Des de les incursions submarines fins al contraban de drogues cada vegada més sofisticat, les missions del sonar són múltiples i variades. Per fer front a aquests problemes, les flotes necessiten sistemes per a vaixells de patrulla costanera i vaixells petits
En els darrers anys, han aparegut una sèrie de tendències tecnològiques i operatives en el desenvolupament del sonar, recolzades per l'augment de la demanda d'aquests sistemes per a vaixells petits.
Segons Gabriel Jourdon, cap de les estacions hidroacústiques (GAS) de Thales, la defensa antisubmarina (ASW) ha estat la tasca principal de les estacions de sonar durant dècades. Al mateix temps, el nombre de submarins al món creix, cada vegada hi ha més països que els adopten per al servei i això provoca preocupació a la comunitat militar.
"L'activitat econòmica activa al mar, en particular l'ús de recursos oceànics, obliga els estats a prendre mesures per controlar i protegir les seves zones econòmiques", va dir. - Els conflictes territorials al mar sorgeixen aquí i allà i la invasió d’un submarí a la zona econòmica exclusiva és el principal problema. Aquest problema s’agreuja per a alguns països pel fet que cal protegir grans àrees”.
Aquestes tendències interrelacionades estan impulsant la demanda de sistemes ASW, en què els sonars són un component clau. "La majoria de flotes i països s'enfronten a la tasca de protegir la seva sobirania nacional, els seus interessos comercials i econòmics i combatre la invasió de submarins a les seves aigües nacionals", diu Jourdon.
Els diners són importants
No obstant això, l’elevat cost d’aquests vaixells OLP. com les fragates, van contribuir al fet que GAS es va començar a instal·lar en plataformes més petites i fins i tot en vaixells no militars, que no estaven originalment destinats a ASW d’alta intensitat. Això, per exemple, s'aplica plenament als vaixells de patrulla de la zona costanera (SKPS).
"La idea aquí és complementar els actius ASW existents o, alternativament, donar a les flotes dels països en desenvolupament capacitats bàsiques d'ASW. La seva implementació requerirà solucions efectives, provades pel mar, amb un rendiment estable i capacitats reals de l'OLP ".
El GAS no hauria d'afectar negativament les capacitats de navegació del vaixell, va afegir Jourdon, i va assenyalar que el sonar de casc compacte de la seva empresa BlueWatcher va ser dissenyat des del principi per "tenir un impacte mínim sobre la maniobrabilitat i la velocitat del vaixell".
Thales se centra en el desenvolupament de sonars per a SKPS i altres vaixells petits. A l’exposició Euronaval 2014, per exemple, va mostrar una línia de nous GAS. A més de BlueWatcher, també inclou el CAPTAS-1 GAS amb profunditat d’immersió variable.
El BueWatcher "proporciona capacitats superiors de detecció i rastreig en aigües poc profundes i sorolloses", va dir Jourdon, però va assenyalar que aquest GAS compacte també pot funcionar a profunditats superiors a 10 km. "Fa una contribució inestimable al sistema de seguretat del vaixell, alhora que contribueix a evitar obstacles davant del vaixell".
El CAPTAS-1 "és l'eina clau de l'OLP" a la gamma de radars compacta de la companyia, que proporciona detecció a rangs mitjans de fins a uns 30 km. "Està fent una gran contribució al procés de contenció dels submarins", va afegir.
Ambdós sistemes multifuncionals estan dissenyats per funcionar en una àmplia varietat de condicions, i han demostrat ser excel·lents en vaixells amb petit desplaçament. En algunes flotes, se solen utilitzar com a element addicional d'un ASW. Tots dos productes de Thales tenen molta demanda en mercats estrangers prometedors, inclosos Àsia, Amèrica Llatina i Orient Mitjà.
Jourdon va afegir: “Recentment, la demanda ha evolucionat cap a sistemes de sonar efectius que es poden convertir en un element indispensable de les operacions de seguretat de les flotes a les aigües costaneres i profundes. Han de ser compactes per a la instal·lació en vaixells petits, fàcils d’operar i realitzar les tasques requerides a un cost assequible."
Canvi de requisits
Thomas Dale, representant del Departament de Marine HAS a Kongsberg Maritime Subsea, també va assenyalar l’augment de la demanda a la indústria del VCR, on les capacitats de multitarea són molt necessàries. "Les plataformes multitarea i SKPS haurien de poder trobar no només objectes grans com submarins, sinó també objectes més petits com submarins ultra-petits, contenidors flotants o mines".
Els requisits per a l’abast del GAS per a les SKPZ i les fragates solen ser diferents. El SKPZ requereix un GAS amb un abast de 10-15 km. Això també és evident al mercat de les patrulles ràpides, on el sonar de gamma mitjana sovint és suficient. Diversos vaixells "poden eixam" al mateix temps, ampliant així el camp de visió de tots els vaixells del grup. "Afegiu el rang GAS de tres, quatre, cinc vaixells, com a resultat, augmenteu significativament el rang de cobertura utilitzant diversos vaixells", va explicar.
Segons Dale, el complex de tasques de la SKPZ, però, ens obliga a buscar un equilibri entre autonomia i capacitats. “SKPZ funciona de manera més o menys independent. L’avantatge del mercat SKPS és que necessiteu un GAS a un preu raonable, que sigui fàcil d’instal·lar i que pugui funcionar en diverses tasques; això és més important que només l’interval del GAS”.
Les HAS de mitjana freqüència poden ser especialment útils per detectar vaixells de superfície petita. Dahle va assenyalar que "és difícil detectar un objecte com un vaixell inflable de casc rígid a la nit, especialment si es troba en aigües picades. Però si teniu un GUS, el podreu escoltar en mode passiu o detectar un vaixell o la seva estela en mode actiu ".
Kongsberg se centra en les aigües costaneres, va dir Dale. “Aquest segment és més que una OLP. Els nostres productes cerquen objectes a tota la columna d’aigua i als fons marins. Realitzen un seguiment de vaixells de superfície, així com submarins i vehicles submarins no tripulats. La nostra tecnologia està dissenyada per resoldre problemes de reverberació (reflexió sonora) i treballar en aigües costaneres.
Va cridar l'atenció sobre el sonar SS2030, muntat al casc del vaixell, i la seva versió contenidor del sonar de profunditat variable ST2400. Tot i que estan destinats principalment a l’OLP costanera, tenen aplicacions més àmplies, per exemple, evitar obstacles, detectar mines i rastrejar embarcacions, vehicles submarins i altres objectes.
Amb aquesta finalitat, s’han instal·lat GAS Kongsberg en una sèrie de vaixells petits i mitjans, inclosos els vaixells de la Guàrdia Costanera i els patrullers ràpids. Per exemple, el vaixell d’investigació de la marina xilena "Cabo de Homos" va ser equipat amb el gas SS2030 l’any passat per buscar i localitzar submarins destrossats, cosa que s’ha demostrat amb èxit en els exercicis de recerca i rescat.
"Sovint els SKPZ es construeixen sense sonars, però esperem que això canviï a mesura que les flotes siguin més conscients de les capacitats multitarea d'un sonar de gamma mitjana", va dir Dale.
O
Detecció de bussejadors i nedadors
L’empresa Sonardyne International, amb seu al Regne Unit, s’ha beneficiat de la creixent demanda de sistemes de detecció per a bussejadors i nedadors. Per exemple, al juliol de l'any passat, va anunciar un nou contracte per subministrar Sentinel a un client del sud-est asiàtic sense nom, que s'instal·larà a tots els seus SKPS. El contracte es basa en un acord anterior per subministrar sistemes portàtils a una de les flotes europees per protegir el seu SKPS.
"SKPS s'està convertint en un recurs cada vegada més sol·licitat per a flotes i guàrdies costaners de tot el món en la lluita contra la pirateria, el tràfic de drogues, el terrorisme i l'acció contra les mines", va dir Sonardyne en un comunicat coincidint amb la cerimònia de signatura del contracte. - La plataforma SKPS està desenvolupant-se en la seva versatilitat gràcies als nous desenvolupaments en construcció naval, que permeten configurar aquests vaixells per a diverses tasques mitjançant l'ús de sistemes comercials comercials, com ara, per exemple. Sentinella ".
"Sonardyne va començar a enviar els seus sistemes al mercat SKPS fa uns dos anys", va dir Nick Swift, cap de seguretat marítima de la companyia. - Rebem moltes sol·licituds. Hi ha un cert creixement de la demanda en aquesta àrea ".
El sistema Sentinel pot detectar, rastrejar i classificar les amenaces a una distància de 1200 metres, es pot integrar al sistema d'informació i control del vaixell o als sistemes locals de consciència de la situació, com el sistema de vigilància a llarg abast NiDAR fabricat pel grup MARSS. Funciona en modes de classificació i detecció activa i passiva, i pot ser portàtil o instal·lar-se al casc del vaixell. Sentinel XF (funcionalitat addicional) s’ofereix per a estructures de seguretat nacionals i militars.
"El sistema pot ser portàtil o es pot instal·lar al casc d'un vaixell mitjançant el sistema propietari Sonardyne", diu Swift. - Subministrem les dues configuracions. El nostre sistema és intrínsecament flexible i es pot integrar al vostre sistema de vigilància o al vostre sistema de control de combat ".
La versió muntada sobre el casc "és una excel·lent solució per a RCC més grans i nous", mentre que la versió portàtil "es pot desplegar fàcilment des de qualsevol vaixell i és molt popular al mercat de RCC".
Swift va afegir: "Segons l'ús que fan les flotes dels seus vaixells, és possible que no necessitin GAS en alguna àrea d'operació. Per exemple, quan estigueu al vostre port, és possible que necessiteu una protecció completa sofisticada. I per al desplegament en una àrea determinada, podeu agafar un sistema portàtil ".
L’esmentat contracte amb un país asiàtic va posar de manifest la importància d’utilitzar sistemes per protegir els vaixells i altres objectes de les amenaces submarines. "Sentinel … proporciona un sistema de seguretat perimetral ràpidament desplegable per complementar els sistemes de seguretat per a ports comercials, vaixells marins, iots privats, infraestructures crítiques i edificis costaners", va dir.
Segons Swift, la necessitat de sistemes com el Sentinel indica un canvi cap al combat asimètric. "Anteriorment, si el vaixell tenia un GAS, estava destinat a l'OLP, però ara van començar a pensar en objectes més petits, com ara submarinistes i vehicles submarins automàtics. Aquests darrers preocupen cada vegada més. Estan disponibles al mercat civil, són bastant econòmics i fàcils d’utilitzar. I poden causar danys importants al vaixell ".
"L'ús principal del GAS Sentinel és protegir els vaixells contra atacs terroristes i altres", va continuar Swift. “Pot ser terrorisme, un estat canalla o fins i tot una zona de conflicte tradicional. Un altre àmbit de la seva aplicació és l’observació. Si teniu un SKPS, algú pot enviar un submarinista o un vehicle aeri no tripulat només per fer fotos o mirar el vaixell. GAS Sentinel estableix un cordó submarí al voltant del vaixell perquè ningú s’hi pugui apropar desapercebut ".
Ken Walker, cap de la Divisió Marina d’Ultra Electronics, també va assenyalar el desenvolupament del mercat SKPZ. Posar sonars en aquests vaixells pot ser molt útil, ja que parlem no només de capacitats addicionals de míssils antiaeris, sinó també de la lluita contra el tràfic de drogues i el terrorisme.
"Per exemple, els contrabandistes són molt sofisticats", va dir. "Antigament feien servir més llanxes ràpides, però ara utilitzen semisumergibles, utilitzant efectivament submarins comercials per transportar droga".
Walker també va cridar l'atenció sobre l'ús de sonars en les activitats de supervisió pesquera, en la lluita contra la migració il·legal i en diverses altres zones. A més, es milloren les característiques de pes, mida i consum d'energia, cosa que atrau l'atenció dels operadors de vaixells petits.
Walker va dir que la seva empresa també veu una demanda creixent de sonars per a vaixells petits. “Hi ha hagut un canvi radical d’estructura a tot el món occidental. Els pressupostos no permeten transportistes i grans destructors, com era el cas de l’era de la Guerra Freda, per la qual cosa molts canvien a mitjans multitarea més petits per protegir la seva sobirania i, per tant, estem veient alguna cosa com un ressorgiment en el camp de SKPS i fragates petites.
Necessitat o luxe?
Molts països no busquen equipar la seva SKPZ amb sistemes de defensa antisubmarins i, per tant, el GAS al seu consell no és en absolut obligatori. Com a exemple, podem citar la nova SKPZ canadenca del projecte Harry DeWolf, el primer dels quals, segons el cap del departament de desenvolupament de la flota canadenca, Casper Donovan, hauria de formar part de la flota a finals del 2018.
“No calia tenir capacitats de sonar en aquests vaixells. Els vaixells estan dissenyats per dur a terme una vigilància armada de les aigües canadencs i donar suport a les agències governamentals per mantenir i reforçar la sobirania canadenca quan i on sigui necessària, és a dir, per dur a terme tasques de tipus policial”, va dir.
“En la realització d’aquestes tasques, utilitzaran altres mitjans diferents del GAS per detectar altres vaixells, per exemple, radars i sensors optoelectrònics, així com mitjans com, per exemple, l’helicòpter de coberta CH-148 Cyclone equipat amb un conjunt de sensors, que Sikorsky desenvolupa per al Canadà.
Segons Donovan, basant-se en les tasques dels vaixells d’aquest projecte, no necessitaran alguns dels complexos sistemes de combat d’alt nivell que poden necessitar els vaixells de guerra superficials, submarins, no utilitzarem cap patruller per resoldre aquesta situació. utilitzeu una de les nostres fragates de la classe Halifax.
L'Armada canadenca ha llançat el projecte Subwater Warfare Surte Upgrade per actualitzar les fragates Halifax amb sistemes ASW. Les bases del concurs es van publicar a la tardor del 2017 i actualment estan en fase d’avaluació.
D’acord amb aquest projecte, les capacitats dels vaixells s’ampliaran mitjançant la instal·lació d’HUS de casc, HAS remolcades, boies hidroacústiques, sistemes de detecció de torpedes i la integració de tots aquests sistemes al BIUS del vaixell. "Es tracta d'un projecte bastant ampli que afegirà sistemes de guerra submarina molt més moderns a les capacitats generals dels vaixells", va afegir Donovan.
Va anomenar les principals tendències tecnològiques dels darrers anys: el creixent nivell de digitalització dels sistemes i el creixement del seu poder de processament. Això és el que tenen en comú tots els sistemes sensorials militars. "Cada cop més, aquests sistemes passen al digital, cosa que significa que les dades es poden processar de manera molt més eficaç i ràpida".
Això és especialment important per als GAS, ja que reben i processen grans quantitats de dades acústiques. En el cas dels sonars basats en l'arquitectura digital, el procés es simplifica molt."El processament de dades serà millor en ordres de magnitud, cosa que millorarà la nostra capacitat de trobar submarins, mines i altres amenaces submarines".
No obstant això, segons Donovan, es desenvolupen desenvolupaments a gran escala no només en el camp de les tecnologies hidroacústiques. Els submarins dièsel elèctrics avançats i d’alta tecnologia ara són molt demandats. “Aquests submarins sempre han estat molt difícils de trobar. Però ara cada vegada hi ha més països que adopten submarins dièsel-elèctrics, cada vegada es subministren plataformes més modernes, que són, sens dubte, més silencioses que els submarins de les generacions anteriors. I si els submarins antics eren difícils de trobar, els submarins moderns són molt més difícils de trobar.
En aquest sentit, les flotes van haver d’analitzar acuradament els mètodes de recerca i detecció de submarins. Als anys 80 i 90, moltes flotes occidentals utilitzaven HAS passives remolcades. Però ara cada vegada canvien a variants actives que fan "ping" a la columna d'aigua a freqüències baixes per tal de detectar submarins moderns de baix soroll. "Com a part del nostre projecte d'actualització de la suite Underwater Warfare Suite, estem buscant adquirir actius remolcats sonars de freqüència ".
Dale va assenyalar l’augment de la capacitat de processament d’informació. “Això significa que podem processar diverses capes horitzontalment en un pols de so o diverses pulsacions alhora. Podem detectar un objecte si es troba a nivell superficial, a la columna d’aigua o al fons."
També va assenyalar l’ús de transductors compostos en sonars d’alta freqüència, cosa que augmenta l’amplada i la resolució espectral i permet el processament tridimensional de manera que “amb un casc convencional HAS puguem representar el fons marí en 3D, per exemple, per a la detecció d’objectes o la navegació tasques”.
Noves tecnologies
Segons Jourdon, la tecnologia acústica ha fet progressos significatius en diversos àmbits en els darrers anys. Va assenyalar l'ús de transductors acústics per a emissors actius, algorismes de processament de dades i senyals molt avançats i el progrés en les capacitats de detecció i seguiment. A més, s’estan integrant en els sistemes cada vegada més fàcils d’utilitzar i intuïtives interfícies home-màquina, inclòs l’ús de 3D per simplificar operacions complexes de sonar.
Els sistemes també s’han tornat més compactes i més fàcils d’instal·lar, mentre que l’equip d’entrenament també avança, "facilitant la formació a bord de la tripulació".
Walker va centrar la seva atenció en el programari. Va assenyalar, per exemple, la tecnologia Ping Wizard d'Ultra, que facilita la selecció del mode actiu òptim, ja que us permet emetre un gran nombre de diferents tipus de polsos de so alhora.
"El sistema mira a l'aigua i diu:" Aquest és el vostre millor tipus de senyal. L’hauríeu d’utilitzar”, va explicar. "El sistema té un nivell d'intel·ligència artificial molt alt, simplifica el treball de l'operador i, com a resultat, augmenta el nivell de domini de la situació tàctica".
Segons Walker, hi ha hagut un canvi interessant en les tendències tecnològiques. Si en el passat el sector civil es quedava seriosament endarrerit respecte al món militar, ara les seves posicions en algunes zones s’han invertit. Als sonars, això es pot veure a l’exemple d’utilitzar GPU de consoles de videojocs.
“Fa vint anys, principalment la tecnologia militar va informar el món comercial. I ara és al revés. Actualment, s’està ordenant als processadors de vídeo augmentar la potència de processament i millorar la qualitat de la imatge visualitzada. Això es deu al fet que la indústria del joc, juntament amb la indústria de la telefonia, es desenvolupa al món civil molt més ràpidament que a l'exèrcit.
Ultra Electronics subministra sistemes de sonar a vaixells de guerra de tot el món, inclosos els destructors britànics Type 45, el destructor australià Project Hobart i les fragates holandeses Karel Dorman. El seu nou GAS S2150 s’instal·larà durant la modernització de les fragates tipus 23. Aquest sonar també s’instal·larà a les prometedores fragates tipus 26; a més, la companyia ofereix la variant S2150 per a la fragata tipus 31e.
"Tot i que aquest no és un requisit important per al Tipus 31e en aquest moment, Ultra té la intenció d'oferir la seva Integrated Sonar Suite, que inclou un sistema de detecció i protecció de sonar actiu-passiu remot i de torpedes en un únic mòdul remolcat", va dir Walker.
Canvis accelerats
Sobre la perspectiva, Walker va assenyalar dues "megatendències" que tindran un gran impacte en el futur. “El primer són grans quantitats de dades. Això és especialment important per a GAS, on es generen quantitats molt grans de dades i es requereix un processament en temps real per a la detecció d’objectius. El segon és la intel·ligència artificial i l’autoaprenentatge de les màquines. Per exemple, els sonars sabran si abans han vist un tipus de submarí determinat ".
Dale va dir que qualsevol canvi en la tecnologia acústica estaria naturalment restringit per les lleis de la física. "Preveixo petits increments de rendiment, com ara el rang de freqüències, la potència de processament i el nombre d'impulsos de so simultanis."
Espera un ús més ampli de vehicles automàtics de superfície, especialment en combinació amb vaixells, per exemple, patrulles costaneres, “quan el vehicle no tripulat de superfície estigui connectat al RMS i tingueu la capacitat de transmetre imatges des del GAS per un canal de ràdio de banda ampla. Esteu fent funcionar una màquina amb un VMS. Crec que es tracta d’una bona combinació i que estimularà el mercat de patrulla costanera en el futur”.
Jourdon creu que es formaran xarxes ASW més complexes i estretament acoblades amb una àmplia gamma de plataformes i sensors, inclosos sistemes deshabitats. “La compacitat és un altre desafiament i Thales estudia nous sensors prometedors en aquesta àrea. Thales també és un actor clau en el creixent mercat dels drons. Ens esforcem per proporcionar capacitats ASW efectives als nous vaixells amb tripulació i sense tripulació.
Segons Jourdon, si bé els submarins segueixen sent la principal amenaça, els requisits per als sonars han canviat. Juntament amb la detecció de torpedes, han aparegut noves amenaces asimètriques, com ara els submarins semi-submergibles o totalment submergibles utilitzats pels contrabandistes. Les llanxes ràpides també ocupen un lloc destacat a la llista, sobretot pel seu ús amb finalitats terroristes.
"Les amenaces a tractar afecten les capacitats i el rendiment de les estacions de sonar, que han de ser efectives en modes actius i passius i en gairebé totes les condicions ambientals, incloses les aigües poc profundes i les aigües profundes".
