Sonarjeve misije so številne in raznolike, od vdorov podmornic do vse bolj izpopolnjenega tihotapljenja drog. Za reševanje teh vprašanj flote potrebujejo sisteme za obalne patruljne ladje in mala plovila
V zadnjih letih so se pojavili številni tehnološki in operativni trendi v razvoju sonarjev, ki jih podpira povečano povpraševanje po teh sistemih za majhna plovila.
Po besedah Gabriela Jourdona, vodje hidroakustičnih postaj (GAS) v Thalesu, je bila obramba proti podmornicam (ASW) že desetletja glavna naloga sonarnih postaj. Hkrati število podmornic v svetu narašča, vse več držav jih sprejema v službo, kar povzroča zaskrbljenost v vojaški skupnosti.
"Dejavna gospodarska dejavnost na morju, zlasti uporaba oceanskih virov, sili države, da sprejmejo ukrepe za nadzor in zaščito svojih gospodarskih con," je dejal. - Tu in tam se pojavijo ozemeljski spopadi na morju, glavni problem pa je vdor podmornice v izključno gospodarsko cono. Temu problemu v nekaterih državah povečuje dejstvo, da je treba zaščititi velika območja."
Ti medsebojno povezani trendi spodbujajo povpraševanje po sistemih ASW, pri katerih so sonarji ključna sestavina. "Večina flot in držav se sooča z nalogo, da zaščiti svojo nacionalno suverenost, svoje trgovske in gospodarske interese ter prepreči vdor podmornic v svoje nacionalne vode," pravi Jourdon.
Denar je pomemben
Vendar pa visoki stroški takšnih ladij PLO. kot so fregate, so prispevale k temu, da so GAS začeli nameščati na manjše ploščadi in celo na nevojaške ladje, ki prvotno niso bile namenjene visoko intenzivnim ASW. To na primer v celoti velja za patruljne ladje obalnega območja (SKPS).
»Zamisel je bodisi dopolniti obstoječa sredstva ASW ali pa flotam držav v razvoju dati alternativne zmogljivosti ASW. Za njegovo izvajanje bodo potrebne učinkovite, morje preizkušene rešitve s stabilno zmogljivostjo in dejanskimi zmogljivostmi PLO."
GAS ne bi smel negativno vplivati na navigacijske sposobnosti ladje, je dodal Jourdon in opozoril, da je kompaktni sonar njegovega podjetja BlueWatcher že od začetka zasnovan tako, da "ima minimalen vpliv na manevriranje in hitrost ladje".
Thales se osredotoča na razvoj sonarjev za SKPS in druga majhna plovila. Na razstavi Euronaval 2014 je na primer pokazala linijo novih GAS. Poleg BlueWatcherja vključuje tudi CAPTAS-1 GAS s spremenljivo globino potopitve.
BueWatcher "zagotavlja vrhunske zmogljivosti odkrivanja in sledenja v hrupnih plitvih vodah," je dejal Jourdon, vendar je opozoril, da lahko ta kompaktni GAS deluje tudi na globinah več kot 10 km. "Neprecenljivo prispeva k varnostnemu sistemu ladje, hkrati pa pomaga pri izogibanju oviram pred ladjo."
CAPTAS-1 je "ključno orodje PLO" v kompaktnem radarskem dosegu podjetja, ki omogoča zaznavanje na srednjih dosegih do približno 30 km. "Veliko prispeva k procesu zadrževanja podmornic," je dodal.
Oba večfunkcijska sistema sta zasnovana za delo v najrazličnejših pogojih in sta se dobro izkazala na ladjah z majhnim pomikom. V nekaterih flotah se običajno uporabljajo kot dodaten element ASW. Oba izdelka Thales sta na obetavnih tujih trgih, vključno z Azijo, Latinsko Ameriko in Bližnjim vzhodom, v velikem povpraševanju.
Jourdon je dodal: »V zadnjem času se je povpraševanje razvilo v smeri učinkovitih sonarnih sistemov, ki lahko postanejo nepogrešljiv element varnostnih operacij flote v obalnih in globokih vodah. Morali bi biti kompaktni za namestitev na majhne ladje, enostavni za uporabo, opravljati zahtevane naloge po dostopni ceni."
Spreminjanje zahtev
Thomas Dale, predstavnik oddelka za pomorsko HAS pri Kongsberg Maritime Subsea, je prav tako opozoril na povečano povpraševanje v industriji videorekorderjev, kjer so zmogljivosti za večopravilnost nujno potrebne. "Večopravilne platforme in SKPS bi morali najti ne le velike predmete, kot so podmornice, ampak tudi manjše predmete, kot so ultra majhne podmornice, plavajoči zabojniki ali mine."
Zahteve za doseg GAS za SKPZ in fregate so pogosto različne. SKPZ zahteva GAS z dosegom 10-15 km. To je očitno tudi na trgu hitrih patruljnih čolnov, kjer sonar srednjega dosega pogosto zadostuje. Hkrati se lahko "roji" več čolnov in s tem razširi vidno polje vseh plovil v skupini. "Dodate obseg GAS treh, štirih, petih plovil, zato znatno povečate obseg pokritosti z uporabo več plovil," je pojasnil.
Po mnenju Dalea nas kompleks nalog SKPZ prisili, da iščemo ravnovesje med dosegom in zmogljivostmi. »SKPZ deluje bolj ali manj neodvisno. Kompromis na trgu SKPS je, da potrebujete GAS po razumni ceni, ki je enostavna za namestitev in ki lahko deluje pri več nalogah - to je pomembnejše kot le obseg samega GAS -a «.
Srednjefrekvenčni HAS je lahko še posebej uporaben za odkrivanje majhnih površinskih posod. Dahle je opozoril, da je "ponoči težko opaziti predmet, kot je napihljiv čoln s trdim trupom, še posebej, če ste v razburkanih vodah. Če pa imate GUS, ga lahko slišite v pasivnem načinu ali zaznate plovilo ali njegovo bujenje v aktivnem načinu."
Kongsberg se osredotoča na obalne vode, je dejal Dale. »Ta segment ni le PLO. Naši izdelki iščejo predmete po vodnem stolpcu in na morskem dnu. Sledijo površinskim ladjam, podmornicam in podvodnim vozilom brez posadke. Naša tehnologija je zasnovana za reševanje težav z odmevom (odsev zvoka) in delo v obalnih vodah."
Opozoril je na sonar SS2030, nameščen v ladijskem trupu, in njegovo kontejnersko različico sonarja s spremenljivo globino ST2400. Čeprav so namenjeni predvsem obalnim PLO, imajo širše aplikacije, na primer izogibanje oviram, odkrivanje min in sledenje čolnom, podvodnim vozilom in drugim objektom.
V ta namen so bili sistemi Kongsberg GAS nameščeni na vrsti majhnih in srednje velikih ladij, vključno s plovili obalne straže in hitrimi patruljnimi čolni. Na primer, raziskovalno plovilo čilske mornarice "Cabo de Homos" je bilo lani opremljeno s SS2030 GAS za iskanje in lociranje razbitin podmornic, kar je bilo uspešno dokazano na vajah iskanja in reševanja.
"Pogosto so SKPZ zgrajeni brez sonarjev, vendar upamo, da se bo to spremenilo, ko se bodo flote bolj zavedale zmogljivosti večopravilnosti sonarja srednjega razreda," je dejal Dale.
O
Odkrivanje potapljačev in plavalcev
Podjetje Sonardyne International s sedežem v Združenem kraljestvu je imelo koristi od naraščajočega povpraševanja po sistemih za odkrivanje potapljačev in plavalcev. Tako je na primer julija lani napovedal novo pogodbo za dobavo neimenovanega odjemalca jugovzhodne Azije Sentinel, ki bo nameščen v vseh njegovih SKPS. Pogodba temelji na prejšnjem sporazumu o dobavi prenosnih sistemov eni od evropskih flot za zaščito SKPS.
"SKPS postaja vse bolj iskan vir za flote in obalne straže po vsem svetu v boju proti piratstvu, trgovini s prepovedanimi drogami, terorizmu in ukrepanju proti minam," je dejal Sonardyne v izjavi, ki sovpada s slovesnostjo podpisa pogodbe. -Platforma SKPS se razvija zaradi vsestranskosti zahvaljujoč novemu razvoju ladjedelništva, ki omogoča, da se ta plovila konfigurirajo za različne naloge z uporabo komercialnih sistemov, ki so na voljo, kot je npr. Stražar ".
"Sonardyne je svoje sisteme na trg SKPS začel pošiljati pred približno dvema letoma," je povedal Nick Swift, vodja pomorske varnosti v podjetju. - Prejemamo veliko prošenj. Povpraševanje na tem področju je določeno."
Sistem Sentinel lahko zazna, sledi in razvrsti grožnje na razdalji 1200 metrov, lahko ga integriramo v informacijski in nadzorni sistem ladje ali v lokalne sisteme ozaveščanja o razmerah, kot je sistem za daljinsko opazovanje NiDAR, ki ga proizvaja skupina MARSS. Deluje v aktivnih in pasivnih načinih odkrivanja in razvrščanja ter je lahko prenosna ali nameščena v ladijski trup. Sentinel XF (dodatna funkcionalnost) je na voljo za vojaške in nacionalne varnostne strukture.
"Sistem je lahko prenosen ali pa ga je mogoče namestiti v ladijski trup z lastniškim sistemom Sonardyne," pravi Swift. - Dobavljamo obe konfiguraciji. Naš sistem je sam po sebi prilagodljiv in ga je mogoče vgraditi v vaš nadzorni sistem ali v sistem bojnega nadzora."
Različica, nameščena na trupu, je "odlična rešitev za novejše in večje RCC-je", medtem ko je prenosno različico "enostavno namestiti s katerega koli plovila in je zelo priljubljena na trgu RCC".
Swift je dodal: »Odvisno od tega, kako flote uporabljajo svoje ladje, morda na določenem področju delovanja ne potrebujejo GAS. Na primer, če imate sedež v pristanišču, boste morda potrebovali izpopolnjeno celovito zaščito. In za uvajanje na določenem območju lahko vzamete prenosni sistem."
Omenjena pogodba z azijsko državo je poudarila pomen uporabe sistemov za zaščito ladij in drugih predmetov pred podvodnimi grožnjami. "Sentinel … zagotavlja hitro razmešljiv varnostni sistem na obodu, ki dopolnjuje varnostne sisteme za komercialna pristanišča, morska plovila, zasebne jahte, kritično infrastrukturo in obalne stavbe," je dejal.
Swift pravi, da potreba po sistemih, kot je Sentinel, signalizira premik k asimetričnemu boju. »Prej, če je imela ladja GAS, potem je bila namenjena PLO, zdaj pa so začeli razmišljati o manjših objektih, kot so potapljači in avtomatska podvodna vozila. Slednji so vse bolj zaskrbljujoči. Na voljo so na civilnem trgu, so dokaj poceni in enostavni za uporabo. In lahko povzročijo znatno škodo na plovilu."
"Glavna uporaba GAS Sentinela je zaščita ladij pred terorističnimi in drugimi napadi," je nadaljeval Swift. »To je lahko terorizem, lopovska država ali celo tradicionalno območje spopadov. Drugo področje njegove uporabe je opazovanje. Če imate SKPS, lahko nekdo pošlje potapljača ali letalo brez posadke samo za fotografiranje ali ogled plovila. GAS Sentinel okoli plovila postavi podvodni kordon, tako da se mu nihče ne more neopazno približati."
Ken Walker, vodja pomorskega oddelka pri Ultra Electronics, je prav tako opozoril na razvoj trga SKPZ. Namestitev sonarjev na te ladje je lahko zelo koristna, saj ne govorimo le o dodatnih zmogljivostih protiletalskih izstrelkov, ampak tudi o boju proti trgovini z mamili in terorizmu.
"Na primer, tihotapci so zelo prefinjeni," je dejal. "V preteklosti so več uporabljali gliserje, zdaj pa uporabljajo polpodmornice, pri čemer so za prevoz drog učinkovito uporabljali komercialne podmornice."
Walker je opozoril tudi na uporabo sonarjev pri dejavnostih nadzora ribištva, v boju proti nezakonitim migracijam in na številnih drugih področjih. Izboljšajo se tudi značilnosti teže, velikosti in porabe energije, kar pritegne pozornost upravljavcev malih plovil.
Walker je dejal, da njegovo podjetje opaža tudi vse večje povpraševanje po sonarjih za majhna plovila. »V zahodnem svetu je prišlo do korenitih sprememb v strukturi. Proračuni ne dopuščajo prevoznikov in velikih uničevalcev, kot je bilo v času hladne vojne, zato mnogi prehajajo na manjša večopravilna sredstva za zaščito svoje suverenosti, zato vidimo nekaj podobnega ponovnemu oživljanju na področju SKPS in majhne fregate."
Luksuz ali nuja?
Mnoge države ne želijo opremiti svojega SKPZ s protipodmorniškimi obrambnimi sistemi, zato GAS na njihovem krovu sploh ni obvezen. Kot primer lahko navedemo nov kanadski SKPZ projekta Harry DeWolf, od katerega bi prvi po besedah vodje oddelka za razvoj kanadske flote Casper Donovan konec leta 2018 moral postati del flote.
"Na teh ladjah ni bilo treba imeti sonarnih zmogljivosti. Ladje so zasnovane za oborožen nadzor kanadskih voda in podpirajo vladne agencije pri ohranjanju in krepitvi suverenosti Kanade, kadar in kjer je to potrebno, z drugimi besedami, za opravljanje nalog policijskega tipa, "je dejal.
»Pri izvajanju teh nalog bodo za odkrivanje drugih plovil uporabili drugačna sredstva kot GAS, na primer radarje in optoelektronske senzorje, pa tudi sredstva, kot je na primer palubni helikopter CH-148 Cyclone, opremljen z nizom posebnih senzorjev, ki ga za Kanado razvija Sikorsky.
Po mnenju Donovana na podlagi nalog ladij tega projekta ne bodo potrebovali nekaterih zapletenih bojnih sistemov na visoki ravni, ki jih bodo morda potrebovale površinske vojne ladje. Podmornice, za reševanje te situacije ne bomo uporabili patruljnega plovila. uporabite eno od naših fregat razreda Halifax."
Kanadska mornarica je začela projekt Underwater Warfare Surte Upgrade za nadgradnjo fregat Halifax s sistemi ASW. Pogoji natečaja so bili objavljeni jeseni 2017 in so trenutno v fazi ocenjevanja.
V skladu s tem projektom se bodo zmogljivosti ladij razširile z namestitvijo trupov HUS, vlečenih HAS, hidroakustičnih bojev, sistemov za zaznavanje torpedov in integracijo vseh teh sistemov v ladijski BIUS. "To je precej velik projekt, ki bo splošnim zmogljivostim ladij dodal veliko sodobnejše sisteme za boj podmornic," je dodal Donovan.
Poimenoval je ključne tehnološke trende zadnjih let - naraščajočo stopnjo digitalizacije sistemov in rast njihove procesorske moči. To je skupno vsem vojaškim senzoričnim sistemom. "Vedno več teh sistemov prehaja v digitalno, kar pomeni, da je mogoče obdelati podatke veliko učinkoviteje in hitreje."
To je še posebej pomembno za GAS, saj sprejemajo in obdelujejo ogromne količine akustičnih podatkov. V primeru sonarjev, ki temeljijo na digitalni arhitekturi, je postopek zelo poenostavljen."Obdelava podatkov bo veliko večja, kar bo izboljšalo našo sposobnost iskanja podmornic, min in drugih podvodnih groženj."
Vendar pa po mnenju Donovana obsežen razvoj poteka ne le na področju hidroakustičnih tehnologij. Napredne, visokotehnološke dizelsko-električne podmornice so zdaj v velikem povpraševanju. »Te podmornice je bilo vedno zelo težko najti. A zdaj vse več držav sprejema dizelsko-električne podmornice, dobavlja se vedno več sodobnih platform, ki so nedvomno tišje od podmornic prejšnjih generacij. In če je bilo stare podmornice težko najti, potem je sodobne podmornice veliko težje najti."
V zvezi s tem so morale flote natančno analizirati metode iskanja in odkrivanja podmornic. V 80. in 90. letih so številne zahodne flote uporabljale vlečene pasivne HAS. Zdaj pa vse bolj prehajajo na aktivne različice, ki "pingajo" v vodnem stolpcu pri nizkih frekvencah, da bi odkrile sodobne podmornice z nizkim hrupom. "V okviru našega projekta nadgradnje Suite Underwater Warfare Suite želimo pridobiti vlečene aktivne nizko frekvenčni sonarji."
Dale je opozoril na povečano zmogljivost obdelave informacij. »To pomeni, da lahko vodoravno obdelamo več plasti v enem zvočnem ali več impulzih hkrati. Objekt lahko zaznamo, če je na površju, v vodnem stolpcu ali na dnu."
Opozoril je tudi na uporabo kompozitnih pretvornikov v visokofrekvenčnih sonarjih, kar poveča spektralno širino in ločljivost ter omogoča tridimenzionalno obdelavo, tako da "s konvencionalnim trupom HAS lahko predstavljamo morsko dno v 3D, na primer za odkrivanje predmetov ali navigacijo naloge".
Nove tehnologije
Po mnenju Jourdona je akustična tehnologija v zadnjih letih dosegla pomemben napredek na več področjih. Opozoril je na uporabo akustičnih pretvornikov za aktivne oddajnike, zelo napredne algoritme za obdelavo signalov in podatkov ter napredek pri odkrivanju in sledenju zmogljivosti. Poleg tega so v sisteme vključeni vse bolj uporabniku prijazni in intuitivni vmesniki človek-stroj, vključno z uporabo 3D za poenostavitev kompleksnih operacij sonarja.
Sistemi so postali tudi bolj kompaktni in jih je lažje namestiti, hkrati pa se premika tudi oprema za usposabljanje, "kar posadki olajša usposabljanje na krovu."
Walker je svojo pozornost usmeril v programsko opremo. Opozoril je na primer Ultra -jevo tehnologijo Ping Wizard, ki olajša izbiro optimalnega aktivnega načina, saj vam omogoča, da hkrati oddajate veliko število različnih vrst zvočnih impulzov.
"Sistem dejansko gleda v vodo in pravi:" To je vaš najboljši tip signala. Moral bi ga uporabiti, "je pojasnil. "Sistem ima zelo visoko raven umetne inteligence, poenostavi delo operaterja in posledično poveča raven poveljevanja taktične situacije."
Po Walkerjevih besedah je prišlo do zanimive spremembe v tehnoloških trendih. Če je v preteklosti civilni sektor resno zaostajal za vojaškim svetom, so se zdaj njihova stališča na nekaterih področjih obrnila. Pri sonarjih je to mogoče videti na primeru uporabe grafičnih procesorjev iz konzol za video igre.
»Pred dvajsetimi leti je komercialni svet obveščala predvsem vojaška tehnologija. In zdaj je obratno. Trenutno se video procesorjem naroča, da povečajo procesorsko moč in izboljšajo kakovost prikazane slike. To je zato, ker se igralniška industrija skupaj s telefonsko industrijo v civilnem svetu razvija veliko hitreje kot v vojski."
Ultra Electronics dobavlja sonarne sisteme vojaškim ladjam po vsem svetu, vključno z britanskimi uničevalci tipa 45, avstralskim uničevalcem projekta Hobart in nizozemskimi fregatami projekta Karel Dorman. Njegov novi GAS S2150 bo nameščen med posodobitvijo fregat tipa 23. Ta sonar bo nameščen tudi na obetavnih fregatah tipa 26; poleg tega podjetje ponuja različico S2150 za fregato tipa 31e.
"Čeprav to trenutno ni glavna zahteva za tip 31e, namerava Ultra ponuditi svojo integrirano zbirko sonarjev, ki vključuje vlečeni aktivno-pasivni sonar in sistem za zaznavanje in zaščito torpedov v enem vlečenem modulu," je dejal Walker.
Pospešene spremembe
Walker je glede obetov opozoril na dva "megatrenda", ki bosta imela v prihodnosti velik vpliv. »Prvi so velike količine podatkov. To je še posebej pomembno za GAS, kjer nastanejo zelo velike količine podatkov in je za zaznavanje cilja potrebna obdelava v realnem času. Drugi je umetna inteligenca in samoučenje strojev. Sonarji bodo na primer vedeli, ali so že videli določeno vrsto podmornice."
Dale je dejal, da bodo vse nadaljnje spremembe akustične tehnologije seveda omejene z zakoni fizike. "Predvidevam majhna povečanja zmogljivosti, kot so frekvenčni razpon, procesorska moč in število hkratnih zvočnih impulzov."
Pričakuje širšo uporabo avtomatskih površinskih vozil, zlasti v povezavi z ladjami, na primer obalnimi patruljnimi ladjami, »ko je površinsko vozilo brez posadke povezano z RMS in imate možnost prenosa slik iz sistema GAS po širokopasovnem radijskem kanalu. Upravljate stroj s sistemom VMS. Menim, da je to dobra kombinacija in bo v prihodnje spodbudila trg obalnih patrulj."
Jourdon verjame, da bodo nastala bolj zapletena, tesno povezana omrežja ASW s široko paleto platform in senzorjev, vključno z nenaseljenimi sistemi. »Kompaktnost je še en izziv, Thales pa išče obetavne nove senzorje na tem področju. Thales je tudi ključni igralec na rastočem trgu brezpilotnih letal. Prizadevamo si zagotoviti učinkovite zmogljivosti ASW novim plovilom s posadko in brez posadke."
Po mnenju Jourdona, čeprav podmornice ostajajo glavna grožnja, so se zahteve za sonarje spremenile. Skupaj z odkrivanjem torpedov so se pojavile tudi nove asimetrične grožnje, na primer polpotopne ali popolnoma potopljene podmornice za droge, ki jih uporabljajo tihotapci. Tudi gliserji so visoko na seznamu, zlasti glede na njihovo uporabo v teroristične namene.
"Grožnje, ki jih je treba obravnavati, vplivajo na zmogljivosti in delovanje sonarnih postaj, ki morajo biti učinkovite v aktivnih in pasivnih načinih ter v skoraj vseh okoljskih razmerah, vključno s plitvo vodo in globokimi vodami."
