Sukellusveneiden havaitseminen on ensimmäinen ja tärkein tehtävä taistelussa niitä vastaan. Onnistunut havaitseminen riistää sukellusveneiltä tärkeimmän taktisen edun - varkain.
Stealth on luontainen sukellusveneelle alusta alkaen. Lisäksi veneitä luotaessa kaikki toimenpiteet tehdään varkain lisäämiseksi. Siksi löytäminen ei ole helppo tehtävä. Tekniikan kehittyessä siitä tulee vain vaikeampaa. Siksi suurin osa sukellusveneiden vastaisten voimien ajasta ja keinoista käytetään siihen .
Kuten mikä tahansa esine, vene vaikuttaa läsnäolollaan ympäristöön. Toisin sanoen veneellä on omat fyysiset kentänsä . Sukellusveneen tunnetuimpia fyysisiä kenttiä ovat hydroakustiset, magneettiset, hydrodynaamiset, sähköiset, matalataajuiset sähkömagneettiset sekä lämpö-optiset kentät. Veneen fyysisten kenttien valinta valtameren (meren) kenttien taustaa vasten on tärkeimpien havaitsemismenetelmien taustalla.
Havaintomenetelmät fyysisten kenttien tyypin mukaan:
Lisäksi on olemassa epäsuoria havaitsemismenetelmiä:
Mikään yksittäinen menetelmä ei takaa havaitsemista tai edes vakaata suorituskykyä. Siksi kaikkia menetelmiä käytetään yhdessä. Niitä tutkitaan ja kehitetään jatkuvasti, ja uusia etsitään.
Akustinen menetelmä on tärkein. Ääni etenee vedessä paljon nopeammin kuin ilmassa (noin 1500 m/s) ja paljon suurempia matkoja kuin muut häiriöt. Akustisen menetelmän havaintoalue on keskimäärin kaksi suuruusluokkaa suurempi kuin sitä seuraavan magnetometrisen menetelmän. Akustiikka mahdollistaa sukellusveneiden havaitsemisen kaikissa syvyyksissä [1] , se ei ole riippuvainen vuorokaudenajasta ja on vähän riippuvainen sääolosuhteista ja vuodenajasta. Itse havaitsemisen etäisyys, tarkkuus ja luotettavuus vaihtelevat kuitenkin voimakkaasti (kymmeniä kertoja) riippuen meren hydrologisista olosuhteista; esimerkiksi vedenalaisen äänikanavan läsnäolo (kaaviossa) voi dramaattisesti lisätä tunnistusaluetta, päinvastoin, hyppykerros toimii esteenä ja voi tehdä veneestä akustisesti "näkymättömän".
Passiivinen menetelmä on itse sukellusveneen lähettämien melun ja luotainsignaalien (jälkimmäinen on epätyypillinen) havaitseminen. Käytetystä laitteesta riippuen sitä kutsutaan myös melun suunnan havainnoksi, kohinan sijainniksi, hydroakustiseksi havainnoksi tai herätyksen havaitsemiseksi .
Passiivisen menetelmän etuja ovat sen salassapito - kohde ei tiedä havaitsemisen tosiasiasta, suhteellisen pitkä kantama - joissain tapauksissa erittäin meluisia kohteita havaitaan 100-150 mailin etäisyydeltä - ja kyky luokitella kohteet melun luonne.
Luokittelua varten kohteesta laaditaan ns. akustinen allekirjoitus ( englanniksi acoustic profile ). Se voi sisältää: mekaanista melua, laitteiden melua, tuulen melua, siipien ääntä, nopeusääntä, kavitaatiomelua , ulkonemien melua. Sukellusveneille potkurit ovat meluisin kohde . Toiseksi havaittavin (tyypillinen ydinsukellusveneille) on reaktorin primääripiirin kiertovesipumppu (CP). [2] Akustisten tunnusten ansiosta Captor-miinan torpedot voivat kohdistaa valikoivasti vain sukellusveneitä. [3]
Passiivisen menetelmän haittana on, että etäisyyttä kohteeseen ei voida määrittää suoraan: se antaa vain suunnan - suunnan kohteeseen. Etäisyyksien määrittämiseksi passiivisessa tilassa on käytettävä epäsuoria menetelmiä.
Passiivinen menetelmä on tärkein sukellusveneiden ja kiinteiden valvontajärjestelmien käyttämä menetelmä. Se on myös ainoa meriasemiinojen ja torpedojen akustisten ohjausjärjestelmien palvelukanavassa .
Aktiivitilassa luotainvastaanotin havaitsee synkronoidun lähettimen lähettämän kohteen ( kaiun ) heijastuneen äänen . Vastaavasti menetelmää kutsutaan myös kaiun suunnan löytämiseksi tai kaiun sijainniksi . Luotain (GAS) tai radioluotaimen poijut ( RGAB ) toimivat tällä periaatteella .
Aktiivisen menetelmän etuna on kyky määrittää suoraan suuntiman lisäksi myös etäisyys kohteeseen.
Haittapuolena on, että tunnistusalue on pienempi kuin passiivisella tavalla - heijastuva signaali vaimenee etäisyyden ollessa alle hyödyllisen tason, ja yritykset kasvattaa kantamaa johtavat signaalin voimakkuuden eksponentiaaliseen kasvuun , mikä on teknisesti rajoitettua; havaitsemissalaisuuden puute - sukellusvene kuulee lähetetyn signaalin noin kaksi kertaa niin kaukana kuin etsintäGAS kuulee kaiun; kohteiden luokittelun mahdottomuus - ainoa luotettavasti määritettävissä oleva asia on kohteen koordinaatit.
Näistä syistä aktiivinen menetelmä on tyypillinen: pinta-aluksille, koska niiden passiivisia tunnistusolosuhteita rajoittaa niiden oma melu; radioakustisille poijuille ja alaslasketuille kaasuille; sukellusveneiden osalta kohteen liikkeen elementit välittömästi ennen hyökkäystä; ja laivaston aseiden ohjausjärjestelmien taistelukanavassa.
Magnetometrinen menetelmä perustuu vääristymien etsimiseen Maan magneettikentästä - magneettisista poikkeavuuksista . Suurten ferromagneettimassojen , kuten sukellusveneen rungon, läsnäolo aiheuttaa riittävän suuria poikkeavuuksia magnetometrillä havaittavaksi .
Sukellusveneiden vastainen ilmaisinsilmukka oli merenpohjassa makaava vedenalainen kaapeli, jota käytettiin vihollisen sukellusveneiden kulun havaitsemiseen. Sen ensimmäinen käytännön sovellus oli Firth of Forthissa elokuussa 1915. Skotlantilainen fyysikko Alexander Crichton Mitchell käytti kuninkaallisen laivaston tutkimuslaitoksen avustuksella HMS Tarlairissa (Aberdour). Valitettavasti hänen raporttinsa tutkimus- ja tutkimuslautakunnalle (RIR) tulkittiin väärin ja hänen havainnot hylättiin merkityksettöminä. SR&I:n tutkija William Bragg teki asiaankuuluvaa tutkimusta SR&I:ssä, mutta koska SR&I oli riippumaton kuninkaallisen laivaston hallinnasta , mistä laivasto paheksuu, hän kohtasi merkittäviä takaiskuja jopa siirtyessään HMS Tarlairiin. Bragg muutti BIR-koeasemalle Harwichiin, Essexiin, Englantiin. Braggin ehdotuksesta Mitchellin työtä tarkistettiin, kiinnostus Mitchell-silmukkaa kohtaan kasvoi jälleen vuonna 1917, mikä johti sen menestykselliseen kehittämiseen vuoden 1918 puolivälissä. Liittoutuneet käyttivät laajasti silmukoita toisen maailmansodan aikana suojellakseen satamia sukellusveneiden hyökkäyksiltä. [neljä]
Chicagon tiede- ja teknologiamuseon "sukellusveneiden" osiossa on näyttely, jossa vierailija voi suorittaa yksinkertaisen kokeen. Vanerilevylle ei ole painettu mitään paitsi koordinaattiruudukko. Tabletin alla on useita rautaesineitä. Niiden lukumäärää ja sijaintia ei tiedetä etukäteen. Liikuttamalla tasaisesti magneettia tabletin poikki, voidaan määrittää koordinaatit, joissa liike kohtaa vastuksen - poikkeamien koordinaatit.
Sukellusveneiden torjuntavoimien joukossa ilmailu on ainoa aeromagnetometrien tai magneettisten poikkeamien antureiden ( eng. Magnetic Anomalia Detector, MAD ) kantaja . Samaan aikaan muiden amerikkalaisten käyttämien havaitsemiskeinojen täydellisyys on sellainen, ettei sillä ole mitään väliä, onko sukellusveneellä magneettikenttä vai ei; niin amerikkalaiset poistivat yleensä magnetometrit uusista P-8 Poseidon -partiolentokoneistaan . Juuri lentokoneet ja helikopterit pystyvät mittaamaan suuria vesialueita lyhyessä ajassa ja niiden omat magneettikentät ovat pienet. Mutta tästä huolimatta sinun on otettava magnetometri pois kotelosta. Siksi sukellusveneen vastainen lentokone voidaan tunnistaa jäykästä häntäpuomista ja helikopteri valmistetun kaapelin kartio-stabilisaattorista.
Magnetometrisen menetelmän etuja ovat sen yksinkertaisuus ja riippumattomuus mittausväliaineesta - Maan magneettikenttä käyttäytyy vedessä lähes samalla tavalla kuin ilmassa. Lisäksi menetelmä on passiivinen, eli kohde ei tiedä havaitsemisesta.
Suurin haittapuoli on lyhyt tunnistusalue. Magneettiset poikkeamat tasoittuvat nopeasti etäisyyden myötä. Poikkeaman olemassaolon määrittämiseksi on ohitettava siitä enintään 1 ÷ 3 mailia. Nykyaikaisilla lentonopeuksilla tämä tarkoittaa lähes suoraan veneen yläpuolella. Lisäksi mitä matalampi lento on, sitä helpompi on havaita poikkeama. Näin ollen vene voi mennä syvyyteen havaitsemisen todennäköisyyden vähentämiseksi.
Vesi on tutkassa käytettäville aallonpituuksille läpäisemätöntä . Siksi sukellusveneiden tutkahavaitseminen on mahdollista vain, kun jokin niistä on veden yläpuolella.
Toisin sanoen havaitseminen rajoittuu pääasiassa periskooppiasennossa oleviin dieselsukellusveneisiin. Ydinveneet eivät välttämättä nouse periskoopin alapuolelle tarpeeksi kauan havaitsemisen välttämiseksi. Tämä on tämän menetelmän suurin haitta .
Toisaalta sen etuna on korkea tarkkuus. Nykyaikaiset tutkat pystyvät havaitsemaan sisäänvedettävät sukellusvenelaitteet jopa 2-3 pisteen aaltojen häiriöiden taustalla. Joten RDP - päät havaitaan tutkalla 12 ÷ 15 mailin etäisyydeltä, periskoopit 4 ÷ 5 mailin etäisyydeltä ja radiosuuntamittarit ja radiotiedusteluantennit 1 ÷ 2 mailin etäisyydeltä. [5]
Siten tutka toimii tukena, ja sitä käytetään aiemmin muilla keinoin havaittujen sukellusveneiden lisätiedusteluihin. Tästä huolimatta tutka on välttämätön osa sukellusveneiden vastaisten joukkojen varusteita.
Kaasuanalysaattorit havaitsevat hiilivetyjen esiintymisen ilmassa, mikä on tyypillistä palamistuotteille. Toisin sanoen sukellusveneen dieselpakokaasun läsnäolo. Laitteet jäljittelevät kirjaimellisesti ihmisen nenän kykyjä. Englanniksi sitä kutsutaan suoraan englanniksi. nuuskija - nuuskija.
Menetelmän keksivät liittolaiset ja sitä käytettiin laajalti toisen maailmansodan aikana . Ydinsukellusveneiden kehityksen myötä sen merkitys on vähentynyt. Se ei kuitenkaan ole jäänyt pois käytöstä, koska jopa RDP:n aikana veneet tuottavat tarpeeksi pakokaasua havaittavaksi. Ilmailu on kaasuanalysaattoreiden tärkein kantaja.
Ilmeisesti tämä menetelmä soveltuu vain dieselkäyttöisiä sukellusveneitä vastaan. Tämä on sen tärkein haittapuoli . Lisäksi sen luotettavuus riippuu suuresti sääolosuhteista - tuulen voimakkuudesta, kosteudesta ja lämpötilasta.
Menetelmän etuna on sen passiivinen luonne.
Lämpöjäljen havaitseminen on eräänlainen infrapunamenetelmä , jonka tarkoituksena on havaita ydinsukellusveneet.
Sukellusveneen ydinreaktorit käyttävät merivettä ulkoisena jäähdytysaineena . Veden yli pudotuksen jälkeen vesi on lämpimämpää kuin ympäröivä.
Menetelmä on saavuttanut suosiota, koska veneen jättämä lämpöjalanjälki on paljon suurempi kuin itse vene ja siksi se on helpompi havaita. Lisäksi polulla on taipumus nousta pintaan ajan myötä (samanaikaisesti eroosiota ja jäähtyä). Pinnalle tullut jälki havaitaan jopa avaruudesta. Mutta sen kestävyys on alhainen: alle puoli tuntia.
Lämpötilaero ei yleensä riitä tunnistamaan venettä yhdestä mittauksesta. Monien mittausten vertailua ja vertailua tarvitaan. Siksi sovellus on rajoitettu erikoistuneiden RSAB-verkkojen, avaruustiedustelu- ja harvemmin kiinteiden valvontajärjestelmien verkkoihin.
Tämän menetelmän etuja ovat pitkä kantama ja sen passiivinen luonne.
Haittoja ovat yhden mittauksen riittämätön luotettavuus, epävakaus häiriöille ja sen seurauksena rajoitettu käyttöalue - vain ydinsukellusveneitä vastaan.
1980-luvulla kehitettiin pikamenetelmä ydinsukellusveneiden havaitsemiseksi meriveden cesiumradionuklidien jäämien avulla. [6] 80-luvun jälkipuoliskolla tekniikkaa käytettiin kokeellisesti Neuvostoliiton laivastossa. Kirjoittaja julisti toteutuksen. [6] Projektin 971 Pike-B sukellusveneet varustettiin herätysilmaisinjärjestelmillä (SOKS) .
Ydinsukellusveneiden salaisuuden lisääntymisen myötä ero esimerkiksi viileämmän ja ulomman veden lämpötilojen välillä on pienentynyt niin paljon, että olemassa oleville antureille siitä on tullut huonosti erotettavissa häiriötaustalla. Samaa voidaan sanoa titaanirungolla varustetun sukellusveneen magneettisesta poikkeavuudesta.
Koska antureiden herkkyyden huomattavaa nousua ei ole odotettavissa, on painopiste siirtynyt useiden havaintomenetelmien datan monimutkaiseen käsittelyyn. Joten lämpötilaeroa jäähdyttimestä täydentää ero veden sekoittumisesta potkurin kanssa , herätyksen akustisella allekirjoituksella , sähköpotentiaalilla veneen rungon ylä- ja alapinnan välillä ja muilla. Signaaliprosessorin teho ja havaintodatan kerääntyminen nousevat esiin tuomaan kohdetta esiin meren luonnollista taustaa vasten. Siten SURTASS-järjestelmän pidennetyn hinattavan antennin (TTA) käyttö , joka koostuu useista hydrofoneista, lisäsi laadullisesti kohteiden akustista kontrastia.
Käytäntö osoittaa, että monimutkaiset menetelmät mahdollistavat paitsi nykyaikaisten ydinsukellusveneiden havaitsemisen myös yhteyden ylläpitämisen. [7]
Epäsuorat havaitsemismenetelmät ovat olleet ja ovat edelleen tärkeässä asemassa. Vene ei voi aina ylläpitää korkeinta varkautta, kuten se ei voi pysyä veden alla ikuisesti. Ennemmin tai myöhemmin hänen täytyy paljastaa itsensä. Kaikki epäsuorat menetelmät perustuvat yrityksiin ennustaa paikka ja aika, jolloin vene laskee stealthiä, ja hyödyntää tätä.
Päävoimat sukellusveneiden havaitsemisessa ja tuhoamisessa ovat sukellusveneiden vastaiset lentokoneet ja laivat , torpedo- ja monikäyttöiset sukellusveneet, sukellusveneiden torjuntahelikopterit ja niiden välineinä yllä lueteltuihin menetelmiin perustuvat anturit ja erikoistuneet tietojenkäsittelyprosessorit.
Puolustustarkoituksiin sukellusveneiden vastaisia aseita asennetaan myös muun tyyppisiin sota-aluksiin ja strategisiin sukellusveneisiin.
Vuonna 2010 Yhdysvaltain puolustusministeriön Advanced Military Development Agency ( DARPA ) alkoi kehittää hanketta autonomisille sukellusveneiden vastaisille aluksille, joissa on täysin automaattinen ohjaus - ACTUV . [8] Pääasiallisena tunnistuskeinona on tarkoitus käyttää aktiivista kaikulokaatiota. [kahdeksan]
Sukellusveneen havaitseminen ei takaa tappiota. Jotta sukellusveneiden vastaiset joukot voisivat sulkeutua ja hyökätä onnistuneesti, vakiintunutta yhteyttä on ylläpidettävä, kunnes ne lähestyvät. Kaikkien menetelmien alhaisesta luotettavuudesta johtuen yhteydenpito johtaa erilliseen tehtävään nimeltä sukellusveneen seuranta .