Гидроакустическая станция

Схема действия гидроакустической станции

Гидроакусти́ческая ста́нция (ГАС) — сложный радиоэлектронный комплекс, предназначенный для обнаружения, определения координат (пеленга, дистанции, глубины) и классификации подводных, надводных и придонных объектов, а также для гидроакустической связи и навигации при помощи звуковых волн в водной среде. ГАС являются главным средством освещения подводной обстановки на подводных лодках, противолодочных кораблях, противолодочной авиации, а также применяются в гражданском судоходстве и океанологии (в виде эхолотов, гидролокаторов бокового обзора и научного оборудования). В современной военной технике одиночные ГАС уступают место масштабным многофункциональным гидроакустическим комплексам (ГАК).

История

Развитие гидроакустических станций началось в период Первой мировой войны как ответ на появление подводной угрозы. Первые пассивные системы (шумопеленгаторы) использовали угольные микрофоны. В 1910-е годы французский физик Поль Ланжевен совместно с русским инженером Константином Шиловским разработал первый активный гидролокатор на основе пьезоэлектрического эффекта кварца, что заложило основу для создания современных ГАС. Во время Второй мировой войны активные системы получили в англоязычных странах название ASDIC (позже — SONAR).

Принцип действия

Работа ГАС базируется на излучении и (или) приёме акустических сигналов. Скорость звука в воде составляет примерно 1500 м/с (в зависимости от солёности, давления и температуры), что значительно ниже скорости электромагнитных волн в воздухе, используемых в радиолокации.
По физическому принципу работы ГАС делятся на три класса:

Пассивные ГАС (шумопеленгаторы) — работают исключительно в режиме приёма. Они улавливают акустические шумы, создаваемые механизмами целей (винты, двигатели, турбины). Обеспечивают полную скрытность корабля-носителя.
Активные ГАС (гидролокаторы) — работают в режиме «излучение — приём». Излучают в воду мощный акустический импульс и принимают отражённый от объекта эхо-сигнал. Позволяют мгновенно определить точную дистанцию до цели, но демаскируют носитель.
Комбинированные ГАС — способны работать в обоих режимах в зависимости от тактической необходимости.

Классификация по способу размещения

Гидроакустические системы классифицируются по типу платформы-носителя и методу развёртывания акустической антенны.

Тип ГАС	Способ размещения	Основные задачи	Примечания
Подкорпусные (килевые)	Встроены в носовую или килевую часть корпуса судна под специальным обтекателем.	Поиск целей по курсу движения, навигация, противоминное наблюдение.	Подвержены влиянию собственных шумов корабля-носителя.
Буксируемые (ГПБА)	Выпускаются на длинном кабеле-тросе (до нескольких километров) позади корабля.	Дальнее обнаружение целей на больших глубинах.	Гибкая протяжённая буксируемая антенна выносится за зону собственных шумов судна.
Опускаемые	Спускаются на тросе с вертолётов или катеров в режиме зависания/дрейфа.	Оперативный поиск подводных лодок в заданном квадрате.	Позволяют авиации осуществлять гидроакустический поиск.
Стационарные	Размещаются на морском дне на стратегических рубежах (проливы, базы, порты).	Долговременный глобальный мониторинг акваторий.	Передают данные на берег по кабельным или спутниковым каналам.

Сравнение ГАС и ГАК

В военно-морской терминологии и оборонной промышленности чётко разграничивают понятия гидроакустической станции (ГАС) и гидроакустического комплекса (ГАК) по их масштабу, архитектуре и функциональным возможностям.

Критерий сравнения	Гидроакустическая станция (ГАС)	Гидроакустический комплекс (ГАК)
Определение	Отдельная техническая система, решающая узкоспециализированную задачу.	Интегрированная многофункциональная система, объединяющая несколько разнородных ГАС.
Архитектура	Локальная: состоит из одной-двух антенн, одного тракта приёма/передачи и пульта оператора.	Системная: включает подкорпусные, буксируемые, бортовые и опускаемые антенные посты, завязанные на единый вычислительный центр.
Многозадачность	Выполняет одну ключевую функцию (например, только миноискание или только классификацию целей).	Одновременно решает задачи кругового обзора, целеуказания оружию, связи, гидродинамических измерений и контроля собственных шумов.
Объект размещения	Небольшие надводные корабли, катера, вертолёты, противолодочные самолёты, гражданские суда.	Крупные боевые единицы: атомные и дизельные подводные лодки, крейсеры, фрегаты и эсминцы.
Обработка данных	Данные обрабатываются изолированно внутренним процессором станции.	Данные со всех антенн коррелируются вычислительным комплексом ГАК для создания единой тактической картины подводной обстановки.
Пример	Опускаемая вертолётная ГАС «Рось-В» или противоминная ГАС «Аргус».	ГАК «Скат-3» или «Иртыш-Амфора» на современных российских подводных лодках.

Интеграционная роль ГАК

Современный гидроакустический комплекс является главным информационным узлом корабля. Он координирует работу отдельных подсистем. Например, если носовая антенна ГАК обнаруживает шумы цели, комплекс автоматически даёт команду буксируемой антенне произвести замер в данном секторе для точного вычисления дистанции и глубины погружения без включения активного (демаскирующего) режима локации.

Факторы, влияющие на работу гидроакустических систем

На дальность и точность действия ГАС и ГАК критическое влияние оказывает гидрология океана:

Вертикальное распределение скорости звука (ВРСЗ) — из-за разности температур и давления на разных глубинах звуковые лучи искривляются (рефракция).
Зоны тени — области пространства, куда из-за преломления лучей практически не проникают звуковые сигналы. Подводные лодки используют их для скрытного маневрирования.
Подводный звуковой канал (ПЗК) — природный слой воды, в котором звуковые волны распространяются на сверхдальние расстояния (до тысяч километров) без значительного затухания.
Реверберация — рассеивание звука неоднородностями водной среды, дном и поверхностью моря, создающее помехи для активных систем.

См. также

Литература

Корякин Ю. А., Смирнов С. А., Яковлев Г. В. Корабельная гидроакустическая техника: Состояние и тенденции развития. — СПб.: Наука, 2004.
Простаков А. Л. Гидроакустические средства флота. — M.: Воениздат, 1981.