Okręty nawodne: systemy obrony przeciwtorpedowej
Artykuły Okręty naziemne: odpieraj pociski przeciwokrętowe и Okręty naziemne: unikaj pocisków przeciwokrętowych rozważaliśmy sposoby zapewnienia ochrony obiecujących okrętów nawodnych (NK) przed pociskami przeciwokrętowymi (ASM). Nie mniej, ale pod pewnymi względami większym zagrożeniem dla NK jest broń torpedowa. Stanowi jednak największe zagrożenie dla: nurkowanie statki nawodne i półzanurzalne.
To zagrożenie należy zwalczać, a istnieje wiele istniejących i obiecujących sposobów ochrony przed bronią torpedową.
wabiki
Podobnie jak w przypadku pocisków przeciwokrętowych, torpedy mogą być rozpraszane przez wabiki. Fałszywe cele mogą być różne - rzucane za pomocą specjalnych wyrzutni i wypuszczane z wyrzutni torped, dryfujące, samobieżne i holowane.
Jednym z najbardziej zaawansowanych i wielofunkcyjnych systemów tego typu jest opracowany przez Rafaela ATDS (Advanced Torpedo Defense System), który obejmuje holowaną stację sonarową (GAS) do wykrywania torped, holowane moduły ATC-1/ATC-2, miotane niszczyciele torped Torbuster, wabiki Scutter, Subscut i Lescut.
Pułapka holowana ATC-1 (Środki zaradcze przeciw torpedom akustycznym)
Od lewej do prawej: symulator samobieżnego niszczyciela Torbuster, samobieżny symulator Scutter, dryfujące zakłócacze Subscut i Lescut
Szereg artykułów opublikowanych zarówno w Przeglądzie Wojskowym, jak i w innych zasobach mówi o niewystarczającej skuteczności wabików w służbie Marynarki Wojennej flota (granatowy) RF. Oczywiście fałszywe cele przeciwtorpedowe są znacznie bardziej złożonymi produktami niż pułapki przeznaczone do odwracania uwagi pocisków przeciwokrętowych, które w najprostszej wersji mogą być nadmuchiwanym reflektorem narożnym. Ponadto, podczas celowania w torpedy za pomocą telekontroli za pośrednictwem kabla światłowodowego, jego zdolność do rozpoznawania wabików będzie znacznie wyższa. Dotyczy to jednak tylko torped wystrzeliwanych z okrętów podwodnych – torpedy rakietowe nie mogą mieć takiej możliwości.
Broń laserowa
Wygląda jak laser broń a zadania przeciwtorpedowe nie są kompatybilne? Jednak nie wszystko jest takie proste. Istnieje tak zwany efekt świetlno-hydrauliczny Prochorow/Askaryan/Shipulo - zjawisko występowania hydraulicznego impulsu uderzeniowego, gdy wiązka światła generatora kwantowego jest pochłaniana w cieczy.
W trakcie eksperymentu przeprowadzonego przez Prochorowa, Askaryana i Shipulo w 1963 r. na wodę zabarwioną siarczanem miedzi napromieniowano potężną wiązką pulsującego lasera rubinowego. Kiedy osiągnięto określone natężenie promieniowania, zaczęło się tworzenie bąbelków, a następnie ciecz zagotowała się. Jeżeli wiązka była skupiona w pobliżu powierzchni ciała zanurzonego w wodzie, dochodziło do wrzenia wybuchowego i propagacji fal uderzeniowych, co prowadziło do uszkodzenia powierzchni stałych - aż do zniszczenia kuwety i wyrzucenia cieczy na wysokość do 1 metr.
Efekt świetlno-hydrauliczny może być wykorzystany do generowania dźwięków z dużej odległości od statku. Generacja lasera umożliwia skonstruowanie wydajnego szerokopasmowego źródła dźwięku o zakresie częstotliwości emitowanego sygnału akustycznego od setek herców do setek megaherców.
Jak można wykorzystać ten efekt w interesie Marynarki Wojennej?
Istnieją dwa możliwe kierunki użycia. Pierwszym z nich jest stworzenie fałszywego celu akustycznego z dala od statku nawodnego. Co więcej, przesuwając wiązkę laserową po powierzchni, taki „wirtualny” wabik może stać się mobilny.
Drugim kierunkiem jest wykorzystanie promieniowania laserowego jako jednego lub więcej zewnętrznych źródeł aktywnego oświetlenia dla stacji hydroakustycznych (HAS). W takim przypadku skuteczność HAS można zarówno zwiększyć, jak i zmniejszyć demaskowanie NC dzięki usunięciu źródła promieniowania z dala od NC.
Schemat pełnoskalowych eksperymentów rejestracji sygnałów akustycznych generowanych przez promieniowanie laserowe z pokładu statku badawczego i odbieranych przez czułe hydrofony
Zastosowanie efektu światłohydraulicznego na okrętach podwodnych (okrętach podwodnych) może być niemożliwe lub bardzo trudne, ponieważ woda zacznie wrzeć natychmiast w punkcie wyjścia wiązki. Potencjalnie można jednak rozważyć opcje realizacji wyjścia wiązki laserowej poprzez mobilne urządzenie autonomiczne połączone z okrętem podwodnym kablem elektrycznym i światłowodowym (światłowód zostanie wykorzystany do transmisji promieniowania laserowego).
Na nurkujących statkach nawodnych lub zanurzonych promieniowanie laserowe może być wyprowadzane przez światłowody na szczyt nadbudówki nad wodą, podobnie jak na atomowych okrętach podwodnych Virginia planuje się wyprowadzić promieniowanie laserowe przez peryskop, aby zniszczyć cele powietrzne z głębokości peryskopowej.
antytorpedy
Obiecującym i skutecznym sposobem odparcia ataku torpedowego są antytorpedy (antytorpedy). Po części jest to wspomniany wcześniej samobieżny niszczyciel-symulator Torbuster z PTZ ATDS firmy Rafael.
W Rosji powstał kompleks PAKET-E/NK, który jest instalowany na nowych okrętach nawodnych. Kompleks PACKET-E/NK obejmuje specjalistyczny sonar, zautomatyzowany system sterowania, wyrzutnie oraz małe torpedy 324 mm w wersji przeciw okrętom podwodnym (MTT) i przeciwtorpedowym (AT), umieszczone w kontenerach transportowych i startowych (TPK) .
Praca kompleksu „Packet-E / NK” i małogabarytowej przeciwtorpedy
Zasięg przeciwtorpedowego AT to 100-800 metrów, głębokość zanurzenia do 800 metrów, prędkość do 25 metrów na sekundę (50 węzłów), masa głowicy to 80 kilogramów. Wyrzutnia kompleksu PACKET-E/NK może być zarówno stała jak i obrotowa, w wersji dwu-, cztero- i ośmiokontenerowej.
Bombowce rakietowe
Istnieje i nadal jest w użyciu taka broń przeciwtorpedowa / przeciw okrętom podwodnym, jak bombowce odrzutowe. Na dużych okrętach nawodnych rosyjskiej floty zainstalowany jest system rakiet przeciwtorpedowych UDAV-1M (RKPTZ), przeznaczony do niszczenia lub odbijania torped atakujących statek. Kompleks może być również wykorzystywany do niszczenia okrętów podwodnych, podwodnych sił sabotażowych i aktywów.
Wyrzutnia RKPTZ "UDAV-1M"
Można przypuszczać, że bombowce odrzutowe mogą być skuteczne jako środek do rozmieszczania (rzucania) samobieżnych symulatorów niszczycieli, samobieżnych symulatorów, dryfujących zakłócaczy czy antytorped. Jednocześnie można kwestionować ich skuteczność jako środka do niszczenia nowoczesnych torped amunicją niekierowaną (duże zużycie amunicji przy niskim prawdopodobieństwie zniszczenia).
Systemy obrony przeciwtorpedowej bliskiego zasięgu
Do niszczenia pocisków przeciwokrętowych na krótkim dystansie na NK stosuje się systemy artylerii przeciwlotniczej (ZAK), które wykorzystują automatyczne szybkostrzelne działa o kalibrze 20-45 mm. Obecnie często kwestionowana jest ich skuteczność przeciwrakietowa, stąd tendencja do odchodzenia od ZAK na rzecz systemów rakiet przeciwlotniczych (SAM) obrony krótkiego zasięgu, takich jak amerykański RIM-116.
Jednocześnie, bazując na automatycznych działach szybkostrzelnych małego kalibru, można potencjalnie wdrożyć skuteczne środki obrony przeciwtorpedowej krótkiego zasięgu (ATD). Kluczowym elementem takiego kompleksu będą obiecujące pociski małego kalibru z kawitującą końcówką, zdolne do skutecznego pokonania przecięcia powietrze/woda i pokonania znacznej odległości pod wodą bez utraty energii kinetycznej i znacznego odchylenia trajektorii.
Amunicja kawitacyjna może przekroczyć granicę powietrze/woda bez rykoszetu i znacznego odchylenia od trajektorii
Obecnie liderem w tej kwestii jest norweska firma DSG Technology. Specjaliści DSG Technology stworzyli linię amunicji w kalibrach od 5,56 do 40 mm. W kontekście rozwiązywania zadań obrony przeciwtorpedowej największym zainteresowaniem cieszy się amunicja kalibru 30 mm, która zdaniem ekspertów jest w stanie pokonać torpedy na odległość do 200-250 metrów.
Technologia DSG Nazewnictwo amunicji kawitacyjnej
Charakterystyka amunicji kawitacyjnej 20-30 mm DSG Technology
W przypadku okrętów podwodnych, nurkujących okrętów nawodnych i okrętów półzanurzalnych podwodne ZAK-y mogą być potencjalnie rozwijane przez analogię do podwodnych karabinów szturmowych dla pływaków bojowych (zwykłe lekkie ZAK-y mogą być również umieszczane na okrętach półzanurzalnych, na wystającej nad wodę nadbudówce).
Działanie podwodnych ZAK-ów może potencjalnie „zatkać” hałas wytwarzany przez GAZ, utrudniając namierzenie zarówno samych ZAK-ów, jak i wystrzeliwanych antytorped. Niewykluczone jednak, że w trakcie badań możliwe będzie pobranie parametrów hałasu wytwarzanego przez podwodny ZAK w celu ich odfiltrowania przez sprzęt GAS. Ponadto prace podwodnego ZAK mogą być prowadzone w krótkich odstępach czasu, w stanie „awaryjnym”, gdy torpedy wroga minęły już inne linie obrony przeciwtorpedowej.
Aby zwiększyć skuteczność wykrywania i niszczenia torped wroga na krótkim dystansie, można rozważyć obiecujące radary laserowe - lidary.
Lidar
Działanie lidara opiera się na odbijaniu promieniowania optycznego od nieprzezroczystego korpusu. Lidary mogą tworzyć dwu- lub trójwymiarowy obraz otaczającej przestrzeni, analizować parametry przezroczystego ośrodka, przez który przechodzi promieniowanie optyczne oraz określać odległość i prędkość obiektów.
Schemat działania lidaru
Przemiatanie lidarowe można formować zarówno mechanicznie - poprzez obracanie źródła promieniowania optycznego, wyjścia światłowodów lub luster, jak i za pomocą fazowanego układu antenowego. Najlepszą przepuszczalność wody ma promieniowanie w zielonym lub niebiesko-zielonym zakresie widma. Obecnie czołowe pozycje zajmuje promieniowanie laserowe o długości 532 nm, które z dostatecznie dużą wydajnością może być generowane przez pompowane diodami lasery na ciele stałym.
Okrętowy lidar do badań morskich Carlson Merlin o zasięgu do 250 metrów
Liderem podwodnych systemów wizyjnych opartych na lidar jest firma Kaman, która rozwija takie systemy od 1989 roku. O ile początkowo zasięg lidarów ograniczał się do kilkudziesięciu metrów, to teraz są to już setki metrów. Kaman zaproponował również wykorzystanie lidarów do sterowania torpedami za pośrednictwem kanału optycznego.
Przypuszczalnie część prac Kamana na tematy morskie może zostać utajniona, w związku z czym potencjalny wróg może już mieć na służbie całkiem skuteczne lidary.
Chiny opracowują obecnie system kosmiczny przeznaczony do wykrywania i rozpoznawania okrętów podwodnych wroga z kosmosu za pomocą lidaru. Przypuszczalnie takie zmiany mają miejsce w Rosji. NASA i Agencja Zaawansowanych Projektów Badawczych Departamentu Obrony USA (DARPA) finansują projekty mające na celu rozwiązanie problemu wykrywania okrętów podwodnych na głębokości do 180 metrów pod powierzchnią wody.
Ulepszenie lidarów pozwoli im odgrywać ważną rolę w rozwiązywaniu zadań przeciw okrętom podwodnym i przeciw torpedom
Można przypuszczać, że włączenie obiecujących lidarów w skład systemów obrony przeciwtorpedowej znacznie zwiększy prawdopodobieństwo wykrycia torped wroga i trafienia w nie bronią przeciwtorpedową.
Zastosowanie lidarów umożliwi wdrożenie systemów przeciwpancernych do obrony bliskiej nie tylko w oparciu o amunicję kawitacyjną, ale także w oparciu o małogabarytowe precyzyjne przeciwtorpedy. Pod pewnymi względami będzie to odpowiednik systemów aktywnej ochrony (KAZ) stosowanych na czołgi.
Aktywne systemy obrony przeciwtorpedowej
Wykrycie wrogich torped za pomocą lidaru zapewni, że małe przeciwtorpedy będą w nie celowane z dużą celnością. Obiecujący przeciwtorpedowy KAZ będzie zawierał wyrzutnię, lidar i małe przeciwtorpedy sterowane za pomocą kabla światłowodowego.
Zdjęcia przeciwrakietowego bloku lotniczego z patentu Northrop Grumman - w przybliżeniu w tym samym formacie można wdrożyć przeciwtorpedowy KAZ
Podobno przeciwtorpedowy KAZ może mieć zasięg do 500 metrów. Zasięg lidarów wymaganych do dokładnego namierzania przeciwtorped sięga obecnie około 200-300 metrów. Wiązka lasera jest w stanie pokonać większą odległość, ale odbity sygnał jest znacznie silniej rozpraszany. Umieszczając odbiornik w głowicy naprowadzającej (GOS) antytorpedy, można zaimplementować algorytm, gdy antytorpeda zostanie wystrzelona w kierunku torpedy przeciwnika, zgodnie z pierwotnymi danymi otrzymanymi z GAZ i gdy antytorpeda się zbliża torpeda wroga, odbite od niej promieniowanie laserowe lidaru zamontowanego na nośniku zostanie przechwycone przez celownik przeciwtorpedowy i przetworzone przez sprzęt KAZ w celu dostosowania trajektorii przeciwtorpedowej.
Tak więc wspólne użycie przeciwtorped (do 1000-2000 metrów), przeciwtorpedowego KAZ (do 400-500 metrów) i obrony przeciwtorpedowej ZAK (do 200-250 metrów) zapewni konsekwentną porażkę torpedy wroga w odległości kilkudziesięciu metrów do kilku kilometrów, z nakładaniem się dotkniętych obszarów przez różne kompleksy.
AUV
Autonomiczne bezzałogowe pojazdy podwodne (AUV) mogą odegrać ważną rolę w obronie przeciwtorpedowej. W zależności od zadań do rozwiązania, AUV mogą być w pełni autonomiczne lub napędzane i sterowane z nośnika – statku nawodnego, nawodnego statku nurkowego, statku półzanurzalnego lub łodzi podwodnej (niewolnicze AUV).
AUV mogą pełnić funkcję zaawansowanego patrolu sonarowego, pełnić funkcję nośnika lidaru i antytorped (w celu poszerzenia strefy rażenia torped wroga) oraz rozwiązywać zadania związane z minami. Można stworzyć małe skrzydlate AUV, których zadaniem będzie eskortowanie lotniskowca i ochrona go przed torpedami wroga poprzez zbliżanie się i samoeksplodowanie w miejscu spotkania.
AUV „Witiaź” i „Amulet-2” SKB „Rubin”
odkrycia
Istnieje i jest opracowywana znaczna liczba różnych środków obrony przeciwtorpedowej, potencjalnie zdolnych maksymalnie utrudnić trafienie przez broń torpedową okrętom nawodnym, okrętom nurków nawodnych, okrętom na wpół zanurzonym i okrętom podwodnym.
Ochrona okrętów przed bronią torpedową jest szczególnie istotna dla okrętów nurkujących na powierzchni i okrętów półzanurzalnych, których atak jest trudny dla pocisków przeciwokrętowych i przeciwko którym będą głównie wykorzystywane torpedy rakietowe i torpedy wystrzeliwane z okrętów podwodnych.
Ogólnie biorąc, biorąc pod uwagę znaczny postęp w rozwoju kosmosu i lotnictwo zasobów zwiadowczych, a także bezzałogowych statków rozpoznawczych nawodnych i autonomicznych bezzałogowych pojazdów podwodnych, znacznie wzrasta prawdopodobieństwo wykrycia i zaatakowania okrętów nawodnych i podwodnych przez przeważające siły wroga.
W związku z tym w rozwoju Marynarki Wojennej na pierwszy plan wysuwają się aktywa obronne zdolne do skutecznego odpierania zmasowanych ataków rakietami przeciwokrętowymi i bronią torpedową..
informacja