A tengeralattjárók felderítése az ellenük folytatott küzdelem első és fő feladata. A sikeres észlelés megfosztja a tengeralattjárókat a fő taktikai előnytől - a lopakodástól.
A lopakodás a kezdetektől fogva velejárója a tengeralattjáróknak. Ezenkívül a csónakok létrehozásakor minden intézkedést megtesznek a lopakodás növelése érdekében. Ezért a felfedezés nem könnyű feladat. A technológia fejlődésével ez csak egyre nehezebbé válik. Ezért a legtöbb időt és eszközt a tengeralattjáró-elhárító erők erre fordítják .
Mint minden tárgy, a csónak is a jelenlétével hat a környezetre. Más szóval, a hajónak megvannak a maga fizikai mezői . A tengeralattjárók ismertebb fizikai terei közé tartozik a hidroakusztikus, mágneses, hidrodinamikai, elektromos, alacsony frekvenciájú elektromágneses, valamint termikus, optikai. A fő észlelési módszerek hátterében a hajó fizikai mezőinek kiválasztása az óceán (tenger) mezőinek hátterében áll.
Észlelési módszerek fizikai mezők típusa szerint:
Ezenkívül vannak közvetett kimutatási módszerek:
Egyetlen módszer sem garantálja az észlelést, vagy akár a stabil teljesítményszintet sem. Ezért az összes módszert együtt alkalmazzák. Folyamatosan kutatják, fejlesztik, újakat keresnek.
Az akusztikus módszer a legfontosabb. A hang sokkal gyorsabban terjed a vízben, mint a levegőben (körülbelül 1500 m/s), és sokkal nagyobb távolságra, mint bármely más zavarás. Az akusztikus módszer detektálási tartománya átlagosan két nagyságrenddel nagyobb, mint az azt követő magnetometriás módszeré. Az akusztika lehetővé teszi a tengeralattjárók észlelését minden mélységben [1] , nem függ a napszaktól és kevéssé függ az időjárási viszonyoktól és az évszaktól. Maga az észlelés távolsága, pontossága és megbízhatósága azonban erősen (tízszeres) változik a tenger hidrológiai viszonyaitól függően; például egy víz alatti hangcsatorna jelenléte (a diagramon) drámaian megnövelheti az érzékelési tartományt, éppen ellenkezőleg, az ugróréteg gátként szolgál, és akusztikailag "láthatatlanná" teheti a hajót.
A passzív módszer maga a tengeralattjáró által kibocsátott zaj és szonárjelek észlelése (ez utóbbi nem jellemző). A használt eszköztől függően ezt zajiránykeresésnek, zajhelymeghatározásnak, hidroakusztikus megfigyelésnek vagy ébredésérzékelésnek is nevezik .
A passzív módszer előnye a titkosság - a célpont nem tud az észlelés tényéről, viszonylag nagy hatótávolság - esetenként 100-150 mérföldes távolságból is észlelhetők a nagyon zajos tárgyak - és a célpontok osztályozásának lehetősége. a zaj természete.
Az osztályozás céljából a célpont úgynevezett akusztikus aláírását ( angol acoustic profile ) állítják össze. A következőket tartalmazhatja: mechanikai zaj, berendezészaj, szélzaj, lapáthang, sebességhang, kavitációs zaj, kiemelkedési zaj. A tengeralattjárók számára a légcsavar a legzajosabb tárgy . A második legszembetűnőbb (az atomtengeralattjárókra jellemző) a reaktor primer körének keringtető szivattyúja (CP). [2] Az akusztikus jelek lehetővé teszik , hogy a Captor aknatorpedói csak tengeralattjárókat célozzanak meg. [3]
A passzív módszer hátránya, hogy nem lehet közvetlenül meghatározni a célpont távolságát: csak irányt - irányt ad a cél felé. A távolságok passzív módban történő meghatározásához indirekt módszereket kell alkalmazni.
A passzív módszer a fő, amelyet a tengeralattjárók és a helyhez kötött megfigyelőrendszerek alkalmaznak. Ez az egyetlen a haditengerészeti fegyverek – aknák és torpedók – akusztikus irányítórendszereinek szolgálati csatornájában is .
Aktív módban a szonár vevő érzékeli a szinkronizált adó által kibocsátott, céltárgyról visszavert hangot ( visszhangot ). Ennek megfelelően a módszert visszhangirány-keresésnek vagy visszhanghelymeghatározásnak is nevezik . A szonárok (GAS) vagy a rádiós szonárbóják ( RGAB ) ezen az elven működnek .
Az aktív módszer előnye, hogy nemcsak az irányt, hanem a célpont távolságát is közvetlenül meghatározhatja.
Hátránya , hogy az érzékelési tartomány kisebb, mint passzív módon - a visszavert jel a hasznos szint alatti távolsággal csökken, és a tartomány növelésére tett kísérletek a jelintenzitás exponenciális növekedéséhez vezetnek , ami technikailag korlátozott; az észlelés titkosságának hiánya - a tengeralattjáró körülbelül kétszer olyan távolságból hallja a kibocsátott jelet, mint amennyire a kereső GAS hallja a visszhangot; a célpontok osztályozásának lehetetlensége - az egyetlen dolog, ami megbízhatóan meghatározható, az a célpont koordinátái.
Ezen okok miatt az aktív módszer jellemző: felszíni hajókra, mivel ezeknél a passzív észlelési feltételeket saját zajuk korlátozza; rádióakusztikus bójákhoz és süllyesztett GAS-hoz; tengeralattjárók esetében a célpont mozgásának elemeinek meghatározása közvetlenül a támadás előtt; valamint a haditengerészeti fegyverek irányítórendszereinek harccsatornájában.
A magnetometrikus módszer a Föld mágneses terének torzulásainak – mágneses anomáliáinak – keresésén alapul . A nagy tömegű ferromágnesek jelenléte , mint például a tengeralattjáró törzse, elég nagy anomáliákat hoz létre ahhoz, hogy magnetométerrel észlelhető legyen .
A tengeralattjárók elleni jelzőhurok a tengerfenéken fekvő víz alatti kábel volt, és az ellenséges tengeralattjárók áthaladásának észlelésére szolgált. Első gyakorlati alkalmazása a Firth of Forth-ban volt 1915 augusztusában Alexander Crichton Mitchell skót fizikusnál, a Királyi Haditengerészet kutatóintézetének segítségével HMS Tarlairben (Aberdour). Sajnos a Vizsgáló és Kutatási Tanácsnak (RIR) benyújtott jelentését félreértelmezték, és megállapításait elvetették, mint irrelevánsokat. William Bragg, az SR&I tudósa releváns kutatásokat végzett az SR&I-ben, de mivel az SR&I független volt a Királyi Haditengerészet irányításától , amit a haditengerészet nehezményezett, még akkor is jelentős kudarcokkal szembesült, amikor átigazolt a HMS Tarlairhez. Bragg a BIR kísérleti állomásra költözött Harwichban, Essexben, Angliában. Bragg javaslatára Mitchell munkáját felülvizsgálták, 1917-ben ismét megnőtt az érdeklődés a Mitchell hurok iránt, ami 1918 közepén sikeres kifejlesztéséhez vezetett. A második világháború alatt a szövetségesek széles körben használták a hurkokat, hogy megvédjék a kikötőket a tengeralattjárók támadásától. [négy]
A Chicagói Tudományos és Technológiai Múzeumban a "tengeralattjárók" részlegében egy kiállítás található, ahol egy egyszerű kísérletet hajthat végre a látogató. A rétegelt lemezre a koordináta rácson kívül semmi nincs nyomtatva. A tábla alatt több vastárgy található. Számuk és helyük előre nem ismert. Ha egyenletesen mozgatja a mágnest a táblagépen, meg lehet határozni azokat a koordinátákat, amelyeknél a mozgás ellenállásba ütközik – az anomáliák koordinátáit.
A tengeralattjáró-ellenes erők közül a repülés az egyetlen hordozója az aeromagnetométereknek vagy mágneses anomália-érzékelőknek ( eng. Magnetic Anomaly Detector, MAD ) . Ugyanakkor az amerikaiak által használt egyéb észlelési eszközök tökéletessége olyan, hogy egyáltalán nem mindegy, hogy a tengeralattjáró rendelkezik-e mágneses mezővel vagy sem; így az amerikaiak általában eltávolították a magnetométereket az új P-8 Poseidon járőrrepülőgépeikről . Éppen a repülőgépek és helikopterek képesek rövid időn belül nagy vízterületeket felmérni, saját mágneses mezőjük kicsi. De még ezzel együtt is el kell venni a magnetométert a toktól. Ezért egy tengeralattjáró-elhárító repülőgépet a merev farokgémről, a helikoptert pedig a gyártott kábel kúpos stabilizátoráról lehet felismerni.
A magnetometrikus módszer előnye az egyszerűsége és a mérőközegtől való függetlensége – a Föld mágneses tere a vízben szinte ugyanúgy viselkedik, mint a levegőben. Ráadásul a módszer passzív, vagyis a célpont nem tud az észlelésről.
A fő hátrány a rövid érzékelési tartomány. A mágneses anomáliák a távolsággal gyorsan kisimulnak. Az anomália jelenlétének meghatározásához legfeljebb 1 ÷ 3 mérföldre kell elhaladni tőle. A modern repülőgép repülési sebességénél ez szinte közvetlenül a hajó felett jelent. Sőt, minél alacsonyabb a repülés, annál könnyebben észrevehető az anomália. Ennek megfelelően a csónak az észlelés valószínűségének csökkentése érdekében mélységbe mehet.
A víz áthatolhatatlan a radarban használt hullámhosszokon . Ezért a tengeralattjárók radarfelderítése csak akkor lehetséges, ha bármely részük a víz felett van.
Vagyis az észlelés főleg a periszkóp pozícióban lévő dízel-tengeralattjárókra korlátozódik. Előfordulhat, hogy a nukleáris hajók nem merülnek fel elég hosszú ideig a periszkóp alatt ahhoz, hogy elkerüljék az észlelést. Ez a módszer fő hátránya .
Másrészt előnye a nagy pontosság. A modern radarok még a 2-3 pontos hullámok interferenciájának hátterében is képesek észlelni a behúzható tengeralattjáró eszközöket. Tehát az RDP fejeket radar 12 ÷ 15 mérföld távolságból, periszkópok 4 ÷ 5 mérföld távolságból, rádiós iránykeresők és rádióintelligencia antennák 1 ÷ 2 mérföld távolságból érzékelik. [5]
Így a radar támogató szerepet játszik, és a korábban más eszközökkel észlelt tengeralattjárók további felderítésére használják. Ennek ellenére a radar a tengeralattjáró-elhárító erők felszerelésének nélkülözhetetlen része.
A gázelemzők az égéstermékekre jellemző szénhidrogének jelenlétét érzékelik a levegőben. Más szóval, a tengeralattjáró dízel kipufogógázának jelenléte. A berendezés szó szerint az emberi orr képességeit utánozza. Angolul közvetlenül angolnak hívják . szippantás – szippantás.
A módszert a szövetségesek találták fel, és a második világháború idején széles körben alkalmazták . A nukleáris tengeralattjárók fejlődésével jelentősége csökkent. Azonban nem esett használaton kívül, mert még az RDP alatt is elegendő kipufogógázt termelnek a hajók ahhoz, hogy észlelni lehessen őket. A légi közlekedés a gázelemző készülékek fő szállítója.
Nyilvánvalóan ez a módszer csak dízelmotoros tengeralattjárókkal szemben alkalmas. Ez a fő hátránya . Ezenkívül megbízhatósága nagymértékben függ az időjárási viszonyoktól - szélerősség, páratartalom és hőmérséklet.
A módszer előnye, hogy passzív.
A hőnyomok detektálása az infravörös módszer egyik fajtája, amelynek célja a nukleáris tengeralattjárók észlelése.
Az atomtengeralattjáró reaktorok tengervizet használnak külső hűtőközegként . Miután visszadobtuk a fedélzetre, a víz melegebb, mint a környező.
A módszer azért vált népszerűvé, mert a csónak által hagyott hőlábnyom sokkal nagyobb, mint maga a csónak, így könnyebben észlelhető. Ezenkívül a nyomvonal idővel hajlamos a felszínre emelkedni (egyidejűleg erodálódik és lehűl). A felszínre került nyomot még az űrből is észlelik. De a tartóssága alacsony: kevesebb, mint fél óra.
A hőmérséklet-különbség általában nem elegendő a hajó egyetlen mérésből történő észleléséhez. Sok mérés összehasonlítása és összehasonlítása szükséges. Ezért az alkalmazás speciális RSAB-k hálózataira, űrfelderítőkre és ritkábban helyhez kötött megfigyelőrendszerekre korlátozódik.
Ennek a módszernek az előnyei a nagy hatótávolság és a passzív természet.
Hátránya az egyetlen mérés elégtelen megbízhatósága, az interferenciával szembeni instabilitás, és ennek eredményeként a korlátozott alkalmazási kör – csak nukleáris tengeralattjárókkal szemben.
Az 1980-as években kifejlesztettek egy expressz módszert a nukleáris tengeralattjárók kimutatására a tengervízben lévő cézium radionuklidok nyomai alapján. [6] A 80-as évek második felében a technikát kísérletileg alkalmazták a Szovjetunió haditengerészetében. A szerző bejelentette a megvalósítást. [6] A 971-es projekt Pike-B tengeralattjáróit ébredésérzékelő rendszerrel (SOKS) szerelték fel .
A nukleáris tengeralattjárók titkosságának növekedésével például a hűtővíz és a külső víz hőmérséklete közötti különbség annyira csökkent, hogy a meglévő érzékelők számára az interferencia hátterében rosszul megkülönböztethetővé vált. Ugyanez mondható el a titántestű tengeralattjáró mágneses anomáliájáról is.
Mivel a szenzorok érzékenységének érezhető növekedése nem várható, ezért a hangsúly a több észlelési módszerből származó adatok komplex feldolgozására helyeződött át. Tehát a hűtő hőmérséklet-különbsége kiegészül a víz légcsavarral való keveredésének különbségével , az ébredés akusztikus aláírásával, a hajótest felső és alsó felülete közötti elektromos potenciállal és egyebekkel. A jelfeldolgozó ereje és a megfigyelési adatok felhalmozódása előtérbe kerül, hogy a célt a tenger természetes hátterében kiemelje. Így a SURTASS rendszer kiterjesztett vontatott antennájának (TTA) használata , amely sok hidrofonból áll, minőségileg növelte a céltárgyak akusztikus kontrasztját.
A gyakorlat azt mutatja, hogy az összetett módszerek nemcsak a modern nukleáris tengeralattjárók észlelését, hanem a kapcsolattartást is lehetővé teszik. [7]
A közvetett kimutatási módszerek fontos szerepet játszottak és játszanak továbbra is. Egy hajó nem tudja mindig a legmagasabb szintű lopakodást fenntartani, ahogyan nem maradhat örökké a víz alatt. Előbb-utóbb fel kell fednie magát. Minden közvetett módszer azon a kísérleten alapul, hogy megjósolják azt a helyet és időpontot, amikor a hajó csökkenti a lopakodást, és ezt kihasználják.
A tengeralattjárók felderítésének és megsemmisítésének fő erői a tengeralattjáró -elhárító repülőgépek és hajók , torpedó- és többcélú tengeralattjárók, tengeralattjáró -elhárító helikopterek , eszközeik pedig a fent felsorolt módszereken alapuló érzékelők és speciális információfeldolgozó processzorok.
Ezenkívül védelmi célból tengeralattjáró-ellenes fegyvereket telepítenek más típusú hadihajókra és stratégiai tengeralattjárókra.
2010-ben az Egyesült Államok Védelmi Minisztériumának Fejlett Katonai Fejlesztési Ügynöksége ( DARPA ) megkezdte a teljesen automatikus vezérlésű, autonóm tengeralattjáró-elhárító hajók projektjének kidolgozását – ACTUV . [8] A tervek szerint az aktív echolokációt használják fő észlelési eszközként. [nyolc]
A tengeralattjáró észlelése nem garantálja a vereséget. Ahhoz, hogy a tengeralattjáró-elhárító erők bezárjanak és sikeresen támadhassanak, a kialakult kapcsolatot fenn kell tartani, amíg közelednek. Az összes módszer alacsony megbízhatósága miatt a kapcsolattartás egy külön feladatot eredményez, az úgynevezett tengeralattjáró-követést .