Пассивная гидролокация: принципы и применение¶

Пассивная гидролокация — это метод обнаружения, классификации и определения координат подводных объектов (кораблей, подводных лодок, торпед, морских животных) путём приёма и анализа их собственных акустических излучений, без излучения собственных звуковых сигналов. В отличие от активной гидролокации, пассивная система не выдаёт себя в воде, что делает её основным средством скрытного наблюдения в военно-морской сфере.

¶Принцип работы

Основой пассивной гидролокации является приём гидроакустических антеннами (гидрофонами) шумов и сигналов, распространяющихся в водной среде. Любой объект, движущийся в воде или находящийся в ней, создаёт акустическое поле: шумы винтов, работа механизмов, гидродинамические шумы обтекания корпуса, а также сигналы гидролокаторов других судов.

Принятые сигналы преобразуются в электрические, усиливаются и обрабатываются. Ключевой этап — спектральный анализ, позволяющий выделить из общего шумового фона характерные дискретные составляющие (тональные частоты) и широкополосные шумы. По частоте, амплитуде и модуляции этих составляющих оператор или автоматизированная система определяет тип цели, её скорость и курс.

¶Дальность действия

Дальность пассивного обнаружения зависит от уровня шумности цели (чем тише лодка, тем сложнее её услышать), гидрологических условий в море (температуры, солёности, давления), рельефа дна и собственных шумов носителя гидролокатора. В благоприятных условиях (глубоководный канал, тихая цель с высоким уровнем шума) дальность может достигать десятков и даже сотен километров, значительно превосходя дальность активных гидролокаторов.

¶Классификация и типы систем

Пассивные гидролокационные системы различаются по типу антенн и способу установки:

• Штатные корабельные гидроакустические станции (ГАС) — устанавливаются в носовой подкильной части корабля или в буксируемом обтекателе.
• Буксируемые антенные решётки (ГАС с гибкой протяжённой буксируемой антенной) — представляют собой длинную (до 1 км) цепочку гидрофонов, буксируемую за кормой. Позволяют вынести антенну из зоны собственных шумов корабля и работать на больших глубинах, что резко повышает дальность обнаружения.
• Донные стационарные системы (СОСУС — система обнаружения подводных лодок) — сети гидрофонов, развёрнутые на морском дне для контроля акваторий (например, система SOSUS, созданная США в годы Холодной войны).
• Радиогидроакустические буи (РГАБ) — сбрасываемые с самолётов или вертолётов буи с гидрофонами, передающие данные по радиоканалу на борт носителя. Используются в противолодочной авиации.

¶Применение

¶Военное дело

Пассивная гидролокация — основа противолодочной обороны (ПЛО). Подводные лодки используют её для скрытного поиска целей, не выдавая собственной позиции. Надводные корабли и авиация применяют пассивные режимы для поиска субмарин до момента их атаки. Также пассивные режимы используются в системах самонаведения торпед и в гидроакустических станциях минных тральщиков.

¶Гражданские и научные задачи

• Морская биология: изучение вокализации китов, дельфинов и других морских млекопитающих, подсчёт их популяций.
• Рыбопромысловая акустика: обнаружение косяков рыбы по звукам, издаваемым ими (например, щёлканье креветок).
• Мониторинг сейсмической активности: регистрация подводных землетрясений и извержений вулканов по низкочастотным акустическим сигналам.
• Контроль подводного шума: оценка уровня антропогенного загрязнения океана шумом от судоходства.

¶Преимущества и недостатки

Главное преимущество — скрытность работы (система не излучает энергию) и высокая дальность обнаружения в сравнении с активными системами. К недостаткам относят невозможность точного определения дистанции до цели (только пеленг) без применения специальных методов (например, манёвра носителя или триангуляции), зависимость от уровня собственных шумов носителя и сложность обработки сигналов в условиях сильных фоновых помех.

¶См. также

• Активная гидролокация
• Гидроакустика
• Гидрофон

¶Источники

• Урик Р. Дж. «Основы гидроакустики» (Urick R. J. Principles of Underwater Sound).
• Бурдик В. С. «Анализ гидроакустических систем».
• Хортон Дж. «Основы гидролокации».