Солитон! Что для него надо?

Soliton! What is it Necessary for him?

Все моря земли представляют собой единый механизм – Мировой Океан, который предна­значен для мирного развития человечества, он мост дружбы между людьми. Поэтому надо хотя бы мысленно один раз в жизни каждому человеку встать на берегу Океана, чтобы не зависимо от своей воли душою почувствовать бесконечность океанского простора и непостижимость времени, и понять невозвратность прошлого и величие будущего, и увидеть, как векторы времени пересекаются и расходятся подобно небесным телам в космосе.

В попытках исследовать природу Мирового Океана ска­зывается естественное стремление человека глубже проникнуть в тайны Океана. Особое место занимают здесь работы по тема­тике противотеррористической и противодиверсионной обороны морских и прибрежных стратегических объектов, в частности, морских платформ шельфовых регионов разведки и добычи углеводородов, а также ключевых коридоров для транспортировки на мировые рынки нефти и природного газа с использова­нием основанных на предполагаемом открытии аквакванта новейших технологий "Solitary­Wave". Эти технологии позволяют создать средства пассивного обнаружения движущихся в воде от малошумных МПФ природного и техногенного происхождения: от подводных боевых пловцов – диверсантов, – террористов, средств их доставки и миниподлодок и др. до современных малошумных атомных подводных лодок – АПЛ. Помня о постепенном израсходовании природных богатств, которые добываются на суше, развитые страны мира все большее внимания обращают на доступ к ресурсам Мирового океана, в частности, в акваториях шельфовых месторождений углеводородов.

Однако в СССР целые перспективные направления развития науки и техники подавлялись, если они, либо шли вразрез с корыстными интересами корпораций-монополистов, либо противоречили принятым доктринам. Это характерно не только для СССР. В мировой науке довольно часто случалось, что важное открытие не получает должной оценки в момент своего рождения только потому, что состояние уровня знаний человечества в этой области на тот момент оказывается недостаточным для понимания сделанного открытия. Многие судьбоносные открытия по этой причине не были поняты современниками, а потому не были приняты и в большинстве случаев были преданы забвению. Мировой науке затем требовались долгие десятилетия и века, чтобы познать важность сделанного идущими впереди и принять как самих первопроходцев, так и их детища.

Но даже при таком подходе к новому, нестандартному, нетрадиционному, противоречащему официальным доктринам мы­шле­нию учитывая сверхактуальность, необходимость и целесообразность сформулированных проблем Решением Государст­венной Комиссии по военно-промыш­ленным вопросам при ЦК КПСС и Совете Министров СССР от 24 апреля 1991г. № 58 были утверждены три фундаментальные темы. Общий объем бюджет­ного финансирования этих работ указанным Решением был определен по курсу Национального банка на то время в размере 15 (пятнадцать) миллионов долларов USA. Головным исполнителем был определен СКБ "Электрон", ныне Институт Прикладной Океанографии Украинской Академии наук.

В процессе подготовки этого Решения было уделено особое внимание проблемам обеспечения выработки комплексных решений многогранной программы борьбы с терроризмом в различном его проявлении. А также была выработана концепция разработки принципиально новых нетрадиционных средств освещения подводной обстановки в акваториях ближайшего рубежа охранения (БРО). В частности, были рассмотрены вопросы создания прецизионных датчиков для систем БРО шельфовых морских экономических зон. Решение таких задач способствует повышению эффективности систем охраны шельфовых месторождений углеводородов, стратегических коридоров их транспортировки, а также побережья от атак МПФ природного и техногенного происхождения. Сформулированная задача сверхактуальна, поскольку на сегодняшний день отсутствуют надежные средства освещения подводной обстановки, по проблемам:

• создания неизлучающей аппаратуры, что способна от­слеживать передвигающиеся под водой цели;

• освещения подводной обстановки в интересах обеспече­ния охраны портов и бухт, шельфовых месторождений углеводо­родов и стратегических коридоров для их транспортировки и защиты объектов охраны от атак МПФ;

• негидроакустических технологий.

Наши политики увлечены вопросами доступа к вершинам власти в стране, поэтому естественно, что данная тема, как и другие научные перспективные темы ими серьезно не затра­гивались, они им не интересны и не нужны. Но ведь не все же кризисы вокруг нашей страны могут быть связаны с вопросами приватизации или блокированием трибуны парламента. Тем более, что проблема энергетической безопасности не снята с повестки дня. Рано или поздно освоение нашей страной морских и океанских богатств станет важной слагаемой процветания Украины. Имеет место и ряд региональных проблем. Черное море все больше превращается в место, через которое осуществ­ляется транспортировка энергоносителей и других важных грузов. Соответственно, стоит задача сделать безопасными процессы освоения шельфовых месторождений углеводородов и стратегических коридоров для их транспортировки. О необходимости защиты шельфовых экономических зон и морских коммуникаций от угроз морского терроризма и пиратства лишний раз говорить нет надобности, ибо сомалийские пираты эту проблему уже актуализировали. Кроме того, никто не брался подсчитать, к каким финансовым потерям приведет очередной шаг в потере имиджа Украины как морской державы, не способной обеспечить безопасность шельфовых морских экономических зон вообще и углеводородных шельфовых месторождений и их потоков в водах Черного и Азовского морей, в частности.

Противотеррористической и противодиверсионной обороне морских и прибрежных стратегических объектов и морских рубежей стран, прилегающих к Мировому океану, в том числе шельфовых месторождений углеводородов, а также стратегических коридоров для их транспортировки от атак МПФ во всем мире уделяется пристальное внимание.

Так, фирмой "DRS electronic system" (США) разработан транспортабельный комплекс средств наблюдения для мобильных отрядов противодиверсионной защиты береговых объектов RSSC (Radar Sonar Surveillance Center), в том числе, облегченный вариант этого комплекса "Си Сентри". В состав комплекса входят: мобильный пост наблюдения MSP (Mobile Sensor Platform), передвижной пост PSP (Portabl Sensor Platform), транспортабельный центр обработки данных, гидроакустические антенны.

Фирмой "Локхид-Мартин" на базе гидроакустических систем реализован проект стационарной системы контроля подводной и надводной обстановки вблизи береговых объектов "Си Сентинел".

Канадская фирма "C-TECH" ("Си-Тэч") разработала систему  противодиверсионной защиты береговых объектов "Сидс" (CIDS – Coastal Intruder Detection System), в которой контроль подводной обстановки обеспечивает активная гидроакустическая станция (80 кГц).

Фирмами "Сим рад" и "СААБ инструментс" разработана аналогичная норвежско-шведская система "Ботл Кэп", в состав которой включена активная ГАС (100кГц).

Фирма "Сейф бридж ФБ" (Швеция) для защиты береговых объектов разработала систему "Барьер".

В состав системы “Барьер” включены: береговой центр, радиолокационные станции, гидроакустические станции, инфра­красные камеры, магнитный датчик, телевизионные камеры, под­водная сеть с воротами, а также управляемый подводный аппарат, оснащенный гидроакустической станцией и телевизи­онными камерами.

В США главным разработчиком системы обеспечения охраны портов и бухт Соединенных Штатов выступает корпорация SAIC (Science Applications International Corporation – "Международная корпорация по применению научных достижений"), которая вот уже более тридцати лет работает в области гидроакустических технологий для подводного флота США.

Общим для всех современных, классических средств наблюдения разнообразных конфигураций является то, что их предназначение – это освещать подводную, надводную и воздушную обстановку в интересах обеспечения полной и объективной информацией боевые комплексы ближайшего рубежа охранения систем противотеррористической и противодивер­сионной обороны морских и прибрежных стратегических объек­тов. Основу современных систем освещения подводной обстановки боевого комплекса ближайшего рубежа охранения состав­ляют пассивные и активные гидроакустические системы и комп­лексы с комплектами гидроакустических антенн; сантиметровые радиолокационные станции; оптико-электрон­ные станции с камерами, работающими в видимом и инфракрасном диапазонах спектра; телевизионные системы; магнитные обнаружители и другие, но также классические, традиционные средства, которые не в состоянии осуществить оптимальное обнаружение и распознавание движущихся малошумных МПФ природного и техногенного происхождения.

Однако, всем новейшим гидроакустическим средствам и станциям присущи масса недостатков, например, недостаточ­ность оценки подводной и надводной обстановки, малая даль­ность обнаружения, в особенности новейших малошумных и "не­видимых" для сонаров ПЛ, работа сонаров в активном режиме, позволяющая засечь лодку по отраженным сигналам, усугубляе­мая необходимостью наращивания мощности сонара для обнару­жения целей с "малой отражающей способностью". Такая недос­таточность чревата последствиями различной тяжести.

Борьба с терроризмом в любом его проявлении сложная и многогранная проблема. Особенностью морского (в частности, подводного) терроризма является то, что на сегодняшний день отсутствуют надежные средства освещения подводной обста­новки ближайшего рубежа охранения. Применение же морских млекопитающихся и низкочастотных сонаров для этих целей является порочной практикой. Поэтому очень трудно переоценить то, что сделано в программе "SolitaryWave" в части освещения подводной обстановки в интересах обеспечения противотеррористической и противодиверсионной обороны. По­тому, что отсутствие технологий оптимального, в том числе, и не­традиционного обнаружения и распознавания движущихся малошумных МПФ лишает привлекательности системы освещения подводной обстановки. А построенные на основе классических, традиционных технологий освещения подводной остановки системы не могут обеспечить безопасность важных военных и государственных морских и прибрежных объектов, в том числе шельфовых месторождений углеводородов, стратегических нефтемаршрутов и ключевых коридоров для тран­спортировки на мировые рынки нефти и природного газа, повысить показатели безопасности и уязвимости флота и в особенности подлодок, а также обеспечить прикрытие охраняемых объектов от атак подводных пловцов-террористов-смертников из международных террористических организаций, например, "Аль-Каиды" и других полувоенных формирований, таких как формирования исламской милиции "Басидж", на вооружении которых могут быть субмарины-малютки класса северокорейских "Йоно" и иранских "Наханг" водоизмещением около 100 тонн, предназначенные в первую очередь для диверсионной работы. Террористическими орга­ни­­зациями могут быть также взяты на вооружение, разрабатываемые в США по заданию DARPA летающие подлодки, пилотируемые подводные аппараты "Blue Space", разработанные в С.-Петербурге (РФ) и другие средства доставки боевых пловцов, сна­ряжения и т.п. Предположение, что международные террористи­ческие группировки могут попытаться провести атаки с участием обученных дайвингу террористов не ново, поскольку использова­ние подводных тактик, по мнению специалистов НАТО, вполне со­ответствует modus operandi "Аль-Каиды". Внедрение результатов исследований позволит предотвратить несанкциони­рованное проникновение подводных бойцов-диверсантов (терро­ристов) не только в акватории шельфовых месторождений углеводородов и нефтегазовых транспортных коридоров, но и жизненно важных морских и прибрежных стратегических объ­ектов. Это сделает практически невозможными атаки против ко­раблей и элементов береговой инфраструктуры с использова­нием подлодок, мини­под­лодок и боевых пловцов-диверсантов; скрытное минирование пловцами-минерами морских буровых платформ, подводных продуктопроводов, дамб, плотин и других стратегических гидротехнических сооружений, а также кораблей на якорных стоянках и, особенно, в чужих гаванях, акватории которых не могут быть полностью подконтрольны владельцам плавсредств.

При таком подходе предложенные новые подходы к разработке и созданию принципиально новых средств освещения подводной обстановки явились качественным скачком в создании боевых комплексов ближайшего рубежа охранения систем противотеррористической и противодиверсионной обороны морских и прибрежных стратегических объектов и морских рубежей стран, прилегающих к Мировому океану, в том числе шельфовых мес­торождений углеводородов, а также стратегических коридоров для их транспортировки от атак МПФ. Реализация этих планов возможна при условии наличия необходимого потенциала, сос­тав­ляющей которого является соответствующий количественно-каче­ственный состав научно-исследовательских фирм и пред­приятий. Если признать убогость и ограниченность национальных интересов, отсутствие здоровых амбиций и не претендовать на достойное место для страны в мировом сообществе, то да, гидроакустики дос­таточно. Хотя очевидно, что наличие современных средств сис­тем ближайшего рубежа охранения и других систем вооружений позволит превратить охрану прибрежных стратегических объектов в силу, которая интегрирована в систему коллективной безопасности и обороны, способной осуществить защиту национальных интересов морского государства.

Без сильных и убедительных аргументов говорить о появ­лении многочисленных зарубежных заказов, а тем более о коо­перации украинской обороной промышленности с европейскими "коллегами" просто смешно. Представляется, что одним из та­ких "аргументов" может стать действующий альтернативный боевой комплекс ближайшего рубежа охранения .

Технологии, средства и системы, предлагаемые к разра­ботке в рамках Комплексной Тематической Программы "SolitaryWave", серийное производство результатов фундаментально-поиско­вых исследований (ФПИ), научно-исследователь­ских и опытно-конструкторских работ (НИОКР), а также реализация на Мировом рынке результатов ФПИ и НИОКР требуют создания инфраструк­туры, например, Корпорации USAIC – "Ukrainian Science Applications Interbranch (International) Corporation" ("Украинская межотраслевая (международная) корпорация по применению научных достижений"), которая обеспечит решение сформули­рованных в данной Программе задач и заполнит на Мировом рынке пустующую нишу. Базой для создания USAIC (рис.1) могут стать Институт Прикладной Рис. 1Океанографии Украинской академии наук (ИПО УАН) – Головной разработчик про­граммы "SolitaryWave"; фирмапотребитель технологий "Solitary­Wave", как конечного продукта результатов исследований; фирма-партнер нау­чно-исследовате­льского профиля и промышленные предприятия не зависимо от форм собственности и стран пребывания, которые будут в процессе выполнения работ опре­делены по согла­сованию с Головным разработчиком фирмой-потребителем конечного продукта.

В соответствии с предлагаемой концепцией координирую­щие функции при реализации Настоящей Программы должны быть возложены на фирму-потребителя технологий "SolitaryWave", как конечного продукта.

В технологиях "SolitaryWave" использован основанный на открытии нового метода передачи информации новый подход создания средств пассивного обнару­жения движущихся объектов в различных средах. Особенностью его является высокая точность и надежность обнаружения цели и при этом работа в пассивном режиме, что делает, в целом, систему освещения подводной обстановки не обнаруживаемой для противника, а также обеспечивает ее надежную работу в условиях помех.

Поскольку боевые пловцы-диверсанты и, в частности, тер­рористы-смертники могут являться достаточно дешевым средством нанесения ударов по стратегически важным объектам берего­вой инфраструктуры и флота, сегодня тех­нологии "Solitary­Wave" приобретают еще большую актуальность. Однако, применение технологий "Solitary­Wave" не ограничивается только сферой обна­ружение боевых пловцов-диверсантов. Во многих областях, где сегодня применяются классические сонары или радары, данные технологии могут стать им более точной, надежной, безопасной и дешевой альтернативой.

Технологии "SolitaryWave" с успехом могут обнаруживать объекты, которые не обнаруживаемые для обычных систем, так как их работа никак не зависит от уровня шумности объекта, степени отражения объектом сонарного или радарного излучения (подводные лодки, подводные боевые пловцы, самолеты "Стеллс",  например, новые российские истребители – "невидимки" СУ-35, разработанные в С.-Петербурге (РФ) подводные аппараты "Blue Space", разрабатываемые в США по заданию  DARPA летающие подлодки и др.). Из доступных источников известно, что ВМФ США испытывает определенные трудности при обнаружении новых типов подводных лодок, имеющих пониженный уровень шумности и пониженную отражающую способность для излучения сонаров. В частности, для противодействия таким лодкам недавно была опробована сонарная система имеющая столь высокую мощность излучения, что в радиусе сотен миль от зоны испытаний гибли киты, что резко ограничивает возможности применения классической системы. Предлагаемые технологии  полностью лишены обоз­наченных недостатков.

При экспериментальном исследовании макета системы груп­пы "SolitaryWave" для обнаружения подводных пловцов показана уникальная точность определения целей. Макет не только обна­ружил пловца в пассивном режиме (пловец не способен обнаружить датчики системы в отличие от классической сонарной, и соответственно не может принять меры противодействия – например, выпустить заряд, наводящийся по лучу сонара для унич­тожения датчиков), но позволил очень точно отличить вид цели. В экспериментах дальность обнаружения подводных пловцов составляла десятки метров. Расчетное расстояние обнаруже­ния боевого пловца системой группы "SolitaryWave" – до 1000 м.

При применении обсуждаемой системы для обнаружения более крупных целей, а именно подводных лодок, ожидаемая расчетная дальность на промышленных образцах может составить до 900км. Система группы "SolitaryWave" способна отличить идентичные подводные лодки одной серии – это не доступно ни одному из существующих сегодня средств обнаружения. И при этом, в отличие от использующихся сейчас сонаров, действие которых экипаж подлодки может обнаружить задолго до того как сама подлодка будет обнаружена сонаром, обнаружение произ­водится в пассивном режиме, благодаря чему экипаж подлодки никакими средствами ни сейчас, ни в будущем не сможет определить, что он попал в зону действия системы. Кроме того, благодаря тому, что система использует новый вид передачи информации в воде, она способна обнаружить любую подводную лодку, вне зависимости от того насколько она малошумна, или от того насколько ее поверхность отражает излучение сонара. Это делает не возможным на сегодня (и в будущем) создание подводных лодок, которые могли бы быть невидимыми для этой системы.

Таким образом, можно ожидать, что открытие позволит создать:

• систему обнаружения подводных лодок, которая бы размещалась на борту самолета или космического аппарата. Она не только будет обладать всеми описанными ранее преимуществами, но и в отличие от существующих на сегодня сонарных систем не требует сброса в воду специальных буев, передающих потом на борт самолета или другого летательного аппарата информацию о подводной обстановке, и способна вести наблюдение прямо с борта носителя. Это не только еще более усложняет обнаруже­ние самой системы, но также снижает стоимость и расширяет радиус поиска, осуществляемого одним летательным аппаратом.

• систему наведения глубоководных торпед повышенной дальности действия, атакующие на конечном участке цель в днище ходом вертикально вверх по заложенной программе или команде извне. При первой же попытке применить, например, авианосцы, они пойдут "рыбок кормить", поскольку обнаружить выход "роя" такого рода торпед на глубоководный рубеж атаки и предотвратить атаку невозможно, их удар неминуемо будет смертельным. Такой удар по ценам в сотни и тысячи раз ниже, чем постройка одного авианосца.

• системы связи между подводными лодками или подводной лодкой и берегом с ожидаемым радиусом действия до 500-900 километров, которые будут осуществлять связь в погруженном состоянии на любой глубине и при этом останутся практически не обнаруживаемыми для противника в виду особенностей этого вида излучения и относительно узкого пучка излучения использующегося при передаче.

• системы предотвращения столкновения судов и подводных лодок, которая позволит на достаточном расстоянии заме­чать опасный объект даже в случае, если он не обнаружим сона­ром и имеет низкий уровень шумности, и избегать возможных столкновений.

• системы для обнаружения точного места приземления космических спускаемых аппаратов. В частности, при размеще­нии сети датчиков данной системы, например в Техасе, можно определить место падения любого объекта размером более нескольких сантиметров с точностью до десятков метров, при этом материал из которого изготовлены объекты или их осколки не имеет значения, так как работа технологий  никак не зависит от отражающей способности объекта.

• систему обнаружения движущихся тел типа самолета "Стеллс", аппарата "Blue Space", летающей ПЛ и других аналогичных объектов, что очевидно из вышесказанного. Причем средств, которые бы позволили обеспечить невидимость объектов наблюдения для этой системы на данный момент не существует и весьма вероятно не появится в будущем.

• датчики как части охранной системы наземных объектов. Технология позволяет обнаружить движущегося человека на расчетных расстояниях до 40-50 метров в воздухе и при этом точно его идентифицировать. И это в пассивном режиме.

Кроме военных применений, система также может дать большой экономический эффект при применении в гражданских целях.

Основанная на данной технологии система также может использоваться для:

• Охраны пляжей от морских хищных рыб, обнаруживая например приближающуюся акулу-людоеда задолго до ее появления в опасной для отдыхающих зоне.

• Защиты океанических платформ по выращиванию морских водорослей (например, бурых калифорнийских) от вредителей, позволяя точно определить момент их появления и активировать системы отпугивания, что позволяет включать активные системы борьбы с вредителями только на небольшие промежутки времени и дает возможность получить значительную экономию электро­энергии. По предварительным расчетам – до нескольких миллио­нов долларов в год для крупных плантаций водорослей.

• Раннего предупреждения о цунами (благодаря возмож­ности определения отклонения средней волновой линии с точнос­тью более чем в 10 раз превышающей точность достижимую для существующих систем раннего предупреждения о цунами).

• В рыбоводстве, система позволит точно измерить общую массу рыбы определенного вида в водоеме не спуская пруд (с точностью до нескольких килограммов). Причем, если в водоеме содержится несколько видов рыбы, то каждого вида в отдель­ности.

• Также система может позволить выявить единичные экзе­мпляры рыбы одного вида в водоеме, в котором обитает множес­тво других видов. Это может использоваться для предотвращения заражения водоемов посторонними видами – например для борьбы с "frankenfish".

Это только часть возможных применений технологий "Solitary­Wave". Есть также множество других областей применения, где технологии "SolitaryWave"  могли бы дать значительный эконо­миче­ский эффект, либо обеспечить создание систем значительно превосходящих существующие по многим параметрам.

Следует подчеркнуть, что предлагаемые методы и средства не наносят ущерба ни окружающей среде, ни ее обитателям. Результаты исследований аналогов в мировой науке не имеют, однако в Украине подобные разработки не ведутся, потому ряд технологий "SolitaryWave" не востребован в нашем отечестве.