Enlace submarino
Transmisión acústica
Sonar puede viajar lo suficientemente lejos en el agua, y altavoces subacuáticos y hidrófonos se puede utilizar para la comunicación. De todos modos, las fuerzas navales y la URSS, y EE.UU instalado equipo acústico en fondo del maráreas que eran visitadas con frecuencia por submarinos y las conectaban cables submarinos con estaciones de comunicaciones terrestres.
La comunicación unidireccional en una posición sumergida es posible mediante el uso de explosiones. Una serie de explosiones, que siguen a intervalos regulares, se propagan a través del canal de sonido submarino y son recibidas por un hidroacústico.
Comunicaciones por radio de muy baja frecuencia
Ondas de radio rango muy bajo (VLF , VLF, 3-30 kHz) puede penetrar en el agua de mar a una profundidad de 20 metros. Esto significa que un submarino ubicado a poca profundidad puede usar este rango para comunicarse. Incluso un submarino mucho más profundo puede usar boya con antena en un cable largo. La boya puede estar a una profundidad de varios metros y, debido a su pequeño tamaño, no se detecta sonares enemigo. Uno de los primeros transmisores VLF, " Goliat", Fue construido en Alemania en 1943, después de la guerra fue transportado a la URSS, en 1949-1952 restaurado en la región de Nizhny Novgorod y todavía está en funcionamiento.
En Bielorrusia, bajo Vileika, un transmisor VLF de megavatios está funcionando para comunicarse con submarinos de la Armada rusa - 43 ° centro de comunicaciones.
Fotografía aérea del transmisor ELF (Clam Lake, Wisconsin, 1982)
Ondas de radio frecuencia extremadamente baja (DUENDE , ELF, hasta 30 Hz) pasan fácilmente a través de la Tierra y el agua del mar. La construcción de un transmisor ELF es una tarea extremadamente difícil debido a la enorme longitud de onda. Soviético el sistema ZEUS funciona a una frecuencia de 82 Hz (longitud de onda - 3656 km), americano"Marinero" ( inglés navegador) - 76 Hz (longitud de onda - 3944,64 km). Las longitudes de onda de estos transmisores son comparables al radio de la Tierra. Es obvio que la construcción de un dipolo antenas a la mitad de la longitud de onda (longitud ≈ 2000 km) es una tarea poco realista en este momento.
En cambio, uno debería encontrar un área de la Tierra con una conductividad específica suficientemente baja e introducir 2 electrodos enormes a una distancia de unos 60 km entre sí. Dado que la conductividad de la Tierra en el área de los electrodos es bastante baja, la corriente eléctrica entre los electrodos penetrará profundamente en el interior de la Tierra, usándolos como parte de una enorme antena. Debido a la complejidad técnica extremadamente alta de dicha antena, solo la URSS y los EE. UU. Tenían transmisores ELF.
El esquema anterior se implementa en el transmisor "ZEUS" ubicado en Península de Kola en Severomorsk-3, al este de Murmansk en el área con las coordenadas 69, 33 69 ° N sh. 33 ° Este etc. / 69 ° N sh. 33 ° Este etc. (GRAMO) (O)(El hecho de la existencia del transmisor ELF soviético se hizo público solo en 1990 año). Dicho esquema de antena tiene una eficiencia extremadamente baja: requiere la potencia de una planta de energía separada para su funcionamiento, mientras que la señal de salida tiene una potencia de varios vatios. Pero, por otro lado, esta señal se puede recibir en prácticamente cualquier punto. el mundo- incluso una estación científica en Antártida registró el hecho de que el transmisor ZEUS estaba encendido. [ fuente no especificada 575 días ]
El transmisor de la gente de mar estadounidense constaba de dos antenas en Clam Lake, Wisconsin(Con 1977 año) y en Sawyer Air Force Base en Michigan(C 1980 año). Fue desmantelado en septiembre 2004 año... Hasta 1977, se utilizó el sistema Sanguine. Wisconsin.
Armada Gran Bretaña intentó construir su transmisor en Escocia, pero el proyecto fue cancelado.
Debido al gran tamaño de dicho dispositivo, la transmisión desde un bote sumergido al suelo no es posible. El código de comunicación se mantiene en secreto, pero se puede suponer que debido a la baja frecuencia de transmisión (unidades de bytes por minuto), solo los comandos más simples se transmiten a través de la comunicación ELF, como "Navegue y escuche el comando a través de la comunicación por satélite". . Sin embargo, las antenas receptoras de comunicaciones ELF no son en modo alguno pequeñas, ya que los barcos utilizan antenas remolcadas fabricadas.
Comunicación por radio a través de repetidores
Satélites
Si el submarino está en la superficie, entonces puede usar el rango de radio normal, como otros buques de navegación marítima. Esto no significa el uso del rango habitual de onda corta: la mayoría de las veces es una conexión con el ejército. satélite de comunicación... En los Estados Unidos, dicho sistema de comunicación se denomina "subsistema de satélite para intercambiar información con submarinos" ( inglés Subsistema de intercambio de información de satélites submarinos, SSIXS), parte del sistema marítimo de comunicaciones por satélite de frecuencia ultra alta ( inglés Sistema de comunicaciones por satélite de frecuencia ultra alta de la Marina, UHF SATCOM).
Subsidiariosubmarinobarcos
En la década de 1970, se desarrolló un proyecto de modificación de submarinos en la URSS. proyecto 629 utilizarlos como repetidores de señales y asegurar la comunicación de los buques de cualquier parte del mundo con el mando de la Armada. Se modificaron tres submarinos según el proyecto.
Aeronave
Para la comunicación con submarinos en la Armada de la Federación de Rusia (URSS), se utiliza un avión de relevo. Tu-142 MR (clasificación OTAN - "Bear-J"). En la parte inferior del fuselaje hay un tambor con una antena de cable remolcado de escape de 8,6 km de longitud y un transceptor VLF Alto Voltaje- estación R-826PL "Fregat". Además, la aeronave tiene un conjunto de estaciones de onda corta para comunicaciones troposféricas - "BKSR-A" y equipo adicional para codificación y automatización de comunicaciones por radio. El avión puede permanecer en el aire hasta 17 horas.
Sigilo
Las sesiones de comunicación, especialmente cuando el barco sale a la superficie, interrumpe su secreto, poniéndolo en riesgo de ser detectado y atacado. Por ello, se están tomando diversas medidas para incrementar el sigilo del barco, tanto técnicas como organizativas. Entonces, los barcos usan transmisores para transmitir pulsos cortos, en los que todo el la información necesaria... Además, la transferencia se puede realizar mediante una boya emergente y sub emergente. El barco puede dejar la boya en un lugar específico para la transmisión de datos, que comienza cuando el barco ya ha abandonado el área.
De hecho, en la era de Internet, Glonass y los sistemas inalámbricos de transmisión de datos, el problema de la comunicación con los submarinos puede parecer una broma sin sentido y no muy ingeniosa: ¿qué problemas podría haber 120 años después de la invención de la radio?
Y aquí solo hay un problema: el barco, a diferencia de los aviones y los barcos de superficie, se mueve en las profundidades del océano y no reacciona en absoluto a los distintivos de llamada de las estaciones de radio convencionales de HF, VHF y DV: el agua de mar salada es un Excelente electrolito, amortigua de forma fiable cualquier señal.
Bueno ... si es necesario, el barco puede emerger a la profundidad del periscopio, extender la antena de radio y realizar una sesión de comunicación con la costa. Ya se resolvió el problema?
Lamentablemente, no todo es tan simple: los barcos modernos de propulsión nuclear pueden sumergirse durante meses, y solo ocasionalmente suben a la superficie para realizar una sesión de comunicación programada. La principal importancia de la pregunta radica en la transmisión confiable de información desde la costa al submarino: ¿es realmente necesario esperar un día o más para transmitir una orden importante, hasta la próxima sesión de comunicación en el horario?
En otras palabras, al estallar una guerra nuclear, los submarinos con misiles corren el riesgo de ser inútiles: mientras las batallas se libran en la superficie, los barcos continuarán escribiendo silenciosamente "ochos" en las profundidades de los océanos, sin darse cuenta de los trágicos eventos que están ocurriendo. "sobre." Pero, ¿qué pasa con nuestro ataque nuclear de represalia? ¿Por qué se necesitan fuerzas nucleares navales si no se pueden utilizar a tiempo?
¿Cómo se pone en contacto con un submarino que acecha en el fondo del mar?
El primer método es bastante lógico y simple, al mismo tiempo es muy difícil de implementar en la práctica y el rango operativo de dicho sistema deja mucho que desear. Estamos hablando de comunicación submarina: las ondas acústicas, a diferencia de las ondas electromagnéticas, se propagan en el medio marino mucho mejor que en el aire, ¡la velocidad del sonido a una profundidad de 100 metros es de 1468 m / s!
Todo lo que queda es instalar potentes hidrófonos o cargas explosivas en el fondo: una serie de explosiones en un cierto intervalo mostrarán de manera inequívoca a los submarinos la necesidad de salir a la superficie y recibir un cifrado importante por radio. El método es adecuado para operaciones en la zona costera, pero no será posible "gritar" el Océano Pacífico, de lo contrario, la potencia requerida de las explosiones excederá todos los límites razonables, y la ola de tsunami resultante arrasará con todo Moscú. hacia New York.
Por supuesto, se pueden tender cientos y miles de kilómetros de cables a lo largo de la parte inferior, hasta los hidrófonos instalados en áreas donde es más probable que se encuentren portadores de misiles estratégicos y submarinos nucleares multipropósito ... ¿Pero hay otra solución más confiable y efectiva?
Der Goliath. Miedo a las alturas
Es imposible eludir las leyes de la naturaleza, pero existen excepciones a cada una de las reglas. La superficie del mar no es transparente para olas largas, medianas, cortas y ultracortas. Al mismo tiempo, las ondas ultralargas, reflejadas desde la ionosfera, se extienden fácilmente por el horizonte durante miles de kilómetros y pueden penetrar en las profundidades de los océanos.
Se ha encontrado una solución: un sistema de comunicación en ondas superlargas. ¡Y el problema no trivial de la comunicación con submarinos está resuelto!
Pero, ¿por qué todos los radioaficionados y expertos en radio se sientan con una expresión tan sombría en sus rostros?
Dependencia de la profundidad de penetración de las ondas de radio de su frecuencia. VLF (frecuencia muy baja) - frecuencias muy bajas, ELF (frecuencia extremadamente baja) - frecuencias extremadamente bajas
Ondas ultralargas: ondas de radio con una longitud de onda de más de 10 kilómetros. En este caso, estamos interesados en el rango de muy baja frecuencia (VLF) en el rango de 3 a 30 kHz, el llamado. "Ondas miriátricas". Ni siquiera intente buscar este rango en sus radios - para trabajar con ondas muy largas, necesita antenas de dimensiones asombrosas, muchos kilómetros de largo - ninguna de las estaciones de radio civiles opera en el rango de "onda miriátrica".
Las monstruosas dimensiones de las antenas son el principal obstáculo en la forma de crear estaciones de radio VLF.
Y, sin embargo, la investigación en esta área se llevó a cabo en la primera mitad del siglo XX; su resultado fue el increíble Der Goliath ("Goliath"). Otro representante de la "wunderwaffe" alemana, la primera estación de radio de onda superlarga del mundo, creada en interés de la Kriegsmarine. Las señales de "Goliat" fueron recibidas con confianza por los submarinos en la zona del Cabo de Buena Esperanza, mientras que las ondas de radio emitidas por el supertransmisor podían penetrar el agua a una profundidad de 30 metros.
Dimensiones del vehículo en comparación con el soporte "Goliath"
La vista del "Goliat" es impresionante: la antena transmisora VLF consta de tres partes de paraguas montadas alrededor de tres postes centrales de 210 metros de altura, las esquinas de la antena están fijadas en quince mástiles de celosía de 170 metros de altura. Cada hoja de antena, a su vez, consta de seis triángulos regulares con un lado de 400 my es un sistema de cables de acero en una carcasa de aluminio móvil. La red de la antena está tensada por contrapesos de 7 toneladas.
La potencia máxima del transmisor es de 1,8 megavatios. Rango de funcionamiento 15 - 60 kHz, longitud de onda 5000 - 20 000 m Velocidad de transferencia de datos - hasta 300 bit / s.
La instalación de una grandiosa estación de radio en el suburbio de Kalbe se completó en la primavera de 1943. Durante dos años, "Goliat" sirvió en los intereses de la Kriegsmarine, coordinando las acciones " manadas de lobos En la inmensidad del Atlántico, hasta que en abril de 1945 el "objeto" no fue capturado por las tropas estadounidenses. Después de un tiempo, el área quedó bajo el control de la administración soviética: la estación fue inmediatamente desmantelada y llevada a la URSS.
Durante sesenta años, los alemanes se preguntaron dónde habían escondido los rusos el Goliat. ¿Estos bárbaros pusieron en las uñas una obra maestra del diseño alemán?
El misterio fue revelado en principios del XXI siglo - Los periódicos alemanes salieron con titulares fuertes: “¡Sensación! ¡Goliat encontrado! ¡La estación todavía está operativa! "
Mástiles altos de "Goliat" se elevaron en el distrito de Kstovsky de la región de Nizhny Novgorod, cerca del pueblo de Druzhny; aquí es donde está transmitiendo el supertransmisor de trofeos. La decisión de restaurar "Goliat" se tomó en 1949, la primera emisión tuvo lugar el 27 de diciembre de 1952. Y ahora, desde hace más de 60 años el legendario "Goliat" custodia nuestra Patria, facilitando la comunicación con los submarinos de la Armada que se sumergen, siendo al mismo tiempo transmisor del servicio de hora exacta "Beta".
Impresionados por las capacidades de Goliat, los especialistas soviéticos no se detuvieron allí y desarrollaron ideas alemanas. En 1964, a 7 kilómetros de la ciudad de Vileika (República de Bielorrusia), se construyó una nueva estación de radio aún más grandiosa, más conocida como el 43º centro de comunicaciones de la Armada.
Hoy, una estación de radio VLF cerca de Vileika, junto con el cosmódromo de Baikonur, una base naval en Sebastopol, bases en el Cáucaso y Asia Central, es una de las instalaciones militares extranjeras activas Federación Rusa... Cerca de 300 oficiales y suboficiales de la Armada rusa están sirviendo en el centro de comunicaciones de Vileika, sin contar a los ciudadanos civiles de Bielorrusia. Legalmente, la instalación no tiene el estado de una base militar, y el territorio de la estación de radio se transfirió a Rusia para su uso gratuito hasta 2020.
La principal atracción del 43 ° centro de comunicaciones de la Armada rusa, por supuesto, es el transmisor de radio VLF Antey (RJH69), creado a imagen y semejanza del Goliat alemán. La nueva estación es mucho más grande y más perfecta que los equipos alemanes capturados: la altura de los soportes centrales aumentó a 305 m, la altura de los mástiles de celosía laterales alcanzó los 270 metros. Además de las antenas transmisoras, varios edificios técnicos están ubicados en un área de 650 hectáreas, incluido un búnker subterráneo altamente protegido.
El 43o centro de comunicaciones de la Armada rusa proporciona comunicación con barcos nucleares en alerta en las aguas del Atlántico, Índico y norte El Pacífico... Además de sus funciones principales, el complejo de antenas gigantes se puede utilizar en interés de la Fuerza Aérea, las Fuerzas de Misiles Estratégicos, las Fuerzas Espaciales de la Federación de Rusia y Antey también se utiliza para el reconocimiento radiotécnico y la guerra electrónica y es uno de los los transmisores del servicio de tiempo de precisión Beta.
Los potentes transmisores de radio "Goliat" y "Antey" proporcionan una comunicación confiable en ondas muy largas en el hemisferio norte y en un área más grande del hemisferio sur de la Tierra. Pero, ¿qué pasa si las áreas de patrulla de combate submarino se desplazan hacia el Atlántico sur o las latitudes ecuatoriales del Océano Pacífico?
Para ocasiones especiales, la Aviación Naval cuenta con equipamiento especial: Avión repetidor Tu-142MR "Oryol" (clasificación OTAN Bear-J) - componente sistema de control de reserva de las fuerzas navales nucleares.
Creado a fines de la década de 1970 sobre la base del avión antisubmarino Tu-142 (que, a su vez, es una modificación del bombardero estratégico T-95), el Eagle se diferencia de su progenitor en la ausencia de equipo de búsqueda, en lugar de En el primer compartimento de carga, hay un carrete con una antena remolcada de 8600 metros del transmisor de radio VLF "Fregat". Además de la estación de onda superlarga, a bordo del Tu-142MR hay un complejo de equipos de comunicación para operar en bandas de ondas de radio convencionales (mientras que la aeronave es capaz de realizar las funciones de un potente repetidor de HF incluso sin levantarse en El aire).
Se sabe que a principios de la década de 2000, varios vehículos de este tipo todavía estaban incluidos en el 3er Escuadrón de la 568a Guardia. regimiento de aviación mixta de la Flota del Pacífico.
Por supuesto, el uso de aviones repetidores no es más que una medida a medias forzada (de respaldo): en caso de un conflicto real, el Tu-142MR puede ser fácilmente interceptado por aviones enemigos, además, el avión que vuela en círculos en un cierto cuadrado desenmascara el portador de misiles submarinos e indica claramente al enemigo la posición del submarino.
Los marineros necesitaban exclusivamente remedio confiable por la entrega oportuna de las órdenes de la dirección político-militar del país a los comandantes de submarinos nucleares que se encuentran en patrullas de combate en cualquier rincón del Océano Mundial. A diferencia de las ondas ultralargas, que penetran en la columna de agua solo un par de decenas de metros, el nuevo sistema de comunicación debería garantizar la recepción confiable de mensajes de emergencia a profundidades de 100 metros o más.
Sí ... surgió un problema técnico muy, muy insignificante ante los señaladores.
ZEUS
... A principios de la década de 1990, los científicos de la Universidad de Stanford (California) emitieron una serie de declaraciones intrigantes sobre la investigación en ingeniería de radio y transmisión de radio. Los estadounidenses han sido testigos de un fenómeno inusual: los equipos de radio científicos colocados en todos los continentes de la Tierra regularmente, al mismo tiempo, registran extrañas señales repetitivas a una frecuencia de 82 Hz (o, en un formato más familiar para nosotros, 0.000082 MHz). La frecuencia indicada se refiere al rango de frecuencias extremadamente bajas (ELF), en este caso la longitud de la monstruosa onda es de 3658,5 km (una cuarta parte del diámetro de la Tierra).
Transmisión de 16 minutos "ZEUSA" grabada el 08.12.2000 a las 08:40 UTC
La velocidad de transmisión de una sesión es de tres caracteres cada 5 a 15 minutos. Las señales vienen directamente de corteza- los investigadores tienen la sensación mística de que el planeta mismo les está hablando.
El misticismo es la suerte de los oscurantistas medievales, y los yanquis avanzados adivinaron de inmediato que estaban lidiando con un increíble transmisor ELF ubicado en algún lugar del otro lado de la Tierra. ¿Donde? Está claro dónde, en Rusia. Parece que estos locos rusos "cortocircuitaron" todo el planeta, usándolo como una antena gigante para transmitir mensajes encriptados.
El objeto secreto "ZEUS" se encuentra a 18 kilómetros al sur del aeródromo militar Severomorsk-3 (Península de Kola). Sobre el mapa de Google Mapas, dos claros (en diagonal) son claramente visibles, que se extienden a través de la tundra del bosque durante dos decenas de kilómetros (varias fuentes de Internet indican la longitud de las líneas como 30 e incluso 60 km), además, especificaciones técnicas, estructuras, Los caminos de acceso y un claro adicional de 10 kilómetros se notan al oeste de las dos líneas principales.
Claros con "comederos" (los pescadores adivinarán inmediatamente de qué están hablando), a veces confundidos con antenas. De hecho, se trata de dos "electrodos" gigantes a través de los cuales se impulsa una descarga eléctrica de 30 MW. La antena es el propio planeta Tierra.
La elección de este lugar para la instalación del sistema se explicará por la baja conductividad del suelo local: con una profundidad de orificios de contacto de 2-3 kilómetros, los impulsos eléctricos penetran profundamente en las entrañas de la Tierra, penetrando en el planeta a través de y mediante. Los pulsos del generador ELF gigante se registran claramente incluso en las estaciones científicas de la Antártida.
El circuito presentado no está exento de desventajas: dimensiones voluminosas y eficiencia extremadamente baja. A pesar de la tremenda potencia del transmisor, la potencia de salida es de solo unos pocos vatios. Además, la recepción de ondas tan largas también conlleva considerables dificultades técnicas.
La recepción de señales de "Zeus" se lleva a cabo mediante submarinos en movimiento a una profundidad de 200 metros hasta una antena remolcada de aproximadamente un kilómetro de largo. Debido a la velocidad de transferencia de datos extremadamente baja (un byte por varios minutos), el sistema ZEUS se utiliza obviamente para transmitir los mensajes codificados más simples, por ejemplo: "Ascienda a la superficie (suelte una baliza) y escuche el mensaje a través de la comunicación por satélite . "
En aras de la justicia, cabe señalar que, por primera vez, un plan de este tipo se concibió por primera vez en los Estados Unidos en los años Guerra Fría- En 1968, se propuso un proyecto para una instalación secreta de la Marina, con nombre en código Sanguine ("Optimistic") - los Yankees tenían la intención de convertir el 40% del área forestal de Wisconsin en un transmisor gigante, que constaba de 6,000 millas de cables subterráneos y 100 búnkers altamente protegidos. para albergar equipos auxiliares y generadores de electricidad. Tal como lo concibieron los creadores, el sistema pudo resistir una explosión nuclear y garantizar una transmisión segura de una señal de ataque con misiles en todos los submarinos nucleares de la Marina de los EE. UU. En cualquier área de los océanos.
Transmisor ELF americano (Clam Lake, Wisconsin, 1982)
En 1977-1984, el proyecto se implementó de una forma menos absurda en la forma del sistema Seafarer, cuyas antenas estaban ubicadas en Clam Lake (Wisconsin) y en Sawyer Air Force Base (Michigan). La frecuencia de funcionamiento de la instalación ELF estadounidense es de 76 Hz (longitud de onda 3947,4 km). Potencia del transmisor de la gente de mar - 3 MW. El sistema fue retirado del servicio de combate en 2004.
Actualmente, una dirección prometedora para resolver el problema de la comunicación con los submarinos es el uso de láseres del espectro azul-verde (0,42-0,53 micrones), cuya radiación con las menores pérdidas supera el medio acuático y penetra hasta una profundidad de 300 metros. Además de las dificultades obvias con el posicionamiento preciso del haz, el "obstáculo" de este esquema es la alta potencia requerida del emisor. La primera opción prevé el uso de repetidores de satélite con reflectores reflectantes de gran tamaño. La opción sin repetidor proporciona la presencia de una poderosa fuente de energía en órbita: se requiere una planta de energía con una potencia de dos órdenes de magnitud mayor para alimentar un láser de 10 W.
En conclusión, cabe señalar que la Armada rusa es una de las dos flotas del mundo que tiene un complemento completo de fuerzas nucleares navales. Además de suficiente portaaviones, misiles y ojivas, en nuestro país se realizaron serias investigaciones en el campo de la creación de sistemas de comunicación con submarinos, sin los cuales las fuerzas nucleares estratégicas navales perderían su ominosa importancia.
"Goliat" durante la Segunda Guerra Mundial
Avión de control y comunicaciones Boeing E-6 Mercury, elemento del sistema de comunicaciones de respaldo para submarinos nucleares con misiles balísticos (SSBN) de la Armada de EE. UU.
COMUNICACIÓN SUBMARINA: PRESENTE Y FUTURO
La importancia de las tareas que resuelven los submarinos determina la necesidad de dotarlos de comunicaciones de superficie. La principal dirección del trabajo es la creación de equipos fiables e inmune al ruido que cumplan condiciones modernas... Para asegurar el secreto de las operaciones submarinas, se toman medidas organizativas y técnicas, incluida la maniobra por medio de comunicación, energía, tiempo, frecuencia, etc. En la dirección "costa - submarino", el medio principal es la comunicación en ondas muy largas (VLW) en el rango de 2-30 kHz. Las señales en estas frecuencias son capaces de penetrar profundamente en el océano hasta 50 m.
Para recibir señales en las bandas VLF, DV y MW, los submarinos utilizan diferentes tipos antenas. Uno de ellos, stub, o "cable flotante", es un conductor largo con flotabilidad positiva, aislado del medio marino. Al moverse en profundidad, este cable se libera del submarino y, mientras flota hacia la superficie, recibe señales de radio.
Una antena de este tipo es de diseño simple, pero puede detectarse visualmente desde aviones o satélites, así como mediante dispositivos de observación hidroacústica basados en el ruido que se produce cuando el cable se mueve en el agua. Un serio inconveniente del "cable flotante" es el hecho de que sólo se puede utilizar a bajas velocidades, de lo contrario se hundirá a profundidades donde la recepción de señales es imposible.
Otro tipo - "boya remolcada" - es un compartimiento aerodinámico, una antena sensible está montada en él, conectada al bote que lo remolca por un cable a través del cual la señal recibida se alimenta a la entrada del receptor. El dispositivo de control de profundidad automático mantiene la profundidad establecida a varias velocidades de desplazamiento. Sin embargo, cuando se navega a profundidades significativas, se requiere un cable largo y la velocidad está limitada para evitar roturas y reducir el ruido acústico.
El segundo canal de comunicación en la dirección "costa - submarino" es la comunicación de frecuencia ultrabaja (ELF), que permite resolver varias de las restricciones anteriores.
Las ondas ELF son capaces de penetrar grandes profundidades del océano. Con la ayuda de una antena remolcada, el submarino puede recibir una señal ELF a una profundidad de varios cientos de metros e incluso bajo Hielo polar con un espesor medio de unos 3 m. el único remedio alerta a los submarinos en caso de alarma y sirve para indicar su subsuperficie para recibir transmisiones en las bandas VLF o HF y VHF. No depende del efecto de las explosiones nucleares en el medio de propagación de las ondas de radio ni de la interferencia deliberada.
Sus desventajas incluyen: baja velocidad de transferencia de información (solo 3 caracteres en 15 minutos), tallas grandes sistemas de antenas costeras, fuentes de energía que consumen mucha energía y su vulnerabilidad a los ataques nucleares del enemigo. Para aumentar la capacidad de supervivencia de las comunicaciones VLF, el comando de la Marina de los EE. UU. Está considerando la posibilidad de usar globos no guiados como repetidores.
En el extranjero, se cree que, a pesar de las indudables ventajas, la comunicación VLF no proporciona una alta velocidad de transmisión y recepción de mensajes mientras se mantiene el secreto en la profundidad de trabajo de inmersión.
Se está trabajando intensamente en otras áreas no tradicionales. En particular, se están estudiando las perspectivas de la comunicación óptica (láser), cuya ventaja fundamental es la posibilidad de que las ondas electromagnéticas en este rango penetren en el océano a una profundidad considerable. Se cree que en la mayoría de los océanos del mundo, con la ayuda de sensores sensibles en el casco del submarino, es posible recibir una señal óptica a una profundidad de 500-700 m. Se cree que es preferible utilizar un láser colocado en un satélite artificial.
Una de las desventajas de la comunicación óptica es la necesidad de conocer la ubicación exacta del destinatario para apuntar el haz, que se supera transmitiendo secuencialmente el mismo mensaje a diferentes regiones, aunque esto aumenta el tiempo de su paso al destinatario. En el futuro, se prevé utilizar potentes láseres para transmisiones circulares a todas las áreas de probable ubicación de submarinos.
A pesar de las ventajas de los canales de comunicación láser, implementación práctica se retrasan debido a su costo relativamente alto.
Los expertos extranjeros señalan que la conexión entre la costa y el barco se puede realizar mediante medios acústicos. Las ondas sonoras viajan miles de millas, pero se necesita mucho tiempo para transmitir información a largas distancias. Además, la señal es fácilmente detectada por el enemigo y suprimida por medio de una guerra electrónica. Se cree que uno de los métodos de comunicación hidroacústica puede ser la operación de receptores estacionarios y transmisores acústicos de baja potencia en boyas submarinas conectadas por cable a la orilla.
Los científicos también ven oportunidades potenciales de comunicación con submarinos en una posición sumergida en el uso de haces de neutrinos (eléctricamente neutros partículas elementales). Pueden viajar a través de la tierra a la velocidad de la luz con muy poca pérdida de energía. Con la ayuda de fotomultiplicadores especiales, es posible recibir pulsos de luz submarinos que surgen de las colisiones de neutrinos con los núcleos de las moléculas de agua de mar. Se cree que un dispositivo de comunicación completamente encubierto será efectivo a grandes profundidades, donde la interferencia luz de sol y los rayos cósmicos son mínimos. Sin embargo, la creación de un generador de neutrinos actualmente requiere tales costos de material que es difícil de implementar en la práctica.
Para la comunicación en la dirección "costa - submarino" simultáneamente con la gama VLF, las transmisiones se realizan tanto en ondas cortas como ultracortas. Para recibir en estos rangos, el submarino debe flotar a la profundidad del periscopio y elevar la antena del mástil. Al mismo tiempo, se pierde el secreto. Por lo tanto, dicha conexión se usa solo en casos necesidad urgente por sesiones asignadas. Al mismo tiempo, se observa que las comunicaciones VHF y HF en una guerra nuclear serán las más tenaces, estables y confiables, ya que los nodos costeros con campos de antena masivos y complejos de VLF, sistemas VLF pueden destruirse.
Las transferencias en la dirección "submarino - costa" se realizan a profundidad de periscopio en HF y VHF a través de un satélite artificial o un intermediario (barco, avión). En este caso, se utiliza una antena de mástil, que se puede detectar fácilmente por medios de radar, y se puede rastrear la señal radiada de este rango. Para garantizar el sigilo, se utilizó originalmente equipo de transmisión de tiempo ultra corto (UTS), y ahora, tecnología de modulación de banda ancha (WDM). Hace que sea difícil detectar e interceptar transmisiones debido al hecho de que la energía de la señal deseada se distribuye en un rango de frecuencia muy amplio.
Además, la comunicación ShPM permite la recepción y transmisión a una alta velocidad de información, lo que también reduce la probabilidad de rumbo de un submarino.
Su principal desventaja es la necesidad de flotar para desplegar las antenas.
En las direcciones "Submarino - Submarino" y "Submarino - Buque de superficie", se utiliza comunicación hidroacústica. Dado que el principal requisito táctico para los submarinos es la navegación encubierta en profundidad, la posibilidad de comunicación con ellos medios modernos muy limitado.
Se cree que los logros de la tecnología WDM, así como el uso de la sintonización de frecuencia de salto en señales de alta frecuencia en un contexto de interferencia, garantizan que la transmisión del submarino no será detectada por la red de reconocimiento electrónico más desarrollada. lo que aumentará enormemente el secreto y, en consecuencia, la eficacia de las fuerzas submarinas. Y finalmente, solo el uso complejo de todos los tipos y medios de comunicación puede garantizar su confiabilidad.
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En la mayoría de los casos, la solución más simple es suficiente: flotar hasta la superficie del agua y elevar la antena por encima del agua. Pero esta solución no es suficiente para un submarino nuclear: estos barcos se desarrollaron durante la Guerra Fría y podrían sumergirse durante varias semanas o incluso meses, pero sin embargo tenían que lanzar rápidamente misiles balísticos en caso de una guerra nuclear.
La comunicación con submarinos en posición sumergida se realiza de las siguientes formas.
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Transmisión acústica
Sistema soviético"ZEUS" opera a una frecuencia de 82 Hz (longitud de onda 3656 km), el "Seafarer" estadounidense (con inglés- "navegador") - 76 Hz (longitud de onda 3944,64 km). Las longitudes de onda de estos transmisores son comparables al radio de la Tierra. Hasta 1977, se utilizó el sistema Sanguine con sede en Wisconsin. Frecuencia: 76 Hz o 45 Hz. La Armada británica intentó construir su propio transmisor en Escocia, pero el proyecto fue cancelado.
Ondas de radio frecuencias infrabajas o infra bajas frecuencias (Hnch, ILF 300-3000 Hz) tienen elementos de antena más compactos, pero menos penetración en el mar y profundidades terrestres.
Ondas de radio muy bajas frecuencias o muy bajas frecuencias (VLF, VLF 3-30 kHz) tienen antenas aún más compactas en comparación con las bandas anteriores, pero pueden penetrar en el agua de mar solo a profundidades de hasta 20 metros, superando el efecto de superficie (piel). Un submarino poco profundo puede usar este rango para comunicaciones. Un submarino mucho más profundo puede usar una boya con una antena en un cable largo. La boya puede ubicarse a una profundidad de varios metros y, debido a su pequeño tamaño, no puede ser detectada por los sonares enemigos. El primer transmisor VLF del mundo, "Goliath", fue construido en Alemania en 1943, después de la guerra fue transportado a la URSS, en 1949-1952 fue restaurado en la región de Nizhny Novgorod y todavía está en funcionamiento. En Bielorrusia, cerca de Vileika, hay un transmisor VLF de megavatios para la comunicación con los submarinos de la Armada rusa, el 43 ° centro de comunicaciones.
Ondas de radio bajas frecuencias o bajas frecuencias (LF, LF 30-300 kHz) también se puede utilizar para la comunicación con instalaciones subterráneas o marinas. El transmisor American Seafarer operaba a 76 kHz y constaba de dos antenas en Clam Lake, Wisconsin (desde 1977) y en Sawyer Air Force Base, Michigan (desde 1980). Fue desmantelado en septiembre de 2004.
Desventajas de la comunicación por radio de los rangos indicados:
- La línea de comunicación es unidireccional. Un submarino a bordo no puede tener su propio transmisor debido al enorme tamaño de antena requerido. Incluso las antenas receptoras de comunicaciones ELF / VLF no son en absoluto pequeñas: los barcos utilizan antenas remolcadas fabricadas con una longitud de cientos de metros.
- La velocidad de dicho canal es extremadamente baja, del orden de varios caracteres por minuto. Por tanto, es razonable suponer que los mensajes transmitidos contienen instrucciones o comandos generales para utilizar otras formas de comunicación.
Satélites
Si el submarino está en la superficie, entonces puede usar el rango de radio normal, como otros buques de navegación marítima. Esto no significa el uso del rango de onda corta habitual: la mayoría de las veces se trata de comunicación con los militares para usarlos como repetidores de señal y proporcionar comunicación entre barcos desde cualquier parte del mundo con el mando de la Armada. Se modificaron tres submarinos según el proyecto.
Se instala un equipo similar en el puesto de mando aéreo: el avión Il-80.
La Marina de los EE. UU. Utiliza el avión E-6 Mercury para comunicarse con submarinos en la gama VLF (creado sobre la base del pasajero Boeing-707, se utilizan antenas remolcadas con una longitud de 7925 m (principal) y 1219 m (auxiliar)) . En realidad, este avión no es un repetidor puro de señales de control de combate para SSBN, sino que sirve como un puesto de mando para controlar fuerzas nucleares estratégicas. La tripulación, además de 5 personas que conducen directamente la máquina, también incluye 17 operadores. El puesto de mando aéreo del gobierno E-4A (basado en el Boeing 747) también tiene una estación SDV y una antena de cable remolcada de unos 8 km de largo.
Sigilo
Las sesiones de comunicación, especialmente con la salida a la superficie del barco, interrumpen su secreto, poniéndolo en riesgo de ser detectado y atacado. Por ello, se están tomando diversas medidas para incrementar el sigilo del barco, tanto técnicas como organizativas. Por ejemplo, los barcos utilizan transmisores para transmitir pulsos cortos, en los que se comprime toda la información necesaria. Además, la transferencia se puede realizar mediante una boya emergente y sub emergente. El barco puede dejar la boya en un lugar determinado para la transmisión de datos, que comienza cuando el barco ya ha abandonado la zona, o no.
Transmisión acústica
- El sonido puede viajar lo suficientemente lejos en el agua que los altavoces subacuáticos y los hidrófonos se pueden utilizar para la comunicación. En cualquier caso, las armadas tanto de la URSS como de los Estados Unidos instalaron equipos acústicos en el lecho marino de las zonas frecuentadas por submarinos y los conectaron con cables submarinos a estaciones de comunicación terrestres.
- La comunicación unidireccional en una posición sumergida es posible mediante el uso de explosiones. Una serie de explosiones, que siguen a intervalos regulares, se propagan a través del canal de sonido submarino y son recibidas por un hidroacústico.
Comunicaciones por radio de muy baja frecuencia
Ondas de radio rango muy bajo (VLF, VLF, 3-30 kHz) puede penetrar en el agua de mar a una profundidad de 20 metros. Esto significa que un submarino ubicado a poca profundidad puede usar este rango para comunicarse. Incluso un submarino mucho más profundo puede usar una boya con una antena en un cable largo. La boya se puede ubicar a una profundidad de varios metros y, debido a su pequeño tamaño, no es detectada por los sonares enemigos. El primer transmisor VLF del mundo, "Goliath", fue construido en Alemania en 1943, después de la guerra fue transportado a la URSS, en 1949-1952 fue restaurado en la región de Nizhny Novgorod y todavía está en funcionamiento.
Ondas de radio frecuencia extremadamente baja (DUENDE, ELF, hasta 30 Hz) pasan fácilmente a través de la Tierra y el agua del mar. La construcción de un transmisor ELF es una tarea extremadamente difícil debido a su gran longitud de onda y su eficiencia extremadamente baja. El sistema soviético "ZEUS" opera a una frecuencia de 82 Hz (longitud de onda - 3656 km), el "Seafarer" estadounidense (ing. navegador) - 76 Hz (longitud de onda - 3944,64 km). Las longitudes de onda de estos transmisores son comparables al radio de la Tierra. Es obvio que la construcción de una antena dipolo de media longitud de onda (longitud ≈ 2000 km) es una tarea poco realista en este momento.
En cambio, es necesario encontrar un área de la Tierra con una conductividad específica suficientemente baja y enterrar 2 electrodos de gran tamaño a una distancia de unos 60 km entre sí. Dado que la conductividad de la Tierra en el área de los electrodos es bastante baja, la corriente eléctrica entre los electrodos penetrará profundamente en el interior de la Tierra, usándolos como parte de una enorme antena. Debido a la complejidad técnica extremadamente alta de dicha antena, solo la URSS y los EE. UU. Tenían transmisores ELF.
El esquema anterior se implementa en el transmisor ZEVS ubicado en la península de Kola en Severomorsk-3, al este de Murmansk en el área con coordenadas 69 , 33 69 ° N sh. 33 ° Este etc. / 69 ° N sh. 33 ° Este etc.(VAMOS)
(El hecho de la existencia del transmisor ELF soviético no se hizo público hasta 1990). Dicho esquema de antena tiene una eficiencia extremadamente baja: requiere la potencia de una planta de energía separada para su funcionamiento, mientras que la señal de salida tiene una potencia de varios vatios. Pero, por otro lado, esta señal se puede recibir prácticamente en cualquier parte del mundo, incluso estación científica en la Antártida registró el hecho de que el transmisor ZEUS estaba encendido.El transmisor American Seafarer constaba de dos antenas en Clam Lake, Wisconsin (desde 1977) y en la Base de la Fuerza Aérea Sawyer en Michigan (desde 1980). Fue desmantelado en septiembre de 2004. Hasta 1977, se utilizó el sistema Sanguine con sede en Wisconsin.
La Armada británica intentó construir su propio transmisor en Escocia, pero el proyecto fue cancelado.
Debido al gran tamaño de dicho dispositivo, la transmisión desde un bote sumergido al suelo no es posible. El código de comunicación se mantiene en secreto, pero se puede suponer que debido a la baja frecuencia de transmisión (unidades de bytes por minuto), solo los comandos más simples se transmiten a través de la comunicación ELF, como "Navegue y escuche el comando a través de la comunicación por satélite". . Sin embargo, las antenas receptoras de comunicaciones ELF no son en modo alguno pequeñas, ya que los barcos utilizan antenas remolcadas fabricadas.
Comunicación por radio a través de repetidores
Satélites
Si el submarino está en la superficie, entonces puede usar el rango de radio normal, como otros buques de navegación marítima. Esto no significa utilizar el rango habitual de onda corta: la mayoría de las veces se trata de una conexión con un satélite de comunicaciones militares. En los Estados Unidos, dicho sistema de comunicación se denomina "subsistema de satélite para intercambiar información con submarinos" (ing. Subsistema de intercambio de información de satélites submarinos , SSIXS), parte del sistema marítimo de comunicaciones por satélite de ultra alta frecuencia (ing. Sistema de comunicaciones por satélite de frecuencia ultra alta de la Marina , UHF SATCOM).
Submarinos utilitarios
En la década de 1970, la URSS desarrolló un proyecto para modificar los submarinos del Proyecto 629 para usarlos como repetidores de señales y proporcionar comunicación entre barcos de cualquier parte del mundo con el mando de la Armada. Se modificaron tres submarinos según el proyecto.
Aeronave
Para comunicarse con los submarinos, la Armada rusa (URSS) utiliza el avión repetidor Tu-142 MR (clasificación OTAN - "Bear-J"). En la parte inferior del fuselaje hay un tambor con una antena de cable remolcada de escape, de 8,6 km de longitud, y un transceptor de banda VLF de alta potencia: la estación R-826PL "Fregat". Además, la aeronave tiene un conjunto de estaciones de onda corta para comunicaciones troposféricas - "BKSR-A" y equipo adicional para codificación y automatización de comunicaciones por radio, incluida la computadora de a bordo "Orbit-20". Para proteger a la tripulación de la radiación electromagnética, se instalan redes de blindaje de metal en todas las ventanas, con la excepción de tres parabrisas piloto. La aeronave puede permanecer en el aire sin repostar hasta 17 horas.
Sigilo
Las sesiones de comunicación, especialmente cuando el barco sale a la superficie, interrumpe su secreto, poniéndolo en riesgo de ser detectado y atacado. Por ello, se están tomando diversas medidas para incrementar el sigilo del barco, tanto técnicas como organizativas. Por ejemplo, los barcos utilizan transmisores para transmitir pulsos cortos, en los que se comprime toda la información necesaria. Además, la transferencia se puede realizar mediante una boya emergente y sub emergente. El barco puede dejar la boya en un lugar específico para la transmisión de datos, que comienza cuando el barco ya ha abandonado el área.
ver también
Notas (editar)
Enlaces
- Acerca de los transmisores ELF estadounidenses
- ZEVS, el transmisor ELF ruso de 82 Hz (ing.)
- Sitio del transmisor de frecuencia extremadamente baja - Clam Lake, Wisconsin
- Comunicación submarina, dxdt.ru, 30 de junio de 2008
Fundación Wikimedia. 2010.
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