Введение
Безопасность на море и в воздухе связана в первую очередь с надёжностью судна. Но в случае возникновения непредвиденных ситуаций, требующих спасения членов экипажа и пассажиров, возникает необходимость проведения поисковых и спасательных работ. Лётчикам, космонавтам, морякам требуется оповестить службу спасения о произошедшей катастрофе, дать описание своего состояния и сообщить о местонахождении. Для этого применяются т. н. аварийные радиомаяки.
Несмотря на простоту поставленной задачи, реализовать её очень непросто. Ситуация может быть осложнена плохими погодными условиями, большим расстоянием до места крушения, многими неопределённостями, связанными с выявлением места возможной аварии и её последствий. Более того, если аварийное оповещение происходит в боевых условиях, то необходимо обеспечить по возможности скрытное от противника целеуказание на людей, которым требуется спасение, что само по себе является сложной технической задачей.
Но главное — аварийный радиобуй должен отвечать двум полностью противоположным требованиям: быть настолько надёжно защищённым, чтобы сохранить работоспособность даже после катастрофического разрушения основного судна, и при этом оставаться максимально компактным. Обычной защиты от воздействия пыли, воды и грязи будет недостаточно.
Первые аварийные радиомаяки не были полностью автономными. Они требовали применения ручного труда — для развёртывания составляющих элементов, для генерации электрического тока, для выбора передаваемого сообщения. Это требовалось для того, чтобы оповестить службу спасения и убедить её, что полученный сигнал не является помехой или случайно отправленным сообщением. Гибель или бессознательное состояние пострадавших лишали такой возможности. Поэтому обеспечение автономности и автоматического включения стали первыми главными ориентирами для развития новых устройств.
Аварийные маяки прошли относительно недолгий путь развития. Им всего около 100 лет. Но уже сделано немало, и, похоже, процесс их развития только начинается.
Далее мы кратко изложим путь развития этих устройств, которые спасли жизнь многим морякам, лётчикам, пассажирам. Вопросы кибербезопасности оставим для будущих обсуждений
Во-первых, киберзащита является частью общей системы безопасности, так что важно опираться на эту базу. Во-вторых, сегодня тема кибербезопасности тесно переплетается с кибервойнами, когда целью является не обеспечение защиты, а её преодоление
Эти вопросы требуют отдельного, более детального рассмотрения.
Современные спасательные радиомаяки и НАЗ
Радиостанция Р-855 в ламповом варианте была передовым достижением для своего времени. Этой радиостанцией комплектовали костюмы военных лётчиков. При использовании в аварийных ситуациях при падении в воду антенный блок надувался сжатым воздухом и радиостанция начинала подавать сигнал SOS. Дальность обнаружения этих сигналов при поиске с воздуха на высотах до 10 000 м достигала 300 км.
Впоследствии радиостанция Р-855 модернизировалась, появились модели Р-855-2М, Р-855У, Р-855УМ и другие. Если сначала радиостанция собиралась на стержневых лампах, то последующие модернизации производились на транзисторах. К радиостанции можно было подключить шлемофон.
В современной комплектации радиомаяк входит в комплект т. н. НАЗ (носимого / неприкосновенного аварийного запаса). Он представляет собой отдельно упакованный набор из минимально необходимых инструментов, который человек носит на себе. НАЗ существует на случай возникновения непредвиденных ситуаций.
НАЗ может размещаться также внутри другого рабочего оборудования, например в спасательных шлюпках и плотах, в катапультируемом кресле пилота. Есть даже версии для размещения внутри рукоятки «ножа выживания». Такой комплект является важным элементом выживания и спасения.
Помимо аварийной радиостанции в комплект входят разгрузка, предметы медицинской группы, средства навигации. Все эти элементы жизненно необходимы. Они повышают шансы спасения экипажами ПСС и поисковыми группами, в т. ч. спецназа.
Рисунок 8. НАЗ-ИР военного лётчика
В то же время, по мнению многих экспертов, используемый в России аварийный радиомаяк морально устарел. Уже появились сведения, что в помощь военным пилотам энтузиасты собирают пожертвования и покупают на народные деньги профессиональные радиостанции импортного производства.
Особенности и преимущества антенны Р 855УМ
Антенна Р 855УМ имеет размер около 60 см, что делает ее достаточно компактной. Это позволяет устанавливать ее на различных типах радиостанций и других устройствах. Благодаря своим особенностям, антенна Р 855УМ обладает несколькими преимуществами.
Во-первых, ее компактные размеры позволяют использовать антенну Р 855УМ в местах, где установка большой антенны была бы затруднительной или невозможной. Например, антенна Р 855УМ может быть установлена на крыше малогабаритного автомобиля или на верхней палубе судна.
Во-вторых, антенна Р 855УМ обладает хорошей дальностью приема и передачи сигнала. Это обеспечивается благодаря особому дизайну и конструкции антенны, которая позволяет максимально эффективно использовать электромагнитное поле для передачи и приема радиосигналов. Компактные размеры антенны не влияют на ее работоспособность, и она способна обеспечить стабильную связь на значительном расстоянии.
Также антенна Р 855УМ обладает высокой устойчивостью к помехам и интерференции. Это достигается благодаря особой антенной структуре, которая позволяет минимизировать влияние внешних источников помех на качество сигнала
Это особенно важно в условиях городской среды, где множество других радиосистем может создавать помехи
Таким образом, антенна Р 855УМ сочетает в себе компактные размеры, высокую дальность передачи и приема сигнала, а также устойчивость к помехам. Это делает ее привлекательным выбором для различных типов радиостанций и других устройств.
«Девушка Гибсона»
Если поэту для вдохновения нужна муза, то для спасения тонущих моряков… Это — одна из легенд о появлении аварийных радиомаяков во время Второй мировой войны, которые моряки со всего мира стали называть «девушка Гибсона». Само название пришло в конце XIX — начале XX в. из США.
Речь идёт об американском художнике и иллюстраторе Чарльзе Дане Гибсоне (Charles Dana Gibson). Он прославился тем, что сотрудничал практически со всеми крупными изданиями Нью-Йорка, такими как Harper’s Weekly, Scribners и Collier’s. Начиная с 1890 года среди его работ стали всё чаще появляться девушки с характерной внешностью. Они принесли художнику известность, а феномен «Gibson Girl» («девушки Гибсона») стал нарицательным примером. Так называли идеал красоты на рубеже веков.
Рисунок 2. «Девушка Гибсона» — идеал красоты в США в конце XIX — начале XX вв.
По иронии и с примесью «народного» юмора это же название получили и аварийные радиостанции нового поколения, появившиеся во время Второй мировой войны.
Рисунок 3. Воздушный змей с антенной для германского радиопередатчика NSG2 (Not Sende Gerät 2)
Новая аварийная радиостанция была изобретена в Германии и получила название NSG2 (Not Sende Gerät 2). Начиная с 1941 года ею оснащались германские ВВС. Она представляла собой комплект изо двух частей: контейнер передатчика NS2 и контейнер с дополнительным оборудованием. Устройство изготавливалось из лёгкого сплава и весило около 13 кг.
Оборудование крепилось к основанию надувной спасательной шлюпки. Внутри контейнера находились воздушный змей на металлическом каркасе, два надувных воздушных шара и два небольших генератора водорода. Передатчик представлял собой схему управляющей радиоэлектроники на базе двух радиоламп. Передача велась на международной частоте 500 кГц.
Для применения радиобуя требовалось надуть воздушный шар, прикрепив к нему антенну, или запустить воздушного змея, также позволявшего привязать к нему проволочную антенну. Излучающий сигнал можно было принимать на расстоянии до 200 миль (320 км).
Почему к устройству «прилипло» название «девушка Гибсона»? Корпус аварийной радиостанции имел особенную эргономичную «приталенную» форму. Это позволяло удерживать его между ног.
Внутри радиостанции находился также электрогенератор. Он приводился в действие путём вращения ручки. Мощность создаваемого тока равнялась 4,8 Вт.
Для подачи аварийного сигнала требовалось только вращать рукоятку. Устройство автоматически генерировало сигнал по азбуке Морзе. Поскольку батареи не требовалось, комплект мог храниться в течение длительного времени без обслуживания. Он был готов к немедленному применению в случае необходимости.
Рисунок 4. Радиопередатчик BC-778
Уже в первый год после появления нового немецкого радиопередатчика (1941 год) он был захвачен британцами. За считаные месяцы они выпустили копию под названием «Dinghy Transmitter T-1333». Другой трофей британцы передали США, те выпустили копию «SCR-578».
Самолеты ВВС США использовали стандартную аварийную частоту передачи сигнала (500 кГц), но американцы не просто скопировали устройство, а добавили возможность ручной настройки генерируемого сигнала. Если в автоматическом режиме радиостанция передавала сигнал SOS, то после ручной настройки можно было передавать более сложное радиосообщение.
После войны США выпустили обновлённую версию, добавив частоту передачи 8 МГц. Новая частота использовалась для спасения на море кораблями и гражданскими самолётами. Система оказалась настолько удачной, что оставалась в эксплуатации до середины 1970-х годов.
Направления будущего развития
Как показывает практика, новый виток в развитии обычно начинается после какого-нибудь значимого инцидента. В США поводом для создания нового поколения автоматизированных радиомаячковых систем стало крушение в 1972 году легкомоторного самолета с двумя конгрессменами на борту. Их не удалось найти.
В ответ на инцидент были выработаны новые требования. Они предусматривали, что все самолёты в США будут оснащаться аварийным локаторным передатчиком (ELT). Сначала этот новый радиомаяк посылал сигналы бедствия на частоте 121,5 МГц, но постепенно службы спасения перешли на сигнальную частоту 406,025 МГц. Её может принимать международная спутниковая система Cospas-Sarsat, применяемая для поиска и спасения терпящих бедствие людей по всему миру. Создание этой системы инициировали Канада, Франция, США и СССР в 1979 году.
Каждый маяк 406 МГц имеет уникальный цифровой идентификационный код. Он заранее регистрируется в системе Cospas-Sarsat, что позволяет автоматически отправлять запросы на приём сигнала бедствия. Более современные модели могут передавать информацию о местоположении, полученную от внутреннего приёмника GPS или ГЛОНАСС.
Моряки также отказались от использования аварийной частоты 500 кГц и перешли к Глобальной морской системе безопасности, которая объединяет сразу несколько мер контроля, включая глобальную систему Cospas-Sarsat, радиолокационные транспондеры и портативные морские УКВ-станции.
Рисунок 10. Современная авиационная аварийная портативная УКВ-радиостанция «Камелия-М» (Р-855Л/Р)
Появились также множество других типов аварийных маяков-локаторов, которые не используют глобальную систему Cospas-Sarsat с частотой 406 МГц. В их числе — радиомаяки «человек за бортом» системы автоматической идентификации и приёмопередатчики Avalanche.
Военные организации выпускают для пилотов индивидуальные радиостанции для выживания. Они становятся всё более сложными, используют встроенное оборудование для измерения расстояния (DME) и приёмники спутников GPS, оснащены спутниковой связью.
В ВВС США, например, используется компактное радиопередающее устройство AN/PRQ-7 Combat Survivor / Evader Locator (CSEL), которое сочетает в себе селективную доступность GPS, линию прямой видимости и спутниковую связь UHF вместе с радиомаяком Sarsat. Это устройство может отправлять предопределённые сообщения в цифровом виде с указанием местоположения отправителя.
Значение размера
Размер антенны радиостанции Р-855УМ составляет 60 см и имеет важное значение для ее работы. Для начала, следует отметить, что размер антенны определяет ее эффективность и дальность действия
Чем больше размер антенны, тем дальше радиосигнал может быть передан. Однако, слишком большая антенна может стать неудобной в эксплуатации и установке
Для начала, следует отметить, что размер антенны определяет ее эффективность и дальность действия. Чем больше размер антенны, тем дальше радиосигнал может быть передан. Однако, слишком большая антенна может стать неудобной в эксплуатации и установке.
Размер антенны Р-855УМ в 60 см обеспечивает оптимальное соотношение эффективности и удобства использования. С таким размером антенна может передавать радиосигнал на достаточное расстояние, сохраняя при этом компактность и мобильность устройства.
Также, размер антенны ограничивается техническими требованиями и стандартами. Радиостанции должны соответствовать определенным параметрам и нормам, включая размеры антенны.
В целом, выбор размера антенны Р-855УМ равным 60 см определен оптимальным для обеспечения эффективной работы радиостанции, удобства использования и соответствия техническим требованиям.
Если бы «Титаник» не утонул…
Поводов для оснащения судов аварийными радиостанциями в целях спасения выживших в морских авариях людей было предостаточно, но действительно серьёзно заговорили об этом после гибели «Титаника» в 1912 году. Благодаря проявленной инициативе к 1920 году появились первые устройства безопасности — аварийные передатчики с искровым разрядником, созданные известным американским инженером Аланом Ларсеном. Этими устройствами стали оснащаться спасательные шлюпки морских и океанских лайнеров.
Одна из первых моделей — Marconi Type 241. Устройство представляло собой нетонущий модуль высотой 0,51 м, изготовленный на базе деревянного каркаса. Радиомаяк передавал сигналы с использованием азбуки Морзе на частоте 500 кГц. В дальнейшем этот первый режим был принят как международный стандарт. Частота 500 кГц стала универсальной для всех крупных кораблей, выходивших в море.
Выбранная частота 500 кГц обладала рядом преимуществ. Исходили прежде всего из того, что она обеспечивала большой радиус действия. Но был и существенный недостаток: для большого радиуса действия требовалась высоко размещённая антенна. Обеспечить это в условиях бедствия было непросто, а часто и невозможно.
После Второй мировой
После Второй мировой войны появился британский поисковый радиомаяк SARAH, созданный компанией Ultra Electronics. Именно этот аппарат применялся в системе спасения первых американских астронавтов. Благодаря ему удалось быстро обнаружить незапланированное место приводнения второго астронавта США Скотта Карпентера, который оказался в Атлантическом океане на расстоянии 400 км от расчётной точки. Инцидент произошёл при возврате из космоса корабля Mercury «Аврора-7» 24 мая 1962 года, а ошибка возникла из-за оплошности в пилотировании на стадии спуска. Официальная версия — астронавт так засмотрелся на космические пейзажи, что опоздал с точным запуском системы торможения корабля.
Хорошо зарекомендовала себя на практике также американская радиостанция AN/URC-4.
В СССР аварийные радиомаяки развивались на базе радиостанции Р-855 «Комар», первая модель которой появилась в 1959 году. Это было компактное, современное, передовое для своего времени устройство. Оно входило в спасательный комплект всех лётчиков ВВС. Именно такой радиостанцией был оборудован космический корабль «Восток-1», на котором совершил свой полёт в космос Ю. А. Гагарин 12 апреля 1961 года.
Рисунок 5. Печатная плата советской радиостанции Р-855У (неполная). Модель 1966 года
Компактная радиостанция «Комар» использовалась для связи с самолётными и вертолётными радиостанциями в экстренных ситуациях. Она обеспечивала беспоисковую и бесподстроечную двустороннюю радиосвязь в экстремальных условиях на аварийных частотах 121,5 (международный сигнал бедствия) и 243 МГц (военная частота). При переключении в режим «маяк» станция начинала автоматически передавать сигнал SOS.
Позднее на её базе была выпущена усовершенствованная модель Р-855У, где стержневые лампы были заменены на транзисторы.
Рисунок 6. Усовершенствованная модель аварийной радиостанции Р-855У
