Зарождение и развитие отечественного гидроакустического противодействия и подавления: 40-е - 60-е годы XX века тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 07.00.10, кандидат технических наук Корж, Иван Григорьевич

• Корж, Иван Григорьевич
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Корж, Иван Григорьевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. НАУЧНЫЕ И ВОЕННЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ЗАРОЖДЕНИЯ ОТЕЧЕСТВЕННОГО ГПД.

1.1. ВОЕННАЯ И ТЕХНИЧЕСКАЯ НЕОБХОДИММОСТЬ СОЗДАНИЯ СРЕДСТВ ГПД.

1.2. ЗАРУБЕЖНЫЕ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА В ПЕРИОД 40-Е

- 60-Е ГОДЫ XX ВЕКА.

1.3. НАУЧНЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПОИСКА МЕТОДОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ

СОЗДАНИЯ СРЕДСТВ ГПД.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Зарождение и развитие отечественного гидроакустического противодействия и подавления: 40-е - 60-е годы XX века»

Гидроакустическая техника в системе вооружений военных морских флотов занимает значительное место. Особую значимость она имеет для подводных лодок. Если атомная энергетика сделала подводную лодку (пл) подлинно подводным кораблем, освободив ее от необходимости длительное время находиться в надводном положении для подзарядки аккумуляторных батарей, то гидроакустическая техника освободила ее от регулярных и частых подвсплытий для наблюдения за обстановкой. Современная атомная подводная лодка, вооруженная разнообразными гидроакустическими средствами, может в течение длительного времени плавать и выполнять любые свойственные ей боевые задачи, оставаясь на глубине, что дает ей неоспоримое тактическое преимущество.

В этих условиях гидроакустические средства безраздельно завоевали первенство среди разнообразных радиоэлектронных средств, которыми располагают подводные лодки. Они же являются основным средством подводных сил для обнаружения целей (подводных лодок, надводных кораблей, подводного морского оружия), слежения за ними и целеуказания для использования подводного оружия.

Подводное оружие также не может нормально функционировать в полном объеме своих возможностей без использования гидроакустических устройств.

Так в минном оружии довольно успешно используются акустические неконтактные взрыватели (AHB), реагирующие на первичное гидроакустическое поле (ПГАП) (шумоизлучение) кораблей и подводных лодок. В американской мине-торпеде «Кэптор», устанавливаемой в подводном контейнере на якорь на противолодочных рубежах, используется акустический дежурный канал, осуществляющий обнаружение пл в режиме шумопеленгования и вырабатывающий целеуказание и команду на старт мины-торпеды. Акустические дежурный канал, и неконтактный взрыватель значительно расширяют возможности мин.

Современное торпедное оружие широко использует акустические системы самонаведения (АССЫ). Его возможности также значительно повышаются путем использования гидроакустического телеуправления.

Гидроакустика, как самостоятельная отрасль науки и техники возникла в начале XX века, ее появлению» предшествовал долгий путь развития теоретической и прикладной акустики.

Создание: гидрофона; сообщающего на берег о приближении миноносок или других неприятельских сил относят к 1887 году. Его. изобрел капитан французского; флота Мак Эвой. Гидрофон представлял собой «колоколообразный железный ящик,: опущенный: в;, воду на 9-30 м с телефонной пластиной, приводимой в. колебания приближающимся; винтовым движителем еще на расстоянии 800 м. Колебания передавались посредством электрического тока на специальный береговой аппарат» [1-5].

В области- прикладной, гидроакустики первый в мире работающий гидроакустический; прибор' - дистанционный подводный измеритель, скорости течения с гидроакустическим каналом связи — предложил и практически использовал адмирал! С.О.Макаров. Еще в 1881 году он изобрел флюктометр - датчик для измерения: скорости подводных течений: и с его помощью открыл противотечение в проливе Босфор. Роль приемника низкочастотных информационных сигналов (ударов колокола) в - этом приборе играл корпус судна, создававший определенную направленность. Сигналы прослушивал наблюдатель (матрос), который прикладывал ухо к днищу. Скорость подводного течения определялась по числу подсчитанных ударов в единицу времени.

Английские специалисты называют адмирала С.О.Макарова изобретателем гидрофона для приема гидроакустических . сигналов создаваемых ходовыми шумами быстроходных минных (торпедных) катеров. Такие гидрофоны в 1904 году он предложил устанавливать на боковых ограждениях и дебаркадерах у входа в военно-морские базы для предварительного оповещения о нападении легких сил противника.

Кроме гидрофона конструкции адмирала С.О.Макарова, предназначенного для обнаружения шумов скоростных надводных кораблей, в России разрабатывались шумопеленгаторы для обнаружения шумов подводных лодок. С этой целью Балтийский завод изготовил специальный акустический прибор, который представлял собой, по существу, модификацию станции звукоподводной связи с увеличенными габаритами.

19 мая 1916 г. столичное Электротехническое общество предложило флоту станцию для улавливания шумов винтов. Прибор включал раковину, выполняющую роль обтекателя, закрепляемого снаружи корпуса корабля. В обтекателе помещался микрофон, воспринимающий шумы кораблей через заполняющую его воду.

В создании средств активной гидролокации приоритет принадлежит русскому ученому К.В.Шиловскому, который, находясь в эмиграции в Париже, в 1912 году самостоятельно осуществил на частоте около 100 кГц направленное излучение звука в воду с помощью электроакустического (емкостного) преобразователя. Гидролокатор Шиловского включал антенну, генератор, усилитель, т.е. все основные элементы гидроакустической станции. С целью повышения эффективности работы своей станции К.В.Шиловский решил использовать преобразователь известного французского физика П.Ланжевена. На разработанные конструкции гидролокаторов К.В.Шиловский и П.Ланжевен имели несколько совместных патентов. В мае 1916 г. во Франции ими была зарегистрирована основная заявка под названием «Описание аппаратов и способов их применения для подачи направленных сигналов и для локализации подводных препятствий».

В годы Второй Мировой войны гидроакустические средства пл и нк использовались для обнаружения целей, выхода в атаку, выдачи целеуказания подводному оружию и уклонения от атак противника.

К началу Второй Мировой войны ВМС США имели 60 эсминцев, оборудованных гидролокаторами способными! . обнаруживать пл на' дальностях около 2000 м. Это были гидролокаторы типа «Сонар», излучатели которых состояли из ряда никелевых трубочек, колеблющих стальную пластину магнитострикцией, а показания давались вспышками неоновой лампочки на циферблате.

В ВМС Англии, были созданы приборы* типа «Асдик», которь1е являлись довольно эффективным средством по обнаружению пл. «Асдик» мог обнаруживать пл на скоростях хода до 14 уз. Он имел излучатели, i состоящие из слоев кварца и- стали, а его показания фиксировались на приборе.

В 1939 г. в английских ВМС было около 200 нк различных типов, вооруженных приборами «Асдик».

Немецкие пл имели превосходные шумопеленгаторы, которые эффективно работали на скоростях хода 6 уз. Для повышения эффективности шумопеленгования в Германии были созданы групповые шумопеленгаторные устройства. В результате немецкие пл и нк во время Второй' Мировой • войны были оборудовании устройствами шумопеленгования, которые по своим возможностям превосходили устройства, установленные на кораблях других стран. Дальность их действия с погруженной пл составляла:

-эсминец на ходу 20 уз. - 10-20 км; , -торговое судно - 7-15 км.

Английский «Асдик», американский «Сонар» и созданные в Германии шумопеленгаторы были основаны на реализации принципов, выдвинутых впервые Р.Ричардсоном и К.В.Шиловским.

В первых немецких гидролокаторах использовался диапазон частот 15-30 кГц. В них применялся магнитострикционный вибратор, который был установлен на вращающемся валу. Он выдвигался из корпуса корабля и мог вращаться вручную или на расстоянии с поста. Эхо от отражающего объекта отмечалось отклонением световой точки, движущейся с определенной скоростью по шкале электронно-лучевой трубки. Метод пеленгования суммарно-разностный. С помощью этих устройств, при благоприятных гидрологических условиях с пл, движущейся на малых ходах, дальность обнаружения нк составляла 5-10 км, а дальность обнаружения пл с миноносца на ходу - 3-5 км.

Во Франции на базе устройств разработанных Ланжевеном-Шиловским была создана ультразвуковая система «СКАМ». Она обеспечивала точность пеленгования ~1°" и дальность действия в режиме «Эхо» - 1000-4000 м, связь - 8000-15000 м. Определение дистанции осуществлялось с помощью секундомера.

Развитие английских гидроакустических средств в период 19411945 гг. характеризовалось непрерывной модернизацией серийных приборов, которая была направлена на получение более точных данных об обнаруженном объекте и обеспечение удобства работы акустика при поиске и атаке пл. Разрабатывались также новые образцы гидроакустических станций для нк.

На вооружении ВМС США к середине 1944 г. состояло 36 типов гидроакустических средств, не считая отдельных образцов. Серийные приборы были аналогичны английским «Асдикам», но имели особенности в излучателе и питании. Излучатель не кварцевый, как у «Асдиков», а магнитострикционный, а питание излучателя не от машин высокой частоты, а от лампового генератора. Для развития гидроакустических средств наблюдения США в этот период характерно:

-непрерывная модернизация серийных приборов; -создание опытных гидроакустических средств на новых принципах; -использование на выходе, наряду с рекордером, катодной трубки в качестве индикатора; дистанция и курсовой угол определялись с помощью сеток, нанесенных на катодную трубку;

-постоянное совершенствование по ускорению поиска (введен режим ненаправленного излучения).

В Германии на вооружении ВМС состояли:

-переносные шумопеленгаторы для малых нк;

-шумопеленгаторы с кристаллическими и магнитострикционными приемниками для нк и пл на 24, 48, 72 и 120 приемников;

-УЗПН типа «8§» для нк и пл;

-береговые шумопеленгаторы.

Уже Первая Мировая война показала, что контактные минные взрыватели не полностью удовлетворяют требованиям, предъявляемым к минному оружию, так как слишком мала вероятность встречи корабля с контактной миной. Поэтому возникла идея создать такие взрыватели для мин, которые могли бы чувствовать приближение корабля на значительном расстоянии и взрывать мины в тот момент, когда корабль будет находиться в опасной близости от них. Минерам удалось сконструировать «глаза» и «уши» и «автоматический мозг» дл мин, которые оказались способными не только чувствовать приближение корабля, но и самостоятельно и своевременно взрывать мину. Это стало возможным только после того, как были открыты и изучены физические поля кораблей. Физическое поле корабля, как бы содействуя подводному оружию, в десятки раз «увеличивает осадку и ширину подводной части корпуса корабля». Устройства для взрыва мин, срабатывающие от воздействия физических полей кораблей, называются неконтактными взрывателями. Появление неконтактных взрывателей обеспечило создание донных мин нового типа и позволило использовать якорные мины для постановки в морях с большими приливами и отливами, а также в районах с сильными течениями. Работа гидроакустического (общепринятое название «акустический») взрывателя основана на приеме гидрофоном гидроакустических колебаний и преобразовании их в электрический сигнал, который затем используется в схеме взрывателя мины.

Срабатывает реле, подключающее" электробатарею на запал, который производит взрыв мины.

Современная торпеда - оружие пл, нк и минно-торпедной авиации, позволяющее быстро и точно наносить мощный подводный удар-по кораблям противника. Она представляет собой самодвижущийся и самоуправляемый подводный снаряд, несущий в своей передней части заряд взрывчатого вещества. Торпеда снабжена сложными приборами, которые позволяют ей автоматически управлять своим движением по заданным глубине и направлению, а в некоторых случаях, и по заданным сложным траекториям. В отличие от мин, торпедой можно атаковать корабли противника в определенный момент, заранее выбирая цель, и с больших расстояний.

Революцией в торпедном оружии было создание в Германии во время Второй Мировой войны принципиально новой электрической самонаводящейся торпеды «Т-У». Торпеда была снабжена пассивной АССН с радиусом реагирования 500-600 м, которая принимает гидроакустические шумы кораблей, создаваемые их гребными винтами и механизмами. Основную часть своего пути торпеда проходит под действием системы автономного управления, что заметно снижает вероятность поражения. Для устранения этого недостатка были разработаны торпеды с системами телеуправления (ТУ), в частности по проводам. При использовании ТУ движение торпеды корректируется по данным гидроакустической станции корабля, уточняющей местоположение цели и торпеды. Команды управления передаются по проводу на приборы курса и глубины.

Аналогично, в послевоенный период дальнейшее развитие получили средства, использующие в своей работе гидроакустический канал, а именно гидроакустические станции и комплексы, имеющие в своем составе тракты шумопеленгования, эхопеленгования, звукоподводной связи и опознавания.

В конце 50-х годов XX века на вооружение ВМС США для установки на нк принят гидролокатор кругового обзора А1\Г/8С)8-23 работающий на низких частотах с достаточно высокой направленностью. В излучении формируется- лепесток характеристики направленности 120°. Последовательно облучается весь горизонт. Дальность действия гидролокатора 15-18 км. В эти же годы на вооружение пл пл ВМС США был принят комплекс AN/BQQ-2 предназначенный для поиска, обнаружения, сопровождения целей и выдачи целеуказания в составе следующих систем:

- AN/BQQ-1 — гидроакустический комплекс активно-пассивного обнаружения;

- AN/BQQ-3 - гидроакустическая станция пассивной классификации;

- AN/BQS-1 - гидроакустическая станция* измерения дальности пассивным методом.

В' послевоенные годы в ВМС США начали применяться гидролокаторы, опускаемые' с вертолетов и гидролокаторы, буксируемые дирижаблями. На вертолетах устанавливался опускаемый гидролокатор AN/AQS-4 (модификации AN/AQS-4A, AN/AQS-4B, AN/AQS-4C). Станции имели ТТХ: рабочая частота — 20-22 кГц, мощность в импульсе — 1000 Вт, дальность действия - 20 каб. На вооружении ВМС США также находились пассивные буи - AN/SSQ-1 и AN/SSQ-2. AN/SSQ-1 - пассивного типа, направленного действия обеспечивал определение пеленга на пл с ошибкой ±5°. AN/SSQ-2 - обнаруживал пл, идущую со скоростью 6 узлов на дистанции от 1 до 3 миль. Дальность приема самолетом сигналов, радиопередатчика буя достигала 60 км при высоте полета около 300 м. Буй был снабжен радиолокационным маяком-ответчиком, что позволяло обнаруживать его с помощью PJIC самолета.

Средства, использующие в своей работе гидроакустический канал -гидроакустические станции и комплексы, имеющие в своем составе тракты шумопеленгования, эхопеленгования, обнаружения гидроакустических сигналов, звукоподводной связи и опознавания, мины с AHB и дежурным каналом, торпеды с АССН и ТУ получили дальнейшее интенсивное развитие. Гидроакустические средства наблюдения и гидроакустические устройства обеспечения боевого функционирования подводного оружия находили все более широкое применение в обеспечении боевой деятельности флотов:,

Возникла неотложная необходимость борьбы с ними, что и нашло свое: отражение в создании пассивных (гидроакустическое противодействие) и активных (гидроакустическое подавление) методов И; средств борьбы.

Гидроакустическое противодействие: . (I ТТр Д) включает: проектирование и постройка; кораблей с малоотражающими обводами корпусов, покрытие их поверхности звукопоглощающими; звукоизолирующими и демпфирующими составами, снижение вибрации* и шумности работы корабельных механизмов;' выбор: наименее шумных режимов движения и благоприятных районов плавания

Гидроакустическое подавление (ГПоД) включает: создание гидроакустических помех, ложных гидроакустических целей; искажение спектрально-временных характеристик гидроакустических полей нк и пл.

Общепринятое сокращенное обозначение данного направления развития военно-морского вооружения - ГПД. .

Развитие прикладной гидроакустики в*. России основывалось на классических исследованиях отечественных. ученых: академика Л.Эйлера, академика П.Н.Лебедева, профессора Н.А.Кастерина. Теорией и. экспериментами в области акустики и подводной; акустики активно занимались известные ученые ВЛ.Альтберг, Б.Б.Голицын, В.Д.Зернов и др. Обширные работы по распространению волн в упругой среде применительно к требованиям сейсмологии и акустики дна океана провел Б.Б.Голицын. В.Я.Альтберг создал аппарат для расчета давления при излучении звука, а В.Д.Зернов разработал методы весьма чувствительного измерения силы звука. Во второй половине XIX века и в начале XX века русские физики Ф.Ф.Петрушевский, В.Я.Альтберг, инженеры М.Н.Беклемишев, Р.Г.Ниренберг, В.И:Кудревич и др., на основе использования лучевой модели распространения акустических колебаний^ в водной среде, имели, достаточно четкое представление , о причинах положительной, и отрицательной рефракции звука в море. В их работах рассматривались такие гидроакустические явления, как зоны акустической тени, звуковой канал, аномалии распространения звука и др. Гидроакустические измерения в России начали проводиться на рубеже XIX и XX веков. Измерениями руководили сотрудники Опытового бассейна в Петербурге, основанного в 1891 году (в настоящее время один из бассейнов в ЦНИИ им. А. Н.Крылова).

К 1917 'году отечественными учеными и специалистами были разработаны необходимые теоретические основы для оценки условий излучения, распространения и приема гидроакустических сигналов, а также выполнения всех необходимых расчетов в данной области. Можно утверждать, что ученые России и специалисты военно-морского флота имели правильные и достаточно глубокие физические представления об основных гидроакустических явлениях в поверхностном слое моря. На пл, нк и береговых постах были установлены и практически использовались в интересах навигаций, связи и обнаружения целей подводные маяки, гидрофоны, гидроакустические станции, радиохронографические приборы, средства звукоподводной связи и другие образцы гидроакустической аппаратуры отечественного производства. Активно внедрялся новый радиогидроакустический метод определения координат в море.

После Октябрьской революции в России развитию гидроакустики стало уделяться значительное внимание. Группы, лаборатории, отделы и другие подразделения для проведения исследований в области гидроакустики и обеспечения испытаний гидроакустической техники создавались начиная с 1921 года в учреждениях АН СССР, в высших учебных заведениях, на предприятиях промышленности и в организациях ВМФ, занимавшихся вопросами акустики, электроакустики, ультразвука, радиотехники, радиосвязи и др. Координацию работ по гидроакустике возглавляло Остехбюро РККА, созданное в 1921 году при НТО ВСНХ, а также образованная в 1924 году секция связи МНТК УВМС РККА. В 1921 году, при создании Государственного экспериментального электротехнического института (ГЭЭИ), в его составе была образована первая в нашей стране акустическая- лаборатория. В* 1923 г. в' составе Государственного Электротехнического треста заводов слабого тока в Ленинграде была образована Центральная радиолаборатория (ЦРЛ). С 1924 г. в ЦРЛ начались работы по созданию пьезокварцевых излучателей для гидроакустических антенн, проводились испытания излучателей в качестве элементов гидроакустических антенн, а также опытных образцов донных (стационарных) шумопеленгаторов, разрабатываемых для прослушивания проходящих кораблей. Здесь же демонстрировалась новая гидроакустическая антенна для излучения мощных ультразвуковых импульсов. Акустическая лаборатория ГГЭИ в 1924 г. была преобразована в отдел, который осенью того же года провел на Севастопольском рейде первые экспериментальные наблюдения шумов кораблей. В 1926 г. к работам по гидроакустике была подключена физико-техническая лаборатория во главе с А.Ф.Иоффе. В 1927 г. в Ленинграде был создан Научно-исследовательский полигон связи УВМС РККА, (начальник Г.А.Положинцев), в составе которого начинает функционировать гидроакустическая лаборатория во главе с А.ИЛустоваловым. Одновременно в 1927 г. на Радиозаводе им. Коминтерна в Ленинграде в акустической лаборатории образуется группа под руководством В.Н.Тюлина, которая к началу 30-х годов активно проводит эксперименты и исследования по гидроакустике. Началось изготовление макетов гидроакустической аппаратуры для флота, проводятся опыты с целью разработки шумопеленгаторов, предназначенных для обнаружения кораблей и судов по шумам, создаваемым их гребными винтами и механизмами. Эти работы положили начало развитию отечественной гидроакустической промышленности. В 1932 г. в Военно-электротехнической академии им. С.М.Буденного организуется акустическая лаборатория во главе с Н.Н.Андреевым, в Физическом институте АН СССР им. Лебедева в 1932 г. создается акустическая лаборатория во главе с С.Н.Ржевкиным. Решением Отделения технических наук для координации всех работ по акустике в стране 26 декабря 1935 г. создается Акустическая комиссия АН СССР под руководством Н.Н.Андреева.

За период 1917-1941 гг. в стране была образована система подразделений, предназначенных для обеспечения научных исследований в области гидроакустики и испытаний гидроакустической аппаратуры. Резкое повышение роли гидроакустических средств в обеспечении боевых действий пл и нк в годы войны привело к необходимости создания в 1948 г. самостоятельного Научно-исследовательского гидроакустического института - НИИ-7 ВМФ (с 1956 г. - НИИ-14 ВМФ). В этом же году созданы научно-испытательные полигоны ВМФ на Черном и Балтийском морях, ориентированные, в частности, на испытания гидроакустической техники, а на базе завода «Водтрансприбор» - НИИ «Морфизприбор».

Таким образом, к концу 40-х годов XX века имелась достаточно развитая отечественная научно-техническая база для создания гидроакустических средств различных типов, в том числе и средств ГПД.

Первые отечественные методы и средства ГПД начали создаваться в ходе Второй Мировой войны.

Первоначально ГПД появилось в виде мероприятий по снижению шумности пл в целях уменьшения дальности их обнаружения пассивными гидроакустическими средствами противника, выбору бесшумных режимов движения.

В феврале 1944 г. приказом Народного Комиссара судостроительной промышленности (на основании Постановления Государственного Комитета Обороны от 15 сентября 1943 г.) на площадях бывшего опытного завода 231 НКСП и базы катеров ЦКБ-36 был образован Научно-исследовательский минно-топедно-тральный институт НИИ-400 (носящий ныне название ОАО «Концерн «Морское подводное оружие - Гидроприбор»). С того времени он стал головным предприятием в стране по созданию средств ГПД.

Для борьбы с минами, имеющими AHB в 1941 г. разработан первый шпиронный ударно-механический трал с пневматическим молотком, а в

1944 г. принят на вооружение ВМФ трал БАТ-2. В 1953 г. разработан и поступил на вооружение ВМФ быстроходный глубоководный акустический, трал. В Л 956 г. ЦКБ-145 (впоследствии включенном в НИИ-400) был создан буксируемый акустический отводитель торпед ОКА-1, а в 1958 г. - ОКА-2. В последующем для борьбы с торпедами, имеющими АССН, НИИ-400 были созданы быстроходные отводители корабельные акустические: БОКА - 1960 г., БОКА-ду - 1962 г.

В- 1949 г. в Научно-исследовательском морском радиолокационном институте (НИМРИ) был создан отдел ГПД (впоследствии из НИМРИ была выделена гидроакустическая тематика и создан научно-исследовательский гидроакустический институт (НИТИ), который затем был переименован в 7 Институт ВМС, в котором был создан отдел ГПД, что положило начало г выполнению планомерных НИР и ОКР по созданию методов и специализированных средств ГПД.

Работы велись в нескольких направлениях:

-создание ПГП, шумозаглушающих покрытий и малоотражающих форм корпусов кораблей;

-создание средств маскировки пл (газовые завесы); -создание средств помех (автономные приборы помех); -создание имитаторов пл.

Первой работой отдела; выполненной в 1949 г. была НИР-014 «Разработка макета газовой завесы вокруг пл» в которой были проведены экспериментальные исследования газовой завесы из микропузырьков, создаваемой подачей воздуха под определенным давлением в область гребных винтов нк, а также натурные испытания устройства для снижения шума, излучаемого гребными винтами. В 1950 г. выполнена НИР «Подводные звукопоглощающие покрытия для пл и мин». По ее результатам 1 был выбран и обоснован метод, а также разработана схема установки для исследования звукопоглощающих покрытий. Затем были выполнены НИР по: изысканию методов создания помех гидролокаторам противника, исследованию отражения ультразвуков от ил, в зависимости от частоты, изысканию принципов и технических путей создания высокоэффективных противогидролокационных покрытий (ПГП) для пл, изысканию рациональных методов имитации эхо и шума пл, видам помех и эффективности их воздействия на приемные тракты гидроакустических средств и исследованию технических путей создания устройств помех гидроакустическим средствам обнаружения.

Раньше других средств борьбы с гидролокационным наблюдением использовались ПГП. Они применялись в некоторых флотах уже в годы Второй Мировой войны. ПГП наносятся на корпус пл и поглощают большую часть падающей на их поверхность акустической энергии, излучаемой гидролокатором; лишь незначительная часть акустической энергии л отражается и в виде эхосигнала возвращается в точку приема. К ПГП предъявляются следующие требования: они должны хорошо поглощать акустическую энергию по возможности в широком диапазоне частот; быть не очень громоздкими; легко крепиться к корпусу пл; иметь небольшую толщину и гладкую поверхность, с тем, чтобы не увеличивалось сопротивление воды и не уменьшалась скорость хода пл. Наиболее приемлемы достаточно компактные ПГП, эффективно, работающие в сравнительно узком диапазоне рабочих частот. В те времена ПГП представляло собой два двухмиллиметровых слоя резины, наклеенных на поверхность корпуса пл. Внешний слой сплошной, а внутренний - имеет многочисленные отверстия большого и малого диаметров. Сплошная и с отверстиями резина, а также сталь корпуса пл образуют два колебательные контура с различными резонансными частотами. Большие отверстия во внутреннем слое резины образуют собой поглощающие резонансные полости, частота которых лежит примерно посредине рабочего диапазона частот ПГП. Второй резонансный поглощающий контур состоит из слоев резины, являющихся элементом упругости, и корпуса пл, образующего элемент массы. Малые отверстия во внутреннем слое резины, изменяя ее упругость, обеспечивают работу второго контура на нужной частоте.

Применение двух колебательных контуров обеспечило расширение рабочего диапазона частот ПГП, сделав его тем самым более эффективным.

Первое отечественное ПГП «Медуза-2» создано по результатам выполнения НИР 1949-1954 гг. Оно прошло испытания в 1954 г. и показало возможность снижения отражающей способности пл в области рабочего диапазона частот ГЛС противника на 10-16 дБ. Затем в 1962 г. создано ПГП «НППРК-76 (У)», в 1963 г. - ПГП «Медуза-2У», в 1965 г. - ПГП «Августит» которые позволяли снизить отражающую способность пл на 1620 дБ.

По физической природе, принципам, методам и средствам реализации ГПД является большим самостоятельным разделом гидроакустического вооружения ВМФ. Поэтому практические мероприятия по развитию в стране гидроакустического вооружения относятся также и к ГПД. Для реализации требований ВМФ к гидроакустическому вооружению в целом и ГПД, в частности, в СССР необходимо было создать соответствующую научную, производственную и испытательную базу, подготовить научные кадры и специалистов для обслуживания гидроакустических средств, в том числе средств ГПД. Для решения этих важных и емких вопросов, начиная« с конца 40-х годов XX века, практически все они были взяты под контроль Совета Министров СССР и ЦК КПСС. Проекты Постановлений готовились ВМФ и проходили согласование с министерствами и ведомствами, на которые в проектах возлагалось решение определенных этими проектами вопросов. Как правило, составлялся протокол согласования, что должно было способствовать безусловному выполнению Постановления. Всего за рассматриваемый период было принято более 10 Постановлений Совета Министров в которых определялись главнейшие задания по НИР и ОКР в области создания средств и методов ГПД, назначались предприятия промышленности, ответственные за создание средств ГПД, создавались специализированные ОКБ и экспериментальные базы. Так Постановлением от 6.12.1955г. № 2028-1092 «О развитии гидроакустического вооружения в СССР и снижении шумности кораблей ВМФ» к разработке приборов ГПД был привлечен НИИ-400, а к разработке аппаратов магнитной записи (АМЗ) для них - Всесоюзный комитет магнитной записи Госкомитета по радиовещанию и телевидению. 29 июля 1959 г. было принято Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 832-372 которым создание средств ГПД и вооружение ими* пл было определено одной из важных задач Минсудпрома и Радиопрома. Постановлением Совета Министров СССР от 09.01.1963 г. № 39-16 разработка * средств ГПД была возложена на Минсудпром и Минпромсвязи.

Следует подчеркнуть, что решение проблем гидроакустики в целом и ГПД, в частности, в СССР через постоянный контроль Правительства было пожалуй единственным средством, позволившим в итоге к концу 50-х годов XX века решить вопрос о создании научной, исследовательской и промышленной базы готовой решать вопросы развития средств ГПД на достаточно современном уровне.

Первый автономный прибор ГПД для использования пл с целью имитации эхосигналов от пл - дрейфующий имитатор пл ИП был создан НИИ Прикладной Химии (НИИ ПХ) по результатам выполненной отделом ГПД НИР-014 и принят на вооружение ВМФ в 1955 г. В то время он позволял снизить вероятность правильной классификации пл на 50-60%. Затем были созданы: самоходный прибор гидроакустических помех МГ-14 - 1961 г., малогабаритный дрейфующий прибор активных гидроакустических помех МГ-24 -1962 г, МГ-24М - 1964 г., малогабаритный дрейфующий прибор гидроакустических помех МГ-34 — 1967 г., МГ-34М - 1970 г., гидроакустический имитационный патрон ГИП-1. Прибор МГ-14 имел механический излучатель работающий в широком диапазоне частот. Приборы МГ-24 и МГ-24М также имели механические излучатели широкополосной помехи. Прибор МГ-34 имел механический излучатель широкополосной помехи и шашки гидрореагирующего вещества создающего микропузырьковое газовое облако, отражающее гидроакустические сигналы гидролокаторов. Прибор ГИП-1 имел только^ шашки гидрореагирующего вещества, но* в большом количестве и создавал мощное газопузырьковое облако. Эти приборы относят к приборам ГПД 1-го поколения. Созданные приборы ГПД, на тот период развития гидроакустических средств противника, позволяли повысить боевую устойчивость пл и эффективность решения, ими боевых задач на 10-15%. Однако в дальнейшем проявились их существенные недостатки: малый, потенциал помех, низкая достоверность имитации пл, малое время непрерывной работы.

Уровень развития средств- ГПД иностранных государств в этот период примерно соответствовал уровню развития отечественных средств ГПД.

В результате выполнения новых исследований ученых ВМФ и НИИ промышленности (отделом ГПД 14 НИИ ВМФ5 и соответствующими подразделениями НИИ-400) были созданы имитаторы пл, имеющие электронно-акустическую аппаратуру и обладающие повышенной достоверностью^ имитации как гидроакустических полей пл так и их маневренных характеристик: самоходный гидроакустический имитатор пл МГ-44 — 1967 г., дрейфующий гидроакустический имитатор движущейся пл — МГ-54 - 1967 г. и самоходная-гидроакустическая мишень-имитатор пл МГ-64 - 1969 г.

Прибор МГ-44 имел АМЗ с проволочным магнитоносителем и мог раздельно имитировать шумоизлучение пл, заранее записанное на АМЗ, либо формировать на основе принимаемых зондирующих сигналов гидролокатора, записываемых на АМЗ, и излучать имитируемые эхосигналы. Приборы МГ-54 и МГ-64 также осуществляли раздельно имитацию шумоизлучения пл и эхосигналов от нее, но АМЗ имел пленочный магнитоноситель, обеспечивающий более точные запись и воспроизведение тонкой спектрально-временной структуры сигнала. Эти приборы принято относить к средствам ГПД второго поколения. Они позволили, с учетом значительного совершенствования гидроакустических средств противника, сохранить уровень боевой устойчивости и эффективности решения боевых задач отечественных пл, а в отдельных случаях и повысить их на 5-10%.

С середины 60-х годов XX века развернулись комплексные исследования новых принципов и технических путей создания более эффективных средств ГПД, отвечающих уровню развития гидроакустических средств противника. В результате к концу 60-х годов XX века были созданы самоходные многоцелевые приборы ГПД МГ-74, МГ-84, принятые на вооружение ВМФ в 1972 году. Они имели усовершенствованную электронно-акустическую аппаратуру, АМЗ с пленочным магнитоносителем, несколько участков хода и обеспечивали раздельную имитацию шумоизлучения пл и эхосигналов от нее, а также излучали прицельную по частоте помеху. В результате значительно (на 80-90%) повысилась достоверность имитации пл и на 30-40% вероятность решения пл тактических задач - уклонение от обнаружения, отрыв от слежения МПЛС и прорыва строя КПУГ противника. В итоге боевая устойчивость и эффективность решения боевых задач пл, вооружнных этими приборами ГПД повысилась на 10-12%. Эти приборы относят к средствам ГПД 3-го поколения.

Уровень развития средств ГПД иностранных государств в этот период несколько превосходил уровень развития отечественных средств ГОД.

До недавнего времени, в силу закрытости источников, не существовало открытых (да и закрытых) работ, позволяющих проследить развитие отечественного гидроакустического противодействия и подавления (ГПД) от момента его зарождения до настоящего времени. Поэтому в отечественной литературе не рассматривался вопрос периодизации процесса развития ГПД в нашей стране.

В своих исследованиях автор опирался на книги библиотеки гидроакустика издательства «Судостроение» (1976-1993 • гг.), «Гидроакустическую энциклопедию» под редакцией Тимошенко В.И., Таганрог: ТагРТУ, 1999; «ЦНИИ «Гидроприбор» и его люди за 60 лет, сборник статей, очерков, воспоминаний», сборник статей, очерков, воспоминаний «Из истории отечественной гидроакустики», кандидатскую диссертацию А.Г.Грабаря «Развитие отечественных гидроакустических средств (конец XIV в. - 1945 г.)», докторскую диссертацию И.С.Захарова «Развитие отечественных гидроакустических средств (начало 20-х годов — конец 50-х годов XX века)» и архивные материалы.

Целью диссертационного исследования является историко-научное восстановление процесса зарождения и развития, эксплуатации средств ГПД в СССР в период 40-е - 60-е годы XX века на основе изучения, анализа и обобщения архивных материалов, научной и технической отечественной и иностранной литературы, подлинных документов, относящихся к развитию средств ГПД, литературных источников.

В соответствии с поставленной целью в диссертации рассматривались и решались следующие основные задачи:

-сбор, систематизация, анализ и обобщение данных о процессе и особенностях развития отечественных средств и методов ГПД в указанный период;

-определение вклада отечественных ученых, инженеров, офицеров ВМФ в развитие и практическое применение средств ГПД;

-историко-научное восстановление особенностей процессов развития ГПД в период 40-е - 60-е годы XX века;

-анализ мероприятий Советского Правительства по развитию ГПД; -введение в научный оборот новых материалов, документов, архивных материалов, объективно отражающих особенности процесса развития отечественного ГПД.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения.

Заключение диссертации по теме «История науки и техники», Корж, Иван Григорьевич

ВЫВОДЫ

1. Зарождение средств ГПД было вызвано необходимостью борьбы со все более возрастающей угрозой надводным кораблям и подводным лодкам, связанной с интенсивным развитием гидроакустических средств обнаружения, классификации и целеуказания, а также гидроакустических устройств обеспечения боевого функционирования подводного оружия.

2. Для скрытия ил и нк от гидроакустического наблюдения и защиты от поражения подводным оружием, наводящимся с помощью гидроакустической аппаратуры, в ВМФ проводился комплекс мероприятий, направленных на подавление или снижение эффективности действий гидроакустических систем наблюдения и устройств обеспечения функционирования подводного оружия, который получил название гидроакустическое противодействие и подавление (общепринятое сокращенное наименование - ГПД). Существуют два класса методов и средств ГПД:

-пассивные (гидроакустическое противодействие), включающие в себя снижение шумов и отражающей способности нк и пл — звукоизоляцию и обесшумливание механизмов, звукоизоляцию переборок, придание корпусам малоотражающих форм, противогидролокационные покрытия, устройства обесшумливания гребных винтов;

-активные (гидроакустическое подавление), включающее в себя применение бортовых и автономных приборов (станций) помех, ложных целей (имитаторов пл и нк), бортовых станций (приборов) искажения гидроакустических полей.

3. Используя методы и средства ГПД пл имеет возможность

V осуществлять: уклонение от обнаружения и отвлечение МПЛС на ложные направления, отрыв от слежения и преследования, прорыв строя кораблей, прорыв минных заграждений, прорыв барьеров из РГАБ, отведение противолодочных торпед, прерывание контакта МПЛС и подводного морского оружия с пл. Нк с помощью средств ГПД решают задачи: отведение торпед, прорыв минных заграждений.

4. Впервые необходимость создания средств ГПД возникла после применения в ходе Второй Мировой войны немцами в минах неконтактных взрывателей - акустических и комбинированных магнитно-акустических, требующих для своего срабатывания воздействия акустического или магнитно-акустического поля корабля.

5. Начало плановому развитию средств и методов ГПД в России положило создание в 1949 году в НИМРИ отдела гидроакустического подавления называвшегося «Отдел борьбы с гидроакустикой» в составе двух лабораторий, которым в конце 40-х - 50-х годах велись интенсивные, широкомасштабные научные исследования, охватывавшие все возможные принципы гидроакустического противодействия и подавления. Было выполнено более 20 НИР и около 30 лабораторных и морских испытаний, что обеспечило научно-технический задел для создания средств ГПД.

6. В феврале 1944 г. приказом Народного Комиссара судостроительной промышленности (на основании Постановления Государственного Комитета Обороны от 15 сентября 1943 г.) на площадях бывшего опытного завода 231 НКСП и базы катеров ЦКБ-36 был образован Научно-исследовательский минно-топедно-тральный институт НИИ-400 (носящий ныне название ОАО «Концерн «Морское подводное оружие -«Гидроприбор»). С того времени он стал головным предприятием в стране по созданию средств ГПД.

7. Раньше других средств борьбы с гидролокационным наблюдением использовались ПГП. Они наносятся на корпус пл и поглощают большую часть падающей на их поверхность акустической энергии, излучаемой гидролокатором; лишь незначительная часть акустической энергии отражается и в виде эхосигнала возвращается в точку приема. Первое отечественное ПГП «Медуза-2» создано по результатам выполнения НИР 1949-1954 гг. Оно прошло испытания в 1954 г. и показало возможность снижения отражающей способности пл в области рабочего диапазона частот ГЛС противника на 10-16 дБ.

8. Первыми корабельными средствами ГПД были средства для борьбы с минами, имеющими AHB, акустические тралы, основным элементом которых является излучатель или генератор подводного шума. Первый шпиронный ударно-механический трал с пневматически молотком КЕ-22 был создан в ЦКБ-36 М.Г.Григорьевым в 1941 году. Затем в 1943 г.

• Н.И.Шибаевым был создан трал БАТ-2, который после конструктивных/ доработок поступил на вооружение. ВМФ в 1944 году под шифром БАТ-2 Г. Благодаря: конструктивным доработкам он был эффективнее БАТ-2 на 1015%. В последующем создавались и поступали: на вооружение ВМФ целый ряд постепенно совершенствующихся: тралов:, БЕАТ — в 1953' году, более эффективный на 16-20% , АТ-1, АТ-2 -- в 1958 году, АТ-3 - в 1960? году, обладающие эффективностью на 10-12% выше предыдущих. Для отведения торпед, от нк были созданы буксируемые отводители торпед ОКА-1 -буксируемый в кильватер в 1956 году, ОКА-2 - буксируемый с отводом от ДП нк в 1958 году,, использование которых позволило обеспечить вероятность отведения торпеды от нк 0,5-0.6. БОКА - в 1960 году, БОКАду - в 1962 году, эффективность которых была выше на 8-10% предыдущих акустических охранителей.

9. К концу 50-х годов XX века были созданы первые автономные средства ГПД:

- 1955 г. - ИП - дрейфующий боевой комплект имитационных патронов, создающих газопузырьковые завесы, который: позволял снизить вероятность правильной классификации пл на'50-60%, что обеспечивало;пл. возможность решения; задачи отрыва от слежения; МПЛС противника с вероятностью 0,5-0,6; • . .

- 1960 г. - МГ-14 - самоходный прибор помех, принятый, на вооружение ВМФ в 1961 году, который позволял пл решать 'задачи отрыва от слежения МПЛС противника с вероятностью 0,6-0,7 и прорыва строя кораблей с вероятностью 0,5;

1960 г. - МГ-24 - малогабаритный прибор активных гидроакустических помех, принятый на вооружение ВМФ в 1962 году, который выстреливался из уже существующей на пл пусковой установки -устройства ВИПС и успешно применялся для подавления шумопеленгаторных станций.

10. Для реализации-требований ВМФ к средствам ГПД необходимо было создать в стране соответствующую научную, производственную и испытательную базу, подготовить научные кадры, и специалистов для обслуживания средств ГПД. Для решения этих важных и емких вопросов; начинаях 40-х годов, практически все они были взяты под контроль Совета Министров СССР и ЦК КПСС. Проекты Постановлений Совета Министров СССР и ЦК КПСС готовились ВМФ и проходили согласование с министерствами и ведомствами, на которые в проектах возлагалось -решение определенных этими проектами вопросов. Решение проблем ГПД в СССР через постоянный контроль Правительства было важнейшим средством, позволившим к концу 50-х годов решить вопрос о создании' научной, исследовательской и промышленной базы готовой-решить вопрос развития средств ГПД.на достаточно современном уровне.

11. Зарубежные средства ГПД в 40-е - 50-е годы развивались по тем же направлениям, что и в СССР. Уровень развития отечественных средств ГПД соответствовал уровню развития средств ГПД за рубежом.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Корж, Иван Григорьевич, 2010 год

1. ГЛАВА 2. ОБОСНОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ НАЗНАЧЕНИЯ СРЕДСТВ ГПД В 40-Е 50-Е ГОДЫ XX ВЕКА И ОПОСРЕДСТВОВАННОЕ ИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ В ВИДЕ РЕЗУЛЬТАТОВ НИР И ОКР И ПРИНЯТЫХ НА ВООРУЖЕНИЕ ОБРАЗЦОВ:

2. Обоснование требований назначения средств ГПД в 40-е —ч50.е годы XX века.

3. Отражающие способности (вторичное гидроакустическое поле (ВГАП)) снижают покрытием наружных подводных поверхностей корпусовнк и пл материалами, поглощающими энергию звуковых волн (противогидролокационные покрытия (ПГП)) 2-3, 2-8.

4. В таблице 2.1 приведены гидроакустические средства наблюдения и методы и средства их ГПрД и ГПоД.

5. ГЛАВА 3. РАЗВИТИЕ СРЕДСТВ ГПД В 60-е ГОДЫ XX ВЕКА

6. Требования ВМФ к развитию средств ГПД в 60-е годы XXвека

7. Приборы обнаружения одновременной работы нескольких активных АССН торпед.

8. Прибор классификации контакта с целью.

9. Прибор для определения момента приводнения РГАБ, мин, торпед.

10. Приборы для записи шумов иностранных кораблей и акустических параметров гидролокаторов».