Главная Pentagonus Регистрация

Вход




Приветствую Вас Гость | RSS Пятница, 09.12.2016, 20:24
Ключевые слова
AN/SQQ-89, ГАК, система гидроакустического наблюден, РЛС ВМС

Ключевой партнёр
Академия военных наук РФ
Академия военных наук РФ

Категории каталога
XVIII век [0]
XiX век [0]
I Мировая - 1939 г [0]
II Мировая война - Война во Вьетнаме [15]
1970 - 1990 гг [314]
1990 - 2000 гг [66]
2000 - настоящий момент [246]

Поиск


Наш опрос
The military tattoo
Всего ответов: 129
Статистика

Rambler's Top100

Онлайн всего: 7
Гостей: 7
Пользователей: 0

Top secret


Translate.Ru PROMT©
Главная » Статьи » Материалы посвящены » 2000 - настоящий момент

Состояние и перспективы развития систем гидроакустического наблюдения ВМС США (2010) ч 2

Состояние и перспективы развития систем гидроакустического наблюдения ВМС США ч 2  (ч1)

Капитан 1 ранга С. Пичугин

начало

Корабельные автоматизированные системы боевого управления (АСБУ) и входящие в их состав современные ГАК представляют собой мощные аппаратно-
программные вычислительные системы реального времени с развитым программным обеспечением. Это создает предпосылки для внедрения в них принципов искусственного интеллекта (ИИ) как одного из перспективных направлений развития компьютерных технологий. В системе с ИИ обычно используется статистически нелинейная процедура определения порога, существенно улучшающая характеристики ассоциативного процесса. ВМС и управление перспективных исследований МО США (DARPA) в последнее время уделяют большое внимание исследованиям в области нейронных сетей.

Для проведения исследований в этой области были разработаны две крупные программы. Одна из них (Electronic Neural Systems Program) была направлена на создание электронных нейронных систем, которые предполагалось реализовать на аналоговых СБИС, другая (Biological Neural Network Program) охватывала вопросы создания нейронных сетей, использующих принципы бионики. Специалистами университетов США, Канады и лаборатории военно-морских исследований (NLR - Navy Research Laboratory) были разработаны образцы нейрокомпьютеров, предназначенных для распознавания образов при решении задач гидроакустической классификации целей.

Одной из областей практического применения принципов ИИ в гидроакустике является создание экспертных систем, которые могут использоваться, например, при выборе параметров излучаемых сигналов (частота, длительность импульса, уровень сигнала), адаптированных к конкретной гидрологической обстановке, или участвовать в распознавании государственной принадлежности обнаруженных целей.

Совершенствование корабельных средств освещения подводной обстановки осуществляется в ВМС США путем поэтапной модернизации ГАК AN/SQQ-89 до уровня A(V)15, а также интеграции на принципах сетевых (с открытой распределенной архитектурой) решений систем формирования характеристик направленности и обработки данных ГАС разного типа. В единую иерархическую структуру объединяются системы управления оружием, акустическими и неакустическими средствами наблюдения с использованием оптоволоконных линий связи. Поэтапно наращиваются информационно-вычислительные ресурсы с широким применением COTS-продукции.

Основной особенностью ГАК AN/SQQ-89A(V)15 является полностью цифровая корреляционная обработка сигналов с компиляцией данных от всех акустических средств, в том числе от новой многофункциональной буксируемой оптоволоконной антенны MFTA и системы гидроакустической разведки и поиска мин AN/VLD-1(V)1.

В целях дальнейшего совершенствования ГАК AN/SQQ-89A(V) 15 наращиваются возможности по реализации сложных алгоритмов определения координат и элементов движения целей, аналогичных применяемым в АСБУ ПЛА AN/BYG-1, в состав системы планируется дополнительно ввести многопроцессорные серверы с емкостью памяти до 1,5 Тбайт для хранения результатов контроля подводной обстановки, а также обеспечивается удаленный доступ к ним с других кораблей поисковых сил через штатные узкополосные УКВ-радиостанции. Потребитель по запросу сможет принимать с сервера меню-каталог хранящихся в нем изображений, привязанных к географическим координатам. Это могут быть кадры оптоэлектронной, инфракрасной и радиолокационной съемки, данные гидроакустической, гидрологической и сейсмической, радио- и радиотехнической разведки. Из кадра автоматически выбирается изображение требуемого района поиска. По УКВ-радиостанции может быть осуществлена передача от двух до четырех снимков (в зависимости от объема) в минуту с отображением их на мониторе АРМ оператора.

Командование ВМС США считает приоритетной задачу интеграции этих средств в объединенную систему противолодочной и противоминной обороны корабельного соединения, реализуя концепцию автономных групповых действий аппаратов, которая предусматривает организацию их взаимного ориентирования, навигации и распределения задач, обмен данными между собой и передачу информации на носители. В составе этой системы планируется использовать малогабаритные управляемые по оптоволоконному кабелю аппараты - ликвидаторы мин разового действия.

В полном объеме данную концепцию предполагается реализовать с поступлением в состав флота многофункциональных кораблей прибрежной морской зоны (LCS), предназначенных для ведения разведки, борьбы с малошумными ДЭПЛ, маневренными скоростными надводными целями и минной опасностью, а также для обеспечения действий сил специальных операций.

Применение гидроакустического оборудования в минно-поисковых операциях также находится в центре внимания ВМС ведущих морских держав.

Так, управление научных исследований ВМС США (ONR - Office of Naval Research) намерено возобновить в ближайшее время работы над проектом системы поиска и классификации донных мин (пролежавших длительное время в морском иле). Разработанная ранее магнитоакустическая система такого назначения - MADOM (Magnetic and Acoustic Detection) так и не была установлена на корабли в связи с отказом в финансировании. В настоящее время планируется возобновить работы над этой программой с применением таких новых технологий, как гидролокация с антенной синтезированной апертурой и широкополосная гидролокация. Рассматривается возможность использования для обнаружения погруженных в грунт (или ил) мин параметрических излучающих антенн с малой антенной апертурой и узкой направленностью низкочастотного излучения.

В настоящее время минно-поисковая система включает: минно-тральный корабль с традиционной ГАС со среднечастотным (до 100 кГц) трактом обнаружения подводных объектов и высокочастотным (несколько сотен кГц) трактом классификации мин; буксируемый тральщиком автономный подводный аппарат (АПА) с гидролокатором бокового обзора и самоходный дистанционно управляемый аппарат (ДУПА) с гидролокатором секторного обзора для обследования и классификации обнаруженных объектов (мин).

В создании АПА и ДУПА в настоящее время принимают участие крупнейшие зарубежные компании. В США фирма «Нортроп-Грумман» привлечена к выполнению ближнесрочной программы разработки системы минной разведки NMRS (Near-Term Mine Recognaissance System). NMRS отнесена к категории закупок «специальной категории», поскольку данная система считается крайне важной для ПЛА при выполнении скрытной минной разведки в прибрежных водах. Программа предусматривает многоразовое использование АПА, который выпускается через торпедные аппараты ПЛА и оборудован многолучевыми гидролокаторами фронтального и бокового обзора для классификации обнаруженных объектов. Аппарат обеспечивает предварительное обследование района, классификацию и определение точных координат обнаруженных на дне объектов (мин), для чего на нем устанавливаются интегральная навигационная система и доплеровский лаг.

Для надводных кораблей ВМС США и других стран фирмы «Рокуэлл» (головная), «Вестингхаус» и «Ризон» совместно с исследовательскими организациями ВМС разрабатывают дистанционную систему противоминной обороны RMS (Remote Minehunting System). В состав опытного образца аппарата включены ГАС бокового обзора типа AN/AQS-14, ГАС уклонения от мин «Си Бэт» и секторного обзора для обнаружения мин в толще воды.

Наряду с поиском мин, не менее проблемной остается задача противоторпедной защиты (ПТЗ) НК и ПЛ. Американские надводные корабли в массовом порядке (поставлено около 200 комплектов) оснащаются модернизированной системой ПТЗ AN/SLQ-25 А «Никси», разработанной фирмой «Аргон СТ». Она предназначена для классификации и определения параметров движения атакующих торпед, обнаруженных корабельными гидроакустическими комплексами и станциями, а также для выработки рекомендаций по применению буксируемых, выставляемых активных и пассивных средств гидроакустического противодействия (ГПД).

Основным предназначением данной системы является выполнение в автоматическом режиме следующих процессов: обнаружение, классификация, определение в каждый текущий момент времени места, траектории и элементов движения торпед; выработка сигнала тревоги (предупреждения) о торпедной атаке, тактических решений и команд на применение средств гидроакустического противодействия и выполнение кораблем маневра уклонения. Необходимость создания такой системы обусловлена главным образом недостаточной эффективностью существующих средств гидроакустического противодействия при борьбе в первую очередь с торпедами, самонаводящимися по кильватерному следу.

В целях обеспечения возможности применения системы в районах с малыми глубинами в 2007 году с фирмой-разработчиком был заключен контракт на сумму 5,3 млн долларов, предусматривавший создание нового программного обеспечения и усовершенствование устройства постановки-выборки. Благодаря использованию отработанных технологий двойного назначения обновленная система AN/SLQ-25C отличается от базового образца более низ-
кой стоимостью производства комплекта оборудования.
Несмотря на активные исследования в области создания и применения средств гидроакустического противодействия (ГПД) и ПТЗ, до настоящего времени среди специалистов не существует единого подхода к созданию действительно высокоэффективной системы ПТЗ. Кроме того, постоянное расширение возможностей систем наведения торпед снижает эффективность применения средств ГПД, что обуславливает необходимость их совершенствования.

Вместе с тем, согласно оценкам иностранных специалистов, из-за технических и физических особенностей применение средств ГПД эффективно только против торпед с акустическими системами самонаведения. При использовании торпед с другими системами наведения (например, самонаводящихся по кильватерному следу) или относительно простых тактических приемов, основывающихся на случайном и программном выборе моделей поиска и атаки, эффективность их применения значительно снижается.

Считается также, что наиболее эффективным способом защиты от атакующих торпед является сочетание маневра уклонения и комплексного применения средств ГПД и противоторпед.

На вооружении американских многоцелевых ПЛА типа «Лос-Анджелес» в настоящее время состоит система противоторпедной защиты CSA Мк 2. В ее состав входят забортные ПУ калибра 152 мм и одна перезаряжаемая ПУ, которые предназначены для применения приборов ГПД различных модификаций разработки фирмы «Ультра электронике оушен системз». Для ПЛА типа «Сивулф» создана система ПТЗ CSA Мк 3, отличающаяся от базовой модификации количеством забортных ПУ- 16 единиц.

Принцип действия приборов ГПД Мк 2 и 3 заключается в генерировании мощного акустического сигнала в полосе рабочих частот акустической системы самонаведения атакующих торпед и создании в зависимости от установленного режима работы прицельных по частоте или заградительных широкополосных помех. Прибор Мк 4 обеспечивает обработку импульсов от гидролокационной станции противника и выработку ответного сигнала, имитирующего ПЛ.

Атомные подводные лодки с баллистическими ракетами типа «Огайо» оснащены системой противоторпедной защиты CSA Мк 2, интегрированной с системой управления торпедной стрельбой Мк 118. Система ПТЗ обеспечивает применение приборов ГПД калибров 76,2 и 152 мм из восьми забортных ПУ (размещены в надстройке легкого корпуса в районе ограждения выдвижных устройств и кормовой части), а также самоходных имитаторов подводной лодки MOSS (Mobile Submarine Simulator). Имитаторы (диаметр 254 мм, длина 3,2 м, масса 450 кг) оборудованы энергосиловой установкой с аккумуляторной батареей, аппаратурой и органами управления, позволяющими выполнять маневр по заданной программе. Для стрельбы из 533-мм торпедных аппаратов используется транс-портно-пусковой контейнер Мк 136, рассчитанный на два прибора. До конца 1990-х годов основной вариант типовой загрузки ПЛАРБ, выходящей на боевое патрулирование, предусматривал размещение на борту шести самоходных имитаторов и двух контейнеров.

Строящиеся ПЛА типа «Виргиния» оснащаются новой системой ПТЗ SDWS. По оценкам американских специалистов, она обеспечивает заблаговременное обнаружение атакующих торпед путем обработки данных о подводной обстановке, поступающих от сферической, бортовых, линейной и буксируемой антенн гидроакустического комплекса, а также применение активных и пассивных средств ГПД. Для их выстреливания задействуются одна перезаряжаемая 76,2-мм установка и 14 неперезаряжаемых 152-мм ПУ, расположенных в межкорпусном пространстве в районе кормовых цистерн главного балласта. В отличие от состоящих на вооружении систем с пусковыми установками, использующими газогенераторы, которые обладают повышенной шумностью при срабатывании, в новой системе применяются ПУ с электромагнитными пусковыми устройствами.

Более десяти лет назад управление перспективных исследований МО США инициировало работы по программе «Интеллектуальные материалы и структуры». В ходе ее реализации прорабатывалась технология применения пьезокомпози-ционных материалов в качестве антенных систем в гидроакустике. В результате проведенных исследований в рамках программы «Пьезокомпозиты для активных многофункциональных покрытий» по контракту с ВМС США фирма MSI разработала новое поколение пьезокомпозиционной резины для формирования гидроакустических планарных или конформных антенных решеток.

Интерес американских кораблестроителей к этим материалам обусловлен тем, что массогабаритные характеристики антенны с широкой апертурой и гидрофонами из титанита свинца (установленной на ПЛА «Сивулф») в значительной мере ограничивают использование этой ГАС в комплексе с другими на ПЛА типа «Виргиния», так как запасы плавучести новой лодки недостаточны для размещения дополнительной аппаратуры. Поэтому научно-исследовательские центры ВМС осуществляют активный поиск материалов для изготовления бортовых антенн.

Одной из наиболее подходящих в этом плане считается пьезокомпозиционная резина, которую получают в результате добавления титанита свинца в неопрено-вую резину. К преимуществам этого материала следует отнести достаточно высокую прочность, эластичность, технологичность и хорошие акустические свойства, что делает его, по оценкам специалистов фирмы «Вестингхауз», перспективным для изготовления бортовых антенн.

Кроме того, по мнению экспертов этой компании, пьезорезина может быть с успехом применена для крепления датчиков системы активного подавления корабельных шумов, ибо резиновая основа позволит демпфировать вибрацию корпусных конструкций в местах установки. Весьма важным при использовании пьезорезины является возможность создания многослойного покрытия с вмонтированными в него предварительными усилителями гидроакустических сигналов, что позволяет снизить остроту проблемы структурных шумов.

Программа исследований пъезокомпозиционной резины нового класса включает два основных направления НИОКР:
-создание полномасштабного образца конформной панели гидроакустической антенны на базе пьезокомпозита;
-разработку активного многофункционального покрытия с расширенными функционально-логическими возможностями.

В рамках первого направления было освоено промышленное литье под давлением и создана производственная база для серийного производства матриц с 15- и 25-процентным наполнением из керамики PZT-4. В ходе исследований по второму направлению основное внимание разработчиков было сосредоточено на проектировании и проведении предварительных оценок отдельных компонентов однослойных панелей и их архитектуры, в частности были созданы и испытаны несколько вариантов антенных решеток.

Кроме того, проведены испытания двухслойной пьезокомпозицонной панели с расширенными функционально-логическими возможностями. Вариант гибкой панели приемной антенной решетки, разработанный научно-исследовательской лабораторией ВМС США и изготовленный фирмой MSI, получил наименование CAVES (Conformal Array Velocity Sensors). В настоящее время ведутся активные работы по доведению опытных образцов и прикладного программного обеспечения управления характеристикой направленности конформной решетки CAVES до уровня полной функциональной готовности.

В целях повышения эффективности имеющихся на вооружении ВМС США гидроакустических средств и систем в настоящее время основные усилия специалистов сосредоточены в следующих областях:
- создание новых систем формирования гидроакустических сигналов, применение которых обеспечит возможность осуществлять поиск одновременно с узко- и широкополосной обработкой сигнала в целях своевременного обнаружения малоподвижных (в том числе лежащих на грунте) и высокоскоростных целей;
- совершенствование и внедрение алгоритмов многопроцессорной корреляционной обработки сигналов с компиляцией полученных данных в целях достижения высокой надежности обнаружения целей в сложных динамических условиях тактической обстановки;
-дальнейшее развитие перспективных методов и способов классификации объектов, основывающихся на широком применении передовых наработок в области технологий СБИС и монокристальных систем с высокой степенью интеграции вентильных матриц и реструктурируемыми программными блоками, а также программно-аппаратных средств с расширенными функционально-логическими возможностями решения неопределенностей;
- нейтрализация влияния на шумопе-ленгаторные системы помех, обусловленных шумами моря и винтов проходящих судов;
- создание адаптивных антенных решеток как инструмента для борьбы с мешающими целями при обработке сигналов в пространственной области;
- совершенствование способов и аппаратуры гидроакустической классификации обнаруженных целей;
- использование при производстве электроакустических преобразователей новых маг-нитострикционных и пьезоэлектрических материалов (терфенол, пьезорезина и др.);
- внедрение оптоволоконных технологии;
- оснащение ГАК и ГАС антеннами с синтезированной апертурой;
- внедрение технологии искусственного интеллекта на этапах обработки информации, анализа гидроакустических условий и принятия решений оператором ГАК в сложных многоальтернативных ситуациях.

Предполагается, что реализация основных направлений развития гидроакустического оборудования позволит существенно увеличить поисковые возможности оперативных соединений ВМС США и повысить их боевую устойчивость.

Зарубежное военное обозрение №6 2010 С.61-70

Категория: 2000 - настоящий момент | Добавил: pentagonus (23.07.2010) | Автор: Капитан 1 ранга С. Пичугин

Просмотров: 7094 | Рейтинг: 3.3/3 |
Всего комментариев: 0

avatar


Copyright MyCorp © 2016

Рейтинг Военных Ресурсов