Направления развития средств связи подводных лодок ВМС зарубежных стран ч.1 (2022)

А. Береговой

Одними из основных условий успешного оперативного взаимодействия участников боевых действий ВМС зарубежных стран на морских и океанских театрах военных действий являются голосовая связь и обмен цифровыми данными (включая передачу изображений и видеоинформации) по единым стандартам и протоколам. В современных условиях для эффективного использования подводных лодок (ПЛ) в едином информационно-коммуникационном пространстве (ЕИКП) требуется надежная двусторонняя связь с надводными кораблями (НК), авиацией и береговыми центрами управления. При этом для снижения риска обнаружения ПЛ противником при передаче необходимого объема данных время сеанса связи должно быть крайне ограничено. Реализация данного требования – одно из ключевых направлений развития систем и средств связи наряду с обеспечением ее высокой оперативности, скрытности и помехоустойчивости.

Существуют следующие основные виды связи с подводными лодками: акустическая, оптическая и радиосвязь. Приемники, работающие в диапазоне сверхдлинных волн (СДВ), обеспечивают возможность односторонней связи с ПЛ, находящимися в подводном положении (на перископной глубине или использующими буксируемые антенны-параваны).

Для двусторонней связи все современные подводные лодки оборудованы приемопередатчиками, работающими в традиционных КВ- (10–100 м), УКВ- (1–10 м) и дециметровом (0,1–1 м) диапазонах.

Для работы в радиочастотном диапазоне большинство из них оснащаются также терминалами спутниковых систем связи.

В ряде стран ведутся активные исследования с целью создания более совершенных средств акустической, оптической связи и оценки перспектив новых способов подводной связи (магнитоиндукционной, ультразвуковой и других), а также разработки и внедрения программно-аппаратных методов их оптимизации.

Средства радиосвязи. Предназначены для приема сообщений с низкой скоростью передачи (примерно 450 текстовых сообщений в минуту) от береговых центров, для ПЛ в подводном положении используются диапазоны частот: СНЧ (SLF, 30–300 Гц), ОНЧ (VLF, 3–30 кГц) и КНЧ (ELF, 3–30 Гц).

В США до 2004 года функционировал наземный узел сверхдлинноволновой связи "Клам Лэйк", передатчик которого работал на длине волны 3,95 км (частота 76 Гц). Вместо него с развитием технологий связи стали использоваться передатчики ОНЧ-диапазона, сигнал которых проникает в глубь моря на расстояние до 40 м. В Европе они имеются в Великобритании, Германии и Норвегии и задействуются в интересах военно-морских сил стран НАТО. На вооружении ВМС США находятся также воздушные командные пункты на базе самолетов Е-6В "Меркури", оснащенные ОНЧ-передатчиком с буксируемой дипольной антенной длиной около 8,5 км.

Для обеспечения двусторонней связи ПЛ с космическими аппаратами (КА), НК, авиацией и береговыми центрами используются радиоволны от КВ- до дециметрового диапазона, которые обеспечивают высокую скорость передачи данных на большой дальности. Основным недостатком этого вида связи является необходимость всплытия лодки для принятия сигнала на перископную глубину или выпуска буксируемой антенны (длина более 100 м) на глубину менее 100 м, что при длительном времени сеанса связи ведет к риску обнаружения ПЛ авиацией и НК. Для его снижения, а также повышения помехоустойчивости сигнала применяются различные программно-аппаратные способы (технологии сжатия данных, новые методы цифровой модуляции и другие), а также оптимизация топологии сетей связи.

Схема взаимодействия участников сети связи «Рифан-2»

В большинстве существующих сетей для организации сеанса связи с ПЛ используется способ "клиент–сервер", когда контакт между абонентами устанавливается предварительно, что увеличивает общее время сеанса. Более предпочтительным является организация сеанса с так называемым промежуточным хранением (store and forward). Примером сети, основанной на этом принципе, служит комплексная автоматизированная сеть связи "Рифан-2" разработки компании "Эрбас", комплектами которой оснащены все четыре ПЛАРБ типа "Триумфан" и шесть ПЛА типа "Рубис", а также надводные корабли основных классов ВМС Франции. Ее важная характеристика – возможность обмена данными в КВ- и УКВ-диапазоне по высокоскоростному интернет-протоколу (HT IP) со скоростью 32–128 Мбит/с.

Работа сети "Рифан-2" предполагает передачу данных "транзитному" абоненту (например, НК на дальности прямой видимости) с ее последующей ретрансляцией конечному адресату, а при необходимости – сетевой обмен. При этом данные передаются сразу после всплытия ПЛ на перископную глубину и подъема антенны, что занимает десятки секунд, в отличие, например, от систем спутниковой связи (ССС) "Сиракуз", для организации сеанса связи с которой требуются десятки минут. Алгоритмом функционирования сети "Рифан-2" предусмотрены приоритетное выделение для определенной лодки всей доступной полосы диапазона и выбор оптимального маршрута при сетевом обмене данными нескольких пользователей.

Средства спутниковой связи. ВМС США для действий своих ПЛ в ЕИКП уже практически 40 лет используют спутниковую подсистему обмена информацией с ПЛ (SSIXS – Submarine Satellite Information Exchange Sub-System) как часть морской системы спутниковой связи УВЧ-диапазона.

С заменой оборудования на коммерческое и использованием интернет-протокола ее терминалы также могут работать с принятой на вооружение в 2019 году ССС "Муос" (MUOS – Mobile User Objective System). Возможности одной сети позволяют осуществлять обмен голосовыми, цифровыми и видеоданными со скоростью до 384 кбод (кбит/с) с почти 120 мобильными участниками под контролем берегового приемопередающего центра, определяющего способ и параметры связи между некоторыми из них группами.

Схема интегрированной корабельной сети связи «Аквилон»
Возможный вариант сети связи с подводной лодкой на основе радиобуев
Буй-шлюз «Гейтвей» в сборе и схема его работы

В 2012 году командование космических и военно-морских средств и систем обеспечения (SPAWAR – Space and Naval Warfare Command, с 2019-го NAVWAR – Naval Information Warfare Systems Command, командование военно-морских информационных систем) ВМС страны утвердило запрос предложений на разработку, создание и техническую поддержку унифицированного программного обеспечения (ПО) для проекта "единая радиорубка ПЛ", или "Ксрр" (CSRR – Common Submarine Radio Room), лучшим из которых стал проект компании "Локхид-Мартин". Система первоначально предназначалась для оснащения стратегических ПЛАРБ типа "Огайо", а позже было одобрено решение об установке их на многоцелевые ПЛА типов "Виргиния", "Сивулф" и "Лос-Анджелес".

Комплекс средств "Ксрр" включает в свой состав: оборудование автоматизированной сети цифровой связи "Аднс" (ADNS – Automated Digital Network System); цифровой приемопередатчик "Дмр" (DMR – Digital Modular Radio); терминалы системы глобального радиовещания "Гбс" (GBS – Global Broadcasting System); систему единичных сообщений для ПЛ "Ссмс" (SSMS – Submarine Single Messaging System) и другое оборудование. Эти средства позволяют вести обмен зашифрованной информацией как в инфраструктуре МО США, так и со странами-союзницами.

В частности, сеть "Аднс" мод. 3 обеспечивает связь различных носителей по интернет-протоколу с высокой скоростью (до 25 Мбит/с для ПЛ и до 50 Мбит/с – для НК). Радиостанция "Дмр" AN/USC-61, интегрированная с системой спутниковой связи "Муос", работает в диапазоне 2 МГц–2 ГГц и поддерживает стандарт мобильной связи 3G (WCDMA).

Ее терминалами, которые заменяют сразу несколько радиостанций предыдущего поколения, оснащены также НК и береговые центры (установлено более 650 комплектов).

Антенны ПЛ, входящие в состав средств комплекса "Ксрр" – ССС "Муос" и "Иридиум", сети обмена данными (СОД) "Линк-16" и космической радионавигационной системы (КРНС) "Навстар", смонтированы на интегрированной оптико-электронной мачтовой конструкции типа OE 538. Отдельная антенна используется для спутниковой связи в режиме сверхбыстродействия (СБД) (HDR – High-Data-Rate). Всего на ПЛ, НК и береговых центрах на настоящий момент времени размещено свыше 300 комплектов оборудования "Ксрр".

На ПЛА типа "Виргиния" ранее установленные спутниковые терминалы WSC‑6 и USC-38 заменяются на многополосный терминал ССС "Нмт" (NMT – Navy Multi-band Terminal) производства компании "Рейтеон". Наличие двух антенн позволяет осуществлять обмен данными со скоростью до 256 кбит/с одновременно в СВЧ- (3–30 ГГц) и КВЧ- (30–300 ГГц) диапазонах со всеми основными системами спутниковой связи. При работе в СВЧ-диапазоне (на частоте 12–18 ГГц) скорость передачи возрастает, что обеспечивает обмен голосовыми и цифровыми данными, изображениями и организацию видеоконференций.

Новый интерфейс облегчает работу оператора за счет сокращения на 85% действий вручную. Среднее время наработки оборудования терминала "Нмт" на отказ более 2 200 ч. Всего на данный момент на ПЛ, НК и береговых центрах установлено более 300 комплектов этих терминалов. Канада, Великобритания и Нидерланды производят их для своих ВМС с учетом национальных требований.

Международная группа компаний "Талес" в период с 2005 по 2017 год разработала интегрированную сеть связи "Аквилон" (AQUILON), впервые полностью построенную на базе интернет-протокола.

Первоначально комплектами этой сети были оснащены новые фрегаты ВМС Франции и Италии, построенные по программе FREMM, а также ПЛА типа "Эстьют" ВМС Великобритании, неатомные ПЛ (НАПЛ) типа "Скорпен" и проект 209/214 в составе флотов ряда стран.

Помимо ПЛ "Аквилон" может устанавливаться на надводных кораблях любого класса и водоизмещения – от десантного катера до авианосца. Конфигурация сети позволяет выполнять полный набор функций силами одного оператора.

В нее интегрированы телефонный модуль, факс, терминал сети обмена тактическими данными основных стандартов НАТО ("Линк-11/22, -16, -Y и -X"), терминал ССС и радиостанции основных диапазонов. Шифрование всей циркулирующей в сети информации выполняется встроенными средствами.

Новые французские ПЛА типа "Сюффрен" оснащаются терминалом "Дивесат" (DIVESAT) компании "Талес", обеспечивающим скорость обмена данными с КА спутниковой системы "Сиракуз" в диапазоне от 128 кбит/с до нескольких Мбит/c. Подключаемые к нему устройства охватывают диапазоны частот, в которых работают в том числе коммерческие системы связи, что обусловило его широкое распространение.

Ряд компаний, например "Бмти" (BMTI, Франция), "Индра" (Испания) и другие, производят широкий набор комплектов антенн связи для установки их на подводные лодки: рамочные, многофункциональные ССС с соответствующими устройствами коммутации, телескопические и буксируемые, а также комплекты расходуемых буев связи. Их универсальность позволяет адаптировать эти устройства для ПЛ различного типа, как новых, так и модернизируемых.

При помощи радиогидроакустических буев (РГАБ) обеспечивается двусторонняя связь с ПЛ в подводном положении на ходу без необходимости всплытия на перископную глубину. Такие сети могут взаимодействовать также с автономными необитаемыми надводными и подводными аппаратами (АНПА) и со стационарными подводными средствами связи.

Компания "Бмти" разрабатывает и производит недорогие радиобуи, выпускаемые с ПЛ и связанные с ней волоконно-оптическим кабелем. После всплытия буй инициирует сеанс связи, а по его окончании отсоединяется от подлодки и затапливается. Такими средствами оснащены ПЛА типа "Рубис", ПЛАРБ – "Триумфан" и НАПЛ – "Скорпен" (последние входят в состав ВМС Бразилии, Чили, Индии и Малайзии).

Компании "Габлер машиненбау" и "Атлас электроник" разработали сети связи ПЛ проекта 212 ВМС Германии с надводными кораблями и береговыми центрами на основе радиобуев типа "Каллисто" (CALLISTO) и "Гейтвей" (GATEWAY).

Буй-шлюз "Гейтвей" представляет собой конструкцию из радио- и акустического модулей, скрепленных байонетным способом, выстреливаемую из стандартного устройства ПЛ "Ссе" (SSE – Submarine Signal Ejector) диаметром 100 мм.

После выпуска из лодки буй-шлюз всплывает на поверхность, антенна радиомодуля автоматически выдвигается, а далее, после установления связи со спутником, акустический модуль отсоединяется и погружается на заданную оператором глубину для обеспечения минимального уровня помех и оптимального качества связи с ПЛ при помощи акустического модема. Затем радиомодуль передает эти данные адресату с использованием КА глобальной системы спутниковой связи двойного назначения "Иридиум".

После 8 ч работы (если раньше не поступит команда оператора) радиобуй самоуничтожается. Устройство может быть также использовано в ходе спасения подводников с аварийной ПЛ для уточнения важных данных, необходимых при разработке методов спасения. Немаловажно наличие приемника системы КРНС "Навстар", что позволяет включить в сообщения данные о местоположении.

В 2017–2019 годах компания "Иридиум коммьюникейшнз инкорпорейтед" развернула обновленную сеть КА "Иридиум некст" (срок службы 15 лет), что обеспечит применение этих радиобуев в перспективе.

Средства звукоподводной связи. Одним из важнейших направлений работ в этой области является совершенствование средств акустической, или звукоподводной связи (ЗПС). Их основное достоинство – отсутствие необходимости всплытия ПЛ на сеанс связи или выпуска на поверхность других устройств, снижающих скрытность ее действий. Однако качество этого типа связи зависит от ряда параметров окружающей среды в конкретный момент времени (плотность, температура, соленость и профиль скорости звука), что требует от средств ЗПС дополнительных аппаратных и программных способов для ее улучшения.

Существующая аппаратура сети ЗПС, например такая, как широко распространенные в странах НАТО устройства серии UT-2200/3000 (производства германской компании L3 ELAC Nautik), обладает возможностью оптимального выбора из базы данных бортовой ЭВМ различных вариантов схем и параметров связи с учетом расположения абонентов и условий окружающей среды (в том числе типа модуляции и кодирования на аппаратном и программном уровне).

В сети звукоподводной связи с устройством UT-3000 используются рабочие частоты в диапазоне 1–60 кГц (с шагом 50 Гц) с шириной полосы 300 Гц–3 кГц для телефонной связи, 800 Гц – для телеграфной передачи и 4–30 кГц – для цифровых данных. Скорость передачи данных до 1 кбод, но за счет применения методов квадратурной фазовой (QPSK) и многоуровневой частотной модуляции (MFSK) она может быть увеличена до 4–9 кбод. Достигаемая дальность связи зависит от скорости передачи и варьируется от 17 (со скоростью до 1 кбод) до более чем 35 км (50 бод). Приведенные данные были получены в условиях открытого спокойного моря.

Для приема и передачи информации применяются преобразователи различного типа: встроенные (WB54 – для НК и WB55 – для НК и ПЛ) и опускаемые с борта НК (STE7). Устройство UT-3000 совместимо также с преобразователями более старых типов, используемых вместе с UT-12/2000.

(Окончание следует)

Зарубежное военное обозрение. - 2022. - №10. - С. 75-80

Всего комментариев: 0
avatar