Sonobuoys

    Общая характеристика РГБ

РГБ фирмы Sparton

    Мировым лидером в производстве РГБ, используемых в целях ведени пртиволодочной войны, является фирма Sparton. В настоящее время этой фирмой выпускаются все основные виды РГБ: пассивные, активные и специального назначения. Пассивные РГБ фирмы Sparton представлены следующими образцами:

    AN/SSQ-41B был произведен в больших количествах для ВМС США, а в настоящее врем является одним из основных типов РГБ ВМС Норвегии. Данный тип РГБ имеет высокую надежность, улучшенную малошумную систему подвески, широкий частотный и динамический диапазон работы при низкой стоимости.
    Одиночный ненаправленный гидрофон работает в частотном диапазоне от 10 Гц до 20 кГц на глубине от 60 до 1000 футов в течении 1, 3 или 8 часов. Радиопередатчик РГБ работает в одном из 31 УКВ- канале в частотном диапазоне 163 - 173 MГц с мощностью излучения 1 Вт. Время полного развертывания до начала работы составляет от 60 секунд (при минимальной глубине установки) до 100 секунд (при максимальной глубине установки). При модернизации РГБ может работать в любом из 99 УКВ-каналов.
    РГБ типа AN/SSQ-41В был создан на базе ненаправленного пассивного РГБ типа AN/SSQ-41A и имеет полную идентичность по способу постановки с самолета-носителя, по составу и электро-механическим характеристикам.
    В базовый состав РГБ типа AN/SSQ-41 входит:
   - в поплавковой части: передатчик, основной усилитель, устройство самоликвидации, батаре питания, механизм установки глубины погружения, антенна;
    - в опускаемой части: вьюшка с гидрофонным кабелем, акустический приемник, предварительный усилитель и груз.
    Основными отличиями AN/SSQ-41В от AN/SSQ-41А являются:
    - наличие у модификации “А” направленной в вертикальной плоскости антенны (ширина характеристики направленности равна 26 гр. на частоте 1.9 кГц), состоящей из 4-х ненаправленных гидрофонов, у модификации “В” – одиночного ненаправленного гидрофона;
    - расширение частотного диапазона с 10 – 2400 Гц (у AN/SSQ-41A) до 10 – 10000 (у AN/SSQ-41B);
    - отказ в SSQ-41B от наличия в усилителе устройства автоматической регулировки усиления (АРУ).
    Кроме того в модификации “В” используется более малошумный предварительный усилитель с высокой стабильностью коэффициента усиления.
    Акустический приемник (гидрофон) AN/SSQ-41B имеет более высокую чувствительность (450 – 800 мкВ/Па) за счет того, что собран из 8-ми последовательно включенных пьезокерамических дисков размером 14 мм (диаметр) х 0.3 мм (толщина) и представляет собой цилиндр размером 57 мм (диаметр) х 63 мм. (высота), весом 0.18 кг. Нелинейность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) гидрофона в рабочей полосе частот не превышает 5 дБ.
    Усилитель AN/SSQ-41B имеет уровень собственных шумов, приведенный ко входу, порядка 0.6 мкВ на частоте 6 кГц. Коэффициент усиления (Кус) на той же частоте равен 11000. Динамический диапазон усилителя составляет не менее 40 дБ. Усилитель имеет амплитудно-частотную характеристику (АЧХ), представленную ниже на рисунке:
   РГБ типа AN/SSQ-41N являетс модификацией РГБ 41В и имеет калиброванный (измерительный) гидрофон и рабочий диапазон частот от 5 Гц до 2.4 кГц.
    Данный частотный диапазон являетс наиболее информативным при измерении характеристик первичного гидроакустического поля с целью выявления классификационных признаков объекта. Наличие калиброванного гидрофона позволяет проводить измерение уровн шумности объекта в заданном частотном диапазоне.

    AN/SSQ-57A так же создан на базе РГБ типа AN/SSQ-41B, но имеет калиброванный (измерительный) гидрофон, работающий в диапазоне частот от 10 Гц до 20 кГц, и ограниченную до 400 футов глубину установки (что обусловлено наличием большого числа районов с глубинами не превышающими заданную и значительным упрощением за счет этого специальных прикладных программ обработки информации). Буй может работать в одном из 99 УКВ-каналов.
    РГБ типа AN/SSQ-57B является разновидностью Q57A с расширенным частотным диапазоном - от 5 Гц до 40 кГц и с уменьшенным уровнем шума на низких частотах.
    РГБ типа AN/SSQ-57M является наиболее дешевым, широко распространенным пассивным РГБ, предназначенным для обнаружения акустического сигнала от пл и нк в мелководных районах. Буй является модификацией РГБ типа AN/SSQ-57A и использует тот же тип ненаправленного гидрофона; длительность работы РГБ - 1, 4 или 12 часов, глубина постановки от 25 до 120 метров в районах с соленостью до 0 %о.

    Качественным скачком в развитии пассивных РГБ явилось создание направленных РГБ системы DIFAR (Directional Finding and Ranging), принятой на вооружение ВМС США в конце 60-х годов. К РГБ данного типа относятся прежде всего РГБ семейства AN/SSQ-53:
   AN/SSQ-53B в качестве основного датчика использует приемник колебательной скорости (ПКС), который имеет направленные возможности обнаружения в частотном диапазоне от 10 Гц до 2,4 кГц. Кроме того в РГБ используетс ненаправленный приемник звукового давлени (гидрофон). Данный тип РГБ имеет управляемый микропроцессор, позволяющий выбирать:
    - глубину постановки: 100, 400 или 1000 футов,
    - длительность работы: 1, 3 или 8 часов,
    - номер УКВ-канала: от 1 до 99.
   РГБ типа AN/SSQ-53C имеет те же характеристики, что и Q53B, но меньшие размеры (12 см. длиной и 5 см. в диаметре), т.е. имеет размер “G” (1/3 размера “А”) и относится к семейству “карликовых” буев, создаваемых по программе, начатой в ВМС США в 1975 г. Данный тип РГБ проходил испытания и был принят на вооружение в начале 80-х годов.
    РГБ выставляется как правило с самолетов базовой патрульной авиации Р3-С с высоты 200 – 400 футов при скорости 175 – 225 миль/час.
    Механизм приведения РГБ в рабочее положение остается традиционным: после приводнения происходит отстреливание парашюта, буй притопляется, углекислый газ заполняет попловковую камеру, обеспечивая ее всплытие, подвеснвя система отделяется от корпуса и заглубляется на заданную глубину со скоростью около 1 м/сек (сигнальный кабель заглубляется со скоростью около 2 м/сек).
    Электропитание основных электрических узлов буя осуществляетс постоянным напряжением 12 В от водоналивной батареи, активизируемой морской водой.
    В состав электронного модуля, расположенного на поверхности и жестко закрепленного с поплавковой камерой, входит: 99-ти канальный УКВ-передатчик, антенна, генератор, электронный селектор и микропроцессор.
    Питание электронного селектора и микропроцессора осуществляется от последовательно соединенных литиевых батарей, общим напряжением 24 В.
    Дистанционно (с электронной панели), с помощью электронного селектора, устанавливаютс значения времени работы РГБ, заглублени приемника и номер радиочастотного канала, сохраняемые в памяти микропроцессора. Команды “время” и “глубина” активизируются на все время работы РГБ после его приводнения.
    РГБ типа AN/SSQ-53D является улучшенной версией Q53B, в частности с расширенным частотным диапазоном в область низких частот до 5 Гц и увеличенным числом выбора длительности работы (с 3-х до 5-ти).

   Прототипом дл создания РГБ данной серии является РГБ типа AN/SSQ-53А, имеющий практически аналогичные характеристики с РГБ последующих модификаций данной серии.В состав базовой модели входят:
    1.    расположенные в поплавковой части РГБ: надувная емкость, антенна, блок газогенератора, радиопередатчик, согласующее устройство, преобразователь напряжения, устройство самоликвидации, переключатель времени работы, 2 батареи питани (на 1.5 и 12 В), механизм установки глубины погружения;
    2.    расположенные в опускаемом устройстве: герметичный отсек: основной усилитель, компас, устройство уплотнени сигналов, акустическая антенна: ненаправленный приемник давления, приемник колебательной скорости (ПКС), 3 предварительных усилителя (ПУ).
    Между поплавковой и опускаемой частями, соединенных гидрофонным кабелем, расположена система амортизации и стабилизации, состоящая из амортизаторов, демпфера и стабилизирующих крыльев, предотвращающих рысканья в вертикальной плоскости и кручение).

    Акустический приемник состоит из приемника колебательной скорости (ПКС) и ненаправленного приемника давления, с чувствительностью, равной 120 мкВ/Па.
    ПКС в первых образцах РГБ типа AN/SSQ-53A представлял собой цилиндрический корпус, внутри которого крестообразно располагались 4 электродинамических преобразователя, образуя 2 направленных канала из 2-х последовательно включенных преобразователей, оси которых лежат на одной прямой.
    При дальнейшей модернизации электродинамические преобразователи ПКС были заменены на пьезокерамические. Аналогичные преобразователи используются и в дальнейших модификациях данного типа РГБ. При этом ПКС состоит из монолитной стальной болванки, используемой в качестве инерционной массы, к которой в диагональных плоскостях прикреплены 4 пьезокерамические пластины. Каждая пара пластин образует направленный канал. Вся система залита желеобразным упругим веществом.

   Усилитель данного типа РГБ состоит из: 2-х предварительных усилителей (ПУ) и 2- основных усилителей (ОУ) направленных каналов, ПУ и ОУ ненаправленного канала.
    Коэффициент передачи (Кп) ПУ дл направленного канала равен 30, дл ненаправленного – 36. Неравномерность АЧХ составляет 3 дБ.
    Коэффициент усиления (Кус) направленного канала на частоте 3 кГц составляет 220, для ненаправленного канала на частоте 1.4 кГц – 280.
АЧХ усилителей направленного и ненаправленного каналов приведены ниже на рисунке, где:
ряд 1 – для направленного канала,
ряд 2 – для ненаправленного канала.

Дальнейшим развитием пассивных направленных РГБ явилось создание семейства РГБ типа AN/SSQ-77.

    AN/SSQ-77A имеет направленные возможности Q53B, но одиночный ненаправленный гидрофон заменен на линейную вертикальную антенну, состоящую из ненаправленных гидрофонов и имеющую за счет этого повышенную помехоустойчивость. Основной лепесток характеристики направленности в вертикальной плоскости, формируемый антенной, может управляться для дальнейшего повышени соотношения сигнал/шум.
    С помощью микропроцессора возможен выбор номера УКВ-канала (от 1 до 99) и длительности работы - 4 или 8 часов. Буй имеет одну фиксированную глубину постановки.
    РГБ типа AN/SSQ-77B являетс улучшенной версией Q77A и имеет длительность работы 1, 4 или 8 часов и 2 глубины постановки.
   Активные РГБ как правило используются для обнаружения:
    -   в критических условиях;
    - малошумных пл,
    - в режиме атаки (для быстрой и точной локализации объекта).
Постановка нескольких активных РГБ в районе позволяет не только обнаружить, но и уточнить элементы движения цели.
    Все активные РГБ используют преобразователь для излучения и приема сигнала, который затем усиливается и модулируется дл УКВ-передачи. Активные РГБ разработаны дл использования на больших, чем пассивные РГБ, глубинах. Все активные РГБ автоматически самоликвидируются не более, чем через 8 часов после начала работы.

Активные РГБ фирмы Sparton представлены следующими образцами:

РГБ типа AN/SSQ-47B является предшественником семейства РГБ Q62, представленного ниже. Данный РГБ автоматически начинает излучение активных сигналов после приводнения, передава информацию по радиоканалу на фиксированных частотах с выходной мощностью 0.25 Вт. Излучатель РГБ может быть установлен на глубине 60 или 800 футов. Излучатель имеет 6 эталонов частоты сигналов в диапазоне от 13.0 кГц до 19.0 кГц. Врем работы РГБ составляет 30 минут.

РГБ типа AN/SSQ-62B является составной частью направленной активной системы РГБ (DICASS). РГБ начинает работать после установки контакта с самолетом, находясь до этого в пассивном режиме. РГБ традиционно состоит из поплавковой и опускаемой части. Поплавковая часть получает команды управлени от самолета через UHF-приемник, и посылает целевую информацию на самолет через VHF-передатчик на фиксированной частоте одного из 31 каналов с выходной мощностью до 1 Вт. Гидроакустический излучатель имеет возможность работы на одном из четырех эталонов частот в диапазоне от 6.5 до 9.5 кГц. Излучатель может быть установлен на глубине 90, 400 или 1500 футов.

РГБ типа AN/SSQ-62C является модификацией Q62B с расширенной возможностью по установке глубины излучателя - до 2500 футов.

РГБ типа ANSSQ-62D также разработан на базе Q62B, но имеет командный режим выбора установки глубины (одной из пяти).

РГБ специального назначения фирмы Sparton представлены следующими образцами:

РГБ типа AN/SSQ-36B предназначен для измерени вертикального распределения скорости звука и используется до развертывания в районе поисковых РГБ. Характеристики данного РГБ подобны характеристикам Q41, и могут иметь размер “А” “G” или “F”, 99 выбираемых канала. Время функционирования РГБ составляет не более 12 минут, за которое производится измерение температуры до глубины 800 метров. VHF-передатчик имеет мощность 0.25 Вт и способен передавать результаты измерения температуры по глубине в реальном времени.

РГБ типа MK-84 MOD 1 SUS предназначен для передачи сигналов дл установления односторонней акустической связи с РГБ при уровне излучения 160 dB (относительно 1 мкПа) через 2 секунды после приводнения. РГБ излучает одну из пяти кодированных последовательностей, четыре из них состоят из непрерывного тона, чередующегося по частоте в соответствии с последовательностью синхронизаций согласно таблице кода, пятая последовательность являетс непрерывным тоном на одиночной частоте.

Фирма Hermes также известна как один из лидеров проектирования, разработки и производства пассивных РГБ, имеющих все размеры от “F” до “A” (от 30.5 до 91.4 см в длине, 12.7 см в диаметре), используемых силами противолодочной войны дл обнаружения и слежения за морскими (как надводными так и подводными) объектами.

Пассивные РГБ фирмы Hermes представлены следующими образцами:

РГБ типа AN/SSQ-53E разработан в США как следующее поколение системы DIFAR. Данный РГБ имеет ряд уникальных свойств, нацеленных на повышение оперативной эффективности:
    - командный режим выбора функций;
    - автоматическую регулировку усиления;
    - малоразмерный ненаправленный гидрофон;
    - 4 различных глубины постановки.

РГБ типа AN/SSQ-553 системы DIFAR произведен дл ВМС Канады, имеет размер “G” (16.5 дюймов высотой) и значительно меньший вес.

РГБ типа AN/SSQ-53D является промышленным вариантом РГБ системы DIFAR ВМС НАТО и представляет значительно усовершенствованный РГБ типа AN/SSQ-53B с нижней частотой 5 Гц (вместо 10 Гц).

Hermes увеличил эффективность AN/SSQ-53D, разработав AN/SSQ-53D (1) и, позже AN/SSQ-53D (2). На сегодняшний день, Hermes - единственный изготовитель AN/SSQ-53D (2), имеющего низкие уровни собственных шумов и высокое соотношение сигнал/помеха (27 dB) в направленных каналах на частоте 5 Гц.

Батитермические РГБ фирмы Hermes, предназначенные дл получения информации о вертикальном распределении скорости звука с целью определения оптимальной глубины постановки приемных гидрофонов, представлены следующими образцами:

РГБ типа SSQ-937C, имеющий размер “F” и вес менее 5 кг., разработан для ВМС Великобритании. Информация передается по одному из 99 радиоканалов, максимальная глубина постановки составляет 465 м.

The retrievable AN/SSQ-58B  lightweight sonobuoy provides moored shallow water acoustic monitoring capability in a bandwidth of 10Hz to 20kHz. The 42-inch 36-pound high-density foam float holds a radar reflector and flashing navigation warning light. The power supply consists of a 24-hour operation replaceable, rechargeable battery. This self anchoring system has a 30-day operating life for the anchor/cable assembly in depths of 20 feet to 600 feet and 0-6 knot current. The buoy includes a reuseable surface assembly holding a 31-Channel (field selectable) VHF FM Transmitter On/Off, Channel reset, outputting 1.0 Watts RMS along with a UHF Command receiver using a signal format compatible with standard sonobuoy receivers and processors.

Тактика использования РГБ самолетами БПА ВМС США и НАТО

    Основным назначением самолетов БПА является решение противолодочных задач, что в целом обуславливает имеющееся на них вооружение.
    Самолеты P3 имеют большой набор средств связи (включающий 2 UHF, 2 VHF и 2 HF радиопередатчика), для обеспечения своевременного выполнени команд боевого управления, управления другими силами и передачи информации на КП. В то же врем самолет не имеет достаточно средств и вооружени для самозащиты: он может быть оборудован противокорабельными ракетами для решени противолодочных задач в районах нахождения пл и кораблей охранения, но не может противостоять зенитному ракетному оружию и истребительной авиации противника.
    Самолеты Р3 вооружены акустическими и неакустическими средствами для обнаружения, слежения и атаки пл, основу которых составляют РГБ. Пассивные средства обнаружения включают в себя средства радиоразведки, магнитометр, средства инфракрасного видения и пассивные РГБ, активные – РЛС и активные РГБ.
    Для первоначального обнаружения пл патрульный самолет развертывается в районе или на рубеже предполагаемого нахождения пл или маршрута ее следования. Дальнейшая тактика поиска зависит от априорно известной информации о деятельности пл: при нахождении пл в районе боевого патрулирования самолет начинает поиск в квадрате площадью порядка 10000 кв. миль; при нахождении пл на маршруте развертывани выставляется барьер из шести или семи РГБ на линии, перпендикулярной предполагаемому курсу. В зависимости от предполагаемого типа пл и уровн ее шумности возможно использование активных средств для повышения вероятности обнаружени пл.
    Первоначальное обнаружение и локализация местоположения пл (согласно тактики мирного времени) выполняется пассивными РГБ (AN/SSQ-53 и AN/SSQ-77 системы DIFAR). Использование пассивных средств обеспечивает скрытность слежения за пл, значительно упрощая решение данной задачи , т.к. пл не применяет приемов уклонения. В военное время самолет может использовать активные РГБ (AN/SSQ-62 системы DICASS) дл уточнения КПДЦ и выдачи ЦУ торпедному оружию (Mk.46 или Mk.50).
    В случае, когда пл не обнаружена пассивными средствами, применяютс комбинированное использование пассивных и активных РГБ.
    В перспективе, для увеличения площади поиска, необходимо будет использовать более мощные активные датчики, чем РГБ системы DICASS, а РГБ системы DICASS могут быть использованы уже непосредственно для определения КПДЦ и выдачи ЦУ оружию по обнаруженной пл.
    Самолет также имеет неакустические средства обнаружения, в том числе: РЛС и станцию радиоразведки (для больших районов поиска), магнитометр и средства инфракрасного видени (для малых районов поиска и окончательной локализации цели).
    Тенденция снижения шумности пл требует пересмотра прежних методов и способов обнаружения, слежения и определения КПДЦ, а также разработки новой тактики поиска в районах с большими площадями с использованием комбинированных средств – активных излучателей и пассивных приемников, использование неакустических датчиков и комплексной обработки всех данных для достоверного знания подводной обстановки в заданном районе. 

Типичные задания самолетами БПА проводятся следующим способом: