Гидроакустический буй

Гидроакустический буй — это автономное или дистанционно управляемое плавучее средство, оснащённое гидроакустической аппаратурой, предназначенное для приёма, излучения и ретрансляции звуковых сигналов в водной среде. Гидроакустические буи используются в системах противолодочной обороны (ПЛО), океанографии, морской геологии, а также для поисково-спасательных работ и мониторинга морской фауны.

История

Первые прототипы гидроакустических буев появились в начале XX века, когда военно-морские силы начали использовать пассивные гидрофоны для обнаружения подводных лодок. В годы Первой мировой войны для борьбы с немецкими субмаринами применялись буксируемые гидрофонные станции, но они были громоздкими и неавтономными.

Активное развитие технологии пришлось на Вторую мировую войну. В 1940-х годах в США и Великобритании были созданы первые серийные образцы сбрасываемых с самолётов гидроакустических буев (например, серия AN/CRT-1). Эти устройства работали в пассивном режиме, передавая шумы подводных лодок на самолёт-носитель по радиоканалу. После войны, в 1950–1960-х годах, с появлением транзисторов и миниатюризации электроники, буи стали более компактными, надёжными и энергоэффективными.

В СССР работы по созданию гидроакустических буев велись в ЦНИИ «Гидроприбор» и НИИ «Атолл». К 1970-м годам на вооружение ВМФ СССР поступили буи серий РГБ (радиогидроакустический буй), которые применялись в составе противолодочных комплексов «Орёл» и «Платина». В современной России производство гидроакустических буев осуществляется на предприятиях концерна «Океанприбор» (Санкт-Петербург) и «Тетис Про» (Москва).

Классификация

Гидроакустические буи классифицируются по нескольким признакам.

По режиму работы

• Пассивные — только принимают подводные звуковые сигналы (шумы кораблей, подводных лодок, морских животных). Не излучают акустических волн, что делает их скрытными.
• Активные — излучают акустический импульс и принимают отражённое эхо. Позволяют обнаруживать объекты, не создающие шума (например, неподвижные мины или подводные лодки в режиме «тишины»).
• Комбинированные — могут работать как в пассивном, так и в активном режиме, переключаясь по команде или по программе.

По способу установки и применения

• Сбрасываемые (авиационные) — запускаются с самолётов, вертолётов или беспилотных летательных аппаратов. После приводнения автоматически разворачиваются: выпускают гидрофон на заданную глубину, раскрывают антенну и начинают передачу данных.
• Корабельные — устанавливаются на надводных кораблях и судах. Могут быть буксируемыми (за буксируемыми гидроакустическими станциями) или стационарными (сбрасываемыми с борта).
• Донные (автономные) — устанавливаются на морское дно на длительный срок (до нескольких месяцев). Имеют встроенную память для записи данных и всплывают по команде или по расписанию для передачи информации через спутник.
• Дрейфующие — свободно дрейфуют по течению, часто используются для океанографических исследований.

По типу передачи данных

• Радиогидроакустические — передают информацию по радиоканалу на приёмный пункт (корабль, самолёт, береговая станция).
• Проводные — соединены с кораблём или береговым постом кабелем. Используются редко, в основном для стационарных систем.
• Спутниковые — передают данные через спутниковую связь (например, Iridium, Inmarsat). Применяются в автономных дрейфующих и донных буях.

Устройство и характеристики

Типичный гидроакустический буй состоит из следующих основных компонентов:

• Корпус — герметичный, из алюминиевых сплавов или пластика, выдерживающий давление воды на глубине до 300–500 метров. Форма — цилиндрическая или сферическая, часто с килем для устойчивости.
• Гидрофон — чувствительный элемент, преобразующий звуковое давление в электрический сигнал. В пассивных буях используется один или несколько гидрофонов, в активных — гидрофон совмещён с излучателем (пьезокерамическим преобразователем).
• Блок обработки сигналов — микропроцессор, фильтры, усилители. Осуществляет предварительную обработку: подавление шумов, спектральный анализ, обнаружение целей.
• Радиопередатчик — для передачи данных на носитель. Работает в диапазоне УКВ (30–300 МГц) или дециметровых волн. Мощность — от 0,1 до 10 Вт.
• Антенна — всенаправленная или направленная, часто выдвижная.
• Источник питания — литиевые или солевые батареи. Время работы — от нескольких часов (сбрасываемые) до нескольких месяцев (донные).
• Система развёртывания — для сбрасываемых буев: парашют, пневматический или пиротехнический механизм, обеспечивающий мягкое приводнение и раскрытие.

Основные характеристики:

• Дальность обнаружения — от 1 до 50 км в зависимости от гидрологических условий, типа буя и шумности цели.
• Рабочая глубина гидрофона — от 5 до 300 м.
• Частотный диапазон — от 1 Гц до 100 кГц (низкие частоты для дальнего обнаружения, высокие — для точной пеленгации).
• Точность пеленгования — от 1 до 10 градусов.
• Вес — от 2 до 50 кг.

Применение

Военное

Основное применение — противолодочная оборона. Гидроакустические буи используются в составе:

• Противолодочных самолётов (Ил-38, Ту-142, P-3 Orion, P-8 Poseidon) — сбрасывают серии буев для создания поискового поля.
• Противолодочных вертолётов (Ка-27, Ми-14, SH-60 Seahawk) — сбрасывают буи с борта или используют их как ретрансляторы.
• Надводных кораблей — для расширения зоны обнаружения.
• Автономных систем — например, донные станции, работающие в режиме «барьер» на путях развёртывания подводных лодок.

Также применяются для поиска затонувших объектов (подводных лодок, судов) и в гидроакустических системах навигации.

Гражданское

• Океанография — измерение температуры, солёности, течений, уровня шума.
• Морская геология — поиск полезных ископаемых, изучение сейсмической активности.
• Биология — мониторинг миграций китов, дельфинов, рыб.
• Поисково-спасательные работы — обнаружение аварийных подводных аппаратов, «чёрных ящиков» самолётов.

Примеры

• Россия: РГБ-16, РГБ-24, РГБ-36 — серийные радиогидроакустические буи, используемые в ВМФ РФ. РГБ-36 — активный буй с дальностью обнаружения до 20 км.
• США: AN/SSQ-53 (пассивный), AN/SSQ-62 (активный), AN/SSQ-101 (комбинированный). Буи серии DICASS (Directional Command Activated Sonobuoy System) — с дистанционным управлением.
• Великобритания: Sonobuoy Type 1000, Type 2000.
• Франция: BUOY-1, BUOY-2.

Интересные факты

• Гидроакустические буи могут работать в режиме «гидроакустического поля» — несколько буев, развёрнутых в определённом порядке, образуют единую систему обнаружения, способную пеленговать цель с высокой точностью.
• В 1960-х годах в США была разработана система SOSUS (Sound Surveillance System) — сеть донных гидроакустических буев, охватывающая Атлантический и Тихий океаны. Она использовалась для слежения за советскими подводными лодками.
• Современные буи могут передавать данные в реальном времени через спутник, что позволяет управлять поиском с береговых центров.
• В России активно разрабатываются автономные необитаемые подводные аппараты (АНПА), которые могут нести на себе гидроакустические буи и развёртывать их в заданном районе.

Источники

• «Гидроакустические средства» / Под ред. В. И. Коротаева. — М.: Воениздат, 1985.
• «Справочник по гидроакустике» / Под ред. Ю. А. Корякина. — Л.: Судостроение, 1988.
• «Океанология: техника и методы» / Под ред. А. П. Лисицына. — М.: Наука, 2000.
• «Военно-морской словарь» / Под ред. В. Н. Чернавина. — М.: Воениздат, 1990.
• «Sonobuoy Systems Handbook» / Naval Air Systems Command, USA, 2015.