Dalle incursioni sottomarine al contrabbando di droga sempre più sofisticato, le missioni del sonar sono molte e varie. Per affrontare questi problemi, le flotte hanno bisogno di sistemi per pattugliatori costieri e piccole navi
Negli ultimi anni sono emerse una serie di tendenze tecnologiche e operative nello sviluppo dei sonar, supportate dalla crescente domanda di questi sistemi per piccole imbarcazioni.
Secondo Gabriel Jourdon, capo delle stazioni idroacustiche (GAS) di Thales, la difesa antisommergibile (ASW) è stata per decenni il compito principale delle stazioni sonar. Allo stesso tempo, il numero di sottomarini nel mondo sta crescendo, sempre più paesi li stanno adottando per il servizio e questo causa preoccupazione nella comunità militare.
"L'attività economica attiva in mare, in particolare l'uso delle risorse oceaniche, costringe gli Stati ad adottare misure per controllare e proteggere le loro zone economiche", ha affermato. - Qua e là sorgono conflitti territoriali in mare e l'invasione di un sottomarino nella zona economica esclusiva è il problema principale. Questo problema è aggravato per alcuni Paesi dal fatto che vaste aree devono essere protette”.
Queste tendenze correlate stanno guidando la domanda di sistemi ASW, in cui i sonar sono un componente chiave. "La maggior parte delle flotte e dei paesi deve affrontare il compito di proteggere la propria sovranità nazionale, i propri interessi commerciali ed economici e contrastare l'invasione di sottomarini nelle proprie acque nazionali", afferma Jourdon.
Questioni di soldi
Tuttavia, l'alto costo di tali navi dell'OLP. come le fregate, ha contribuito al fatto che il GAS ha iniziato ad essere installato su piattaforme più piccole e anche su navi non militari, che originariamente non erano destinate ad ASW ad alta intensità. Questo, ad esempio, si applica pienamente alle navi da pattugliamento delle zone costiere (SKPS).
“L'idea qui è di integrare le risorse ASW esistenti o, in alternativa, di fornire alle flotte dei paesi in via di sviluppo capacità ASW di base. La sua implementazione richiederà soluzioni efficaci e testate sul mare con prestazioni stabili e capacità reali dell'OLP.
Il GAS non dovrebbe influire negativamente sulle capacità di navigazione della nave, ha aggiunto Jourdon, osservando che il sonar a scafo compatto BlueWatcher della sua azienda è stato progettato fin dall'inizio per "avere un impatto minimo sulla manovrabilità e sulla velocità della nave".
Thales si concentra sullo sviluppo di sonar per SKPS e altre piccole imbarcazioni. Alla fiera Euronaval 2014, ad esempio, ha mostrato una linea di nuovi GAS. Oltre a BlueWatcher, include anche il CAPTAS-1 GAS con profondità di immersione variabile.
Il BueWatcher "fornisce capacità di rilevamento e tracciamento superiori in acque poco profonde e rumorose", ha affermato Jourdon, ma ha notato che questo GAS compatto può funzionare anche a profondità superiori a 10 km. "Offre un contributo inestimabile al sistema di sicurezza della nave, aiutando anche a evitare gli ostacoli davanti alla nave".
Il CAPTAS-1 “è lo strumento chiave dell'OLP” nella gamma di radar compatti dell'azienda, fornendo rilevamento a medie distanze fino a circa 30 km. "Sta dando un grande contributo al processo di contenimento dei sottomarini", ha aggiunto.
Entrambi i sistemi multifunzionali sono progettati per funzionare in un'ampia varietà di condizioni e si sono dimostrati efficaci su navi di piccolo dislocamento. In alcune flotte, vengono solitamente utilizzati come elemento aggiuntivo di un ASW. Entrambi i prodotti Thales sono molto richiesti nei promettenti mercati esteri tra cui Asia, America Latina e Medio Oriente.
Jourdon ha aggiunto: “Recentemente, la domanda si è evoluta verso sistemi sonar efficaci che possono diventare un elemento indispensabile delle operazioni di sicurezza delle flotte in acque costiere e profonde. Dovrebbero essere compatti per l'installazione su piccole navi, facili da usare, eseguire le attività richieste a un costo accessibile."
Modifica dei requisiti
Thomas Dale, rappresentante del dipartimento Marine HAS di Kongsberg Maritime Subsea, ha anche notato l'aumento della domanda nel settore dei videoregistratori, dove le capacità di multitasking sono assolutamente necessarie. "Le piattaforme multitasking e SKPS dovrebbero essere in grado di trovare non solo oggetti di grandi dimensioni come i sottomarini, ma anche oggetti più piccoli come sottomarini ultra-piccoli, contenitori galleggianti o mine".
I requisiti per la gamma del GAS per la SKPZ e le fregate sono spesso diversi. La SKPZ richiede un GAS con un raggio di 10-15 km. Ciò è evidente anche nel mercato delle motovedette veloci, dove spesso è sufficiente un sonar a medio raggio. Diverse barche "possono sciamare" contemporaneamente, ampliando così il campo visivo di tutte le navi del gruppo. "Aggiungi la gamma GAS di tre, quattro, cinque navi, di conseguenza, aumenti significativamente la gamma di copertura utilizzando diverse navi", ha spiegato.
Secondo Dale, il complesso dei compiti dell'SKPZ, tuttavia, ci costringe a cercare un equilibrio tra portata e capacità. “Gli SKPZ operano più o meno in modo indipendente. Il compromesso nel mercato SKPS è che hai bisogno di un GAS a un prezzo ragionevole, che sia facile da installare e che possa funzionare in diversi compiti - questo è più importante della sola gamma del GAS”.
L'HAS a media frequenza può essere particolarmente utile per rilevare piccoli vasi di superficie. Dahle ha osservato che "è difficile individuare un oggetto come un gommone a scafo rigido di notte, soprattutto se ti trovi in acque mosse. Ma se hai un GUS, puoi sentirlo in modalità passiva o rilevare una nave o la sua scia in modalità attiva."
Kongsberg si sta concentrando sulle acque costiere, ha detto Dale. “Questo segmento è più di un semplice OLP. I nostri prodotti ricercano oggetti in tutta la colonna d'acqua e sui fondali. Tracciano navi di superficie, sottomarini e veicoli sottomarini senza equipaggio. La nostra tecnologia è progettata per risolvere problemi di riverbero (riflessione sonora) e lavorare in acque costiere."
Ha attirato l'attenzione sul sonar SS2030, montato sullo scafo della nave, e sulla sua versione container del sonar a profondità variabile ST2400. Sebbene siano destinati principalmente all'OLP costiera, hanno applicazioni più ampie, ad esempio, prevenzione degli ostacoli, rilevamento di mine e tracciamento di barche, veicoli sottomarini e altri oggetti.
A tal fine, i Kongsberg GAS sono stati installati su una gamma di navi di piccole e medie dimensioni, comprese le navi della Guardia Costiera e le motovedette veloci. Ad esempio, la nave da ricerca della marina cilena "Cabo de Homos" è stata equipaggiata con il GAS SS2030 lo scorso anno per cercare e localizzare sottomarini naufragati, come è stato dimostrato con successo nelle esercitazioni di ricerca e soccorso.
"Spesso gli SKPZ sono costruiti senza sonar, ma speriamo che questo cambierà man mano che le flotte diventeranno più consapevoli delle capacità multitasking di un sonar di fascia media", ha affermato Dale.
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Rilevamento di subacquei e nuotatori
La società con sede nel Regno Unito Sonardyne International ha beneficiato della crescente domanda di sistemi di rilevamento per subacquei e nuotatori. Ad esempio, nel luglio dello scorso anno, ha annunciato un nuovo contratto per la fornitura di Sentinel a un cliente anonimo del sud-est asiatico, che sarà installato in tutti i suoi SKPS. Il contratto si basa su un precedente accordo per la fornitura di sistemi portatili a una delle flotte europee per proteggere il suo SKPS.
"SKPS sta diventando una risorsa sempre più ambita per le flotte e le guardie costiere di tutto il mondo nella lotta contro la pirateria, il traffico di droga, il terrorismo e l'azione contro le mine", ha dichiarato Sonardyne in una dichiarazione in concomitanza con la cerimonia della firma del contratto. - La piattaforma SKPS si sta sviluppando nella sua versatilità grazie ai nuovi sviluppi nella costruzione navale, consentendo a queste navi di essere configurate per vari compiti attraverso l'uso di sistemi commerciali standard, come ad esempio. Sentinella”.
"Sonardyne ha iniziato a spedire i suoi sistemi al mercato SKPS circa due anni fa", ha affermato Nick Swift, capo della sicurezza marittima presso l'azienda. - Riceviamo molte richieste. C'è una certa crescita della domanda in questo settore".
Il sistema Sentinel può rilevare, tracciare e classificare le minacce a una distanza di 1200 metri, può essere integrato nel sistema di informazione e controllo della nave o nei sistemi di consapevolezza della situazione locale, come il sistema di sorveglianza a lungo raggio NiDAR prodotto da MARSS Group. Funziona in modalità di rilevamento e classificazione attive e passive e può essere portatile o installato nello scafo della nave. Sentinel XF (funzionalità extra) è offerto per le strutture militari e di sicurezza nazionale.
"Il sistema può essere portatile o può essere installato nello scafo di una nave utilizzando il sistema proprietario Sonardyne", afferma Swift. - Forniamo entrambe le configurazioni. Il nostro sistema è intrinsecamente flessibile e può essere integrato nel tuo sistema di sorveglianza o nel tuo sistema di controllo del combattimento".
La versione montata sullo scafo "è una soluzione eccellente per gli RCC più nuovi e più grandi", mentre la versione portatile "può essere facilmente implementata da qualsiasi nave ed è molto popolare nel mercato degli RCC".
Swift ha aggiunto: “A seconda di come le flotte utilizzano le loro navi, potrebbero non aver bisogno di un GAS in alcune aree operative. Ad esempio, se sei basato nella tua porta, potresti aver bisogno di una protezione completa sofisticata. E per la distribuzione in una determinata area, puoi prendere un sistema portatile."
Il suddetto contratto con un paese asiatico ha evidenziato l'importanza di utilizzare sistemi per proteggere navi e altri oggetti dalle minacce sottomarine. "Sentinel… fornisce un sistema di sicurezza perimetrale rapidamente dispiegabile per integrare i sistemi di sicurezza per porti commerciali, navi marittime, yacht privati, infrastrutture critiche ed edifici costieri", ha affermato.
Secondo Swift, la necessità di sistemi come il Sentinel segnala uno spostamento verso il combattimento asimmetrico. “In precedenza, se la nave aveva un GAS, allora era destinata all'OLP, ma ora hanno iniziato a pensare a oggetti più piccoli, come subacquei e veicoli sottomarini automatici. Questi ultimi destano crescente preoccupazione. Sono disponibili nel mercato civile, sono abbastanza economici e facili da usare. E possono causare danni significativi alla nave.
"L'uso principale del GAS Sentinel è proteggere le navi da attacchi terroristici e di altro tipo", ha continuato Swift. “Può essere terrorismo, uno stato canaglia o anche una tradizionale zona di conflitto. Un'altra area della sua applicazione è l'osservazione. Se hai un SKPS, qualcuno può inviare un subacqueo o un veicolo aereo senza equipaggio solo per scattare foto o guardare la nave. GAS Sentinel allestisce un cordone sottomarino attorno alla nave in modo che nessuno possa avvicinarsi inosservato".
Anche Ken Walker, capo della divisione Marine di Ultra Electronics, ha notato lo sviluppo del mercato SKPZ. Posizionare i sonar su queste navi può essere molto utile, perché stiamo parlando non solo delle capacità aggiuntive dei missili antiaerei, ma anche della lotta al traffico di droga e al terrorismo.
"Ad esempio, i contrabbandieri sono molto sofisticati", ha detto. "In passato, usavano di più i motoscafi, ma ora usano i semi-sommergibili, usando efficacemente i sottomarini commerciali per trasportare la droga".
Walker ha anche richiamato l'attenzione sull'uso dei sonar nelle attività di supervisione della pesca, nella lotta contro l'immigrazione illegale e in una serie di altri settori. Inoltre, le caratteristiche di peso, dimensioni e consumo energetico sono migliorate e questo attira l'attenzione degli operatori di piccole imbarcazioni.
Walker ha affermato che anche la sua azienda sta assistendo a una crescente domanda di sonar per piccole imbarcazioni. “C'è stato un cambiamento radicale nella struttura in tutto il mondo occidentale. I budget non consentono portaerei e grandi cacciatorpediniere, come avveniva nell'era della Guerra Fredda, quindi molti stanno passando a mezzi multitasking più piccoli per proteggere la loro sovranità, e quindi stiamo assistendo a qualcosa come una rinascita nel campo di SKPS e piccole fregate."
Necessità o lusso?
Molti paesi non cercano di dotare i loro SKPZ di sistemi di difesa antisommergibile e quindi il GAS a bordo non è affatto obbligatorio. A titolo di esempio possiamo citare il nuovo SKPZ canadese del progetto Harry DeWolf, il primo dei quali, secondo il capo del Canadian Fleet Development Department, Casper Donovan, dovrebbe entrare a far parte della flotta alla fine del 2018.
“Non c'era bisogno di avere capacità sonar su queste navi. Le navi sono progettate per condurre la sorveglianza armata delle acque canadesi e supportare le agenzie governative nel sostenere e rafforzare la sovranità del Canada quando e dove è necessario, in altre parole per svolgere compiti di tipo poliziesco , ha affermato.
“Nello svolgere questi compiti, utilizzeranno mezzi diversi dal GAS per rilevare altre navi, ad esempio radar e sensori optoelettronici, nonché mezzi come, ad esempio, l'elicottero di bordo CH-148 Cyclone dotato di una serie di speciali sensori, che è in fase di sviluppo per il Canada da Sikorsky.
Secondo Donovan, in base ai compiti delle navi di questo progetto, non avranno bisogno di alcuni dei complessi sistemi di combattimento di alto livello di cui potrebbero aver bisogno le navi da guerra di superficie. Sottomarini, non useremo una nave pattuglia per risolvere questa situazione. usa una delle nostre fregate di classe Halifax.”
La Marina canadese ha lanciato il progetto Underwater Warfare Surte Upgrade per aggiornare le fregate Halifax con sistemi ASW. I termini del concorso sono stati pubblicati nell'autunno del 2017 e sono attualmente in fase di valutazione.
In conformità con questo progetto, le capacità delle navi saranno ampliate attraverso l'installazione di HUS a scafo, HAS trainati, boe idroacustiche, sistemi di rilevamento siluri e l'integrazione di tutti questi sistemi nel BIUS della nave. "Questo è un progetto abbastanza grande che aggiungerà sistemi di guerra sottomarina molto più moderni alle capacità generali delle navi", ha aggiunto Donovan.
Ha nominato le principali tendenze tecnologiche degli ultimi anni: il crescente livello di digitalizzazione dei sistemi e la crescita della loro potenza di elaborazione. Questo è ciò che tutti i sistemi sensoriali militari hanno in comune. "Sempre più di questi sistemi si stanno spostando verso il digitale, il che significa che i dati possono essere elaborati in modo molto più efficiente e veloce".
Ciò è particolarmente importante per i GAS, poiché ricevono ed elaborano enormi quantità di dati acustici. Nel caso dei sonar basati su architettura digitale, il processo è notevolmente semplificato."L'elaborazione dei dati sarà migliore di ordini di grandezza, il che migliorerà la nostra capacità di trovare sottomarini, mine e altre minacce sottomarine".
Tuttavia, secondo Donovan, sono in corso sviluppi su larga scala non solo nel campo delle tecnologie idroacustiche. I sottomarini diesel-elettrici avanzati e ad alta tecnologia sono ora molto richiesti. “Questi sottomarini sono sempre stati molto difficili da trovare. Ma ora sempre più paesi stanno adottando sottomarini diesel-elettrici, vengono fornite piattaforme sempre più moderne, senza dubbio più silenziose rispetto ai sottomarini delle generazioni precedenti. E se i vecchi sottomarini erano difficili da trovare, i sottomarini moderni sono molto più difficili da trovare.
A questo proposito, le flotte hanno dovuto analizzare attentamente i metodi di ricerca e rilevamento dei sottomarini. Negli anni '80 e '90, molte flotte occidentali utilizzavano HAS passivi trainati. Ma ora stanno passando sempre più a varianti attive che "pingano" nella colonna d'acqua a basse frequenze al fine di rilevare i moderni sottomarini a basso rumore. "Come parte del nostro progetto di aggiornamento della suite di guerra subacquea, stiamo cercando di acquisire sonar di frequenza."
Dale ha sottolineato l'aumento della capacità di elaborazione delle informazioni. “Ciò significa che possiamo elaborare più strati orizzontalmente in un impulso sonoro o più impulsi contemporaneamente. Possiamo rilevare un oggetto se si trova a livello della superficie, nella colonna d'acqua o sul fondo.
Ha anche notato l'uso di trasduttori compositi nei sonar ad alta frequenza, che aumenta l'ampiezza e la risoluzione spettrali e consente l'elaborazione tridimensionale in modo che "con uno scafo convenzionale HAS possiamo rappresentare il fondale in 3D, ad esempio, per il rilevamento di oggetti o la navigazione compiti".
Nuove tecnologie
Secondo Jourdon, negli ultimi anni la tecnologia acustica ha compiuto progressi significativi in diversi settori. Ha notato l'uso di trasduttori acustici per emettitori attivi, algoritmi di elaborazione dati e segnali altamente avanzati e progressi nelle capacità di rilevamento e tracciamento. Inoltre, nei sistemi vengono integrate interfacce uomo-macchina sempre più intuitive e intuitive, compreso l'uso del 3D per semplificare le complesse operazioni del sonar.
I sistemi sono anche diventati più compatti e più facili da installare, mentre anche le attrezzature per l'addestramento stanno avanzando, "rendendo più facile l'addestramento dell'equipaggio a bordo".
Walker rivolse la sua attenzione al software. Ha notato, ad esempio, la tecnologia Ping Wizard di Ultra, che semplifica la selezione della modalità attiva ottimale consentendo di emettere un gran numero di diversi tipi di impulsi sonori allo stesso tempo.
“Il sistema guarda effettivamente nell'acqua e dice: 'Questo è il tuo miglior tipo di segnale. Dovresti usarlo ", ha spiegato. "Il sistema ha un altissimo livello di intelligenza artificiale, semplifica il lavoro dell'operatore e, di conseguenza, aumenta il livello di comando della situazione tattica".
Secondo Walker, c'è stato un cambiamento interessante nelle tendenze tecnologiche. Se in passato il settore civile era seriamente in ritardo rispetto al mondo militare, ora le loro posizioni in alcune aree si sono invertite. Nei sonar, questo può essere visto nell'esempio dell'utilizzo di GPU da console per videogiochi.
“Vent'anni fa, era principalmente la tecnologia militare a informare il mondo commerciale. E ora è il contrario. Attualmente, i processori video vengono ordinati per aumentare la potenza di elaborazione e migliorare la qualità dell'immagine visualizzata. Questo perché l'industria dei giochi, insieme a quella della telefonia, si sta sviluppando nel mondo civile molto più velocemente che in quello militare.
Ultra Electronics fornisce sistemi sonar alle navi da guerra di tutto il mondo, inclusi i cacciatorpediniere britannici Type 45, il cacciatorpediniere australiano Project Hobart e le fregate olandesi Project Karel Dorman. Il suo nuovo GAS S2150 sarà installato durante la modernizzazione delle fregate di tipo 23. Questo sonar verrà installato anche sulle promettenti fregate di tipo 26; inoltre, l'azienda offre la variante S2150 per la fregata di tipo 31e.
"Anche se questo non è un requisito importante per il Type 31e in questo momento, Ultra intende offrire la sua suite sonar integrata, che include un sonar attivo-passivo trainato e un sistema di rilevamento e protezione dei siluri in un singolo modulo trainato", ha affermato Walker.
Cambiamenti accelerati
Sulla prospettiva, Walker ha notato due "megatrend" che avranno un grande impatto in futuro. “Il primo è una grande quantità di dati. Ciò è particolarmente importante per GAS, dove vengono generate grandi quantità di dati ed è richiesta l'elaborazione in tempo reale per il rilevamento del bersaglio. Il secondo è l'intelligenza artificiale e l'autoapprendimento delle macchine. Ad esempio, i sonar sapranno se hanno già visto un determinato tipo di sottomarino".
Dale ha affermato che qualsiasi ulteriore cambiamento nella tecnologia acustica sarebbe stato naturalmente vincolato dalle leggi della fisica. "Prevedo piccoli incrementi nelle prestazioni, come la gamma di frequenza, la potenza di elaborazione e il numero di impulsi sonori simultanei".
Si aspetta un uso più ampio di veicoli di superficie automatici, specialmente in combinazione con navi, ad esempio navi di pattugliamento costiero, quando il veicolo senza equipaggio di superficie è connesso all'RMS e si ha la capacità di trasmettere immagini dal GAS su un canale radio a banda larga. Stai utilizzando una macchina con un VMS. Credo che questa sia una buona combinazione e stimolerà il mercato del pattugliamento costiero in futuro”.
Jourdon ritiene che si formeranno reti ASW più complesse e strettamente collegate con un'ampia gamma di piattaforme e sensori, inclusi sistemi disabitati. “La compattezza è un'altra sfida e Thales sta cercando nuovi sensori promettenti in quest'area. Thales è anche un attore chiave nel mercato in forte espansione dei droni. Ci sforziamo di fornire capacità ASW efficaci alle nuove navi con equipaggio e senza equipaggio.
Secondo Jourdon, mentre i sottomarini rimangono la principale minaccia, i requisiti per i sonar sono cambiati. Insieme al rilevamento dei siluri, sono emerse nuove minacce asimmetriche, come i sottomarini per la droga semisommergibili o completamente sommergibili utilizzati dai contrabbandieri. Anche i motoscafi sono in cima alla lista, soprattutto in considerazione del loro uso per scopi terroristici.
"Le minacce da affrontare influiscono sulle capacità e sulle prestazioni delle stazioni sonar, che devono essere efficaci in modalità attiva e passiva e in quasi tutte le condizioni ambientali, comprese acque poco profonde e acque profonde".
