Поводом для настоящей статьи послужила информация о прибытии в Гибралтар в феврале 2021 г. атомной подводной лодки (ПЛ) «Talent» S 92 (типа "Trafalgar" ВМС Великобритании), на рулях которой были установлены дополнительные, предположительно, неакустические датчики.
Кроме активных и пассивных гидроакустических средств, предназначенных в основном для обнаружения ПЛ, могут быть полезными другие технологии и методы, в частности, основанные на обнаружении тепловой и радиационной следности, а также химических веществ или пузырьков, которые присутствуют в воде в течение нескольких часов после прохождения ПЛ.
Названные технологии могут служить дополнением к акустическим, а при использовании сложных методов обработки и анализа информации могут позволить определять направление, скорость и дальность хода ПЛ.
Первым в разработке систем обнаружения кильватерного следа был СССР, создавший такую систему в конце 1960-х годов. В конце холодной войны стало известно, что этими средствами советским ПЛ в ряде случаев удавалось отслеживать ПЛ ВМС стран НАТО. В частности, это было подтверждено публично, когда в 1980-х годах ВМФ СССР объявил о слежении ПЛ типа «Victor» (пр. 671) за «Simon Bolivar» ВМС США в течение шести суток.
Поскольку известно, что по характеристикам гидроакустической системы и уровням шумности ПЛ ВМС США и стран НАТО значительно превосходили ПЛ ВМФ СССР и регулярно их отслеживали длительное время только пассивными гидроакустическими системами, был сделан вывод, что в упомянутых случаях был использован метод обнаружения кильватерного следа.
СССР достиг успехов в создании разнообразных датчиков кильватерного следа, которые могли успешно работать в определенных условиях. ВМС США разрабатывали аналогичную технологию в 1960-х годах, но затем прекратили работы, направив все усилия на повышение возможностей гидроакустической системы.
Россия продолжила разработки в этом направлении, создав системы обнаружения кильватерного следа (по классификации НАТО) «Kaira» (1978), «Bullfinch-2» (1979), «Toucan-1» (1981) и «Еаг» (1982). Учитывая вложения в эту технологию в течение многих лет, можно предположить, что эти системы, вероятно, были достаточно совершенными и надёжными и, возможно, атомные ПЛ типов «Akula» (пр. 971) и «Yasen» (пр. 885) оборудованы новейшими модификациями систем обнаружения кильватерного следа.
Отмечается, что в открытых источниках имеется больше информации о советских и российских системах обнаружения кильватерного следа, чем, например, о британских. Определённо известно, что атомные ПЛ ВМС Великобритании получали различные неакустические системы обнаружения NAS (Non-Acoustic Sensors) для исследований и тестирования, которые продолжаются, по меньшей мере, три десятилетия.
Находятся ли они в эксплуатации или используются лишь на экспериментальной основе, неизвестно.
На атомной ПЛ «Trafalgar» неакустические датчики NAS были установлены ориентировочно в 2004-2005 гг. и, по крайней мере, часть их оставалась на атомной ПЛ до вывода ее в резерв в 2009 г, атомная ПЛ «Torbay» была оснащена датчиками NAS, установленными на стабилизаторе левого борта, но они были удалены ориентировочно в 2010 г.
В носовой оконечности атомной ПЛ «Talent» S 92 система обнаружения кильватерного следа была установлена, вероятно, в 2019 г. Видимая сборка состояла из четырех датчиков. Впоследствии, в 2020 г. еще два идентичных датчика были установлены на обеих сторонах верхнего стабилизатора. Другие атомные ПЛ этого типа могли иметь менее заметные комплекты оборудования - выдвижные датчики или установленные ниже ватерлинии.
Предполагается, что атомные ПЛ типа «Astute» изначально проектировались со скрытными датчиками NAS. Открытая информация от гражданской промышленности показывает, что аналогичные датчики обнаружения частиц в воде становятся более точными и компактными. Возможно, этому способствует использование искусственного интеллекта и машинного обучения. Компьютеры можно «обучать» для поиска в огромном количестве данных специфических характеристик, сигнализирующих о наличии ПЛ, что снижает вероятность ложных обнаружений.
Чрезвычайно возросшая вычислительная мощность стала относительно недорогой, а появление новых методов обработки информации обеспечивает командиру ПЛ более надёжное управление для отслеживания погружённой ПЛ.
Подробности работы неакустических датчиков отрывочны, но в общих чертах они обеспечивают регистрацию инфракрасного или лазерного излучения, проходящего через воду. При этом измеряется степень поглощения или отражения света малыми частицами, находящимися в воде.
Методы спектроскопии позволяют обнаружить очень низкие концентрации этих частиц. Кроме того, могут быть измерены небольшие изменения солёности, температуры и плотности воды. Датчики могут регистрировать тысячи выборок в секунду. Для распознавания естественных явлений и следов, оставленных ПЛ, требуется большой объем компьютерных вычислений.
Датчики на каждой ПЛ находятся относительно близко друг к другу и, вероятно, определяют только наличие или отсутствие следа. Для подтверждения обнаружения следа необходимо иметь множество датчиков, расположенных в различных местах на корпусе ПЛ. Кроме того, такое расположение, вероятно, позволяет определять различные свойства следа.
Неакустические датчики, также как и акустические, могут подвергаться воздействию условий окружающей среды, в частности, солёности, загрязнения, сильных течений, возмущения от проходящих надводных кораблей и судов, в особенности, в мелководных и прибрежных водах.
Радиационная следность
Атомные ПЛ имеют много тактических преимуществ перед не атомными ПЛ, но оставляют хотя и очень расплывчатый, но отчётливый радиоактивный след.
Радионуклиды - побочный продукт процесса деления ядер.
Тепловая следность
Атомные ПЛ используют большое количество морской воды для конденсации перегретого пара и охлаждения ядерного реактора. Можно обнаружить след чуть более тёплой воды, откачанной из ПЛ, через несколько часов после её прохождения, хотя эффективность этого метода может значительно варьироваться в зависимости от температуры окружающей ПЛ воды.
Как радиационный, так и тепловой методы не применимы для обнаружения не атомных ПЛ. Современные российские не атомные ПЛ типов «Kilo» и «Lada» (пр 636, 636М и 677) малошумные, вследствие чего для их обнаружения особенно полезны не акустические датчики.
Химическая следность
Движущийся надводный корабль оставляет за собой отчётливый химический след, содержащий частички отслоившейся краски, ржавчины и цинка из расходуемых анодов, предназначенных для снижения коррозии.
Водород - побочный продукт системы снабжения воздухом команды ПЛ - обнаруживается при растворении в морской воде. Некоторые из этих химических следов могут быть снижены посредством тщательного проектирования и использования соответствующих материалов, но практически их невозможно устранить полностью.
Пузырьковая и волновая следность
Все движущиеся ПЛ оставляют за собой след маленьких пузырьков. Тщательное проектирование, высокоточное изготовление и полирование используются для снижения эффекта кавитации от гребных винтов ПЛ.
Быстрые изменения давления воды вокруг вращающегося гребного винта или другого вида движителя приводят к образованию на верхушке лопасти маленьких пузырьков, наполненных паром, которые затем сжимаются, создавая шумы.
Скрытые движители с большими низкооборотными роторами могут снижать кавитацию и излучаемый шум, но пузырьки всё ещё будут образовываться, особенно на высоких скоростях хода, и оставаться в «столбе воды» в течение некоторого времени. Также возможно обнаружить движение воды, возмущённой движением ПЛ.
Волны и вихри могут сохраняться в «столбе воды», а незначительные изменения давления обнаруживаются в течение длительного времени после прохождения ПЛ. Обнаружение этих факторов, вероятно, представляет собой наиболее важный метод не акустического обнаружения ПЛ.
#подводная лодка #мобилизация #война #разведка #технологии #малозаметность #ссср #след #нато #история
