Противолодочная оборона (часть 2). Развитие гидроакустических средств обнаружения пл

Чтобы успешно выполнять боевые задания, подводникам нужно знать, какими способами противник будет бороться с ними, какие противолодочные средства существуют для этой цели.
Противолодочная оборона (часть 2). - 979979061909
Значительно легче обнаружить подводную лодку, когда она находится в надводном положении. Здесь могут быть использованы средства визуального наблюдения, радиолокационные станции, авиация, инфракрасная техника и все другие виды морской и воздушной разведки.
Противолодочная оборона (часть 2). - 979979062421
Боевые надводные корабли продолжают оставаться критически важным средством противолодочной борьбы.
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881813909
Бытует мнение, что надводные корабли крайне уязвимы против подлодок. Это не совсем так. Более того, хотя в современной войне на море именно подлодки в основном должны уничтожать надводные корабли, в прошлом, когда морское противостояние сводилось к борьбе надводного флота с подводным, надводный флот побеждал.
Противолодочная оборона (часть 2). - 979979062677
И ключевым фактором успеха во всех случаях являлись гидроакустические средства обнаружения подлодок.

Начало

Рано утром 22 сентября 1914 года три британских броненосных крейсера типа «Кресси» выполняли патрулирование в море недалеко от порта Хук-Ван-Холланд на побережье Нидерландов и были потоплены немецкой подлодкой U-9 под командованием капитан-лейтенанта Отто Веддигена.
Противолодочная оборона (часть 2). - 979979062165
Старая субмарина, построенная в 1910 году, имевшая крайне скромные для 1914 года характеристики и всего четыре торпеды отправила на дно три пусть и устаревших, но ещё вполне боеспособных корабля менее, чем за полтора часа и ушла неповреждённой.

Так в мире началась эра подводной войны. До этого дня подлодки многими флотоводцами рассматривались как разновидность цирка на воде. После – уже нет, и теперь это «уже нет» было навсегда.

Примерно за пару лет до конца войны инженеры в странах Антанты начали подступаться к средствам обнаружения подлодок. В конце мая 1916-го изобретатели Шиловский и Ланжевен подали в Париже совместную заявку на «прибор для дистанционного обнаружения подводных препятствий».

Главным направлением развития гидроакустических станций в первые послевоенные годы надводных кораблей стала интеграция с средствами поражения (системами управления огнем реактивных глубинных бомб и торпед), при некотором повышении характеристик от уровня достигнутого в ходе Второй мировой войны (например ГАС SQS-4 на эсминцах «Форест Шерман»).

Резкое повышение характеристик ГАС требовало большого объема научно-исследовательских и опытно конструкторских работ (НИОКР) которые интенсивно шли начиная с 50-х годов, однако в серийных образцах ГАС были реализованы уже на кораблях второго поколения (вступавших в строй с начала 60-х годов).

Следует отметить, что ГАС этого поколения были высокочастотными и обеспечивали возможность эффективного поиска подлодок (в пределах своих характеристик) в т.ч. на мелководье, или даже лежащих на грунте.

В СССР в это время шли как перспективные НИОКР, так и активное освоение англо-американского и немецкого опыта и научно-технического задела времен Второй мировой войны для создания отечественных ГАС первого послевоенного поколения кораблей, и результат это работы был вполне достойный.
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881715349
В 1953 году Таганрогский завод, ныне известный как «Прибой», а тогда просто «почтовый ящик №32», выпустил первую отечественную полноценную ГАС «Тамир-11». По своим ТТХ она соответствовала лучшим образцам западной техники конца Второй мировой.
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881715861
В 1957 году на вооружение была принята ГАС «Геркулес», устанавливающаяся на корабли различных проектов, которая по своим характеристикам уже была сравнима с американской ГАС SQS-4.

Ключевой особенностью второго послевоенного поколения ГАС стало появление и активное применение новых мощных низкочастотных ГАС, с резко (на порядок) увеличенной дальностью обнаружения (в США это были SQS-23 и SQS-26). Низкочастотные ГАС были нечувствительны к газовым завесам и имели намного большую дальность обнаружения. Но ГАС МГ-342 «Орион» противолодочных крейсеров проекта 1123 и 1143 имел огромные массу и габариты (только подкильная выдвижная антенна имела размеры 21×6,5×9 метра) и не мог устанавливаться на кораблях класса СКР – БПК.

По этой причине на кораблях меньшего водоизмещения (в т.ч. БПК проекта 1134А и Б, имевших «почти крейсерское» водоизмещение) были установлены меньшая по размерам среднечастотная ГАС «Титан-2» (с дальностью существенно менее американских аналогов) и буксируемая ГАС МГ-325 «Вега» (на уровне SQS-35).
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881715605
Постановка БУГАС "Вега"
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881716117
Позднее на замену ГАС «Титан-2» был разработан гидроакустический комплекс (ГАК) МГК-335 «Платина» в полной комплектации имевший подкильную и буксируемую антенны.
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881716629
Вопрос, в технической документации указывается дальность обнаружения новых низкочастотных ГАС ВМС США порядка 60 каб, а у ащих моряков (до 300 каб).

В реальности все зависит от условий, и в первую очередь гидрологии.

Вода – крайне сложная среда для работы поисковых средств, и даже наиболее эффективное в ней средства поиска – акустические условия среды влияют очень сильно. Поэтому есть смысл хотя бы в кратце коснуться этого вопроса.

В ВМФ РФ было принято выделять 7 основных типов гидрологии (с множеством их подтипов).
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881716373
Тип1. Положительный градиент скорости звука. Существует, как правило, в холодное время года.
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881717141
Тип 2. Положительный градиент скорости звука изменяется на отрицательный на глубинах порядка десятков метров, что имеет место, когда наблюдается резкое охлаждение поверхностного или приповерхностного слоя. При этом ниже «слоя скачка» («перелома» градиента) формируется «зона тени» для подкильных ГАС.
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881717909
Тип 3. Положительный градиент изменяется на отрицательный, а затем снова на положительный, что характерно для глубоководных районов мирового океана в зимний или осенний период.
Противолодочная оборона (часть 2). - 979916888725
Тип 4. Дважды происходит изменение градиента с положительного на отрицательный. Такое распределение может наблюдаться в мелководных районах океана, мелком море, шельфовой зоне.

Тип 5. Уменьшение скорости звука с глубиной, что характерно для мелководных районов в летнее время. При этом формируется обширная «зона тени» на малых глубинах и относительно малой дистанции.

Тип 6. Отрицательный знак градиента изменяется на положительный. Данный тип ВРСЗ имеет место практически во всех глубоководных районах мирового океана.

Тип 7. Отрицательный градиент изменяется на положительный, а потом вновь на отрицательный. Это возможно в районах мелкого моря.
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881718165
Особенно сложные условия для распространения звука и работы ГАС имеют место в мелоководных районах.
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881718421
Реальности дальности обнаружения низкочастотных ГАС сильно зависели от гидрологии, и в среднем были близки к ранее названным 60 каб (с возможностью их значительного увеличения в благоприятных гидрологических условиях). Следует отметить, что эти дальности были хорошо сбалансированы с дальностью основного противолодочного средства ВМС США — противолодочного ракетного комплекса (ПЛРК) «Асрок».

Вместе с тем аналоговые низкочастотные гидролокаторы второго послевоенного поколения кораблей имели недостаточную помехозащищенность (что в ряде случае успешно использовали наши подводники) и имели значительные ограничения при работе на малых глубинах.

С учетом этого фактора предшествующее поколение высокочастотных ГАС сохранялось и было широко представлено в флотах как США и НАТО, так и ВМФ СССР. Более того, в некотором смысле«возрождение» высокочастотных противолодочных ГАС произошло уже на новом технологическом уровне — для воздушных носителей – вертолетов кораблей.
Противолодочная оборона (часть 2). - 979916888981
Первыми здесь были ВМС США, и советские подводники быстро оценили всю серьезность новой угрозы.
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881719445
В СССР для противолодочного вертолета Ка-25 была разработана опускаемая ГАС (ОГАС) ВГС-2 «Ока», оказавшаяся, не смотря на свою простоту, компактность и дешевизну, весьма эффективным поисковым средством.
Противолодочная оборона (часть 2). - 979979063957
Малая масса «Оки» позволила не только дать весьма неплохое средство поиска нашим вертолетчикам, но и массово оснастить корабли ВМФ (особенно действовавшие в районах с сложной гидрологией) ОГАС. Широкое распространение ВГС-2 получила и на пограничных кораблях.
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881719701
Корабельный вариант ВГС-2 "Ока" — МГ-329, на МПК пр. 204.

Безусловно, недостатком ОГАС в корабельном варианте была возможность поиска только на стопе. Однако для оружия подлодок того времени корабль на стопе был весьма сложной целью. Кроме того противолодочные корабли обычно применялись в составе корабельных поисково-ударных групп (КПУГ), имели системы групповых атак и обмена данных по обнаруженным ПЛ.
Работа со стопа позволяла максимально учесть условия гидрологии, буквально «выбрать все возможности» по поиску подлодок. По этой причине наибольшими поисковыми возможностями из всех ГАС второго поколения обладала мощная ОГАС «Шелонь» МПК проекта 1124, например, из истории МПК-117 (ТОФ):
Противолодочная оборона (часть 2). - 979882057365
Противолодочная оборона (часть 2). - 979882057621
Противолодочная оборона (часть 2). - 979882057877
Противолодочная оборона (часть 2). - 979882057109
1974 г. — при отработке задач по обнаружению пл установил рекорд дивизиона. ГАС МГ-339 "Шелонь" обнаружил и удерживал лодку в радиусе удаления 25,5 мили; 26.04.1974 г. — осуществлял слежение за иностранной пл. Время контакта составило 1 час. 50 мин. (по данным разведки апл ВМС США); 00.02.1975 г. — осуществлял слежение за иностранной пл. Время контакта составило 2 час. 10 мин.

В конце семидесятых годов в гидроакустике наметился новый технологический скачок.

Третье послевоенное поколение

Ключевой особенностью третьего послевоенного поколения ГАС стало появление и активное применение цифровой обработки в ГАС и массовое внедрение в ВМС зарубежных стран ГАС с гидроакустической протяжённой буксируемой антенной — ГПБА.
Противолодочная оборона (часть 2). - 979979064213
Противолодочная оборона (часть 2). - 979979064725
Цифровая обработка резко повысила помехоустойчивость ГАС и дала возможность эффективной работы низкочастотных гидролокаторов в сложных условиях и в районах с малыми глубинами. Однако главным в облике западных противолодочных кораблей стали гибкие протяженные буксируемые антенны (ГПБА).

Низкие частоты в воде распространяются на сверхдальние расстояния, теоретически давая возможность обнаружения подводных лодок на очень больших дистанциях. На практике же, главным препятствием этому был высокий уровень фоновых помех океана на этих же частотах, соответственно для реализации больших дальностей обнаружения необходимо было наличие отдельных (по частоте) «пиковых» выбросов акустической энергии спектра шума подводной лодки (дискретных составляющих, — ДС), и соответствующие средства обработки информации противолодочного, позволяющего «вытащить» эти ДС «из-под помехи», и работая с ними получить желаемые большие дальности обнаружения.

Кроме того, работа с низкими частотами требовала размеров антенн, выходивших за пределы возможностей размещения на корпусе корабля. Так появились ГАС с ГПБА.

Наличие большого количества характерных «дискрет» (дискретных шумовых сигналов, то есть шумов, чётко прослушиваемых на определённых частотах) у советских подводных лодок 1 и 2 поколений (не только атомных, но и дизельных (!) обеспечивало высокую эффективность ГАС с ГПБА. В значительной мере они сохраняли эффективность и по уже хорошо обесшумленным лодкам 3 поколения при решении задачи противолодочной обороны конвое и отрядов боевых кораблей (особенно при движении наших ПЛ на повышенных скоростях).
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881720469
Особенности диаграммы направленности ГАС с ГПБА.

Для обеспечения максимальных дальностей и оптимальных условий обнаружения ГПБА стремились заглубить в подводный звуковой канал (ПЗК).
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881720725
С учетом особенностей распространения звука в условиях наличия ПЗК, зона обнаружения ГПБА представляла собой несколько «колец» зон освещения и тени.
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881720981
На схеме видно и то, для чего кораблю нужна и подкильная ГАС тоже.
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881721237
Требование «догнать и перегнать» США по ГАС для надводных кораблей воплотилось у нас в ГАК МГК-355 «Полином» (с подкильной, буксируемой антенной и впервые в мире (!) – реально работающим трактом обнаружения торпед, обеспечивающим их последующее уничтожение). Отставание СССР по электронике не позволило создать в 70х годах прошлого века полностью цифровой комплекс, «Полином» был аналоговым с вторичной цифровой обработкой. Однако, не смотря на свои габариты и массу обеспечил создание весьма эффективных противолодочных кораблей проекта 1155.
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881721493
БУГАС комплекса "Полином"
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881722261
Однако существенно худшие технологически возможности и резкое уменьшение шумности (и ДС) подводных целей которое ясно обозначилось еще с конца 70-х годов прошлого века, не позволили создать эффективную ГПБА для НК до начала 90-х.

Первый опытный образец ГАК «Кентавр» с ГПБА был развернут на борту опытового судна ГС-31 Северного флота.
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881722517
в середине 80х в были завершены НИОКР уже по полностью цифровым ГАК для кораблей – ряда (от малых до самых крупных кораблей) «Звезда».
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881723029
Четвертое поколение. После «холодной войны»
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881723797
Уменьшение шумности подводных лодок постройки 80-х годов привело к резкому снижения дальностей и возможности их обнаружения пассивными ГПБА, вследствие чего возникла логичная идея: «подсветить» акваторию и цели низкочастотным излучателем (НЧИ) и не только сохранить эффективность пассивных средств поиска ПЛ (ГПБА кораблей, РГАБ авиации), но и значительно повысить их возможности (особенно при работе в сложных условиях).
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881724053
Семейство» НЧ БУГАС CAPTAS. Указаны дальности обнаружения и массы оборудования

У отечественных специалистов есть сформированные взгляды на то, какими должны быть подобные системы. Из работы Ю.А. Корякина, С.А. Смирнова и Г.В. Яковлева «Корабельная гидроакустическая техника»:

Обобщенный взгляд на ГАС данного типа может быть сформулирован следующим образом;

1. Активные ГАС с ГПБА могут обеспечить значительное повышение эффективности ПЛО в мелководных акваториях со сложными гидролого-акустическими условиями.

2. ГАС должны легко размещаться на малых боевых кораблях и привлекаемых к задачам ПЛО гражданских судах без существенного изменения конструкций корабля. При этом площадь, занимаемая УХПВ (устройство хранения, постановки и выборки ГПБА — авт.) на палубе корабля, не должна превышать нескольких квадратных метров, а суммарный вес УХПВ вместе с антенной — нескольких тонн.

3. Должно быть предусмотрено функционирование ГАС как в автономном режиме, так и в составе мультистатической системы.

4. Дальность обнаружения ПЛ и определения их координат должны обеспечиваться в глубоком море на дистанциях 1-й ДЗАО (дальняя зона акустической освещённости, до 65 км) и в мелком море в условиях сплошной акустической освещенности — до 20 км.

Для реализации указанных требований первостепенное значение приобретает создание компактного низкочастотного излучающего модуля. При компоновке буксируемого тела всегда преследуется цель уменьшить лобовое сопротивление. Современные исследования и разработки низкочастотных буксируемых излучателей идут по различным направлениям. Из них можно выделить три варианта, представляющие практический интерес.

Первый вариант предусматривает создание излучающего модуля в виде системы излучателей, образующих объемную антенную решетку, которая размещена в обтекаемом буксируемом теле. Примером служит расположение излучателей в системе LFATS фирмы L-3 Communications, США. Антенная решетка LFATS состоит из 16 излучателей, распределенных по 4 этажам, шаг между излучателями составляет λ/4 в горизонтальной плоскости и λ/2 в вертикальной плоскости. Наличие такой объемной антенной решетки позволяет придать излучающей антенне, что способствует увеличению дальности действия системы.

Во втором варианте используются всенаправленяые мощные излучатели (один, два или более), как это реализовано в отечественной ГАС «Виньетка-ЭМ» и некоторых зарубежных ГАС.
В третьем варианте излучающая антенна выполняется в виде линейной решетки продольно-изгибных излучателей, например типа «Diabo1о». Такая излучающая антенна представляет собой гибкую гирлянду, состоящую из малогабаритных цилиндрических элементов весьма малого диаметра, которые соединены между собою кабелем. Благодаря своей гибкости и малому диаметру антенна, состоящая из ЭАЛ (электроакустических преобразователей — авт.) типа «Diabolo», наматывается на тот же барабан лебедки, что и кабель-буксир и ГПБА. Это позволяет существенно упростить конструкцию УХПВ, уменьшить его массу и габариты и отказаться от применения сложного и громоздкого манипулятора.
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881724565
РФ было разработано семейство БУГАС «Минотавр»/«Виньетка», с близкими ТТХ к зарубежным аналогам.

Новые БУГАС устанавливаются на корабли проектов 22380 и 22350.

Однако реальная ситуация близка к катастрофической.

Во-первых, сорвана модернизация новыми ГАС кораблей боевого состава и нормальная (массовая) поставка новых. Т.е. кораблей с новыми ГАС крайне мало. А это значит, что с учетом реальных (сложных) гидрологических условий и, как правило, зональной структуры акустического поля (наличия зон «освещенности» и «тени»), ни о какой эффективной противолодочной обороне не может быть и речи.
Не обеспечена надежная ПЛО даже для отрядов боевых кораблей (и тем более одиночных кораблей).
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881725077
Буксируемое тело БУГАС «Минотавр»

С учетом условий, эффективное и надежное освещение подводной обстановки может обеспечить только оптимально распределенная в районе группировка разнородных противолодочных сил, работающая как «единый многопозиционный поисковый комплекс». Крайне малое число новых кораблей с «Минотаврами» просто не позволяют ее сформировать.

Во-вторых, наши «Минотавры» не обеспечивают создания полноценной многопозиционной поисковой системы, т.к. они существуют в «параллельном мире» от наших же авиационных противолодочных средств.

Противолодочные вертолеты стали очень важной составной частью новых поисковых систем. Оснащение их новыми низкочастотными ОГАС позволило обеспечить эффективный «подсвет» как для авиационных РГАБ, таки и ГПБА кораблей.
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881725333
И если западные вертолеты способны новыми ОГАС обеспечить и многопозиционную совместную работу с БУГАС и авиацией (РГАБ), то у нас даже новейшие корабли проекта 22350 имеют модернизированный вертолет Ка-27М, на котором осталась по сути та же высокочастотная ОГАС «Рось» (только цифровая и на новой элементной базе), что и на советском вертолета Ка-27 80х годов, имеющая абсолютно неудовлетворительные ТТХ и неспособная ни к совместной работе с «Минотавром», ни к «подсвету» поля РГАБ. Просто потому что они работают в разных частотных диапазонах.
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881725845
Есть ли у нас в стране низкочастотные ОГАС?
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881726357
Да, есть, например «Стерлядь» (имеющая близкую массу к ОГАС HELRAS).
Противолодочная оборона (часть 2). - 979881726613
ОГАС «Стерлядь».

Однако ее частотный диапазон активного режима отличается от «Минотавра» (т.е. опять не обеспечивает совместной работы), а главное, ее «в упор не видит» морская авиация.

К сожалению, до сих пор наша морская авиация является «отстегнувшимся вагоном» от «поезда» ВМФ. Соответственно, ОГАС и РГАБ ВМФ «живут» так же в «параллельной реальности» от корабельных ГАС ВМФ.

Что в итоге?

Несмотря на все технологические трудности, мы имеем весьма достойный технический уровень отечественной гидроакустики. Однако с восприятием и реализацией новых (современных) концепций построения и применения средств поиска ПЛ у нас просто мрак, — отставание от запада минимум на поколение.

Фактически противолодочной обороны у страны нет, и ответственных должностных лиц это ничуть не беспокоит. Даже новейшие корабли-носители «Калибров» (проекта 21631 и 22800) не имеют никакого противолодочного вооружения и средств противоторпедной защиты.

Элементарная «современная ВГС-2» уже могла бы существенно повысить их боевую устойчивость, давая возможность обнаружить и торпедную атаку, и подводные средства движения диверсантов (на дистанциях много более штатной «Анапы»), и, если повезет, и ПЛ.

У нас его большое количество ПСКР БОХР, которые никак не планируются к использованию в случае войны

Почему у нас нет в серии современных низкочастотных ОГАС?

Малогабаритных ГАС для массового оснащения как кораблей ВМФ (не имеющих «полномасштабных» ГАК), так и ПСКР БОХР при мобилизации? Ведь технологически всё это вполне по силам отечественной промышленности.

И самый главный вопрос: будут ли наконец приняты меры по исправлению этого недопустимой ситуации?

Комментарии

Комментариев нет.