Шумопеленгаторы и гидролокаторы, разработанные в военные и первые послевоенные годы, имели дальность действия, исчисляемую в лучшем случае десятками кабельтовых (километрами). Такие дальности не могли обеспечить атомной подводной лодке ни своевременного обнаружения противника и последующего использования оружия, ни эффективного наблюдения даже за ближней обстановкой.
Простейший расчет показывает, что расстояние 3—5 км атомная лодка проходит 24-узловой скоростью за 5 — 7 минут.
За это время невозможно точно определить не только элементы движения цели, но и правильно классифицировать контакт, определить, какая цель обнаружена.
Поэтому при разработке гидроакустической аппаратуры основное внимание стали уделять изысканию путей увеличения дальности действия. С этой целью, по сообщению печати, в последние годы в гидроакустике стали переходить к низкочастотному диапазону работы, обладающему меньшим затуханием в воде. Кроме того, резко повышали мощность излучения гидролокаторов. А это, в свою очередь, потребовало значительного увеличения габаритов. Теперь для размещения всей гидроакустической аппаратуры на подводной лодке постепенно отказываются от установки большого числа отдельных станций узкого назначения и заменяют их мощными гидроакустическими комплексами, имеющими различные режимы работы.
Так, на подводной лодке «Трешер», погибшей в Атлантическом океане в апреле 1963 года, был установлен гидроакустический комплекс «ВQQ-2» с дальностью действия 55 км.
Таким же комплексом оснащена
американская подводная лодка «Дэйс» водоизмещением 4000 тонн, построенная в 1964 году.
Комплекс обеспечивает использование нового оружия -ракетоторпед («Саброк» и др.).
На рисунке показано размещение гидроакустических преобразователей (антенн) на американской подводной лодке "Дэйс", где: кружок в носу лодки -
сферическая антенна; в носу лодки полоса от кружка вниз и к корме - полуэллиптическая гидрофонная антенная решетка;
заштрихованные полосы от рубки вверху к корме - линейные решетки.
В состав комплекса входит гидролокатор, работающий на низких частотах и обладающий настолько большой мощностью излучения, что в тихую погоду при работе его в базе у причала возникают волны на поверхности воды. Приемно-излучающая система выполнена в виде сферы диаметром 3,0—3,6 м, расположенной в носовой оконечности лодки, и состоит из 1245 титанато-бариевых преобразователей.
Круговая направленность излучения обеспечивается одновременным подключением в работу всех преобразователей.
Вращение луча при обследовании водного пространства осуществляется последовательным подключением отдельных групп сфазированных преобразователей. При этом имеется возможность определять координаты цели с достаточной точностью. Акустический луч в режиме сканирования перемещается как по пеленгу, так и по углу места.
Гидролокатор способен работать в режиме отражений от дна моря. При этом импульс проходит путь лодка— грунт —цель и обратно. Акустические волны могут отражаться и от нижней границы подводною звукового канала. Этот канал представляет собой слой воды, от которого возрастает скорость звука вверх и вниз. Акустическая волна, излученная в подводном звуковом канале, распространяется в нем на очень большие расстояния. Это объясняется полным внутренним отражением волны от границ канала.
Раньше в гидролокации применялась только
слуховая индикация. Операторы гидроакустики должны были обладать в буквальном смысле музыкальным слухом. Теперь дело изменилось. Широкое распространение получили различные
электронные индикаторы.
В гидроакустическом комплексе ВQQ-2 имеется
индикатор кругового обзора, расположенный в рубке гидроакустика. На индикаторе отображаются все цели в радиусе действия комплекса. Кроме того, предусмотрена секторная индикация для просмотра какого-либо участка водного пространства в увеличенном виде. По аналогии с радиолокацией — это по существу стробирование или индикатор точных координат.
С пультом управления комплекса связан вычислитель-индикатор, который выдает дальность и пеленг на цель, а также определяет скорость измерения расстояния и пеленга. Эти данные автоматически передаются в схему приборов управления торпедной стрельбой (ПУТС).
В режиме шумопеленгования комплекс позволяет не только прослушивать и
пеленговать цель, но и записывать данные о ней, для чего имеется
электрографическое устройство.
Разрешающая способность станции, т. е. способность наблюдать две близко
расположенные цели раздельно, зависит от ширины характеристики
направленности. Чем острее характеристика, тем выше разрешающая способность
станции по направлению. Применяют различные способы сужения характеристики.
В комплексе BQQ-2 ширина характеристики направленности в режиме шумопеленгования может изменяться оператором. Таким образом, оператор имеет возможность пеленговать цели на больших дальностях острым лепестком направленности.
Считается, что большим недостатком
шумопеленгаторов и гидролокаторов является невозможность с их
помощью быстро и точно классифицировать гидроакустический контакт, своевременно опознать обнаруженную цель. По этой причине подводные лодки во время торпедных атак часто выстреливают торпеды не по главной цели, а по менее важным кораблям охранения.
На этом рисунке -
схема действия скептрона.
Изыскиваются различные способы и средства квалификации контакта. Так, а 1962 г. известной американской фирмой «Сперри Гироскоп» был разработан
прибор для опознавания звуковых сигналов — скептрон. Несколько тысяч волокон толщиной от 0,025 до 0,25 мм скрепляют в пучки таким образом, что один их конец может совершать свободные колебания. Звуковой сигнал, воздействуя на волокна через электромеханические датчики, приводит в колебания те волокна, у которых собственные частоты совпадают с частотами, содержащимися в звуковом сигнале. Амплитуда колебаний зависит от резонансной частоты волокон и от их механической добротности.
По волокнам от источника света проходят лучи, которые после выхода с колеблющихся волокон воздействуют модулирующим образом на так называемую фотографическую маску. На этой маске заранее аналогичным образом записаны формы сигналов, подлежащих опознаванию. Маска - это память скептрона. Сигнал оставляет на ней прозрачный след на темном фоне.
Световые потоки, прошедшие через маску, попадают на фотоэлементы, которые суммируют эти потоки за время обследования сигнала и дают на выходе сигналы, соответствующие ранее записанным.
Опытная модель скептрона пропускает частоты в диапазоне 100 гц — 20 кгц. т. е. в диапазоне работы гидроакустических; станций. Эта модель обеспечивает опознавание 300 комплексных звуковых сигналов.
Во время демонстрации работы прибора он был запрограммирован на опознавание английского слова five («пять»). Один из присутствующих считал от одного до десяти. При произнесении слова «пять» прибор реагировал специальным сигналом (загоралась лампочка). Таким же образом на маске скептрона мог быть записан, например, характерный шум идущего крейсера. При обнаружении крейсера этот прибор, подключенный в схему гидроакустической станции, сигнализирует командиру лодки о том, какая цель обнаружена.
В состав гидроакустического комплекса, установленного на американской подводной лодке «Дэйс», входит прибор BQQ-3, специально предназначенный для классификации цели. Прибор записывает на магнитофонную ленту акустическую характеристику цели, анализирует ее спектр при помощи перестраиваемых по частоте фильтров и сравнивает с ранее
записанной.
