Подводная навигация, ракеты, проблема автономности

16. August 2011, 18:02 Навигационные системы, Флот

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.

Адрес записки: https://dxdt.ru/2011/08/16/3975/

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:

    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.