Зв'язок з підводними човнами — система передачі і прийому інформації між береговими органами управління і підводними човнами в морі. В залежності від середовища розповсюдження сигналів (за родом зв'язку) розрізняють звукопідводний і радіозв'язок з ПЧ. За характером повідомлень, які передаються, розрізняють телефонний, телеграфний, телекодовий, відеотелефонний зв'язок. Зв'язок з ПЧ може здійснюватися як відкритими каналами, так і з попереднім кодуванням або шифруванням інформації. Розрізняють односторонній і двостороній, дуплексний і симплексний зв'язок. Вибір схеми зв'язку і трансляції для кожного проекту підводних човнів обирається в залежності від його бойового призначення і конструктивних особливостей. Якість зв'язку з підводними човнами визначається своєчасністю, надійністю, достовірністю і прихованістю інформації, що передається.
Зв'язок з підводними човнами, коли вони знаходяться в зануреному стані — доволі серйозна технічна проблема. Основна складність полягає в тому, що електромагнітні хвилі з частотами, що використовуються в традиційному радіозв'язку, істотно послабляються при проходженні через товстий шар провідного матеріалу, яким є солона вода.
У більшості випадків вистачає найпростішого рішення: спливти до самої поверхні води й підняти антену над водою. Але цього рішення недостатньо для атомного підводного човна. Цей вид підводних човнів було розроблено під час холодної війни, такі човни можуть перебувати у підводному положенні протягом декількох тижнів та навіть місяців, та водночас вони повинні були оперативно запустити балістичні ракети у випадку ядерної війни.
Зв'язок з підводними човнами, що знаходяться в підводному положенні, здійснюється наступними способами.
Акустична передача
- Звук може поширюватися у воді достить далеко, й для зв'язку можуть використовуватися підводні гучномовці та гідрофони. У всякому разі, військово-морські сили і СРСР, і США встановлювали акустичне обладнання на морському дні областей, які часто відвідувалися підводними човнами, і з'єднували їх підводними кабелями з наземними станціями зв'язку.
- Односторонній зв'язок в зануреному положенні можливий шляхом використання вибухів. Серії вибухів, які відбуваються через певні проміжки часу, поширюються по підводному звуковому каналу та приймаються гідроакустики.
Радіозв'язок в діапазоні дуже низьких частот
Радіохвилі дуже низького діапазону (Наддовгі радіохвилі, VLF, 3 — 30 кГц) можуть проникати в морську воду на глибину до 20 метрів. Отже, підводний човен, що знаходиться на невеликій глибині, може використовувати цей діапазон для зв'язку. Навіть підводний човен, що знаходиться набагато глибше, може використовувати буй з антеною на довгому кабелі. Буй може перебувати на глибині декількох метрів та завдяки малим розмірам не виявляється сонарами супротивника. Перший у світі ДНЧ-передавач, , був побудований у Німеччині 1943 року, після війни перевезений до СРСР, в 1949–1952 роках відновлений в Нижньогородській області та експлуатується дотепер.
У Білорусі, під Вілейкою, функціонує мегаватний ДНЧ-передавач для зв'язку з підводними човнами ВМФ Росії — .
Радіохвилі крайньо низької частоти (Наддовгі радіохвилі, ELF, до 30 Гц) легко проходять крізь Землю та морську воду. Спорудження КНЧ-передавача — надзвичайно складне завдання через величезну довжини хвилі та вкрай низького ККД. Радянська система «ЗЕВС» працювала на частоті 82 Гц (довжина хвилі — 3656 км), американська «Seafarer» (англ. мореплавець) — 76 Гц (довжина хвилі — 3944,64 км). Довжина хвилі в цих передавачах порівнянна з радіусом Землі. Очевидно, що спорудження дипольної антени на половину довжини хвилі (протяжністю ≈ 2000 км) — наразі є нереальним завданням.
Замість цього слід використати область Землі з достатньо низькою питомою провідністю та заглибити в неї 2 значних за розмірами електроди на відстані близько 60 км один від одного. Оскільки питома провідність Землі в області електродів достатньо низька, електричний струм між електродами буде проникати глибоко в надра Землі, використовуючи їх як частину величезної антени. З причини вкрай високої технічної складності такої антени, лише СРСР і США мали КНЧ-передавачі.
Вищеописана схема реалізована на передавачі «ЗЕВС», що знаходиться на Кольському півострові в Сєвєроморську-3, на схід від Мурманська в районі з координатами 69° пн. ш. 33° сх. д. / 69° пн. ш. 33° сх. д. (факт існування радянського КНЧ-передавача був оприлюднений лише в 1990 році). Така схема антени має вкрай низький ККД — для її роботи потрібні потужності окремої електростанції, в той час як вихідний сигнал має потужність на декілька ватів. Зате цей сигнал може бути прийнятий фактично в будь-якій точці земної кулі.
Американський передавач «Seafarer» складався з двох антен в Клем Лейк, Вісконсин (з 1977 року) та на базі ВПС «Соєр» в Мічигані (з 1980 року). Був демонтований у вересні 2004 року. До 1977 року використовувалася система «Sanguine», що знаходиться в Вісконсині.
ВМС Великої Британії робили спроби побудувати свій передавач в Шотландії, але проект було згорнуто.
Через великий розмір такого пристрою передача із зануреною човна на землю неможлива. Код зв'язку тримається в секреті, але можна припустити, що через невисокі частоти передачі (одиниці байт в хвилину) по КНЧ-зв'язку передаються лише найпростіші команди на кшталт «Спливти та слухати команду через супутниковий зв'язок». Однак і приймальні антени КНЧ-зв'язку доволі громіздкі — човни використовують випущені антени, що буксируються.
Радіозв'язок через ретранслятори
Супутники
Якщо субмарина знаходиться в надводному положенні, то вона може використовувати звичайний діапазон радіозв'язку, як й інші морські судна. Це не означає використання звичайного короткохвильового діапазону: найчастіше це зв'язок з військовим спутником зв'язку. У США подібна система зв'язку називається «супутникова підсистема обміну інформацією з підводними човнами» (англ. Submarine Satellite Information Exchange Sub-System, SSIXS), частина морської системи супутникового зв'язку на ультрависоких частотах (англ. Navy Ultra High Frequency Satellite Communications System, UHF SATCOM).
Допоміжні підводні човни
В 1970-х роках в СРСР був розроблений проект модифікації підводних човнів для використання їх як ретрансляторів сигналу та забезпечення зв'язку кораблів з будь-якої точки світу з командуванням ВМФ. За проектом було модифіковано три субмарини.
Літаки
Для зв'язку з підводними човнами у ВМС США в діапазоні наддовгих хвиль використовується літак E-6 Mercury (створений на базі пасажирського Боїнга-707), для самого зв'язку використовуються буксирувані антени довжиною 7925 м (основна) і 1219 м (допоміжна). Власне, цей літак не є чистим ретранслятором сигналів бойового управління, а служить командним пунктом для управління стратегічними ядерними силами. До складу екіпажу, крім 5 осіб, які безпосередньо керують машиною, входить ще 17 операторів.
Урядовий повітряний командний пункт E-4A (на базі Боїнга-747) також має станцію наддовгих хвиль та трос-антену на буксирі довжиною близько 8 км.
У ВМФ РФ (СССР) використовувався літак-ретлянслятор Ту-142МР (класифікація НАТО — «Bear-J»). У нижній частині фюзеляжу встановлений барабан із випускною буксируваною тросовою аннтеною, довжиною 8,6 км і прийомопередвач СДВ-діапазону великої потужності-станція Р-826ПЛ «Фрегат». Крім цього, на літаку встановлено комплекс короткохвильових станцій для тропосферного зв'язку-«БКСР-А» та додаткове обладнання для кодування та автоматизації радіозв'язку, у тому числі «Орбіта-20». Для захисту екіпажу від електромагнітного випромінювання на всіх ілюмінаторах, за винятком трьох лобових скел, встановлені металеві екрануючі сітки. Літак може знаходитися в повітрі без дозаправки до 17 годин. Аналогічне обладнання встановлено на повітряному командному пункті-літаку Іл-80.
Скритність
Сеанси зв'язку, особливо зі спливанням човна, порушують його скритність, що підвищує ризик виявлення та атаки. Тому приймаються різні заходи, що підвищують скритність човна, як технічного, так і організаційного порядку. Так, човни використовують передавачі для передачі коротких імпульсів, у яких стиснута вся необхідна інформація. Також передача може бути здійснена спливаючим та підспливаючим буєм. Буй може бути залишений човном у визначеному місці для передачі даних, яка починається, коли сам човен вже покинув район.
Напрямки досліджень
Оскільки оптимального способу зв'язку з підводними човнами, який би підходив до будь-якої ситуації, не існує, проводяться різнопланові дослідження з вдосконалення наявних та розробки нових технологій, а саме каналів зв'язку в діапазоні КНЧ, оптичного (лазерного) випромінювання, сейсмічних та гідроакустичних хвиль. Існують розробки комунікації з підводними човнами, в яких використано властивості часток нейтрино. Наразі найбільш продуктивними видаються розробки каналів зв'язку в діапазоні КНЧ.
Див. також
Примітки
- . Архів оригіналу за 9 липня 2011. Процитовано 25 вересня 2012.
- Передавач «ЗЕВС» на Вікімапіі. Архів оригіналу за 6 квітня 2013. Процитовано 25 вересня 2012.
Посилання
- Ю. М. Кононов віце-адмірал, Ю. Г. Щорс доктор фізико-математичних наук, Проблема передачі інформації на підводні човни (укр.) [ 5 березня 2016 у Wayback Machine.]
- Про американські КНЧ-передавачі [ 18 травня 2011 у Wayback Machine.](англ.)
- ZEVS, The Russian 82 Hz ELF Transmitter [ 9 липня 2011 у Wayback Machine.](англ.)
- (англ.)
- Зв'язок підводних човнів [ 3 жовтня 2012 у Wayback Machine.], dxdt.ru, 30 червня 2008
- Submarine Communications [ 2 квітня 2013 у Wayback Machine.]
- Extremely Low Frequency Communications Program [ 20 вересня 2012 у Wayback Machine.]
- Neutrinos May Someday Provide High-Speed Submarine Communication [ 10 жовтня 2012 у Wayback Machine.]
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Zv yazok z pidvodnimi chovnami sistema peredachi i prijomu informaciyi mizh beregovimi organami upravlinnya i pidvodnimi chovnami v mori V zalezhnosti vid seredovisha rozpovsyudzhennya signaliv za rodom zv yazku rozriznyayut zvukopidvodnij i radiozv yazok z PCh Za harakterom povidomlen yaki peredayutsya rozriznyayut telefonnij telegrafnij telekodovij videotelefonnij zv yazok Zv yazok z PCh mozhe zdijsnyuvatisya yak vidkritimi kanalami tak i z poperednim koduvannyam abo shifruvannyam informaciyi Rozriznyayut odnostoronnij i dvostoronij dupleksnij i simpleksnij zv yazok Vibir shemi zv yazku i translyaciyi dlya kozhnogo proektu pidvodnih chovniv obirayetsya v zalezhnosti vid jogo bojovogo priznachennya i konstruktivnih osoblivostej Yakist zv yazku z pidvodnimi chovnami viznachayetsya svoyechasnistyu nadijnistyu dostovirnistyu i prihovanistyu informaciyi sho peredayetsya Zv yazok z pidvodnimi chovnami koli voni znahodyatsya v zanurenomu stani dovoli serjozna tehnichna problema Osnovna skladnist polyagaye v tomu sho elektromagnitni hvili z chastotami sho vikoristovuyutsya v tradicijnomu radiozv yazku istotno poslablyayutsya pri prohodzhenni cherez tovstij shar providnogo materialu yakim ye solona voda U bilshosti vipadkiv vistachaye najprostishogo rishennya splivti do samoyi poverhni vodi j pidnyati antenu nad vodoyu Ale cogo rishennya nedostatno dlya atomnogo pidvodnogo chovna Cej vid pidvodnih chovniv bulo rozrobleno pid chas holodnoyi vijni taki chovni mozhut perebuvati u pidvodnomu polozhenni protyagom dekilkoh tizhniv ta navit misyaciv ta vodnochas voni povinni buli operativno zapustiti balistichni raketi u vipadku yadernoyi vijni Zv yazok z pidvodnimi chovnami sho znahodyatsya v pidvodnomu polozhenni zdijsnyuyetsya nastupnimi sposobami Akustichna peredachaGidrofon Zvuk mozhe poshiryuvatisya u vodi dostit daleko j dlya zv yazku mozhut vikoristovuvatisya pidvodni guchnomovci ta gidrofoni U vsyakomu razi vijskovo morski sili i SRSR i SShA vstanovlyuvali akustichne obladnannya na morskomu dni oblastej yaki chasto vidviduvalisya pidvodnimi chovnami i z yednuvali yih pidvodnimi kabelyami z nazemnimi stanciyami zv yazku Odnostoronnij zv yazok v zanurenomu polozhenni mozhlivij shlyahom vikoristannya vibuhiv Seriyi vibuhiv yaki vidbuvayutsya cherez pevni promizhki chasu poshiryuyutsya po pidvodnomu zvukovomu kanalu ta prijmayutsya gidroakustiki Radiozv yazok v diapazoni duzhe nizkih chastotAntena VLF chasiv Drugoyi svitovoyi vijni Radiohvili duzhe nizkogo diapazonu Naddovgi radiohvili VLF 3 30 kGc mozhut pronikati v morsku vodu na glibinu do 20 metriv Otzhe pidvodnij choven sho znahoditsya na nevelikij glibini mozhe vikoristovuvati cej diapazon dlya zv yazku Navit pidvodnij choven sho znahoditsya nabagato glibshe mozhe vikoristovuvati buj z antenoyu na dovgomu kabeli Buj mozhe perebuvati na glibini dekilkoh metriv ta zavdyaki malim rozmiram ne viyavlyayetsya sonarami suprotivnika Pershij u sviti DNCh peredavach buv pobudovanij u Nimechchini 1943 roku pislya vijni perevezenij do SRSR v 1949 1952 rokah vidnovlenij v Nizhnogorodskij oblasti ta ekspluatuyetsya doteper U Bilorusi pid Vilejkoyu funkcionuye megavatnij DNCh peredavach dlya zv yazku z pidvodnimi chovnami VMF Rosiyi Aerofotografiya KNCh peredavacha Klem Lejk Viskonsin 1982 Radiohvili krajno nizkoyi chastoti Naddovgi radiohvili ELF do 30 Gc legko prohodyat kriz Zemlyu ta morsku vodu Sporudzhennya KNCh peredavacha nadzvichajno skladne zavdannya cherez velicheznu dovzhini hvili ta vkraj nizkogo KKD Radyanska sistema ZEVS pracyuvala na chastoti 82 Gc dovzhina hvili 3656 km amerikanska Seafarer angl moreplavec 76 Gc dovzhina hvili 3944 64 km Dovzhina hvili v cih peredavachah porivnyanna z radiusom Zemli Ochevidno sho sporudzhennya dipolnoyi anteni na polovinu dovzhini hvili protyazhnistyu 2000 km narazi ye nerealnim zavdannyam Zamist cogo slid vikoristati oblast Zemli z dostatno nizkoyu pitomoyu providnistyu ta zaglibiti v neyi 2 znachnih za rozmirami elektrodi na vidstani blizko 60 km odin vid odnogo Oskilki pitoma providnist Zemli v oblasti elektrodiv dostatno nizka elektrichnij strum mizh elektrodami bude pronikati gliboko v nadra Zemli vikoristovuyuchi yih yak chastinu velicheznoyi anteni Z prichini vkraj visokoyi tehnichnoyi skladnosti takoyi anteni lishe SRSR i SShA mali KNCh peredavachi Visheopisana shema realizovana na peredavachi ZEVS sho znahoditsya na Kolskomu pivostrovi v Syevyeromorsku 3 na shid vid Murmanska v rajoni z koordinatami 69 pn sh 33 sh d 69 pn sh 33 sh d 69 33 fakt isnuvannya radyanskogo KNCh peredavacha buv oprilyudnenij lishe v 1990 roci Taka shema anteni maye vkraj nizkij KKD dlya yiyi roboti potribni potuzhnosti okremoyi elektrostanciyi v toj chas yak vihidnij signal maye potuzhnist na dekilka vativ Zate cej signal mozhe buti prijnyatij faktichno v bud yakij tochci zemnoyi kuli Amerikanskij peredavach Seafarer skladavsya z dvoh anten v Klem Lejk Viskonsin z 1977 roku ta na bazi VPS Soyer v Michigani z 1980 roku Buv demontovanij u veresni 2004 roku Do 1977 roku vikoristovuvalasya sistema Sanguine sho znahoditsya v Viskonsini VMS Velikoyi Britaniyi robili sprobi pobuduvati svij peredavach v Shotlandiyi ale proekt bulo zgornuto Cherez velikij rozmir takogo pristroyu peredacha iz zanurenoyu chovna na zemlyu nemozhliva Kod zv yazku trimayetsya v sekreti ale mozhna pripustiti sho cherez nevisoki chastoti peredachi odinici bajt v hvilinu po KNCh zv yazku peredayutsya lishe najprostishi komandi na kshtalt Splivti ta sluhati komandu cherez suputnikovij zv yazok Odnak i prijmalni anteni KNCh zv yazku dovoli gromizdki chovni vikoristovuyut vipusheni anteni sho buksiruyutsya Radiozv yazok cherez retranslyatoriBoeing E 6 Mercury Boeing E 6 Mercury misce dlya zacheplennya trosa anteni Suputniki Yaksho submarina znahoditsya v nadvodnomu polozhenni to vona mozhe vikoristovuvati zvichajnij diapazon radiozv yazku yak j inshi morski sudna Ce ne oznachaye vikoristannya zvichajnogo korotkohvilovogo diapazonu najchastishe ce zv yazok z vijskovim sputnikom zv yazku U SShA podibna sistema zv yazku nazivayetsya suputnikova pidsistema obminu informaciyeyu z pidvodnimi chovnami angl Submarine Satellite Information Exchange Sub System SSIXS chastina morskoyi sistemi suputnikovogo zv yazku na ultravisokih chastotah angl Navy Ultra High Frequency Satellite Communications System UHF SATCOM Dopomizhni pidvodni chovni V 1970 h rokah v SRSR buv rozroblenij proekt modifikaciyi pidvodnih chovniv dlya vikoristannya yih yak retranslyatoriv signalu ta zabezpechennya zv yazku korabliv z bud yakoyi tochki svitu z komanduvannyam VMF Za proektom bulo modifikovano tri submarini Litaki Dlya zv yazku z pidvodnimi chovnami u VMS SShA v diapazoni naddovgih hvil vikoristovuyetsya litak E 6 Mercury stvorenij na bazi pasazhirskogo Boyinga 707 dlya samogo zv yazku vikoristovuyutsya buksiruvani anteni dovzhinoyu 7925 m osnovna i 1219 m dopomizhna Vlasne cej litak ne ye chistim retranslyatorom signaliv bojovogo upravlinnya a sluzhit komandnim punktom dlya upravlinnya strategichnimi yadernimi silami Do skladu ekipazhu krim 5 osib yaki bezposeredno keruyut mashinoyu vhodit she 17 operatoriv Uryadovij povitryanij komandnij punkt E 4A na bazi Boyinga 747 takozh maye stanciyu naddovgih hvil ta tros antenu na buksiri dovzhinoyu blizko 8 km U VMF RF SSSR vikoristovuvavsya litak retlyanslyator Tu 142MR klasifikaciya NATO Bear J U nizhnij chastini fyuzelyazhu vstanovlenij baraban iz vipusknoyu buksiruvanoyu trosovoyu anntenoyu dovzhinoyu 8 6 km i prijomoperedvach SDV diapazonu velikoyi potuzhnosti stanciya R 826PL Fregat Krim cogo na litaku vstanovleno kompleks korotkohvilovih stancij dlya troposfernogo zv yazku BKSR A ta dodatkove obladnannya dlya koduvannya ta avtomatizaciyi radiozv yazku u tomu chisli Orbita 20 Dlya zahistu ekipazhu vid elektromagnitnogo viprominyuvannya na vsih ilyuminatorah za vinyatkom troh lobovih skel vstanovleni metalevi ekranuyuchi sitki Litak mozhe znahoditisya v povitri bez dozapravki do 17 godin Analogichne obladnannya vstanovleno na povitryanomu komandnomu punkti litaku Il 80 SkritnistSeansi zv yazku osoblivo zi splivannyam chovna porushuyut jogo skritnist sho pidvishuye rizik viyavlennya ta ataki Tomu prijmayutsya rizni zahodi sho pidvishuyut skritnist chovna yak tehnichnogo tak i organizacijnogo poryadku Tak chovni vikoristovuyut peredavachi dlya peredachi korotkih impulsiv u yakih stisnuta vsya neobhidna informaciya Takozh peredacha mozhe buti zdijsnena splivayuchim ta pidsplivayuchim buyem Buj mozhe buti zalishenij chovnom u viznachenomu misci dlya peredachi danih yaka pochinayetsya koli sam choven vzhe pokinuv rajon Napryamki doslidzhenOskilki optimalnogo sposobu zv yazku z pidvodnimi chovnami yakij bi pidhodiv do bud yakoyi situaciyi ne isnuye provodyatsya riznoplanovi doslidzhennya z vdoskonalennya nayavnih ta rozrobki novih tehnologij a same kanaliv zv yazku v diapazoni KNCh optichnogo lazernogo viprominyuvannya sejsmichnih ta gidroakustichnih hvil Isnuyut rozrobki komunikaciyi z pidvodnimi chovnami v yakih vikoristano vlastivosti chastok nejtrino Narazi najbilsh produktivnimi vidayutsya rozrobki kanaliv zv yazku v diapazoni KNCh Div takozhRadiohvili TACAMOPrimitki Arhiv originalu za 9 lipnya 2011 Procitovano 25 veresnya 2012 Peredavach ZEVS na Vikimapii Arhiv originalu za 6 kvitnya 2013 Procitovano 25 veresnya 2012 PosilannyaYu M Kononov vice admiral Yu G Shors doktor fiziko matematichnih nauk Problema peredachi informaciyi na pidvodni chovni ukr 5 bereznya 2016 u Wayback Machine Pro amerikanski KNCh peredavachi 18 travnya 2011 u Wayback Machine angl ZEVS The Russian 82 Hz ELF Transmitter 9 lipnya 2011 u Wayback Machine angl angl Zv yazok pidvodnih chovniv 3 zhovtnya 2012 u Wayback Machine dxdt ru 30 chervnya 2008 Submarine Communications 2 kvitnya 2013 u Wayback Machine Extremely Low Frequency Communications Program 20 veresnya 2012 u Wayback Machine Neutrinos May Someday Provide High Speed Submarine Communication 10 zhovtnya 2012 u Wayback Machine