CC BY
206
- создания модификаций для работы с гидроакустическими станциями и комплексами, имеющими параметры, отличающиеся от заданных (частотный диапазон излучения и приёма, длительности импульсов и т.п.);
- использования в качестве задающей аппаратуры при стендовых испытаниях ГАС и ГАК различного назначения;
- использования в качестве основы для создания моделирующей аппаратуры и программного обеспечения при проведении фундаментальных и прикладных НИР с получением достаточно объективных экспериментальных данных (например, для имитации сложной помехосигнальной обстановки, учитывающей влияние помех судоходства, корабля-носителя ГАС и искусственных помех разного характера, а также оценки гидрологоакустических характеристик среды на трассе распространения сигнала и т.п.);
- использования для проведения калибровки полигона испытаний методом оценки изменения уровня сигнала при его распространении по трассе прохождения кораблей в зоне проведения испытаний.
Модификации имитатора могут быть использованы для оснащения стационарных и мобильных полигонов при испытаниях ГАС, ГАК и торпедного оружия в качестве имитатора цели, а также как средство прикрытия полигона для противодействия ИТР.
ПРОБЛЕМНЫЕ ВОПРОСЫ ОБОСНОВАНИЯ СТРУКТУРЫ ИНТЕГРИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ПОДВОДНОГО НАБЛЮДЕНИЯ В ИНТЕРЕСАХ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПЛО НАДВОДНОГО КОРАБЛЯ
Н. Н. Борисенко, С. В. Вершинин, В. И. Калиушко
ОАО «Таганрогский завод "Прибой"», НИЦРЭВ ВМФ, г. Пушкин
В последнее время заметно повысился интерес иностранных государств, в основном Азиатского региона, к закупке надводных кораблей (нк), изготовленных отечественными судостроительными заводами. Основную задачу, возлагаемую на эти корабли, в основном класса корвет и фрегат, можно сформулировать как охрана экономических водных рубежей в прибрежной и морской зонах Мирового океана. Решение этой задачи выполнимо за счет использования в составе нк средств освещения подводной и надводной обстановки. Анализируя общую мировую тенденцию развития средств освещения подводной обстановки, можно сделать вывод, что основной акцент заинтересованности инозаказчика смещается в сторону нк, оснащенных интегрированными системами освещения подводной обстановки. Одним из основополагающих требований к средствам освещения подводной обстановки нк (гидроакустических и неакустических, как собственного корабля-носителя, так и взаимодействующих с ним в составе тактического подразделения кораблей и вертолетов) является их объединение в единую интегрированную систему подводного наблюдения (ИСПН). Это обусловлено необходимостью как повышения боевой эффективности, так и ограничениями на массогабаритные характеристики аппаратуры и количество обслуживающего средства подводного наблюдения (СПН) личного состава. Создание ИСПН является тем кардинальным направлением в развитии СПН кораблей, которое способно повысить эффективность обеспечения оружия ПЛО и ПТЗ данными целеуказания (ЦУ) и удовлетворить требования по размещению аппаратной части указанных средств на корабле.
Под ИСПН понимается система, представляющая собой совокупность распределенных в пространстве средств обнаружения подводных целей, основанных как на оди-
наковых, так и на различных физических принципах обнаружения, имеющая совместные для всех элементов - управление, обработку и отображение информации, и обладающая свойством гибкой перестройки структуры в целях рационального выбора и использования входящих средств для освещения подводной обстановки и выработки данных ЦУ оружию ПЛО и ПТЗ.
СПН в системе могут объединяться на разных уровнях: от обмена только формулярными данными (в частности, средства, данные от которых поступают на корабль по радиоканалу) до полного объединения аппаратной части (гидроакустические средства).
В перспективе такая система должна преобразоваться в гибкую и адаптивную систему, предлагающую оператору, в зависимости от поставленной задачи, тактической ситуации, параметров среды и технического состояния СПН, рекомендации по составу и режимам работы ИСПН, и выдать рекомендации командиру по маневрированию корабля-носителя для максимально эффективного решения задач ПЛО - ПТЗ (в части обеспечения данными ЦУ).
Создание ИСПН в современных условиях развития отечественной экономики, имеющегося научно-технического задела в отрасли, установившегося распределения обязанностей между организациями и предприятиями, разработчиками СПН ставит задачи как технического, так и организационного плана.
Целью настоящей статьи является рассмотрение технического аспекта анализа вариантов структуры ИСПН для оснащения нк, имеющих экспортный потенциал, на ближайшую перспективу в интересах эффективного решения задач ПЛО.
Элементами ИСПН надводного корабля в общем случае являются:
• гидроакустический комплекс с подкильной антенной (ПА);
• гидроакустическая станция с гибкой протяженной буксируемой антенной (ГПБА);
• неакустический комплекс (НАК) подводного наблюдения на корабле-носителе;
• вертолетные ГАС (ВГАС) с опускаемыми антеннами и гидроакустические буи (РГБ);
• РГБ и автономные ГАС (АГАС), выставляемые с корабля- носителя ИСПН и взаимодействующих нк;
• ГАК и ГАС других кораблей поисковой группировки.
Основные элементы ИСПН, обеспечивающие выработку данных ЦУ для оружия (средств) ПЛО и ПТЗ - ГАК с ПА (ядро ИСПН) и ГАС с ГПБА.
К настоящему времени выполнены исследования, относящиеся к вопросам комплексирования и оценки эффективности СПН при решении надводным кораблем задач ПЛО. В связи с этим представляет интерес вопрос оптимизации структуры ИСПН при взаимодействии гидроакустических и неакустических средств подводного наблюдения.
В соответствии с существующими взглядами [1], ИСПН нк должна выполнять следующие функции:
• сбор, обработку и отображение информации, поступающей от всех средств подводного наблюдения нк и других кораблей тактической группы;
• классификацию, выработку координат и параметров движения целей (КПДЦ), автоматическое сопровождение обнаруженных целей;
• комплексную обработку информации;
• выдачу данных ЦУ в системы корабля: командирскую радиоэлектронную систему (КРС), приборы управления стрельбой (ПУС) ПЛО и ПТЗ;
• управление средствами подводного наблюдения и их динамическое формирование в систему;
• обеспечение гидроакустической совместимости на корабле и в составе тактической группы (возможно, с использованием автоматизированного комплекса электромагнитной совместимости - АК ЭМС);
• организацию гидроакустической связи и опознавания (ГСО);
• обнаружение и классификацию сигналов активных ГАС противника, активных систем самонаведения оружия и выдачу данных по ним в КРС корабля (ОГС);
• расчет прогнозных оценок дальностей действия гидроакустических средств (подсистем ИСПН);
• выработку и выдачу рекомендаций по управлению режимами корабельных гидроакустических и неакустических средств, вертолетной ГАС и РГБ, а также по маневрированию корабля в интересах создания оптимальных условий поиска и сопровождения целей;
• контроль технического состояния и функционирования аппаратных средств и программного обеспечения, поиск неисправностей и автоматизированную техническую диагностику;
• документирование и консервацию информации о целях и сигналах;
• имитацию подводной обстановки и осуществление комплексной интерактивной тренировки операторов, в том числе в составе контура ПЛО-ПТЗ.
При обосновании структуры ИСПН необходимо учитывать следующие факторы, ограничивающие эффективность отдельных ГАК и ГАС нк:
• сравнительно малые размеры антенных систем (по сравнению с антеннами ПЛ);
• относительно высокие уровни шумовых помех на ходу корабля, несмотря на успехи в области обесшумливания корабельных механизмов;
• физические пределы повышения уровня излучаемой мощности, обусловленные кавитацией, что особенно проявляется для ГАС с подкильными антеннами;
• расположение подкильных антенн вблизи поверхности моря (заглубление ПА до 7 м), что обуславливает негативное влияние качки нк и экранирующей водно -воздушной пелены;
• ограничение маневренности корабля в боевых условиях при работе с буксируемым излучателем и ГПБА;
• особенность боевого применения кораблей в составе тактических групп, приводящую к интенсивным взаимным помехам работающих гидроакустических средств.
Указанные факторы делают проблему создания высокоэффективных средств наблюдения достаточно сложной и должны учитываться при обработке информации от всех средств, входящих в состав ИСПН [2].
Наиболее просто реализуемым вариантом структуры ИСПН с точки зрения внесения изменений в составные части (элементы) является вариант информационного сопряжения средств наблюдения с выработкой единого формуляра целей, то есть "комплексирование с управлением" [3]. Данный вариант позволит, по сравнению с автономным использованием гидроакустического вооружения, повысить вероятность и сократить время обнаружения, повысить эффективность классификации целей:
• за счет совместной обработки формуляров целей (третичная обработка информации) при их обнаружении одновременно несколькими средствами наблюдения;
• появления дополнительных априорных данных от средств наблюдения, имевших более ранний контакт с целью.
Для объединения ГАК и ГАС в ИСПН по первому варианту потребуется минимальная доработка функционального программного обеспечения и организация соединения функционально-автономных средств наблюдения стандартными интерфейсными каналами связи. Пример структуры ИСПН при комплексировании с
управлением приведен на рис. 1. Работа ИСПН в бистатическом режиме может обеспечиваться как с использованием пилот-сигналов, передаваемых по гидроакустическому каналу, так и пилот-сигналов, передаваемых по радиоканалу через автоматизированный многофункциональный комплекс обмена информацией (АМКОИ). Комплексная информация отображается на одном из экранов (индикаторе тактической обстановки) системы отображения, регистрации, документирования и управления (СОРДиУ) ГАК с ПА.
Более серьезной доработки средств наблюдения потребует вариант функционального комплексирования - интеграция СПН корабля с реализацией совместных вторичной, комплексной обработок и отображения информации.
Наряду с совместным траекторным анализом и классификацией обеспечивается единое решение задач гидроакустической связи, измерения скорости звука и уровней помех, прогнозирования зон обнаружения, автоматизированной выдачи рекомендаций оператору по режимам работы, тренировке личного состава и т.д. Для данного варианта [3] требуется доработка системы отображения (должны использоваться унифицированные пульты с возможностью вывода на любой из них информации от каждого из средств наблюдения) и программного обеспечения для ЦВМ. При этом, по проведенной оценке [4], боевая эффективность (вероятность выдачи данных ЦУ на требуемой дальности) значительно возрастает по сравнению с освещением подводной обстановки автономными СПН.
Пример структуры ИСПН при функциональном комплексировании средств приведен на рис. 2. Системы вторичной и комплексной обработки (СВКОИ) и ОРДиУ общие для ГАС, входящих в ИСПН. ГАС с ГПБА и ГАК с ПА реализуются как подсистемы ИСПН. Состав сопрягаемых корабельных систем и перечень принимаемой от них информации аналогичен варианту ИСПН при комплексировании с управлением.
Для структур, показанных на рис. 1 и 2, сопряжение с ПУС ПТЗ предусматривает только выдачу из ИСПН КПДЦ (пеленга) обнаруженных торпед. Более подробное исследование вопроса обеспечения ПТЗ ИСПН НК в задачи данной статьи не входит.
Наиболее полная интеграция средств с едиными элементной базой, аппаратно-программными вычислительными средствами и совместной предварительной, первичной и другими видами обработки, бистатической и многопозиционной гидролокацией (в том числе с вертолетными ГАС) - реализуется при структурном ком-плексировании.
В данном варианте ИСПН (рис. 3) предусмотрены все уровни преобразования гидроакустической информации:
предварительная и первичная обработка сигналов в единой вычислительной системе ИСПН;
вторичная, третичная, комплексная обработка информации для отождествления, классификации целей и определения КПДЦ, а также отображения и документирования непосредственно в ИСПН.
Целесообразно в структуру ИСПН включить тракт освещения ближней обстановки (ОБО), решающий задачу обеспечения данными ЦУ ПУС ПТЗ.
Основу ИСПН образует единая информационно-командная магистраль, обеспечивающая объединение всех технических средств ИСПН по вводу-выводу и внутрисистемному обмену информацией, а также интеграцию ИСПН в общекорабельную информационно-управляющую систему в рамках стандартных сетевых технологий.
Для реализации последнего варианта система должна пройти все стадии проектирования от формирования перечня решаемых задач и ТТЗ до разработки КД и изготовления опытного образца ИСПН. Альтернативный вариант может быть выполнен при радикальной переработке (глубокой модернизации) средств, находящихся в
Эхо-сигналы (бистатиче-ский режим)
Подкильная антенна
Пилот-сигнал по г/а
Эхо-сигналы (бистатиче-ский режим)
Буксируемая часть ГАС с ГПБА
Датчик глубины
Система гирокур-соуказания
ГПБА
а
&
буксируемый
излучатель
Аппаратная часть ГАК с ПА
Подсистемы
ГАК
СОРДиУ
Индикатор
тактической
обстановки
2
л t не о, 1= я
ло
рн н а
д
данные от ВГАС, РГБ, АГАС, РЛС
Пилот - сигнал по радиоканалу и координаты взаимод. НК
о
Є
синхросигнал
электронные карты
КРС
АМКОИ --?----
Аппаратная часть ГАС с ГПБА
корабельный карт- сервер
НАК
Подсистемы
ГАС
СОРДиУ
Рис 1. Структура ИСПН при комплексировании с управлением
Эхо- сигналы (бистатический режим)
Подкильная антенна
Пилот-сигнал по г/а каналу
Эхо-сигналы
(бистатический
режим)
Буксируемая часть подсистемы с ГПБА
Датчик глубины
Система гиро-курсо-указания
ГПБА
е
т
с
№
Я
н
ь
л
е
б
а
К
буксируемый
излучатель
Аппаратная часть подсистемы ИСПН с ПА
Г-------------------------------------
і системы ГЛ, ШП, ОГС, ГСО !
Подсистема ОРД и У ИСПН
система
ВКОИ
индикатор
тактической
обстановки
Дан-
ные
Аппаратная часть подсистемы ИСПН с ГПБА
:....................................і
■ системы ГЛ, ШП, ГСО !
ПУС ПЛО ПУС ШЗ
КРС
АМКОИ
АК ЭМС
корабельный карт - сервер
НАК
Рис. 2. Структура ИСПН при функциональном комплексировании.
Датчики СОКС Подсистема
Низкочастотная антенна НАК
Антенна
Буксируемая часть тракта ГПБА
Датчик тракта измерения скорости звука
Датчик глубины
Система гирокур-со-указания
Аппаратура неакустических средств измерения
а
-► м е т с и с
-► И Л н ь ел б а К
-►
-►
і
Рис. З. Структура перспективной ИСПН (структурное комплексирование)
настоящее время на разных стадиях завершения ОКР. По существу, средства уже не являются функционально-автономными, а органично входят в единую структуру ИСПН. В целом данный вариант построения ИСПН является постановочным на перспективу.
Выводы. Повысить экспортный потенциал отечественных нк можно только предлагая их укомплектованными ИСПН.
Для эффективного решения задач ПЛО и обеспечения требований по размещению средств подводного наблюдения на перспективных нк класса корвет и фрегат целесообразно реализовать комплексирование СПН в различных вариантах:
- в случае ограничений по срокам и финансированию - функционального комплексирования (реализация совместных вторичной, комплексной обработки, отображения и управления ГАК с ПА и ГАС с ГПБА, обмен формулярными данными с неакустическими средствами и гидроакустическими средствами, расположенными за пределами нк);
- в случае отсутствия ограничений по срокам и финансированию - структурного комплексирования ГАК с ПА и ГАС с ГПБА (единые элементная база, программно-аппаратные средства, генераторное устройство и т.д.).
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Козловский С. В., Карпенко О.В., Сергеев В.А. Проблемы разработки интегрированных систем подводного наблюдения надводных кораблей // Материалы постоянно действующего общеакадемического семинара по проблеме «Системный анализ при создании и применении кораблей, комплексов вооружения и военной техники ВМФ» (тезисы докладов). Тематический сборник. В.14. - С.-Петербкрг: ВМА им. Н.Г. Кузнецова. - С. 91-93.
2. Киселев А.А., Борисенко Н.Н., Калиушко В.И. К вопросу создания интегрированной системы подводного наблюдения для надводных кораблей. Цели и задачи ИСПН -Научно и общественно-теоретический журнал. Спецвыпуск №2, 2004.
3. Инженерная записка "Интегрированная система подводного наблюдения для корабля проекта 22350 "Заря-ИСПН-22350" / ФГУП "Таганрогский завод "Прибой", 2003.
4. Калиушко В.И., Кибовский И.В., Козловский С.В., Поляков В.С. Оценка эффективности корабельной интегрированной системы подводного наблюдения: Науч.-техн. сб. в/ч 30895-2.
МНОГОЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ МИНОИСКАНИЯ
В. К. Доля, В. Н. Душаткин, Н. М. Иванов, Ю. К. Милославский,
В. Н. Митько, А. Е. Панич
ОАО «Таганрогский завод "Прибой"», НКТБ «Пьезоприбор», г. Ростов-на-Дону
Отечественные гидроакустические станции миноискания (ГАСМ) имеют две выносные подкильные антенны: низкочастотную антенну обнаружения и высокочастотную антенну классификации. Между тем зарубежные ГАСМ давно используют для этих целей одну антенную решетку, состоящую из многочастотных однотипных преобразователей. Такая антенна позволяет более чем в два раза уменьшить габариты станции, сократить число токоведущих кабелей, значительно улучшить тактикотехнические характеристики станции.
