Охота за подводными лодками. Гидрология войны - часть вторая.⁠⁠

Предисловие.

Всем привет. Совсем не ожидал, что предыдущая статья на эту тему вызовет у читателей такой интерес. Как и обещал, я продолжу, и в этот раз напишу о зонах конвергенции и о том, как гидрологические условия оказывают влияние на тактику ведения противолодочной борьбы.

Ранее я уже писал о том, как звук распространяется под водой. О звуковых лучах, о факторах, оказывающих влияние на их распространение и о том, что такое рефракция или подводный звуковой канал можно почитать в предыдущем посте.

Рис. 1. Подкильная ГАС AN/SQS-53, устанавливаемая на эсминцах и крейсерах ВМС США.  Сканирует окружающую среду на наличие подводных целей. Обеспечивается работа в пассивном и активном режимах.

Зоны конвергенции - это так называемые дальние зоны акустической освещенности (ДЗАО). Интенсивность звука, приходящего от удаленного источника, в ДЗАО значительно выше, чем в соседних областях. Звуковой луч, искривляющийся книзу (или преднамеренно направленный вниз), достигает оси глубоководного звукового канала и принимает горизонтальное направление, после чего начинает плавно отклоняться в сторону поверхности моря. Отклонение звуковых лучей кверху происходит, если скорость звука у дна моря выше, чем у поверхности. Разница составляет, как правило, 9 м/сек.

Пучки звуковых лучей, достигнув поверхности, образуют зоны с повышенной интенсивностью звука, имеющие форму колец, которые и называются ДЗАО или зонами конвергенции. Удаленность ДЗАО от источника звука зависит от типа гидрологии и в Северной Атлантике она составляет, в среднем, 30 миль, а в некоторых районах Норвежского моря - 14-18 миль. Ширина ДЗАО на поверхности воды равна примерно 10% от ее удаленности от источника звука. Отразившись от поверхности моря, звуковые лучи могут повторить свою траекторию и снова выйти к поверхности во второй и даже третьей ДЗАО. 

Чтобы в полной мере использовать преимущества ДЗАО, необходимы очень мощные гидролокаторы, в то время, как пассивные шумопеленгаторные станции в меньшей степени подвержены воздействию потерь при распространении звука, и способны более эффективно отслеживать контакты в зонах конвергенции.

Рис. 2. Типы вертикального распределения скорости звука (ВРСЗ) и характерные картины искривления звуковых лучей.

Вопрос: если Вы заинтересовались этой темой, то попробуйте отгадать, на какой глубине должна находиться подводная лодка, чтобы иметь возможность обнаружить надводный корабль на максимально возможной дистанции, если в районе с положительным градиентом скорости звука наблюдается термоклин на глубине 55 метров? (Рис. 2. В)

Рис. 3. Гидролокатор переменной глубины погружения, который буксируется специальным устройством на надводных кораблях.

В противолодочных операциях, как правило, задействован большой контингент разнородных маневренных и стационарных сил. Самолёты, которые для установления и поддержания контакта с подводной лодкой используют РГАБ (см. первый пост), получают вводный инструктаж или  исследуют гидрометеорологические условия в районе самостоятельно. Для точного определения оптимальной величины заглубления гидрофонов и дистанции между отдельными РГАБ экипажи производят батитермические измерения при помощи специальных буёв - AN/SSQ-36. Это позволяет им вести наиболее эффективный поиск целей в районе с заданными условиями.

Вертолеты, использующие буксируемые заглубляемые ГАС (см. третий пост), в случае наличия сезонного термоклина действуют парами (и это как минимум) и производят поиск целей в двух разных слоях воды: выше и ниже слоя скачка (термоклина), соответственно.

Рис. 4. Схема поиска ПЛ двумя вертолётами в условиях наличия приповерхностного звукового канала и горизонта слоя скачка (термоклин).

Надводные корабли на противолодочных рубежах или в составе охранения, оснащаются активными или пассивными ГАС. Скорость корабля, ведущего гидролокационный поиск при помощи носовой антенны (рис. 1), в условиях высокого уровня реверберации существенной роли не играет. Если же уровень реверберации низкий и корабль ведет поиск в условиях сильного волнения, то качка и собственные шумы корабля приводят к снижению эффективности его гидролокатора. Поэтому в условиях сильного волнения, когда корабль лежит на курсах против волны, ему рекомендуется движение на высокой скорости, а на курсах, обеспечивающих более благоприятные условия для использования гидролокатора - малая скорость.

Подводные лодки, используя неоднородность океанической среды и изменяя глубину погружения, способны эффективно снижать свою заметность и повышать показатели скрытности. Поэтому большинство надводных кораблей также оснащаются гидроакустическими антеннами переменной глубины погружения (Рис. 3), для обследования так называемых зон тени. Величина заглубления антенн выбирается исходя из лучевой картины и гидрологических условий в районе. Выбор глубины погружения антенны позволяет свести к минимуму воздействие различных помех и помогает найти оптимальную глубину для прослушивания водного пространства.

Применение оружия.

Рассмотрим влияние гидрологических условий на тактику применения оружия на примере использования глубинных бомб. Для того, чтобы максимально эффективно использовать это оружие, необходимо знать глубину погружения подводной лодки. При наличии термоклина на небольшой глубине и разделении пучка звуковых лучей, активными ГАС определить, какая часть лучей освещает подводную лодку, невозможно. Определить глубину погружения противника поможет знание гидрологических условий и их влияние на маневрирование ПЛ и гидролокатор корабля.

Для уклонения от глубинных бомб ПЛ, вероятнее всего,  будет погружаться под теомоклин, где дальности обнаружения невелики, и лодка может маневрировать на высоких докавитационных скоростях. Подтверждение того, что ПЛ находится ниже слоя скачка, служит примерное совпадение дальности, на которой она обнаружена, с ожидаемой дальностью обнаружения под слоем скачка. Подводная лодка, обнаруженная на дальности, значительно превышающей дальность обнаружения под слоем скачка, с полным основанием может считаться находящейся в этом слое. В мелководном районе подводная лодка, намеревающаяся уклониться от атаки, используя высокую скорость хода, может находиться в непосредственной близости от дна.