Какъв смешен въпрос? „Как да се свържа с подводница“
Вземете сателитен телефон и се обадете. Търговските спътникови комуникационни системи като INMARSAT или Iridium ви позволяват да набирате Антарктида, без да напускате офиса си в Москва. Единственият недостатък е високата цена на разговора, но Министерството на отбраната и Роскосмос със сигурност имат вътрешни „корпоративни програми“със значителни отстъпки …
Наистина, в ерата на Интернет, Glonass и безжични системи за предаване на данни, проблемът с комуникацията с подводници може да изглежда като безсмислен и не особено остроумен виц - какви проблеми биха могли да възникнат 120 години след изобретяването на радиото?
Но тук има само един проблем - лодката, за разлика от самолетите и надводните кораби, се движи в дълбините на океана и изобщо не реагира на позивните на конвенционалните радиостанции HF, VHF, DV - солена морска вода, като отличен електролит, надеждно заглушава всякакви сигнали.
Е … ако е необходимо, лодката може да изплува на дълбочина на перископ, да разшири радиоантената и да проведе комуникационна сесия с брега. Решен ли е проблемът?
Уви, не всичко е толкова просто - съвременните кораби с ядрена енергия могат да бъдат потопени с месеци, само от време на време се издигат на повърхността, за да проведат планирана комуникационна сесия. Основното значение на въпроса се крие в надеждното предаване на информация от брега до подводницата: наистина ли е необходимо да се изчака ден или повече, за да се излъчи важна поръчка - до следващата комуникационна сесия по графика?
С други думи, в началото на ядрената война ракетните подводници рискуват да бъдат безполезни - докато на повърхността бушуват битки, лодките ще продължат тихо да изписват „осмици“в дълбините на океаните, без да знаят за трагичните събития място "отгоре". Но какво ще кажете за нашия отмъстителен ядрен удар? Защо имаме нужда от военноморски ядрени сили, ако те не могат да бъдат използвани навреме?
Как се свързвате с подводница, дебнеща по морското дъно?
Първият метод е доста логичен и прост, в същото време е много трудно да се приложи на практика, а обхватът на работа на такава система оставя много да се желае. Говорим за подводна комуникация - акустичните вълни, за разлика от електромагнитните, се разпространяват в морската среда много по -добре, отколкото във въздуха - скоростта на звука на дълбочина 100 метра е 1468 м / сек!
Остава само да се монтират мощни хидрофони или взривни заряди на дъното - поредица от експлозии на определен интервал недвусмислено ще покаже на подводниците необходимостта да изплуват и да получат важен шифър по радиото. Методът е подходящ за операции в крайбрежната зона, но няма да е възможно да се „извика“Тихия океан, в противен случай необходимата мощност на експлозиите ще надхвърли всички разумни граници и получената вълна цунами ще отмие всичко от Москва до Ню Йорк.
Разбира се, стотици и хиляди километри кабели могат да бъдат положени по дъното - до хидрофони, инсталирани в райони, където най -вероятно ще бъдат намерени стратегически ракетни носители и многофункционални ядрени подводници … Но има ли друго, по -надеждно и ефективно решение?
Дер Голиат. Страх от височини
Невъзможно е да се заобиколят природните закони, но има изключения от всяко от правилата. Повърхността на морето не е прозрачна за дълги, средни, къси и ултракъси вълни. В същото време ултра дълги вълни, отразени от йоносферата, лесно се разпространяват по хоризонта за хиляди километри и са в състояние да проникнат в дълбините на океаните.
Намерен е изход - комуникационна система на свръх дълги вълни. И нетривиалният проблем за комуникация с подводници е решен!
Но защо всички радиолюбители и радио експерти седят с толкова мрачно изражение на лицата си?
Зависимост на дълбочината на проникване на радиовълните от тяхната честота
VLF (много ниска честота) - много ниски честоти
ELF (изключително ниска честота) - изключително ниски честоти
Свръх дълги вълни - радиовълни с дължина на вълната над 10 километра. В случая се интересуваме от много ниския честотен диапазон (VLF) в диапазона от 3 до 30 kHz, т.нар. "Мириаметърни вълни". Дори не се опитвайте да търсите този диапазон на вашите радиостанции - за да работите с много дълги вълни, имате нужда от антени с невероятни размери, дълги много километри - никоя от цивилните радиостанции не работи в обхвата на "мириаметрова вълна".
Чудовищните размери на антените са основната пречка за създаването на VLF радиостанции.
И все пак, изследванията в тази област бяха проведени през първата половина на ХХ век - техният резултат беше невероятният Der Goliath ("Голиат"). Друг представител на германското "wunderwaffe"-първата в света радиостанция със супер дълги вълни, създадена в интерес на Кригсмарин. Сигналите от "Голиат" бяха уверено приети от подводници в района на нос Добра надежда, докато радиовълните, излъчвани от свръхпредавателя, можеха да проникнат във водата на дълбочина 30 метра.
Размери на превозното средство в сравнение с опората "Голиат"
Гледката на „Голиат“е изумителна: предавателната антена VLF се състои от три чадърни части, монтирани около три централни стълба с височина 210 метра, ъглите на антената са фиксирани върху петнадесет решетъчни мачти с височина 170 метра. Всеки антенен лист от своя страна се състои от шест правилни триъгълника със страна 400 m и представлява система от стоманени кабели в подвижна алуминиева обвивка. Антената е опъната със 7 -тонни противотежести.
Максималната мощност на предавателя е 1,8 мегавата. Работен диапазон 15 - 60 kHz, дължина на вълната 5000 - 20 000 м. Скорост на предаване на данни - до 300 бита / сек.
Монтажът на грандиозна радиостанция в предградието на Калбе е завършен през пролетта на 1943 г. В продължение на две години „Голиат“служи в интерес на Кригсмарин, координирайки действията на „глутници вълци“в необятния Атлантически океан, докато през април 1945 г. „обектът“не беше превзет от американските войски. След известно време районът е под контрола на съветската администрация - станцията незабавно е демонтирана и отнесена в СССР.
Шестдесет години германците се чудеха къде руснаците са скрили Голиат. Дали тези варвари са сложили шедьовър на немската дизайнерска мисъл върху ноктите?
Тайната беше разкрита в началото на XXI век - германските вестници излязоха със силни заглавия: „Сензация! Голиат е намерен! Станцията все още работи!"
Високи мачти на "Голиат" се издигнаха в квартал Кстовски в района на Нижни Новгород, близо до село Дружни - тук се излъчва трофейният супер -предавател. Решението за възстановяване на "Голиат" е взето през далечната 1949 г., първото излъчване е на 27 декември 1952 г. И сега повече от 60 години легендарният „Голиат“пази нашето Отечество, осигуряващ комуникация с подводниците на ВМС, които отиват под водата, като в същото време е предавател на точната служба за време „Бета“.
Впечатлени от възможностите на „Голиат“, съветските специалисти не спират дотук и развиват германски идеи. През 1964 г., на 7 километра от град Вилейка (Република Беларус), е построена нова, още по -грандиозна радиостанция, по -известна като 43 -ия комуникационен център на ВМС.
Днес радиостанцията VLF край Вилейка, заедно с космодрома Байконур, военноморската база в Севастопол, бази в Кавказ и Централна Азия, е сред действащите чуждестранни военни обекти на Руската федерация. Около 300 офицери и офицери от военноморските сили на Русия служат в комуникационния център Вилейка, без да броим цивилните граждани на Беларус. По закон съоръжението няма статут на военна база, а територията на радиостанцията е прехвърлена на Русия за безплатно ползване до 2020 г.
Основната атракция на 43 -ия комуникационен център на ВМС на Русия, разбира се, е радиопредавателят VLF Antey (RJH69), създаден по образ и подобие на германския Голиат. Новата станция е много по -голяма и по -съвършена от заловеното немско оборудване: височината на централните опори се увеличава до 305 м, височината на страничните решетъчни мачти достига 270 метра. В допълнение към предавателните антени, на територията на 650 хектара са разположени редица технически структури, включително силно защитен подземен бункер.
43 -ият комуникационен център на ВМС на Русия осигурява комуникация с ядрени подводници нащрек във водите на Атлантическия, Индийския и Северния Тихи океан. В допълнение към основните си функции, гигантският антенен комплекс може да се използва в интерес на ВВС, ракетните войски на стратегическите войски, космическите сили на Руската федерация, а Antey се използва и за електронно разузнаване и електронна война и е сред предавателите на услугата за бета точност на времето.
Мощните радиопредаватели "Голиат" и "Антей" осигуряват надеждна комуникация на много дълги вълни в Северното полукълбо и на голяма площ от Южното полукълбо. Но какво ще стане, ако зоните за бойно патрулиране на подводници се изместят към Южния Атлантик или екваториалните ширини на Тихия океан?
За специални случаи Военноморската авиация разполага със специално оборудване: самолетът-ретранслатор Ту-142МР "Орел" (класификация на НАТО Bear-J) е неразделна част от резервната система за управление на военноморските ядрени сили.
Създаден в края на 70-те години на базата на противолодочния самолет Ту-142 (който от своя страна е модификация на стратегическия бомбардировач Т-95), Eagle се различава от предшественика си с липсата на оборудване за търсене-вместо първото товарно отделение, има макара с теглена 8600-метрова антена на VLF радиопредавател "Fregat". В допълнение към станцията със свръх дълги вълни, на борда на Ту-142МР има комплекс от комуникационно оборудване за работа в конвенционални радиовълнови диапазони (докато самолетът може да изпълнява функциите на мощен ВЧ ретранслатор дори без да се вдига в въздухът).
Известно е, че към началото на 2000 -те години няколко превозни средства от този тип все още са включени в 3 -та ескадрила на 568 -а гвардия. смесен авиационен полк на Тихоокеанския флот.
Разбира се, използването на самолети-ретранслатори не е нищо повече от принудителна (резервна) полумерка-в случай на реален конфликт Ту-142МР може лесно да бъде прихванат от вражески самолети, освен това самолетът кръжи в определен квадрат демаскира подводния ракетоносец и ясно показва на противника позицията на подводницата.
Моряците се нуждаеха от изключително надеждно средство за своевременно съобщаване на заповедите на военно-политическото ръководство на страната на командирите на ядрени подводници при бойни патрули във всеки ъгъл на Световния океан. За разлика от свръхдългите вълни, които проникват във водния стълб само с няколко десетки метра, новата комуникационна система трябва да осигури надеждно приемане на аварийни съобщения на дълбочина от 100 метра или повече.
Да … пред сигналистите възникна много, много нетривиален технически проблем.
ЗЕВС
… В началото на 90 -те години на миналия век учени от Станфордския университет (Калифорния) издадоха поредица от интригуващи изявления относно изследванията в областта на радиотехниката и радиопредаването. Американците са станали свидетели на необичаен феномен - научно радиооборудване, разположено на всички континенти на Земята редовно, в същото време записва странни повтарящи се сигнали с честота 82 Hz (или в по -познат за нас формат 0 000 000 MHz). Посочената честота се отнася до диапазона на изключително ниски честоти (ELF), в този случай дължината на чудовищната вълна е 3658,5 км (една четвърт от диаметъра на Земята).
16-минутно предаване "ZEUSA", записано на 08.12.2000 г. в 08:40 ч. UTC
Скоростта на предаване за една сесия е три знака на всеки 5-15 минути. Сигналите идват директно от земната кора - изследователите имат мистично усещане, че самата планета им говори.
Мистиката е съдбата на средновековните мракобеси и напредналите янки веднага се досетиха, че имат работа с невероятен ELF предавател, разположен някъде от другата страна на Земята. Където? Ясно е къде - в Русия. Изглежда, че тези луди руснаци са "късо съединили" цялата планета, използвайки я като гигантска антена за предаване на криптирани съобщения.
Тайният обект „ЗЕУС“се намира на 18 километра южно от военното летище Североморск-3 (полуостров Кола). На картата на Google Maps ясно се виждат две поляни (по диагонал), простиращи се през горската тундра за две десетки километри (редица интернет източници показват дължината на линиите на 30 или дори 60 км), в допълнение, технически сгради, конструкции, пътища за достъп и допълнителна 10 -километрова поляна западно от двете основни линии.
Платна с „хранилки“(рибарите веднага ще отгатнат за какво говорят), понякога сбъркани с антени. Всъщност това са два гигантски „електрода“, през които се задвижва електрически разряд от 30 MW. Антената е самата планета Земя.
Изборът на това място за инсталиране на системата се обяснява с ниската проводимост на местната почва - с дълбочина на контактните дупки от 2-3 километра, електрическите импулси проникват дълбоко в недрата на Земята, прониквайки през планетата през и през. Импулсите на гигантския ELF генератор се записват ясно дори от научни станции в Антарктида.
Представената схема не е без недостатъци - обемисти размери и изключително ниска ефективност. Въпреки огромната мощност на предавателя, изходната мощност е само няколко вата. Освен това приемането на такива дълги вълни води и до значителни технически трудности.
Приемането на сигнали от „Зевс“се осъществява от подводници в движение на дълбочина 200 метра към теглена антена с дължина около един километър. Поради изключително ниската скорост на пренос на данни (един байт за няколко минути), системата ZEUS очевидно се използва за предаване на най -простите кодирани съобщения, например: „Изкачете се на повърхността (освободете маяк) и слушайте съобщението чрез сателитна комуникация."
За справедливост трябва да се отбележи, че за първи път подобна схема е замислена за първи път в САЩ по време на Студената война - през 1968 г. е предложен проект за тайно съоръжение на ВМС с кодово име Sanguine („Оптимистичен“) - Янките са възнамерявали да превърнат 40% от горската площ на Уисконсин в гигантски предавател, състоящ се от 6000 мили подземни кабели и 100 високо защитени бункера, за да поместят спомагателно оборудване и генератори на енергия. По идея на създателите, системата е в състояние да издържи ядрена експлозия и да осигури уверено излъчване на сигнал за ракетна атака по всички ядрени подводници на ВМС на САЩ във всяка област на океаните.
Американски ELF предавател (Clam Lake, Уисконсин, 1982)
През 1977-1984 г. проектът е реализиран в по-малко абсурдна форма под формата на системата Seafarer, чиито антени са разположени в езерото Клам (Уисконсин) и във военновъздушната база Сойер (Мичиган). Работната честота на американската ELF инсталация е 76 Hz (дължина на вълната 3947, 4 km). Мощност на предавателя на моряка - 3 MW. Системата беше премахната от бойно дежурство през 2004 г.
Понастоящем обещаващо направление за решаване на проблема с комуникацията с подводници е използването на лазери от синьо-зеления спектър (0,42-0,53 микрона), чието излъчване с най-малки загуби преодолява водната среда и прониква на дълбочина до 300 метра. В допълнение към очевидните трудности с прецизното позициониране на лъча, „препъни камък“на тази схема е високата необходима мощност на излъчвателя. Първият вариант предвижда използването на сателити с повторители с големи размери на отражатели. Опцията без повторител осигурява мощен източник на енергия в орбита - за захранване на 10 W лазер е необходима електроцентрала с мощност с два порядъка по -висока.
В заключение трябва да се отбележи, че руският флот е един от двата флота в света, който разполага с пълен набор от военноморски ядрени сили. Освен достатъчен брой носители, ракети и бойни глави, у нас бяха проведени сериозни изследвания в областта на създаването на комуникационни системи с подводници, без които военноморските стратегически ядрени сили биха загубили зловещото си значение.
"Голиат" по време на Втората световна война
Boeing E-6 Mercury самолет за управление и комуникация, елемент от резервната комуникационна система за атомни подводници с балистични ракети (SSBN) на ВМС на САЩ
