Навигационное обеспечение

Навигационное обеспечение поисково-спасательных работ выполняется надводными и подводными навигационными системами. Надводные системы используются для обеспечения выхода судна-носителя в заданную точку (зону) океана. По данным зарубежной печати, средняя квадратическая ошибка определения места судна-носителя астронавигационной системой составляет до 5,5 км при неограниченной дальности действия. Средние квадратические ошибки определения места радионавигационными системами составляют от ста до 1,5-2,0 км в зависимости от удаления района поиска от передающих станций систем.

Спутниковая радионавигационная система "Транзит" теоретически обеспечивает средние квадратические ошибки около 180м в любом месте Мирового океана. Однако при использовании ее во время поиска атомной подводной лодки "Скорпион" ошибка достигла 450м.

Как видно из сопоставления характеристик различных систем, наибольшую точность для районов океана, удаленных от побережья, имеет спутниковая радионавигационная система, но и эта точность недостаточна для сплошного обследования любого заданного района. Поэтому для обследования районов, удаленных от побережья, разработаны и применяются специальные подводные навигационные системы и средства.

В навигационных целях при обследовании небольших участков грунта во время поиска лодки "Трешер" применялась сетка маркеров. Маркеры представляли собой разноцветные пластмассовые пластинки с нанесенными на них цифрами и буквами. К пластинкам с помощью нейлонового троса прикреплялся металлический груз цилиндрической формы, массой 9 кг. В определенной последовательности через равные промежутки времени маркеры сбрасывали на грунт с надводного судна. Начальную и конечную точки сброса каждого галса отмечали на планшете с помощью радионавигационной системы, а промежуточные точки - через равные временные интервалы, считая скорость перемещения судна равномерной. Оператор подводного аппарата, обнаружив с помощью телевизионной камеры или через иллюминатор номер маркера, мог определить его относительное место по планшету с точностью, равной интервалу между маркерами.

В другом случае использовался обычный метод счисления: с помощью лага и гирокомпаса велась прокладка судна, буксирующего необитаемый подводный аппарат. Но на больших глубинах из-за значительной длины вытравленного кабель-буксира боковые отклонения аппарата с датчиками достигали существенной величины, и местоположение аппарата определялось с большой погрешностью. Отклонения аппарата вызывались воздействием течений и несимметричностью обводов корпуса.

Наиболее эффективны подводные гидроакустические навигационные системы с донными маяками-ответчиками. Они делятся на системы с длинной и с короткой базой. Система с длинной базой предусматривает установку нескольких маяков- ответчиков на дне океана с расстоянием между ними в несколько миль и одного гидрофона на судне. В системе с короткой базой, наоборот, на дне океана размещается один маяк-ответчик, а на судне - несколько гидрофонов с расстоянием между ними в несколько метров.

Навигационная система с короткой базой УТЕ, установленная на судне "Мизар", показала хорошие результаты. Ее использовали почти при всех проводимых с 1964 г. с помощью этого судна поисковых работах. На подводной части корпуса судна в вершинах равнобедренного треугольника со сторонами 15 м были размещены три гидрофона. Маяки-ответчики располагали: один - на грунте, другой - на аппарате, буксируемом судном "Мизар". Гидрофоны донных маяков-ответчиков с помощью запаса плавучести всплывали над грунтом на 18- 20 м. По запросу судовых гидрофонов донный маяк-ответчик и маяк-ответчик буксируемого аппарата давали ответные сигналы. По разности времени прихода сигналов на три судовых гидрофона устанавливалось направление (пеленг) на каждый донный маяк-ответчик и на маяк-ответчик аппарата. Наклонная дальность до маяков определялась по времени прохождения ответного сигнала и по известной скорости звука, а горизонтальная - по наклонной дальности и измеренной глубине. Все расчеты велись на борту судна на навигационной ЭВМ. По мнению специалистов США, средняя квадратическая ошибка такой системы на глубинах до 6000 м составляет 30 м. На меньших глубинах величина ошибки уменьшается.

Кроме маяков-ответчиков, в подводной навигации применяют синхромаяки, выдающие акустические сигналы через равные, точно определенные промежутки времени. Они обеспечивают среднюю квадратическую ошибку определения места буксируемого аппарата до нескольких метров. Синхромаяки дают возможность принимать сигнал одновременно несколькими подводными аппаратами. Однако с течением времени они накапливают ошибку, а относительно большое потребление энергии снижает срок их автономности по сравнению с маяками-ответчиками.

Совмещение в одном устройстве синхромаяка и маяка-ответчика приносит несомненную выгоду. Режим работы такому устройству можно задавать предварительно по программе или дистанционно по гидроакустическому каналу. Стоимость со-вмещенного устройства около 5000 долл, что всего на 25-40% превышает стоимость современных маяков-ответчиков.

В связи с высокой стоимостью маяков-ответчиков и синхро-маяков их используют многократно. Для освобождения маяка-ответчика от якоря-балласта применяют простое и надежное устройство. Якорь отделяется по команде, переданной по гидроакустическому каналу, или по истечении заданного времени.

Особое значение при плавании подводных аппаратов в непосредственной близости грунта со сложным рельефом приобретают установленные на них эхолоты, работающие вниз (к грунту) и вверх (к поверхности океана). Такая схема принята для сохранения заданного отстояния буксируемого аппарата от дна. При медленно изменяющемся рельефе сигналы обоих эхолотов передаются по кабель-буксиру на судно-носитель и вводятся в схему управления приводом буксирной лебедки, а лебедка вытравливает или подбирает кабель-буксир, сохраняя тем самым заданное отстояние аппарата от грунта.

На обитаемых аппаратах эхолоты функционально связаны с системой стабилизации аппарата и тоже обеспечивают сохранение заданного отстояния от грунта, например, при выходе на искомый объект.