Системы снижения акустической заметности надводных кораблей: Prairie/Masker.

Введение

Система снижения излучаемого шума, устанавливаемая на некоторых западных военных кораблях

Prairie Masker – это система снижения излучаемого шума, устанавливаемая на некоторых западных военных кораблях, включая фрегаты класса «Оливер Хазард Перри», эсминцы классов «Спруэнс» и «Арли Бёрк», а также крейсеры класса «Тикондерога» ВМС США. Система также устанавливалась в 1960-х годах на ограниченном количестве модернизированных после Второй мировой войны подводных лодок типа Guppy III, а позднее – на дизель-электрических подводных лодках. Системы Masker и Prairie предназначены для предотвращения классификации или идентификации акустической сигнатуры военного корабля другим судном, то есть враждебной подводной лодкой. Вместо шума механизмов, корабль на пассивном гидролокаторе звучит как шум дождя. Компонент Masker системы устанавливается на корпус судна, как правило, вблизи машинного отделения. Компонент Prairie системы предназначен для снижения шума, создаваемого гребными винтами судна. Изначально классифицированные как секретные, эти системы теперь используются несколькими странами как часть их систем противолодочной обороны.

Предыстория

Заглушение судна является важной частью снижения нежелательного шума, который может серьезно ограничить активные и пассивные возможности надводного корабля в подводной войне и уменьшить дальность или вероятность его обнаружения противником. ВМС США поддерживают программу снижения шумности кораблей для решения этих проблем. Цели программы снижения шумности кораблей – уменьшение собственного шума сонара в частотном диапазоне, доступном для пассивных сонаров, и снижение излучаемого судном шума для уменьшения вероятности обнаружения вражескими подводными лодками. Собственный шум – это шум, генерируемый кораблем, который влияет на работу его собственного сонара и датчиков. Излучаемый шум – это шум, генерируемый кораблем, который влияет на датчики других судов, особенно подводных лодок. Системы противодействия Masker Prairie являются ключевыми элементами этой программы для снижения излучаемого шума и собственного шума, который не удается уменьшить путем контроля источников звука или его передачи к корпусу. Изучение использования воздушных пузырей и их влияния на распространение акустических волн началось систематически во время Второй мировой войны в рамках общих усилий по пониманию звука в подводной войне. В Соединенных Штатах эти исследования проводились под руководством Комитета по исследованиям национальной обороны (NDRC) и выполнялись различными лабораториями ВМС США. Достижения, полученные в ходе этих исследований, были опубликованы в книге "Физика звука в море" в 1946 году. Результаты этого исследования, наиболее актуальные для данного обсуждения, содержатся в части IV этого тома – "Акустические свойства кильватерных следов". Использование пузырьковых завес получило широкое применение для снижения шума или разрушительного воздействия ударных волн в различных отраслях промышленности, таких как: подводные взрывы, забивание свай и взрывная штамповка металлов. С другой стороны, такая система устанавливается либо вблизи, либо непосредственно на судовые винты, и сжатый воздух подается через небольшие отверстия в кромках винта. Как можно ожидать, поддержание этих небольших отверстий в чистоте под ватерлинией корабля или подводной лодки может представлять собой проблему. На подводных лодках это предотвращалось путем подачи небольшого потока пресной воды через систему, когда судно находилось в порту. Большинство морских организмов, обрастающих корпус судна, не могут выжить в пресной воде. Аналогичная система под названием Agouti была установлена на фрегатах Королевского флота и на судах, таких как .

Ship silencing is an important part of reducing unwanted noise, which can severely limit a naval vessel's active and passive undersea warfare capability and decrease the range or probability of detection by an unfriendly vessel. The US Navy maintains a Ship Silencing Program to address these problems. The goals of the Ship Silencing Program are a reduction of sonar self noise over the frequency range of passive capable sonar and the reduction in the ship's radiated noise to reduce detection by enemy submarines. Self noise is the noise generated by a ship that has an effect on its own sonar and sensors. Radiated noise is the noise generated by a ship that has an effect on other ship's sensors, especially submarines. The Masker Prairie countermeasure systems are key elements in this program to reduce radiated noise and self noise that are not reduced by controlling the sounds at their source or their transmission to the hull. The use of air bubbles and their effects upon acoustic wave propagation began to be studied systematically during the Second World War as part of a general effort to understand sound in submarine warfare. In the United States, this research effort was directed by the National Defense Research Committee (NDRC) and was carried out by various US Navy laboratories. The advances made in this research were published in The Physics of Sound in the Sea in 1946. Results of that study most pertinent to this discussion are found in Part IV of that volume Acoustic Properties of Wakes. The use of bubble curtains have found wide spread applicability in reducing noise or the damaging effect of shock waves in a variety of industry from: underwater blasting, to pile driving, to explosive metal forming.) on the other hand, is fitted either near to or on the ships propellers and compressed air is pumped through small holes in the edges of the propeller. As might be expected, keeping a set of small holes clear of fouling under the surface of a ship or submarine can present a problem. On submarine installations this was prevented by running a trickle of fresh water through the system when the ship was in port. Most of the creatures that foul an ocean going ship's hull cannot survive in fresh water. A similar system called Agouti was fitted to Royal Navy frigates and such vessels as .

Подводные лодки

В подводных лодках большой объем воздуха, необходимый для работы системы, должен поступать с поверхности, и поэтому Prairie Masker может использоваться только когда дизельная подводная лодка находится в положении шноркеля. Это не является серьезным ограничением, поскольку основным источником шума, требующим снижения, являются дизельные двигатели, которые используются только в режиме шноркеля.