Способы подводной связи

Средства подводной связи играют почти столь же важную роль в создании водолазу безопасных условий работы и повышении ее эффективности, как и система жизнеобеспечения.

Достаточно падежная и в то же время обеспечивающая приемлемую разборчивость речи аппаратура подводной связи для шлангового водолазного снаряжения и автономных аппаратов была создана лишь в течение последних лет. Сколь успешно ни развивалась бы разработка систем подводного жизнеобеспечения, водолаз никогда не сможет эффективно выполнять порученную ему работу, если ему не будет гарантирована голосовая связь как с другими водолазами, так и с надводной станцией.

К сожалению, аппаратура подводной связи ведет себя также ненадежно, как и погода. Постоянно раздается много жалоб на различные трудности, и все пользующиеся такой аппаратурой единодушно соглашаются, что она далека от совершенства. Однако это не меняет сути дела — основные трудности остаются неразрешенными. На симпозиуме, состоявшемся в лаборатории ло исследованию средств связи Флоридского университета, были выяснены некоторые из причин создавшегося в этом вопросе тупика.

Хотя такая точка зрения разделяется еще далеко не всеми, беремся утверждать, что разработка надежных средств связи для аквалангистов и водолазов в шланговых костюмах сопряжена с одними и теми же трудностями. Чтобы убедиться в этом, достаточно хотя бы в общих чертах рассмотреть типичную систему подводной связи.

Система состоит из трех главных звеньев: датчика, преобразующего речь водолаза в соответствующие электрические сигналы; системы передачи этих сигналов к приемному устройству; приемника, преобразующего принятые сигналы в доступную для человеческого восприятия форму. Сложность создания соответствующих устройств для каждого из этих звеньев непосредственно зависит от того, насколько тесно функционирование данного звена связано с физиологическими особенностями-человеческого организма. Если расположить все эти звенья в порядке важности обеспечения надежности их функционирования и сопряженных с этим трудностей, то на первое место следует поставить датчик сигналов, затем приемное устройство и наконец систему передачи сигналов.

Система передачи сигналов — как обычная телефонная связь, так и сложнейшие системы связи — совершенно не зависит от последствий воздействия подводной среды на человеческий организм. Система передачи может рассматриваться как чисто техническая проблема, которая в настоящее время уже удовлетворительно решена несколькими способами.

Проводная связь. В шланговых водолазных аппаратах передача сигналов- осуществляется водонепроницаемым телефонным кабелем и усилителем звуковых частот. Системы характеризуются различной степенью сложности: к ним относятся и двухжильный телефонный кабель с одиночным усилителем, одновременно обеспечивающий возможность переговоров лишь

В одном направлении, и более сложные комплексы, позволяющие вести переговоры одновременно с несколькими водолазами.

Одна из основных причин, обусловливающих неудовлетворительное функционирование систем подводной проводной связи, заключается в том, что такие системы зачастую проектируются не как единое целое. Создание соответствующих электрических и электронных устройств не представляет особой сложности, и надежность системы связи определяется в первую очередь тем, в какой степени при ее проектировании было учтено воздействие окружающей среды. Элементы системы должны отличаться исключительной прочностью, противостоять воздействию механических нагрузок, выдерживать заливание водой, быть нечувствительными к загрязнению и коррозии.

Системы связи, предназначенные для использования с глубоководными комплексами, основаны на тех же принципах, однако в их состав входит значительно большее количество отдельных станций, необходимых для объединения всей системы. Система связи, используемая в глубоководном водолазном аппарате МК-1, применяемом в американских ВМС, была спроектирована и изготовлена фирмой «Аквасоникс» (Сан-Диего). Система состоит из следующих основных элементов: главного пульта, на котором установлена аппаратура контроля и управления всей системой; динамиков, средств регулирования громкости динамиков в декомпрессионной камере и палубного динамика; регуляторов мощности сигналов, поступающих от микрофонов; четырех 6-ваттных усилителей мощности; источника питания; двух комплектов головных телефонов и микрофонов, изолированных от воздействия посторонних шумов; входных и выходных разъемов для различных динамиков, микрофонов и других устройств; соединительного кабеля.

На пульте связи, установленном в транспортной камере (ТК) •для доставки водолазов на глубину, размещены микрофон, динамик внутренней связи, устройство для включения резервной акустической системы, различные выключатели, регуляторы громкости, штепсельные гнезда для подключения головных те—лефонов и микрофонов. В конструкцию пультов связи в палубной декомпрессионной камере (ПДК) и шлюзовом отсеке (ШО) входят контрольный микрофон, динамик внутренней связи, два изолированных от воздействия посторонних шумов микрофона, два головных телефона и соответствующие штепсельные разъемы.

Вся аппаратура рассчитана на эксплуатацию в диапазоне температур от 0 до 50° С при относительной влажности 100% Устройства, установленные в ТК, ПДК и ШО, могут работать при давлении окружающей среды до 31,6 атм.

Беспроводная связь. Существует много типов систем подводной беспроводной связи. В настоящее время чаще всего применяются системы гидроакустической и электромагнитной связи, связи с использованием электрического поля, амплитудно-моду-лированной и частотно-модулированной связи и передачи на боковой полосе частот.

Акустическая связь. Простейший способ беспроводной связи — непосредственная передача голоса под водой. Он основан на усилении человеческого голоса и излучении звуковых колебаний в воду с помощью соответствующего преобразователя. В воде максимальная дальность такой связи в идеальных условиях не превышает 100—200 м. Надежная связь с помощью этого метода осложняется наличием подводных шумов и, кроме того, во многом зависит от способности водолаза воспринимать и различать звуковые сигналы. Как уже отмечалось в гл. I, чувствительность органов слуха в воде сильно ухудшается, а обычно надеваемый на голову шлем из неопреновой резины, являющийся частью мокрого гидрокостюма, еще более уменьшает силу звука. Все это резко снижает эффективность акустической системы связи. Однако она отличается простотой конструкции и дешевизной и в силу этого находит некоторое применение в водолазном деле.

Системы связи на основе электромагнитного излучения. Электромагнитное излучение, или низкочастотные радиоволны, в настоящее время используется для связи как пбд водой, так и вблизи ее поверхности. Недостаток этого метода связи заключается в том, что вода поглощает значительную часть энергии в данном диапазоне частот. Подобный вид связи может с успехом применяться водолазами, находящимися на поверхности, однако он не позволяет удовлетворительно решить проблему подводной связи.

Системы связи с использованием электрического поля. В свое время были сделаны попытки использовать электрическое поле в качестве передающей среды для систем подводной связи. Принцип передачи основан на создании электрического поля, обычно между двумя пластинами, путем усиления человеческого голоса и образования разности потенциалов между этими пластинами. Генерируемое таким образом электрическое поле воспринимается соответствующим приемным устройством. Подобный метод обеспечивает получение совершенно свободного от помех канала связи при условии, что поблизости не располагается какое-либо другое электрическое или электронное оборудование, генерирующее мощные электрические поля. Вполне понятно, что дальность действия такой системы определяется мощностью передатчика и чувствительностью приемника. Однако с увеличением мощности водолаз начинает ощущать наличие электрического поля как удар тока средней силы.

В связи с отсутствием достаточно точных данных относительно воздействия электрических полей на водолаза система не нашла широкого применения. В настоящее время разрабатываются новые методы подводной связи с использованием электрических полей, и вполне возможно, что в течение ближайших лет этот метод позволит создать безопасную и удобную систему подводной связи.

Гидроакустическая связь с модулированием несущей частоты. Наиболее удачные из разработанных на сегодняшний день систем подводной связи основаны на использовании амплитудно- или частотно-модулированной несущей частоты. Подобные системы могут передавать человеческую речь с такой же точностью, как и линия телефонной связи. Тип системы определяется конкретными условиями ее применения^. Ограничивающими факторами являются шум окружающей среды в районе использования аппаратуры и требуемая дальность связи.

К наиболее активным источникам подводного шума относятся различные морские животные, в первую очередь двухстворчатые моллюски. Если водолазам предстоит работа вблизи свай, густо заселенных подобными моллюсками, несущая частота должна быть достаточно высокой, чтобы исключить влияние основной части этого фонового шума. Оптимальной в данном случае является частота 40 кГц. Типичным образцом аппаратуры связи этого типа может служить система Аквасоникс-420, в которой применена амплитудная модуляция несущей частоты. Дальность связи между водолазами в обычных условиях составляет около 145 м, а в открытом море, где уровень постороннего шума ниже, достигает 450 м.

Гидроакустическая связь с передачей на боковой полосе частот. В случае необходимости обеспечивать связь на сравнительно большое расстояние следует использовать более низкие частоты, отличающиеся лучшими характеристиками пропускания. Наиболее широко применяются частоты -в диапазоне 8—11 кГц, на использовании которых основаны системы подводной связи между кораблями ВМС. Аппаратура для передачи на боковой полосе частот такого диапазона позволяет водолазам поддерживать связь между собой на расстоянии до 1370 м, причем небольшие размеры аппаратуры не ограничивают свободы действий аквалангистов. Типичным образцом оборудования подобного рода является система Хай-дро продактз-811, основанная на передаче боковой полосы с подавлением несущей и работающая на фиксированной частоте 8,0875 кГц. Минимальная дальность связи с помощью такой системы составляет 900 м, в открытом море она превышает 1400 м. Предусмотрена возможность использования этой системы в небольших подводных лабораториях, а в настоящее время она широко применяется в качестве системы аварийной резервной связи в водолазных камерах.

Техника освоения морских глубин. Пер. с англ. Л., “Судостроение”
Дж.Кенни.

Опубликовано:
11.10.12


Категория -

     

© Ilovediving.ru