Комплексы и системы связи надводных кораблей

Впервые рассмотрены теоретические и практические вопросы функционирования систем и комплексов связи надводных кораблей. Изложены принципы их построения.
Дано описание некоторых отечественных и зарубежных комплексов связи. Рассмотрены вопросы организации технического обслуживания комплексов связи на корабле, эффективность и перспективы их развития.
Книга рассчитана на инженерно-технических работников, проектирующих комплексы и системы связи, и работников, эксплуатирующих и обслуживающих аппаратуру корабельной связи.
Может быть использована курсантами и студентами средних и высших учебных заведений в качестве учебного пособия.
Анализ основных мировых тенденций развития вооружения и военной техники показывает, что в настоящее время и в ближайшей перспективе одним из приоритетных направлений остается совершенствование автоматизированных комплексов и систем различного назначения. Увеличиваются количество и эффективность систем оружия, устанавливаемых на надводные корабли. Это требует уменьшения масса-габаритных характеристик корабельных систем и комплексов и повышения эффективности их использования, надежности и живучести.
Проблеме корабельных комплексов и систем связи надводных кораблей посвящено очень мало работ. При этом большинство вопросов по комплексам и системам связи надводных кораблей излагается лишь в периодических публикациях, и до сих пор не предпринималось попыток объединить материал по данной тематике в одной книге.
В предлагаемой вниманию читателя книге, являющейся логическим продолжением опубликованной в 2001 г. работы того же автора Современные системы внутрикорабельной связи, на основе современных научных взглядов, обобщения отечественного и зарубежного опыта, в едином методическом стиле излагаются вопросы построения, расчета, функционирования и использования комплексов и систем связи надводных кораблей. Здесь же нашли отражение и методы оценки эффективности функционирования структуры сети комплексов связи, а также методики и модели расчета устройств коммутации коммутационных центров корабельных систем связи.
Книга предназначена для специалистов, знакомых с основами многоканальных комплексов связи.
Приведенные в тексте книги формулы, графики и схемы даны в авторской редакции.
В связи с постоянно возрастающими требованиями СУ к управлению силами в море появилась необходимость совершенствования организации связи и, как следствие, внедрения на надводные корабли различных средств связи в интересах управления НК в ближней тактической, оперативно-тактической и оперативной зонах морских и океанских театров военных действий НК. Оснащение НК большим количеством средств связи различных диапазонов частот привело к необходимости организации и оборудования нескольких постов связи: приемного и передающего, УКВ- и космической связи и т. д. Размещение аппаратуры в различных постах связи диктуется не только ростом количества средств связи в интересах удовлетворения требованиям системы управления, но такими факторами, как ЭМС всего радиоэлектронного вооружения корабля и средств связи, живучесть средств связи, размещенных в одном посту во время боя, сложности создания единого поста связи в одном помещении, трудности при обучении личного состава эксплуатации разнообразной техники связи в краткие сроки подготовки в учебных отрядах, организация специфических постов закрытой связи. И если на надводных кораблях III и IV рангов при ограниченном количестве аппаратуры связи возможно и широко практикуется создание единого поста связи с обязательной специальной выгородкой для размещения закрытой аппаратуры, то на надводных кораблях I и II рангов размещение значительного числа техники связи в одном посту невозможно. Организация нескольких постов связи, оборудованных в различных помещениях надводного корабля, потребовала, в свою очередь, разработки и внедрения выносных постов связи (ВПС) и предоставления их командирам всех степеней для ведения телефонных переговоров с береговыми постами управления и взаимодействующими силами, а также разработки пультов радистов-операторов, пультов буквопечатающей связи, предназначенных для обмена служебной телеграфной и буквопечатающей связью с БПУ и взаимодействующими силами. Размещение различных средств связи в нескольких постах, удаленных друг от друга на расстояния от нескольких десятков до сотен метров и на расстояния, затрудняющие действия одного оператора, осуществляющего управление различными средствами связи (радиопередатчиками, радиоприемниками, телеграфным ключом и аппаратом и т. д.), привело к необходимости создания аппаратуры централизованного дистанционного управления (АЦДУ) средствами связи корабля с единого пульта управления.
К первым созданным в послевоенные годы корабельной АЦДУ средствам связи можно отнести коммутаторы ПРО и ВПС, через которые осуществлялась взаимная связь между пультами управления (ПУ) радиопередающих устройств, ПРО и ВПС. Их разработка велась с учетом анализа техники связи, установленной на кораблях германских ВМС, которые были переданы СССР после окончания Великой Отечественной войны в соответствии с международными соглашениями между странами-победителями. В 1959 г. опытные образцы коммутатора, ПРО и ВПС были установлены на крейсере "Максим Горький", и в том же году были завершены государственные испытания. Разработка коммутаторов ПРО и ВПС велась с учетом класса НК, количества постов связи и их назначения. После организации серийного производства коммутаторами ПРО и ВПС стали вооружать не только строящиеся и проектируемые надводные корабли и береговые объекты, но и перевооружать надводные корабли, находящиеся в составе ВМФ. Одним из таких кораблей был линкор "Новороссийск". В середине 50-х гг. прошлого века на основе введения декадно-шаговых искателей новые коммутаторы ПРО и ВПС прошли государственные испытания и в 1958 г. были приняты на вооружение ВМФ.
В 1967 г. была принята на вооружение ВМФ аппаратура системы централизованного управления и контроля средствами связи "Дистанция". Она разрабатывалась в нескольких модификациях для вооружения надводных кораблей различных рангов и классов. В ней, так же как и в коммутаторах ПРО и ВПС, проведение всех операций по коммутации и управлению средствами связи осуществлялось по принципу "провод-команда".
Аппаратурой "Дистанция" снабжали практически все надводные корабли, поставляемые на экспорт, и до настоящего времени эта аппаратура используется на надводных кораблях. В дальнейшем наиболее распространенная модификация аппаратуры "Дистанция-5" была модернизирована, получила наименование "Дисташдая-5М" и принята на снабжение в 1977 г.
Необходимость в начале 80-х гг. продолжения проектирования очередного поколения надводных кораблей потребовало создания принципиально нового поколения АЦДУ, построенной на основе широкого применения средств вычислительной техники (ВТ).
Внедрение средств ВТ позволило впервые автоматизировать процессы управления средствами связи КС. Автоматизация процессов связи обеспечивала применение для связи как оптимальных рабочих частот, так и функций контроля трактов и отдельных средств КС, сформированных на основе единой линии коллективного пользования и программных методов управления.
В настоящее время как в нашей стране, так и за рубежом появились ЭВМ нового поколения с большим объемом памяти, высоким быстродействием и надежностью, что позволяет разрабатывать новую аппаратуру управления, которая будет иметь более гибкую структуру построения и более совершенное программное обеспечение.
Анализ динамики развития АЦДУ средствами связи показывает, что создание АЦДУ невозможно и нецелесообразно без взаимоувязки по срокам и единому техническому замыслу с разработкой каналообразующей и оконечной аппаратуры, с состоянием и перспективами развития АЦУП как у нас в стране, так и за рубежом.
Под автоматизированным комплексом связи корабля понимают совокупность средств, включающих в себя: антенно-фидерные устройства; устройства коммутации; каналообразующую аппаратуру; устройства обработки сообщений, их хранения и документирования; рабочие места операторов, средства централизованного управления комплексом, соответствующие классу (рангу, проекту) корабля. Средства управления комплексом обеспечивают формирование трактов связи и процесс осуществления связи с внешними корреспондентами.
В основу создания КС закладывают определенные исходные предпосылки и факторы, к которым в первую очередь следует отнести фактор предназначения. С одной стороны, КС представляет собой элемент системы связи ВМФ, с другой - радиоэлектронный комплекс корабля. Каждая из сторон накладывает на КС свои специфические требования.
Фактор времени и развития системы связи. Жизненный цикл корабля в мирное время составляет 30 лет. В течение этого цикла должна оыть обеспечена возможность функционирования комплекса в условиях непрерывно развивающихся системы связи и систем оружия. В течение жизненного цикла каждого корабля флоты пополняются новыми кораблями, а система связи - новыми средствами и режимами связи. Поскольку в системе связи, содержащей огромное число абонентов, всегда будут присутствовать объекты (плавающие средства) со средствами связи предыдущих поколений, модернизация КС может быть выполнена только путем дополнительного внедрения в них новых средств. Здесь существует неразрешимое на данный момент противоречие: сохранение старых режимов связи в аппаратуре нового поколения приводит к увеличению МГК аппаратуры или к усложнению внутренних алгоритмов и программ; исключение их - к невозможности демонтажа устаревшей техники из КС. Это обстоятельство выдвигает следующее требование: на корабле обязательно необходим модернизационный запас по площадям и коммутационным возможностям. Кроме того, в течение жизненного цикла корабля КС должен быть готов обеспечить связью следующие операции и процессы:
- одиночное и/или групповое плавание корабля в различных климатических зонах Мирового океана (от арктических до экваториальных);
- возможное посещение портов зарубежных морских государств;
- возможные аварийные ситуации на самом корабле и/или участие корабля в поисково-спасательных операциях при оказании помощи другим кораблям и судам, терпящим бедствие;
- взаимодействие с судами обеспечения ВМФ, рыболовного и транспортного флота;
- отработка задач боевой подготовки и участие в учениях флота в составе однородных и разнородных соединений;
- выполнение функций флагманского корабля группы, соединения, объединения;
- участие в совместных операциях с кораблями иностранных флотов;
- смена пунктов и условий базирования внутри флота и смена флотов
Корабль может принимать участие в боевых действиях в составе ГРС в различных операциях флота; входить в информационное поле ПВО страны; взаимодействовать с приморским флангом сухопутных войск и с летательными аппаратами берегового и корабельного базирования. Этот фактор требует определенных мер по обеспечению защиты каналов радиосвязи от РЭП противника.
Психологический фактор. Новые корабли чаще других привлекаются командованием для участия в различных неожиданных и непланируемых мероприятиях (от повседневных флотских до международно-политических), каждое из которых нередко предъявляет специфические требования к организации и средствам связи и к подготовленности личного состава связистов.
Геополитический и географический факторы. Корабли на океанском театре военных действий (в дальней морской зоне) находятся в зонах энергетического превосходства противника, а каналы связи большой протяженности пролегают "через головы" стран НАТО на западе и стран СЕАТО на востоке.
В условиях реальной обстановки в часы наибольшей нагрузки (частоту которых прогнозировать трудно) флагманский надводный корабль должен нести радиовахты в сетях связи с берегом, взаимодействующими кораблями и судами, летательными аппаратами корабельного и берегового базирования, а также с подводными лодками. Такое количество радиовахт требует значительного количества личного состава, даже при использовании автоматизированных линий связи. Поскольку в реальных условиях флагманские корабли не строят, а назначают, возникают трудности по определению достаточности средств связи для данного класса кораблей и определению оптимального состава обслуживающего персонала. По этой причине количество средств связи и личного состава для одиночного корабля нередко оказывается избыточным, а для флагманского - недостаточным. Эти трудности, как правило, компенсируются организацией связи на конкретную операцию (мероприятие).
Каналы связи в составе КС кораблей должны быть минимально восприимчивы по всем видам и обеспечивать малое время прохождения сигналов и сообщений при максимальной их достоверности.
Модификации КС позволяют вооружать перспективные корабли всех классов и проектов и обеспечивать надежной помехоустойчивой связью флагманские корабли и корабли группировок разнородных сил флота по следующим информационным направлениям связи (ИНС) одновременно:
- ИНС-1 - связь и обмен данными с береговыми пунктами управления по каналам КВ-, УКВ-, ДЦВ- и СМВ-связи;
- ИНС-2 - связь и обмен данными с кораблями группировки, с приданными и взаимодействующими надводными кораблями и судами обеспечения по самостоятельным каналам связи указанных для ИНС-1 диапазонов;
- ИНС-3 - связь и обмен данными с летательными аппаратами корабельного и берегового базирования по каналам СВ-, КВ-, УКВ- и ДЦВ-связи;
- ИНС-4 - связь с подводными лодками по каналам KB- и УКВ-радиосвязи и по каналу гидроакустической связи;
-ИНС-5 - внутрикорабельная связь КП и БП Автоматизированные рабочие места операторов на базе современных процессоров с большим объемом оперативной памяти обеспечивают дистанционное управление процессом подготовки КС к работе и контроль его функционирования при приеме-передаче сообщений с наглядной индикацией текущего состояния. Кроме того, обеспечивается корректировка информационно-справочной базы данных, защита этих данных от несанкционированного доступа, а также оперативная замена вышедшего из строя средства в действующем тракте КС. База данных КС содержит структуру сформированных трактов связи с указанием типа и количества средств, типов и количества действующих и неисправных элементов комплекса, данных о частотах, организации связи с позывными корреспондентов и др.
В настоящее время выдвигаются требования по созданию единых комплексов связи, объединяющих как систему внутренней связи, так и систему радиосвязи и управления.
В объединенном комплексе осуществляются виды связи: телефонная; ГГС; трансляция; радиосвязь; передача данных и др.
Комплекс связи должен иметь автоматическое управление как сетью внутренней связи, так и системой радиосвязи. Приоритетные абоненты и средства радиосвязи обслуживаются с пульта управления. Основной алгоритм обеспечения абонентов радиосвязью: предварительное формирование трактов операторов-радистов по принципу группового использования радиосредств и автоматическое использование сформированных трактов в соответствии с приоритетом абонентов по команде от выносного поста связи.
По сети внутренней связи должно быть сформировано одновременно не менее 4-х каналов трансляции с возможностью передачи по ним команд или радиовещательных передач.
Коммутационные устройства сети внутренней связи должны обеспечивать многоуровневый иерархический приоритет абонентов и организацию многоуровневой конференц-связи для различного числа абонентов.