Наука

Радіомережа, яка дозволила спілкуватися з підводними човнами

Радіомережа, яка дозволила спілкуватися з підводними човнами

Що ви робите, коли вам потрібно поспілкуватися з екіпажем 50 моряків занурений у підводний човен у невідомому місці десь у світовому океані? Це було важке, але життєво важливе запитання для керівників ВМС у Другій світовій війні.

Радіохвилі нелегко подорожувати через солону воду, а це означало, що активне спілкування з екіпажем підводного човна означало використання поверхні підводного човна як антени. Це було очевидним рішенням, але воно також перетворило раніше приховані підводні човни на видимі цілі.

Рішення проблеми

Інженери, яким було доручено знайти більш приховане рішення, незабаром виявили, що радіохвилі з низькими частотами навколо 10 кГц, може проникати в солону воду на глибину до навколо 20 метрів. Вони зрозуміли, що якщо транспондери на підводних човнах перемикаються на ці діапазони частот, то вони спілкуються з керівництвом на суші.

Проблема цієї ідеї полягала в тому, що для створення та трансляції цих низькочастотних радіохвиль потрібні були масивні антени. По суті, чим менша частота радіохвилі, тим довшою і більшою повинна бути антена.

ПОВ'ЯЗАНІ: КОЛИ ІНТЕРНЕТ І МІЖНІ ТЕЛЕФОННІ МЕРЕЖІ ЗНИЖАЮТЬСЯ, АМАТЕРСЬКІ РАДІОМЕРИЧНІ МЕРЕЖІ ВІДКРИТИ

Зрештою інженери відточили на діапазоні частот, нижчих ніж 30 кГц для підводного зв’язку. Довжина хвилі цих частот була приблизно 10 кілометрів або більше, що означає, що інженерам знадобляться масивні антени. Єдиним способом отримати ці частоти з таким високим діапазоном було використання масивної системи антен з величезною потужністю.

Та сама проблема була і у нацистських інженерів, які прагнули спілкуватися зі своїм флотом підводних човнів. Вони спроектували антенну мережу "Голіаф" у Саксонії-Ангальт, Німеччина. Після будівництва він експлуатувався під час Другої світової війни і мав потужність передачі до 1000 кіловат. Для порівняння, це еквівалентно потужності, яку сьогодні використовує500 в середньому Американські домогосподарства.

Радіопередавач Голіафа

Мережа Голіаф регулярно передавала частоти між 15 кГц і 25 кГц. Він був досить потужним, щоб дістатися до будь-якої німецької підводного човна, розташованого в будь-якій точці світу, зануреного в воду20 метрів. Єдиний раз перешкоджали спілкуванню, коли німецькі підводні човни плавали в глибоких норвезьких фіордах.

Антена Голіафа використовувала три різні парасолькові антени. Це були по суті масивні антенні вежі, що були завішені кілометрами парних проводів, що випромінювались від щогли. Вони допомогли не тільки підтримувати антенну вежу, але вони також становили частину самої антени.

Загалом, система використовувала три,210 метрів або 688 футів щогли, розташовані трикутником. Навколо системи також були закопані кабелі загальною довжиною 350 кілометрів. Після завершення роботи система мала вражаючу ефективність 50% в 15 кГц і 90% в 60 кГц.

ПОВ'ЯЗАНІ: ВИ МОГЛИ ЗАГРУЗИТИ ВІДЕОГРАМИ З РАДІО У ПЕРЕВАГІ 1980-х

Цей масивний антенний майданчик, безсумнівно, був ключовим стратегічним інструментом, який використовував німецький флот при спілкуванні зі своїм флотом U-Boat.

Після закінчення війни Радянський Союз демонтував Голіафа і відправив його до Росії. Потім його знову звели під Москвою. Сьогодні одна з оригінальних веж все ще працює, передаючи низькочастотні сигнали підводним човнам і транслюючи сигнали часу.

Більш глибоке занурення в те, як функціонують низькочастотні мережі

Низькочастотні радіочастоти знаходяться в будь-якому діапазоні Від 30 до 300 кГц, а їх довжини хвиль коливаються Від 1 до 10 кілометрів.

Оскільки довжини їх хвиль настільки великі, ці частоти є ідеальним інструментом для мереж зв'язку великого діапазону. Низькочастотні радіохвилі, або НЧ-радіо, використовуються для AM-радіостанцій у всьому світі, дозволяючи їм транслювати з централізованого місця на багато сотень миль.

Однією з інших масових переваг НЧ радіосигналів є той факт, що їх довжина довжини хвилі дозволяє їм дифрагувати на дуже великих фізичних перешкодах, таких як гори або навіть Земля. НЧ-хвилі можуть з легкістю слідувати за кривизною Землі, використовуючи поширення грунтових хвиль. Низькочастотні хвилі, що надходять через розповсюдження ґрунту, можуть явно приймати більше ніж1200 миль з першоджерела.

Інший спосіб передачі НЧ радіохвиль на надвеликі відстані - це навмисне відбиття хвиль від іоносфери Землі. Це називається поширенням пропуску або хвилею, і це дозволяє передавати частоти на відстані понад 190 миль з першоджерела. Не так далеко, як поширення грунтових хвиль, але все ж вражаюча відстань.

Іншою перевагою низькочастотних хвиль, що підкреслюється використанням передавача Голіафа, є той факт, що низькочастотні хвилі низьких частот під 50 кГц, може проникнути в океанські глибини приблизно 200 метрів. Зі збільшенням довжини хвилі глибина проникнення стає глибшою.

Більшість світових наддержав все ще використовують якусь форму цієї НЧ-передачі для зв'язку з підводними човнами та підводними суднами сьогодні. Атомні підводні човни британського Королівського флоту, розташовані навколо Великобританії, слухають 198 кГц частота замовлень на запуск своїх балістичних ракет.

Зрештою США побудували щось під назвою Надзвичайна мережа наземних хвиль під назвою GWEN. Він проходив між діапазонами 150 кГц і 175 кГц аж до 1999 року, коли супутники значно перевершували корисність мережі НЧ.


Перегляньте відео: Погружение на самодельной подводной лодке (Жовтень 2021).