Шумопеленгатор

Шумопеленгатор (шумопеленгаторная станция, ШПС) — гидроакустический прибор пассивного действия, предназначенный для обнаружения подводных и надводных объектов (судов, подводных лодок, торпед) по их собственному акустическому излучению (шуму), а также для определения направления (пеленга) на источник этого шума.

В отличие от активных гидролокаторов (эхолокаторов), шумопеленгатор не излучает акустические импульсы в водную среду, что обеспечивает полную скрытность работы самого носителя прибора.

Историческая справка

Развитие шумопеленгования началось в период Первой мировой войны в связи с необходимостью борьбы с подводными лодками.

Первые образцы:

Представляли собой простые стетоскопические устройства (приёмники давления), вынесенные за пределы корпуса корабля. Направление на цель определялось на слух оператором (акустиком) по максимальной громкости сигнала при вращении приёмной базы.

Период Второй мировой войны:

Появились многоэлементные гидрофонные антенны со сложными схемами компенсации (электрическим или фазовым методом), что позволило осуществлять направленный приём без физического вращения огромных антенн. Ярким примером немецких технологий того времени стала система «Гатхек» (нем. Gathek).

Современность:

Нынешние шумопеленгаторные комплексы используют цифровые методы обработки сигналов, гибкие протяжённые буксируемые антенны (ГПБА) и алгоритмы автоматического сопровождения целей.

Принцип действия

Работа шумопеленгатора основана на улавливании гидрофонами акустических колебаний, распространяющихся в воде. Источниками шума объектов являются:

Работа главных энергетических установок (дизели, турбины, гребные электродвигатели).
Кавитация и гидродинамические шумы, возникающие при вращении гребных винтов и обтекании корпуса водой.
Вспомогательные механизмы (насосы, вентиляторы, генераторы).

Сигналы от отдельных гидрофонов, образующих антенную решётку, поступают в приёмно-усилительное устройство. С помощью фазовращателей или цифровой задержки сигналов формируется узконаправленная характеристика приёма (луч). Поворачивая этот луч в пространстве (электронным способом), система фиксирует направление, с которого поступает максимальный уровень шума.

Классификация и типы антенн

По способу размещения и конструкции приёмных элементов шумопеленгаторы делятся на:

Корпусные (бортовые) станции:

Антенная решётка монтируется непосредственно в носовой части или вдоль бортов судна (подводной лодки) под специальными звукопрозрачными обтекателями.

Буксируемые станции (ГПБА):

Длинный гибкий шланг с цепочкой гидрофонов, который буксируется за кораблём на тросе длиной до нескольких километров. Это позволяет вынести приёмники из зоны собственных шумов корабля-носителя.

Опускаемые станции:

Применяются на противолодочных вертолётах и кораблях на стоянке. Антенна опускается в воду на специальном кабеле.

Стационарные береговые комплексы:

Развёртываются на морском дне для контроля стратегических проливов и рубежей.

Достоинства и недостатки

Преимущества

Скрытность:

Прибор ничего не излучает в окружающую среду, поэтому противник не может обнаружить факт слежения.

Большая дальность действия:

В благоприятных гидрологических условиях (например, в глубоководных звуковых каналах) дальность обнаружения шумных целей может достигать сотен километров.

Недостатки

Отсутствие точных данных о дальности:

Классический одиночный шумопеленгатор выдаёт только направление (азимут) на цель. Для определения дистанции требуются сложные маневры (метод триангуляции) или обработка многолучёвого распространения звука.

Зависимость от гидрологии:

Изменение температуры, солёности и давления воды приводит к рефракции (искривлению) звуковых лучей, что создаёт «зоны тени» (слепые зоны).

Влияние собственных шумов:

Высокая скорость корабля-носителя создаёт сильный гидродинамический шум, «ослепляющий» собственную станцию.

См. также

Литература

Корякин Ю. А., Смирнов С. А., Яковлев Г. В. Корабельная гидроакустическая техника. Состояние и тенденции развития. — СПб.: Наука, 2004.
Краснов В. Н. История навигационного приборостроения: Развитие гидроакустических средств. — М.: Наука, 2011.