Сигналы подводных лодок
 | Эта статья написана как личное размышление, личное эссе или аргументативное эссе , в котором излагаются личные чувства редактора Википедии или представлен оригинальный аргумент по определенной теме. ( Март 2023 г. ) |
Сигналы подводных лодок в начале 20 века имели особое, даже фирменное значение. Оно применялось к системе навигационных средств , разработанной, запатентованной и произведенной компанией Submarine Signal Company бостонской . Компания производила акустические сигналы для подводных лодок, сначала колокола и приемники, а затем датчики для средств навигации. Сигналы были фиксированными, связаны с огнями и другими стационарными средствами или устанавливались на борту судов, позволяя предупреждать о фиксированных опасностях или передавать сигналы между судами. ATLAS-Werke , в то время компания Norddeutsche Maschinen und Armaturenfabrik, Германия, также производила оборудование по лицензии в основном для европейского рынка.
Система использовала более надежный подводный звук для проецирования акустических сигналов от береговой станции или подводной опасности, на которую был подан сигнал. Сигналы обычно были связаны с маяком , колокольным буем или подвешивались на треноге на морском дне, соединенном с береговыми станциями кабелем. Сначала система зависела от колоколов с электрическими бойками. Приемники на борту кораблей могли обнаруживать акустический сигнал, а при наличии приемников на каждой стороне корабль мог определять приблизительное направление, откуда исходил сигнал. Также была создана система «корабль-корабль», позволяющая кораблям, оборудованным таким образом, обнаруживать друг друга и определять направление в тумане. Компания собирала данные с кораблей, включая дальности, на которых были обнаружены сигналы конкретных станций. Собранные данные сформировали раннюю базу акустических свойств океана. Оригинальные колокола были быстро заменены генератором Фессендена , преобразователем, после его изобретения Реджинальдом Фессенденом , разработка которого началась в 1912 году в компании Submarine Signal Company. Этот преобразователь позволял как отправлять, так и получать сигналы, что привело к значительному прогрессу как в подводных сигналах, так и в расширении подводной телеграфии и экспериментах с подводной телефонной связью и, в конечном итоге, гидролокатором.
Корабли, коммерческие или военно-морские, оснащенные подводными сигнальными средствами, имели это оборудование, отмеченное как одна из навигационных возможностей корабля в регистрационной информации с первого десятилетия века до почти середины века. В 1907 году эта информация была важна для страховых компаний, и Американское бюро судоходства потребовало, чтобы суда, оборудованные таким образом, обозначались пометкой «Sub. Sig». в информации о судовом реестре. Коммерческие линии рекламировали эту возможность как меру безопасности. Подводная сигнализация устарела и вытеснена достижениями во время Второй мировой войны.
В 1946 году компания Submarine Signal Company была приобретена компанией Raytheon и объединена с ней, став подразделением морской пехоты Raytheon после того, как она стала национальным лидером в области подводного звука, гидролокаторов и других работ с военно-морским флотом во время мировых войн и разветвления на другие морские системы.
Ранние исследования
[ редактировать ]В 1826 году Жан-Даниэль Колладон и Жак Шарль Франсуа Штурм использовали погруженный в воду колокол для экспериментов в Женевском озере . Люциан И. Блейк совместно со Службой маяков США проделал аналогичную работу в 1883 году, используя затопленный колокол с явной целью использования звука в качестве средства навигации. [1] [2] Впоследствии эксперименты проводились независимо в Англии и США.
Проблемы приема, связанные с корабельным шумом, были частично решены, когда А. Дж. Мандей, который работал с доктором Элишой Греем над передачей сигналов подводными колоколами для включения реальных сообщений, обнаружил, что микрофон, помещенный в металлический ящик, наполненный водой и прикрепленный к обшивке корабля с внутри разрешен чистый прием. В дальнейших экспериментах размещение таких микрофонов по бокам корабля позволило определить направление источника. Интенсивность с одной стороны указывала на то, что источник находится на той стороне корабля, а равная интенсивность указывала на то, что источник находится прямо впереди. [1] [2] [3] Блок указателя направления позволял выбирать приемники индивидуально для сравнения мощности сигнала по направлению. [4]
В ходе экспериментов были определены модификации колоколов, используемых в воздухе, которые оптимизировали их для использования под водой. Электрические системы боя позволяли подключать колокола к наземным средствам. Канадские эксперименты показали практичность определения направления путем сравнения приема двумя приемниками, установленными на каждой стороне носовой части судна. [5]
Коммерческое производство
[ редактировать ]
Компания Submarine Signal Company была основана в Бостоне, штат Массачусетс, чтобы превратить исследования в навигационную помощь. Компания разработала, запатентовала и начала производство электромеханических колокольных сигналов и корабельных приемников на основе предыдущих исследований, представивших в 1901 году первое в мире электронное подводно-акустическое навигационное средство. [2] [6] [7] [8] [примечание 1]
Сигнальная система имела особое значение для безопасного плавания в тумане. Туманные сигналы, гудки и свистки, передаваемые по воздуху, были ненадежными и нестабильными. Звуковые сигналы через воду были более надежными и имели большую дальность действия. [1] Морские опасности можно обозначить с помощью звонка, установленного на треноге, соединенного с береговой станцией кабелем. [9] Подобная система подводных колоколов, установленных на кораблях, позволяла передавать сигналы между кораблями, чтобы избежать столкновений в тумане. [2] Лайнер «Кунард» « Лукания» был оснащен первым сигнальным устройством для подводных лодок типа «корабль-корабль». [10]
Совет маяков США проявил некоторый интерес, но не предпринял немедленных действий. [2] Британское Адмиралтейство и Тринити-Хаус , а также в Германии Северо-германская пароходная компания Ллойда сразу же обратили внимание на потенциал и стали пионерами в его внедрении как на сигнальных станциях, так и в качестве корабельных приемников. [2] Немецкая компания Norddeutsche Maschinen und Armaturenfabrik (1902 г.), ставшая в 1911 г. Atlas Werke, производила систему по лицензии Submarine Signal Company. [11] Основные линии оснащали свои корабли этим аппаратом, так что в 1905 году, после опыта с Lucania и Norddeutscher Lloyd лайнерами Kaiser Wilhelm II , Kronprinz Wilhelm и Kaiser Wilhelm der Grosse , которые успешно использовали эту систему, Cunard объявила, что весь ее флот будет иметь это устройство. [12] Примером значительного коммерческого преимущества, позволяющего действовать, когда другие корабли были окружены туманом, был случай, когда лайнер «Кайзер Вильгельм II» смог войти в гавань за двадцать два часа до того, как туман в устье реки Везер рассеялся и другие суда смогли войти в гавань. войти в порт. Используя подводные сигналы входного маяка, корабль смог войти в чистую от тумана гавань для высадки пассажиров и грузов. [4]
В октябре 1906 года Адмиралтейство провело испытания с использованием колокола, который использовался на американских маяках. Испытания прошли успешно: Адмиралтейство рекомендовало их использовать в качестве средства прибрежной навигации с примечаниями о возможном использовании кораблей для предупреждения и определения направления другого корабля в тумане. Также были обозначения использования подводных лодок и «базовых кораблей», при этом некоторые результаты по подводным лодкам не публиковались как чисто военные по своему применению. [13] Опыт линкоров ВМС США в тумане у Нантакет-Шолс доказал, что флот может на пониженной скорости безопасно перемещаться и поддерживать строй, используя сигналы. [14]
Инсталляции
[ редактировать ]3 марта 1905 года закон США разрешил финансирование вспомогательных средств, включая сигналы подводных лодок. К лету 1906 года власти США установили сигналы, особенно на маяках, стоявших в Бостоне, Поллок-Рипе, Нантакете, Файер-Айленде и Сэнди-Хук. [15] Соединенные Штаты и Канада размещали сигналы в важных местах. Совет маяков США заказывал системы для Мексиканского залива , а Великобритания внедрила эту систему для всех своих средств навигационного оборудования. В 1910 году в отчете Министерства торговли США было указано сорок девять сигналов, установленных к 30 июня, в основном на маяках. [16] Расширение до Великих озер выявило проблему с установкой форпикового приемника на морских судах, эксплуатирующихся в легких условиях в пресной воде. Форпик почти вышел из воды, что снизило эффективность, что потребовало решения от Submarine Signal Company. [9]
К 1907 году сигналы широко использовались на большинстве крупных кораблей, оснащенных приемной аппаратурой. Приемное устройство превратилось из простого приемника на днище корабля в два гидрофона в заполненных водой кингстонных ящиках на каждом борту корабля, что позволяло кораблю определять направление, откуда пришел сигнал. [6] [17] [18] Компания Submarine Signal Company с филиалами в Бремене, Ливерпуле, Лондоне и Нью-Йорке занималась не только производством аппаратуры, но и сбором данных от судоходных компаний и отдельных кораблей о работе сигналов. [17] [18]
Полезность сигналов становилась очевидной по мере того, как было оборудовано больше станций и кораблей. Выдающиеся капитаны кораблей, такие как Джеймс Уотт, магистр «Лузитании» , решительно поддерживали эту систему. Морским страховщикам требовалась информация о том, какие суда были оборудованы для корректировки рисков при страховании судов и грузов. [19] Американское бюро судоходства включило в реестр информацию о том, было ли судно оборудовано подводной сигнальной аппаратурой, а также беспроводной связью. [20] Реестры, в которых отмечается навигационное оборудование яхт и кораблей, внесенное в список «Система подводной сигнализации» или «Sub.Sig». как видно из яхты «Нома и Регистр Ллойда» , второй столбец «Специальные освидетельствования» судов. [21] [22]
Технологические достижения
[ редактировать ]Компания Submarine Signal стала первой компанией, занимающейся подводной акустикой , ставшей национальным экспертом по подводному звуку и производящей акустические средства навигационного оборудования. В последующие годы она также стала основным поставщиком гидролокаторов для ВМС США. [23]
Метод, названный синхронной передачей сигналов, сочетает сигналы звонка со скоординированными радиоточечными сигналами для обеспечения прямого расстояния до сигнала без использования секундомеров. Радиоточки будут следовать последовательности ударов колокола, и количество точек, полученных до следующего сигнала звонка, будет указывать расстояние в полмили. [24] Станции, имеющие возможность и точный метод использования комбинированной радиосвязи, в том числе станции, передающие сигналы радиопеленгации и сигналы подводных лодок, публиковались в морских заметках и таблицах. [25]
Генератор Фессендена, изобретенный инженером-консультантом компании Submarine Signal Реджинальдом Фессенденом в 1913 году и разработанный и изготовленный в 1914 году, представлял собой преобразователь , который был проще в установке и обслуживании, мог как отправлять, так и получать, а также позволял осуществлять кодированную связь между любыми двумя установками, включая подводные лодки. Колокола были быстро сняты с производства, а установки, оборудованные датчиками, оставались активными до Второй мировой войны. [6] [7] [26] [27] Колокола были пригодны для передачи сигналов, даже кодированных ударов для идентификации, но компания искала метод акустической связи. Генератор выполнил эту задачу и привел к дальнейшему развитию подводной акустики. [28] Компания быстро заменила колокола на датчики и начала работать над их использованием в подводной телеграфии, но она не торопилась распознавать или использовать в своих интересах звуковое измерение расстояния, представляющее интерес для Фессендена, так что другие взяли на себя инициативу в области звуковой навигационной дальности теперь . обычно просто известный как сонар. [26] [27]
Сигналы подводных лодок во время войны
[ редактировать ]Компания Submarine Signal Company с устройством Фессендена сосредоточила свое внимание на подводной телеграфии, начиная с подводных телефонов. С распространением морской радиосвязи дорогая версия для подводных лодок исчезла. Несмотря на демонстрацию Фессенденом в июне 1914 года эффективности своего устройства в телеграфии, этот аспект исчез, и «чувствительный» потенциал, впервые грубо примененный для обнаружения айсбергов, стал критически важным во время Первой мировой войны и подводной войны. [29]
Основное внимание было уделено подводной акустике и возможности обнаружения подводных лодок по звуку как пассивно, так и активно. Существующие приемники, предназначенные для обнаружения преднамеренных сигналов, оказались неспособными обнаружить посторонние звуки подводных лодок. Гарольд Дж. Фэй из компании Submarine Signal был приглашен на встречу с руководителем Бюро паровой техники 20 марта 1917 года для обсуждения создания станции акустических исследований в Ист-Пойнте, Нахант, Массачусетс . Фэй заверил, что имущество будет предоставлено. присоединятся Western Electric Company и General Electric Company После реализации проекта к работе над проектом . 8–9 мая представители компаний встретились в Вашингтоне для установления рабочих отношений. [30] [31]
Чтобы развеять опасения Военно-морского консультативного совета по поводу того, что интересы военно-морского флота могут не быть удовлетворены в общих исследованиях, эту работу будет контролировать Специальный совет ВМФ по противолодочным средствам. Командующий Клайд Стэнли Макдауэлл был секретарем совета, а позже выполнял ту же функцию на военно-морской экспериментальной станции в Нью-Лондоне, Коннектикут . Наантская противолодочная лаборатория, построенная 7 апреля 1917 года, стала первой противолодочной акустической лабораторией ВМФ. Лаборатория, группа зданий за охраняемым охранным ограждением, стала местом, где исследования «подводных сигналов» вошли в новую область противолодочной акустики. [30] [31] [примечание 2]
Подача сигналов подводных лодок в качестве навигационных средств, а также погасание многих огней была остановлена, чтобы не помогать подводным лодкам противника и не становиться точками сбора кораблей-мишеней. [32]
Слияние Submarine Signal Company с Raytheon
[ редактировать ]Во время Первой мировой войны и после того, как компания Submarine Signal Company расширила свое производство на саженемеры и другую морскую электронику, включая радиопеленгаторы и радиотелефоны, поскольку значение акустических средств утратилось, а радионавигация приобрела все большее значение и пользователей. В 1946 году компания была приобретена и объединена с American Appliance Company , позже Raytheon, чтобы стать морским подразделением этой компании, ответственным за всю продукцию морского применения. [23] [33]
Сноски
[ редактировать ]- ^ Корпоративные офисы Бостона располагались по адресу 88 Broad Street, а завод, известный как Submarine Signal Building, - на Вашингтон-стрит, 160. Другими офисами в 1907 году были: Нью-Йорк на Брод-стрит, 68; Лондон, Виктория-стрит, 72; Ливерпуль на Дьюк-стрит, 10; Германию представляла компания Norddeutsche Maschinenund Armaturenfabrik, Бремен.
- ↑ Область противолодочной акустики снова выросла во время Второй мировой войны и «взорвалась» во время Холодной войны. Основные средства пошли на исследования и применение таких проектов, как система звукового наблюдения времен холодной войны . Лаборатории и проекты посвятили себя изучению и применению подводной акустики.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Сойер, Флорида (10 декабря 1914 г.). «Подводная сигнализация и предлагаемый метод безопасного плавания в тумане» . Транзакции . 22 . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Общество военно-морских архитекторов и морских инженеров: 115–128 . Проверено 15 марта 2020 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж Милле, Дж. Б. (10 декабря 1914 г.). «Последние разработки в области подводной сигнализации» . Транзакции . 22 . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Общество военно-морских архитекторов и морских инженеров: 107–114 . Проверено 15 марта 2020 г.
- ^ «Сигнализация подводных лодок по телефону» . Мир электротехники и инженер . Том. 37, нет. Май 1901. 4 мая 1901. с. 718 . Проверено 18 ноября 2018 г.
- ^ Jump up to: а б Перкинс, Фрэнк К. (октябрь 1914 г.). «Бензиновая электрическая и пневматическая сигнализация подводных лодок (с иллюстрациями)» . Американский морской инженер . 9 (10). Нью-Йорк: Благотворительная ассоциация Национальной морской инженерии: 29–34 . Проверено 18 марта 2020 г.
- ^ Талбот, Фредерик А. (1 августа 1906 г.). «Подводная сигнализация в океане» . Маклина . Том. 12. С. 106–108. Архивировано из оригинала 17 марта 2020 года . Проверено 18 ноября 2018 г.
- ^ Jump up to: а б с Мьюир, Томас Г.; Брэдли, Дэвид Л. (осень 2016 г.). «Подводная акустика: краткий исторический обзор времен Второй мировой войны» (PDF) . Акустика сегодня . 12 (3) . Проверено 15 марта 2020 г.
- ^ Jump up to: а б Уилер, Уэйн. «История туманных сигналов — подводных колоколов» . Общество маяков США . Проверено 15 марта 2020 г.
- ^ «(Патенты компании подводной связи)» . 2020 . Проверено 16 марта 2020 г.
- ^ Jump up to: а б «Подводная сигнализация» . Морское обозрение . 36 (7). Кливленд, Огайо: Издательство Penton Publishing Company: 23. 15 августа 1907 г. Проверено 16 марта 2020 г.
- ^ Морская исполнительная власть (1 мая 2015 г.). «Кунард празднует 175 лет инноваций» . ООО «Морской исполнительный директор» . Проверено 16 марта 2020 г.
- ^ «История (SONARTECH ATLAS)» . СОНАРТЕХ АТЛАС . Проверено 15 марта 2020 г.
- ^ «Предметы общего интереса» . Морское обозрение . 21 (2). Кливленд, Огайо: Издательство Penton Publishing Company: 33. 13 июля 1905 г. Проверено 18 марта 2020 г.
- ^ «Адмиралтейские испытания подводной сигнализации» . Морское обозрение . Том. 35, нет. 21. 23 мая 1907 г., стр. 14–15 . Проверено 15 марта 2020 г.
- ^ «Настоятельно рекомендуется флоту: сохраняйте дистанцию при маневрах, даже в тумане, с помощью сирены» (PDF) . Нью-Йорк Таймс . Нью-Йорк. 9 сентября 1907 года . Проверено 15 марта 2020 г.
- ^ «Отчет правления маяка» . Морское обозрение . Том. 35, нет. 9. 28 февраля 1907 г., стр. 13–14 . Проверено 15 марта 2020 г.
- ^ Отчеты Министерства торговли и труда . Вашингтон, округ Колумбия: Типография правительства США. 1910. стр. 535–536 . Проверено 18 марта 2020 г.
- ^ Jump up to: а б «Подводная сигнализация на пароходах» . Архив ГГ . Проверено 15 марта 2020 г.
- ^ Jump up to: а б Подводная сигнальная рота (15 июля 1907 г.). Подводные сигналы . Бостон . Проверено 15 марта 2020 г.
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) - ^ «Морские страховщики и подводные сигналы» . Морское обозрение . 36 (24). Кливленд, Огайо: Издательство Penton Publishing Company: 29. 12 декабря 1907 г. Проверено 16 марта 2020 г.
- ^ Мартин, Дж. (1922). Об «Американском бюро судоходства» (Отчет). п. 96 . Проверено 15 марта 2020 г.
- ^ Регистр американских яхт Ллойда . Нью-Йорк: Регистр судоходства Ллойда. 1914 год . Проверено 15 марта 2020 г.
- ^ Ллойдс. «Регистр Ллойда 1933–34» . Регистр Ллойда . Проверено 15 марта 2020 г.
- ^ Jump up to: а б «Подводная сигнальная рота ок. 1906 – 1946» . Гарвардские музеи науки и культуры . Проверено 15 марта 2020 г.
- ^ Жоли, Дж. (12 июля 1917 г.). «Синхронная сигнализация» (PDF) . Природа . 99 (2489). Группа природы: 384. Бибкод : 1917Natur..99..384J . дои : 10.1038/099384a0 . S2CID 3945834 . Проверено 16 марта 2020 г.
- ^ ГО № 205 - 1930 Радиосредства навигации; Легкое судно «Амрум Банк» . Гидрографическое управление ВМС США. 1930. с. 69 . Проверено 17 марта 2020 г.
- ^ Jump up to: а б Блейк, РФ (1914). «1914: Подводная сигнализация; Подводная сигнализация: защита судоходства с помощью звуковой стены и другие виды использования подводного телеграфного генератора» . Национальное управление океанических и атмосферных исследований, транскрипция . Проверено 17 марта 2020 г.
- ^ Jump up to: а б Фрост, Гэри Л. (1 июля 2001 г.). «Изобретение схем и стратегий: изготовление и продажа генератора Фессендена» . Проверено 16 марта 2020 г.
- ^ Фэй, HJH (1917). «Подводная сигнализация-генератор Фессендена» . Журнал Американского общества военно-морских инженеров . 24 . Вашингтон, округ Колумбия: Американское общество военно-морских инженеров: 101–113 . Проверено 16 марта 2020 г.
- ^ Вардалас, Джон (1 мая 2014 г.). «Ваше инженерное наследие: ранняя история гидролокаторов» . Цифровая библиотека IEEE Xplore . Проверено 19 марта 2020 г.
- ^ Jump up to: а б Манстан, Рой Р. (2018). Слушатели: Охотники за подводными лодками во время Великой войны . Миддлтаун, Коннектикут: Издательство Уэслианского университета. стр. 94–100. ISBN 9780819578358 . LCCN 2018017912 .
- ^ Jump up to: а б Уолдинг, Ричард. «Приемная станция Ист-Пойнт, Нахант, Массачусетс» . Проверено 19 марта 2020 г.
- ^ «Деятельность немецких подводных лодок на атлантическом побережье США и Канады» . Командование военно-морской истории и наследия. 1920 год . Проверено 19 марта 2020 г.
- ^ «Слияние Submarine Signal и Raytheon» . Моторная лодка . Том. 78, нет. 3. Сентябрь 1946 г. с. 86 . Проверено 16 марта 2020 г.