Эта способность зависит в первую очередь от скрытности подводных лодок, определяемой характеристиками их физических полей, в основном – акустического. Для достижения и поддержания скрытности необходим постоянный контроль за характеристиками физических полей ПЛ. Понимание важности данной задачи ведущими мировыми державами подтверждается наличием стандартов STANAG 1136, STANAG 1090 военного агентства по стандартизации НАТО, регламентирующих методики проведения и представления результатов измерений подводного шума. Имеется широкая сеть стационарных измерительных полигонов, активно разрабатываются и используются мобильные измерительные системы на основе гидроакустических буев. Созданием и развитием средств гидроакустических измерений занимаются практически все ведущие страны мира. Основными проблемами при проведении акустических испытаний кораблей и судов является наличие фоновых помех акватории, «маскирующих» шумоизлучение измеряемого судна, а также обеспечение точности измерений. Эта проблема имеет также важнейшую экономическую и стратегическую составляющие. Погрешность измерения шумности, как основного демаскирующего фактора подводной лодки, впрямую влияет на оценку дальности ее обнаружения, на оценку необходимого количества кораблей, обеспечивающих выполнение поставленной задачи. Учитывая огромную стоимость строительства и эксплуатации подводных лодок и надводных кораблей влияние точности этих оценок на экономику государства невозможно переоценить.

Кроме того, ведущими мировыми странами большое внимание уделяется вопросам нормирования и контроля подводной шумности гражданских судов и морских сооружений, прежде всего для поддержания их конкурентоспособности на мировом рынке, обеспечения экологической безопасности морских объектов, а также для защиты от минно-торпедного оружия и устойчивой эксплуатации в зоне возможных военных конфликтов.

Во ФГУП «ВНИИФТРИ» на основе прорывных технологий исследованы и разработаны принципиально новые помехоустойчивые методы, программно-алгоритмическое и методическое обеспечение, а также измерительные комплексы для контроля параметров гидроакустических полей кораблей, не имеющие мировых аналогов. Принципиальным отличием данных комплексов от всех существующих является возможность измерения уровней шумоизлучения кораблей и подводных лодок при соотношении сигнал/помеха значительно меньше 1 – до -10…-15 дБ, что примерно в 10 раз лучше мировых аналогов. Работы ФГУП «ВНИИФТРИ» позволяют значительно расширить возможности измерительной аппаратуры при высоких фоновых шумах акватории. На рисунке 1 показана структурная схема судового измерительного комплекса СГАС-496Э. Комплекс позволяет проводить измерения уровней шумоизлучения кораблей и судов при соотношении сигнал/помеха значительно меньше 1. При этом комплекс основан на ненаправленных подводных приемных системах, что обеспечивает полную преемственность и сопоставимость результатов измерений с полученными ранее данными. Высокая помехозащищенность измерений обеспечивается использованием разработанных ФГУП «ВНИИФТРИ» специальных подходов к обработке измерительной информации, учитывающих определенные  различия физических принципов  формирования сигналов подводного шума корабля и помехи акватории. Созданные методы прошли широкую апробацию при измерениях малошумных морских объектов в течение ряда лет и показали высокую эффективность и устойчивость.

Измерительные базы СГАС-496Э оптимизированы для получения наилучших метрологических характеристик комплекса. Стабильное положение приемника в пространстве минимизирует искажения поступающего сигнала и уровень собственных шумов базы, вызванных колебаниями корпуса на системе подвески, что особенно необходимо при измерениях малошумных объектов. Применение звукопрозрачного материала обтекателя и рациональное размещение оборудования внутри него гарантируют отсутствие искажений принимаемого сигнала, вызываемых внутренними переотражениями. Благодаря этому погрешность снижена в 1,5-2 раза, что, как отмечено выше, особенно важно при использовании результатов измерений при оценке боевой устойчивости и эффективности подводных лодок, надводных кораблей и военных транспортных судов.

Кроме того, на основе новейших технологий синхронной регистрации сигналов вибраций судовых конструкций и подводного шума с использованием комплекса решается задача выявления источников повышенной шумности на ходовых и стоповых режимах. Для этого осуществляется регистрация сигналов подводного шума и вибраций механизмов и корпусных конструкций корабля в единой шкале времени на независимых регистраторах на ходовых режимах измеряемого объекта, что обеспечивает при дальнейшей обработке сведение записей  сигналов подводного шума и вибраций с точностью до фазы и использование методов когерентной обработки сигналов. В состав аппаратуры входят высокоточные аналого-цифровые магнитофоны, виброизмерительный комплект, система синхронизации и поддержания единой шкалы времени, комплекс обработки данных, реализующий оригинальные методы и алгоритмы обработки информации на основе акустической томографии и голографии. Использование этих методов позволяет оценивать распределение звукоизлучения вдоль корпуса судна, определять зоны повышенного шумоизлучения, классифицировать и выявлять источники шумности.

Аппаратура комплекса СГАС-496Э награждена дипломами и золотыми медалями российских и международных выставок.

Внешний шум судна, как и любого другого транспортного средства, является источником шумового загрязнения среды. Поэтому в большинстве развитых стран правила нормирования, методы измерения и контроля шума гражданских судов (как и других транспортных средств) разработаны, установлены и закреплены в нормативных документах, национальных и международных стандартах. Во ФГУП «ВНИИФТРИ» разработана аппаратура нового поколения, обеспечивающая решение задачи контроля и нормирования шумности гражданских судов и морских сооружений с использованием помехоустойчивых технологий измерений, обеспечивающих возможность измерения слабых сигналов при соотношении сигнал/помеха до -10 дБ (уровень сигнала в три раза ниже уровней помех). Мобильный автономный комплекс может располагаться на самом измеряемом судне или морском сооружении, имеет небольшие размеры и может размещаться в стандартных судовых помещениях. Подводное устройство из состава комплекса с борта измеряемого судна устанавливается на дно акватории без специализированных вспомогательных средств. Измеряемое судно совершает измерительные проходы, либо находится в стояночном режиме. После завершения измерительных проходов и поднятия подводного устройства на борт, производится анализ и обработка накопленных данных. На рисунке 2 показан внешний вид малогабаритного подводного измерительного устройства из состава комплекса.

Кроме того, для выполнения измерений шумности, необходима весьма серьезная проработка всех метрологических аспектов применяемой аппаратуры, в противном случае полученные данные могут быть только оценочными, без какой-либо гарантии достоверности. С образованием ФГУП «ВНИИФТРИ», разработка методов градуировки гидрофонов и создание средств измерений высшей точности в целях обеспечения единства и достоверности измерений звукового давления в водной среде стали одним из основных его научно-технических направлений. Выполненные исследования позволили достичь значительных успехов в разработке оригинальных методов градуировки гидрофонов, некоторые из которых стандартизованы МЭК и принесли ФГУП «ВНИИФТРИ» международное признание. Измерительные гидрофоны во ФГУП «ВНИИФТРИ» успешно экспонировались на различных выставках.

Созданные и эксплуатируемые во ФГУП «ВНИИФТРИ» государственные первичные эталоны по результатам международных сличений подтверждают свои метрологические характеристики и соответствуют мировому уровню. Разработанные в последние годы методы градуировки крупногабаритных приемных гидроакустических измерительных модулей в 1/3 октавных полосах частот позволяют точнее определять метрологические характеристики рабочих измерительных комплексов.

Таким образом, гидроакустический комплекс ФГУП «ВНИИФТРИ» играет ведущую роль в решении такой важной для военного и гражданского флота, а также судостроительной промышленности проблемы, как контроль подводного шума кораблей и судов.

ФГУП «ВНИИФТРИ»

Россия, 141570, Московская обл.,

Солнечногорский р-н, п. Менделеево

Тел.: + 7 (495) 744-8141, 744-8140

director@vniiftri.ru, onti@vniiftri.ru

www.vniiftri.ru

Сергей Иванович ДОНЧЕНКО – генеральный директор ФГУП «ВНИИФТРИ», доктор технических наук, профессор, действительный член РМА

Григорий Вениаминович ТЕВЕРОВСКИЙ – ведущий научный сотрудник ФГУП «ВНИИФТРИ», кандидат технических наук

Сергей Григорьевич ЦЫГАНКОВ – начальник комплекса ФГУП «ВНИИФТРИ», доктор технических наук, лауреат Государственной премии РФ