Про наукові проблеми зв'язку з підводними човнами

Н.Ф. Директорів доктор технічних наук, професор, лауреат Державної премії, контр-адмірал, В.В. Сергєєв кандидат технічних наук

Великі науково-технічні проблеми вирішувалися з використання електромагнітної енергії для передачі інформації на занурені підводні човни. З початку будівництва атомних підводних човнів з особливою гостротою постала проблема зв'язку з ПЛ при вирішенні ними завдань у віддалених районах Світового океану.

Для передачі інформації на такі об'єкти, в основному, використовується радіозв'язок в сверхдлінноволновом (десятки кілогерців) і наднизькочастотних (сотні герц) діапазонах хвиль. Однак сучасні низькочастотні системи не забезпечують необхідного часу і завадостійкості зв'язку з об'єктами, що знаходяться на великих відстанях і глибинах занурення, не дивлячись на те, що рівень їх розвитку наближається до гранично досяжним можливостям.

Прогноз розвитку науки і техніки показує, що до 2000р. традиційні шляхи підвищення характеристик існуючих каналів зв'язку, особливо по дальності і глибині, будуть в основному вичерпані. Тому важливе значення набувають фундаментальні та пошукові дослідження, спрямовані на отримання нових знань і розробок нових засобів.

Дослідження, виконані за останні 20 років в нашій країні і за кордоном, показують, що з відомих у природі фізичних полів найбільший інтерес для вирішення проблеми зв'язку з підводними об'єктами представляють:

-- електромагнітні поля в діапазоні наднизьких (СНЧ) і вкрай низьких частот (КНЧ);

- сейсмічні хвилі;

- оптичне (лазерне) випромінювання;

- нейтрино пучки і гравітаційні поля, а також різні способи і пристрої зв'язку, що дозволяють використання раніше освоєних діапазонів радіочастот (КВ, УКВ, ДЦВ та ін.)

Складність проблеми, важливість і терміновість її рішення призвели до необхідності залучення багатьох вчених навчальних і наукових організацій країни, що спеціалізуються в різних областях розвитку зв'язку ВМФ.

Наприкінці 70-х років спільним рішенням Президії АНСССР і ВМФ при секції прикладних проблем був створений Наукова рада з проблем зв'язку з підводними об'єктами на великих глибинах занурення у складі: бюро та 9 секцій, які охоплюють практично всі відомі на той час фізичні поля і явища. Велику роль в організації і роботі Наукової ради відіграло те, що його головою був призначений віце-президент АНСССР академік В. А. Котельников, що працює над проблемами радіозв'язку.

Основними функціями роботи Наукової ради були: координація проведення фундаментальних, пошукових і прикладних досліджень, визначення найбільш перспективних напрямків розвитку техніки зв'язку з урахуванням об'єктивних критеріїв та системи пріоритетів, організація створення кооперації виконавців з урахуванням спрямованості проведених досліджень, розробка пропозицій щодо фінансування, а також інформація про результати виконаних досліджень і державна підтримка найбільш перспективних напрямків проведених досліджень.

Секції Наукового ради територіально рознесені (С.-Петербург, Н.-Новгород і Новосибірськ). У склад секцій включені як вчені академії, так і фахівці наукових організацій промисловості та навчальних закладів. Робота секцій проводиться за власним планом, практикуються спільні засідання секцій. Кожна секція охоплює цілком певні проблемні завдання. Наприкінці року голови секцій заслуховуються на бюро, на яке також виноситься обговорення принципово нових напрямків науки, повідомлення про перспективні винаходи і пропозиціях. Особлива роль при цьому належить бюро Наукової ради, до складу якого входять 9 академіків та інших видатних вчених країни. Наукова рада у даний час став своєрідним інтелектуальним штабом, де обговорюються цінні та прогресивні ідеї і приймаються рішення по основних напрямах розвитку фундаментальної науки. Обмін думками та ідеями вчених Академії наук, промислових організацій та навчальних закладів дозволяє своєчасно інформувати зацікавлену наукову громадськість про нові напрямки та тенденції розвитку засобів зв'язку і тим самим прискорювати процес їхнього впровадження.

Так, у даний час найбільш близькі до своєї практичної реалізації роботи по створення каналів зв'язку в діапазоні КНЧ, оптичного (лазерного) випромінювання, сейсмічних і гідроакустичних хвиль. Радіолінії в діапазоні КНЧ збільшать глибину зв'язку. Впровадження цієї радіолінії можливе безпосередньо на існуючому об'єкті. Поки створення такої унікальної радіолінії стримується економічними обмеженнями. Тому в даний час проводяться тільки пошукові дослідження з вивчення каналу розповсюдження КНЧ-полів, вимірюванню рівня перешкод і з проблем передачі та обробки інформації.

Сейсмічні та гідроакустичні хвилі забезпечують зв'язок без обмеження глибини занурення об'єкта, однак, через малу швидкість поширення цих хвиль реальна дальність зв'язку обмежена відстанями не більше кількох тисяч кілометрів при припустимому часу поширення сигналу. Виконані до цього часу експериментальні дослідження підтвердили теоретичні характеристики сейсмічних і гідроакустичних ліній зв'язку. В даний час є практична можливість отримання досить високих характеристик цих ліній зв'язку на коротких трасах.

Починаючи з 70-х років в нашій країні проводиться комплекс пошукових досліджень по створенню лазерних ліній зв'язку. У ході цих робіт показана принципова можливість передачі повідомлень з використанням так званого "вікна прозорості" морський води у синьо-зеленій частині видимої області електромагнітного випромінювання. Дослідження показали, що лазерні лінії зв'язку мають ряд нових якостей, до найбільш істотного з яких належить можливість забезпечення зв'язку під всіх районах Світового океану.

У цілому аналіз досягнутого рівня та тенденцій розвитку елементної бази і засобів дозволяє прогнозувати високі характеристики каналів зв'язку в діапазоні КНЧ, лазерних, сейсмічних і гідроакустичних ліній зв'язку. Порівняльний аналіз цих нетрадиційних ліній зв'язку показав, що найбільш реальна в сучасних умовах розробка та впровадження в систему зв'язку ВМФ ліній зв'язку в діапазоні КНЧ.

Основними напрямками досліджень в останні роки є: досягнення великих дальностей зв'язку з глубокопогруженнимі об'єктами, скорочення часу передачі інформації та масогабаритних характеристик технічних засобів зв'язку, підвищення рівня автоматизації процесів зв'язку з одночасним досягненням високої технічної надійності.

Відомо, що впровадження результатів фундаментальних досліджень в розробляються засоби -- це досить тривалий процес. Так, на початку 70-х років було розпочато пошукові дослідження з вивчення принципової можливості використання електромагнітного поля в діапазоні СНЧ (сотні герц) в інтересах створення ліній зв'язку з підводними об'єктами. Але тільки в середині 80-х років був створений унікальний, потужний передавальний комплекс засобів, що працює в цьому діапазоні частот, і впроваджено ряд оригінальних технічних рішень в розробляються кошти, що забезпечують зв'язок з об'єктами, що знаходяться на великих глибинах занурення.

В даний час ускладнилися умови роботи в академічних інститутах і установах промисловості через велику плинність кадрів, зміни поколінь вчених і втрати ряду академічних організацій. Тому в ситуації, що склалася робота Наукового ради та планування фундаментальних робіт в інтересах ВМФ проводиться з урахуванням умови збереження при малих витратах науково-технічного потенціалу вчених і наукових шкіл. З цією метою були припинені дослідження в області нейтронних пучків і гравітаційного поля, а інші фундаментальні та пошукові дослідження об'єднані в декількох роботах, в яких повинні проводитися перш за все теоретичні дослідження. Крім того, обмежується обсяг дорогих експериментальних робіт. Дослідження стали проводитися в двох напрямках: як створення нетрадиційних засобів зв'язку для ВМФ, так і для народного господарства.

У цьому відношенні найбільш показові пошукові роботи з вивчення природи електромагнітних хвиль в діапазоні КНЧ, використання яких перспективно як для створення нових засобів зв'язку, так і для пошуку корисних копалин і прогнозу землетрусів. У результаті з'явилася можливість створення нетрадиційних засобів подвійного використання, відкрилися перспективи розширення взаємодії з різними галузями народного господарства і навіть з'явилися умови для міжнародного співробітництва.

Слід зазначити, що проведені за останні десятиліття фундаментальні та пошукові дослідження РАН у вирішенні науково-технічних проблем зв'язку ВМФ дозволили підійти до етапу технічної розробки в промисловості нетрадиційних ліній в діапазоні КНЧ, а також лазерних (оптичних), сейсмічних і гідроакустичних ліній зв'язку.

Науковому раді РАН спільно з Управлінням зв'язку ВМФ поки вдається зберегти науково-технічний потенціал у галузі дослідження проблем зв'язку, досягнутий за останні десятиліття ціною гігантських зусиль вітчизняних вчених. Подальша робота Наукової ради РАН, а також проведення фундаментальних і пошукових досліджень, у тому числі і в інтересах вирішення науково-технічних проблем ВМФ, цілком залежатиме від державної підтримки фундаментальної науки в цілому.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.navy.ru/