Sonar: Navigare nella guerra subacquea con la tecnologia avanzata

Di Fouad Sabry

Che cos'è il sonar

Il sonar è una tecnica che utilizza la propagazione del suono per navigare, misurare distanze (intervallo), comunicare o rilevare oggetti sopra o sotto la superficie dell'acqua , come altre navi.

Come trarrai vantaggio

(I) Approfondimenti e convalide sui seguenti argomenti:

Capitolo 1: Sonar

Capitolo 2: Sonar a scansione laterale

Capitolo 3: Idrofono

Capitolo 4: Ecoscandaglio

Capitolo 5 : Sonobuoy

Capitolo 6: Beamforming

Capitolo 7: Sonar trainato

Capitolo 8: Firma acustica

Capitolo 9: Sorveglianza trainata Array Sensor System

Capitolo 10: Progetto Artemis

(II) Rispondere alle principali domande del pubblico sul sonar.

A chi è rivolto questo libro

Professionisti, studenti universitari e laureati, appassionati, hobbisti e coloro che desiderano andare oltre le conoscenze o le informazioni di base per qualsiasi tipo di sonar.

 

• Lingua: Italiano
• Editore: Un Miliardo Di Ben Informato [Italian]
• Data di uscita: 20 giu 2024

Anteprima del libro

Capitolo 1: Sonar

Il sonar, noto anche come navigazione e portata sonora, è un metodo per navigare e spaziare i suoni.

Il termine sonar può essere usato per riferirsi a due tipi distinti di tecnologia: il sonar passivo, che prevede l'ascolto del suono prodotto dalle navi, e il sonar attivo, che comporta l'emissione di impulsi di suoni e l'ascolto degli echi. Il sonar può essere utilizzato come metodo per determinare la posizione acustica dei bersagli nell'acqua e per misurare le caratteristiche dell'eco di tali strutture. Prima dello sviluppo del radar, venivano utilizzati metodi di localizzazione acustica nell'aria. Altre applicazioni del sonar includono la navigazione di robot e SODAR, che è un sonar in aria rivolto verso l'alto, viene utilizzato per l'esame delle condizioni atmosferiche. Il termine sonar è anche usato per riferirsi all'apparato che viene utilizzato nel processo di produzione e ricezione del suono. Le frequenze molto basse, note come frequenze infrasoniche, e le frequenze estremamente alte, note come frequenze ultrasoniche, sono utilizzate nei sistemi sonar. L'acustica subacquea, spesso nota come idroacustica, è il processo di studio del suono che si verifica sott'acqua.

A Leonardo da Vinci è attribuito il merito di essere stato il primo ad applicare il metodo, documentato nel 1490. Utilizzò un tubo che veniva inserito nell'acqua per scoprire i vasi a orecchio.

Leonardo da Vinci è stata la prima persona a registrare l'uso del suono da parte dell'uomo nell'acqua. Ha descritto come un tubo che è stato inserito nell'acqua è stato utilizzato per rilevare i vasi mettendo un orecchio al tubo. Sebbene alcuni animali, come i delfini, i pipistrelli e alcuni toporagni, utilizzino il suono per la comunicazione e il rilevamento di oggetti da milioni di anni, il primo uso registrato del suono da parte degli esseri umani nell'acqua risale al 1490.

La necessità di rilevare i sottomarini durante la prima guerra mondiale ha motivato ulteriori ricerche sull'uso del suono come metodo di rilevamento. Sia gli inglesi che i francesi fecero presto uso di dispositivi di ascolto subacquei noti come idrofoni. Nel 1915, lo scienziato francese Paul Langevin, in collaborazione con Constantin Chilowsky, un ingegnere elettrico immigrato russo, lavorò alla costruzione di dispositivi sonori attivi allo scopo di rilevare i sottomarini. Questo lavoro ha avuto un impatto sui progetti successivi, nonostante il fatto che i trasduttori piezoelettrici e magnetostrittivi alla fine abbiano sostituito i trasduttori elettrostatici che avevano precedentemente utilizzato. Per gli idrofoni sono stati utilizzati film plastici leggeri sensibili al suono e fibre ottiche, mentre per i proiettori sono stati prodotti terfenolo-D e niobato di piombo e magnesio (PMN).

Nel 1916, sotto l'egida del British Board of Invention and Research, il fisico canadese Robert William Boyle intraprese il progetto di rilevamento attivo del suono con A. B. Wood, sviluppando un prototipo da testare a metà del 1917. La Divisione Antisommergibile dello Stato Maggiore della Marina Britannica fu la destinataria di questo lavoro, che fu svolto in completa segretezza. I cristalli piezoelettrici di quarzo sono stati utilizzati per creare il primo sistema di rilevamento attivo del suono subacqueo funzionante al mondo. Il nome che è stato usato per descrivere il primo lavoro (che era supersonics) è stato cambiato in ASD ics, e il materiale che è stato utilizzato per il quarzo è stato cambiato in ASD ivite. Ciò è stato fatto al fine di salvaguardare la riservatezza della situazione. ASD è l'acronimo di Anti-Submarine Division, che è l'origine dell'abbreviazione spesso usata nel Regno Unito. Nel 1939, in risposta a una richiesta dell'Oxford English Dictionary, l'Ammiragliato inventò la storia che stava per Allied Submarine Detection Investigation Committee, e questo è ancora comunemente accettato, la Gran Bretagna e la Francia avevano già costruito prototipi di sistemi attivi entro l'anno 1918. Il 1920 fu l'anno in cui gli inglesi condussero il loro test ASDIC sulla HMS Antrim, e il 1922 fu l'anno in cui iniziò la produzione. Nell'anno 1923, la 6ª Flottiglia Cacciatorpediniere aveva navi equipaggiate con ASDIC. Sull'isola di Portland, nell'anno 1924, fu istituita una scuola antisommergibile nota come HMS Osprey e una flottiglia di addestramento composta da quattro vascelli.

Prima dell'inizio della seconda guerra mondiale, la Royal Navy aveva già assemblato un sistema antisommergibile completo che comprendeva cinque set per varie classi di navi di superficie e altri per sottomarini. Questi set sono stati inclusi nel sistema. Impiegando la carica di profondità come arma antisommergibile, il primo ASDIC non fu in grado di raggiungere il suo pieno potenziale in termini di efficacia. Ciò ha comportato una perdita di contatto ASDIC nei momenti precedenti l'attacco, perché era necessario per una nave attaccante passare sopra un contatto sommerso prima di sganciare cariche sopra la poppa. In pratica, il cacciatore sparava senza vedere, il che permetteva al comandante del sommergibile di intraprendere un'azione evasiva durante quel periodo di tempo. Questa situazione difficile è stata risolta impiegando nuove strategie e acquisendo nuove armi.

Oltre all'attacco strisciante, Frederic John Walker fu responsabile dello sviluppo di altri progressi tattici. A questo scopo, era necessario disporre di due navi antisommergibile, che spesso erano corvette o sloop. Utilizzando l'ASDIC, la nave dirigente seguiva il sottomarino bersaglio da una posizione di circa 1500-2000 metri dietro il sottomarino durante il processo di tracciamento. Da una posizione che si trovava tra la nave che stava guidando l'attacco e l'obiettivo, la seconda nave iniziò un assalto mentre il suo ASDIC era spento e viaggiava a una velocità di cinque nodi. La nave diretta è stata in grado di controllare questo attacco con l'uso del radiotelefono, tenendo conto del loro ASDIC così come la portata (come determinato dal telemetro) e la direzione della nave che stava attaccando. Non appena le bombe di profondità furono scaricate, la nave che stava guidando l'assalto lasciò immediatamente l'area locale a tutta velocità. Dopo essere entrata nell'area bersaglio, la nave che stava coordinando l'operazione ha anche scaricato una serie di bombe di profondità in tutta la regione. A causa della bassa velocità con cui il sottomarino si avvicinava, non era in grado di prevedere con precisione quando le bombe di profondità sarebbero state fatte esplodere. Qualsiasi azione evasiva veniva notata dalla nave che dirigeva la nave, e la nave che dirigeva dava alla nave d'assalto le opportune direzioni di governo. Il siluro acustico tedesco era inefficace contro una corazzata che si muoveva a una velocità così bassa, il che era un vantaggio determinato dalla bassa velocità dell'attacco. C'era una variante dell'attacco strisciante noto come attacco gesso. In questo attacco, tre navi attaccanti che stavano lavorando in stretta vicinanza l'una all'altra furono dirette sopra il bersaglio dalla nave che le stava dirigendo.

Al fine di affrontare il problema dell'angolo cieco dell'ASDIC, sono state sviluppate nuove armi. Queste armi da lancio in avanti includevano i ricci e successivamente i calamari, che erano in grado di proiettare testate su un bersaglio che era davanti all'attaccante pur essendo in comunicazione con l'organizzazione. Questi permettevano a una singola scorta di lanciare assalti più mirati contro i sottomarini. Un certo numero di sviluppi che hanno avuto luogo durante la guerra hanno portato alla creazione di configurazioni ASDIC britanniche che utilizzavano una varietà di forme di fascio per coprire continuamente le zone cieche. I siluri acustici sono stati utilizzati in un secondo momento.

Gli Stati Uniti d'America ricevettero il libero trasferimento della tecnologia britannica ASDIC con l'inizio della seconda guerra mondiale, avvenuta nel settembre del