В последние десятилетия удивительные открытия и изобретения делают специалисты, работающие на стыках различных отраслей науки и техники. Вот о каком интересном случае, например, рассказал нам заместитель заведующего кафедрой «Радиотехника и радиотелекоммуникационные системы» Морской академии при Мурманском государственном техническом университете, доцент Владимир Иванович МИЛКИН.

Когда в начале XX века в море стали выходить первые серийные подводные лодки, перед специалистами была поставлена задача обеспечить с ними надежную связь. Причем не только в те моменты, когда подлодка находится на поверхности, но и в подводном положении.

Задача была непростая. Держать радиосвязь с подлодкой более-менее удается, пока ее приемная антенна находится над водой. В этом убедился еще один из сподвижников А.С. Попова — инженер Балтийского судостроительного завода Р.Г. Ниренберг. В 1909 году он предпринял попытку связи по радио между подлодкой «Карп» и броненосцем «Три Святителя». При этом выяснилось, что принимать радиосигналы лодка могла, только находясь на поверхности; радиоволны, хорошо распространяющиеся в атмосфере, практически не проникали под воду.

Поэтому на подводном флоте начали интенсивно развивать гидроакустический вид связи. Одним из первых свойство звуковых волн хорошо распространяться в воде использовал английский физик Томас Грин Фессенден. В 1912 году он разработал весьма своеобразное устройство — электромагнитный «колокол», который позволил осуществлять связь между подводными судами с помощью азбуки Морзе.

Звуковые волны стали использовать и для создания навигационных приборов. Подводная навигация невозможна, например, без эхолота, прибора, созданного в 1913 году немецким физиком Альфредом Бемом.

Изобретатель воспользовался тем обстоятельством, что звук в воде распространяется приблизительно со скоростью 1500 метров в секунду и отражается от дна. Если знать время между моментом излучения звука и возвращением эха, можно определить глубину моря.

Любая современная подводная лодка, кроме прочего, обязательно имеет на днище ультразвуковой передатчик и приемник, соединенный с самописцем, который непрерывно вычерчивает на бумажной ленте профиль морского дна под килем.

Каких высот или, если хотите, глубин достигла ныне способность современных атомных субмарин ориентироваться в морских глубинах с помощью эхолокаторов, как они поддерживают связь друг с другом и с берегом, подробно рассказано, например, в детективном техноромане американского литератора Тома Клэнси «Охота за «Красным Октябрем».

Современные субмарины и в самом деле способны обнаруживать друг друга за многие мили. Клэнси только не сказал, что во многом своему «прозрению» подводники обязаны… дельфинам. Именно наблюдения за ним и позволили исследователям в области подводной навигации, узнать, как эти животные ориентируются даже в мутной воде. Оказалось, что дельфины могут производить своеобразные вибрирующие движения головой, излучая при этом до 200 ультразвуковых импульсов в минуту. По сути, каждый дельфин имеет в личном пользовании уникальный природный гидролокатор, который помогает ему не только бесперебойно добывать пропитание, но и передавать информацию.

Аналогичные локаторы теперь стоят и на подводных лодках. Но новая проблема не заставила себя долго ждать. Хотя в морях-океанах и существуют особые акустические каналы или коридоры, позволяющие иной раз транслировать ультразвуковые сигналы от одного берега океана до другого, таким способом невозможно пользоваться для связи с командованием на берегу.

Пришлось снова обратиться к радио. Проведя серию исследований на разных частотах, инженеры нашли возможность использования для связи с субмаринами сверхдлинных радиоволн. Но длинные волны требуют и антенн больших размеров. Для этого, говорят, на суше устраивают огромные антенные поля, а сами подлодки в случае необходимости выпускают и тянут за собой длиннейшие буксирные антенны.

Еще один способ связи — с помощью сине-зеленых лазеров, луч которых меньше всего ослабевает в воде. Так ныне осуществляется связь между подлодками и спутниками, висящими над ними.

И все же главным способом передачи подводникам указаний с берега по-прежнему остается радиосвязь на сверхдлинных радиоволнах. И здесь есть свои сложности. Одна из них заключается в том, что наряду с совершенствованием конструкции самих субмарин, средств связи с ними быстрыми темпами совершенствуется и технология охоты за субмаринами. Если раньше с самолета с помощью магнитометра и иными средствами удавалось засечь подлодку на глубине 100 м, то ныне безопасная глубина возросла до и более 200 м. А экипаж подлодки может чувствовать себя более-менее безопасно, пока она не обнаружена.

И вот сотрудники Морской академии вместе с их коллегами из Полярного геофизического института РАН разработали «Способ двухсторонней связи с подводным объектом» по патенту № 2361364 от 10 июля 2009 года.

Суть его заключается в том, что в качестве приемной антенны используется вся поверхность субмарины. Для этого непосредственно к внешней оболочке подлодки подключают особые устройства, превращающие саму обшивку в своего рода активный вибратор-антенну.

Когда антенной по существу стала вся лодка, дальность и надежность подводной связи на частотах 50 — 100 Гц существенно увеличилась. Но и это еще не все.

При проведении испытаний подводники заметили, что в определенных точках Мирового океана связь намного лучше, чем в других. А чем эти точки отличаются от прочих?

В поисках ответа на этот вопрос, подводники обратились за помощью к геологам и геофизикам. Быть может, связь лучше потому, что в данных точках морского дна имеются некие геоаномалии? Геологи сравнили данные подводников со своими картами и выяснили, что именно в этих районах на морском дне обнаруживаются своеобразные разломы земной коры. А они, эти разломы, в свою очередь, служат своеобразными указателями на наличие в данных точках природных кладовых углеводородов — то есть нефти и газа.

А поскольку каждая подлодка, как уже сказано, во время плавания непрерывно вычерчивает профиль морского дна под килем, то, получив в свое распоряжение после возвращения подводников с очередного задания распечатки бортового «черного ящика», геологи заодно получают и представление, где стоит искать кладовые полезных ископаемых, а где нет.

Антенна на подлодке:

1 — корпус,

2 — перемычка,

3 — носовая точка,

4 — кормовая точка,

5 — трансформатор,

6 , 7 — вход и корпус радиоприемника,

8 — второй трансформатор,

9 , 10 — выход и корпус радиопередатчика.