Состояние и перспективы океанографических исследований ВМФ

А.Т. Шевцов кандидат технических наук, капитан 1 ранга

Состояние океанографических исследований ВМФ всегда определялось тремя факторами:

требованием учета гидрометеорологических условий;

технической базой исследований;

методами использования технических средств измерения океанографических параметров.

Два последних фактора тесно связаны между собой и взаимообусловлены: технический уровень измерительного средства определяет метод его использования и, наоборот, методические требования к изменениям океанографических параметров определяют технический уровень измерительного средства.

Задачи, требующие учета гидрометеорологических условий, определяются уровнем развития флота, его технических средств и оружия, наличием в его составе как надводных боевых кораблей, в том числе и авианесущих, так и подводных лодок различных классов и назначения с большими дальностями плавания.

Разнородные силы ВМФ, оснащенные сложной техникой и оружием, определяют масштабы океанографических исследований: количество и наименование параметров, районы проведения исследований, масштабы изучаемых явлений и процессов.

Чем сложнее техника и оружие, тем большее воздействие на них оказывает мелкомасштабная изменчивость гидрофизических параметров: короткие внутренние волны (с длиной волны сравнимой с длиной подводной лодки), тонкая структура гидрофизических полей, мелкомасштабная турбулентность. Однако и крупномасштабные процессы и явления продолжают оказывать большое влияние на боевую эффективность действий флота: океанские вихри разных масштабов (изменяют типы вертикальных профилей скорости звука), гидрологические фронтальные зоны, периодические изменения вертикальной структуры полей под воздействием приливно-отливных и инерционных сил. Это, в свою очередь, требует создания сложных и разнообразных технических средств измерения океанографических параметров.

География плавания флота определила и очередность океанографических исследований районов Мирового океана. В довоенные и в первые послевоенные годы (примерно до середины 50-х годов) исследования проводились только во внутренних и окраинных морях гидрометеорологическими обсерваториями флотов. В основном это были сезонные гидрологические съемки, предназначенные для получения гидрометеорологических данных, необходимых при создании специализированных пособий и повышении эффективности использования гидроакустических средств: температуры, солености (скорости звука) и характеристик грунта дна. Изредка при постановке судна на якорь измерялись характеристики течений. Для разработки методов прогнозирования гидрологических полей синхронно измерялись и метеорологические элементы: направление и скорость ветра, атмосферное давление, температура и влажность воздуха, солнечная радиация. Параметры волнения определялись преимущественно визуально.

Особенно качественные и обширные исследования подобного рода были выполнены на Черном море Севастопольской гидрометеорологической обсерваторией флота, руководимой В.А. Снежинским. На Балтийском море сезонные гидрологические съемки проводились Главной морской обсерваторией (ГМО) ВМФ, возглавляемой В.А. Зениным, которая с 1951 г. вошла в состав одного из научно-исследовательских институтов МО.

С 1948 г. в ВМФ начались регулярные исследования гидрофизических, гидрооптических полей, а также полей ветрового волнения в Атлантическом океане сотрудниками сначала ГМО ВМФ, а затем НИИ МО. Исследования проводились на первом специализированном океанографическом судне ВМФ “Экватор”. Возглавляли экспедиции последовательно В.Г. Корт (впоследствии член-корреспондент АН СССР), М.В. Козлянинов, проводивший гидрооптические исследования, Е.В. Веселов. Инструментальные исследования ветрового волнения выполнял И.Н. Давидан.

Для регулярных исследований Мирового океана начиная с 1958 г. в Военно-Морском Флоте создаются океанографические экспедиции: в Калининграде - для исследования Атлантического океана; во Владивостоке, а затем в Магадане - для исследования Тихого и Индийского океанов; в Севастополе - для исследования Черного и Средиземного морей. Ранее в Архангельске, а затем в Мурманске была создана гидрографическая экспедиция для изучения окраинных Арктических морей и Центрального арктического бассейна.

Экспедиции были обеспечены специально построенными океанографическими судами (например, судно “Молдавия”) с многочисленными лабораториями, оснащенными не только измерительными приборами, но и современной вычислительной техникой.

За более чем 30-летний период исследований получены данные, необходимые для создания гидрометеорологических пособий для штабов, надводных кораблей и подводных лодок.

Развитие флота и усложнение решаемых им задач потребовало исследования таких гидрофизических полей, которые ранее не изучались. Это, прежде всего мелкомасштабная турбулентность, тонкая структура, короткие внутренние волны, вихри разных масштабов и др., для чего необходимо было создать соответствующую измерительную аппаратуру, основанную на новых физических принципах измерения, с автоматизированным управлением и обработкой, а также методологию использования такой аппаратуры.

Для внедрения метода автоматического управления экспериментом необходимо было создать методики расчета частоты и продолжительности измерений на многосуточных буйковых станциях, расстояний между станциями на гидрологических разрезах, допустимой продолжительности синхронных съемок и потребного для этого количества исследовательских судов. Эта работа была начата в конце 60-х годов под руководством И.М. Безуглого и продолжается до настоящего времени А.Т. Шевцовым. В связи с внедрением в практику океанографических исследований ВМФ необитаемых аппаратов потребовалась разработка методики обращения с ними. Такая методика, основанная на использовании теории исследования операции, была создана в институте.

В 1957 г. в Гидрографическом НИИ ВМФ создается автономная буйковая якорная станция для изучения океанских течений на глубинах, их изменчивости во времени и пространстве. Эти работы велись под руководством Б.А. Филиппова и Г.П. Каминского. В том же году она была использована по прямому назначению в северной части Атлантического океана. Эта станция явилась прообразом серийно изготовляемых Рижским опытным заводом гидрометеорологических приборов (РОЗ ГМП) буйковых якорных станций.

Во многом благодаря усилиям института по техническим заданиям, разработанным его сотрудниками (руководители Н.Е. Шведе, Б.В. Мелещук, Р.Н. Беркутов), в 70-80-е годы появляются приборы, основанные на новых физических принципах измерения (в основном гидрофизические зонды), позволяющие определять дополнительные гидрофизические параметры, ранее нами не измерявшиеся: мелкомасштабную турбулентность, тонкую структуру полей, естественную радиоактивность, биолюминесценцию и т.д.

В настоящее время измерения традиционных океанографических параметров, таких как температура и электропроводность воды (соленость), скорость звука и течений, гидрохимические элементы: кислород, концентрация водородных ионов (рН), сероводород, производятся с помощью кабельных и бескабельных спускаемых по тросу зондов. Технические задания и наблюдения за их разработкой осуществляют А.Е. Дроздов и В.И. Бойков.

Измерения параметров течений на якорных буйковых станциях дополняются измерениями температуры и электропроводности, которые осуществляются с помощью автономных электронных приборов.

Впервые в нашей стране под руководством сотрудника нашего института Ю.Е. Александрова создается термозонд разового использования и налажено его серийное производство на Ломоносовском заводе штурманских приборов ВМФ. По техническим заданиям сотрудников института Б.В. Мелещук, В.М. Тимец, В.В. Лебедевым и под их наблюдением создается сложная электронная измерительная океанографическая аппаратура для установки на глубоководных обитаемых аппаратах типа “Поиск”. Сотрудник института А.Н. Добротворский принимал активное участие в создании и испытаниях аппаратуры ледовой разведки (“Нить”, “Аквамарин”), устанавливаемой на самолетах, а также в разработке методов спутниковой метеорологии и океанографии по программе “Океан-0”.

Были приложены большие усилия по разработке метода акустической томографии для оперативного определения распределения водных масс, фронтов и течений на больших акваториях океанов. Однако из-за отсутствия средств ее дальнейшая разработка и внедрение в практику океанографического обеспечения ВМФ были прекращены.

В последние годы, в связи с распадом СССР и экономическим кризисом в стране, объем океанографических исследований и разработок новых технических средств измерений и обработки результатов измерений резко сократился.