Мистика низких частот. Как связаться с подводной лодкой?

Мистика низких частот. Как связаться с подводной лодкой?


Что за нелепый вопрос? «Как связаться с подводной лодкой»

Взять спутниковый телефон и позвонить. Коммерческие системы спутниковой связи, такие как INMARSAT или «Иридиум», позволяют, не выходя из московского офиса, дозвониться до Антарктиды. Единственный минус – высокая стоимость звонка, впрочем, у Минобороны и Роскосмоса, наверняка, действуют внутренние «корпоративные программы» с солидными скидками…


Действительно, в век Интернета, «Глонасс» и беспроводных систем передачи данных проблема связи с подводными лодками может показаться бессмысленной и не очень остроумной шуткой – какие здесь могут быть проблемы, спустя 120 лет после изобретения радио?

А проблема здесь одна – лодка, в отличие от самолетов и надводных кораблей, движется в глубинах океана и совершенно не реагирует на позывные обычных КВ, УКВ, ДВ-радиостанций - соленая морская вода, являясь превосходным электролитом, надежно глушит любые сигналы.

Ну… если потребуется - лодка может всплыть на перископную глубину, выдвинуть радиоантенну и провести сеанс связи с берегом. Проблема решена?
Увы, не все так просто – современные атомоходы способны месяцами находиться в подводном положении, лишь изредка поднимаясь к поверхности для проведения планового сеанса связи. Основная важность вопроса состоит в надежной передаче информации с берега на подводную лодку: неужели для трансляции важного приказа придется ждать сутки и более – до следующего по графику сеанса связи?

Иными словами, в момент начала ядерной войны подводные ракетоносцы рискуют оказаться бесполезными – в то время, когда на поверхности будут греметь бои, лодки продолжат спокойно выписывать «восьмерки» в глубинах Мирового океана, не подозревая о трагических событиях, происходящий «наверху». А как же наш ответный ядерный удар? Зачем нужны морские ядерные силы, если их невозможно вовремя применить?
Как вообще связаться с притаившейся на морском дне субмариной?

Первый способ довольно логичен и прост, в то же время он весьма сложен в реализации на практике, а дальность действия такой системы оставляет желать лучшего. Речь идет о звукоподводной связи – акустические волны, в отличие от электромагнитных, распространяются в морской среде гораздо лучше, чем по воздуху – скорость звука на глубине 100 метров составляет 1468 м/с!

Остается лишь установить на дне мощные гидрофоны или заряды взрывчатки – серия взрывов с определенным интервалом однозначно покажет подлодкам необходимость всплыть и принять важную шифрограмму по радиосвязи. Способ годится для операций в прибрежной зоне, но «перекричать» Тихий океан уже не получится, в противном случае потребная мощность взрывов превысит все разумные пределы, а образовавшаяся волна-цунами смоет все от Москвы до Нью-Йорка.

Конечно, можно проложить по дну сотни и тысячи километров кабелей – к гидрофонам, установленным в районах наиболее вероятного нахождения стратегических ракетоносцев и многоцелевых атомных подлодок… Но существует ли иное, более надежное и эффективное решение?

Der Goliath. Страх высоты

Обойти законы природы невозможно, но в каждом из правил есть свои исключения. Морская гладь не прозрачна для длинных, средних, коротких и ультракоротких волн. В то же время, сверхдлинные волны, отражаясь от ионосферы, без труда распространяются за горизонтом на тысячи километров и способны проникать в глубины океанов.

Выход найден – система связи на сверхдлинных волнах. И нетривиальная проблема связи с подводными лодками решена!

Но почему все радиолюбители и эксперты в области радиотехники сидят с таким унылым выражением лиц?

Мистика низких частот. Как связаться с подводной лодкой?

Зависимость глубины проникновения радиоволн от их частоты
VLF (very low frequency) - очень низкие частоты
ELF (extremely low frequency) - крайне низкие частоты

Сверхдлинные волны – радиоволны с длиной волны свыше 10 километров. В данном случае, нас интересует диапазон очень низких частот (ОНЧ) в пределах от 3 до 30 кГц, т.н. «мириаметровые волны». Даже не пытайтесь искать этот диапазон на ваших радиоприемниках – для работы со сверхдлинными волнами нужны антенны потрясающих размеров, длиной во многие километры – ни одна из гражданских радиостанций не работает в диапазоне «мириаметровых волн».

Чудовищные габариты антенн – вот главная загвоздка на пути создания ОНЧ-радиостанций.

И все же, исследования в данной области проводились еще в первой половине XX века - их результатом стал невероятный Der Goliath («Голиаф»). Очередной представитель немецкого «вундерваффе» - первая в мире сверхдлинноволновая радиостанция, созданная в интересах Кригсмарине. Сигналы «Голиафа» уверенно принимались подлодками в районе мыса Доброй Надежды, при этом, излучаемые супер-передатчиком радиоволны могли проникать в воду на глубину до 30 метров.

Мистика низких частот. Как связаться с подводной лодкой?

Размеры автомобиля в сравнении с опорой "Голиафа"

Вид «Голиафа» потрясает воображение: передающая ОНЧ-антенна состоит из трех зонтичных частей, смонтированных вокруг трех центральных опор высотой 210 метров, углы антенны закреплены на пятнадцати решетчатых мачтах высотой 170 метров. Каждое антенное полотно, в свою очередь, состоит из шести правильных треугольников со стороной 400 м и представляет из себя систему стальных тросов в подвижной алюминиевой оболочке. Натяжение антенного полотна производится 7-тонными противовесами.

Максимальная мощность передатчика – 1,8 Мегаватт. Рабочий диапазон 15 – 60 кГц, длина волн 5000 - 20 000 м. Скорость передачи данных – до 300 бит/с.

Монтаж грандиозной радиостанции в пригороде г. Кальбе завершился весной 1943 года. Два года «Голиаф» служил в интересах Кригсмарине, координируя действия «волчьих стай» на просторах Атлантики, до тех пор, пока в апреле 1945 «объект» не был захвачен американскими войсками. Спустя некоторое время местность перешла под управление советской администрации – станцию немедленно разобрали и вывезли в СССР.

Шестьдесят лет немцы гадали, где же русские спрятали «Голиаф». Неужели эти варвары пустили шедевр немецкой конструкторской мысли на гвозди?
Тайна открылась в начале XXI века - немецкие газеты вышли с громкими заголовками: «Сенсация! «Голиаф» найден! Станция по-прежнему находится в рабочем состоянии!»

Мистика низких частот. Как связаться с подводной лодкой?


Высоченные мачты «Голиафа» взметнулись ввысь в Кстовском районе Нижегородской области, у поселка Дружный – именно отсюда ведет свое вещание трофейный супер-передатчик. Решение о восстановлении «Голиафа» было принято еще в далеком 1949 году, первый выход в эфир состоялся 27 декабря 1952 года. И вот, уже более 60 лет легендарный «Голиаф» стоит на страже нашего Отечества, обеспечивая связь с идущими под водой подлодками ВМФ, одновременно являясь передатчиком службы точного времени «Бета».

Впечатленные возможностями «Голиафа», советские специалисты не стали останавливаться на достигнутом и развили немецкие идеи. В 1964 году в 7 километрах от города Вилейка (Республика Беларусь) была построена новая, еще более грандиозная радиостанция, более известная, как 43-й узел связи ВМФ.

На сегодняшний день, ОНЧ-радиостанция под Вилейкой, наряду с космодромом Байконур, военно-морской базой в Севастополе, базами на Кавказе и в Средней Азии, входит в число действующих зарубежных военных объектов Российской Федерации. На узле связи «Вилейка» служат порядка 300 офицеров и мичманов ВМФ РФ, не считая вольнонаемных граждан Белоруссии. Юридически, объект не имеет статуса военной базы, а территория радиостанции передана России в безвозмездное пользование до 2020 года.

Главной достопримечательностью 43-го узла связи ВМФ РФ, безусловно, является ОНЧ-радиопередатчик «Антей» (RJH69), созданный по образу и подобию немецкого «Голиафа». Новая станция гораздо крупнее и совершеннее трофейной немецкой аппаратуры: высота центральных опор увеличилась до 305 м, высота боковых решетчатых мачт достигла 270 метров. Помимо передающих антенн, на территории площадью 650 га расположен ряд технических строений, в том числе высокозащищенный подземный бункер.

Мистика низких частот. Как связаться с подводной лодкой?


Мистика низких частот. Как связаться с подводной лодкой?


Мистика низких частот. Как связаться с подводной лодкой?


43-й узел связи ВМФ РФ обеспечивает связь с атомными лодками, несущими боевое дежурство в акваториях Атлантического, Индийского и северной части Тихого океана. Помимо своих основных функций, гигантский антенный комплекс может быть использован в интересах ВВС, РВСН, Космических войск РФ, также «Антей» применяется для ведения радиотехнической разведки и РЭБ и входит в число передатчиков службы точного времени «Бета».

Мощные радиопередатчики «Голиаф» и «Антей» обеспечивают надежную связь на сверхдлинных волнах в Северном полушарии и на большей площади Южного полушария Земли. Но как быть, если районы боевого патрулирования подлодок сместятся в южную Атлантику или в экваториальные широты Тихого океана?

Для особых случаев в составе авиации Военно-Морского Флота имеется специальная техника: самолеты-ретрансляторы Ту-142МР «Орел» (по классификации НАТО Bear-J) - составная часть резервной системы управления морскими ядерными силами.

Мистика низких частот. Как связаться с подводной лодкой?


Созданный в конце 1970-х годов на базе противолодочного самолета Ту-142 (который, в свою очередь, является модификацией стратегического бомбардировщика Т-95), «Орел» отличается от прародителя отсутствием поисковой аппаратуры – взамен на месте первого грузового отсека находится бобина с буксируемой 8600-метровой антенной ОНЧ-радиопередатчика «Фрегат». Помимо сверхдлинноволновой станции, на борту Ту-142МР имеется комплекс аппаратуры связи для работы в обычных диапазонах радиоволн (при этом самолет способен исполнять функции мощного КВ-ретранслятора даже без подъема в воздух).
Известно, что по состоянию на начало 2000-х годов несколько машин данного типа все еще числились в составе 3-ей эскадрильи 568-го гв. смешанного авиаполка авиации Тихоокеанского флота.

Разумеется, использование самолетов-ретрансляторов есть не более чем вынужденная (резервная) полумера – в случае реального конфликта Ту-142МР может быть легко перехвачен вражеской авиацией, кроме того, кружащий в определенном квадрате самолет демаскирует подводный ракетоносец и явственно указывает противнику положение субмарины.

Морякам требовалось исключительно надежное средство для своевременного доведения приказов военно-политического руководства страны до командиров атомных подводных лодок, находящихся на боевом патрулировании в любом уголке Мирового океана. В отличие от сверхдлинных волн, проникающих в толщу воды всего на пару десятков метров, новая система связи должна обеспечить надежный прием экстренных сообщений на глубинах 100 и более метров.

Да…перед связистами возникла весьма и весьма нетривиальная техническая задача.

ЗЕВС

…В начале 1990-х годов ученые Стэнфордского университета (Калифорния) опубликовали ряд интригующих заявлений, касающихся исследований в области радиотехники и радиопередачи. Американцы стали свидетелями необычного явления – научная радиоаппаратура, размещенная на всех континентах Земли регулярно, в одно и то же время, фиксирует странные повторяющиеся сигналы на частоте 82 Гц (или, в более привычном для нас формате 0,000082 МГц). Указанная частота относится к диапазону крайне низких частот (КНЧ), в этом случае длина чудовищной волны составляет 3658,5 км (четверть диаметра Земли).

Мистика низких частот. Как связаться с подводной лодкой?

16-минутная передача "ЗЕВСА", зафиксированная 08.12.2000 г. в 08:40 UTC

Скорость передачи за один сеанс – три знака каждые 5-15 минут. Сигналы поступают прямо из земной коры – у исследователей возникает мистическое ощущение, будто бы сама планета разговаривает с ними.
Мистика – удел средневековых мракобесов, а продвинутые янки сразу догадались, что имеют дело с невероятным КНЧ-передатчиком, размещенным где-то на другом конце Земли. Где? Ясно где – в России. Похоже, эти безумные русские «закоротили» целиком всю планету, используя её в качестве гигантской антенны для передачи зашифрованных сообщений.

Мистика низких частот. Как связаться с подводной лодкой?


Секретный объект «ЗЕВС» расположен в 18 километрах южнее военного аэродрома Североморск-3 (Кольский полуостров). На карте Google Maps хорошо видны две просеки (по диагонали), протянувшиеся через лесотундру на два десятка километров (ряд интернет-источников указывает длину линий в 30 и даже в 60 км), кроме того заметны технические задания, сооружения, подъездные пути и дополнительная 10-километровая просека к западу от двух основных линий.

Просеки с «фидерами» (рыбаки сразу догадаются, о чем идет речь), иногда ошибочно принимают за антенны. На самом деле это два гигантских «электрода» через которые прогоняют электрический разряд мощностью в 30 МВт. Антенной является сама планета Земля.

Выбор данного места для установки системы объяснется низкой удельной проводимостью здешнего грунта – при глубине контактных скважин 2-3 километра, электрические импульсы проникают глубоко в недра Земли, пронизывая планету насквозь. Импульсы гигантского КНЧ-генератора отчетливо фиксируются даже научными станциями в Антарктиде.

Представленная схема не лишена своих недостатков – громоздкие размеры и чрезвычайно низкий КПД. Несмотря на колоссальную мощность передатчика, мощность выходного сигнала составляет считанные Ватты. Кроме того, прием столь длинных волн также влечет за собой немалые технические сложности.

Прием сигналов «Зевса» осуществляется подлодками на ходу на глубине до 200 метров на буксируемую антенну длиной около одного километра. Ввиду чрезвычайно низкой скорости передачи данных (один байт за несколько минут), система «ЗЕВС» очевидно используется для передачи простейших закодированных сообщений, к примеру: «Подняться к поверхности (выпустить радиобуй) и прослушать сообщение по спутниковой связи».

Ради справедливости стоит отметить, что впервые подобная схема впервые была задумана в США в годы Холодной войны – в 1968 годы был предложен проект секретного объекта ВМС под кодовым именем Sanguine («Оптимистичный») – янки намеревались превратить 40% площади лесов штата Висконсин в гигантский передатчик, состоящий из 6000 миль проложенных под землей кабелей и 100 высокозащищеных бункеров для размещения вспомогательной аппаратуры и генераторов электроэнергии. По задумке создателей, система была способна выдержать ядерный взрыв и обеспечить уверенную трансляцию сигнала о ракетном нападении на все атомные подлодки ВМС США в любом районе Мирового океана.

Мистика низких частот. Как связаться с подводной лодкой?

Американский КНЧ-передатчик (Клэм Лэйк, Висконсин, 1982 год)

В 1977-1984 годах проект был реализован в менее абсурдной форме в виде системы Seafarer («Мореплаватель»), чьи антенны располагались в местечке Клэм Лэйк (шт. Висконсин) и на базе ВВС США «Сойер» (шт. Мичиган). Рабочая частота американской КНЧ-установки – 76 Гц (длина волны 3947,4 км). Мощность передатчика Seafarer – 3 МВт. Система была снята с боевого дежурства в 2004 году.

В настоящее время перспективным направлением для решения проблемы связи с подводными лодками является применениелазеров сине-зеленого спектра (0,42-0,53 мкм), чье излучение с наименьшими потерями преодолевает водную среду и проникает на глубину до 300 метров. Помимо очевидный трудностей с точным позиционированием луча, «камнем преткновения» данной схемы является высокая потребная мощность излучателя. Первый вариант предусматривает использование спутников-ретрансляторов с крупноразмерными отражающими рефлеткторами. Вариант без ретранслятора предусматривает наличие на орбите мощного источника энергии – для питания лазера мощностью 10 Вт потребуется энергоустановка с мощностью выше на два порядка.

В заключении стоит отметить, что отечественный Военно-Морской Флот – один из двух флотов в мире, обладающий полным комплектом морских ядерных сил. Помимо достаточного количества носителей, ракет и боевых блоков, в нашей стране, проводились серьезные исследования в области создания систем связи с подводными лодками, без которых морские СЯС утратили бы свое зловещее значение.

Мистика низких частот. Как связаться с подводной лодкой?

"Голиаф" в годы Второй мировой


Мистика низких частот. Как связаться с подводной лодкой?


Мистика низких частот. Как связаться с подводной лодкой?


Мистика низких частот. Как связаться с подводной лодкой?

Самолет управления и связи Boeing E-6 Mercury, элемент резервной системы связи с атомными подводными лодками с баллистическими ракетами (ПЛАРБ) ВМС США


Мистика низких частот. Как связаться с подводной лодкой?


http://www.vlf.it/zevs/zevs.htm
http://commi.narod.ru
http://tesla.stumblers.net
http://www.radioscanner.ru
http://aobauer.home.xs4all.nl/Goliath.pdf
Автор: Олег Капцов


Мнение редакции "Военного обозрения" может не совпадать с точкой зрения авторов публикаций

CtrlEnter
Если вы заметили ошибку в тексте, выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter
Читайте также
Комментарии 28
  1. Rus86 13 августа 2013 08:20
    какие сверхвысокие технологии. просто голову разламывает от масштабов и уровней достижения мысли и техники
  2. Nayhas 13 августа 2013 08:39
    Интересная статья, спасибо Олег. Особенно про Голиаф!
    1. 11черный 13 августа 2013 22:47
      Цитата: Nayhas
      нтересная статья, спасибо Олег. Особенно про Голиаф!

      Согласен - спасибо за обзор. Еще бы кто нибудь сделал статью о HARP и "Дуге", тоже интересные направления, и масштабы соответствующие.Еще раз спс за обзор hi

      РЛС "Дуга" - Чернобль 2
  3. Tykta 13 августа 2013 08:53
    Спасибо, вдумчивая и подробная статья, фото выше похвал.
    Tykta
  4. N.O.M.A.D.E. 13 августа 2013 10:25
    Спасибо автору. Очень позновательная статья! Насколько понял, основная проблема это передача сигнала ПЛ в стратегическом плане. Про "бешенных русских" и "они закоратили всю планету", и 30 меговат - порадовало laughing А в тактическом (ну в сравнительных мерках)плане передачи, вроде как со второй мировой войны на немецких ПЛ были акустические передатчики. Они на дистанциях до 2х - 4 км (могу ошибаться) могли обмениваться камандами.
  5. olegff68 13 августа 2013 10:49
    Дааа , умели при Союзе масштабно мыслить и творить !!!
  6. Kovrovsky 13 августа 2013 11:45
    Познавательно! Вот такие курьезы истории: "Голиаф" сначала немцам служил, а потом в аналогичных целях у нас применялся довольно долго!
    Kovrovsky
  7. fedorru 13 августа 2013 12:07
    Ещё фото в тему.
    fedorru
  8. viruskvartirus 13 августа 2013 12:25
    Здорово, очень классная статья. Себе стырю.
  9. вася 13 августа 2013 13:04
    К сожалению, проблема полноценной Дальней связи с ПЛ, находящихся на БД, та и не решена. Необходимы или НК-ретрансляторы, заодно оберегающие свою лодку, или длинные (выпускные) антенны на ПЛ, мешающие маневрированию. Есть еще КВ диапазон, но он требует выпуска буев, т.е. обнаружение местоположение ПЛ
  10. miland 13 августа 2013 14:10
    Классная статья! Теперь мне понятно истинное назначение этих высоких антенн, которые я периодически вижу проезжая по трассе, когда еду из Нижнего Новгорода. Я говорю о Голиафе. Даже и не думал что они имеют такое серьезное назначение.
    Когда-то это был секретный объект, а теперь фотографии Голиафа можно найти даже в Google maps(((
    Автору спасибо!
  11. Индеец Джо 13 августа 2013 14:24
    Да, впечатляет. Спасибо за статью!
    Индеец Джо
  12. Login_Off 13 августа 2013 14:57
    ГугмапсГугмапс

    В районе Хабаровска тоже есть колоссальное антенное поле
    1. abrikos_45 17 сентября 2014 10:38
      В районе Комсомольска-на-Амуре, село Большая Картель
  13. kudma 13 августа 2013 17:00
    Каждый день проезжаю мимо Дружного. Складывается впечатление что Голиаф уже давно не работает.
    kudma
  14. Misantrop 13 августа 2013 17:13
    Вот только одно уточнение. Длина буксируемой антенны порядка 1,5 км. Была у нас такая, в автономке постоянно использовалась
    Misantrop
  15. jandjella 13 августа 2013 18:38
    Узел связи в Купавне в подмоскове еше есть
    jandjella
  16. xomaNN 13 августа 2013 18:46
    С интересом прочитал. что немцы во время войны не только с подлодками далеко от союзников ушли, но и сверхдальнюю связь наладили с ними. Автору-спасибо
  17. SWEET_SIXTEEN 13 августа 2013 19:12
    Спасибо за отзывы мужики
    Связь на НЧ - действительно интересная тема, особенно феерический вид антенн


    кто знает, американский HAARP на Аляске - из той же серии?
    1. Misantrop 13 августа 2013 22:40
      Цитата: SWEET_SIXTEEN
      американский HAARP на Аляске - из той же серии
      Нет. Они там с плазмой вели эксперименты. Судя по всему, закончили, раз встал вопрос о ее закрытии. Если бы это была система СДВ связи, то продолжала бы работу (лодки-то у американцев имеются. И в моря ходят, так что связь им нужна)
      Misantrop
  18. иваныч47 13 августа 2013 20:01
    Россия обладает фазовой радиотехнической системой дальней навигации (ФРСДН) "Альфа", которая в 90-тых годах прошлого века прошла модернизацию и сейчас работает в навигационном режиме в интересах отечественного военно-морского флота. Станции системы расположены в районе городов Новосибирск, Комсомольск-на-Амуре, Краснодар, Ревда, Мурманской области. Зона действия показана зеленой линией. Диапазон частот, на которых работают станции 10-11 КГц. Эти же станции могут использоваться для передачи команд подводным кораблям. Дальность действия неограниченна. Высота антенн - 350 метров. На рисунке показан внешний вид станции в Краснодаре
  19. Vikmay16 13 августа 2013 22:53
    Да статья интересная хотелось бы продолжения!
  20. andrei 13 августа 2013 23:00
    В Краснодарском крае по дороге из Краснодара в Белореченск видно эти антенны
  21. Асан Ата 13 августа 2013 23:15
    Очень интересная статья. Спасибо!
    Асан Ата
  22. jjj 13 августа 2013 23:46
    От Москвы до самых до окраин, с южных гор до северных морей расставлены многочисленные антенные поля. Те, что тут называются, это, как говорится, те, что на виду. В России действует централизованная система управления обороной, оружием и Вооруженными Силами и МЧС в реальном времени на всем шарике и за его пределами.
    jjj
    1. Андрей77 14 августа 2013 15:07
      И... Расскажите по-подробнее. Раз тема про ELF (extremely low frequency) - сверхнизкие частоты.
  23. Андрей77 14 августа 2013 15:04
    Спасибо автору! Но...

    "Максимальная мощность передатчика – 1,8 Мегаватт. Рабочий диапазон 15 – 60 кГц, длина волн 5000 - 20 000 м. Скорость передачи данных – до 300 бит/с"

    300 бит/c это скорость передачи для 80-х.
    1. Simonov 14 августа 2013 22:39
      Вы знаете о существовании теоремы Котельникова? Почитайте литературу - все сомнения отпадут.
      Simonov
  24. Simonov 14 августа 2013 22:37
    КПД радиопередатчика 20% (в лучшем случае), плюс потери мощности в фидерах, плюс потери мощности в системах подвода питания. При максимальной мощности вещания в 1,8 МВт мощность поребляемой электроэнергии должна составлять не менее 10-15 МВт. Это треть номинальной мощности одного энергоблока Кольской АЭС.
    Статья очень интересная, автору спасибо.
    Simonov
  25. Комментарий был удален.
  26. gshuvalo 21 июля 2015 15:47
    На редкость интересная и содержательная статья. В общем-то я знал, что радиосвязь с подводными лодками осуществляется с использованием сверхдлинных волн, однако технические аспекты реализации такой связи были непонятны. Теперь все более-менее прояснилось. Огромное спасибо автору!
  27. semenoffdima 9 октября 2016 17:09
    Интересует тема использования соленых песчаников в роли своеобразных антенн для КНЧ-связи. У кого-нибудь есть информация по данной теме?

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гость, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Картина дня