Việc sử dụng tàu ngầm và các phương tiện dưới nước khác dựa trên chất lượng của chúng, chẳng hạn như tính bí mật của các hành động đối với kẻ thù bị tấn công. Môi trường nước, ở độ sâu mà PA được vận hành, giới hạn khoảng cách phát hiện bằng phương tiện vô tuyến và vị trí quang học ở một giá trị vài chục mét. Mặt khác, tốc độ truyền âm thanh trong nước cao, đạt 1,5 km / s, cho phép sử dụng tính năng tìm hướng tiếng ồn và định vị bằng tiếng vang. Nước cũng có thể thấm vào thành phần từ trường của bức xạ điện từ lan truyền với tốc độ 300.000 km / s.
Các yếu tố làm lộ diện bổ sung của PA là:
- vệt đánh thức (chùm khí-nước) do cánh quạt (chân vịt hoặc vòi rồng) tạo ra ở lớp nước gần bề mặt hoặc ở các lớp sâu trong trường hợp có sự xâm thực trên các cánh của cánh quạt;
- dấu vết hóa học từ khí thải của động cơ nhiệt PA;
- dấu chân nhiệt phát sinh do việc loại bỏ nhiệt từ nhà máy điện PA vào môi trường nước;
- dấu vết bức xạ do PA để lại với các nhà máy điện hạt nhân;
- sự hình thành sóng bề mặt liên quan đến chuyển động của các khối nước trong quá trình chuyển động của PA.
Vị trí quang học
Mặc dù khoảng cách phát hiện hạn chế, vị trí quang học đã được ứng dụng trong vùng biển nhiệt đới với độ trong suốt cao của nước trong điều kiện sóng thấp và độ sâu nông. Thiết bị định vị quang học dưới dạng camera có độ phân giải cao hoạt động trong phạm vi hồng ngoại và khả kiến được lắp đặt trên máy bay, trực thăng và UAV, hoàn chỉnh với đèn rọi công suất cao và thiết bị định vị laser. Chiều rộng đường biển đạt 500 mét, độ sâu tầm nhìn trong điều kiện thuận lợi là 100 mét.
Radar được sử dụng để phát hiện kính tiềm vọng trên bề mặt nước, ăng-ten, cửa hút không khí và chính PA trên bề mặt. Phạm vi phát hiện bằng radar lắp trên tàu sân bay được xác định bởi độ cao bay của tàu sân bay và nằm trong khoảng từ vài chục (thiết bị PA có thể thu vào) đến vài trăm (chính PA) km. Trong trường hợp sử dụng vật liệu cấu trúc trong suốt vô tuyến và lớp phủ tàng hình trong các thiết bị PA có thể thu vào, phạm vi phát hiện sẽ giảm hơn một bậc độ lớn.
Một phương pháp khác của phương pháp radar để phát hiện máy bay chìm là cố định sóng đánh thức trên mặt biển, được tạo ra trong quá trình thủy động lực học của thân tàu PA và bộ phận đẩy trên cột nước. Quá trình này có thể được quan sát trên một khu vực rộng lớn của vùng nước từ cả máy bay và tàu sân bay vệ tinh, được trang bị các công cụ phần cứng và phần mềm chuyên dụng để phân biệt mức độ giảm yếu của PA đối với nền giao thoa từ sóng gió và sự hình thành sóng từ tàu nổi và đường bờ biển. Tuy nhiên, các sóng đánh thức chỉ trở nên dễ phân biệt khi PA di chuyển ở độ sâu nông trong thời tiết yên tĩnh.
Các yếu tố lộ diện bổ sung dưới dạng dấu vết đánh thức, nhiệt, hóa học và bức xạ chủ yếu được sử dụng để theo đuổi PA nhằm kiểm soát bí mật chuyển động của nó (mà không đạt đến đường tiếp xúc thủy âm) hoặc để tạo ra một cuộc tấn công ngư lôi từ các góc hướng phía sau của PA bị tấn công. Chiều rộng đường ray tương đối nhỏ kết hợp với sự điều động theo hướng của PA buộc người truy đuổi di chuyển dọc theo quỹ đạo ngoằn ngoèo với tốc độ gấp đôi tốc độ của PA, điều này làm tăng khoảng cách phát hiện của người đuổi theo do mức độ ồn tạo ra cao hơn và thoát ra khỏi vùng bóng tối của PA. Về vấn đề này, việc di chuyển dọc theo đường ray là tạm thời để đạt được khoảng cách tiếp xúc thủy âm với PA, ngoài ra còn có những thứ khác, giúp bạn có thể đạt được mục tiêu theo tiêu chí bạn / thù và loại phương tiện dưới nước.
Phương pháp đo từ tính
Một phương pháp hiệu quả để phát hiện PA là đo từ tính, hoạt động bất kể trạng thái của bề mặt biển (sóng, băng), độ sâu và thủy văn của khu vực nước, địa hình đáy và cường độ điều hướng. Việc sử dụng vật liệu cấu trúc nghịch từ trong thiết kế PA chỉ cho phép giảm khoảng cách phát hiện, vì thành phần của nhà máy điện, bộ phận đẩy và thiết bị PA nhất thiết phải bao gồm các bộ phận bằng thép và các sản phẩm điện. Ngoài ra, cánh quạt, cánh quạt phun tia nước và phần thân PA (bất kể vật liệu cấu trúc) trong chuyển động tích tụ các điện tích tĩnh trên chính chúng, tạo ra từ trường thứ cấp.
Từ kế tiên tiến được trang bị cảm biến SQUID siêu dẫn, Dewars đông lạnh để lưu trữ nitơ lỏng (tương tự như Javelin ATGM) và tủ lạnh nhỏ gọn để giữ nitơ ở trạng thái lỏng.
Các từ kế hiện có có phạm vi phát hiện của tàu ngầm hạt nhân vỏ thép ở mức 1 km. Từ kế tiên tiến phát hiện tàu ngầm hạt nhân có vỏ thép ở khoảng cách 5 km. Tàu ngầm hạt nhân với thân tàu bằng titan - tầm bắn 2,5 km. Ngoài vật liệu làm vỏ tàu, cường độ từ trường tỷ lệ thuận với độ dịch chuyển của PA, do đó, phương tiện dưới nước loại Poseidon cỡ nhỏ với thân tàu bằng titan có từ trường ít hơn 700 lần so với tàu ngầm Yasen có vỏ thép, và theo đó, phạm vi phát hiện nhỏ hơn.
Vật mang chính của từ kế là máy bay chống tàu ngầm của hàng không cơ sở; để tăng độ nhạy, các cảm biến từ kế được đặt ở phần nhô ra ở đuôi thân máy bay. Để tăng độ sâu phát hiện của PA và mở rộng khu vực tìm kiếm, máy bay chống tàu ngầm bay ở độ cao từ 100 mét trở xuống so với mặt biển. Các tàu sân bay trên bề mặt sử dụng phiên bản được kéo của từ kế, tàu sân bay dưới nước sử dụng phiên bản trên bo mạch có bù từ trường của chính tàu sân bay.
Ngoài giới hạn về phạm vi, phương pháp phát hiện từ trắc cũng có giới hạn về độ lớn của tốc độ chuyển động của PA - do không có gradient của từ trường riêng, các vật thể đứng yên dưới nước chỉ được coi là dị thường của Từ trường của Trái đất và yêu cầu phân loại tiếp theo bằng cách sử dụng hydroacoustics. Trong trường hợp sử dụng từ kế trong hệ thống phóng ngư lôi / chống ngư lôi, không có giới hạn tốc độ do trình tự phát hiện và phân loại mục tiêu ngược lại trong một cuộc tấn công bằng ngư lôi / chống ngư lôi.
Phương pháp thủy âm
Phương pháp phổ biến nhất để phát hiện PA là thủy âm, bao gồm tìm hướng thụ động của tiếng ồn nội tại của PA và định vị bằng tiếng vang chủ động của môi trường nước bằng cách sử dụng bức xạ định hướng của sóng âm thanh và tiếp nhận các tín hiệu phản xạ. Hydroacoustics sử dụng toàn bộ dải sóng âm thanh - dao động hạ âm với tần số từ 1 đến 20 Hz, rung động âm thanh với tần số 20 Hz đến 20 KHz và dao động siêu âm từ 20 KHz đến vài trăm KHz.
Bộ thu phát sóng thủy âm bao gồm các ăng-ten hình cầu, hình cầu, hình trụ, phẳng và tuyến tính được lắp ráp từ nhiều loại hydrophone trong các cụm ba chiều, mảng hoạt động theo giai đoạn và trường ăng-ten được kết nối với các thiết bị phần cứng và phần mềm chuyên dụng cung cấp khả năng nghe trường nhiễu, tạo xung định vị và tiếp nhận phản xạ các tín hiệu. Ăng-ten và các thiết bị phần cứng và phần mềm được kết hợp thành các trạm thủy âm (GAS).
Các mô-đun thu và phát của anten thủy âm được làm bằng các vật liệu sau:
- gốm sứ piezocete đa tinh thể, chủ yếu là chì zirconate-titanate, được biến tính với các chất phụ gia stronti và bari;
- màng áp điện bằng chất fluoropolyme được biến tính bằng thiamine, màng này chuyển cấu trúc polyme sang pha beta;
- giao thoa kế bơm laser sợi quang.
Piezoceramics cung cấp công suất cụ thể cao nhất của việc tạo ra rung động âm thanh, do đó nó được sử dụng trong các sonars có ăng ten hình cầu / hình trụ tăng phạm vi ở chế độ bức xạ tích cực, được lắp đặt ở mũi tàu sân bay biển (ở khoảng cách lớn nhất từ thiết bị đẩy tạo ra giả tiếng ồn) hoặc được gắn trong một viên nang, hạ xuống độ sâu và kéo phía sau tàu sân bay.
Màng Piezofluoropolymer với công suất tạo dao động âm thanh cụ thể thấp được sử dụng để sản xuất ăng-ten tuân thủ đặt trực tiếp trên bề mặt vỏ của các phương tiện trên mặt nước và dưới nước có độ cong đơn (để đảm bảo tính đẳng hướng của các đặc tính thủy âm), hoạt động để thu nhận tất cả các loại tín hiệu hoặc để truyền tín hiệu có công suất thấp.
Giao thoa kế sợi quang chỉ hoạt động để nhận tín hiệu và bao gồm hai sợi, một sợi trải qua quá trình nén giãn nở dưới tác động của sóng âm và sợi kia dùng làm phương tiện tham chiếu để đo sự giao thoa của bức xạ laser trong cả hai sợi. Do đường kính sợi quang nhỏ, các dao động giãn nở nén của nó không làm biến dạng mặt trước nhiễu xạ của sóng âm (ngược lại với các hydrophone áp điện có kích thước tuyến tính lớn) và cho phép xác định chính xác hơn vị trí của các đối tượng trong môi trường nước.. Các mô-đun sợi quang được sử dụng để tạo thành các ăng-ten kéo linh hoạt và các ăng-ten tuyến tính phía dưới dài đến 1 km.
Piezoceramics cũng được sử dụng trong cảm biến hydrophone, các tổ hợp không gian trong đó là một phần của phao nổi được thả xuống biển từ máy bay chống ngầm, sau đó các hydrophone được hạ xuống trên dây cáp đến độ sâu định trước và chuyển sang chế độ tìm hướng tiếng ồn với truyền thông tin thu thập được qua kênh vô tuyến đến máy bay. Để tăng diện tích vùng nước được giám sát, cùng với các phao nổi người ta thả hàng loạt lựu đạn vào sâu, các vụ nổ trong đó thủy âm chiếu sáng các vật thể dưới nước. Trong trường hợp sử dụng máy bay trực thăng chống ngầm hoặc máy bay quadrocopters để tìm kiếm các vật thể dưới nước, một ăng ten phát sóng GAS trên tàu, là một ma trận các phần tử piezoceramic, được hạ xuống trên cáp cáp, được sử dụng.
Ăng-ten chính quy làm bằng màng piezofluoropolymer được gắn dưới dạng một số đoạn cách nhau dọc theo thành máy bay để xác định không chỉ phương vị mà còn xác định khoảng cách (sử dụng phương pháp lượng giác) đến nguồn nhiễu dưới nước hoặc tín hiệu vị trí phản xạ.
Ăng-ten sợi quang tuyến tính kéo và dưới cùng linh hoạt, mặc dù có giá tương đối rẻ, nhưng có đặc tính hiệu suất âm - do chiều dài của "dây" ăng-ten, nó chịu rung động uốn và xoắn dưới tác động của dòng nước tới, và do đó Độ chính xác của việc xác định hướng đến đối tượng kém hơn nhiều lần so với ăng-ten piezoceramic và piezofluoropolymer có mạng lưới cứng. Về vấn đề này, các ăng ten thủy âm chính xác nhất được chế tạo dưới dạng một bộ linh chi quấn từ sợi quang và được gắn trên các giàn không gian bên trong vỏ hình trụ chứa nước trong suốt về âm để bảo vệ ăng ten khỏi các tác động bên ngoài của dòng nước. Các quả đạn pháo được gắn chặt vào các móng nằm ở phía dưới và được kết nối bằng cáp điện và đường dây liên lạc với các trung tâm phòng thủ chống ngầm ven biển. Nếu các máy phát nhiệt điện bằng đồng vị phóng xạ cũng được đặt bên trong vỏ, thì các thiết bị thu được (tự trị về mặt cung cấp điện) sẽ trở thành loại trạm thủy âm đáy.
GAS hiện đại để xem xét môi trường dưới nước, tìm kiếm và phân loại các đối tượng dưới nước hoạt động ở phần dưới của dải âm thanh - từ 1 Hz đến 5 KHz. Chúng được gắn trên các tàu sân bay hàng hải và hàng không khác nhau, là một phần của phao nổi và trạm đáy, khác nhau về nhiều hình dạng và vật liệu áp điện, vị trí lắp đặt, nguồn điện và chế độ tiếp nhận / phát xạ. GAS tìm kiếm mìn, đối phó với thợ lặn và cung cấp thông tin liên lạc dưới nước bằng âm thanh hoạt động trong phạm vi siêu âm ở tần số trên 20 KHz, bao gồm cả trong chế độ được gọi là hình ảnh âm thanh với các chi tiết của vật thể trên quy mô vài cm. Một ví dụ điển hình của các thiết bị như vậy là GAS "Amphora", một ăng ten polymer hình cầu, được lắp đặt ở phần trên phía trước của hàng rào boong tàu ngầm
Nếu có một số GAS trên tàu hoặc là một phần của hệ thống tĩnh, chúng sẽ được kết hợp thành một phức hợp thủy âm duy nhất (GAC) bằng cách xử lý tính toán chung dữ liệu vị trí chủ động và tìm hướng tiếng ồn thụ động. Các thuật toán xử lý cung cấp cho phần mềm loại bỏ tiếng ồn do chính tàu sân bay SAC tạo ra và nền tiếng ồn bên ngoài do giao thông hàng hải, sóng gió, phản xạ đa âm thanh từ mặt nước và đáy ở vùng nước nông (tiếng ồn dội lại).
Các thuật toán xử lý tính toán
Các thuật toán để xử lý tính toán các tín hiệu nhiễu nhận được từ PA dựa trên nguyên tắc tách tiếng ồn lặp lại theo chu kỳ từ chuyển động quay của cánh chân vịt, hoạt động của chổi thu dòng động cơ điện, tiếng ồn cộng hưởng của hộp số trục vít cánh quạt, rung động từ hoạt động của tuabin hơi nước, máy bơm và các thiết bị cơ khí khác. Ngoài ra, việc sử dụng cơ sở dữ liệu phổ nhiễu điển hình cho một loại đối tượng cụ thể cho phép bạn xác định mục tiêu theo các đặc điểm của thân thiện / người ngoài hành tinh, dưới nước / trên mặt nước, quân sự / dân sự, tàu ngầm tấn công / đa năng, trên không / kéo / hạ xuống KHÍ, v.v. Trong trường hợp tổng hợp sơ bộ "chân dung" âm phổ của từng PA riêng lẻ, có thể xác định chúng bằng các đặc điểm riêng của các cơ chế trên bo mạch.
Để lộ tiếng ồn lặp lại theo chu kỳ và xây dựng đường dẫn cho chuyển động của PA đòi hỏi sự tích lũy thông tin thủy âm trong hàng chục phút, điều này làm chậm rất nhiều việc phát hiện và phân loại các vật thể dưới nước. Các đặc điểm phân biệt rõ ràng hơn của PA là âm thanh của nước vào thùng chứa dằn và tiếng thổi của chúng bằng khí nén, ngư lôi thoát ra từ ống phóng ngư lôi và phóng tên lửa dưới nước, cũng như hoạt động của sonar của đối phương ở chế độ hoạt động, được phát hiện bởi nhận được một tín hiệu trực tiếp ở một khoảng cách là bội số của khoảng cách nhận được của tín hiệu phản xạ.
Ngoài sức mạnh của bức xạ radar, độ nhạy của anten thu và mức độ hoàn thiện của thuật toán xử lý thông tin nhận được, các đặc tính của KHÍ còn chịu ảnh hưởng đáng kể của tình hình thủy văn dưới nước, độ sâu của vùng nước., độ nhám bề mặt biển, lớp phủ băng, địa hình đáy, sự hiện diện của nhiễu do giao thông hàng hải, cát huyền phù, sinh khối nổi và các yếu tố khác.
Tình hình thủy văn được xác định bởi sự phân hóa nhiệt độ và độ mặn của các lớp nước nằm ngang, do đó, có mật độ khác nhau. Tại ranh giới giữa các lớp nước (cái gọi là đường nhiệt), sóng âm trải qua phản xạ toàn phần hoặc một phần, sàng lọc PA từ phía trên hoặc bên dưới GAS tìm kiếm nằm ở trên. Các lớp trong cột nước được hình thành ở độ sâu từ 100 đến 600 mét và thay đổi vị trí tùy theo mùa trong năm. Lớp nước dưới cùng bị đọng lại trong chỗ trũng của đáy biển tạo thành cái gọi là đáy chất lỏng, không thấm sóng âm thanh (ngoại trừ sóng hạ âm). Ngược lại, trong một lớp nước có cùng mật độ, một kênh âm thanh phát sinh, qua đó các dao động âm thanh trong dải tần số trung bình lan truyền trên một khoảng cách vài nghìn km.
Các tính năng cụ thể của sự lan truyền sóng âm dưới nước đã xác định việc lựa chọn sóng hạ âm và tần số thấp lân cận lên đến 1 KHz làm phạm vi hoạt động chính của GAS của tàu nổi, tàu ngầm và trạm đáy.
Mặt khác, tính bí mật của PA phụ thuộc vào các giải pháp thiết kế của các cơ cấu trên tàu, động cơ, cánh quạt, cách bố trí và lớp phủ của thân tàu, cũng như tốc độ di chuyển dưới nước.
Động cơ tối ưu nhất
Việc giảm mức độ tiếng ồn nội tại của PA chủ yếu phụ thuộc vào công suất, số lượng và loại cánh quạt. Công suất tỷ lệ với độ dịch chuyển và tốc độ của PA. Các tàu ngầm hiện đại được trang bị một vòi rồng duy nhất, bức xạ âm của nó được che chắn khỏi các góc hướng mũi tàu bởi vỏ tàu ngầm, khỏi các góc hướng nghiêng bởi vỏ vòi rồng. Lĩnh vực thính giác bị giới hạn bởi các góc tiêu đề phía sau hẹp. Giải pháp bố trí quan trọng thứ hai nhằm mục đích giảm tiếng ồn nội tại của PA là sử dụng thân tàu hình điếu xì gà với mức độ kéo dài tối ưu (8 đơn vị cho tốc độ ~ 30 hải lý / giờ) mà không có cấu trúc thượng tầng và bề mặt nhô ra (ngoại trừ nhà boong), với sự nhiễu loạn tối thiểu.
Động cơ tối ưu nhất theo quan điểm giảm thiểu tiếng ồn của tàu ngầm phi hạt nhân là động cơ điện dòng điện một chiều với sự dẫn động trực tiếp của cánh quạt / vòi rồng, vì động cơ điện xoay chiều tạo ra tiếng ồn với tần số dao động trong mạch (50 Hz cho tàu ngầm nội địa và 60 Hz cho tàu ngầm Mỹ). Trọng lượng riêng của động cơ điện tốc độ thấp quá cao đối với truyền động trực tiếp ở tốc độ di chuyển tối đa, do đó, ở chế độ này, mômen xoắn phải được truyền qua hộp số nhiều cấp, tạo ra tiếng ồn đặc trưng theo chu kỳ. Về vấn đề này, chế độ tiếng ồn thấp của động cơ điện hoàn toàn được thực hiện khi hộp số tắt với giới hạn về công suất của động cơ điện và tốc độ PA (ở mức 5-10 hải lý / giờ).
Các tàu ngầm hạt nhân có đặc thù riêng là thực hiện chế độ đẩy hoàn toàn bằng điện - ngoài tiếng ồn của hộp số ở tốc độ thấp, cũng cần loại trừ tiếng ồn từ bơm tuần hoàn của chất làm mát lò phản ứng, bơm để bơm tuabin. chất lỏng làm việc và máy bơm cấp nước biển để làm mát chất lỏng làm việc. Vấn đề đầu tiên được giải quyết bằng cách chuyển lò phản ứng sang tuần hoàn tự nhiên của chất làm mát hoặc sử dụng chất làm mát kim loại lỏng với máy bơm MHD, vấn đề thứ hai bằng cách sử dụng chất lỏng làm việc ở trạng thái tổng hợp siêu tới hạn và tuabin một rôto / chu trình kín. máy nén, và thứ ba bằng cách sử dụng áp suất của dòng nước vào.
Tiếng ồn tạo ra bởi các cơ cấu trên tàu được giảm thiểu bằng cách sử dụng các bộ giảm xóc chủ động hoạt động phản lực với sự rung chuyển của các cơ cấu. Tuy nhiên, thành công ban đầu đạt được theo hướng này vào cuối thế kỷ trước có những hạn chế nghiêm trọng đối với sự phát triển của nó vì hai lý do:
- sự hiện diện của khối lượng không khí cộng hưởng lớn bên trong vỏ tàu ngầm để đảm bảo tính mạng của thủy thủ đoàn;
- việc bố trí các cơ cấu trên tàu trong một số khoang chuyên biệt (nhà ở, chỉ huy, lò phản ứng, phòng máy), điều này không cho phép các cơ cấu được tập hợp trên một khung duy nhất tiếp xúc với vỏ tàu ngầm ở một số điểm hạn chế thông qua chung bộ giảm xóc chủ động được kiểm soát để loại bỏ tiếng ồn ở chế độ thông thường.
Vấn đề này chỉ được giải quyết bằng cách chuyển sang các phương tiện không người lái dưới nước cỡ nhỏ mà không có khối lượng không khí bên trong với sự kết hợp của sức mạnh và thiết bị phụ trợ trên một khung duy nhất.
Ngoài việc giảm cường độ tạo ra trường nhiễu, các giải pháp thiết kế cần giảm xác suất phát hiện PA bằng cách sử dụng bức xạ định vị tiếng vang của GAS.
Phản xạ với phương tiện thủy âm
Trong lịch sử, cách đầu tiên để chống lại các phương tiện tìm kiếm bằng sóng siêu âm chủ động là phủ một lớp cao su dày lên bề mặt thân tàu ngầm, được sử dụng lần đầu trên "bot điện" Kriegsmarine vào cuối Thế chiến II. Lớp phủ đàn hồi phần lớn hấp thụ năng lượng sóng âm của tín hiệu vị trí, và do đó công suất của tín hiệu phản xạ không đủ để phát hiện và phân loại tàu ngầm. Sau khi tàu ngầm hạt nhân có độ chìm vài trăm mét được thông qua, thực tế là việc nén lớp phủ cao su bởi áp lực nước làm mất đặc tính hấp thụ năng lượng của sóng âm đã được tiết lộ. Việc đưa các chất độn tán xạ âm thanh khác nhau vào lớp phủ cao su (tương tự như lớp phủ sắt từ của máy bay làm tán xạ phát xạ vô tuyến) đã loại bỏ một phần khiếm khuyết này. Tuy nhiên, việc mở rộng dải tần hoạt động của GAS vào vùng hạ âm đã vẽ ra một ranh giới về khả năng sử dụng một lớp phủ hấp thụ / tán xạ như vậy.
Phương pháp thứ hai để chống lại các phương tiện tìm kiếm thủy âm tích cực là một lớp phủ hoạt tính mỏng của thân tàu, tạo ra các dao động phản âm với tín hiệu vị trí tiếng vọng của GAS trong một dải tần số rộng. Đồng thời, lớp phủ như vậy giải quyết được vấn đề thứ hai mà không phải trả thêm chi phí - giảm trường âm dư của tiếng ồn nội tại PA xuống không. Màng fluoropolymer áp điện được sử dụng làm vật liệu phủ lớp mỏng, việc sử dụng màng này đã được phát triển làm cơ sở cho anten HAS. Hiện tại, yếu tố hạn chế là giá phủ lớp vỏ của các tàu ngầm hạt nhân có diện tích bề mặt lớn, do đó, đối tượng chính của ứng dụng này là các phương tiện không người lái dưới nước.
Phương pháp cuối cùng đã biết để chống lại các phương tiện tìm kiếm thủy âm tích cực là giảm kích thước của PA để giảm cái gọi là. cường độ mục tiêu - bề mặt tán xạ hiệu quả của tín hiệu vị trí tiếng vọng của GAS. Khả năng sử dụng các PA nhỏ gọn hơn dựa trên việc sửa đổi danh pháp vũ khí và giảm số lượng thủy thủ đoàn đến mức hoàn toàn không thể ở được của các phương tiện. Trong trường hợp thứ hai, và để làm tiêu chí tham khảo, có thể sử dụng quy mô thủy thủ đoàn 13 người của con tàu container hiện đại Emma Mærsk với lượng choán nước 170 nghìn tấn.
Do đó, sức mạnh của mục tiêu có thể giảm đi một hoặc hai bậc. Một ví dụ điển hình là hướng cải tiến hạm đội tàu ngầm:
- thực hiện các dự án của NPA "Status-6" ("Poseidon") và XLUUVS (Orca);
- phát triển các dự án tàu ngầm hạt nhân "Laika" và SSN-X với tên lửa hành trình tầm trung trên tàu;
- phát triển các thiết kế sơ bộ cho tia UVA sinh học được trang bị các hệ thống đẩy tia nước theo phương pháp bảo vệ có kiểm soát vectơ lực đẩy.
Chiến thuật phòng thủ chống tàu ngầm
Mức độ bí mật của các phương tiện dưới nước bị ảnh hưởng rất nhiều bởi chiến thuật sử dụng phương tiện phòng thủ chống tàu ngầm và chiến thuật phản công sử dụng PA.
Tài sản ASW chủ yếu bao gồm các hệ thống giám sát cố định dưới nước như SOSUS của Mỹ, bao gồm các tuyến phòng thủ sau:
- Mũi North Cape của bán đảo Scandinavi - Đảo Bear ở biển Barents;
- Greenland - Iceland - Quần đảo Faroe - Quần đảo Anh ở Biển Bắc;
- Bờ biển Đại Tây Dương và Thái Bình Dương của Bắc Mỹ;
- Quần đảo Hawaii và đảo Guam ở Thái Bình Dương.
Phạm vi phát hiện của tàu ngầm hạt nhân thế hệ thứ tư ở vùng nước sâu ngoài vùng hội tụ là khoảng 500 km, ở vùng nước nông - khoảng 100 km.
Trong quá trình di chuyển dưới nước, PA buộc phải điều chỉnh độ sâu di chuyển thực tế của nó theo thời gian so với độ sâu đã chỉ định do tính chất đẩy của tác dụng đẩy lên thân của phương tiện dưới nước. Các rung động thẳng đứng của vỏ tạo ra cái gọi là. sóng trọng lực bề mặt (SGW), chiều dài của sóng này lên tới vài chục km với tần số vài hertz. PGW, đến lượt nó, điều chỉnh tiếng ồn thủy âm tần số thấp (còn gọi là chiếu sáng) được tạo ra ở các khu vực giao thông hàng hải cường độ cao hoặc đi qua vùng trước bão, nằm cách vị trí của PA hàng nghìn km. Trong trường hợp này, phạm vi phát hiện tối đa của tàu ngầm hạt nhân đang di chuyển với tốc độ hành trình, sử dụng phần mềm nguồn mở, tăng lên 1000 km.
Độ chính xác của việc xác định tọa độ của mục tiêu sử dụng phần mềm nguồn mở ở phạm vi tối đa là một hình elip có kích thước 90 x 200 km, đòi hỏi phải trinh sát thêm các mục tiêu từ xa bằng máy bay chống ngầm của ngành hàng không cơ bản được trang bị từ kế trên máy bay, thả bằng phao thủy âm và ngư lôi máy bay. Độ chính xác của việc xác định tọa độ mục tiêu trong phạm vi 100 km tính từ tuyến chống ngầm của SOPO là khá đủ để sử dụng tên lửa-ngư lôi tầm hoạt động tương ứng ven biển và trên tàu.
Các tàu chống ngầm được trang bị ăng ten GAS dưới keel, hạ thấp và kéo theo có phạm vi phát hiện tàu ngầm hạt nhân thế hệ thứ tư đang di chuyển với tốc độ 5 - 10 hải lý / giờ, không quá 25 km. Sự hiện diện của máy bay trực thăng trên boong với các ăng-ten GAS được hạ thấp sẽ kéo dài khoảng cách phát hiện lên 50 km. Tuy nhiên, khả năng sử dụng GAS trên tàu bị giới hạn bởi tốc độ của tàu, không được vượt quá 10 hải lý / giờ do sự xuất hiện của dòng dị hướng xung quanh các ăng ten keel và đứt cáp cáp của các ăng ten được hạ và kéo. Điều tương tự cũng áp dụng đối với trường hợp biển động hơn 6 điểm, điều này cũng khiến cho việc sử dụng trực thăng boong với ăng ten hạ thấp cũng cần thiết.
Một kế hoạch chiến thuật hiệu quả để cung cấp khả năng phòng thủ chống tàu ngầm cho các tàu mặt nước đang đi với tốc độ kinh tế 18 hải lý / giờ hoặc trong điều kiện biển động 6 điểm là thành lập một nhóm tàu có bao gồm một tàu chuyên dụng để chiếu sáng tình hình dưới nước, được trang bị GAS phụ trợ mạnh mẽ và bộ ổn định cuộn hoạt động. Nếu không, các tàu nổi phải rút lui dưới sự bảo vệ của FOSS ven biển và máy bay chống ngầm căn cứ, bất kể điều kiện thời tiết.
Một sơ đồ chiến thuật kém hiệu quả hơn để đảm bảo khả năng phòng thủ chống tàu ngầm của các tàu mặt nước là bao gồm một tàu ngầm trong nhóm tàu, hoạt động của GAS trên tàu không phụ thuộc vào sự phấn khích trên mặt biển và tốc độ riêng của nó (trong vòng 20 hải lý / giờ)). Trong trường hợp này, GAS của tàu ngầm phải hoạt động ở chế độ tìm hướng nhiễu do khoảng cách phát hiện của tín hiệu định vị tiếng vọng vượt quá nhiều so với khoảng cách nhận được tín hiệu phản xạ. Theo báo chí nước ngoài, phạm vi phát hiện của tàu ngầm hạt nhân thế hệ thứ tư trong các điều kiện này là khoảng 25 km, phạm vi phát hiện của tàu ngầm phi hạt nhân là 5 km.
Chiến thuật đối phó khi sử dụng tàu ngầm tấn công bao gồm các phương pháp sau để tăng khả năng tàng hình của chúng:
- khoảng cách giữa nhau và mục tiêu vượt quá phạm vi hoạt động của GAS SOPO, tàu nổi và tàu ngầm tham gia phòng thủ chống tàu ngầm, bằng cách sử dụng vũ khí thích hợp vào mục tiêu;
- vượt qua ranh giới của SOPO với sự trợ giúp của một lối đi dưới lòng tàu và tàu mặt nước để hoạt động tự do tiếp theo trong vùng nước, không bị các phương tiện thủy âm của đối phương chiếu sáng;
- sử dụng các đặc điểm của thủy văn, địa hình đáy, tiếng ồn điều hướng, bóng thủy âm của các vật thể chìm và đặt tàu ngầm trên đất lỏng.
Phương pháp đầu tiên giả định sự hiện diện của chỉ định mục tiêu bên ngoài (trong trường hợp chung là vệ tinh) hoặc cuộc tấn công của một mục tiêu đứng yên với các tọa độ đã biết, phương pháp thứ hai chỉ được chấp nhận trước khi bắt đầu xung đột quân sự, phương pháp thứ ba được thực hiện trong độ sâu hoạt động của tàu ngầm và thiết bị của nó với hệ thống lấy nước phía trên để làm mát nhà máy điện hoặc thoát nhiệt trực tiếp đến vỏ PA.
Đánh giá mức độ bí mật thủy âm
Kết luận, chúng ta có thể đánh giá mức độ bí mật thủy âm của tàu ngầm chiến lược Poseidon so với mức độ bí mật của tàu ngầm hạt nhân tấn công Yasen:
- diện tích bề mặt của NPA nhỏ hơn 40 lần;
- công suất của nhà máy điện NPA nhỏ hơn 5 lần;
- độ sâu làm việc khi chìm của NPA lớn hơn 3 lần.
- lớp phủ fluoroplastic của thân chống lại lớp phủ cao su;
- tập hợp các cơ chế UUV trên một khung duy nhất chống lại sự tách biệt của các cơ cấu tàu ngầm hạt nhân trong các khoang riêng biệt;
- chuyển động hoàn toàn bằng điện của tàu ngầm ở tốc độ thấp với việc tắt tất cả các loại máy bơm chống lại chuyển động hoàn toàn bằng điện của tàu ngầm hạt nhân ở tốc độ thấp mà không cần tắt các máy bơm để bơm nước ngưng và lấy nước để làm mát chất lỏng hoạt động.
Do đó, khoảng cách phát hiện của Poseidon RV, di chuyển với tốc độ 10 hải lý / giờ, sử dụng GAS hiện đại được lắp đặt trên bất kỳ loại tàu sân bay nào và hoạt động trong toàn bộ dải sóng âm thanh ở chế độ tìm hướng tiếng ồn và định vị tiếng vang, sẽ nhỏ hơn 1 km, rõ ràng là không chỉ đủ để ngăn chặn các cuộc tấn công vào một mục tiêu ven biển đứng yên (có tính đến bán kính sóng xung kích từ vụ nổ của một đầu đạn đặc biệt), mà còn để bảo vệ nhóm tấn công tàu sân bay khi nó di chuyển tới. vùng nước có độ sâu vượt quá 1 km.
