О научных
проблемах связи с подводными лодками
Н.Ф. Директоров
доктор технических наук, профессор, лауреат Государственной премии,
контр-адмирал, В.В. Сергеев кандидат технических наук
Крупные
научно-технические проблемы решались по использованию электромагнитной энергии
для передачи информации на погруженные подводные лодки. С начала строительства
атомных подводных лодок с особой остротой встала проблема связи с ПЛ при решении
ими задач в удаленных районах Мирового океана.
Для передачи
информации на такие объекты, в основном, используется радиосвязь в
сверхдлинноволновом (десятки килогерц) и сверхнизкочастотном (сотни герц)
диапазонах волн. Однако современные низкочастотные системы не обеспечивают
требуемого времени и помехоустойчивости связи с объектами, находящимися на
больших дальностях и глубинах погружения, несмотря на то, что уровень их
развития приближается к предельно достижимым возможностям.
Прогноз
развития науки и техники показывает, что к 2000г. традиционные пути повышения
характеристик существующих каналов связи, особенно по дальности и глубине,
будут в основном исчерпаны. Поэтому важное значение приобретают фундаментальные
и поисковые исследования, направленные на получение новых знаний и разработок
новых средств.
Исследования,
выполненные за последние 20 лет в нашей стране и за рубежом, показывают, что из
известных в природе физических полей наибольший интерес для решения проблемы
связи с подводными объектами представляют:
-
электромагнитные поля в диапазоне сверхнизких (СНЧ) и крайне низких частот
(КНЧ);
- сейсмические
волны;
- оптическое
(лазерное) излучение;
- нейтринные
пучки и гравитационные поля, а также различные способы и устройства связи,
позволяющие использование ранее освоенных диапазонов радиочастот (КВ, УКВ, ДЦВ
и др.).
Сложность
проблемы, важность и срочность ее решения привели к необходимости привлечения
многих ученых учебных и научных организаций страны, специализирующихся в
различных областях развития связи ВМФ.
В конце 70-х
годов совместным решением Президиума АНСССР и ВМФ при секции прикладных проблем
был создан Научный совет по проблемам связи с подводными объектами на больших
глубинах погружения в составе: бюро и 9 секций, охватывающих практически все
известные к тому времени физические поля и явления. Большую роль в организации
и работе Научного совета сыграло то, что его председателем был назначен
вице-президент АНСССР академик В.А.Котельников, работающий над проблемами
радиосвязи.
Основными
функциями работы Научного совета являлись: координация проведения
фундаментальных, поисковых и прикладных исследований, определение наиболее
перспективных направлений развития техники связи с учетом объективных критериев
и системы приоритетов, организация создания кооперации исполнителей с учетом
направленности проводимых исследований, разработка предложений по
финансированию, а также информация о результатах выполненных исследований и
государственная поддержка наиболее перспективных направлений проводимых
исследований.
Секции Научного
совета территориально разнесены (С.-Петербург, Н.-Новгород и Новосибирск). В
состав секций включены как ученые академии, так и специалисты научных
организаций промышленности и учебных заведений. Работа секций проводится по
собственному плану, практикуются совместные заседания секций. Каждая секция
охватывает вполне определенные проблемные задачи. В конце года председатели
секций заслушиваются на бюро, на которое также выносится обсуждение
принципиально новых направлений науки, сообщения о перспективных изобретениях и
предложениях. Особая роль при этом принадлежит бюро Научного совета, в состав
которого входят 9 академиков и других видных ученых страны. Научный совет в
настоящее время стал своеобразным интеллектуальным штабом, где обсуждаются
ценные и прогрессивные идеи и принимаются решения по основным направлениям
развития фундаментальной науки. Обмен мнениями и идеями ученых Академии наук,
промышленных организаций и учебных заведений позволяет своевременно
информировать заинтересованную научную общественность о новых направлениях и
тенденциях развития средств связи и тем самым ускорять процесс их внедрения.
Так, в
настоящее время наиболее близки к своей практической реализации работы по
созданию каналов связи в диапазоне КНЧ, оптического (лазерного) излучения,
сейсмических и гидроакустических волн. Радиолинии в диапазоне КНЧ увеличат
глубину связи. Внедрение этой радиолинии возможно непосредственно на
существующем объекте. Пока создание такой уникальной радиолинии сдерживается
экономическими ограничениями. Поэтому в настоящее время проводятся только
поисковые исследования по изучению канала распространения КНЧ-полей, измерению
уровня помех и по проблемам передачи и обработки информации.
Сейсмические и
гидроакустические волны обеспечивают связь без ограничения глубины погружения
объекта, однако, из-за малой скорости распространения этих волн реальная
дальность связи ограничена расстояниями не более нескольких тысяч километров
при допустимом времени распространения сигнала. Выполненные к настоящему
времени экспериментальные исследования подтвердили теоретические характеристики
сейсмических и гидроакустических линий связи. В настоящее время имеется
практическая возможность получения достаточно высоких характеристик этих линий
связи на коротких трассах.
Начиная с 70-х
годов в нашей стране проводится комплекс поисковых исследований по созданию
лазерных линий связи. В ходе этих работ показана принципиальная возможность
передачи сообщений с использованием так называемого “окна прозрачности” морской
воды в сине-зеленой части видимой области электромагнитного излучения.
Исследования показали, что лазерные линии связи обладают рядом новых качеств, к
наиболее существенному из которых относится возможность обеспечения связи во
всех районах Мирового океана.
В целом анализ
достигнутого уровня и тенденций развития элементной базы и средств позволяет
прогнозировать высокие характеристики каналов связи в диапазоне КНЧ, лазерных,
сейсмических и гидроакустических линий связи. Сравнительный анализ этих
нетрадиционных линий связи показал, что наиболее реальна в современных условиях
разработка и внедрение в систему связи ВМФ линий связи в диапазоне КНЧ.
Основными
направлениями исследований в последние годы являются: достижение больших
дальностей связи с глубокопогруженными объектами, сокращение времени передачи
информации и массогабаритных характеристик технических средств связи, повышение
уровня автоматизации процессов связи с одновременным достижением высокой
технической надежности.
Известно, что
внедрение результатов фундаментальных исследований в разрабатываемые средства -
это довольно длительный процесс. Так, в начале 70-х годов были начаты поисковые
исследования по изучению принципиальной возможности использования
электромагнитного поля в диапазоне СНЧ (сотни герц) в интересах создания линий
связи с подводными объектами. Но только в середине 80-х годов был создан
уникальный, мощный передающий комплекс средств, работающий в этом диапазоне
частот, и внедрен ряд оригинальных технических решений в разрабатываемые
средства, обеспечивающих связь с объектами, находящимися на больших глубинах
погружения.
В настоящее
время усложнились условия работы в академических институтах и учреждениях
промышленности ввиду большой текучести кадров, смены поколений ученых и потери
ряда академических организаций. Поэтому в сложившейся ситуации работа Научного
совета и планирование фундаментальных работ в интересах ВМФ проводится с учетом
условия сохранения при малых затратах научно-технического потенциала ученых и
научных школ. С этой целью были приостановлены исследования в области
нейтринных пучков и гравитационного поля, а остальные фундаментальные и
поисковые исследования объединены в нескольких работах, в которых должны
проводиться прежде всего теоретические исследования. Кроме того, ограничивается
объем дорогостоящих экспериментальных работ. Исследования стали проводиться в
двух направлениях: как создания нетрадиционных средств связи для ВМФ, так и для
народного хозяйства.
В этом
отношении наиболее показательны поисковые работы по изучению природы
электромагнитных волн в диапазоне КНЧ, использование которых перспективно как
для создания новых средств связи, так и для поиска полезных ископаемых и
прогноза землетрясений. В результате появилась возможность создания нетрадиционных
средств двойного применения, открылись перспективы расширения взаимодействия с
различными отраслями народного хозяйства и даже появились условия для
международного сотрудничества.
Следует
отметить, что проведенные за последние десятилетия фундаментальные и поисковые
исследования РАН в решении научно-технических проблем связи ВМФ позволили
подойти к этапу технической разработки в промышленности нетрадиционных линий в
диапазоне КНЧ, а также лазерных (оптических), сейсмических и гидроакустических
линий связи.
Научному совету
РАН совместно с Управлением связи ВМФ пока удается сохранить научно-технический
потенциал в области исследования проблем связи, достигнутый за последние
десятилетия ценой гигантских усилий отечественных ученых. Дальнейшая работа
Научного совета РАН, а также проведение фундаментальных и поисковых
исследований, в том числе и в интересах решения научно-технических проблем ВМФ,
целиком будет зависеть от государственной поддержки фундаментальной науки в
целом.
Список
литературы
Для подготовки
данной работы были использованы материалы с сайта http://www.navy.ru/