Войти
Clam Lake, Wisconsin ELF передатчик в 1982 году, часть Project ELF, уменьшенного преемника Sanguine. Отрезки справа от проезжей части для линий электропередач, составляющих две наземные дипольные антенны длиной 14 миль, можно увидеть проходящими через лес в нижнем левом углу. Project Sanguine был США Проект ВМФ, предложенный в 1968 году для связи с подводными лодками с помощью сверхнизкочастотных (СНЧ) радиоволн. Первоначально предложенная система, усиленная, чтобы выдержать ядерную атаку, потребовала бы гигантской антенны, покрывающей две пятых штата Висконсин. Из-за протестов и потенциального воздействия на окружающую среду предложенная система не была реализована. Меньшая, менее защищенная система под названием Project ELF, состоящая из двух связанных передатчиков ELF, расположенных в Clam Lake, Wisconsin и Republic, Michigan, была построена в 1982 году и эксплуатировалась с 1989 по 2004 год. Система передавала на частоте 76 Гц. На частотах ELF ширина полосы передачи очень мала, поэтому система могла отправлять только короткие текстовые сообщения с очень низкой скоростью передачи данных. Эти сигналы использовались для вызова определенных судов на поверхность для получения более длительных оперативных приказов по обычной радиосвязи или спутниковой связи.
Первоначально предложенная система должна была иметь гигантскую «антенну », состоящую из 6000 миль (9700 км) скрытых кабелей в прямоугольной сетке, покрывающей 22 500 квадратных миль. (58000 км), две пятых территории штата Висконсин, питается от 100 подземных электростанций в бетонных бункерах. Кабели были заземлены на концах, и петли переменного электрического тока протекали глубоко в земле между концами кабеля, генерируя волны СНЧ; это называется заземленным диполем . Первоначальный проект был оценен в миллиарды долларов и потреблял 800 мегаватт электроэнергии. Целью была система, которая могла бы передавать тактические приказы в одном направлении на атомные подводные лодки США в любую точку мира и выдерживать прямую ядерную атаку.
Проект был спорным с самого начала и подвергся критике со стороны политиков антивоенные и экологические группы обеспокоены влиянием сильных токов заземления и электромагнитных полей на окружающую среду. Ядерная живучесть системы была поставлена под сомнение из-за советской разработки баллистических ракет MIRV. После того, как попытка возобновить проект на возвышенности Ллано в Техасе была также остановлена общественным сопротивлением, ВМФ отказался от Sanguine и предложил ряд все более скромных вариантов: Project Seafarer (1975), Austere ELF (1978), и, наконец, Проект ELF (1981), который был построен. Эта система с низким энергопотреблением требовала 15 минут для передачи каждой кодовой группы, поэтому она не использовалась для прямой передачи тактических приказов, а вместо этого выполняла функцию «звонаря», отдавая приказ определенному судну подняться на поверхность и получать дальнейшие приказы по обычному радио или через спутник. общение. Система была официально введена в эксплуатацию в 1989 году, через 20 лет после того, как она впервые была введена в эксплуатацию в качестве «испытательной установки», и использовалась до 2004 года, когда ВМС США объявили ее устаревшей, и она была остановлена и демонтирована.
Карта, показывающая расположение передатчиков ELF ВМС США. Красными линиями показаны пути наземных дипольных антенн. На предприятии в Клэм-Лейк (слева) было пересечено два 14 миль. наземные диполи. На республиканском объекте было два 14-ми км. диполи ориентированы с востока на запад, и один 28 миль. диполь ориентирован с севера на юг. Уменьшенная система, построенная военно-морским флотом в 1969 году под названием Project ELF, начала официальные испытания в 1982 году и официально вступила в строй в 1989 году. Она состояла из двух передатчиков, одна из которых находилась на Clam Lake, Висконсин и один в Рипаблик, Мичиган. с общей длиной 84 мили (135 км) надземной антенны линии передачи. Два передатчика обычно работают синхронно вместе как одна антенна для большего диапазона, но могут также работать независимо. Уменьшенная система не была разработана, чтобы выдержать ядерную атаку.
Объект Clam Lake, который служил испытательным полигоном и первоначально назывался Wisconsin Test Facility (WTF), состоял из двух 14-мильных (23 км) антенн линии передачи (так называемых наземных диполей ) в виде креста с передающей станцией на их пересечении. Республиканский объект состоял из трех линий электропередачи, двух 14 миль (23 км) и одной 28 миль (45 км) в форме буквы «F» (форма не имеет значения и была продиктована наличием земли). Линии, сделанные из 1,5-сантиметрового (0,59 дюйма) алюминиевого кабеля, опирающегося на изоляторы на деревянных опорах высотой 40 футов (12 м), напоминали обычные линии электропередачи. Концы линий передачи были заземлены с помощью подземного медного кабеля и заземляющих стержней от 1 до 3 миль (от 1,6 до 4,8 км), которые позже были заменены решеткой электродов в глубоких 300-футовых (91 м) скважинах. передатчики посылали переменный ток силой 300 ампер по линиям, которые проходили через заглубленные электроды глубоко в землю.
Наземная дипольная антенна Clam Lake, показывающая, как она работает. Переменный ток I в линии показан протекающим только в одном направлении для ясности. Передатчики работали на частоте 76 Гц в диапазоне крайне низких частот с альтернативная мощность при 45 Гц и использованная общая мощность 2,6 мегаватт. Они могли общаться с подводными лодками примерно на половине поверхности земного шара. Система передавала данные непрерывно, 24 часа в сутки, отправляя сообщение "бездействие", когда она не использовалась, чтобы подводные лодки могли проверить, находятся ли они в пределах дальности связи.
Из-за чрезвычайно малой полосы пропускания диапазона ELF, передатчики имели очень низкую скорость передачи данных. Они не могли передавать голос (audio ), а только короткие текстовые сообщения из нескольких букв. Сообщается, что на передачу одной трехбуквенной кодовой группы ушло 15 минут. Таким образом, система не использовалась для передачи оперативных приказов, а выполняла функцию «звонка», отдавая приказы определенным подводным лодкам на поверхность для получения подробных приказов по обычным радио- и спутниковым линиям связи.
Система была неоднозначной, и был объектом судебных нападений, исков и протестов на протяжении всего срока службы. В пяти случаях протестующие вырезали опоры линий электропередачи, ненадолго прерывая работу.
В 2004 году ВМС отключили оба передатчика, объяснив это тем, что системы связи с очень низкой частотой (VLF) улучшились до такой степени, что в системе ELF не было необходимости.
Подводные лодки защищены морской водой от всех обычных радиосигналов и, следовательно, отрезаны от связи с военным командованием, когда они находятся под водой. Однако радиоволны очень низкой частоты могут проникать в морскую воду; чем ниже частота, тем глубже в океан они могут проникнуть. Волны в диапазоне ОНЧ от 3 кГц до 30 кГц могут проникать на глубину от 10 до 30 метров, и со времен Второй мировой войны военно-морские силы использовали передатчики СНЧ для связи с подводными лодками. Для приема сигналов VLF подлодки должны подниматься прямо под поверхность или следовать за неглубоким антенным буйком, что делает их уязвимыми для обнаружения противником.
Радиоволны чрезвычайно низкой частоты (ELF) диапазон от 30 до 300 Гц может проникать на глубину до сотен метров, что позволяет им общаться с подводными лодками на их нормальной рабочей глубине. Чем ниже частота, тем длиннее длина радиоволн, и передатчикам требуются более длинные антенные структуры для их генерации. В передатчиках СНЧ используются огромные антенны, называемые наземными диполями, состоящие из десятков и сотен километров воздушных кабелей, напоминающих обычные линии электропередачи. Линии передачи заземлены на концах, а петлевые токи глубоко в земле образуют часть антенны. Поскольку даже эти огромные антенны намного меньше длин волн СНЧ, они крайне неэффективны; только малая часть входной мощности излучается в виде волн СНЧ, а остальная часть рассеивается в виде тепла в сопротивлении антенны. При полной входной мощности 2,6 МВт оба передатчика КНЧ в США, работая вместе, генерировали только около 8 Вт излучения КНЧ. Этот слабый сигнал смог достичь подводных лодок над половиной земного шара только из-за чрезвычайно низкого затухания КНЧ волн - 1-2 дБ на 1000 километров. Передатчики СНЧ наиболее эффективны, когда они расположены над некоторыми подземными горными образованиями с низкой проводимостью, что заставляет токи распространяться глубже через больший объем породы, образуя большую «антенну». По этой причине американская система была расположена в Висконсине и на Верхнем полуострове Мичигана над формацией Laurentian Shield.
Такие передатчики СНЧ не могут быть установлены на подводных лодках из-за размера антенна и требования к высокой мощности. Таким образом, связь в формате ELF является односторонней: приемник на подводной лодке получает команды от береговой станции, но не может ответить. Низкое затухание волн СНЧ с расстоянием позволяет одной станции СНЧ отправлять сообщения подводным лодкам по всему миру.
Еще одним недостатком ELF является то, что диапазон ELF имеет очень небольшую полосу пропускания, и поэтому может передавать только очень простые сообщения, очень медленно. Сигналы ELF не могут передавать аудио (голос), как другие типы радио, и могут передавать только короткие текстовые сообщения, состоящие из нескольких букв. Сообщается, что система ВМС США (выше) использует трехбуквенные кодовые группы и требует 15 минут для передачи одной группы. Таким образом, существующие системы не используются для передачи подробных приказов, а выполняют функцию «звонка», чтобы отдать приказ определенному судну подняться на поверхность и получить дальнейшие приказы по обычной радиосвязи или спутниковой связи.
США, Россия и Индия - единственные известные страны, которые построили средства связи ELF. ВМС Индии имеет оперативное средство связи ELF на военно-морской базе INS Kattabomman для связи с подводными лодками класса Arihant и Akula. ВМФ, как сообщается, использует передатчик СНЧ ЗЕВС, расположенный к северо-западу от Мурманска на Кольском полуострове на севере России.
