Расскажите плз. про наведение по кильватерному следу

В следе плотность воды изменяется. Подробности расскажут спецы, если конечно они расскажут

Эта тема уже обсуждалась на форуме:


airbase.ru/forums/index.php?s=&act=ST&f=25&t=20045
http://airbase.ru/forums/index.php?s=&act=ST&f=6&t=9143&st=75

И.Д. Гольдин, директор ВГУП НИИ ФООЛИОС, ВНЦ «ГОИ им.С.И.Вавилова», к.т.н.
Б.И. Утенков, помощник генерального директора по науке ОАО «ЛОМО», д.т.н.
В.С.Эмдин, профессор Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А.Бонч-Бруевича, д.т.н.


ГИДРООПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ МОРСКОЙ СРЕДЫ


В начале 50-х годов в ГОИ им.С.И. Вавилова начались работы по прикладной гидрооптике, имеющие важное значение для развития технических средств флота. Эти работы явились продолжением теоретических исследований в области оптики рассеивающих средств, проведенных в ГОИ в 40-х годах В.Б Вейнбергом, А.А. Гершу-ном и др. [1, 2]. Разработка гидрооптических систем и исследования оптических неоднородностей морской среды оптическими методами были начаты и проводились под руководством С Я. Эмдина, который уже имел богатый опыт разработки оптико-электронной морской техники. В ГОИ был создан научный коллектив, с привлечением ученых ряда отраслевых НИИ и институтов АН СССР для разработки и исследования аппаратуры, регистрирующей изменения гидрофизических параметров морской среды, связанные с морской турбулентностью. Эти работы легли в основу нового научного направления— прикладной гидрооптики, главным конструктором которого являлся С.Я Эмдин.


Экспериментальные работы при изучении морской турбулентности сопровождались совершенствованием как методов, так и технических средств исследования морской среды Ранее применяемые методы основывались на полуэмпирической теории, которая рассматривала гидрофизические поля осредненных физических величин— температуры, плотности, скорости и т.д Используемые для этих целей датчики физических величин позволяли решать задачи исследования крупномасштабной — природной турбулентности Для исследования микроструктуры гидрофизических полей, соответствующей мелкомасштабной турбулентности, возникающей при возмущениях морской среды, были предложены оптические методы, обладающие такими преимуществами как безынерционность, высокая чувствительность, высокое пространственно-частотное разрешение. Кроме того, они не вносят искажений в исследуемое поле


Многочисленные исследования оптических методов позволили на первом этапе создания техники регистрации оптических неоднородностей получить положительные результаты при использовании теневого метода. Теневой метод, использующий эффект отклонения световых лучей, проходящих сквозь оптически неоднородную среду, позволяет регистрировать эти отклонения, т к. чувствителен к изменению градиента оптической длины пути и позволяет определить форму и расположение зон разрежения. Гидрооптические неоднородности турбулентной среды, представляющие пульсации плотности или связанный с ней показатель преломления среды, обусловлены пульсациями температуры, скорости, давления, соленостности и других гидрофизических параметров, а также наличием взвешенных неоднородностей (растворенных органических веществ, солей и пр) В зависимости от решаемой задачи использовались различные модификации теневого прибора с фотоэлектрической или телевизионной регистрацией сигнала и соответствующим методом его обработки.


Одна из первых разработок, испытанная в натурных морских условиях, — система НВ-57 (неконтактный оптический взрыватель торпед 53-56) [3] производилась серийно на ГОМЗе (ЛОМО) и была принята к использованию на флоте. Главный конструктор этой системы С.Я.Эмдин и его коллеги в 1959 г. были удостоены Ленинской премии. В дальнейшем была разработана оптическая система самонаведения торпед по кильватерному следу С-380 [3]. Данные системы фиксировали наличие пузырьков воздуха и газа, растворенного в поверхностном слое морской среды, и образующихся после ее возмущения. Дальнейшие исследования показали, что системы такого типа регистрируют и пульсации плотности, т.е. показатель преломления морской воды Было определено два направления в разработке рефрактометрических приборов с использованием теневого метода регистрации гидрооптических неоднородностей: это бортовые корабельные теневые приборы [4] обнаружения наведенных турбулентных образований и слежения за их развитием [5] и автономные бортовые фотоэлектрические теневые приборы, работающие в автоматическом режиме, формирующие сигнал управления автономным носителем [6].


По мере разработки различных модификаций теневых приборов исследовались различные режимы и типы источников света: в фотоэлектрическом канале (ФЭК) — непрерывный источник света [7] и в телевизионном канале (ТВК) — импульсный источник света [8]. При этом большое внимание было уделено исследованию форм и типов теневых диафрагм, влияющих на формирование гидрооптического сигнала [9,10] и разработана методика выбора и расчета основных параметров оптических схем [11].


Особое место в гидрооптических системах занимают различные методы обработки информации о турбулентных неоднородностях, т.к. встает задача разделения трех классов сигналов, характеризующих природную турбулентность (крупномасштабную), наведенную (мелкомасштабную) турбулентность [12] и фон.


Сигнал с ФЭК представляет сложный стохастический сигнал, а сигнал с ТВК — совокупность изображений теневых картин типа «текстура». Здесь встает вопрос о признаках классификации сигналов [13]. Для обработки стохастического сигнала были использованы несколько основных подходов. В одном из них был использован фазовый метод обработки гидрооптических сигналов наведенной турбулентности в виде непрерывных случайных процессов, отличающихся от «помех» природной турбулентности формой энергетического спектра. Для разделения этих сигналов по спектру был использован фазовый фильтр [14].


При другом подходе обработки стохастического сигнала был использован широкодиапазонный цифровой анализатор временных интервалов между импульсами случайного процесса, позволяющий определить значения интегральной (дифференциальной) функции распределения этих интервалов. Данный анализатор позволяет в реальном времени сравнивать в широком диапазоне и с высоким разрешением интервалы между выбросами с п-калиброванными строб-импульсами [15].


Разработка методов и устройств обработки сигнала с ТВК с целью автоматической классификации изображений теневых картин была проведена по двум направлениям. Одно из них заключалось в обработке изображений методами телевизионной техники. При анализе теневых картин весьма информативными являются параметры, характеризующие распределение хорд по размерам; изменяя положение изображения относительно растра, можно оценить изотропность его структуры. Телевизионный анализатор используется совместно с управляющей ЭВМ. Такая вычислительная система позволяет автоматически вводить оптическую информацию в оперативную память ЭВМ и производить вычисления параметров светового потока [16]. ТВК, телевизионный вычислитель для обработки теневых картин были разработаны совместно с сотрудниками ВНИИ телевидения.


Другое перспективное направление обработки теневых картин на выходе ТВК — обработка с использованием аналоговых оптико-электронных методов с параллельной обработкой изображений. Эти методы, имеющие ряд преимуществ перед электронными методами, были разработаны совместно с ЛЭИС им. проф. М.А. Бонч-Бруевича. Разработанный оптико-электронный классификатор изображений теневых картин проводил в реальном времени обработку теневых картин, разделяя их на три класса и опознавал теневые картины, соответствующие наведенной турбулентности [17].


Параллельно с разработкой и созданием гидрооптических систем контроля морской среды проводились и многочисленные натурные морские исследования в различных акваториях Мирового океана (воды которого имеют различную гидрологию в различных регионах), набирался и обрабатывался большой массив экспериментальных статистических данных. Эта работа научного коллектива, возглавляемого С.Я.Эмдиным, представляла фундаментальные исследования, которые позволили в результате сделать открытие закономерностей пространственно-временной изменчивости гидрофизических полей в океане, диплом на которое был получен в 1973г. с приоритетом 1963г. [18]. Это открытие, более 100 изобретений, многочисленные научные статьи, монография по морской рефрактометрии [19], опубликованные С.Я.Эмдиным и его учениками, десятки защищенных кандидатских и несколько докторских диссертаций создали научную школу и новое научное направление, существенный научный вклад в развитие которого внесли Н.Э.Ритынь, Э.И.Красовский, Б.В.Курасов, В.И.Кузнецов, И.Г.Фришман, В.Г.Лысков, А.И.Кундин, В.В.Тетерин, Е.К.Репинский, И.А.Митрофанов, А.П.Копылов, Б.В.Наумов, В.Н.Стасенко, Э.Ю.Дурович, А.С.Тибилов и многие другие. К этой школе относят себя и авторы статьи.


Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР в 1970 г. был создан Институт гидрооптики (Филиал ГОИ), первым директором был назначен его создатель — доктор технических наук, лауреат Ленинской премии Эмдин С.Я. В последующем директорами этого института были В.И. Кузнецов (1973—1979гг.), Б.И.Утенков (1979— 1987гг.), Е.А.Цветков (1987—2000гг.).


За комплекс фундаментальных и прикладных исследований в области гидрооптики, создание систем для флота, не имеющих мировых аналогов, в 1984 г. ученики и коллеги С.Я.Эмдина были удостоены Ленинской и Государственной премий. В результате этих работ отечественной флот получил гидрооптические системы, которые позволяют решать важнейшие стратегические задачи [20].


В 80-е годы помимо совершенствования гидрооптических систем, использующих теневой датчик, и освоения их серийного производства, начались интенсивные исследования дистанционных— лазерных методов выявления неоднородностей в морской среде. Этому способствовало изучение световых полей в океане и на комбинированной трассе «атмосфера — гидросфера». Учеными Института гидрооптики была разработана обобщенная модель распространения оптических сигналов на трассе «атмосфера — гидросфера», учитывающая пространственно-угловую, временную структуру, энергетические потери, влияние взволнованной границы раздела [21,22].


Многоспектральный метод изучения световых полей позволил решить проблему оперативного экологического мониторинга больших акваторий, в частности акватории Финского залива в ходе строительства защитной дамбы от наводнений в Санкт-Петербурге.


Применение разработанного в ГОИ мощного лазера на переходах атомов меди (=530 нм) позволило создать систему глубоководного лазерного зондирования (ЛЗ), для получения информации о гидрооптических неоднородно-стях с глубин до 100 м. Разработанный метод давал возможность преобразовать импульсный сигнал обратного рассеяния в цифровую форму для ввода и обработки в ЭВМ. Такая система ЛЗ позволяет обеспечить оперативный поиск мест залегания турбулентных полей. [23].


Проведенные исследования флуоресценции растворенных органических веществ (РОВ) позволили выявить ряд особенностей вертикального распределения флуоресцирующих РОВ с использованием разработанных флуоириметров [24]. В области скачка плотности морской воды обнаружено формирование слоя с повышенной концентрацией флуоресцируещего РОВ, максимум которой совпадает с положением слоя скачка плотности морской воды, что позволяет определять границы его залегания флуоириметром .


В заключение следует подчеркнуть, что создание прикладной гидрооптики способствовало изучению Мирового океана, техническому оснащению флота высокоэффективными гидрооптическими системами, позволяющими в совокупности с гидроакустическими системами решать важнейшие задачи флота, создать оперативный экологический мониторинг больших акваторий, а также обеспечить исследования природных и антропогенных процессов в морской среде.


// "Морская радиоэлектроника"



Список литературы я обрезал, кому надо могу выслать

В торпеде мичмана нет

 

Единственное отличие?

По тексту в таких торпедах используется теневая отпическая система определения показателя преломления света в воде. Теневая, надо понимать, такая, что анализирует воду на просвет, значит для обнаружения кильватерного следа торпеда должна находиться в нём. Однако если такая ССН будет способна только определять удельную массу пузырьков в точке нахождения топреды, т.е. факт нахождения в чьём-то кильватерном следе и его плотность.
Мои измышления:
Как же она будет в нём двигаться к цели: После первого пересечения торпеда выполнит разворот для повторного его пересечения в ту сторону, где ожидается его продолжение в сторону корабля(!!!) (предположительный курс цели может быть задан торпеде на старте) и так будет продолжать непрерывно, постепенно уменьшая угол мужду ним и своей осью, так как во время своего движения в внутри него (плотность воды при удалении от середины следа будет расти) будет стремиться разворачиватся в направлении зоны с меньшей плотностью, определяя направление разворота при этом её по изменению этой самой плотности.
Значит при резком смене курса цели возможен достаточно далекий вылет торпеды из следа и увеличение амплитуды её рысканья с последующим уменьшением.
Непонятно что имеют ввиду когда упоминают "активное лоцирование (локацию) кильватерного следа". Активное оптическое или какое?

sabakka> Единственное отличие?

Нет. В торпеде кроме отсутствия мичмана есть ещё несколько взрывателей. Включая неконтактные. Как следует из статьи, метод определения КС - активный, оптический. При этом нигде не написано, что это единственный способ наведения. Естественно, что энергичное маневрирование цели наведение по КС может сорвать. Так эту торпеду пускают не по корыту какому-нибудь, а по кораблю, чьё маневрирование мало скажется на наведении по КС. Примеры нужны?

Ну локация подразумевает удалённое определение местоположения цели (всех координат), а тут торпеда может определить нашла ли она кильватерный след только уткнувшись в него. Это не локация, это поиск наощупь.

sabakka> Ну локация подразумевает удалённое определение местоположения цели (всех координат), а тут торпеда может определить нашла ли она кильватерный след только уткнувшись в него. Это не локация, это поиск наощупь. [»]

Предварительное ЦУ (в т.ч. определение направление движения цели)
производится средствами ПЛ-носителя , необходимые данные вводятся перед пуском или (возможно) передается по проводу.

Сама торпеда только выполняет допоиск цели в случае если она "уткнулась"
в КС.

Сама торпеда только выполняет допоиск цели в случае если она "уткнулась" в КС.

 

Какой ещё допоиск. Сама цель её ССН не интересует, интересует только её взрывателей. Уткнувшись, она маневрирует так, чтоб идти внутри кильватерного следа туда, куда он приведёт. Наверняка вводятся данные о курсе цели, чтоб торпеда не пошла по следу в сторону его хвоста, ибо самостоятельно определить правильную сторону она не может.

sabakka> Ну локация подразумевает удалённое определение местоположения цели (всех координат), а тут торпеда может определить нашла ли она кильватерный след только уткнувшись в него. Это не локация, это поиск наощупь. [»]

Нифига себе наощупь - никто не пускает торпеду "просто так", сначала определяются элементы движения цели (ЭДЦ). Только при их соотвествии нужным производиться выстрел.

На парогазовых торпедах, которые и наводяться по КС, телеуправление по проводам по понятным причинам не применяется.

sabakka> Непонятно что имеют ввиду когда упоминают "активное лоцирование (локацию) кильватерного следа". Активное оптическое или какое? [»]

Кроме описанного в статье индикации КС НК ( или, что ближе к телу статьи, КС ПЛ) "оптико-турбулентным" способом, можно еще индицировать КС "по вкусу", по температуре, по радиоактивности и т.д. (придумайте сами:)

В торпедах же применяется гидролокационный метод.
В первых разработках 50-60х годов применялось вертикальное лоцирование, что значительно упрощало обработку сигнала и обеспечивало наведение на ламповых (!) вычислителях. ССН современных торпед могут лоцировать след с достаточно больших дистанций и с достаточно больших глубин хода и уверено наводиться на НК.

Поэтому сообщения об "устаревании" наведения на НК по КС являются, мягко скажем, неточными ... или прямой дезинформацией супостата:) Никакими буксируемыми ловушками или выстреливаемыми дрейфующими отводителями и т.п. нельзя "спрятать" комплекс КС (длина 1-2-3 км) - подводная часть корпуса НК. Можно застопорить ход и попытаться забить торпедную ССН помехой, но разные там частотно-модулированные посылки ...

З.Ы. Противокорабельные торпеды 53-61, 53-65К и толстая 65-76 до где-то 1985г (появления у НАТО средств ПТЗ, забивавшие частоты их простых ССН) были весьма грозным оружием. Ссылки на Мк-48 как на "торпедный критерий истины" неправомочны, так как эти торпеды предназначены на 90% против ПЛ.

В торпедах же применяется гидролокационный метод.
В первых разработках 50-60х годов применялось вертикальное лоцирование, что значительно упрощало обработку сигнала и обеспечивало наведение на ламповых (!) вычислителях.

 

Активное акустическая локация? То есть во всех торпедах с таким способом наведения? Или были и оптические, и активно-акустические наводящиеся по КС? Если второе, то, если можно пжлста, укажите в каких исп-ся один метод, в каких другой.
Если КС отражает звуковые волны, то на каких частотах работет гидролокатор торпеды? Пузырьки-то в нём совсем микроскопические. Но такой метод давал бы торпеде больше сведений о КС и главное на расстоянии.
Что значит "вертикальное лоцирование"?

sabakka> Если КС отражает звуковые волны, то на каких частотах работет гидролокатор торпеды? Пузырьки-то в нём совсем микроскопические. Но такой метод давал бы торпеде больше сведений о КС и главное на расстоянии.
sabakka> Что значит "вертикальное лоцирование"?

То что след торпеда обнаруживает только проходя под ним. Снизу вверх она сигнал посылает. Куча микроскопических пузырьков и создает анамалию, которая обнаруживается. Самые первые СН по кильватерному следу так работали, наши потом на всех торпедах с КСН использовали.

sabakka>> Если КС отражает звуковые волны, то на каких частотах работет гидролокатор торпеды? Пузырьки-то в нём совсем микроскопические. Но такой метод давал бы торпеде больше сведений о КС и главное на расстоянии.
sabakka>> Что значит "вертикальное лоцирование"?
Vasiliy> То что след торпеда обнаруживает только проходя под ним. Снизу вверх она сигнал посылает. Куча микроскопических пузырьков и создает анамалию, которая обнаруживается. Самые первые СН по кильватерному следу так работали, наши потом на всех торпедах с КСН использовали. [»]

ССН разработки 50-60х годов обеспечивали следующий алгоритм наведения:
Торпеда выстреливалась по НК-цели с некоторым сдвигом назад по курсу НК, при этом вводился "борт цели", т.е. куда идет цель - вправо или влево. Первоначальная глубина хода задавалась в пределах 10-20 м. При пересечении следа, он индицировался и торпеда начинала алгоритм наведения "по змейке", выполняя после каждого нового пересечения поворот на заданный угол. При прохождении под целью срабатывал неконтактный электромагнитный взрыватель.
При дальнейших усовершенствованиях данного метода вводились дополнительные маневры торпеды (изменения глубины, повторный поиск и т.д.). Из-за игнорирования появления буксируемых средств ПТЗ, иногда вводились алгоритмы "увеличения догонной скорости", уменьшая амплитуду змейки чтобы торпеда практически все время шла внутри КС. Конечно, это увеличивало вероятность того, что торпеда догонит цель, но увеличивало также вероятность, что буксируемые средства ПТЗ "убьют" торпеду.

Современные многоканальные ССН торпед обеспечивают наведение по КС НК по несколько другим алгоритмам:
Торпеда идет на глубине, скажем, 50 м и осуществляет "горизонтальное" лоцирование, обнаруживая КС, например, на дистанции 500м. После чего, осуществляет собственно наведение. При этом вычислителем торпеды учитываются гидрология и рельеф дна (карта района вводится в торпеду перед выстрелом), мишенная обстановка (при возможности, корректируется по проводу телеуправления со стреляющей ПЛ) и данные пассивного прослушивания.
Все это вкупе позволяет выделять цель среди ложных и обеспечивает движение торпеды к цели по рациональной траектории. В случае промаха (несрабатывания взрывателя) осуществляются повторные поиски, при этом наведение может осуществляться и на корпус НК.

Убьют торпеду - спровоцируют работу взрывателей?

sabakka> Убьют торпеду - спровоцируют работу взрывателей? [»]

Электромагнитный взрыватель обмануть довольно сложно, так как он основан на замере искажений корпусом корабля-цели собственного магнитного поля торпеды (создаваемого искусственно).

Однако, близко работающий прибор ГПД (шумелка или ложный ответчик) может намертво забить ССН торпеды.

Антенны взрывателя видны, например, на фото Дальноходной бесследной самонаводящейся торпеды 53-61 (на хвостовой части - выше и ниже горизонтального стабилизатора).

Однако, близко работающий прибор ГПД (шумелка или ложный ответчик) может намертво забить ССН торпеды.

 

Ну не оптическую же.

Однако, близко работающий прибор ГПД (шумелка или ложный ответчик) может намертво забить ССН торпеды.

 

Ну не оптическую же.

 

На экспериментальных торпедах проверялись разные типы индицирования КС, в том числе, и оптические.
Во всех (!) современных серийных торпедах применяются только гидроакустические ССН.

Цитата
В торпедах же применяется гидролокационный метод.
В первых разработках 50-60х годов применялось вертикальное лоцирование, что значительно упрощало обработку сигнала и обеспечивало наведение на ламповых (!) вычислителях.
Активное акустическая локация? То есть во всех торпедах с таким способом наведения? Или были и оптические, и активно-акустические наводящиеся по КС? Если второе, то, если можно пжлста, укажите в каких исп-ся один метод, в каких другой.
Если КС отражает звуковые волны, то на каких частотах работет гидролокатор торпеды? Пузырьки-то в нём совсем микроскопические. Но такой метод давал бы торпеде больше сведений о КС и главное на расстоянии.
Что значит "вертикальное лоцирование"?

 

- Вертикальное эхолоцирование -
на торпеде гидролокатор установален так чтобы посылать аккустический сигнал вертикально вверх, этаже антена являеться и приемной антенной. Система следит за глубиной хода торпеды для того чтобы ограничивать время прихода эхо сигнала т.к. сигнал всеравно будет отражен отповерхности воды. Примерная картина(хотя все горазда сложнее) http://PICT0112.JPG [zero size or time out], а также алгоритм поискаhttp://PICT0113.JPG [zero size or time out].

Раз уж топик всплыл Тогда такой вопрос... А почему отказались от оптических методов? Предполагаю конечно, что в те годы с зелеными лазерами были, мягко говоря, объективные трудности Поэтому их видимо и не использовали.
А сейчас? Лазер стоит, в общем, копейки (по сравнению с целью вообще ничего не стоит), светит достаточно далеко... Лоцировать можно не на просвет, а на отражение. И хрен его обманешь, если в импульсном режиме с псевдослучайными импульсами. Заодно решается проблема наведения того же Шквала, если в неядерном варианте. Свету шум и скорость торпеды по барабану. Поставить лазер с линзами и отклоняющими зеркалами перед газогенератором и вперед... Торпеда плывет - лазер сканирует сектор спереди по вертикали и горизонтали. Где цель ± ясно и далеко она не уйдет, но можно будет и донавестись. Или нет?

Одним из старых и простых способов оторваться от погони с собакой является выписывание "восьмерки" или круга. При этом есть шанс, что животное (и следопыт с ним) не заметит, где произошел отрыв настоящего следа, и начнет ходить по одному и тому же маршруту.

Можно ли использовать сей маневр для ухода от ССН торпеды, наводящейся по кильватерному следу?
В смысле, корабль выписывает на приличное скорости циркуляцию, чтобы создать как можно более длинный и устойчивый КС, затем тут же сбрасывает ход и скорость, чтобы снизить свою акустическую заметность для пассивно-акустического канала ССН. Торпеда входит в кольцо циркуляции и уходит по нему.

Возможно ли это? Успеет ли корабль потерять полностью акустическую заметность?