Дон Росс (акустик)

Дон Росс
Дон Росс в 1965 году
Рожденный	( 1922-06-09 ) 9 июня 1922 г. Нью-Йорк , США
Умер	24 августа 2015 г. ) ( 24.08.2015 ) ( 93 года
Образование	Гарвардский университет
Род занятий	Подводник , акустик
Известный	разработки по снижению обнаружения подводных лодок и подводного шума
Супруг	Нэнси Мартин ( м. 1972 г.)
Дети	Франклин Росс, Билл Росс, Энди Росс

Дон Росс (9 июня 1922 - 24 августа 2015) был гражданским подводником и экспертом по акустике. С 1945 по 1987 год Росс в основном работал с ВМС США , занимаясь разработками в области снижения обнаружения подводных лодок и подводного шума. Россу приписывают открытие того, что низкочастотный окружающий шум океана во многом определяется судоходством , и что окружающий шум океана неуклонно растет из-за деятельности человека. Он также произвел первые детальные измерения шумовых характеристик атомных подводных лодок .

Ранний период жизни

Росс родился в 1922 году в Нью-Йорке . Первоначально интересуясь египтологией в годы учебы в средней школе (а также зная древнеегипетский алфавит), Росс посещал среднюю школу ДеВитта Клинтона , а затем перешел в деревенскую школу Ривердейла ; оба в Бронксе . Его приняли в Чикагский университет на факультет археологии в 1939 году, накануне Второй мировой войны. Директор Росса в Ривердейле убедил его «принимая во внимание мировую ситуацию» вместо этого подать заявление в Гарвард на специальность по физике . Оттуда он окончил в 1942 году со степенью бакалавра физики. в 1953 году защитил докторскую диссертацию по прикладной физике и инженерным наукам в Гарварде.

Карьера

Гарвардская лаборатория подводного звука и Лаборатория исследования боеприпасов, штат Пенсильвания

По окончании бакалавриата Росс получил преподавательскую стипендию на физическом факультете Гарварда. Эдвин К. Кембл , глава отдела в то время, когда Росс там работал, работал в Гарвардской лаборатории подводного звука (HSUL), где искал способы разработки бесшумных пропеллеров для торпед с акустическим самонаведением. В конце 1944 года, с приближением конца войны, проект торпеды договорился с Penn State о переносе в конце войны в новую Лабораторию исследования боеприпасов (ORL). Кембл понял, что не поедет в Пенсильванский университет, и ему нужен преемник для этого проекта. Кембл попросил Росса присоединиться к нему на несколько месяцев в HUSL с намерением продолжить работу над пропеллером в Penn State.

На последнем курсе колледжа Росс специализировался на ядерной физике до того, как эта область стала известна во время войны. Вербовщики Манхэттенского проекта организовали его отправку в Лос-Аламос в качестве армейского сержанта, но в процессе медицинского обследования у него была проколота правая барабанная перепонка, что дисквалифицировало его. Росс оставался в Кембридже до конца войны.

Работая в штате HSUL перед переездом в штат Пенсильвания, Росс впервые узнал о кавитации гребного винта, основном источнике шума гребного винта. В ходе своих исследований в это время он разработал индекс, который будет использоваться военно-морскими архитекторами для прогнозирования степени кавитации для винтов корабельных, подводных лодок и торпед. Ему удалось объяснить, почему гребные винты американских подводных лодок создавали кавитацию на скоростях, значительно меньших, чем те, которые были предсказаны их конструкторами, а также разработать объяснение «эффекта аномальной глубины». Эти идеи привели к созданию водного туннеля Гарфилда Томаса .

Белл Лаборатории

Вскоре после получения докторской степени в 1952 году Росс получил предложение от Bell Telephone Labs (BTL) присоединиться к ним в качестве гидродинамика в программе ВМФ по проектированию и созданию системы подводных датчиков ( система звукового наблюдения SOSUS ), предназначенной для раннего предупреждения о подход с расстояния любой российской подводной лодки-ракетоносца. В системе использовался сигнальный процессор LOFAR, который обнаруживал низкочастотные тональные компоненты, излучаемые кораблями и подводными лодками. Росс был назначен на неполный рабочий день в небольшую группу BTL, помогающую ВМФ оценивать эффективность и разрабатывать руководства по классификации целей. Каждая станция SOSUS имела оборудование LOFAR для сорока направленных лучей, и вначале велись записи всех (в основном) обнаружений торговых судов. Вскоре стало очевидно, что некоторые лучи обеспечивают гораздо больше контактов с кораблями, чем другие. Также было подтверждено, что корабли, обнаруженные на этих «горячих лучах», находились дальше, чем те, которые были обнаружены на других лучах. Используя глобус и пройдя по большому круговому маршруту, Росс в сотрудничестве с Ларри Черчиллем обнаружил, что горячие лучи возникают на другой стороне океана, в таких местах, как Гибралтар и Ла-Манш , где корабли переходили между мелководьем и глубоководьем. Первоначально названное «Эффектом Мегафона», эти обнаружения на больших расстояниях объяснялись явлением распространения вниз по наклону, при котором звук от приповерхностного источника отражается от наклонного дна в глубокий звуковой канал , где он может распространяться на большие расстояния. с минимальными потерями.

Низкочастотный окружающий шум и распространение звука измерялись системой SOSUS. Неизменно уровни окружающего шума оказывались значительно ниже, чем можно было бы ожидать на основе экстраполяции уровней, измеренных на более высоких частотах во время Второй мировой войны. Росс был одним из первых, кто связал это открытие с информацией о том, что подводный шум, вызванный дождем и другими подобными источниками, достигает максимума на частотах от 500 до 1000 Гц и значительно ниже на частотах, используемых SOSUS. На основе этого наблюдения и некоторых измерений, сделанных в Вудс-Хоуле вскоре после Второй мировой войны, Росс разработал первый набор спектров окружающего шума, для которого амплитуды на низких частотах зависели от плотности судоходства. Эти кривые, разработанные в 1954 году, были первыми, которые признали, что только выше 300 Гц окружающая среда контролируется шумом ветра и волн, а на более низких частотах шум не зависит от морских условий и вместо этого возникает из-за судоходства.

До тех пор, пока он не покинул BTL в 1958 году, Росс активно работал над тем, чтобы успокоить USS Nautilus ВМС США , первую атомную подводную лодку . Он также тесно сотрудничал с ВМФ, чтобы подтвердить посредством звуковой подписи, что русские разработали собственную атомную подводную лодку ( подводную лодку класса «Ноябрь» ) всего через два года после «Наутилуса» . постройки Позже выяснилось, что шпион украл чертежи «Наутилуса » и передал их Советам .

Болт, Беранек и Ньюман, ONR Лондон и Центр исследований и разработок военно-морских кораблей

В 1958 году Росс начал работать в молодой консалтинговой фирме по акустике Bolt, Beranek and Newman в Кембридже. Здесь он писал отчеты по широкому кругу тем, связанных с шумом подводных лодок, некоторые из которых напрямую способствовали способности ВМФ строить тихие атомные подводные лодки. В это время он оставался консультантом SOSUS.

С 1964 по 1965 год Росс с семьей жил в Лондоне . Росс на год получил престижную должность в Управлении военно-морских исследований в качестве научного сотрудника по акустике. Его работа заключалась в том, чтобы брать интервью у акустиков в Великобритании и Европе и сообщать ONR о своих исследованиях.

Росс и его семья вернулись в Штаты в 1965 году, а к 1967 году Росс был выбран третьим главой Лаборатории корабельной акустики и вибраций (SAD) Центра исследований и разработок военно-морских кораблей (NSRDC) (бывший Модельный бассейн Дэвида Тейлора - DTMB). ) в Кардероке, Мэриленд. За это время Росс принял участие примерно в дюжине шумовых испытаний атомных подводных лодок. Самым заметным из инцидентов, в которых Росс был замешан за это время, были « Безумный Иван спецоперации ».

«Сумасшедший Иван»

Специальные задания подводных лодок ударного класса привели ВМС США в советские воды, происходили столкновения с российскими подводными лодками. В ДТМБ это подозревали, поскольку их иногда просили проанализировать куски резинового покрытия или образцы краски, прибывшие с советских подводных лодок. Чего они не знали, так это того, что сообщения об этих столкновениях мешали переговорам по разоружению на высоком уровне. Ситуация настолько ухудшилась, что в конце апреля 1970 года тогдашний президент Никсон приостановил все специальные операции, по крайней мере, до тех пор, пока его не убедили, что столкновений можно избежать.

В субботу, 2 мая, адмирал Деннис Уилкинсон вызвал группу из нескольких организаций в свой офис в Норфолке и объяснил проблему. Им предстояло найти и устранить причину столкновений. Уилкинсон поручил Sturgeon класса Россу и его лаборатории три подводные лодки на две недели. На должности начальника головной лаборатории ему было поручено оперативное управление. В воскресенье он созвал собрание ключевого персонала, чтобы организовать испытательную группу и спланировать программу испытаний для того, что вскоре станет известно как операция «Герман», в память о бывшем члене команды Bell Labs Германе Штраубе. В тот же день авианосцы USS Whale , USS Sunfish и третья подводная лодка отправились из Нью-Лондона в Чарльстон, который должен был стать базой проекта. Там военный корабль США «Кит» был оснащен специальным оборудованием, позволяющим имитировать акустическую сигнатуру советской подводной лодки, а военный корабль США « Санфиш» был готов выступать в роли прицепа. Третья субмарина должна была оставаться в порту в качестве резервной на случай, если у кого-то из двух возникнут проблемы. Через два дня Кит и Sunfish отправились в отдаленное место на Багамах, чтобы провести пять дней, моделируя следящие встречи. Сферическая гидролокационная группа была оснащена системой автоматического слежения, которая определяла как вертикальное, так и горизонтальное направление самого сильного сигнала. Сонар всегда был направлен вверх, подразумевая, что подслушивающая подлодка находилась глубже, чем отслеживаемая подлодка. Проблема была вызвана поверхностными отражениями. Самый сильный сигнал исходил не непосредственно от контакта, а с поверхности. В ходе своих испытаний они подтвердили проблему, а затем разработали процедуру ее решения.

16 мая, ровно через две недели после первоначального задания, Росс был доставлен в Норфолк на самолете адмирала , чтобы представить результаты испытаний и помочь написать новый оперативный приказ, устраняющий проблему. В тот же день адмирал Уилкинсон вылетел в Вашингтон и проинформировал президента Никсона в Белом доме , и президент одобрил возобновление специальных операций. В 1971 году Росс получил за свою службу высшую гражданскую награду ВМФ - Премию за выдающиеся заслуги перед гражданской службой и стал пожизненным членом Лиги подводных лодок ВМФ.

Тетра Тех

В 1972 году Росс начал работать в компании Tetra Tech в Росслине, штат Вирджиния, при условии, что он и его семья будут переведены в Сан-Диего после завершения исследования для ВМФ относительно предлагаемой подводной лодки с крылатыми ракетами. Компьютерная модель SubSim должна была использоваться для моделирования столкновений новой субмарины с предполагаемой советской подводной лодкой. Единственная проблема заключалась в том, что во всех этих столкновениях использовались гидролокаторы, обнаруживающие излучаемый противником шум, и Росс должен был быть единственным человеком в штате, имевшим базовые знания в таких вопросах.

Для моделирования требовались характеристики советских подводных лодок через десять лет. У ВМФ был официальный документ об угрозах; но это предполагает, что русские будут просто копировать тихие подводные лодки США, отставая как минимум на пять лет. Дик Робинсон и Росс разработали свою собственную угрозу и представили ее группе ВМФ, возглавляемой адмиралом Эдом Уоллером. После своего 15-минутного выступления адмирал сказал, что он слышал множество презентаций угроз и никогда не мог сказать, какие из них основаны на достоверной разведке, какие — на инженерных расчетах, а какие — на политических. «Какой твой?» - спросил он Росса, который ответил: «Все три, адмирал». После чего он повторил разговор, указав тип источника каждого предмета. И, наконец, «скорость в 35 узлов обусловлена ​​тем, что Риковер хочет построить новую 35-узловую подводную лодку». Адмирал был настолько доволен, что пригласил Росса выступить с речью перед высокопоставленной группой в Пентагоне. И вскоре их угроза была принята в качестве официальной угрозы ВМФ.

В 1973 году Росс и его семья официально переехали в Сан-Диего . Росс занимал должность вице-президента систем Tetra Tech и продолжал занимать эту должность до 1983 года. С 1976 по 1979 год Росс также занимал должность заместителя директора исследовательского центра SACLANT ASW в Ла Специи , Италия. В 1976 году он написал «Механику подводного шума».

Пост-карьера

Росс провел свои пенсионные годы в качестве преданного волонтера и государственного служащего. Он был пятилетним волонтером в отделе по борьбе с домашним насилием Департамента полиции Сан-Диего , членом Клуба сома и участвовал в Унитаристском универсалистском товариществе Сан-Диегито. Он погрузился в изучение кардиологии и изучал влияние статинов на пожилых людей. Он также изучал и читал лекции по вопросам изменения климата .

Личная жизнь

Росс женился на своей первой жене Гарриет Мэй Мерфи в 1942 году. У них было трое сыновей (Франклин, Билл и Энди) до развода в октябре 1972 года.

Росс женился на Нэнси Мартин в ноябре 1972 года. Они оставались вместе до ее смерти в мае 2010 года.

Награды

Он получил награду ВМФ «За выдающиеся заслуги перед гражданской службой» за «решение многочисленных неотложных и важных проблем, связанных с эксплуатацией подводных лодок». проблемы».

Росс был членом Акустического общества Америки.