ASDIC
Содержание
История создания и развития
Ранняя гидролокация
Гидролокация - это обнаружение подводных объектов с помощью акустического излучения. Вследствие малого затухания акустических волн под водой, они распространяются на гораздо большие расстояния, нежели в воздухе и становится возможным их использование для обнаружения различных подводных объектов. Гидролокация подразделяется на две составляющие: пассивную, в которой источником звука является искомый объект и система оборудована лишь микрофонами, и активную, где в гидролокационной системе присутствует излучатель акустических волн и обнаружение происходит за счет опознавания отраженного сигнала.
Пассивная гидролокация была известна уже в Средние века и применялась вплоть до начала Второй Мировой войны. В военном деле для обнаружения подводных лодок использовались т.н. гидрофоны - микрофоны, основанные на пьезоэлектрическом эффекте. Они находились на днище корабля и улавливали шум двигателей подводных лодок, предупреждая о наличии в водах подводных лодок. Недостатки такой системы были вполне очевидны - это отсутствие возможности распознавания "свой-чужой" и зависимость эффективности системы от громкости шума двигателей.
Осциллятор Фессендена
В 1915 году, после гибели Титаника, канадский ученый Реджинальд Фессенден запатентовал устройство, прозванное позже "осциллятором Фессендена". По сути, это устройство стало первым активным акустическим гидролокатором, поскольку основывалось на принципе улавливания отраженного сигнала. Осциллятор ставился на подводные лодки Первой Мировой волны, но чаще использовался для передачи сообщений, т.к. в связи с низкой частотой волны плохо справлялся с обнаружением небольших объектов, таких как подводные лодки или небольшие суда.
Создание системы и ее развитие
Работы по созданию активной гидролокационной системы, способной обнаруживать подводные лодки противника велись еще середины Первой Мировой войны. Первые версии системы появились в 1919 году и были протестированы на корабле HMS Antrim, в обстановке строжайшей секретности. Спустя какое-то время ASDIC начала появляться на эсминцах Королевского флота и к концу 30-х годов была установлена почти на все корабли Великобритании.
Первая версия системы ASDIC являла собой осциллятор Фессендена, выполненный на кварцовых пьезоизлучателях. Благодаря использованию пьезоэлементов удалось существенно повысить частоту волну и увеличить шанс обнаружения небольших объектов, однако рабочая дистанция системы составляла около двух километров. Тем не менее, система доказала работоспособность и позже была использована для тренировки операторов.
К началу Второй Мировой войны система ASDIC претерпела существенные изменения:
- Наличие нескольких излучателей. К 1940-му году в систему ASDIC входило три излучателя:
- Узконаправленный излучатель ASDIC 144 (позже 145). Он использовался как основной излучатель для определения дальности до объекта и обнаружения объектов на дальних дистанциях.
- Система излучателей Q. Данная система устанавливалась ниже основного 144 локатора и использовалась для широкополосного обнаружения объектов на ближних дистанциях. Фронт излучения представлял собой узконаправленный вертикально-ориентированный угловой сектор, что позволяло быстро обнаружить объект поблизости корабля, однако не позволяло узнать его глубину и давало существенные помехи на мелководье вследствие реверберации.
- Система излучателей ASDIC 147. Данная система предназначалась для быстрого определения глубины уже обнаруженного объекта. Аналогично системе Q, фронт излучения ASDIC 14 представлял собой угловой сектор, однако горизонтально-ориентированный. Оператор устанавливал сектор в направлении обнаруженного объекта и изменял угол отклонения от горизонтали, получая таким образом искомую глубину.
- Связь ASDIC с постами бомбометания. С момента введения на Королевском флоте бомбометательных установок Squid система ASDIC напрямую управляла установками бомбометания. На мортирах автоматически выставлялась глубина подрыва и угол наведения. Момент запуска также управлялся с операционного стола ASDIC. После войны данная связка Squid и ASDIC была признана гораздо более эффективным оружием, нежели обычные глубинные бомбы.
Описание действия активного гидролокатора ASDIC
Принцип действия активного гидролокатора состоит в следующем:
- Пьезоизлучатель под действием переменного тока деформируется, создавая в определенном направлении акустические волны высокой частоты.
- Акустический сигнал, встретившись с препятствием, отражается в обратную сторону и улавливается гидрофонами - пьезокристаллическими микрофонами.
- Замерив время прохождение сигнала, система выдает расстояние до объекта.
- Если цель находится на близком расстоянии, оператор локализовывал местонахождение объекта с помощью систем излучателей Q и Type 147 и передавал информацию на капитанский мостик и на пост бомбометания.
Следует заметить, что система ASDIC ставилась как на корабли, так и на подводные лодки (типа Т, например), однако на подводных лодках использовалась гораздо реже. Причина заключалась в том, что при сканировании пространства испускался звуковой сигнал, который мог быть услышан пассивными гидролокационными системами кораблей противника, что демаскировало подводную лодку и сводило на нет эффект внезапности. Чаще всего оператор включал сонар лишь на короткое время перед самой атакой для точного определения дистанции до противника.
На кораблях же активная гидролокация использовалась гораздо чаще, т.к. подводные лодки противника и так знали о существовании кораблей в этом районе. Еще одной причиной было психологическое давление на противника: слыша множественные сигналы от нескольких активных сонаров, капитан подводной лодки нередко опасался атаковать скопление кораблей противника.
Преимущества и недостатки системы
Появление активных гидролокационных систем значительно увеличило шансы на поражение подводных лодок противника. Основные преимущества использования ASDIC заключались в следующем:
- Точное знание дистанции и глубины до противника. Данная информация существенно повышала эффективность глубинного бомбометания и увеличивала шансы на поражение противника.
- Возможность обнаружения неподвижных и малошумных объектов, такие как подводные мины или залегшую на дно подводную лодку.
Тем не менее, были и существенные минусы, ограничивающие использование системы:
- Сложности с определением типа обнаруженного объекта. Зачастую акустическая волна могла отразиться от крупных морских обитателей или больших косяков рыб, сбивая с толку операторов системы.
- Необходимые высокие навыки и опыт операторов сонара. Информацией, получаемой от системы, являлась лишь дистанция и глубина залегания объекта, на оператора ложилась работа по распознаванию объекта, что требовало немалого опыта и умений.
- Возможность обнаружения вражескими кораблями. При использовании активных гидролокационных систем есть большая вероятность того, что луч, посланный сонаром, будет принят пассивными системами гидролокации вражеских кораблей и выдаст местонахождение корабля или подводной лодки.
- Техническая несовершенность систем. Применение ASDIC было затруднено на дальних дистанциях в связи с временем отклика и на мелководье из-за реверберации звуковых волн от дна. Самым же существенным техническим недостатком являлось "слепое пятно" - минимальная дистанция (около 400 метров), ближе которой звук излучателя и отраженный почти сливались друг с другом. Подводные лодки противника нередко пользовались данным недостатком, подходя вплотную к кораблю. Данная проблема устранялась при наличии нескольких кораблей на удалении друг от друга, так, чтобы их слепые зоны перекрывались сонарами других кораблей.
Аналоги
К началу Второй Мировой войны между Великобританией и США было заключено соглашение под названием "Миссия Тизарда", по которому страны обменивались научно-техническими разработками. К тому времени в США уже велись работы по созданию активных гидролокационных систем, но в рамках соглашения была передана и информация по системе ASDIC. Благодаря этому, ASDIC стала основой для создания американской системы SONAR (англ. Sound Navigation and Ranging), которой на американском флоте стала обозначаться вся система гидролокации, как активная, так и пассивная. Слово SONAR также позже стало нарицательным, обозначая активную часть гидролокационного оборудования.
Галерея
Пример оборудования для записи дистанции, входящего в систему ASDIC
Сброс глубинных бомб за борт HMS Barrosa
Источники
- Gordon Williamson U-boat Tactics in World War II. — London: Osprey, 2010.
- Осциллятор Фессендена
- Гидролокатор
- ASDIC/SONAR equipment types
- ASDIC/SONAR description
- Detection gear
- How experienced did and ASDIC operator have to be?
- HMS Antrim
- Notes on anti-submarine weapons
- Anti-submarine warfare
- Anti-submarine weapons guid
