Главная страница | Античность | Средние века | Новое время | Двадцатый век | Техника | Самолеты | Корабли | Вооруженные силы | США | Технологии и наука Использование волоконно-оптических средств в ВВС США

 

Использование волоконно-оптических средств в ВВС США

 

Американские правящие круги широко используют новейшие достижения науки и техники п своих милитаристских приготовлениях. В частности, в США разрабатываются и внедряются в различных системах военного назначения волоконно-оптические средства, и особенно волоконно-оптические кабели. По своим возможностям эти кабели значительно превосходят стандартные коаксиальные. Так, для замены двухжильного металлического коаксиального кабеля СХ-11230, который находит применение на узлах связи и в межобъектовых кабельных линиях связи, создан волоконно-оптический AN/GAC-1, позволяющий осуществлять связь на расстоянии 6—64 км, а для замены 26-каналь- ного металлического кабеля СХ-4566 разработан шестиканальный AN/FAC-1. В иностранной прессе сообщается, что уже существует волоконно-оптический кабель, который можно прокладывать по поверхности земли с вертолета, летящего со скоростью до 50 м/с. Его диаметр 2,54 мм, вес 5,64 кг на погонный километр. Он имеет усилие на разрыв 68 кг, затухание сигнала 5 дБ/км, изготовляется упаковками длиной по 2 км. Применение этого кабеля дает возможность организовать связь на расстояние до 8 км со скоростью до 20 Мбит/с в диапазоне волн от 0,8 до 1,3 мкм.

Большой интерес, проявляемый к волоконно-оптическим линиям связи, обусловлен рядом важных их преимуществ перед традиционными коаксиальными и многожильными кабельными линиями. К важнейшим зарубежные специалисты относят малые габариты и вес, невосприимчивость к радиопомехам, отсутствие электромагнитных излучений, большую пропускную способность, низкое затухание сигнала, хорошие диэлектрические свойства, высокую механическую прочность, пожаробезопасность, устойчивость к коррозии, нагреву и химически активным веществам, относительно небольшую стоимость.

Волоконно-оптические кабели значительно легче медных. Так, если погоннчй вес обычного медного кабеля диаметром 75 мм составляет 4 кг/м, то у волоконно-оптического такой же пропускной способности он равен примерно 50 г/м при диаметре 6 мм. Это преимущество считается особенно важным для авиационной бортовой аппаратуры. Сообщается, что кабельные соединения только системы управления оружием и навигации штурмовика A-7D «Корсар-2» имеют около 300 металлических проводов общей длиной свыше 570 м и весом до 16 кг. Они могут быть успешно заменены 13 волоконно-оптическими кабелями общей длиной 70 м и весом примерно 1,2 кг. Высокая пропускная способность волоконно-оптических кабелей обусловлена широкой полосой пропускания, которая в зависимости от типа кабеля при длине волны 1,3 мкм достигает от 3 — 5 ГГц до 100 ГГц. Вследствие этого и информационная емкость волоконно-оптических линий связи почти в 10 тыс. раз выше, чем коаксиальных. Важным свойством волоконно-оптических кабелей в отличие от медных, в которых происходит быстрое возрастание затухания сигнала с ростом частоты модуляции, является низкое затухание. Так, если для медного коаксиального кабеля затухание составляет от 20 дБ/км (при частоте 60 МГц) до 140 дБ/км (900 МГц), то для волоконно-оптического затухание в этом диапазоне постоянно и не превышает 10 дБ/км. В настоящее время, судя по сообщениям иностранной прессы, уже разработаны волоконно-оптические кабели с затуханием до 0,2 дБ/км, применение которых позволит рассредоточить наземные элементы различных систем. Свойство низкого затухания в волоконно-оптических кабелях дает возможность увеличивать дальность действия средних и дальних линий связи и передачи данных.

На борту летательных аппаратов, несмотря на принятие особых мер по экранировке силовых кабелей и источников радиоизлучений, обычно наблюдается высокий уровень электромагнитных помех, что не позволяет уменьшить частоту появления ошибок в передаче данных между бортовой аппаратурой менее чем до 10~6. Считается, что благодаря использованию волоконно-оптических кабелей отпадает необходимость в особых мерах по экранировке и уровень ошибок снижается до Ю-9. Кроме того, при эффекте полного внутреннего отражения в волоконно-оптическом кабеле исключаются ошибки в передаче данных в многожильных кабелях вследствие отсутствия перекрестных помех. Это же свойство исключает электромагнитные излучения и обеспечивает скрытность и невозможность перехвата передаваемой информации. Хорошие диэлектрические свойства оптического волокна обеспечивают полную электрическую изоляцию между источниками и приемниками излучения, благодаря чему не требуется общего заземления. Отсутствие искрений и других тепловыделяющих процессов при коротких замыканиях, холостом ходе и повреждениях линий в других системах обусловливает полную по-жаробезопасность волоконно-оптических кабелей, возможность осуществлять их прокладку через взрыво- и пожароопасные пространства.

Температуростойкость волоконно ческих кабелей доходит до 1000° (у коа сиальных — до 300°). За счет примене в их оболочках армирующих элементов кевлара механическая прочность таких кабелей повышается и не уступает прочности металлических. Это позволяет протягивать их через частично заполненные ка-бельпроводы, укладывать прямо на грунт, использовать отрезками длиной более 3 км.

Одним из важных свойств волоконно-оптических кабелей считается то, что они могут быть изготовлены из материалов, практически нечувствительных к радиационным излучениям ядерного взрыва. Сообщалось, в частности, что при испытаниях такие кабели получали повреждения при гамма-облучении с уровнем радиации только в 1 млн. Р/ч.

Благодаря вышеперечисленным преимуществам волоконно-оптические кабели находят все более широкое применение в вооруженных силах США, где осуществляется много программ, предусматр«вающих разработку и внедрение волоконно-оптических средств в бортовой авиационной и ко рабельной аппаратуре, в линиях связи передачи информации на различные расстояния, в том числе во внутренних линиях связи военных баз и командных пу _ тов, в системах спутниковой связи, дистанционного управления и других. Судя по сообщениям западной печати, в ВВС США выполняются следующие программы по использованию волоконно-оптических средств: в бортовой аппаратуре летательных аппаратов; в системах запуска и управления межконтинентальных ракет MX, крылатых ракет воздушного и наземного базирования; на командных пунктах и центрах управления отдельных командований; в тактических системах связи, охраны и световой сигнализации; в системах испытаний ядерного оружия и на ракетных полигонах. На борту летательных аппаратов волоконно-оптические кабели внедряются во все устройства, комплексы и подсистемы независимо от их функционального назначения.

Сообщалось о применении подобных кабелей в линии передачи компьютерных устройств AN/GYQ-21, которые используются на различных уровнях многих систем управления, разведки и связи, в том числе в штабе стратегического авиационного командования ВВС США. Замена металлических кабелей, допускающих максимальное удаление оборудования до 15 м и скорость передачи цифровых данных 50 кбит/с, волоконно-оптическими позволяет увеличить это расстояние до 2 км и скорость передачи до 60 Мбит/с. В системе управления тактической авиацией 485L волоконно-оптические кабели находят применение в наземных линиях связи. Эта высокомобильная система включает ряд центров, важнейшими из которых являются центры управления авиационной поддержки (ЦУАП) и центры управления и оповещения (ЦУО). Программа внедрения волоконно-оптических средств предусматривает их использование во внутри-объектовой связи этих центров, что, по мнению американских специалистов, сократит время развертывания системы и повысит ее живучесть. ЦУАП состоит обычно из оперативного центра AN/TSQ-93 и связанных с ним 26-канальным коаксиальным кабелем СХ-4566 трех узлов связи (тропосферной AN/TRC-97A, коротковолновой AN/TSC-60 и радиорелейной AN/MRC-107/108), обеспечивающих связь ЦУАП с авиацией в воздухе и другими элементами системы 485L. Замена кабелей СХ-4566 в кабельных линиях длиной примерно по 460 м между оперативным центром и узлами связи волоконно-оптическими при сокращении в 10 раз общего веса соединительных кабелей, по расчетам военных экспертов США, обеспечит разнесение узлов связи от оперативного центра до 3 км. Кроме того, предусмотренная замена коаксиального кабеля между станцией тропосферной связи AN/TRC-97A и ее антенной даст возможность разнести их на расстояние до 1 км, что не позволит противнику поразить саму станцию при пуске противорадиолокацион-ной ракеты по ее излучению.

ЦУО включает следующие центры: оперативный AN/TSQ-91, телеграфной связи AN/TGC-28, технического контроля AN/TSC-62 и коммутационный AN/TTC-30, а также трехкоординатную РЛС AN/TPS-43Е. Оперативный центр соединяется с РЛС триаксиальным кабелем, позволяющим разнести ее с кабиной оперативного центра всего лишь на 122 м. Считается, что замена этого кабеля волоконно-оптическим обеспечит удаление РЛС на расстояние 5,4 км при снижении общего веса кабелей в 2 раза.

В настоящее время, как свидетельствует зарубежная печать, более 150 км волоконно-оптических средств используется в качестве основных линий связи в системе управления, контроля и отображения информации при испытаниях МБР MX в центре испытаний на авиабазе Ванденберг (штат Калифорния). Этими кабелями соединяются пусковые установки и испытательные стенды с ракетами и дистанционным центром управления. Волоконно-оптические средства находят применение также в системах контроля двигателей и элементов конструкций самолетов, в линиях передачи изображения из труднодоступных и удаленных мест. Например, создан волоконно-оптический бороскоп, который имеет гибкий кабель диаметром около 8 мм, дает развертку в 240° и с вновь разработанным источником освещения позволяет производить качественное фотографирование осматриваемых полостей. Рассматривается вопрос об использовании волоконно-оптических средств в системе контроля конструкционных узлов самолетов, основанной на введении чрезвычайно тонких стекловолокон в отдельные узлы конструкции самолета и обнаружении трещин и других дефектов при разрыве или изменении прохождения света в этих волокнах.

Иностранная пресса отмечает факт использования волоконно-оптических средств в телевизионных системах на авиабазе Эдварде (штат Калифорния), где аа дне высохшего соленого озера расположена посадочная площадка для космических кораблей «Шаттл». В мобильной замкнутой телевизионной системе дистанционно управляемые телевизионные посты располагаются вдоль посадочной полосы, а удаленные посты наблюдения каждого телевизионного поста, находящиеся в фургонах, размещаются в 1000 м от полосы. Посты наблюдения соединены с телевизионными постами восьмиканальным волоконно-оптическим кабелем, у которого семь каналов служат для передачи изображений и звука, а восьмой — для управления.

Волоконно-оптические кабели используются в системах охраны объектов, как протяженные датчики систем сигнализации о вторжении в охраняемую зону. Считается, что их можно применять в качестве линий связи с простым доступом — к кабелю в любой точке прикрепляется пьезоэлектрический датчик для модулирования в волокне световых сигналов.

Использование волоконно-оптических средств в замкнутых телевизионных системах охраны авиабаз позволяет держать под постоянным визуальным наблюдением определенные районы, площадки и коридоры, при этом камеры могут находиться на расстоянии около 1 км от мониторов, а при наличии усилителей — более 9 км.

В настоящее время создан плоский волоконно-оптический телевизионный экран, который создает высококонтрастное изображение даже в хорошо освещенном помещении, дает значительное увеличение размеров исходного изображения и позволяет создавать телевизионные экраны большого размера. Такие экраны предполагается применять в качестве различных планшетов на командных пунктах и пунктах управления, особенно в высших звеньях командования. Быстрые темпы совершенствования технологии производства волоконно-оптических средств, повышение их технических характеристик и возможностей, резкое их удешевление, а также наличие других важных преимуществ предопределили их широкое внедрение в различные военные си« стемы, особенно в авиационную технику.

Подполковник В. Маслов

Источник - "Зарубежное военное обозрение" №1 1986.

Последнее обновление 18.02.2015

        Антропов Петр, 2001 - 2016.   Обратная связь:   petivantropov@gmail.com