Какая технология времен Второй мировой войны могла сделать умную подводную мину?

У меня есть альтернативная история, происходящая во время длительного окончания Второй мировой войны.

Что касается морских мин , мне нужно, чтобы они были обезврежены, если в них врежется «дружественный» корабль (скажем, Оси), но взорвались, если в него попал корабль союзников.

У нас есть всякие GPS и т. д., если бы мы сегодня озаботились делать подводные мины; но у меня есть подозрение, что мина может быть «умной» с технологией 1950 года (да, моя война продлевается). Между кораблем и миной что-то должно гарантировать, что мина Оси не взорвется, если с ней соприкоснется корабль Оси; но в противном случае взорвется, когда другой корабль соприкоснется с ним.

Есть две части вопроса, который необходимо решить:

  • Что могло сделать мину "умной" детонировать/не детонировать (просто мины заставляли детонировать при контакте).
  • Как мина могла понять, дружественный ли это корабль Оси?

Это сложно и основано на науке, хотя лучший ответ может использовать немного «ближайшего будущего», технологии, например, это пять лет во время Второй мировой войны (1950 г.), поэтому я приму немного дополнительных технологий из-за быстрого развития во время войны. Я не решаюсь использовать тег ближайшего будущего, потому что ближайшее будущее — это еще через 5 лет бурного развития, но только с 1945-1950 гг.

Вы заботитесь о обнаруживаемости? Передающая мина выдает свое местоположение. Корабль, передающий на мину, выдает свое местоположение.
IFF был разработан во время Второй мировой войны для использования в самолетах для идентификации дружественных подразделений. Я не совсем уверен, какова будет дальность радиоопознавания под водой.
@Frostfyre - я не против обнаруживаемости (сп?), но я пытаюсь сделать так, чтобы мина не взорвалась при столкновении с кораблем Оси, а взорвалась при ударе чем-либо еще.
@AmiralPatate - вы можете что-то понять, но я думаю, что, как вы сказали, это нужно будет адаптировать к воде.

Ответы (6)

Технология IFF была разработана во время Второй мировой войны. По сути, передатчик запрашивает идентификацию, приемник отвечает, и если он подтверждается, поздравляю, вы дружите. Он обнаруживает только дружественный юнит, остальные, скорее всего, считаются враждебными. Мне кажется, это лучший способ приблизиться к этому, не прибегая к технологиям будущего.

IFF в самолетах использует радиоволны для передачи. Вода, однако, не воздух, и радиоволны имеют гораздо более ограниченный радиус действия. Вот почему корабли используют гидролокатор (звуковые волны), а не радар для подводного обнаружения. Однако гидролокатор нужен просто потому, что вашему обычному кораблю нужно обнаруживать другие корабли, которые обычно находятся далеко или, по крайней мере, намного дальше, чем дальность действия подводного радара.

В этом случае вам нужно только обнаружить мину до контакта, который может быть всего за несколько метров. Так что повторное использование системы как есть может сработать. Я не могу вам помочь, если вам нужны технические подробности о том, какую длину волны использовать, это не в моей компетенции. Однако я не понимаю, почему эту систему нельзя было адаптировать для использования под водой.

Имейте в виду, вам нужно как-то запитать ваш IFF. Я не в курсе истории батарей или волновой энергии, так что вам тоже стоит поискать это.

Теперь, если предположить, что ваша мина может идентифицировать своих, все, что ей нужно сделать, это не взорваться при получении сигнала IFF. Я бы предложил предотвратить детонацию, физически заблокировав механизм. Это означало бы получение идентификации до контакта.

Однако это не было бы безупречным.

  • Механические неисправности, препятствующие блокировке запорного механизма. Мина всегда взрывалась. Это произойдет, и вы ничего не можете с этим поделать.

  • Механические неисправности, препятствующие разблокировке запорного механизма. Мина никогда не взорвется. Это тоже произойдет, и вы тоже ничего не можете с этим поделать.

  • Неспособность правильно идентифицировать. Мина не увидит дружественного как такового и не взорвется. Так же неизбежно.

  • Корабль двигался слишком быстро, так что контакт произошел раньше любой надежды на опознание, бум. Можно предотвратить, ограничив скорость в заминированных водах. В конце концов, ты должен знать, где ставишь свои мины.

  • Дружественные и враждебные юниты в пределах досягаемости, мина блокировалась и не взрывалась при контакте с вражеским юнитом. Однако, в зависимости от дальности обнаружения, на самом деле это может быть хорошо. Вы, вероятно, не хотели бы, чтобы ваша мина забрала вас с врагом.

  • Враг разбирается, как подделать сигналы госопознания, ваши мины ничего не стоят. Я не вижу решения этой проблемы, кроме регулярной замены/обновления мин.

Мины также должны быть заминированы, чтобы противник не мог их захватить и изучить.

В нашем мире транспондер был изобретен где-то в 1950-х годах, поэтому нетрудно представить, что он появится раньше в вашем сценарии ускоренного развития из-за затянувшейся войны. Точно так же в 1945 году был разработан подводный телефон Gertrude .

В дополнение к заряду взрывчатки мина должна иметь пассивный гидролокатор и небольшую радиостанцию ​​Гертруда. Когда сонар слышит корабль в радиусе действия мины, Гертруда посылает сигнал каждые несколько секунд. По сути, это электронное "Стой! Кто идет?"

В свою очередь, каждое судно должно иметь транспондер Гертруды в своем корпусе. Когда этот транспондер получает сигнал от мины, он должен ответить: «Это друг, и сегодняшний код доступа — 123456».

Дайте неправильный пароль или вообще не отвечайте после нескольких вопросов, и БУМ!

Традиционно мины детонируют, если обнаруживают корабль. Если мина начинает передачу через некоторое время после обнаружения корабля, у корабля есть шанс покинуть опасную зону, делая мину бесполезной.
@Фростфайр. Верно подмечено. Время решает все. Обнаружение обычно происходит на относительно небольшом расстоянии, возможном даже в пределах собственной длины корабля. Со скоростью электроники, даже времен Второй мировой войны, цикл «несколько допросов», о котором я говорю, может произойти всего за несколько секунд.
Морские мины почти по определению используются под водой. Морская вода действительно хорошо поглощает радиоволны. Возможно, вы захотите пересмотреть свое предложение.
@WhatRoughBeast- Как насчет Гертруды? Отредактированный ответ, чтобы указать. Также речь идет о предельно малой дальности.

Любопытно, что в «The Wabbler» Марри Лейнстера, Astounding , 1942, морская мина робота с компьютерным мозгом участвовала в неопознанном конфликте, который многие читатели, вероятно, предположили как нынешнюю Вторую мировую войну, таким образом воображая, что такая технология была в их ближайшем будущем. Я не знаю, велись ли когда-либо обсуждения его осуществимости.

вот его онлайн-копия.

http://find-book.org/reader?file=253132[1]

Нет радио

Проблема установления радиосвязи с миной заключается в том, что в морской воде эффективная дальность очень мала. На частоте 1 МГц потери на затухание составляют около 50 дБ/м . Практичная радиосвязь в соленой воде

  • ограничивается некоторыми 1000-10000 Гц,
  • по-прежнему доступны только в диапазоне нескольких футов, и
  • работает очень медленно: поскольку затухание сильно зависит от частоты, пропускная способность в лучшем случае составляет несколько сотен бод/сек. Передача осмысленного пароля (с кадрированием и ECC) займет несколько секунд.

Хуже всего то, что в эти секунды корабельный транспондер должен оставаться в нескольких футах от мины.

Адский пароль

Еще одна проблема заключается в том, что нет возможности изменить пароль. Шахта полностью автономна, и вы не хотите полагаться на часы времен Второй мировой войны, чтобы оставаться точными. Морской хронометр Hamilton (лучший из лучших, выпускаемый тиражом 400 единиц в месяц) отклонялся на 0,5 секунды в день при правильном обслуживании. Обычные часы, которые будут использоваться внутри шахты, будут дрейфовать намного быстрее, и через месяц вы уже не будете знать правильный код доступа.

То есть шахта застряла с постоянным паролем. Наличие у всех шахт одного и того же пароля представляет собой серьезную угрозу безопасности, поэтому каждая шахта должна иметь уникальный пароль и, следовательно, уникальный идентификатор для передачи при контакте. Корабль, в свою очередь, должен иметь возможность сопоставлять идентификатор с паролем. Учитывая огромное количество установленных мин, я не думаю, что технологии времен Второй мировой войны подходили для этой задачи.

Поместите в него дрессированных животных, возможно, трех летучих мышей, подключенных к гидрофонной системе. Научите их дергать переключатель, когда они обнаруживают определенный звуковой профиль. Если две или более летучих мышей срабатывают одновременно, она активирует мину. Летучие мыши могут обрабатывать аудиосигналы с ошеломляющей степенью, в некоторых случаях даже лучше, чем современные цифровые системы.

Б. Ф. Скиннер, как известно, обучал голубей наводить авиабомбы, но окончание войны и электронные технологии сделали это оружие устаревшим еще до того, как его можно было применить.

Я не думаю, что есть какие-либо рыбы, которые используют акустику, но органы чувств боковой линии у всех рыб могут обнаруживать образцы вибрации. В шахте может быть гидрофон, который улавливает шум корабля, усиливает его, а затем воспроизводит через подводный динамик какой-нибудь обученной рыбе. Чье движение вооружит мину. Хитрость здесь заключается в обучении рыб, потому что их поведение довольно негибкое.

Лучше всего подходят млекопитающие или птицы. Летучие мыши на самом деле являются гетеротермами, то есть вместо одной заданной температуры тела у них есть несколько, между которыми они могут переключаться. Их можно погрузить в спящий режим, а затем разбудить, и все это в течение нескольких минут. Посмотрите эксперименты с летучими мышами времен Второй мировой войны. Некоторые виды летучих мышей также впадают в спячку, если уровень O2 падает до определенного диапазона, а затем просыпаются, если он становится низким. Ваша мина, скорее всего, будет комбинацией простого детектора шума, настроенного на металлические или обычные звуки реквизита, который будет будить летучих мышей, чтобы они могли определить, представляет ли звук действительную цель или нет. Если нет, это вернет их в спячку.

Несколько фунтов химикатов, генерирующих кислород и поглощающих CO2, могут поддерживать жизнь трех летучих мышей размером с мышь в течение нескольких месяцев, даже без зимней спячки. Им не нужно было бы много еды, если бы большую часть времени они проводили в спячке. Охлаждение летучих мышей можно осуществить с помощью любого количества эндотермических химических реакций, которые не производят газа.

Я предлагаю животных, потому что аналоговая схема той эпохи не могла обрабатывать различные профили сонара без перестройки схемы, и их легко спутать с окружающим шумом, естественным или искусственным. Союзники легко имитировали продвинутые немецкие торпеды, ищущие шум, перетащив за корабль два полых металлических цилиндра, которые беспорядочно ударялись из-за турбулентности в следе.

Дополнительное оборудование, позволяющее поддерживать жизнь летучих мышей в течение нескольких месяцев, погружаясь в спячку и выходя из нее, не будет более сложным, чем требования к питанию аналоговых схем того времени. Это не особенно жестоко по отношению к летучим мышам. Если мина потеряется, они просто заснут от гипоксии, если мина взорвется, они ничего не почувствуют.

Цель мины - быть скрытой до срабатывания. Это подорвало бы цель создания обнаруживаемых мин. Дружелюбный или враждебный будет иметь значение, только если будет получена обратная связь. Например, я обнаруживаю мину, но не знаю, является ли она дружественной, поэтому, если она не является дружественной, значит, она враждебная.