Подводная навигация, ракеты, проблема автономности

В продолжение воскресной записки. У важнейшего класса подводных лодок есть ещё одна проблема при автономной подводной навигации: это пуск ракет. Так как точно определить своё местоположение лодке затруднительно, то ракеты с подводным стартом нужно оснащать специализированными навигационными системами. На практике они корректируются по дополнительным ориентирам, по звёздам. То есть, уже после старта, ошибки, которые обязательно возникнут в инерциальной системе навигации, – исправляются древнейшим из известных человечеству способов навигации. Использовать GPS тут нельзя потому, что в глобальном конфликте данная система может оказаться уже недоступной, а доставлять боевые блоки всё равно нужно точно, и с гарантией. При этом подводный старт вносит дополнительные проблемы, потому что лодка-носитель неизбежно движется в момент выброса ракеты.

Получается, что для минимизации ошибок и обеспечения дополнительной точности полёта ракет лодки должны патрулировать в районах, где есть возможность хорошо привязать собственное положение “к местности” – то есть, там, где собрано достаточно сведений об ориентирах (рельеф дна). Для привязки придётся останавливаться и замерять собственное положение, что, наверное, может лодку демаскировать. Но в условиях получения команды на пуск ракет – это уже не так уж важно.

Правда, в качестве “точек привязки” могут служить заранее расставленные буи, которые “знают” своё местоположение – в таком случае, лодке достаточно хорошо синхронизировать время с временем на буе и уже информацию о расстоянии от буя использовать для исправления ошибок инерциальной навигационной системы. Так как корректировку можно проводить из нескольких точек (если лодка движется), то уже один буй будет неплохим помощником.

()

Похожие записки:



Далее - мнения и дискуссии

(Сообщения ниже добавляются читателями сайта, через форму, расположенную в конце страницы.)

Комментарии читателей блога: 17

  • 1. 16th August 2011, 18:31 // Читатель dark-saber написал:

    :Но в условиях получения команды

    Концовка потерялась.

  • 2. 16th August 2011, 18:33 // Александр Венедюхин ответил:

    Спасибо! Поправил.

  • 3. 16th August 2011, 18:39 // Читатель jno написал:

    Да, астрофизика – наука прикладная.
    Неужели до сих пор?

    Коли так, то ракете “надо знать” где цель весьма приблизительно – через несколько секунд полёта она выйдет за облака (а то и за атмосферу) и сможет без помех скорректироваться.

    С другой стороны, применение ядерных БЧ на баллистических ракетах дальнего действия изначально было призвано компенсировать значительное КВО.

  • 4. 16th August 2011, 18:44 // Читатель зашел в гости написал:

    буйки для навигации ПЛАРБ не годятся по той же причине, что и сигналы GPS. это относится к любым рукотворным ориентирам: в самый ответственный момент их просто может не оказаться в нужном месте.
    А вот “маяки” излучающие потоки нейтрино-частиц, могут быть расставлены на своей территории (т.е. хорошо защищены). Дело за малым – сделать достаточно компактный детектор этих частиц…

  • 5. 16th August 2011, 18:54 // Читатель jno написал:

    Да уж, детектор нейтрино – весчь!
    Но проще сделать притопленные буйки-автоответчики :)
    Разумеется, акустические.

  • 6. 16th August 2011, 19:07 // Читатель зашел в гости написал:

    “проще сделать притопленные буйки”

    а если их кто-нибудь аккуратно передвинет?

  • 7. 16th August 2011, 22:58 // Читатель kaschey написал:

    А как вы думаете чем были таинственные “квакеры” во времена холодной войны? :-)

  • 8. 16th August 2011, 23:22 // Читатель aa написал:

    > корректируются по дополнительным ориентирам, по звёздам.

    Для этого им потребуется точное время.

    > Использовать GPS тут нельзя потому, что в глобальном конфликте данная система может оказаться уже недоступной,

    Использовать GPS как раз можно и нужно, если она доступна. Ибо обеспечивает как высокую точность, так и синхронизацию времени. Работает до достаточно больших высот. Для выведения из строя всей группировки GPS требуется много ресурсов. Почему я говорю о всей группировке? Потому что прием GPS (даже гражданского) со спутников (как LEO, так и GEO, который летает над GPS) это реальность (например, телескоп Хаббл; сеть из 29 LEO Orbcomm):

    https://nepp.nasa.gov/mapld_2008/presentations/i/07%20-%20Sirotzky_Steve_mapld08_pres_1.pdf

    http://www.weblab.dlr.de/rbrt/pdf/AST_03396.pdf – 2001 год, LEO, точность более 1.5 метров.

    У NAVSTAR даже литеры не повторяются, как у Глонасса (т.е. у Глонасса спутники на диаметрально противоположных позициях используют одну и ту же частоту/кодировку, а у GPS – коды любой пары спутников не пересекаются, что полезно для приемников, *приподнятых* над линией горизонта).

    И потом. почему сразу GPS? Ведь откуда все эти GNSS появились? Сначала наземные LORAN, Decca; потом спутниковый TRANSIT (NAVSAT, Navy Navigation Satellite System); наши Альфа,Чайка,Циклон/Цикада. Как раз из задач морской навигации и привязки точек пуска (NAVSAT: The system was primarily used by the U.S. Navy to provide accurate location information to its Polaris ballistic missile submarines.) Некоторые из систем все еще действуют. Также – на связных спутниках могут быть установлены системы передачи точного времени и позиционирования, про которые вояки не распространяются.

    Я слабо представляю, как можно поразить заметную долю спутников GPS, ибо летают они высоко, и даже взрывами на 400 км сносило только LEO-спутники с высотами не более 1 тыс. км. При полном выведении из строя наземного сегмента, GPS будет выдавать приличную точность еще несколько недель, если не месяцев.

    > буи, которые ?знают? своё местоположение ? в таком случае, лодке достаточно хорошо синхронизировать время с временем на буе

    Буи надо будет 1) хорошо закрепить 2) снабдить хорошими часами, т.к. после гипотетического вывода из
    строя GPS у них не останется простого способа получить точное время. 3) снабдить пулеметами или глубоко закопать (притопить), чтобы “сомалицы” не сперли хорошие часы.

    Да, и зачем лодке синхронизировать свое время с буем, если на лодку можно взять 3 комплекта качественных атомных часов?
    Сейчас 150-граммовые устройства обеспечивают точность 5*(10**-12) секунды в день
    http://www.quartzlock.com/downloads/datasheets/E10-MRX_web.pdf

    > ошибки, которые обязательно возникнут в инерциальной системе навигации… в глобальном конфликте

    Как мне кажется, в “глобальном-конфлике-когда-уже-нет-GPS” точность попадания не является решающим фактором (стрелять по “колышкам” площадью в 16 кв.метров уже не требуется, потому что уже большая часть того, что могло летать, должна была улететь; стрелять же по площадям 10 кв.км. можно и с накопленной ошибкой.)

  • 9. 16th August 2011, 23:34 // Читатель aa написал:

    > А как вы думаете чем были таинственные ?квакеры? во времена холодной войны? :-)

    Будто нынче не “квакают” и не “дятлят”. В первую очередь это были (и есть) ЗГРЛС.

    А этих товарищей: http://www.vlf.it/submarine/sbmarine.html или http://www.vlf.it/kurt/elf.html принять достаточно сложно (“horizontal loop (2100 sq.m)” или специальные антенны в 400 витков диаметром около 2 метров).

    Кстати, вот список: http://www.vlf.it/submarine/detail2.htm ;)

  • 10. 17th August 2011, 09:48 // Читатель ToUR3000 написал:

    Надо учесть ещё уходы плдлодки из первоначального положения после предыдущих пусков. При одиночном выстреле их конечно нет, но помнится на учениях Бегемот-2 АПЛ ?Новомосковск? выпустила 16 ракет одной очередью. Не думаю, что перед шестнадцатым пуском у АПЛ было точно такое же положение, как и перед первым.

  • 11. 17th August 2011, 12:29 // Читатель jno написал:

    > а если их кто-нибудь аккуратно передвинет?

    а пофиг – от ТЕКУЩИЕ координаты вещает :)
    время можно от своих часов, а можно и с берега – пусть буй подвсплывает раз в неделю.

    вот пришёл аа и весь кайф поломал… :(

  • 12. 17th August 2011, 12:31 // Читатель sarin написал:

    системы навигации по звёздам были на самых первых МБР и применяются до сих пор. и не только на БРПЛ, но и на сухопутных. их наличие совершенно не мешает использовать спутниковую навигацию если она доступна.

  • 13. 17th August 2011, 14:39 // Читатель aa написал:

    > а пофиг ? от ТЕКУЩИЕ координаты вещает :)

    Кстати, интересно, а подводные стационарные сонары (SOSUS и подобные) от кого запитываются, и не могут ли они являтся такими буями?

  • 14. 17th August 2011, 15:27 // Читатель jno написал:

    стационарные сонары (а, может, и более древние гидрофоны, если они до сих пор живы) в принципе должны иметь возможность излучать (гидрофоны, понятно, после некоторого апгрейда – не до сонара, конечно) модулированный сигнал.
    а уж что кодировать в ту модуляцию – можно и координаты.
    а можно – и просто свой идентификатор (а ля маяк).
    благо ставили их в контролируемых акваториях – не утащат.

  • 15. 17th August 2011, 15:28 // Читатель jno написал:

    но там – задачи другие.
    свои лодки в тех водах, вроде как, должны оперировать свободно.

  • 16. 17th August 2011, 17:27 // Читатель зашел в гости написал:

    “а пофиг ? от ТЕКУЩИЕ координаты вещает ”

    а текущие координаты он КАК определяет? круговая порука получается.

  • 17. 17th August 2011, 17:32 // Читатель зашел в гости написал:

    “Кстати, интересно, а подводные стационарные сонары (SOSUS и подобные) от кого запитываются,”

    запитывались они тривиально – от кабеля.