Протичовнова оборона

Ескортні судна, озброєні глибинними бомбами, подібними потопу підводний човен U-175 на цьому знімку, були найпоширенішим засобом протичовнової оборони в першій половині XX століття

Протичовнова оборона (ПЛО) або боротьба з підводними човнами - бойові дії та спеціальні заходи, які здійснюються флотом для пошуку і знищення підводних човнів з метою перешкоджання їх атакам проти кораблів, суден і берегових об'єктів, а також ведення ними розвідки і постановки хв. ПЛО здійснюється як кораблями флоту і їх палубної авіацією, так і береговими силами, перш за все морською авіацією берегового базування. Протичовнова оборона включає в себе дії по захисту місць базування флоту і захист з'єднань бойових кораблів, конвоїв та десантних сил.


1. 1900-1914. Передвоєнний час

Підводний човен, яка в своєму сучасному вигляді з'явилася на початку XX ст., зробила революцію в морських озброєннях. Боротьба з підводними човнами супротивника стала одним з найважливіших завдань військових флотів.

Першим човном сучасного типу вважається підводний човен "Холланд", прийнята на озброєння ВМФ США в 1900 р. У "Холланда" двигун внутрішнього згоряння вперше поєднувався з електродвигуном, який харчувався від акумуляторів і призначався для підводного ходу.

У роки перед початком першої світової війни човни, подібні "Холланду", були прийняті на озброєння всіма провідними морськими державами. На них покладалися два завдання:

  • берегова оборона, мінні постановки, зрив блокади узбережжя переважаючими силами противника;
  • взаємодія з надводними силами флоту. Однією з імовірних тактик такої взаємодії було заманювання лінійних сил супротивника на варті в засідці човна.

2. 1914-1918. Перша світова війна

Жодна з двох завдань, поставлених перед підводними човнами (зрив блокади і взаємодію з надводними силами), в Першу світову війну не була виконана. Ближня блокада поступилася місцем далекої, яка виявилася не менш ефективною; а взаємодія підводних човнів з надводними силами було важкоздійсненним-за малої швидкості човнів і відсутності прийнятних засобів зв'язку.

Тим не менш, підводні човни стали серйозною силою, чудово проявив себе в якості комерційних рейдерів.

Німеччина вступила у війну, маючи всього 24 підводні човни. На початку 1915 року вона оголосила британському комерційному судноплавству війну, яка в лютому 1917 року перетворилася на тотальну. Протягом року втрати союзників в торгових судах склали 5,5 млн т, що значно перевищувало введений в стрій тоннаж.

Англійці швидко знайшли ефективний засіб проти підводної загрози. Вони ввели для торгових перевезень ескортіруемие конвої. Конвоювання сильно ускладнювало пошук судів в океані, так як виявити групу судів не легше, ніж одиночне судно. Ескортні кораблі, не маючи скільки-небудь ефективної зброї проти човнів, тим не менш змушували підводний човен зануритися після атаки. Так як підводна швидкість і дальність плавання човни були значно менше, ніж у торгового судна, що залишилися на плаву суду йшли від небезпеки власним ходом.

Підводні човни, які діяли в Першу світову війну, були фактично надводними кораблями, які занурювалися тільки для того, щоб потай атакувати або ухилитися від протичовнових сил. У підводному положенні вони втрачали більшу частину своєї мобільності і дальності плавання.

У силу зазначених технічних обмежень підводних човнів, німецькі підводники виробили спеціальну тактику нападу на конвої. Атаки проводилися найчастіше вночі з надводного положення, в основному вогнем артилерії. Човни атакували торговельні судна, під водою йшли від кораблів ескорту, потім спливали й знову переслідували конвой. Така тактика, отримавши в роки Другої світової війни свій подальший розвиток - стала називатися тактикою " вовчих зграй ".

Ефективність підводної війни Німеччини проти Британії пояснюється трьома причинами:

  • Німеччина першою широко запровадила в підводний флот дизель замість бензинового двигуна. Дизель значно збільшив дальність плавання човнів і дозволив їм наздоганяти торгові судна надводним ходом.
  • Німеччина систематично порушувала міжнародні закони, які забороняли атакувати торговельні судна, якщо вони не перевозили військові вантажі. До 1917 року ці закони практично завжди виконувалися для суден третіх країн, проте після початку тотальної підводної війни на дно пускалося все, що виявлялося в поле зору німецьких підводників.
  • Тактика ескортіруемих конвоїв знижувала ефективність комерційного судноплавства, так як змушувала суду простоювати під час формування конвою. Крім того, конвоювання відволікало велика кількість військових кораблів, необхідних для інших цілей, тому Британія не завжди послідовно дотримувалась цієї тактики.

Вирішальним фактором у провалі необмеженої підводної війни став вступ у війну США.


3. 1918-1939. Міжвоєнний період

В міжвоєнний період підводні човни зазнавали повільне еволюційне розвиток, спрямовані на збільшення дальності плавання, автономності, числа торпед в залпі та боєзапасу.

У Німеччині удосконалювалася тактика " вовчих зграй ", головним теоретиком якої став німецький адмірал Деніц. Ця тактика не вимагала радикальних змін в конструкції підводних човнів і тому легко могла застосовуватися при існуючих технічних можливостях. Великий вплив на тактику вовчих зграй мала поява короткохвильових приймачів, які виявилися ефективним засобом зв'язку і управління. Короткохвильове радіо за допомогою невеликих малопотужних передавачів дозволяло здійснювати загоризонтного зв'язок і передавати відомості про помічені конвоях на центральний командний пункт, звідки вони передавалися іншим човнам, створюючи можливості для масованих атак за участю десятків човнів. Після атаки човни йшли від ескорту, вдень надводним ходом обганяли конвой, щоб зайняти позицію для атаки наступної ночі. Таким чином, атаки тривали протягом декількох діб.

Британський флот сконцентрував свої міжвоєнні зусилля на вирішення завдання першої світової війни - захисту конвоїв від одиночних човнів. У результаті був розроблений перший активний сонар - ASDIC (Allied Submarine Detection Investigation Committee).

Використання гідроакустичної техніки як протичовнового кошти не було в ті роки новинкою. Під час Першої світової війни кораблі ескорту використовували гідрофони для виявлення човнів в підводному положенні. Човни можна було засікти на відстані декількох кілометрів, але для цього необхідно було зупинитися і заглушити власні двигуни. Недоліком пасивного сонара була також неможливість визначити відстань до цілі. Активний сонар був позбавлений цих недоліків і разом з глибинними бомбами давав (як вважалося) прекрасне зброю проти підводних човнів.

Створення активного сонара породило в британському флоті упевненість, що він зможе ефективно протистояти німецьким підводним загрозі. Події перших років війни показали, що в тому вигляді, в якому сонар був створений в міжвоєнний період, він був практично даремний.


4. 1939-1945. Друга світова війна

Друга світова війна в Атлантиці почалася тим же, чим скінчилася перша - необмеженої підводної війною з боку Німеччини. На початку війни Німеччина мала 57 човнів, з них тільки 27 океанських (типів VIII і IX). В повній мірі тактика вовчих зграй стала приносити плоди, коли в лад почали вступати човни, закладені перед війною.

У Британії відчувався брак ескортних кораблів, який з 1940 року збільшувався необхідністю тримати кораблі в Ла-Манші для протидії ймовірному німецькому вторгненню на Британські острови. Тому зона проведення конвоїв обмежувалася безпосередньою близькістю до Британії - меридіаном 15 з.д.

Перша серйозна підводний битва відбулася в червні-жовтні 1940, коли Британія втратила 1,4 млн тонн торгового водотоннажності. 30% втрат припадав на судна, що йшли у складі конвоїв. Це показало, що активний сонар, призначений для виявлення човнів під водою, практично даремний, коли човен атакує вночі з надводного положення.

В 1940 Німеччина отримала бази в Норвегії та Франції, які поряд з швидко зростаючою кількістю підводних човнів дозволили повною мірою використовувати тактику вовчих зграй. Незважаючи на участь Канади, яка з травня 1941 ескортувала Трансантлантичні конвої, втрати англійців перевищували знову вводиться тоннаж.

Тільки навесні 1943 союзники змогли знайти ефективні засоби проти нової тактики німецьких підводних човнів. Цим засоби включали:

  • Патрулювання протичовнових літаків, оснащених радарами;
  • Електронна розвідка і радіоперехоплення в діапазонах КВ і УКХ;
  • Нові засоби виявлення і знищення човнів (радари, датчики магнітних аномалій, гідроакустичні буї, самонавідні авіаторпеди Mk 24, корабельні КВ-антени).

Серед усіх цих факторів найбільш істотним виявився протичовновий літак, озброєний радаром.

Слабкість підводних човнів того часу полягала в тому, що вони більшу частину часу перебували на поверхні і найчастіше атакували противника з надводного положення. У цьому положенні човен легко виявлялася радаром.

Дальні бомбардувальники, спішно переобладнані в протичовнові літаки і годинами патрулювали над океаном, могли засікти спливаючий підводний човен з відстані 20-30 миль. Велика дальність польоту дозволила охопити протичовновим патрулюванням більшу частину Атлантики. Неможливість для човна знаходитися на поверхні поблизу конвою в корені підривала тактику вовчих зграй. Човни були змушені йти під воду, втрачаючи мобільність і зв'язок з координуючим центром.

Протичовнова патрулювання здійснювали оснащені радаром бомбардувальники B-24 "Ліберейтор", що базувалися на Ньюфаундленді, в Ісландії і Сівши. Ірландії.

Незважаючи на здобуту союзними протичовновими силами перемогу, вона далася великими зусиллями. Проти 240 німецьких човнів (максимальна кількість, досягнуте в березні 1943 року) було виставлено 875 кораблів ескорту з активними сонарами, 41 ескортний авіаносець і 300 базових патрульних літаків. Для порівняння, в Першу світову війну 140 німецьким човнам протистояли 200 навідних ескортних кораблів.


5. 1945-1991. Холодна війна

Протичовновий літак (ДПЛС) Ту-142

По закінченні Другої світової війни битва з німецькими підводними човнами швидко перейшла в підводне протистояння колишніх союзників - CCCР і США. У цьому протистоянні можна виділити 4 етапи за типами підводних човнів, які представляли собою найбільш серйозну загрозу:

Для СРСР і США ці етапи були зміщені в часі, так як до самого останнього часу США кілька випереджали СРСР у вдосконаленні свого підводного флоту.

Важливі були й інші чинники, що впливали на співвідношення сил між підводними човнами і протичовновими силами:


5.1. 1945-1950. Німецькі човни типу XXI

Сучасна човен SSK-78 "Ренкін" ВМФ Австралії на перископній глибині під РДП
AGSS-569 "Альбакор", перший підводний човен з оптимізованим для підводного плавання корпусом
Шноркель на підводному човні U-3008
Радар AN/SPS-20, змонтований під фюзеляжем літака TBM-3
SSK-1 "Барракуда", перша протичовнова субмарина. У носовій частині змонтований великий акустичний масив BQR-4

В кінці Другої світової війни Німеччина випустила новий тип субмарини. Ці човни, відомі як " тип XXI "мали три конструктивних нововведення, спрямовані на радикальну зміну тактики субмарин у бік підводних дій. Цими нововведеннями були:

  • акумулятори підвищеної ємності;
  • форма корпусу, спрямована на збільшення підводної швидкості;
  • шноркель (пристрій РДП), що дозволяв дизелів працювати на перископній глибині.

Човни типу XXI підривали всі елементи протичовнових коштів союзників. Шноркель повертав човнам мобільність, даючи можливість пересуватися на великі відстані, використовуючи дизель і при цьому залишатися непомітною для радарів. Обтекаемый корпус и большая ёмкость аккумуляторов позволяли полностью погружённой подводной лодке плыть быстрее и дальше, отрываясь от противолодочных сил в случае обнаружения. Применение пакетной радиопередачи сводило на нет возможности электронной разведки.

После Второй мировой войны лодки типа XXI попали в руки СССР, США и Англии. Началось изучение и развитие созданных Германией подводных технологий. Очень скоро и в СССР и в США поняли, что достаточно большое количество лодок, построенный по технологии "типа XXI", сведут на нет построенную в годы Второй мировой войны систему противолодочной обороны.

В качестве ответа на угрозу со стороны лодок типа XXI было предложено две меры:

  • Улучшение чувствительности радаров с целью обнаружения поднимающейся над водой верхней части шноркеля;
  • Создание чувствительных акустических массивов, способных на большом расстоянии обнаружить лодку, идущую под РДП;
  • Размещение противолодочных средств на подводных лодках.

К 1950 году американский радар воздушного базирования APS-20 достиг дальности 15-20 миль для обнаружения подводной лодки по шноркелю. Однако эта дальность не учитывала возможностей маскировки шноркеля. В частности придание верхней части шноркеля ребристой многогранной формы по типу современных технологий "стелс".

Более радикальной мерой для обнаружения подводных лодок было использование средств пассивной акустики. В 1948 году М. Эвинг и Дж. Ламар опубликовали данные о наличии в океане глубоководного звукопроводящего канала (канал SOFAR, SOund Fixing And Ranging), который концентрировал в себе все акустические сигналы и позволял им распространяться практически без затухания на расстояния порядка тысяч миль.

В 1950 году в США была начата разработка системы SOSUS (SOund SUrveillance System), которая представляла собой сеть расположенных на дне гидрофонных массивов, позволявших прослушивать шумы подводных лодок с использованием канала SOFAR.

В это же время. в США по проекту "Кайо" (1949 год) начались разработки противолодочных подводных лодок. К 1952 году было построено три таких лодки - SSK-1, SSK-2 и SSK-3. Их ключевым элементом стал большой низкочастотный гидроакустический массив BQR-4, смонтированный в носовой части лодок. Во время испытаний удавалось по кавитационным шумам засечь лодку, идущую под РДП, на расстоянии около 30 миль.


5.2. 1950-1960. Первые атомные лодки и ядерное оружие

В 1949 году СССР провёл первое испытание атомной бомбы. С этого момента оба главных соперника по холодной войне обладали ядерным оружием. В том же 1949 году в США началась программа по разработке подводной лодки с атомной энергетической установкой.

Атомная революция в морском деле - появление атомного оружия и атомных подводных лодок - поставила перед противолодочной обороной новые задачи. Поскольку подводная лодка является прекрасной платформой для размещения ядерного оружия, проблема противолодочной обороны стала частью более общей проблемы - защиты от ядерного удара.

В конце 1940-х - начале 1950-х годов и в СССР, и в США предпринимаются попытки разместить на подводных лодках ядерное оружие. В 1947 году ВМФ США произвёл успешный запуск крылатой ракеты V-1 с дизельной лодки "Каск" типа "Гато". В дальнейшем США разработали ядерную крылатую ракету "Регулус" с дальностью 700 км. СССР в 1950-х годах проводил аналогичные эксперименты. Лодки проекта 613 ("Виски") планировалось вооружить крылатыми ракетами, а лодки проекта 611 ("Зулу") - баллистическими.

Большая автономность атомных лодок и отсутствие необходимости время от времени всплывать сводили на нет всю систему ПЛО, построенную для противодействия дизельным подводным лодкам. Обладая большой подводной скоростью, атомные лодки могли уйти от торпед, рассчитанных на дизельную лодку, идущую под РДП со скоростью 8 узлов и маневрирующую в двух измерениях. Активные сонары надводных кораблей также не были рассчитаны на такие скорости объекта наблюдения.

Однако у атомных лодок первого поколения был один существенный недостаток - они были слишком шумными. В отличие от дизельных лодок, атомная не могла произвольно заглушить двигатель, поэтому различные механические устройства (насосы охлаждения реактора, редукторы) работали постоянно и постоянно издавали сильный шум в низкочастотном диапазоне.

Концепция борьбы с атомными лодками первого поколения включала:

  • Создание глобальной системы наблюдения за подводной обстановкой в низкочастотном диапазоне спектра для определения ориентировочных координат подводной лодки;
  • Создание дальнего противолодочного патрульного самолёта для поиска атомных субмарин в указанном районе; переход от радиолокационных методов поиска подводных лодок к использованию гидроакустических буёв;
  • Создание малошумных противолодочных субмарин.

5.2.1. Система SOSUS

Система SOSUS (SOund SUrveillance System) создавалась для предупреждения о приближении советских атомных лодок к побережью США. Первый тестовый массив гидрофонов был установлен в 1951 году на Багамских островах. К 1958 году приёмные станции были установлены по всему восточному и западному побережью США и на Гавайских островах. В 1959 году массивы были установлены на о. Ньюфаундленд.

Массивы SOSUS состояли из гидрофонов и подводных кабелей, расположенных внутри глубоководного акустического канала. Кабели выходили на берег к военно-морским станциям, где сигналы принимались и обрабатывались. Для сопоставления информации, полученной со станций и из других источников (например, радиопеленгации), создавались специальные центры.

Акустические массивы представляли собой линейные антенны длиной около 300 м, состоявшие из множества гидрофонов. Такая длина антенн обеспечивала приём сигналов всех частот, характерных для подводных лодок. Принятый сигнал подвергался спектральному анализу для выявления дискретных частот, характерных для различных механических устройств.

В тех районах, где установка стационарных массивов была затруднительна, предполагалось создавать противолодочные заслоны с использованием подводных лодок, оснащённых пассивными гидроакустическими антеннами. Вначале это были лодки типа SSK, затем - первые малошумящие атомные лодки типа "Трешер/Пермит". Заслоны предполагалось установить в местах выхода советских подводных лодок из баз в Мурманске, Владивостоке и Петропавловске-Камчатском. Эти планы, однако, не были реализованы, так как требовали строительства в мирное время слишком большого количества подводных лодок.


5.2.2. Многоцелевые подводные лодки

В 1 959 году в США появилась подводная лодка нового класса, который сейчас принято называть "многоцелевыми атомными подводными лодками". Характерными чертами нового класса являлись:

  • Атомная силовая установка;
  • Специальные меры по уменьшению шумов;
  • Противолодочные возможности, включая большой пассивный гидроакустический массив и противолодочное оружие.

Эта лодка, получившая название " Трешер ", стала образцом, по которому строились все последующие лодки ВМФ США. Ключевым элементом многоцелевой подводной лодки является малошумность, которая достигается путём изоляции всех шумящих механизмов от корпуса подводной лодки. Все механизмы подводной лодки устанавливаются на амортизированных платформах, которые уменьшают амплитуду колебаний, передаваемых корпусу и, следовательно, силу звука, проходящего в воду.

"Трешер" был оснащён пассивным акустическим массивом BQR-7, решётка которого располагалась поверх сферической поверхности активного сонара BQS-6, и вместе они представляли собой первую интегрированную гидроакустическую станцию BQQ-1.


5.2.3. Противолодочные торпеды

Окремою проблемою стали протичовнові торпеди, здатні вражати атомні човни. Всі колишні торпеди були розраховані на дизельні човни, що йдуть з невеликою швидкістю під РДП і маневрують у двох вимірах. У загальному випадку швидкість торпеди повинна в 1,5 рази перевищувати швидкість мети, інакше човен за допомогою відповідного маневру може ухилитися від торпеди.

Перша американська самонавідна торпеда підводного базування Mk 27-4, прийнята на озброєння в 1949 році, мала швидкість 16 вузлів і була ефективна, якщо швидкість мети не перевищувала 10 вузлів. У 1956 р. з'явилася 26-вузлова Mk 37. Однак атомні човни володіли швидкістю 25-30 вузлів, і це вимагало 45-вузлових торпед, які з'явилися тільки в 1978 році (Mk 48). Тому в 1950-ті роки існувало тільки два способи боротьби з атомними човнами використовуючи торпеди:

  • Оснащувати протичовнові торпеди атомними боєголовками;
  • Користуючись скритністю протичовнових субмарин вибирати таку позицію для атаки, щоб мінімізувати ймовірність ухилення цілі від торпеди.

5.2.4. Патрульна авіація і гідроакустичні буї

Основним засобом пасивної гідроакустики авіаційного базування стали гідроакустичні буї. Початок практичного використання буїв припадає на перші роки Другої світової війни. Це були скидаються з надводних кораблів пристрої, які попереджали конвой про підводні човни, що наближаються ззаду. Буй містив гідрофон, вловлює шуми підводного човна і радіопередавач, який транслював сигнал на корабель чи літак-носій.

Перші буї могли виявляти присутність підводного мети і класифікувати її, але не могли визначити координати цілі.

З появою глобальної системи SOSUS гостро виникла необхідність визначення координат атомної човни, що знаходиться в зазначеному районі світового океану. Оперативно зробити це могла тільки протичовнова авіація. Так гідроакустичні буї замінили радар в якості основного датчика патрульних літаків.

Одним з перших гідроакустичних буїв був SSQ-23. який являв собою поплавок у вигляді витягнутого циліндра, з якого на кабелі на певну глибину спускався гідрофон, що сприймає акустичний сигнал.

Існувало декілька типів буїв, що відрізнялися алгоритмами обробки акустичної інформації. Алгоритм Jezebel дозволяв виявити і класифікувати мета шляхом спектрального аналізів шумів, але нічого не говорив про направлення на мету і відстані до неї. Алгоритм Codar обробляв сигнали від пари буїв і по тимчасових затримок сигналу обчислював координати джерела. Алгоритм Julie обробляв сигнали подібно до алгоритму Codar, проте був заснований на активній гідролокації, де в якості джерела гідроакустичного сигналу використовувалися вибухи невеликих глибинних зарядів.

Виявивши за допомогою буя системи Jezebel присутність підводного човна в заданому районі, патрульний літак виставляв мережу з декількох пар буїв системи Julie і висаджував глибинний заряд, відлуння якого фіксувалося буями. Після локалізації човни акустичними методами, протичовновий літак використовував магнітний детектор для уточнення координат, а потім пускав самонавідну торпеду.

Слабкою ланкою в цьому ланцюжку була локалізація. Дальність виявлення із застосуванням широкосмугових алгоритмів Codar і Julie була значно менша, ніж у вузькосмугового алгоритму Jezebel. Дуже часто буї систем Codar і Julie не могли виявити човен, засеченного буєм Jezebel.


5.3. 1960-1980