Thật là một câu hỏi vô lý? "Cách liên lạc với tàu ngầm"
Nhận điện thoại vệ tinh và thực hiện cuộc gọi. Các hệ thống liên lạc vệ tinh thương mại như INMARSAT hoặc Iridium cho phép bạn quay số đến Nam Cực mà không cần rời khỏi văn phòng ở Moscow. Hạn chế duy nhất là chi phí cuộc gọi cao, tuy nhiên, Bộ Quốc phòng và Roscosmos, chắc chắn, có các "chương trình công ty" nội bộ với chiết khấu đáng kể …
Thật vậy, trong thời đại của Internet, Glonass và các hệ thống truyền dữ liệu không dây, vấn đề liên lạc với tàu ngầm có vẻ như là một trò đùa vô nghĩa và không phải là một trò đùa rất dí dỏm - có thể có vấn đề gì, 120 năm sau khi phát minh ra radio?
Nhưng chỉ có một vấn đề ở đây - con thuyền, không giống như máy bay và tàu nổi, di chuyển ở độ sâu của đại dương và hoàn toàn không phản ứng với các dấu hiệu kêu gọi của các đài phát thanh HF, VHF, DV thông thường - nước biển mặn, là một chất điện phân tuyệt vời, làm tắc nghẽn bất kỳ tín hiệu nào một cách đáng tin cậy.
Chà … nếu cần, thuyền có thể lặn xuống độ sâu của kính tiềm vọng, mở rộng ăng ten vô tuyến và tiến hành một phiên liên lạc với bờ. Vấn đề đã được giải quyết chưa?
Than ôi, không phải mọi thứ đều đơn giản như vậy - những con tàu chạy bằng năng lượng hạt nhân hiện đại có khả năng bị nhấn chìm trong nhiều tháng, chỉ thỉnh thoảng mới trồi lên mặt nước để thực hiện một phiên giao tiếp theo lịch trình. Tầm quan trọng chính của câu hỏi nằm ở việc truyền thông tin đáng tin cậy từ trên bờ đến tàu ngầm: có thực sự cần thiết phải đợi một ngày hoặc hơn để phát đi một lệnh quan trọng - cho đến phiên giao tiếp tiếp theo trong lịch trình hay không?
Nói cách khác, khi bắt đầu một cuộc chiến tranh hạt nhân, các tàu ngầm tên lửa có nguy cơ trở nên vô dụng - trong khi các trận chiến đang diễn ra trên bề mặt, các con thuyền sẽ tiếp tục lặng lẽ viết ra "số tám" dưới đáy sâu đại dương, không nhận thức được những sự kiện bi thảm đang diễn ra. đặt "ở trên." Nhưng còn cuộc tấn công hạt nhân trả đũa của chúng ta thì sao? Tại sao chúng ta cần lực lượng hạt nhân hải quân nếu chúng không thể được sử dụng kịp thời?
Làm thế nào để bạn liên lạc được với một chiếc tàu ngầm đang ẩn nấp dưới đáy biển?
Phương pháp đầu tiên khá logic và đơn giản, đồng thời rất khó thực hiện trong thực tế, và phạm vi hoạt động của một hệ thống như vậy còn nhiều điều mong muốn. Chúng ta đang nói về liên lạc dưới nước - sóng âm, không giống như sóng điện từ, lan truyền trong môi trường biển tốt hơn nhiều so với trong không khí - tốc độ âm thanh ở độ sâu 100 mét là 1468 m / s!
Tất cả những gì còn lại là lắp đặt các hydrophone cực mạnh hoặc các cục sạc nổ ở phía dưới - một loạt vụ nổ ở một khoảng thời gian nhất định sẽ cho thấy rõ ràng các tàu ngầm cần phải nổi và nhận một mật mã quan trọng qua radio. Phương pháp này phù hợp với các hoạt động ở khu vực ven biển, nhưng sẽ không thể "hô biến" Thái Bình Dương, nếu không sức mạnh cần thiết của các vụ nổ sẽ vượt quá mọi giới hạn hợp lý, và kết quả là sóng thần sẽ cuốn trôi mọi thứ khỏi Moscow. đến New York.
Tất nhiên, hàng trăm, hàng nghìn km dây cáp có thể được đặt dọc theo phía dưới - tới các ống nghe được lắp đặt ở các khu vực có nhiều khả năng được tìm thấy các tàu sân bay tên lửa chiến lược và tàu ngầm hạt nhân đa năng … Nhưng có giải pháp nào khác, đáng tin cậy và hiệu quả hơn không?
Der Goliath. Sợ độ cao
Không thể phá vỡ các quy luật tự nhiên, nhưng mỗi quy luật đều có ngoại lệ. Mặt biển không trong suốt đối với sóng dài, trung bình, ngắn và siêu ngắn. Đồng thời, các sóng siêu dài, phản xạ từ tầng điện ly, dễ dàng lan ra đường chân trời hàng nghìn km và có khả năng xâm nhập vào độ sâu của các đại dương.
Một lối thoát đã được tìm thấy - một hệ thống liên lạc trên sóng siêu dài. Và vấn đề không nhỏ về liên lạc với tàu ngầm đã được giải quyết!
Nhưng tại sao tất cả các đài phát thanh nghiệp dư và chuyên gia đài phát thanh ngồi với một biểu hiện ảm đạm trên khuôn mặt của họ?
Sự phụ thuộc của độ sâu thâm nhập của sóng vô tuyến vào tần số của chúng
VLF (tần số rất thấp) - tần số rất thấp
ELF (tần số cực thấp) - tần số cực thấp
Sóng siêu dài - sóng vô tuyến có bước sóng hơn 10 km. Trong trường hợp này, chúng tôi quan tâm đến dải tần số rất thấp (VLF) trong khoảng từ 3 đến 30 kHz, được gọi là. "Myriameter wave". Thậm chí đừng cố gắng tìm kiếm phạm vi này trên radio của bạn - để làm việc với sóng rất xa, bạn cần ăng-ten có kích thước đáng kinh ngạc, dài hàng km - không có đài phát thanh dân dụng nào hoạt động trong phạm vi "sóng myriameter".
Kích thước quái dị của các ăng-ten là trở ngại chính trong việc tạo ra các đài vô tuyến VLF.
Chưa hết, nghiên cứu trong lĩnh vực này đã được thực hiện trong nửa đầu của thế kỷ XX - kết quả của họ là Der Goliath ("Gô-li-át") đáng kinh ngạc. Một đại diện khác của "wunderwaffe" của Đức - đài phát thanh siêu dài đầu tiên trên thế giới, được tạo ra vì lợi ích của Kriegsmarine. Tín hiệu từ "Goliath" được các tàu ngầm ở khu vực Mũi Hảo Vọng tự tin thu nhận, trong khi sóng vô tuyến do siêu máy phát phát ra có thể xuyên qua mặt nước ở độ sâu 30 mét.
Kích thước xe so với hỗ trợ "Goliath"
Khung cảnh của "Goliath" thật đáng kinh ngạc: ăng ten phát sóng VLF bao gồm ba phần ô gắn xung quanh ba cột trung tâm cao 210 mét, các góc của ăng ten được cố định trên mười lăm cột buồm dạng lưới cao 170 mét. Lần lượt mỗi tấm ăng ten bao gồm sáu hình tam giác đều với cạnh là 400 m và là một hệ thống cáp thép trong một lớp vỏ nhôm có thể di chuyển được. Lưới ăng ten được căng bằng các đối trọng nặng 7 tấn.
Công suất máy phát tối đa là 1,8 Megawatts. Phạm vi hoạt động 15 - 60 kHz, bước sóng 5000 - 20 000 m. Tốc độ truyền dữ liệu - lên đến 300 bit / s.
Việc lắp đặt một đài phát thanh hoành tráng ở ngoại ô Kalbe được hoàn thành vào mùa xuân năm 1943. Trong hai năm, "Goliath" phục vụ lợi ích của tàu Kriegsmarine, điều phối hành động của "bầy sói" ở Đại Tây Dương rộng lớn, cho đến tháng 4 năm 1945 "đối tượng" vẫn chưa bị quân Mỹ bắt giữ. Sau một thời gian, khu vực này nằm dưới sự kiểm soát của chính quyền Xô Viết - nhà ga ngay lập tức được tháo dỡ và đưa về Liên Xô.
Trong sáu mươi năm, người Đức tự hỏi người Nga đã giấu Goliath ở đâu. Phải chăng những kẻ man rợ này đã đặt một kiệt tác tư tưởng thiết kế của Đức lên móng tay?
Bí mật được tiết lộ vào đầu thế kỷ XXI - Các tờ báo của Đức tung ra những dòng tít lớn: “Cảm giác! Tìm thấy Goliath! Nhà ga vẫn hoạt động!"
Những cột buồm cao lớn của "Goliath" mọc lên ở quận Kstovsky của vùng Nizhny Novgorod, gần làng Druzhny - đây là nơi phát sóng siêu cúp chiến thắng. Quyết định khôi phục "Goliath" được đưa ra từ năm 1949, buổi phát sóng đầu tiên diễn ra vào ngày 27 tháng 12 năm 1952. Và giờ đây, hơn 60 năm huyền thoại "Goliath" đã canh giữ Tổ quốc của chúng ta, cung cấp thông tin liên lạc với các tàu ngầm của Hải quân đang đi dưới nước, đồng thời là thiết bị phát sóng dịch vụ thời gian chính xác "Beta".
Ấn tượng với khả năng của "Goliath", các chuyên gia Liên Xô không dừng lại ở đó và phát triển các ý tưởng của Đức. Năm 1964, cách thành phố Vileika (Cộng hòa Belarus) 7 km, một đài phát thanh mới, thậm chí hoành tráng hơn đã được xây dựng, được biết đến nhiều hơn với tên gọi trung tâm thông tin liên lạc số 43 của Hải quân.
Ngày nay, đài phát thanh VLF gần Vileika, cùng với sân bay vũ trụ Baikonur, căn cứ hải quân ở Sevastopol, căn cứ ở Caucasus và Trung Á, là một trong những cơ sở quân sự nước ngoài đang hoạt động của Liên bang Nga. Khoảng 300 sĩ quan và sĩ quan bảo đảm của Hải quân Nga đang phục vụ tại trung tâm thông tin liên lạc Vileika, không tính các công dân dân sự của Belarus. Về mặt pháp lý, cơ sở này không có tư cách là một căn cứ quân sự, và lãnh thổ của đài phát thanh đã được chuyển giao cho Nga sử dụng miễn phí cho đến năm 2020.
Tất nhiên, điểm thu hút chính của trung tâm liên lạc thứ 43 của Hải quân Nga là máy phát sóng vô tuyến VLF Antey (RJH69), được tạo ra theo hình ảnh và sự giống hệt của người Đức Goliath. Nhà ga mới lớn hơn và hoàn hảo hơn nhiều so với thiết bị của Đức đã chiếm được: chiều cao của các cột chống trung tâm tăng lên 305 m, chiều cao của cột buồm lưới bên đạt 270 mét. Ngoài các ăng-ten phát sóng, một số công trình kỹ thuật nằm trên lãnh thổ rộng 650 ha, bao gồm một boongke ngầm được bảo vệ cao.
Trung tâm liên lạc thứ 43 của Hải quân Nga cung cấp thông tin liên lạc với các tàu ngầm hạt nhân trong tình trạng báo động ở vùng biển Đại Tây Dương, Ấn Độ Dương và Bắc Thái Bình Dương. Ngoài các chức năng chính của nó, tổ hợp ăng-ten khổng lồ có thể được sử dụng cho các lợi ích của Không quân, Lực lượng Tên lửa Chiến lược, Lực lượng Không gian của Liên bang Nga, Antey cũng được sử dụng để trinh sát điện tử và tác chiến điện tử và là một trong những thiết bị phát sóng của dịch vụ thời gian chính xác Beta.
Máy phát sóng vô tuyến mạnh mẽ "Goliath" và "Antey" cung cấp thông tin liên lạc đáng tin cậy trên các làn sóng rất dài ở Bắc bán cầu và trên một khu vực rộng lớn ở Nam bán cầu. Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu các khu vực tuần tra tác chiến của tàu ngầm chuyển sang Nam Đại Tây Dương hoặc các vĩ độ xích đạo của Thái Bình Dương?
Đối với những trường hợp đặc biệt, Hàng không Hải quân có trang bị đặc biệt: Máy bay lặp Tu-142MR "Orel" (phân loại của NATO Bear-J) là một bộ phận cấu thành của hệ thống kiểm soát dự bị của lực lượng hạt nhân hải quân.
Được tạo ra vào cuối những năm 1970 trên cơ sở máy bay chống ngầm Tu-142 (đây là phiên bản sửa đổi của máy bay ném bom chiến lược T-95), Eagle khác với tiền thân của nó là không có thiết bị tìm kiếm - thay vì khoang hàng đầu tiên, có một cuộn với ăng ten kéo dài 8600 mét của máy phát sóng vô tuyến VLF "Fregat". Ngoài trạm sóng siêu dài, trên máy bay Tu-142MR còn có một tổ hợp thiết bị liên lạc để hoạt động trong các dải sóng vô tuyến thông thường (trong khi máy bay có khả năng thực hiện các chức năng của một bộ lặp HF mạnh mẽ ngay cả khi không cần nâng lên không khí).
Được biết, tính đến đầu những năm 2000, một số xe loại này vẫn được biên chế trong Hải đội 3 thuộc Hải đội 568. trung đoàn hàng không hỗn hợp thuộc Hạm đội Thái Bình Dương.
Tất nhiên, việc sử dụng máy bay lặp lại không hơn gì một biện pháp nửa buộc (dự phòng) - trong trường hợp xảy ra xung đột thực sự, Tu-142MR có thể dễ dàng bị máy bay đối phương đánh chặn, ngoài ra, máy bay đang bay vòng trong một số khu vực nhất định. hình vuông hiển thị tàu sân bay tên lửa của tàu ngầm và chỉ rõ cho đối phương biết vị trí của tàu ngầm.
Các thủy thủ cần một phương tiện đặc biệt đáng tin cậy để kịp thời truyền đạt mệnh lệnh của giới lãnh đạo quân sự-chính trị của đất nước tới các chỉ huy của tàu ngầm hạt nhân về các cuộc tuần tra chiến đấu ở bất kỳ ngóc ngách nào của Đại dương Thế giới. Không giống như các sóng siêu dài chỉ xuyên qua cột nước vài chục mét, hệ thống liên lạc mới sẽ cung cấp khả năng tiếp nhận các tin nhắn khẩn cấp đáng tin cậy ở độ sâu từ 100 mét trở lên.
Vâng … một vấn đề kỹ thuật rất, rất không nhỏ đã phát sinh trước những người báo hiệu.
ZEUS
… Vào đầu những năm 1990, các nhà khoa học tại Đại học Stanford (California) đã đưa ra một loạt các tuyên bố hấp dẫn liên quan đến nghiên cứu trong lĩnh vực kỹ thuật vô tuyến và truyền dẫn vô tuyến. Người Mỹ đã chứng kiến một hiện tượng bất thường - thiết bị vô tuyến khoa học đặt trên tất cả các lục địa của Trái đất thường xuyên, đồng thời ghi lại những tín hiệu kỳ lạ lặp lại ở tần số 82 Hz (hoặc, ở một định dạng quen thuộc hơn đối với chúng ta, 0, 000 082 MHz). Tần số được chỉ định đề cập đến phạm vi tần số cực thấp (ELF), trong trường hợp này chiều dài của sóng quái dị là 3658,5 km (một phần tư đường kính Trái đất).
Truyền 16 phút "ZEUSA" được ghi lại vào ngày 12 tháng 12 năm 2000 lúc 08:40 UTC
Tốc độ truyền cho một phiên là ba ký tự cứ sau 5-15 phút. Các tín hiệu đến trực tiếp từ vỏ trái đất - các nhà nghiên cứu có cảm giác thần bí rằng chính hành tinh này đang nói chuyện với họ.
Chủ nghĩa huyền bí được rất nhiều người theo chủ nghĩa mù quáng thời trung cổ, và những người Yankee tiên tiến ngay lập tức đoán rằng họ đang xử lý một máy phát ELF đáng kinh ngạc nằm ở đâu đó ở phía bên kia Trái đất. Ở đâu? Rõ ràng là ở đâu - ở Nga. Có vẻ như những người Nga điên rồ này đã "đoản mạch" toàn bộ hành tinh, sử dụng nó như một chiếc ăng-ten khổng lồ để truyền các thông điệp được mã hóa.
Vật thể bí mật "ZEUS" nằm cách sân bay quân sự Severomorsk-3 (bán đảo Kola) 18 km về phía nam. Trên bản đồ Google Maps, có thể nhìn thấy rõ ràng hai đường cắt (theo đường chéo), trải dài qua các lãnh nguyên rừng trong hai chục km (một số nguồn Internet cho biết chiều dài của các đường là 30 hoặc thậm chí 60 km), ngoài ra, kỹ thuật các tòa nhà, công trình kiến trúc, đường vào và thêm 10 km đi qua phía tây của hai đường chính.
Glades với "feeders" (ngư dân sẽ đoán ngay họ đang nói về cái gì), đôi khi bị nhầm với ăng-ten. Trên thực tế, đây là hai "điện cực" khổng lồ, qua đó phóng điện 30 MW. Ăng-ten chính là hành tinh Trái đất.
Việc lựa chọn địa điểm này để lắp đặt hệ thống được giải thích là do độ dẫn điện thấp của đất địa phương - với độ sâu của các lỗ tiếp xúc từ 2-3 km, các xung điện xuyên sâu vào ruột Trái đất, xuyên qua hành tinh qua và xuyên qua. Các xung của máy phát ELF khổng lồ được ghi lại rõ ràng ngay cả bởi các trạm khoa học ở Nam Cực.
Mạch được trình bày không phải là không có nhược điểm của nó - kích thước cồng kềnh và hiệu suất cực kỳ thấp. Mặc dù công suất rất lớn của máy phát, công suất đầu ra chỉ là một vài watt. Ngoài ra, việc thu sóng dài như vậy cũng kéo theo những khó khăn không nhỏ về mặt kỹ thuật.
Việc nhận tín hiệu từ "Zeus" được tàu ngầm thực hiện khi di chuyển ở độ sâu 200 mét tới một ăng ten kéo dài khoảng một km. Do tốc độ truyền dữ liệu cực thấp (một byte trong vài phút), hệ thống ZEUS rõ ràng được sử dụng để truyền các thông điệp được mã hóa đơn giản nhất, ví dụ: "Thăng lên bề mặt (thả đèn hiệu) và nghe thông báo qua liên lạc vệ tinh."
Để công bằng, cần lưu ý rằng lần đầu tiên một kế hoạch như vậy được hình thành lần đầu tiên ở Hoa Kỳ trong Chiến tranh Lạnh - vào năm 1968, một dự án được đề xuất cho một cơ sở Hải quân bí mật có mật danh là Sanguine ("Lạc quan") - Yankees dự định biến 40% diện tích rừng của Wisconsin thành một máy phát khổng lồ bao gồm 6.000 dặm cáp ngầm và 100 boongke được bảo vệ cao để chứa các thiết bị phụ trợ và máy phát điện. Theo quan niệm của những người sáng tạo, hệ thống này có thể chịu được một vụ nổ hạt nhân và cung cấp tín hiệu tấn công tên lửa một cách tự tin trên tất cả các tàu ngầm hạt nhân của Hải quân Hoa Kỳ ở bất kỳ khu vực nào trên đại dương.
Máy phát ELF của Mỹ (Clam Lake, Wisconsin, 1982)
Năm 1977-1984, dự án được thực hiện theo một hình thức ít vô lý hơn dưới dạng hệ thống Seafarer, có các ăng ten được đặt tại Hồ Clam (Wisconsin) và tại Căn cứ Không quân Sawyer (Michigan). Tần số hoạt động của cài đặt ELF của Mỹ là 76 Hz (bước sóng 3947, 4 km). Công suất máy phát Seafarer - 3 MW. Hệ thống này đã bị loại khỏi nhiệm vụ chiến đấu vào năm 2004.
Hiện tại, một hướng đầy hứa hẹn để giải quyết vấn đề liên lạc với tàu ngầm là sử dụng tia laze của quang phổ xanh-lục (0,42-0,53 micron), có bức xạ ít tổn thất nhất vượt qua môi trường nước và xuyên qua độ sâu 300 mét.. Ngoài những khó khăn rõ ràng trong việc định vị chùm tia chính xác, "trở ngại" của sơ đồ này là công suất yêu cầu cao của bộ phát. Tùy chọn đầu tiên cung cấp cho việc sử dụng các vệ tinh lặp lại với các phản xạ phản xạ kích thước lớn. Tùy chọn không có bộ lặp cung cấp một nguồn năng lượng mạnh mẽ trong quỹ đạo - để cung cấp năng lượng cho một tia laser 10 W, cần phải có một nhà máy điện có công suất lớn hơn hai bậc.
Kết luận, cần lưu ý rằng Hải quân Nga là một trong hai hạm đội trên thế giới được bổ sung đầy đủ lực lượng hạt nhân hải quân. Ngoài đủ số lượng tàu sân bay, tên lửa và đầu đạn, ở nước ta còn tiến hành nghiên cứu nghiêm túc trong lĩnh vực tạo hệ thống thông tin liên lạc với tàu ngầm, nếu không có lực lượng hạt nhân chiến lược hải quân sẽ mất đi tầm quan trọng đáng ngại.
"Goliath" trong Chiến tranh thế giới thứ hai
Máy bay điều khiển và liên lạc Boeing E-6 Mercury, phần tử của hệ thống liên lạc dự phòng cho tàu ngầm hạt nhân mang tên lửa đạn đạo (SSBN) của Hải quân Hoa Kỳ
