Detektion af ubåde er den første og vigtigste opgave i kampen mod dem. Succesfuld detektion fratager ubåde den vigtigste taktiske fordel - stealth.
Stealth er iboende i en ubåd lige fra begyndelsen. Derudover, når man laver både, tages alle foranstaltninger for at øge stealth. Derfor er opdagelse ikke en let opgave. Efterhånden som teknologien udvikler sig, bliver det kun sværere. Derfor bruges det meste af tiden og midlerne til anti-ubådsstyrker på det .
Som enhver genstand påvirker båden med sin tilstedeværelse miljøet. Båden har med andre ord sine egne fysiske felter . De mere velkendte fysiske felter for en ubåd omfatter hydroakustiske, magnetiske, hydrodynamiske, elektriske, lavfrekvente elektromagnetiske såvel som termiske, optiske. Udvælgelsen af bådens fysiske felter på baggrund af havets felter (havet) ligger til grund for de vigtigste påvisningsmetoder.
Detektionsmetoder efter type fysiske felter:
Derudover er der indirekte detektionsmetoder:
Ingen enkelt metode garanterer detektion, eller garanterer endda et stabilt niveau af ydeevne. Derfor bruges alle metoder samlet. De forskes og udvikles konstant, og der søges efter nye.
Den akustiske metode er den første af betydning. Lyd bevæger sig meget hurtigere i vand end i luft (ca. 1500 m/s) og over afstande, der er meget større end nogen anden forstyrrelse. I gennemsnit er detektionsområdet for den akustiske metode to størrelsesordener større end den magnetometriske metode, der følger den. Akustik gør det muligt at detektere ubåde på alle dybder [1] , afhænger ikke af tidspunktet på dagen og er lidt afhængig af vejrforhold og årstiden. Imidlertid varierer afstanden, nøjagtigheden og pålideligheden af selve detektionen kraftigt (tivis af gange) afhængigt af havets hydrologiske forhold; for eksempel kan tilstedeværelsen af en undervandslydkanal (på diagrammet) dramatisk øge detektionsområdet, tværtimod tjener springlaget som en barriere og kan gøre båden akustisk "usynlig".
Den passive metode er detektering af støj og ekkolodssignaler (sidstnævnte er ukarakteristiske), der udsendes af ubåden selv. Afhængigt af den specifikke enhed, der bruges, kaldes det også støjretningsfinding, støjplacering, hydroakustisk observation eller vågnedetektering .
Fordelene ved den passive metode er dens hemmeligholdelse - målet kender ikke til detektion, en relativt lang rækkevidde - i nogle tilfælde detekteres meget støjende objekter i afstande på 100-150 miles - og evnen til at klassificere mål vha. støjens karakter.
Med henblik på klassificeringen udarbejdes en såkaldt akustisk signatur ( engelsk akustisk profil ) af målet. Det kan omfatte: mekanisk støj, udstyrsstøj, vindstøj, vingestøj, hastighedslyd, kavitationsstøj , fremspringsstøj. For ubåde er propeller det mest støjende objekt . Den næstmest bemærkelsesværdige (typisk for atomubåde) er cirkulationspumpen (CP) i reaktorens primære kredsløb. [2] Akustiske signaturer tillader Captor- minetorpedoer selektivt kun at målrette ubåde. [3]
Ulempen ved den passive metode er umuligheden af direkte at bestemme afstanden til målet: den giver kun retning - pejling til målet. For at bestemme afstandene i den passive tilstand skal der anvendes indirekte metoder.
Den passive metode er den vigtigste, der bruges af ubåde og stationære overvågningssystemer. Det er også det eneste i tjenestekanalen for akustiske styresystemer til flådevåbenminer og torpedoer .
Med den aktive tilstand detekterer ekkolodsmodtageren lyden, der reflekteres fra målet ( ekko ), der udsendes af den synkroniserede sender. Følgelig kaldes metoden også for ekkoretningssøgning eller ekkoplacering . Sonarer (GAS) eller radioekkolodsbøjer ( RGAB ) fungerer efter dette princip .
Fordelen ved den aktive metode er evnen til direkte at bestemme ikke kun pejlingen, men også afstanden til målet.
Ulemperne er, at detektionsområdet er mindre end på en passiv måde - det reflekterede signal henfalder med afstanden under det nyttige niveau, og forsøg på at øge rækkevidden fører til en eksponentiel stigning i signalintensiteten , som er teknisk begrænset; manglende detektionshemmelighed - ubåden hører det udsendte signal i en afstand på cirka dobbelt så langt som søgningen GAS hører ekkoet; umuligheden af at klassificere mål - det eneste, der kan bestemmes pålideligt, er målets koordinater.
Af disse grunde er den aktive metode typisk for: overfladeskibe, da de passive detektionsbetingelser for dem er begrænset af deres egen støj; til radioakustiske bøjer og sænket GAS; for ubåde, specificering af elementerne i målets bevægelse umiddelbart før angrebet; og i kampkanalen for flådevåbenstyringssystemer.
Den magnetometriske metode er baseret på søgningen efter forvrængninger i Jordens magnetfelt - magnetiske anomalier . Tilstedeværelsen af store masser af ferromagneter , såsom skroget af en ubåd, skaber anomalier, der er store nok til at blive opdaget af et magnetometer .
Anti-ubåds-indikatorsløjfen var et undervandskabel, der lå på havbunden og brugt til at detektere passage af fjendtlige ubåde. Dens første praktiske anvendelse var ved Firth of Forth i august 1915 af den skotske fysiker Alexander Crichton Mitchell med hjælp fra Royal Navy-forskningsinstituttet i HMS Tarlair (Aberdour). Desværre blev hans rapport til Undersøgelses- og Forskningsrådet (RIR) fejlfortolket, og hans resultater blev afvist som irrelevante. Videnskabsmanden William Bragg fra SR&I foretog relevant forskning i SR&I, men fordi SR&I var uafhængig af Royal Navy 's kontrol , hvilket flåden ærgrede sig over, stod han over for betydelige tilbageslag, selv da han overgik til HMS Tarlair. Bragg flyttede til BIR-forsøgsstationen i Harwich, Essex, England. Efter forslag fra Bragg blev Mitchells arbejde revideret, interessen for Mitchell-løkken steg igen i 1917, hvilket førte til dens succesfulde udvikling i midten af 1918. Loops blev brugt flittigt af de allierede under Anden Verdenskrig til at beskytte havne mod ubådsangreb. [fire]
På Chicago Museum of Science and Technology , i afsnittet "ubåde", er der en udstilling, hvor den besøgende kan udføre et simpelt eksperiment. Der er intet trykt på krydsfinerpladen bortset fra koordinatgitteret. Under tabletten er der flere jerngenstande. Deres antal og placering kendes ikke på forhånd. Ved ensartet at flytte en magnet hen over tabletten kan man bestemme de koordinater, hvor bevægelsen møder modstand - koordinaterne for anomalierne.
Blandt anti-ubådsstyrkerne er luftfart den eneste bærer af aeromagnetometre eller magnetiske anomalisensorer ( eng. Magnetic Anomaly Detector, MAD ) . Samtidig er perfektionen af andre detektionsmidler, som amerikanerne bruger, sådan, at det slet ikke er ligegyldigt, om ubåden har et magnetfelt eller ej; så amerikanerne fjernede generelt magnetometre fra deres nye P-8 Poseidon patruljefly . Det er fly og helikoptere, der er i stand til at overskue store vandområder på kort tid, og deres egne magnetfelter er små. Men selv med dette skal du tage magnetometeret væk fra kabinettet. Derfor er et anti-ubådsfly genkendeligt på en stiv halebom, og en helikopter på en keglestabilisator af det producerede kabel.
Fordelene ved den magnetometriske metode er dens enkelhed og uafhængighed af målemediet - Jordens magnetfelt i vand opfører sig næsten det samme som i luft. Derudover er metoden passiv, det vil sige, at målet ikke kender til detektionen.
Den største ulempe er det korte detektionsområde. Magnetiske anomalier udjævnes hurtigt med afstand. For at bestemme tilstedeværelsen af en anomali er det nødvendigt at passere fra den ikke længere end 1 ÷ 3 miles. Ved moderne flyvehastigheder betyder det næsten direkte over båden. Desuden, jo lavere flyvningen er, jo lettere er det at bemærke anomalien. Derfor kan båden gå i dybden for at reducere sandsynligheden for detektion.
Vand er uigennemtrængeligt for de bølgelængder, der bruges i radar . Derfor er radardetektion af ubåde kun mulig, når nogen del af dem er over vandet.
Det vil sige, at detektion hovedsageligt er begrænset til dieselubåde i periskopposition. Atombåde må ikke komme til overfladen under periskopet længe nok til at undgå opdagelse. Dette er den største ulempe ved denne metode.
På den anden side er dens fordel høj nøjagtighed. Moderne radarer er i stand til at detektere tilbagetrækkelige ubådsenheder selv mod baggrunden af interferens fra bølger på 2-3 punkter. Så RDP - hoveder detekteres af radar i afstande på 12 ÷ 15 miles, periskoper i afstande på 4 ÷ 5 miles og radioretningssøgere og radiointelligensantenner på 1 ÷ 2 miles. [5]
Radar spiller således en understøttende rolle og bruges til yderligere rekognoscering af ubåde, der tidligere er opdaget med andre midler. På trods af dette er radaren en uundværlig del af udstyret til anti-ubådsstyrker.
Gasanalysatorer registrerer tilstedeværelsen af kulbrinter i luften, som er karakteristiske for forbrændingsprodukter. Med andre ord, tilstedeværelsen af ubåds dieseludstødning. Udstyret efterligner bogstaveligt talt den menneskelige næses evner. På engelsk hedder det direkte engelsk. sniffer - sniffer.
Metoden blev opfundet af de allierede og blev meget brugt under Anden Verdenskrig . Med udviklingen af atomubåde er dens betydning faldet. Det er dog ikke gået ud af brug, fordi både under RDP producerer nok udstødning til at blive opdaget. Luftfart er den vigtigste bærer af gasanalysatorer.
Denne metode er naturligvis kun egnet mod dieseldrevne ubåde. Dette er dens største ulempe . Derudover er dens pålidelighed meget afhængig af vejrforhold - vindstyrke, luftfugtighed og temperatur.
Fordelen ved metoden er dens passive karakter.
Termisk spordetektion er en type infrarød metode, der har til formål at detektere atomubåde.
Nukleare ubådsreaktorer bruger havvand som eksternt kølemiddel . Efter at have dumpet tilbage over bord, er vandet varmere end det omgivende.
Metoden har vundet popularitet, fordi det termiske fodaftryk, som båden efterlader, er meget større end båden selv, og derfor er den nemmere at opdage. Derudover har stien en tendens til at stige til overfladen over tid (samtidig erodering og afkøling). Sporet, der kom til overfladen, opdages selv fra rummet. Men dens holdbarhed er lav: mindre end en halv time.
Temperaturforskellen er normalt ikke nok til at registrere en båd ud fra én måling. Sammenligning og sammenligning af mange målinger er påkrævet. Derfor er applikationen begrænset til netværk af specialiserede RSAB'er, rumrekognoscering og, sjældnere, stationære overvågningssystemer.
Fordelene ved denne metode er den lange rækkevidde og dens passive karakter.
Ulemperne er den utilstrækkelige pålidelighed af en enkelt måling, ustabilitet over for interferens og som følge heraf en begrænset række anvendelser - kun mod atomubåde.
En ekspresmetode til påvisning af atomubåde ved hjælp af spor af cæsiumradionuklider i havvand blev udviklet i 1980'erne. [6] I anden halvdel af 80'erne blev teknikken brugt eksperimentelt i USSR-flåden. Forfatteren erklærede implementering. [6] Projekt 971 Pike-B ubåde var udstyret med wake detection systems (SOKS) .
Med stigningen i hemmeligholdelsen af atomubåde er forskellen, for eksempel mellem temperaturerne på køler- og påhængsvandet, faldet så meget, at det for de eksisterende sensorer er blevet dårligt skelneligt på baggrund af interferens. Det samme kan siges om den magnetiske anomali af en ubåd med et titaniumskrog.
Da der ikke forventes en mærkbar stigning i sensorernes følsomhed, er vægten flyttet til den komplekse behandling af data fra flere detektionsmetoder. Så temperaturforskellen fra køleren komplementeres af forskellen fra blandingen af vand med en propel , den akustiske signatur af kølvandet , det elektriske potentiale mellem de øvre og nedre overflader af bådens skrog og andre. Signalprocessorens kraft og akkumulering af observationsdata kommer i forgrunden for at fremhæve målet mod havets naturlige baggrund. Således øgede brugen af en udvidet bugseret antenne (TTA) af SURTASS-systemet , bestående af mange hydrofoner, den akustiske kontrast af mål kvalitativt.
Praksis viser, at komplekse metoder tillader ikke kun at opdage moderne atomubåde, men også at opretholde kontakt. [7]
Indirekte detektionsmetoder har spillet og spiller fortsat en vigtig rolle. En båd kan ikke altid opretholde det højeste niveau af stealth, ligesom den ikke kan forblive under vandet for evigt. Før eller siden må hun afsløre sig selv. Alle indirekte metoder er baseret på forsøg på at forudsige sted og tidspunkt, hvor båden vil sænke stealth, og udnytte dette.
De vigtigste kræfter til at opdage og ødelægge ubåde er anti-ubådsfly og skibe , torpedo- og multi-purpose ubåde, anti-ubådshelikoptere , og deres midler er sensorer baseret på metoderne nævnt ovenfor og specialiserede informationsbehandlingsprocessorer.
Også til forsvarsformål installeres antiubådsvåben på andre typer krigsskibe og på strategiske ubåde.
I 2010 begyndte det amerikanske forsvarsministerium Advanced Military Development Agency ( DARPA ) at udvikle et projekt for autonome antiubådsskibe med fuldautomatisk kontrol - ACTUV . [8] Det er planlagt at bruge aktiv ekkolokalisering som det vigtigste middel til detektion. [otte]
Selve opdagelsen af en ubåd garanterer ikke nederlag. For at anti-ubådsstyrkerne kan lukke og med succes angribe, skal etableret kontakt opretholdes, indtil de nærmer sig. På grund af den lave pålidelighed af alle metoder resulterer opretholdelse af kontakt i en separat opgave kaldet ubådssporing .