Prosty gwizdek, ale ile pożytku!
Sonar służy do wykrywania zarówno małych statków, jak i dużych okrętów podwodnych.
Od najazdów na okręty podwodne po coraz bardziej wyrafinowane sposoby przemytu narkotyków — misje sonaru są liczne i zróżnicowane. Aby rozwiązać te problemy, floty systemy są potrzebne dla przybrzeżnych statków patrolowych i małych jednostek.
W ostatnich latach pojawiło się szereg trendów technologicznych i operacyjnych w rozwoju sonaru, które zostały wzmocnione zwiększonym zapotrzebowaniem na te systemy dla małych jednostek pływających.
Według Gabriela Jourdona, szefa stacji hydroakustycznych (GAS) w Thales, obrona przeciw okrętom podwodnym (ASD) od dziesięcioleci jest głównym zadaniem stacji hydroakustycznych. Jednocześnie na świecie rośnie liczba okrętów podwodnych, adoptuje je coraz więcej krajów, co budzi niepokój społeczności wojskowej.
„Aktywna działalność gospodarcza na morzu, w szczególności korzystanie z zasobów oceanicznych, zmusza państwa do podejmowania działań na rzecz kontroli i ochrony swoich stref ekonomicznych” – powiedział. - Tu i ówdzie pojawiają się konflikty terytorialne na morzu, a głównym problemem jest wtargnięcie łodzi podwodnej do wyłącznej strefy ekonomicznej. W niektórych krajach problem ten potęguje fakt, że należy chronić duże obszary.
Te powiązane ze sobą trendy determinują zapotrzebowanie na systemy ASW, w których sonar jest kluczowym elementem. „Większość marynarek wojennych i krajów stoi przed zadaniem ochrony suwerenności narodowej, interesów handlowych i gospodarczych oraz przeciwdziałania wtargnięciu okrętów podwodnych na wody krajowe” – powiedział Jourdon.
Pieniądze mają znaczenie
Jednak wysoki koszt takich statków PLO. takich jak fregaty, przyczyniły się do tego, że GAS zaczęto instalować na mniejszych platformach, a nawet statkach niewojskowych, które pierwotnie nie były przeznaczone do ASW o dużej intensywności. Dotyczy to na przykład w pełni statków patrolowych strefy przybrzeżnej (SKPS).
„Ideą jest tutaj albo uzupełnienie istniejących zdolności ASW, albo, jako alternatywa, zapewnienie flotom krajów rozwijających się podstawowych zdolności ASW. Jego wdrożenie będzie wymagało skutecznych, sprawdzonych na morzu rozwiązań o stabilnych charakterystykach i rzeczywistych możliwościach ASW.”
GAS nie powinien negatywnie wpływać na zdolności nawigacyjne statku, dodał Jourdon, zauważając, że kompaktowy sonar jego firmy, montowany na kadłubie, BlueWatcher, został zaprojektowany tak, aby „miał minimalny wpływ na manewrowość i prędkość statku”.
Thales koncentruje się na rozwoju sonaru dla SCPS i innych małych jednostek pływających. Na wystawie Euronaval 2014 pokazała na przykład linię nowego GAS. Oprócz BlueWatcher zawiera również sonar CAPTAS-1 ze zmienną głębokością zanurzenia.
Według Jourdona BueWatcher „zapewnia doskonałe możliwości wykrywania i śledzenia w hałaśliwych płytkich wodach”, podczas gdy zauważył, że ten kompaktowy sonar może również działać na głębokościach powyżej 10 km. „Wnosi nieoceniony wkład w system obrony statku, a jednocześnie pomaga omijać przeszkody przed okrętem”.
CAPTAS-1 „jest kluczowym atutem ASW” w kompaktowej linii radarowej firmy, zapewniającym wykrywanie na średnich dystansach do około 30 km. „Wkłada duży wkład w proces odstraszania okrętów podwodnych” – dodał.
Oba wielofunkcyjne systemy są zaprojektowane do pracy w szerokim zakresie warunków i dobrze sprawdzają się na jednostkach o małej wyporności. W niektórych flotach są zwykle używane jako dodatkowy element ASW. Oba produkty Thales cieszą się dużym zainteresowaniem na obiecujących rynkach zagranicznych, w tym w Azji, Ameryce Łacińskiej i na Bliskim Wschodzie.
Jourdon dodał: „W ostatnim czasie popyt ewoluował w kierunku wydajnych systemów sonarowych, które mogą stać się niezbędnym elementem operacji bezpieczeństwa floty na wodach przybrzeżnych i głębokich. Musi być kompaktowy do instalacji na małych statkach, łatwy w obsłudze, wykonywać wymagane zadania przy akceptowalnych kosztach.”
Zmiana wymagań
Thomas Dahle, przedstawiciel Departamentu GAZ Morskiego w Kongsberg Maritime Subsea, również zauważył zwiększone zapotrzebowanie w obszarze SCPS, gdzie rozpaczliwie potrzebne są możliwości wielozadaniowości. „Platformy wielozadaniowe i SCPS powinny być w stanie znaleźć nie tylko duże obiekty, takie jak łodzie podwodne, ale także mniejsze obiekty, takie jak ultramałe łodzie podwodne, pływające kontenery czy kopalnie”.
Wymagania dotyczące zakresu GAZ dla SCPS i fregat są często różne. Dla SCPZ potrzebny jest GAZ o zasięgu 10-15 km. Jest to również widoczne na rynku szybkich łodzi patrolowych, gdzie często wystarcza sonar średniego zasięgu. Kilka łodzi „może roić” w tym samym czasie, poszerzając w ten sposób pole widzenia wszystkich statków w grupie. „Dodajesz zasięg GAS do trzech, czterech, pięciu statków, w wyniku czego znacznie zwiększasz zasięg, używając kilku statków” – wyjaśnił.
Według Dale'a kompleks zadań SCPZ zmusza jednak do szukania równowagi między zasięgiem a możliwościami. „SKP pracują mniej więcej niezależnie. Kompromisem na rynku SKPS jest to, że potrzebny jest GAZ w rozsądnej cenie, który jest łatwy w instalacji i który może pracować w kilku zadaniach - to jest ważniejsze niż sam zasięg GAZ.
Sonar średniej częstotliwości może być szczególnie przydatny do wykrywania małych jednostek pływających na powierzchni. Dale zauważył, że „w nocy trudno jest wykryć obiekt, taki jak nadmuchiwana łódź o sztywnym kadłubie, zwłaszcza na wzburzonych wodach. Ale jeśli masz sonar, możesz go usłyszeć w trybie pasywnym lub wykryć statek lub jego kilwater w trybie aktywnym.
Według Dale'a, Kongsberg koncentruje się głównie na wodach przybrzeżnych. „Ten segment to coś więcej niż tylko PLO. Nasze produkty wyszukują obiekty w całym słupie wody i na dnie morskim. Śledzą statki nawodne, a także łodzie podwodne i bezzałogowe łodzie podwodne. Nasza technologia została zaprojektowana w celu rozwiązywania problemów z pogłosem (odbiciem dźwięku) i pracy na wodach przybrzeżnych”.
Zwrócił uwagę na sonar SS2030 zamontowany w kadłubie okrętu oraz jego kontenerową wersję ST2400 Variable Depth Sonar. Chociaż są przeznaczone głównie do przybrzeżnego ASW, mają szersze zastosowania, takie jak unikanie przeszkód, wykrywanie min i śledzenie łodzi, łodzi podwodnych i innych obiektów.
W tym celu sonar Kongsberg został zainstalowany na wielu małych i średnich statkach, w tym na statkach straży przybrzeżnej i szybkich łodziach patrolowych. Na przykład statek badawczy chilijskiej marynarki wojennej Cabo de Homos został w zeszłym roku wyposażony w sonar SS2030 do poszukiwania i lokalizacji wraków okrętów podwodnych, co z powodzeniem zademonstrowano w ćwiczeniach poszukiwawczo-ratowniczych.
„Często SKPS są budowane bez sonaru, ale mamy nadzieję, że ta sytuacja zmieni się, gdy floty staną się bardziej świadome wielozadaniowości sonaru o średniej częstotliwości”, powiedział Dale.
Kontener HAS ST2400 może być używany do różnych zadań, w tym do łodzi podwodnychО
Wykrywanie nurków i pływaków
Brytyjska firma Sonardyne International skorzystała z rosnącego zapotrzebowania na systemy wykrywania nurków i pływaków. Na przykład w lipcu ubiegłego roku ogłosił nowy kontrakt na dostawę nienazwanemu klientowi z Azji Południowo-Wschodniej sonarów Sentinel do wykrywania nurków, które zostaną zainstalowane w całym systemie SCPS. Kontrakt opiera się na wcześniejszej umowie na dostawę przenośnych systemów do jednej z europejskich flot w celu ochrony jej SCPS.
„SKPZ staje się coraz bardziej poszukiwanym zasobem dla flot i straży przybrzeżnych na całym świecie w walce z piractwem, handlem narkotykami, terroryzmem i minami” – powiedział Sonardyne w oświadczeniu, które zbiega się z ceremonią podpisania umowy. - Platforma SKPS ewoluuje w swojej wszechstronności dzięki nowym osiągnięciom w przemyśle stoczniowym, umożliwiając konfigurowanie tych statków do różnych zadań poprzez wykorzystanie komercyjnych systemów dostępnych z półki, takich jak na przykład. Strażnicy.
„Sonardyne rozpoczęło dostarczanie swoich systemów na rynek SCPS około dwa lata temu”, powiedział Nick Swift, szef bezpieczeństwa morskiego w firmie. - Otrzymujemy wiele próśb. Istnieje pewien wzrost popytu w tym obszarze.”
System Sentinel może wykrywać, śledzić i klasyfikować zagrożenia w odległości do 1200 metrów, może być zintegrowany z systemem informacyjno-kontrolnym statku lub lokalnymi systemami orientacji sytuacyjnej, takimi jak system nadzoru dalekiego zasięgu NiDAR grupy MARSS. Działa w aktywnym i pasywnym trybie wykrywania i klasyfikacji i może być przenośny lub zainstalowany w kadłubie statku. Wariant Sentinel XF (dodatkowa funkcjonalność) jest oferowany dla wojskowych i narodowych agencji bezpieczeństwa.
„System może być przenośny lub może być zainstalowany w kadłubie statku przy użyciu zastrzeżonego systemu Sonardyne”, mówi Swift. - Dostarczamy obie konfiguracje. Nasz system jest z natury elastyczny i można go zintegrować z systemem nadzoru lub systemem dowodzenia i kontroli”.
Wersja montowana na kadłubie "jest doskonałym rozwiązaniem dla nowych i większych SCPS", podczas gdy wersja przenośna "może być łatwo rozłożona z dowolnego statku i jest bardzo popularna na rynku SCPS".
Swift dodał: „W zależności od tego, jak floty wykorzystują swoje statki, mogą nie potrzebować GAZ w niektórych obszarach działania. Na przykład, gdy znajdujesz się w swoim porcie, możesz potrzebować złożonej, złożonej ochrony. A do wdrożenia w danym obszarze możesz wziąć system przenośny.
Wspomniana umowa z jednym z krajów azjatyckich podkreślała znaczenie stosowania systemów ochrony statków i innych obiektów przed zagrożeniami podwodnymi. „Sentinel… zapewnia szybko rozmieszczany system ochrony obwodowej, który uzupełnia porty komercyjne, statki morskie, prywatne jachty, infrastrukturę krytyczną i budynki przybrzeżne” – powiedział.
Według Swifta potrzeba systemów takich jak Sentinel mówi o przejściu na wojnę asymetryczną. „Wcześniej, jeśli statek miał GAZ, to był przeznaczony dla PLO, a teraz zaczęli myśleć o mniejszych obiektach, takich jak nurkowie i automatyczne pojazdy podwodne. Te ostatnie budzą coraz większe obawy. Są dostępne na rynku cywilnym, dość tanie i łatwe w obsłudze. I mogą spowodować znaczne uszkodzenie statku.
„Głównym zastosowaniem sonaru Sentinel jest ochrona statków przed atakami terrorystycznymi i innymi atakami” – kontynuował Swift. - Może to być terroryzm, państwo zbójeckie, a nawet tradycyjna strefa konfliktu. Kolejnym obszarem jego zastosowania jest obserwacja. Jeśli masz SCPS, ktoś może wysłać nurka lub drona, aby po prostu zrobił zdjęcia lub obejrzał ten statek. Sentinel GAS otacza statek podwodnym kordonem, aby nikt nie mógł zbliżyć się do niego niezauważony.
Ken Walker, szef działu morskiego w Ultra Electronics, również zwrócił uwagę na rozwój rynku SCPS. Umieszczenie na tych statkach sonarów może być bardzo przydatne, ponieważ mówimy nie tylko o dodatkowych możliwościach ASW, ale także o walce z przemytem narkotyków i terroryzmem.
„Na przykład przemytnicy są bardzo wyrafinowani” – powiedział. „W przeszłości częściej używali łodzi motorowych, ale teraz używają łodzi półzanurzalnych, skutecznie wykorzystując komercyjne łodzie podwodne do transportu narkotyków”.
Walker zwrócił również uwagę na wykorzystanie sonarów w działaniach związanych z nadzorem ryb, w walce z nielegalną migracją oraz w wielu innych obszarach. Poprawiają się również waga i rozmiary oraz parametry energochłonności, co przyciąga uwagę operatorów małych statków.
Walker mówi, że jego firma również widzi rosnące zapotrzebowanie na sonar dla małych statków. „W całym świecie zachodnim nastąpiła radykalna zmiana struktury. Budżety nie pozwalają na stosowanie lotniskowców i dużych niszczycieli, jak miało to miejsce w epoce zimnej wojny, więc wiele z nich przechodzi na mniejsze pojazdy wielozadaniowe, aby chronić swoją suwerenność, więc obserwujemy pewien renesans w SCPS i małych fregatach ”.
GAS BlueWatcher wykrywa obiekty w hałaśliwych wodach przybrzeżnych
Konieczność czy luksus?
Wiele krajów nie stara się wyposażać swoich SCPS w systemy obrony przeciw okrętom podwodnym i dlatego GAZ na pokładzie nie jest w ogóle wymagany. Przykładem jest nowy kanadyjski SCPS projektu Harry DeWolf, którego pierwszy według szefa rozwoju floty kanadyjskiej Caspera Donovana powinien wejść do floty pod koniec 2018 roku.
„Na tych statkach nie było potrzeby posiadania możliwości sonaru. Statki są przeznaczone do prowadzenia zbrojnego nadzoru wód kanadyjskich i wspierania agencji rządowych w zapewnianiu i wzmacnianiu suwerenności Kanady, kiedy i gdzie jest to konieczne, innymi słowy, w celu wykonywania zadań typu policyjnego” – powiedział.
„Przy wykonywaniu tych zadań, do wykrywania innych statków, użyją innych środków, a nie GAZ, np. radarów i czujników optoelektronicznych, a także narzędzi, takich jak np. śmigłowiec transportowy CH-148 Cyclone wyposażony w zestaw specjalnych czujników, który dla Kanady opracowuje firma Sikorsky.
Według Donovana, w oparciu o zadania statków tego projektu, nie będą one wymagały niektórych złożonych systemów walki wysokiego poziomu, których mogą wymagać kombatanci na powierzchni: „Jeśli marynarka wojenna Kanady potrzebuje możliwości sonaru, problem ten zostanie rozwiązany poprzez przyciągnięcie innymi środkami, takimi jak okręty wojenne lub łodzie podwodne, nie użyjemy statku patrolowego do rozwiązania tej sytuacji. Użyjemy jednej z naszych fregat klasy Halifax.
Kanadyjska marynarka wojenna rozpoczęła projekt Underwater Warfare Surte Upgrade (zestaw modernizacyjny do działań podwodnych), aby wyposażyć fregaty projektu Halifax w systemy obrony przeciwlotniczej. Warunki konkursu zostały opublikowane jesienią 2017 roku i są obecnie oceniane.
Zgodnie z tym projektem możliwości okrętów zostaną rozszerzone poprzez instalację sonaru montowanego na kadłubie, sonaru holowanego, sonoboi radiowych, systemów wykrywania torped oraz integrację wszystkich tych systemów z systemami CICS okrętu. „To dość duży projekt, który doda znacznie bardziej nowoczesne systemy okrętów podwodnych do ogólnych możliwości okrętów” – dodał Donovan.
Wymienił kluczowe trendy technologiczne ostatnich lat – rosnący poziom cyfryzacji systemów i wzrost ich mocy obliczeniowych. To właśnie łączy wszystkie wojskowe systemy czujników. „Coraz więcej z tych systemów przechodzi na cyfryzację, co oznacza, że dane mogą być przetwarzane znacznie wydajniej i szybciej”.
Jest to szczególnie ważne dla GAS, ponieważ odbierają i przetwarzają ogromne ilości danych akustycznych. W przypadku sonaru opartego na architekturze cyfrowej proces jest znacznie uproszczony. „Przetwarzanie danych będzie o rząd wielkości lepsze, co zwiększy naszą zdolność do znajdowania okrętów podwodnych, min i innych podwodnych zagrożeń”.
Jednak według Donovana prowadzone są na dużą skalę prace rozwojowe nie tylko w dziedzinie technologii hydroakustycznych. Obecnie istnieje duże zapotrzebowanie na zaawansowane, zaawansowane technologicznie łodzie podwodne z silnikiem Diesla. „Te okręty podwodne zawsze były bardzo trudne do wykrycia. Ale teraz coraz więcej krajów przyjmuje okręty podwodne z silnikiem Diesla, dostarczanych jest coraz więcej nowoczesnych platform, które są niewątpliwie cichsze niż poprzednie generacje okrętów podwodnych. A jeśli stare okręty podwodne były trudne do znalezienia, nowoczesne okręty podwodne są o rząd wielkości trudniejsze do znalezienia.
W związku z tym floty musiały dokładnie przeanalizować metody poszukiwania i wykrywania okrętów podwodnych. W latach 80. i 90. wiele zachodnich flot używało holowanego sonaru pasywnego. Ale teraz coraz częściej przestawiają się na opcje aktywne, „pingując” w słupie wody przy niskich częstotliwościach, aby wykryć nowoczesne łodzie podwodne o niskim poziomie hałasu. „W ramach naszego projektu modernizacji pakietu podwodnej wojny poszukujemy holowanych, aktywnych nisko- sonary częstotliwości”.
Dale wskazał na zwiększoną moc obliczeniową. „Oznacza to, że możemy przetwarzać wiele warstw poziomo w jednym impulsie dźwiękowym lub wiele impulsów jednocześnie. Możemy wykryć obiekt, jeśli znajduje się na powierzchni, w słupie wody lub na dnie”.
Zwrócił również uwagę na zastosowanie w sonarze wysokoczęstotliwościowym przetworników kompozytowych, co zwiększa przepustowość i rozdzielczość oraz pozwala na zastosowanie przetwarzania trójwymiarowego, dzięki czemu „za pomocą konwencjonalnego sonaru kadłubowego możemy przedstawić dno morskie w 3D, np. dla wykrywanie obiektów lub zadania nawigacyjne."
Nowe technologie
Według Jourdona w ostatnich latach technologia akustyczna poczyniła znaczne postępy w kilku obszarach. Zwrócił uwagę na zastosowanie przetworników akustycznych dla aktywnych emiterów, wysoce zaawansowane algorytmy przetwarzania sygnałów i danych oraz postępy w zakresie wykrywania i śledzenia. Ponadto z systemami integrowane są coraz bardziej przyjazne i intuicyjne interfejsy człowiek-maszyna, w tym wykorzystanie 3D w celu uproszczenia złożonych operacji sonaru.
Systemy stały się również bardziej kompaktowe i łatwiejsze w instalacji, podczas gdy sprzęt treningowy jest również w ruchu, „ułatwiając załodze szkolenie na pokładzie”.
Walker zwrócił uwagę na oprogramowanie. Zauważył na przykład technologię „Ping Wizard” firmy Ultra, która upraszcza wybór optymalnego trybu aktywnego, umożliwiając jednoczesne emitowanie dużej liczby różnych rodzajów impulsów dźwiękowych.
„System faktycznie spogląda w dół do słupa wody i mówi: „Oto twój najlepszy rodzaj sygnału. Powinieneś go użyć – wyjaśnił. „System posiada bardzo wysoki poziom sztucznej inteligencji, co upraszcza pracę operatora, a w efekcie podnosi poziom dowodzenia sytuacją taktyczną.”
Według Walkera nastąpiła ciekawa zmiana trendów technologicznych. O ile w przeszłości sektor cywilny poważnie pozostawał w tyle za światem wojskowym, to teraz jego pozycja w niektórych obszarach uległa odwróceniu. W sonarach widać to na przykładzie wykorzystania procesorów graficznych z konsol do gier wideo.
„Dwadzieścia lat temu świat komercyjny informowała głównie technologia wojskowa. A teraz jest odwrotnie. Obecnie zamawiane są procesory wideo w celu zwiększenia mocy przetwarzania i poprawy jakości obrazu wyjściowego. Dzieje się tak, ponieważ branża gier wraz z branżą telefoniczną rozwijają się znacznie szybciej w świecie cywilnym niż w wojsku.
Ultra Electronics dostarcza systemy sonarowe okrętom wojskowym na całym świecie, w tym brytyjskim niszczycielom Typ 45, australijskim niszczycielowi projektu Hobart i holenderskim fregatom projektu Karel Dorman. Jego nowy sonar S2150 zostanie zainstalowany podczas modernizacji fregat typu 23. Ten sonar zostanie również zainstalowany na obiecujących fregatach typu 26; ponadto firma oferuje wariant S2150 dla fregaty Typ 31e.
„Chociaż nie jest to obecnie podstawowe wymaganie dla Type 31e, Ultra zamierza zaoferować zintegrowany zestaw sonarowy, który obejmuje holowany sonar aktywno-pasywny oraz system wykrywania i obrony torped w jednym holowanym module” – powiedział Walker.
System Sonardyne może być przenośny lub montowany na kadłubie
Przyspieszone zmiany
Patrząc w przyszłość, Walker zauważył dwa „megatrendy”, które będą miały duży wpływ na przyszłość. „Pierwszy to duże ilości danych. Jest to szczególnie ważne w przypadku GAS, gdzie generowane są bardzo duże ilości danych, a przetwarzanie w czasie rzeczywistym jest niezbędne do wykrycia celu. Drugi to sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe. Na przykład sonary będą wiedzieć, czy widziały już dany typ łodzi podwodnej”.
Dale powiedział, że wszelkie dalsze zmiany w technologii akustycznej będą w naturalny sposób ograniczone prawami fizyki. „Przewiduję niewielkie przyrosty wydajności, takie jak zakres częstotliwości, moc przetwarzania i liczba jednoczesnych impulsów dźwiękowych”.
Spodziewa się szerszego zastosowania automatycznych pojazdów nawodnych, zwłaszcza w połączeniu ze statkami, np. okrętami patrolowymi strefy przybrzeżnej, „gdy do SKPS podłączony jest nawodny pojazd niezamieszkany i masz możliwość przesyłania obrazu z GAZ na szerokopasmowy kanał radiowy. Sterujesz urządzeniem za pomocą SCPS. Uważam, że to dobra kombinacja i będzie stymulować rynek przybrzeżnych statków patrolowych w przyszłości”.
Jourdon uważa, że powstaną bardziej złożone, ściśle połączone sieci PLO z szeroką gamą platform i czujników, w tym systemów niezamieszkałych. „Kompaktowość to kolejne wyzwanie iw tej dziedzinie Thales bada obietnicę nowych czujników. Thales jest również kluczowym graczem na szybko rozwijającym się rynku drony. Staramy się zapewnić efektywne zdolności ASW nowym statkom załogowym i bezzałogowym”.
Według Jourdona, podczas gdy okręty podwodne pozostają głównym zagrożeniem, zmieniły się wymagania dotyczące sonaru. Wraz z wykrywaniem torped pojawiły się nowe zagrożenia asymetryczne, takie jak pół-zanurzalne lub całkowicie podwodne „narkotyczne okręty podwodne” wykorzystywane przez przemytników. Łodzie motorowe są również jednym z priorytetowych celów, zwłaszcza biorąc pod uwagę ich wykorzystanie do celów terrorystycznych.
„Zagrożenia, którymi należy się zająć, wpływają na możliwości i wydajność stacji sonarowych, które muszą być skuteczne w trybach aktywnych i pasywnych oraz w prawie wszystkich warunkach środowiskowych, w tym w płytkiej i głębokiej wodzie”.
Użyte materiały: Alex Aleksiejew
www.shephardmedia.com
www.talesgroup.com
www.km.kongsberg.com
sonardyne.com
www.ultra-electronics.com
www.wikipedia.org
pl.wikipedia.org
informacja