЛУРО "Асрок". В 1973 году фирма "Хоннуэлл" получила от ВМС заказ на изготовление тренажера 14E23 для учебного центра ПЛО в Сан-Диего, где планировалось его установить в 1974 году.
На берегу для подготовки операторов гидроакустической системы AN/SQS-23 применяется устройство 14Е24.
Кроме того, эта система имеет собственное тренажерное устройство, обеспечивающее тренировку гидроакустиков непосредственно на корабле для поддержания уже достигнутого ими уровня подготовленности.
Для тренировки операторов новейшей гидроакустической станции надводных кораблей AN/SQS-53 фирмой "Хоннуэлл" создан тренажер 14Е25. По заказу ВМС комплект этой аппаратуры фирма должна установить в центре подготовки специалистов ПЛО в Сан-Диего.
Операторы ГАС подводных лодок учатся на тренажере 21В55. Он может использоваться вместе с ГАС AN/BQS-4 и -4А, а также шумопеленгаторными станциями (ШПС) AN/BQR-2B, AN/BQR-7. Береговая аппаратура, воспроизводящая записи фактических шумов в море, обеспечивает одновременную тренировку четырех операторов. Обработка, монтаж н копирование магнитофильмов для тренажера 21В55 производятся на специальной аппаратуре 14Е15, подобной аппаратуре 14Е6.
Для обучения операторов шумопеленгаторных станций классификации цели иа фоне естественных помех фирма ITT разработала аппаратуру, записывающую на магнитную ленту широкий спектр шумов океана, приходящих одновременно со всех направлении и с различных глубин. Запись и воспроизведение производятся с высокой точностью, что позволяет гидроакустикам тренироваться в условиях, близких к реальным.
Операторы ГАС AN/AQS-I10 противолодочных вертолетов "Си Книг" тренируются (шесть человек одновременно) на тренажере 14Е10, который воспроизводит информацию, предварительно записанную на магнитную ленту.
Корабельный тренажер AN/SGS-T3, используемый ГАС со сканированием луча, служит примером гидроакустического устройства с моделированием сигнала движущейся подводной цели. Сигналы моделированной маневрирующей цели подаются в слуховой и визуальный каналы ГАС, что позволяет операторам в реальных условиях отрабатывать приемы поиска и атаки подводных лодок. Для имитации движения своего корабля на вход тренажера могут подаваться выходные сигналы работающего автопрокладчика. Кроме того, тренировка может осуществляться и при обычной работе станции в море; в этом случае на ее индикаторных устройствах вместе с искусственной могут появляться фактические цели. Блок-схема типового тренажерного устройства с моделированием сигналов целей и окружающей среды приведена на рис. 2.
Большие работы по созданию тренажеров ведутся упоминавшейся выше фирмой "Хоннуэлл", которая выполнила ряд исследований по точной имитации сигналов гидролокационных станций (ГЛС). Тренажеры этой фирмы, но оценке специалистов США, ускорят подготовку операторов ГАС, позволят лучше ориентироваться в различной гидроакустической обстановке. Фирма "Хоинуэлл" разработала для операторов ГАС противолодочных самолетов тренажер бортовой авиационной системы активных радиогидроакустических буев и тренажер для обучения гидроакустиков опознавать мины и другие малоразмерные объекты.
 |
Рис 2. Блок схема типового тренажерного устройства с моделированием сигналов целей и окружающей среды: 1 - задающие сигналы; 2 - сигналы управлении; 3 - координаты цели (х, у, х); 4 - шумы моря; 5 - поверхностная реверберация; б - поверхностный луч: 7 - прямой луч; 8 - донный луч; 9 - шумы обтекания: 10 - объемная реверберация; 11 - данные о движении вверх; 12 - данные о движении влево; 13 - данные о движении вправо; 14 - данные О движении вниз: 15 - команды управления; 16 - обратная связь; 17 - данные от гирокомпаса, лага и других датчиков; 18 - команды в аналоговой форме; 19 - команды в цифровой форме; 20-данные о местоположении и курсе корабля; 21 -характеристики целей и среды |
В последние годы специалисты ВМС США модернизируют существующие и создают новые гидроакустические тренажеры с уменьшенными габаритами и весом и обладающие более высокой точностью и надежностью в работе. Уже есть ряд специальных устройств для повышения точности имитации гидроакустической обстановки, которую оператор прослушивает в телефонах и наблюдает на экране ГАС в реальных условиях. Рассматривается также целесообразность внедрения тренажеров на качающихся платформах для оценки влияния качки корабля в море на работу оператора ГАС; такой тренажер спроектировала фирма "Боинг".
В учебных заведениях ВМС США при изучении материальной части ГАС наряду с тренажерами широко применяются различные обучающие машины, например устройство I4E13, предназначенное для отработки у операторов ГАС навыков по эксплуатации и ремонту гидроакустической станции AN/SQS-26AX. В него заложены рабочие карты 100 типовых неисправностей ГАС с описанием характерных признаков н вспомогательные карты с указаниями инструктора, таблицами, осциллограммами напряжений. Устройство I4E13 было установлено в школе гидроакустиков в Ки-Вест (штат Флорида). С ГАС AN/SQS-23 используется устройство 14Е18. а с ГАС AN/BQS-6 - 14Е17, на его рабочих картах (размер 13х51 см) записано 50 типовых неисправностей.
Другим специальным техническим средством, которое используется в ВМС США при обучении и тренировке гидроакустиков и других специалистов ПЛО, являются самоходные мишени - имитаторы подводных лодок. Такие устройства, оснащенные аппаратурой для воспроизведения шумов подводкой лодки и отраженных эхо-сигналов, позволяют ограничить привлечение для этих целей боевых подводных лодок, что существенно сокращает расходы на подготовку личного состава. Например, если стоимость однодневной эксплуатации дизель электрической подводной лодки составляет около 20 тыс. долларов, то затраты на такую же по длительности эксплуатацию имитатора не превышают 50 долларов, а стоимость самого имитатора около 9000 долларов.
Наиболее распространен в ВМС США имитатор типа 21В12, выполненный и виде торпеды (длина 3,4 м, диаметр 254 мм, вес 156 кг, продолжительность движения со скоростью 8 узлов 2ч, глубина погружения 60 - 120 м). Он выстреливается из торпедных аппаратов надводных кораблей и подводных лодок или сбрасывается с вертолете. Маневрирование имитатора осуществляется при помощи вертикальных и горизонтальных рулей, которые приводятся в действие управляющими соленоидами в соответствии с программой, записанной на магнитную ленту.
Во время движения и маневрирования имитатора специальное устройство генерирует и излучает шумы, характерные для шумов подводной лодки в диапазоне частот от 100 Гц до 10 кГц. Кроме того, он способен принимать сигналы поисковых ГАС, усиливать их и вновь излучать в воду. Ретранслированные таким образом посылки имитируют эхо-сигнал, интенсивность которого благодаря усилению соответствует интенсивности импульса, отраженного от подводной лодкн. После выполнения заданной программы имитатор останавливается и всплывает на поверхность. При правильной эксплуатации его можно использовать многократно.
Для подготовки гидроакустиков фирмой "Нортроп" разработан также самоходный имитатор Мк30 (фирменное обозначение), который выстреливается из торпедного аппарата подводкой лодки или надводного корабля (рис. 3). Для имитации магнитного поля подводной лодки он оснащен 30-метровым медным кабелем, на конце которого укреплен излучатель, предназначенный для наведения противолодочных торпед. Глубина погружения, скорость и маневр регулируются автономной гироскопической системой управления по программе, записанной на перфоленте. В 1970 году имитатор Мк30 получил высокую оценку специалистов во время противолодочного учения, проводившегося ВМС США в районе Гавайских о-вов. В 1S72-1973 годах фирма "Нортроп" получила от ВМС несколько заказов на изготовление и поставку таких имитаторов на сумму около 10 млн. долларов.
Специалисты ВМС США, как сообщает американская печать, уделяют большое внимание совершенствованию подобных имитаторов и созданию новых, в основе которых лежат другие принципы воспроизведения "следов" подводных лодок.
Кроме акустических имитаторов, для обучения операторов применяются имитационные патроны. Они выделяют большое количество пузырьков газа, образующих локальную зону, хорошо отражающую акустическую энергию и позволяющую имитировать подводную лодку на любой глубине. Патрон представляет собой цилиндр, в котором размещено несколько зарядов вещества, выделяющего водород при соединении с кодой. В крышке цилиндра имеется поршень, регулируемый на определенное гидростатическое давление. По достижении патроном заданной глубины крышка сбрасывается и вещество попадает в воду. Размеры цилиндра позволяют производить его постановку с самолетного устройства, предназначенного для сбрасывания радиогидроакустических буев.
Для повышения эффективности отработки действий личного состава сил ПЛО против современных атомных подводных лодок разрабатываются более совершенные приборы. которые могут воспроизводить не только отраженные анналы поисковых ГАС, но и характеристики различных физических полей подводных лодок. Примером такого прибора является устройство, имитирующее кильватерную струю лодки, находящейся в подводном положении. Устройство выполнено в виде цилиндрического блока (длина 762 мм, диаметр 254 мм, вес 18 кг), который используется в качестве приставки к имитатору 21В12.
С целью воспроизведения полного спектра шумов подводной лодки создан облегченный низкочастотный преобразователь (длина 1,6 м, диаметр 483 мм). Он дает возможность довести нижнюю границу рабочего диапазона генерируемых частот до 10 Гц.
Как следует из сказанного, все рассмотренные технические средства обладают целым рядом положительных качеств, позволяющих значительно ускорить процесс н улучшить качество подготовки личного состава. Однако, несмотря на отмеченные достоинства, эти средства все же не могут полностью заменить обучение и тренировку специалистов на боевых постах во время отработки задач боевой подготовки и проведения учений в море. Поэтому наряду с обучением на базах при помощи тренажеров и имитаторов в ВМС США практикуется и тренировка личного состава непосредственно на боевых постах. Она считается конечной стадией отработки навыков в управлении оружием и техникой.
Для повышения эффективности такой тренировки в американском флоте в последние годы все более широкое распространение получают различные тренажерные приставки к табельному корабельному вооружению. При помощи такой аппаратуры на пультах управления ГАС появляются сигналы цели, искусственные к естественные помехи, сигналы о повреждении материальной части и т.п., что позволяет проводить тренировку операторов без привлечения обеспечивающих сил в любое время, в том числе и в период боевого патрулирования атомных ракетных подводных лодок.
Использование таких приставок оказывается настолько эффективным, что американскими специалистами высказывается мнение о необходимости в дальнейшем при проектировании систем оружия, технических средств н корабля в целом предусматривать проектирование, изготовление и поставки соответствующих тренажерных устройств как составной части той или иной системы. При этом выдвигается требование, чтобы данное оборудование не нарушало целостности боевых средств, имело одинаковую с ними надежность и небольшие габариты, а также позволяло осуществлять контроль за действиями личного состава на боевых постах.
Зарубежное военное обозрение №1 1975 С.90-96
