Введение
Сонобуй (образовано от слов "сонар" и "буй") – небольшой одноразовый сонарный буй, сбрасываемый с самолетов или кораблей для противолодочной борьбы или подводных акустических исследований. Обычно сонобуи имеют диаметр около 3 футов (1 метр) и длину 1 метр. Находясь на плаву, сонобуи оснащены как радиопередатчиком над поверхностью воды, так и гидрофонами под водой.
A sonobuoy (a portmanteau of sonar and buoy) is a small expendable sonar buoy dropped from aircraft or ships for anti submarine warfare or underwater acoustic research. Sonobuoys are typically around in diameter and 3 feet (1 m) long. When floating on the water, sonobuoys have both a radio transmitter above the surface and hydrophone sensors underwater.
Теория действия
Сонобуи выбрасываются из самолетов в контейнерах и активируются при контакте с водой. Надувной поверхностный поплавок с радиопередатчиком остается на поверхности для связи с самолетом, а один или несколько гидрофонов и стабилизирующее оборудование опускаются под воду на заданную глубину, которая может изменяться в зависимости от условий окружающей среды и тактики поиска. Буй передает акустическую информацию, полученную гидрофонами, по радиоканалу UHF/VHF операторам на борту самолета.
История
С развитием технологии подводных лодок в современной войне возникла потребность в эффективной системе обнаружения. Звуковая навигация и определение дальности (SONAR) была первоначально разработана британцами, которые называли ее ASDIC в последние дни Первой мировой войны. В то время единственным способом обнаружения подводных лодок было прослушивание (пассивный сонар) или случайное визуальное обнаружение, когда они всплывали для зарядки аккумуляторов. Воздушные патрули (британцы в основном использовали небольшие дирижабли, обладавшие преимуществом большой продолжительности полета) могли обнаруживать подводные лодки на поверхности, а иногда, при благоприятных условиях, даже подводные, поскольку глубина погружения подводных лодок того времени была весьма ограничена. При установлении контакта они следовали за подводной лодкой, одновременно вызывая по радио корабли надводного флота для ее атаки. Сонар использовался крайне ограниченно и в основном испытывался в Атлантическом океане, при этом немногие военно-морские офицеры видели в этой системе какую-либо ценность. Окончание Первой мировой войны положило конец серьезным разработкам в области сонара в Соединенных Штатах, что оказалось роковым в первые годы Второй мировой войны. Однако значительные разработки ASDIC продолжались в Соединенном Королевстве, включая интеграцию с вычислительным устройством и оружием. В то время как Соединенное Королевство продолжало развивать сонар в межвоенный период, Береговая геодезическая служба США в 1920-х годах разработала радиоакустический метод определения местоположения судов во время гидрографических операций путем взрыва небольшого заряда взрывчатого вещества в районе судна, записи времени, необходимого для того, чтобы звук взрыва достиг удаленных гидрофонов, установленных на береговых станциях или на борту судов-разведчиков, и передачи по радио времени приема звука на судно, что позволяло экипажу выполнять точное определение местоположения методом триангуляции. В 1931 году Береговая геодезическая служба предложила заменить укомплектованные экипажем станции радиосонобуями и начала вводить новые буи в эксплуатацию с июля 1936 года. Эти буи весили, могли быть развернуты или извлечены судами Береговой геодезической службы за пять минут и были оснащены подводными гидрофонами, батареями и радиопередатчиками, которые автоматически отправляли радиосигнал при обнаружении звука взрыва их гидрофонами. Эти "радиосонобуи" были предшественниками сонобуев, которые начали появляться в 1940-х годах. Ущерб, нанесенный союзникам немецкими подводными лодками во время Второй мировой войны, сделал сонар приоритетной задачей. Поскольку в Атлантике тонули миллионы тонн судов, возникла необходимость в обнаружении подводных лодок, чтобы их можно было потопить или предотвратить нападение. Сонар был установлен на ряд кораблей вместе с радарами и направленными радиопеленгаторами ("Хуфф-Дафф") для обнаружения подводных лодок на поверхности. Хотя сонар был примитивной системой, он постоянно совершенствовался. Современные методы борьбы с подводными лодками развились из техник, разработанных для сопровождения конвоев и боевых групп через враждебные воды во время Второй мировой войны. Крайне важно было обнаруживать и нейтрализовать подводные лодки задолго до того, как рабочая группа окажется в зоне поражения. Обнаружение подводных лодок с самолетов было очевидным решением. Развитие радиосвязи и сонарных технологий позволило объединить сонарный преобразователь, батареи, радиопередатчик и антенну в автономном воздушном плавучем (соно)буе. Ранние сонобуи имели ограниченную дальность, ограниченный срок службы батареи и были перегружены шумом океана. Они впервые появились во время Второй мировой войны, где впервые были использованы в июле 1942 года Королевским командованием ВВС под кодовым названием "High Tea", первой эскадрильей, использовавшей их в оперативных целях, была 210-я эскадрилья ВВС, базирующаяся на Сандерлендах. Они также были ограничены использованием человеческого слуха для различения искусственных шумов от фонового шума океана. Однако они продемонстрировали жизнеспособность технологии. С развитием более совершенных гидрофонов, транзисторов и миниатюризации, а также пониманием важности звука очень низкой частоты, появились более эффективные акустические датчики. Сонобуй превратился из громоздкого датчика высотой 6 футов (2 м) и диаметром 2 фута (1 м) в компактный набор электроники, которым он является сегодня. Усовершенствование технологии сонобуев способствовало разработке самолетов, таких как P-2 Neptune, S-2 Tracker, S-3B Viking и P-3 Orion для борьбы с подводными лодками.
Операция
Сонобуи классифицируются на три категории: активные, пассивные и специальные. Активные сонобуи излучают звуковую энергию (гидроакустические импульсы) в воду и принимают возвращающееся эхо, после чего передают информацию – обычно дальность и пеленг – по радиоканалу UHF/VHF на принимающее судно или самолет. Первые активные сонобуи непрерывно излучали импульсы после развертывания в течение заданного периода времени. Впоследствии, в системе командного управления сонобуями (CASS) появилась возможность для самолета инициировать излучение импульсов (или затопление буя) по радиосвязи. Это развилось в DICASS (Directional CASS), в которой возвращающееся эхо содержало данные как о дальности, так и о пеленге. Пассивные сонобуи не излучают ничего в воду, а лишь принимают, ожидая звуковых волн (например, от электростанций, гребных винтов, закрывающихся дверей и других шумов) от кораблей или подводных лодок, или других акустических сигналов, представляющих интерес, таких как сигнал аварийного маяка "черного ящика" потерпевшего крушение самолета, для достижения гидрофона. Затем звук передается по радиоканалу UHF/VHF на принимающее судно или самолет. Специальные сонобуи передают различные типы океанографических данных на судно, самолет или спутник. В настоящее время используются три типа специальных сонобуев. Эти сонобуи не предназначены для обнаружения или определения местоположения подводных лодок. BT – батитермобуй (BT) передает батитермографические и/или данные о солености на различных глубинах. Развертыванию сети сонобуев часто предшествует развертывание одного или нескольких батитермобуев для обнаружения слоев плотности/температуры. Такие слои могут выступать в качестве отражателей гидроакустических сигналов или, наоборот, волноводов. SAR – поисково-спасательный буй (SAR) предназначен для работы в качестве плавущего радиочастотного маяка. Как таковой, он используется для обозначения местоположения места крушения самолета, затонувшего корабля или выживших в море. ATAC/DLC – сонобуи для воздушной связи (ATAC) и связи нисходящего канала (DLC), такие как UQC, или "Гертруда", предназначены для использования в качестве средства связи между самолетом и подводной лодкой или между кораблем и подводной лодкой. Эта информация анализируется компьютерами, акустическими операторами и тактическими координаторами для интерпретации данных сонобуев. Активные и/или пассивные сонобуи могут быть развернуты большими полями или барьерами для первоначального обнаружения. Активные буи затем могут использоваться для точного определения местоположения. Пассивные буи также могут быть развернуты на поверхности в определенном порядке для относительно точного определения местоположения методом триангуляции. Несколько самолетов или кораблей контролируют сеть, либо пассивно прослушивая, либо активно передавая сигналы, чтобы направить подводную лодку в зону действия гидроакустической сети. Иногда сеть принимает форму сетки или другого массивного образования, и используется сложная обработка сигналов с формированием диаграммы направленности для повышения возможностей отдельных или ограниченного числа гидрофонов.