Классификация гидроакустических комплексов, систем и средств

Классификация гидроакустических систем (средств) является достаточно субъективным процессом. Однако, при классификации средств по их назначению, кругу решаемых задач и конструкции принято различать их основные функции и дополнительные функции, не имеющие определяющего значения.

Рассмотрим основные классификационные уровни ГАС (средств) и дадим им краткую характеристику по данным уровням.

I. В зависимости от объема решаемых задач гидроакустические средства (системы) делят на следующие виды:

Гидроакустический комплекс (ГАК) – гидроакустическая система, объединяющая в едином схемно-конструкторском решении с использованием принципов комплексирования различные гидроакустические средства и обеспечивающая решение задач, относящихся к двум и более перечисленным в первом вопросе направлениям (например, задач подводного наблюдения, гидроакустической связи и кораблевождения).

Как правило, ГАК в своем составе имеет ряд трактов, которые решают одну или несколько одинаковых задач.

Гидроакустическая станция (ГАС) – гидроакустическое средство, объединяющее в едином схемно-конструкторском решении различные составные части и обеспечивающее полностью или частично решение одной из основных задач (например, подводного наблюдения). Иногда станции могут частично решать и другие задачи (например, выполнять функции эхолота).

Гидроакустический прибор – гидроакустическое средство, обеспечивающее решение лишь некоторых частных задач, как правило, в интересах боевого использования ГАК (ГАС) (например, определение вертикального распределения скорости звука в воде).

II. В зависимости от способа получения гидроакустической информации (по способу использования энергии) гидроакустические системы делят на активные и пассивные.

а) Активная гидроакустическая система (средство) – устройство, излучающее и принимающее гидроакустические сигналы и предназначенное для обнаружения объектов в толще воды и на границах ее раздела, гидроакустической связи, навигации, исследования и освоения океана и работающее по принципу активной гидролокации (равнозначные термины – эхопеленгование, эхо-локация или просто гидролокация).

Активная гидролокация – способ обнаружения и определения свойств подводных объектов, основанный на излучении гидроакустических сигналов в водную среду, а также приеме и обработке эхо-сигналов, которые возникают в результате отражения (или рассеяния) акустических волн от подводных объектов. Таким образом, налицо использование вторичного гидроакустического поля объекта.

Гидроакустические средства (системы), обеспечивающие активную гидролокацию, называются гидролокаторами, гидролокационными станциями (ГЛС), трактами гидролокации (ГЛ)(эхопеленгования (ЭП)) ГАК. Обычно под ГЛС понимают системы, предназначенные для обнаружения ПЛ и других важных подводных объектов (например, мин). Другие устройства, основанные на принципах активной гидролокации, но имеющие конкретное специфическое назначение и конструктивные особенности, этим назначением определяемые, называются в соответствии с решаемой задачей (например, эхолот).

Активные ГАСр обязательно имеют в своем составе устройства излучения и приема гидроакустических сигналов.

б) Пассивная гидроакустическая система (средство) – устройство, основанное на приеме собственного излучения подводных объектов, предназначенное для их обнаружения и работающее по принципу пассивной гидролокации (равнозначный термин – шумопеленгование (ШП)).

Пассивная гидролокация в широком смысле – способ обнаружения и определения свойств подводных объектов, основанный на приеме и обработке гидроакустических сигналов естественного и искусственного происхождения, излучаемых этими объектами (преднамеренное излучение (например, сигналы гидролокаторов) или непреднамеренное излучение, т.е. излучение в процессе обычного функционирования (например, шумы, возникающие при движении объекта)).

Гидроакустические средства (системы), обеспечивающие шумопеленгование, называются пассивными гидроакустическими станциями обнаружения, шумопеленгаторными станциями (ШПС), пассивными трактами (трактами шумопеленгования (ШП)) ГАК.

К системам пассивной гидролокации наряду с чисто шумопеленгаторными станциями относят средства обнаружения сигналов активных гидроакустических систем целей, сейсмические станции, а также устройства приема и обработки сигналов гидроакустической связи и телеметрии.

Таким образом, в данных ГАС используются первичное гидроакустическое поле объекта и поле прямого сигнала гидроакустических средств объекта.

Пассивные ГАС содержат только устройства приема и обработки сигнала.

Следует отметить, что встречаются также разновидности аппаратуры с разнесением излучающей (активной) и приемной (пассивной) частей в пространстве (например, сейсмоакустические системы, в которых источником акустической энергии служит взрывной заряд, а приемник сигналов находится на удалении от места взрыва, а также бистатические гидролокаторы – гидролокаторы, в которых излучающая и приемная антенны разнесены в пространстве с целью улучшения отношения сигнал/помеха.

III. По месту установки (типу носителя) гидроакустические системы подразделяют на:

а) корабельные ГАС – системы, аппаратура которых размещается на корабле. Эти системы подразделяются на системы, устанавливаемые на надводных кораблях (НК) и ПЛ.

б) авиационные ГАС – системы, аппаратура которых размещается на авиационных носителях, основными из которых являются вертолетные и самолетные ГАС.

Вертолетная (самолетная) ГАС – основное средство наблюдения боевых противолодочных вертолетов (самолетов), которые в силу ряда своих характерных свойств (широкого диапазона скоростей, высокой маневренности, возможности палубного базирования и т.п..) являются одним из важнейших структурных элементов системы противолодочной обороны (ПЛО). Антенны этих ГАС можно использовать как в буксируемом (вертолеты, самолеты), так и в опускаемом (вертолеты) вариантах, что дает возможность выбора оптимального с точки зрения гидролого-акустических условий заглубления антенны. По сравнению с корабельными ГАС они имеют меньшие габариты и массу. В качестве примеров можно привести американские системы AIRTASS, HSTAS, ITASS, французскую вертолетную ГАС DUAV-1B.

в) стационарные гидроакустические системы (СГАС) – системы с антеннами, которые устанавливаются на дне, и береговой аппаратурой, соединенной с антенной кабельной линией связи. Учитывая специфику таких систем их иногда называют береговыми гидроакустическими станциями (комплексами).

г) автономные ГАС – системы, не имеющие внешних электрических связей, функционирование которых происходит или по заданной программе или под воздействием сигналов, поступающих по каналу связи (гидроакустическому или радиоканалу). Данные системы могут передавать полученную информацию по каналам связи в корабельную, авиационную или береговую аппаратуру. В рамках автономных ГАС выделяют:

- позиционные гидроакустические системы (ПГАС) – системы, имеющие антенные устройства, устанавливаемые с помощью якорей в районе на заданные позиции и передающие информацию во внешние источники по каналам связи. В отличие от СГАС позиционные системы можно достаточно легко перемещать на другие позиции (после предварительного технического обслуживания);

- гидроакустические буи – устанавливаемые на якоря устройства, обеспечивающие излучение или прием и ретрансляцию гидроакустических сигналов и применяемые для обозначения фарватеров, навигационных опасностей, каких-либо объектов в океане, а также для обнаружения шумящих целей. Одной из самых распространенных разновидностей гидроакустического буя является радиоакустический буй – устройство с радиотехнической и гидроакустической аппаратурой для прослушивания подводной обстановки (пассивный радиоакустический буй) или акустического освещения ее гидролокационным способом (активный радиогидроакустический буй) и передачи получаемых данных по радиоканалу на корабли, самолеты (вертолеты) или береговые приемные посты. После использования эти буи обычно самоликвидируются (затопляются);

- гидроакустические маяки – автономные гидроакустические средства, служащие навигационными ориентирами, по сигналам которых может быть определено расстояние до отмеченной маяком точки или направление на нее. Различают гидроакустические маяки, обеспечивающие прием кодированных сигналов-запросов и излучение соответствующих сигналов-ответов (гидроакустический маяк ответчик), и гидроакустические маяки, излучающие сигналы по заданной программе (пингеры). Обычно эти маяки входят в гидроакустическую навигационную систему, состоящую из установленных на дне донных маяков и корабельной приемоизлучающей и обрабатывающей результаты измерения аппаратуры. Особую роль играют аварийные гидроакустические маяки, которые предназначены для обнаружения места затонувшего объекта (НК, ПЛ) относительно поискового корабля;

- дрейфующие гидроакустические системы – системы, не связанные механически с кораблем, летательным аппаратом и дном. Примером дрейфующей ГАС может быть дрейфующий гидроакустический буй (например, американская система SEDB);

д) носимые гидроакустические системы – гидроакустические средства водолазов и боевых пловцов.

IV. По специализации:

а) гидроакустические системы обнаружения ПЛ (НК);

б) гидроакустические системы обнаружения торпед;

в) гидроакустические системы обнаружения мин;

г) гидроакустические системы обнаружения гидроакустических сигналов;

д) гидроакустические системы обнаружения подводных диверсионных сил и средств (ПДСС);

е) гидроакустические системы связи и опознавания;

ж) гидроакустические системы навигации и т.д.;

V. По месту расположения акустической антенны (только для корабельных гидроакустических систем):

а) с подкильными антеннами – с антеннами, расположенными в обтекателях под килем корабля;

б) с бортовыми антеннами – с антеннами, расположенными в обтекателях на внешней поверхности прочного (легкого) корпуса ПЛ;

в) с конформными антеннами – с антеннами, форма которых повторяет обводы корпуса носителя;

г) с антеннами переменной глубины (АПГ) – с антеннами, положение которых относительно носителя по глубине в водной среде можно изменять

- с опускаемыми антеннами – с антеннами, конструкция которых обеспечивает их вертикальное погружение на заданную глубину;

- с буксируемыми антеннами – с антеннами, буксируемыми за носителем на необходимой глубине.

Следует отметить, что некоторые гидроакустические станции и практически все ГАК имеют в своем составе различные типы антенн.

VI. С точки зрения возможности определения местоположения подводных объектов:

а) однопозиционные гидроакустические системы – системы, в которых для определения координат целей используют единую приемную антенну;

б) многопозиционные гидроакустические системы – системы, в которых используют несколько антенн, разнесенных в пространстве. Обработка сигнала и определение координат происходит совместно для группы из нескольких антенн, входящих в систему. Увеличение числа элементов (антенн) в многопозиционных системах способствует расширению возможностей по определению координат и элементов движения целей (ЭДЦ).

VII. По способу обзора акватории:

а) кругового обзора(КО) – с обзором всего окружающего пространства (360⁰) в горизонтальной плоскости;

б) секторного обзора (СО) – с обзором в пределах ограниченного сектора зоны обзора в горизонтальной плоскости;

в) шагового обзора (ШО) – с дискретным обзором пространства в горизонтальной плоскости в зоне ширины ХН антенны с последующим изменением направления обзора на один шаг (шаг также определяется шириной ХН);

г) секторно-шагового обзора (СШО) – с комбинацией секторного и шагового обзора (сначала осуществляется обзор пространства в заданном секторе, а затем сектор обзора (поиска) изменяет свое положение в пространстве в соответствии с выбранным шагом сектора обзора (поиска);

VIII. По способу формирования и обработки сигнала:

а) аналоговые гидроакустические системы – системы, в которых формирование и обработка сигнала производится полностью в аналоговой форме;

б) аналого-цифровые гидроакустические системы – системы, в которых формирование сигнала происходит в аналоговой форме, а обработка сигнала – полностью или частично производится в цифровой форме;

в) цифровые гидроакустические системы – системы, в которых формирование и обработка сигнала производится полностью в цифровой форме.

Таким образом, любая гидроакустическая система (средство) может быть классифицирована как по основным признакам, так и по признакам, характерным для отдельных разновидностей или групп систем (средств).

Так, например, активные гидроакустические системы по характеру излучения могут быть с непрерывным или импульсным излучением, а последние, в свою очередь, отличаться формой импульса и т.д.. Средства наблюдения могут различаться по дальности действия, числу определяемых координат целей и другим признакам.

Заканчивая изложение материала данной лекции, следует отметить, что в обозначении конкретных гидроакустических систем часто заложена информация об объеме решаемых ими задач и даже об их конструктивных особенностях.

Так, например, в России приняты буквенные обозначения для гидроакустических станций и приборов – МГ (морская (морской) гидроакустическая (ий)), а для гидроакустических комплексов – МГК (морской гидроакустический комплекс). Цифровой код, следующий за буквенным обозначением характеризует саму гидроакустическую систему по назначению и конкретным особенностям.

В США начальная часть общей формулы шифра гидроакустических систем имеет вид AN/abg, где AN (Army, Navy) – признак военной аппаратуры ВМС США; a - объект или место установки; b - тип аппаратуры; g - назначение аппаратуры.

При этом, например:

- a: А – пилотируемые летательные аппараты; В – подводные аппараты или ПЛ; F – наземные стационарные установки; Р –человек, носящий портативные приборы; S – надводные корабли; U – носители разных классов (НК, ПЛ и т.д..);

- b: Q – гидроакустическая аппаратура;

- g: A - вспомогательная аппаратура и устройства; С – аппаратура для связи; D – аппаратура для обзора пространства и направленного поиска; H – аппаратура для записи и воспроизведения данных; К – аппаратура для расчетов (компьютеры); N – аппаратура для навигации; Q – аппаратура для выполнения специальных и комбинированных функций; R – аппаратура для приема сигналов и пассивного обнаружения; S – аппаратура для обнаружения, определения пеленга и (или) дистанции; X – аппаратура для идентификации и опознавания сигналов.

Далее в формуле следует номер модели, обозначенный соответствующим числом; символ модификации (если она имеет место; обозначение системы с переменным набором элементов (V).

Например: 1) AN/BQQ-2M – аппаратура ВМС, установленная на ПЛ, гидроакустическая, для выполнения специальных и комбинированных функций (комплекс), номер модели – 2, модифицированная (М).

2) AN/SQS-35(V) – аппаратура ВМС, установленная на НК, гидроакустическая, для обнаружения, определения пеленга и дистанции, номер модели – 35, не модифицированная, с переменным набором элементов.

Следует отметить, что гидроакустическая аппаратура производства других государств также имеет условные обозначения.

Дата добавления: 2015-10-24