Зв'язок з підводними човнами

Гідрофон

• Звук може поширюватися у воді достить далеко, й для зв'язку можуть використовуватися підводні гучномовці та гідрофони. У всякому разі, військово-морські сили і СРСР, і США встановлювали акустичне обладнання на морському дні областей, які часто відвідувалися підводними човнами, і з'єднували їх підводними кабелями з наземними станціями зв'язку.
• Односторонній зв'язок в зануреному положенні можливий шляхом використання вибухів. Серії вибухів, які відбуваються через певні проміжки часу, поширюються по підводному звуковому каналу та приймаються гідроакустики.

Антена VLF часів Другої світової війни

Радіохвилі дуже низького діапазону (Наддовгі радіохвилі, VLF, 3 — 30 кГц) можуть проникати в морську воду на глибину до 20 метрів. Отже, підводний човен, що знаходиться на невеликій глибині, може використовувати цей діапазон для зв'язку. Навіть підводний човен, що знаходиться набагато глибше, може використовувати буй з антеною на довгому кабелі. Буй може перебувати на глибині декількох метрів та завдяки малим розмірам не виявляється сонарами супротивника. Перший у світі ДНЧ-передавач, «Голіаф», був побудований у Німеччині 1943 року, після війни перевезений до СРСР, в 1949–1952 роках відновлений в Нижньогородській області та експлуатується дотепер.

У Білорусі, під Вілейкою, функціонує мегаватний ДНЧ-передавач для зв'язку з підводними човнами ВМФ Росії — 43-ї вузол зв'язку.

Аерофотографія КНЧ-передавача (Клем Лейк, Вісконсин, 1982)

Радіохвилі крайньо низької частоти (Наддовгі радіохвилі, ELF, до 30 Гц) легко проходять крізь Землю та морську воду. Спорудження КНЧ-передавача — надзвичайно складне завдання через величезну довжини хвилі та вкрай низького ККД. Радянська система «ЗЕВС» працювала на частоті 82 Гц (довжина хвилі — 3656 км), американська «Seafarer» (англ. мореплавець) — 76 Гц (довжина хвилі — 3944,64 км). Довжина хвилі в цих передавачах порівнянна з радіусом Землі. Очевидно, що спорудження дипольної антени на половину довжини хвилі (протяжністю ≈ 2000 км) — наразі є нереальним завданням.

Замість цього слід використати область Землі з достатньо низькою питомою провідністю та заглибити в неї 2 значних за розмірами електроди на відстані близько 60 км один від одного. Оскільки питома провідність Землі в області електродів достатньо низька, електричний струм між електродами буде проникати глибоко в надра Землі, використовуючи їх як частину величезної антени. З причини вкрай високої технічної складності такої антени, лише СРСР і США мали КНЧ-передавачі.

Вищеописана схема реалізована на передавачі «ЗЕВС», що знаходиться на Кольському півострові в Сєвєроморську-3, на схід від Мурманська в районі з координатами 69° пн. ш. 33° сх. д.[1][2] (факт існування радянського КНЧ-передавача був оприлюднений лише в 1990 році). Така схема антени має вкрай низький ККД — для її роботи потрібні потужності окремої електростанції, в той час як вихідний сигнал має потужність на декілька ватів. Зате цей сигнал може бути прийнятий фактично в будь-якій точці земної кулі.

Американський передавач «Seafarer» складався з двох антен в Клем Лейк, Вісконсин (з 1977 року) та на базі ВПС «Соєр» в Мічигані (з 1980 року). Був демонтований у вересні 2004 року. До 1977 року використовувалася система «Sanguine», що знаходиться в Вісконсині.

ВМС Великої Британії робили спроби побудувати свій передавач в Шотландії, але проект було згорнуто.

Через великий розмір такого пристрою передача із зануреною човна на землю неможлива. Код зв'язку тримається в секреті, але можна припустити, що через невисокі частоти передачі (одиниці байт в хвилину) по КНЧ-зв'язку передаються лише найпростіші команди на кшталт «Спливти та слухати команду через супутниковий зв'язок». Однак і приймальні антени КНЧ-зв'язку доволі громіздкі — човни використовують випущені антени, що буксируються.

Сеанси зв'язку, особливо зі спливанням човна, порушують його скритність, що підвищує ризик виявлення та атаки. Тому приймаються різні заходи, що підвищують скритність човна, як технічного, так і організаційного порядку. Так, човни використовують передавачі для передачі коротких імпульсів, у яких стиснута вся необхідна інформація. Також передача може бути здійснена спливаючим та підспливаючим буєм. Буй може бути залишений човном у визначеному місці для передачі даних, яка починається, коли сам човен вже покинув район.

Оскільки оптимального способу зв'язку з підводними човнами, який би підходив до будь-якої ситуації, не існує, проводяться різнопланові дослідження з вдосконалення наявних та розробки нових технологій, а саме каналів зв'язку в діапазоні КНЧ, оптичного (лазерного) випромінювання, сейсмічних та гідроакустичних хвиль. Існують розробки комунікації з підводними човнами, в яких використано властивості часток нейтрино. Наразі найбільш продуктивними видаються розробки каналів зв'язку в діапазоні КНЧ.

• Радіохвилі
• TACAMO

• Ю. М. Кононов віце-адмірал, Ю. Г. Щорс доктор фізико-математичних наук, Проблема передачі інформації на підводні човни (укр.)
• Про американські КНЧ-передавачі (англ.)
• ZEVS, The Russian 82 Hz ELF Transmitter(англ.)
• Extremely Low Frequency Transmitter Site — Clam Lake, Wisconsin(англ.)
• Зв'язок підводних човнів, dxdt.ru, 30 червня 2008
• Submarine Communications
• Extremely Low Frequency Communications Program
• Neutrinos May Someday Provide High-Speed Submarine Communication