Дон Росс (акустик) - Википедия - Don Ross (acoustician)

Дон Росс в 1965 году

Дон Росс (9 июня 1922 г. - 24 августа 2015 г.) был гражданским подводником и акустиком. С 1945 по 1987 год Росс в основном работал с ВМС США, делая разработки по снижению обнаружения подводных лодок и подводного шума. Россу приписывают открытие, что низкочастотный окружающий шум океана во многом определяется перевозки, и что окружающий шум океана постоянно растет из-за деятельности человека. Он также провел первые детальные измерения шумовых характеристик атомные подводные лодки.

Ранние годы

Росс родился в 1922 г. Нью-Йорк. Первоначально интересовался египтология В годы учебы в средней школе (а также зная древнеегипетский алфавит) Росс посещал Средняя школа ДеВитта Клинтона перед переходом в Ривердейл Country School; как в Бронкс. Его приняли в Чикагский университет по специальности археология в 1939 году, накануне Великой Отечественной войны. Директор Росса в Ривердейле убедил его «с учетом мировой ситуации» обратиться в Гарвард как Физика майор вместо этого. Оттуда он окончил в 1942 году со степенью бакалавра физики,^[1] собирался получить степень доктора философии в области прикладной физики и технических наук в Гарварде в 1953 году.^[1]

Карьера

Гарвардская лаборатория подводного звука и Лаборатория артиллерийских исследований, штат Пенсильвания

После получения степени бакалавра Росс получил стажировку на факультете физики Гарварда. Эдвин К. Кембл, глава отдела, пока Росс работал там в Гарвардской лаборатории подводного звука (HSUL), он искал способы разработать бесшумные пропеллеры для акустических самонаводящихся торпед. В конце 1944 г., с приближением конца войны, проект торпеды согласовали с Penn State переехать в конце войны в новую лабораторию по исследованию боеприпасов (ORL). Кембл понял, что не поедет в Пенсильванский университет, и нуждался в преемнике для проекта. Кембл попросил Росс присоединиться к нему на несколько месяцев в HUSL с намерением продолжить работу с пропеллером в Пенсильвании.

На последнем курсе колледжа Росс специализировался на ядерной физике до классификации этой области во время войны. Рекрутеры для Манхэттенский проект организовал его отправку в Лос-Аламос в качестве армейского сержанта, но в процессе медицинского обследования у него была проколота правая барабанная перепонка, в результате чего он был дисквалифицирован. Росс остался в Кембридж до конца войны.

Находясь в штате HSUL перед тем, как переехать в Пенсильванию, Росс впервые узнал о кавитации пропеллера, основном источнике шума пропеллера. В своих исследованиях в это время он разработал индекс, который будет использоваться военно-морскими архитекторами для прогнозирования степени кавитация для корабельных, подводных и торпедных винтов. Он смог объяснить, почему гребные винты американских подводных лодок создают кавитацию на скоростях, намного меньших, чем те, которые были предсказаны их конструкторами, а также разработал объяснение «эффекта аномальной глубины». Эти идеи привели к созданию Водный тоннель Гарфилда Томаса.

Bell Labs

Вскоре после получения докторской степени в 1952 году Росс попросил Bell Telephone Labs (BTL), чтобы присоединиться к ним в качестве гидродинамика по программе ВМФ по разработке и созданию системы подводных датчиков (СОСУС система звукового наблюдения), предназначенная для раннего предупреждения о приближении с расстояния любой российской подводной лодки-ракетоносца. В системе использовался сигнальный процессор LOFAR, который обнаруживал низкочастотные тональные компоненты, излучаемые кораблями и подводными лодками. Росс был назначен на неполный рабочий день в небольшую группу BTL, помогавшую военно-морскому флоту оценивать характеристики и разрабатывать руководства по классификации целей. Каждая станция SOSUS имела оборудование LOFAR для сорока направленных лучей, и вначале велись записи всех (в основном) обнаружений торговых судов. Вскоре стало очевидно, что одни лучи удерживали намного больше контактов с кораблем, чем другие. Также было подтверждено, что корабли, обнаруженные на этих «горячих лучах», были дальше, чем корабли, обнаруженные на других лучах. Используя глобус и следуя маршрутам большого круга, Росс в партнерстве с Ларри Черчиллем обнаружил, что горячие лучи исходят по ту сторону океана, в таких местах, как Гибралтар и Английский канал, где корабли переходили между мелководьем и глубокой водой. Первоначально названные «эффектом мегафона», эти обнаружения на больших расстояниях были объяснены явлением распространения под уклоном, при котором звук от приповерхностного источника отражается наклонным дном в воду. канал глубокого звука, где он может распространяться на большие расстояния с минимальными потерями.

Низкочастотный окружающий шум и распространение звука измерялись системой SOSUS. Неизменно, окружающий шум уровни оказались значительно ниже, чем можно было бы ожидать при экстраполяции уровней, которые измерялись с более высокой частотой во время Второй мировой войны. Росс был одним из первых, кто связал это открытие с информацией о том, что подводный шум, вызванный дождем и аналогичными источниками, достиг пика на частотах от 500 до 1000 Гц и был значительно ниже на частотах, используемых SOSUS. Из этого наблюдения и некоторых измерений, сделанных Woods Hole вскоре после Второй мировой войны Росс разработал первый набор спектров окружающего шума, амплитуда которого на низких частотах зависела от плотности при транспортировке. Эти кривые, разработанные в 1954 году, были первыми, кто признал, что только выше 300 Гц окружающая среда контролировалась шумом ветра и волн, а на более низких частотах шум не зависел от состояния моря, а был вызван судоходством.

До ухода из BTL в 1958 году Росс активно работал, чтобы успокоить USSНаутилус, первый военно-морской флот США атомная подводная лодка. Он также работал в тесном сотрудничестве с военно-морским флотом, чтобы подтвердить посредством звуковой подписи, что русские разработали свою собственную атомную подводную лодкуПодводная лодка типа "ноябрь" ) только через два года после Наутилус был построен.^[1] Позже выяснилось, что шпион украл чертежи Наутилус и дал их Советы.

Bolt, Beranek and Newman, ONR London и Центр исследований и разработок морских кораблей

В 1958 году Росс начал работать в молодой акустической консалтинговой фирме в г. Болт, Беранек и Ньюман в Кембридже. Здесь он писал отчеты по широкому кругу тем, связанных с шумом подводных лодок, некоторые из которых напрямую способствовали способности ВМФ строить тихие атомные подводные лодки. В то время он оставался консультантом SOSUS.^[1]

С 1964 по 1965 год Росс и его семья жили в Лондон. Росс на год получил престижную должность в Управление военно-морских исследований в качестве их научного сотрудника по акустике. Его работа заключалась в том, чтобы брать интервью у акустистов в Великобритании и Европе и сообщать ONR об их исследованиях.

Росс и его семья вернулись в Штаты в 1965 году, а к 1967 году Росс был выбран третьим руководителем лаборатории корабельной акустики и вибраций (SAD) Центра исследований и разработок военно-морских кораблей (NSRDC) (ранее - David Taylor Model Basin - DTMB). ) в Carderock, MD. За это время Росс участвовал примерно в десятке испытаний по шуму атомных подводных лодок. Самыми заметными из инцидентов, в которых был замешан Росс за это время, были "Безумный Иван "специальные атаки.

«Сумасшедший Иван»

Специальные миссии подводных лодок штурмового класса выводили ВМС США в советские воды, и происходили столкновения с российскими подводными лодками. В DTMB это подозревали, так как их иногда просили анализировать куски резинового покрытия или образцы краски, которые поступали с советских подводных лодок. Они не знали, что сообщения об этих столкновениях мешали переговорам по разоружению на высоком уровне. Ситуация настолько ухудшилась, что в конце апреля 1970 г. Президент Никсон приостановил все специальные операции, по крайней мере, до тех пор, пока не убедится, что столкновений можно избежать.

В субботу 2 мая адмирал Деннис Уилкинсон вызвал группу из нескольких организаций в свой офис в Норфолк и объяснил проблему. Они должны были найти и устранить причину столкновений. Уилкинсон назначил три Осетр-учебный класс подводные лодки Россу и его лаборатории на две недели. В должности руководителя ведущей лаборатории ему было передано оперативное управление. В воскресенье он созвал собрание ключевого персонала, чтобы организовать испытательную группу и спланировать программу испытаний для того, что вскоре станет известно как операция «Герман», в память о бывшем члене команды Bell Labs Германе Штраубе. В тот же день USSКИТ, то USSSunfish, а третья субмарина отправилась из Нью-Лондона в Чарльстон, который должен был стать базой для проекта. Там USS КИТ была оснащена специальным оборудованием, позволяющим имитировать акустическую сигнатуру советской подлодки, а военный корабль США Sunfish был готов действовать как трейлер. Третья подлодка должна была оставаться в порту, чтобы быть резервной на случай, если у двух других возникнут проблемы. Через два дня КИТ и Sunfish отплыть в удаленное место в Багамы в течение пяти дней имитированных замыкающих встреч. Сферический сонар Массив был оснащен системой автоматического слежения, которая давала как вертикальное, так и горизонтальное направление самого сильного сигнала. Эхолот неизменно был направлен вверх, подразумевая, что подслушивающая подлодка находилась глубже, чем отслеживаемая подлодка. Проблема была вызвана отражениями от поверхности. Самый сильный сигнал исходил не непосредственно от контакта, а с поверхности. В ходе испытаний они подтвердили наличие проблемы, а затем разработали процедуру ее преодоления.

16 мая, ровно через две недели после первоначального задания, Росс был доставлен самолетом в Норфолк в самолете адмирала, чтобы представить результаты испытаний и помочь написать новый порядок действий по устранению проблемы. В тот же день адмирал Уилкинсон вылетел в Вашингтон и проинформировал президента Никсона в белый дом, а Президент одобрил возобновление спецопераций. В 1971 году Росс получил высшую гражданскую награду ВМФ за свою службу, Премию за выдающиеся заслуги перед гражданскими лицами, и стал пожизненным членом Морской лиги подводных лодок.^[2]

Тетра Тех

В 1972 году Росс начал работать в Tetra Tech в Росслине, штат Вирджиния, при условии, что он и его семья будут переведены в Сан-Диего после завершения исследования для ВМФ в отношении предлагаемой подводной лодки с крылатыми ракетами. Компьютерная модель SubSim должна была использоваться для моделирования столкновений новой подлодки с предполагаемой советской подводной лодкой. Единственная проблема заключалась в том, что все эти встречи будут включать сонары обнаружив излучаемый противником шум, и Росс должен был быть единственным человеком в штате, который имел фоновые знания в таких вопросах.

Для моделирования потребовались характеристики советских подводных лодок на десять лет вперед. У ВМФ был официальный документ об угрозах; но это предполагало, что русские просто скопируют тихие подводные лодки США с отставанием как минимум на пять лет. Дик Робинсон и Росс разработали собственную угрозу и представили ее группе военно-морских сил во главе с адмиралом Эдом Уоллером. После своего 15-минутного выступления адмирал сказал, что слышал много угроз и никогда не мог сказать, какие из них были основаны на точных данных, какие были основаны на инженерных расчетах, а какие были политическими. "Который ваш?" - спросил он Росса, который ответил «все трое, адмирал», после чего повторил разговор, указав тип источника каждого пункта. И, наконец, «скорость 35 узлов обусловлена тем, что Риковер хочет построить новую подводную лодку с 35 узлами». Адмирал был так доволен, что пригласил Росса выступить с докладом перед высокопоставленной группой в Пентагоне. И вскоре их угроза была принята как официальная угроза ВМФ.

В 1973 году Росс и его семья официально переехали в Сан Диего. Росс занимал должность вице-президента по системам Tetra Tech и продолжал это делать до 1983 года. С 1976 по 1979 год Росс также был заместителем директора Центр исследований SACLANT ASW в Ла Специя, Италия. В 1976 году он написал Механика подводного шума.^[3]

Почтовая карьера

Росс провел свои пенсионные годы как преданный волонтер и государственный служащий. Он проработал пять лет волонтером в Департамент полиции Сан-Диего Подразделение по борьбе с домашним насилием, член Клуба сомов и связанное с Унитарист-универсалист Братство Сан-Диегито. Он погрузился в изучение кардиология, и изучили влияние статинов на пожилых людей. Он также изучал и читал лекции по изменение климата.^[4]

Личная жизнь

Росс женился на своей первой жене Харриет Мэй Мерфи в 1942 году. У них было трое сыновей (Франклин, Билл и Энди) до развода в октябре 1972 года.

Росс женился на Нэнси Мартин в ноябре 1972 года. Они оставались вместе до ее смерти в мае 2010 года.

Награды

Он получил Премия ВМФ за выдающиеся гражданские заслуги за «решение множества актуальных и важных проблем эксплуатации подводных лодок».^[1]

Росс был членом Американского акустического общества.^[1]