Подводные сигналы - Submarine signals

Типы подводных сигналов. (Подводная сигнальная рота)

Подводные сигналы или же Подводный сигнал имело особое, даже собственническое значение в начале 20 века. Это относилось к навигационное средство система разработана, запатентована и произведена Подводная сигнальная рота Бостона. Компания производила подводные акустические сигналы, сначала звонки и приемники, затем преобразователи, в качестве средства навигации. Сигналы были фиксированными, связанными с огнями и другими стационарными средствами или установленными на борту судов, что позволяло предупреждать фиксированные опасности или сигнализировать между судами. ATLAS-Werke В то время немецкая компания Norddeutsche Maschinenund Armaturenfabrik также производила оборудование по лицензии в основном для европейского рынка.

Система использовала более надежный подводный звук для передачи акустических сигналов от береговая станция или подводная опасность, на которой был установлен сигнал. Сигналы обычно ассоциировались с световод, буй-колокол или подвешенный на штативе на морском дне, связанный с береговыми станциями кабелем. Сначала система зависела от звонков, приводимых в действие электрическими ударниками. Приемники на борту судов могли обнаруживать акустический сигнал, а при оснащении приемниками с каждой стороны судно могло определять приблизительное направление, из которого пришел сигнал. Была также создана система "корабль-корабль", позволяющая кораблям обнаруживать друг друга и определять направление в тумане. Компания собирала данные с судов, включая дальности, на которых были обнаружены сигналы определенных станций. Собранные данные сформировали раннюю основу акустических свойств океана. Оригинальные колокола были быстро заменены Осциллятор Фессендена, преобразователь, после его изобретения Реджинальд Фессенден с 1912 года в разработке Submarine Signal Company. Этот преобразователь позволял отправлять и принимать сигналы, что привело к значительному прогрессу как в подводных сигналах, так и в расширении подводной телеграфии и экспериментов с подводной телефонной связью и, в конечном итоге, с гидролокатором.

Суда, коммерческие или военно-морские, оснащенные подводной сигнализацией, имели это оборудование, отмеченное как одно из навигационных возможностей корабля в регистрационной информации с первого десятилетия века до почти середины века. В 1907 году информация была важна для страховых компаний и Американское бюро судоходства требует, чтобы корабли, оборудованные таким образом, были обозначены пометкой «Sub. Sig.» в сведениях о судовом реестре. Коммерческие линии рекламировали эту возможность как меру безопасности. Сигнализация с подводных лодок устарела и уступила место развитию во время Второй мировой войны.

В 1946 году Submarine Signal Company была приобретена и слита с Raytheon, став морским подразделением Raytheon, став национальным лидером в области подводного звука, гидролокатора и другой работы с флотом во время мировых войн и разветвившись на другие морские системы.

Ранние исследования

В 1826 г. Жан-Даниэль Колладон и Жак Шарль Франсуа Штурм использовал затопленный колокол для экспериментов в Женевское озеро. Люциан И. Блейк в связи с Служба маяков США проделал аналогичную работу в 1883 году, используя затопленный колокол с явной целью использования звука в качестве вспомогательного средства навигации.[1][2] Впоследствии эксперименты в Англии и США проводились независимо.

Проблемы приема, связанные с корабельным шумом, были частично решены, когда А. Дж. Мандей, который работал с Д-р Элиша Грей при подаче сигналов подводными колоколами для включения реальных сообщений обнаружил, что микрофон, помещенный в металлический ящик, наполненный водой и прикрепленный к обшивке корабля изнутри, обеспечивает четкий прием. В дальнейших экспериментах размещение таких микрофонов по бокам корабля позволило определить направление на источник. Интенсивность с одной стороны показывала источник с той стороны корабля, а равная интенсивность показывала, что источник находился прямо впереди.[1][2][3] Поле указателя направления позволяло индивидуально выбирать приемники для сравнения силы сигнала по направлению.[4]

Эксперименты определили модификации колоколов, используемых в воздухе, которые оптимизировали их для использования под водой. Электрические ударные системы позволяли соединять колокола с надводными средствами. Канадские эксперименты показали практичность определения направления путем сравнения приема двумя приемниками, установленными на каждой стороне носа судна.[5]

Коммерческое производство

Подводный сигнальный буй для крепления к колокольчикам.

Компания Submarine Signal была основана в Бостоне, штат Массачусетс, с целью превратить исследования в навигационное средство. Компания разработала, запатентовала и начала производство электромеханических сигналов колокола и судовых приемников на основе предыдущих исследований, представивших первое в мире электронное подводно-акустическое навигационное средство в 1901 году.[2][6][7][8][примечание 1]

Сигнальная система имела особое значение для безопасного плавания в тумане. Сигналы тумана, гудки и свистки, передаваемые по воздуху, были ненадежными и беспорядочными. Звуковые сигналы через воду были более надежными и имели большую дальность.[1] Опасности на море можно обозначить установленным на треноге звонком, соединенным с береговой станцией кабелем.[9] Подобная система подводных колоколов, установленных на кораблях, позволяла передавать сигналы между кораблями, чтобы избежать столкновений в тумане.[2] В Cunard лайнер Лукания был оснащен первым сигнальным устройством для подводных лодок типа "корабль-корабль".[10]

В Совет маяка США проявили некоторый интерес, но не предприняли немедленных действий.[2] В Британское Адмиралтейство и Троицкий дом а в Германии Северо-германская пароходная компания Ллойд незамедлительно обратили внимание на потенциал и стали пионерами в применении как на станциях передачи сигналов, так и в качестве судовых приемников.[2] Немецкая компания Norddeutsche Maschinenund Armaturenfabrik (1902 г.), ставшая в 1911 г. Atlas Werke, производила систему по лицензии Submarine Signal Company.[11] Основные направления оснащали корабли аппаратурой, так что в 1905 г., после опыта с Лукания и Норддойчер Ллойд лайнеры Кайзер Вильгельм II, Кронпринц Вильгельм и Кайзер Вильгельм дер Гросс Cunard объявила, что успешно использует систему, и весь ее флот будет иметь аппарат.[12] Примером значительного коммерческого преимущества, заключающегося в возможности работать, когда другие суда были в тумане, был случай, когда лайнер Кайзер Вильгельм II смог войти в гавань за двадцать два часа до тумана на Weser устье реки очищено, и другие суда могут заходить в порт. Используя сигналы подводной лодки входного светового судна, корабль смог войти в чистую туманную гавань для выгрузки пассажиров и грузов.[4]

Адмиралтейство провело испытания в октябре 1906 года, используя колокол, который использовался на американских лайнерах. Испытания прошли успешно, и Адмиралтейство рекомендовало их использовать в качестве средства прибрежной навигации с примечаниями о возможном использовании между кораблями для предупреждения и определения направления другого корабля в тумане. Также было обозначение использования между подводными лодками и «базовыми кораблями», причем некоторые результаты по подводным лодкам не были опубликованы как чисто военные.[13] Опыт линкоров ВМС США в тумане Нантакет Шолс доказал, что флот может на пониженной скорости безопасно двигаться и поддерживать строй с помощью сигналов.[14]

Установки

3 марта 1905 года закон в Соединенных Штатах разрешил финансирование средств помощи, включая сигналы подводных лодок. К лету 1906 года американские власти маяков установили сигналы, особенно на маяках, размещенных в Бостоне, Поллок-Рипе, Нантакете, Файер-Айленде и Сэнди-Хук.[15] Соединенные Штаты и Канада размещали сигналы в важных местах. Совет по маякам США заказывал системы для Мексиканский залив и Великобритания приняла эту систему для всех своих средств навигации. В 1910 г. отчет Министерство торговли США показал сорок девять сигналов, установленных к 30 июня, в основном на маяках.[16] Расширение на Великие озера обнаружил проблему с форпик приемная установка для морских судов, эксплуатируемых в легком состоянии в пресной воде. Форпик был почти вне воды, что уменьшало эффективность, требуя решения от компании Submarine Signal.[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 морских сундуках с каждой стороны корабля, что позволяло судну определять направление, откуда пришел сигнал.[6][17][18] Компания Submarine Signal Company с филиалами в Бремене, Ливерпуле, Лондоне и Нью-Йорке производила аппаратуру и собирала данные о работе сигналов от судоходных компаний и отдельных судов.[17][18]

Полезность сигналов стала очевидной по мере того, как было оборудовано все больше станций и кораблей. Выдающиеся капитаны кораблей, такие как Джеймс Ватт, капитан Лузитания, решительно поддержал систему. Морским страховщикам требовалась информация о том, какие суда оборудованы для регулирования рисков при страховании судов и грузов.[19] Американское бюро судоходства включило информацию о том, оборудовано ли судно подводной сигнальной аппаратурой, как часть регистрационной информации наряду с беспроводной связью.[20] Регистры, в которых отмечается навигационное оборудование яхт и судов, внесенных в список "Submarine Signal system" или "Sub.Sig." как видно на яхте Noma и Регистр Ллойда, колонка вторая, «Специальные освидетельствования» для судов.[21][22]

Технический прогресс

Компания Submarine Signal была первой компанией, занимавшейся подводная акустика стать национальными экспертами по подводному звуку и производить акустические средства для навигации. В последующие годы он также стал основным поставщиком гидролокаторов для ВМС США.[23]

Метод, называемый синхронной сигнализацией, объединяет сигналы звонка с координированными сигналами радиоточек для прямого определения расстояния до сигнала без использования секундомеров. Радиоточки будут следовать последовательности ударов колокольчика, и количество точек, полученных до следующего сигнала колокола, будет указывать расстояние в полмили.[24] Станции, способные и точный способ использовать комбинированное радио, в том числе передающие станции радиопеленгация сигналы и сигналы подводной лодки были опубликованы в морских уведомлениях и таблицах.[25]

Генератор Фессендена, изобретенный инженером-консультантом Submarine Signal Company Реджинальдом Фессенденом в 1913 году и разработанный и изготовленный в 1914 году, был преобразователь это было проще в установке и обслуживании, он мог как отправлять, так и получать, а также позволял кодированную связь между любыми двумя установками, включая подводные лодки. Колокола были быстро выведены из эксплуатации, и установки, оснащенные датчиками, оставались активными до Второй мировой войны.[6][7][26][27] Колокольчики могли посылать сигналы, даже закодированные удары для идентификации, но компания искала способ акустической связи. Осциллятор сделал это и привел к дальнейшим разработкам в подводной акустике.[28] Компания быстро отреагировала на замену колоколов на преобразователи и начала работать над их использованием в подводной телеграфии, но медленно распознала или воспользовалась измерением звукового расстояния, интересным для Фессендена, поэтому другие взяли на себя инициативу SOund NAvigation Ranging, теперь широко известный как сонар.[26][27]

Подводные сигналы во время войны

Компания Submarine Signal сосредоточила свое внимание на устройстве Фессендена на подводной телеграфии, начав с подводных телефонов. С распространением морской радиосвязи дорогая подводная версия исчезла. Несмотря на демонстрацию Фессенденом в июне 1914 года эффективности своего устройства в телеграфии, этот аспект исчез, и «сенсорный» потенциал, впервые грубо примененный для определения местоположения айсбергов, стал критическим во время Первой мировой войны и подводных войн.[29]

Основное внимание было уделено подводной акустике и возможности обнаружения подводных лодок по звуку, пассивно или активно. Существующие приемники, предназначенные для обнаружения преднамеренных сигналов, оказались неспособными обнаруживать случайные звуки подводных лодок. Гарольд Дж. У. Фэй из Submarine Signal Company был приглашен на встречу с командиром. Бюро паровой техники 20 марта 1917 года для обсуждения создания станции акустических исследований в Ист-Пойнте, Нахант, Массачусетс. Фэй заверила, что собственность будет доступна. По мере реализации к компании Submarine Signal Company присоединятся Western Electric Company и Компания General Electric работать над проектом. 8-9 мая представители компаний встретились в Вашингтоне для установления рабочих отношений.[30][31]

Чтобы удовлетворить опасения Военно-морской консультативный совет что военно-морские интересы могут не быть учтены в общих исследованиях, за работой будет наблюдать специальный совет ВМС по противолодочным устройствам. Командующий Клайд Стэнли Макдауэлл был секретарем правления и позже выполнял ту же функцию на Военно-морской экспериментальной станции. Нью-Лондон, Коннектикут. Противолодочная лаборатория «Нахант», построенная 7 апреля 1917 года, была первой противолодочной акустической лабораторией ВМФ. Лаборатория, группа зданий за охраняемым забором, была тем местом, где исследования «подводных сигналов» вошли в новую область противолодочной акустики.[30][31][заметка 2]

Сигналы подводных лодок в качестве средств навигации, так же как и многие огни погасли, были остановлены, чтобы не помогать подводным лодкам противника и не становиться точками сбора для кораблей-целей.[32]

Слияние Submarine Signal Company с Raytheon

Во время Первой мировой войны и после того, как Подводная сигнальная рота расширилась до толстомеры и другая морская электроника, включая радиопеленгаторы и радиотелефоны по мере того, как важность акустических средств терялась, а важность радионавигации и пользователей возрастала. В 1946 году компания была приобретена и слита с American Appliance Company, позже Raytheon, чтобы стать морским подразделением этой компании, ответственным за все продукты для морского применения.[23][33]

Сноски

  1. ^ Корпоративные офисы в Бостоне располагались на Брод-стрит, 88, с заводом, известным как Submarine Signal Building, на 160 Вашингтон-стрит. Другие офисы в 1907 году были: Нью-Йорк на 68 Broad Street; Лондон на 72 Виктория-стрит; Ливерпуль на Дьюк-стрит, 10; Германия представлена ​​компанией Norddeutsche Maschinenund Armaturenfabrik, Бремен.
  2. ^ Область противолодочной акустики снова выросла во время Второй мировой войны и "взорвалась" во время холодной войны. Основные средства пошли на исследования и приложения для таких усилий, как холодная война. Система звукового наблюдения. Лаборатории и проекты посвятили себя изучению и применению подводной акустики.

Рекомендации

  1. ^ а б c Сойер, Ф. Л. (10 декабря 1914 г.). «Сигнализация подводных лодок и предлагаемый способ безопасного плавания в тумане». Сделки. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Общество морских архитекторов и инженеров. 22: 115–128. Получено 15 марта 2020.CS1 maint: дата и год (связь)
  2. ^ а б c d е ж Милле, Дж. Б. (10 декабря 1914 г.). «Последние разработки в области подводной сигнализации». Сделки. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Общество морских архитекторов и инженеров. 22: 107–114. Получено 15 марта 2020.CS1 maint: дата и год (связь)
  3. ^ «Подводная сигнализация по телефону». Электрический мир и инженер. Vol. 37 нет. Май 1901 г. 4 мая 1901 г. с. 718. Получено 18 ноября 2018.CS1 maint: дата и год (связь)
  4. ^ а б Перкинс, Фрэнк К. (октябрь 1914 г.). «Бензиновая электрическая и пневматическая сигнализация для подводных лодок (включая иллюстрации)». Американский морской инженер. Нью-Йорк: Национальная ассоциация морских инженеров. 9 (10): 29–34. Получено 18 марта 2020.
  5. ^ Талбот, Фредерик А. (1 августа 1906 г.). «Подводная сигнализация в океане». Маклина. Vol. 12. с. 106—108. Получено 18 ноября 2018.CS1 maint: дата и год (связь)
  6. ^ а б c Muir, Thomas G .; Брэдли, Дэвид Л. (осень 2016 г.). «Подводная акустика: краткий исторический обзор Второй мировой войны» (PDF). Акустика сегодня. 12 (3). Получено 15 марта 2020.
  7. ^ а б Уилер, Уэйн. «История туманных сигналов - подводные колокола». Общество маяков США. Получено 15 марта 2020.
  8. ^ «(Патенты компании Submarine Signal)». 2020. Получено 16 марта 2020.
  9. ^ а б «Подводная сигнализация». Морской обзор. Кливленд, Огайо: Издательская компания Пентон. 36 (7): 23. 15 августа 1907 г.. Получено 16 марта 2020.
  10. ^ The Maritime Executive (1 мая 2015 г.). «Cunard празднует 175 лет инноваций». Морской Исполнительный, ООО. Получено 16 марта 2020.
  11. ^ «История (СОНАРТЕХ АТЛАС)». СОНАРТЕХ АТЛАС. Получено 15 марта 2020.
  12. ^ «Предметы общего интереса». Морской обзор. Кливленд, Огайо: Издательская компания Пентон. 21 (2): 33. 13 июля 1905 г.. Получено 18 марта 2020.
  13. ^ «Адмиралтейские испытания подводной сигнализации». Морской обзор. Vol. 35 нет. 21. 23 мая 1907 г. с. 14–15. Получено 15 марта 2020.CS1 maint: дата и год (связь)
  14. ^ «Флот настоятельно рекомендуется: соблюдайте дистанцию ​​при маневрах, даже в тумане, с помощью сигналов колокола» (PDF). Нью-Йорк Таймс. Нью-Йорк. 9 сентября 1907 г.. Получено 15 марта 2020.
  15. ^ «Отчет Совета Маяка». Морской обзор. Vol. 35 нет. 9. 28 февраля 1907 г. с. 13–14. Получено 15 марта 2020.CS1 maint: дата и год (связь)
  16. ^ Отчеты Министерства торговли и труда. Вашингтон, округ Колумбия: Типография правительства США. 1910. С. 535–536.. Получено 18 марта 2020.
  17. ^ а б «Подводная сигнализация на пароходах». Архивы Гьенвик-Йёнвик. Получено 15 марта 2020.
  18. ^ а б Подводная сигнальная рота (15 июля 1907 г.). Подводные сигналы. Бостон. Получено 15 марта 2020.CS1 maint: дата и год (связь)
  19. ^ «Морские страховщики и подводные сигналы». Морской обзор. Кливленд, Огайо: Издательская компания Пентон. 36 (24): 29. 12 декабря 1907 г.. Получено 16 марта 2020.
  20. ^ Мартин, Дж. (1922). Об "Американском бюро судоходства" (Отчет). п. 96. Получено 15 марта 2020.
  21. ^ Регистр американских яхт Ллойда. Нью-Йорк: Регистр судоходства Ллойда. 1914 г.. Получено 15 марта 2020.
  22. ^ Ллойдс. "Регистр Ллойда 1933-34". Регистр Ллойда. Получено 15 марта 2020.
  23. ^ а б "Подводная сигнальная рота около 1906-1946 гг.". Гарвардские музеи науки и культуры. Получено 15 марта 2020.
  24. ^ «Синхронная сигнализация» (PDF). Природа. The Nature Group: 384. 12 июля 1917 г.. Получено 16 марта 2020.
  25. ^ H.O. № 205 - 1930 Радиотехнические средства навигации; Легкое судно Amrum Bank. Гидрографическое управление ВМС США. 1930. с. 69. Получено 17 марта 2020.
  26. ^ а б Блейк, Р.Ф. (1914). "1914: Подводная сигнализация; подводная сигнализация: защита судоходства стеной звука и другие виды использования подводного телеграфного генератора". Национальное управление океанических и атмосферных исследований, транскрипция. Получено 17 марта 2020.
  27. ^ а б Фрост, Гэри Л. (1 июля 2001 г.). «Изобретая схемы и стратегии: создание и продажа осциллятора Фессендена». Получено 16 марта 2020.
  28. ^ Фэй, Х. Дж. Х. (1917). "Подводный сигнализатор-осциллятор Фессендена". Журнал Американского общества морских инженеров. Вашингтон, округ Колумбия: Американское общество морских инженеров. 24: 101–113. Получено 16 марта 2020.
  29. ^ Вардалас, Джон (1 мая 2014 г.). «Ваше инженерное наследие: ранняя история сонара». Цифровая библиотека IEEE Xplore. Получено 19 марта 2020.
  30. ^ а б Манстан, Рой Р. (2018). Слушатели: Охотники на подводных лодках во время Великой войны. Мидлтаун, Коннектикут: издательство Уэслианского университета. С. 94–100. ISBN  9780819578358. LCCN  2018017912.
  31. ^ а б Уолдинг, Ричард. "Станция приема петли Ист-Пойнт, Нахант, Массачусетс". Получено 19 марта 2020.
  32. ^ «Действия немецких подводных лодок на атлантическом побережье США и Канады». Командование морской истории и наследия. 1920 г.. Получено 19 марта 2020.
  33. ^ "Слияние подводных лодок и сигналов Raytheon". Моторные лодки. Vol. 78 нет. 3. Сентябрь 1946 г. с. 86. Получено 16 марта 2020.

внешняя ссылка