Fra ubåtinntrengninger til stadig mer sofistikert narkotikasmugling, sonars oppdrag er mange og varierte. For å løse disse problemene trenger flåter systemer for kystpatruljefartøyer og små fartøyer
De siste årene har en rekke teknologiske og operasjonelle trender innen sonarutvikling dukket opp, støttet av den økte etterspørselen etter disse systemene for små fartøy.
Ifølge Gabriel Jourdon, sjef for hydroakustiske stasjoner (GAS) på Thales, har anti-ubåtforsvar (ASW) vært sonarstasjoners hovedoppgave i flere tiår. Samtidig vokser antallet ubåter i verden, flere og flere land tar dem til tjeneste, og dette skaper bekymring i det militære samfunnet.
"Aktiv økonomisk aktivitet til sjøs, særlig bruk av havressurser, tvinger statene til å iverksette tiltak for å kontrollere og beskytte deres økonomiske soner," sa han. - Territoriale konflikter til sjøs oppstår her og der, og invasjonen av en ubåt i den eksklusive økonomiske sonen er hovedproblemet. Dette problemet forsterkes for noen land av at store områder må beskyttes.”
Disse sammenhengende trendene driver etterspørselen etter ASW -systemer, der sonarer er en sentral komponent. "De fleste flåter og land står overfor oppgaven med å beskytte sin nasjonale suverenitet, deres kommersielle og økonomiske interesser og motvirke invasjon av ubåter i deres nasjonale farvann," sier Jourdon.
Penger har betydning
Imidlertid er de høye kostnadene ved slike PLO -skip. for eksempel fregatter, bidro til at GAS begynte å bli installert på mindre plattformer og til og med ikke-militære skip, som opprinnelig ikke var beregnet på høyintensiv ASW. Dette gjelder for eksempel fullt ut kystsonepatruljefartøy (SKPS).
"Ideen her er å enten utfylle eksisterende ASW -eiendeler, eller alternativt gi flåtene i utviklingsland grunnleggende ASW -evner. Implementeringen vil kreve effektive, sjøprøvde løsninger med stabil ytelse og PLOs virkelige evner."
GAS skal ikke påvirke navigasjonsevnene til skipet negativt, la Jourdon til, og bemerket at selskapets kompakte skrogsekolar BlueWatcher ble designet fra begynnelsen for å "ha en minimal innvirkning på skipets manøvrerbarhet og hastighet."
Thales fokuserer på utvikling av sonarer for SKPS og andre små fartøyer. På Euronaval 2014 -utstillingen viste hun for eksempel en rekke nye GAS -er. I tillegg til BlueWatcher inkluderer den også CAPTAS-1 GAS med variabel nedsenkningsdybde.
BueWatcher "gir overlegen oppdagelses- og sporingskapasitet i støyende grunt vann," sa Jourdon, men han bemerket at denne kompakte GASen også kan operere på dybder større enn 10 km. "Det gir et uvurderlig bidrag til skipets sikkerhetssystem, samtidig som det hjelper til med å unngå hindringer foran skipet."
CAPTAS-1 “er det viktigste PLO-verktøyet” i selskapets kompakte radarområde, som gir deteksjon på mellomstore avstander opp til omtrent 30 km. "Han gir et stort bidrag til ubåtinneslutningsprosessen," la han til.
Begge multifunksjonelle systemer er designet for å fungere under en lang rekke forhold, og de har vist seg godt på skip med liten forskyvning. I noen flåter brukes de vanligvis som et ekstra element i en ASW. Begge Thales -produktene er godt etterspurt i lovende utenlandske markeder, inkludert Asia, Latin -Amerika og Midtøsten.
Jourdon la til: “Nylig har etterspørselen utviklet seg mot effektive sonarsystemer som kan bli et uunnværlig element i flåtens sikkerhetsoperasjoner i kystnære og dype farvann. De bør være kompakte for installasjon på små skip, enkle å betjene, utføre de nødvendige oppgavene til en rimelig pris."
Endring av krav
Thomas Dale, representant for Marine HAS -avdelingen ved Kongsberg Maritime Subsea, bemerket også den økte etterspørselen i videospillerindustrien, der multitasking -evner er sårt nødvendig. "Multitasking-plattformer og SKPS skal kunne finne ikke bare store objekter som ubåter, men også mindre objekter som ultrasmå ubåter, flytende containere eller gruver."
Kravene til rekkevidden til GAS for SKPZ og fregattene er ofte forskjellige. SKPZ krever GAS med en rekkevidde på 10-15 km. Dette er også tydelig i markedet for hurtig patruljebåter, hvor ekkolodd med mellomdistanse ofte er tilstrekkelig. Flere båter "kan sverme" samtidig og utvider dermed synsfeltet til alle fartøyene i gruppen. "Du legger til GAS -området på tre, fire, fem fartøyer, som et resultat øker du dekningsområdet betydelig ved å bruke flere fartøyer," forklarte han.
I følge Dale tvinger imidlertid komplekset av oppgaver til SKPZ oss til å søke en balanse mellom rekkevidde og evner. “SKPZ opererer mer eller mindre uavhengig. Kompromissen i SKPS -markedet er at du trenger en GAS til en rimelig pris, som er enkel å installere og som kan fungere i flere oppgaver - dette er viktigere enn bare GAS -serien alene”.
Middelfrekvent HAS kan være spesielt nyttig for å oppdage små overflatefartøy. Dahle bemerket at "det er vanskelig å oppdage et objekt som en oppblåsbar båt med stivt skrog om natten, spesielt hvis du er i hakket farvann. Men hvis du har en GUS, kan du høre den i passiv modus eller oppdage et fartøy eller dets kjølvann i aktiv modus."
Kongsberg fokuserer på kystfarvann, sa Dale. “Dette segmentet er mer enn bare PLO. Våre produkter søker etter objekter i hele vannsøylen og på havbunnen. De sporer overflateskip samt ubåter og ubemannede undervannsbiler. Vår teknologi er designet for å løse problemer med etterklang (lydrefleksjon) og arbeid i kystfarvann."
Han gjorde oppmerksom på SS2030 -ekkoloddet, montert i skipets skrog, og dets containerversjon av ST2400 Variable Depth Sonar. Selv om de hovedsakelig er beregnet på kystnære PLO, har de bredere bruksområder, for eksempel hindring av hindringer, gruvedeteksjon og sporing av båter, undervannsbiler og andre gjenstander.
For dette formål er Kongsberg GAS installert på en rekke små og mellomstore skip, inkludert kystvaktfartøyer og hurtigpatruljebåter. For eksempel ble det chilenske marineforskningsfartøyet "Cabo de Homos" utstyrt med SS2030 GAS i fjor for å søke etter og lokalisere ødelagte ubåter, noe som har blitt demonstrert med hell i søk- og redningsøvelser.
"Ofte er SKPZ-er bygget uten ekkolodd, men vi håper at dette vil endre seg etter hvert som flåtene blir mer bevisste på multitasking-egenskapene til et mellomstort sonar," sa Dale.
O
Detekterer dykkere og svømmere
Det britiske selskapet Sonardyne International har tjent på den økende etterspørselen etter deteksjonssystemer for dykkere og svømmere. For eksempel kunngjorde den i juli i fjor en ny kontrakt for å forsyne en ikke navngitt sørøstasiatisk kunde Sentinel, som vil bli installert på alle SKPS. Kontrakten bygger på en tidligere avtale om levering av bærbare systemer til en av de europeiske flåtene for å beskytte SKPS.
"SKPS blir en stadig mer etterspurt ressurs for flåter og kystvakter rundt om i verden i kampen mot piratkopiering, narkotikahandel, terrorisme og gruveaksjon," sa Sonardyne i en uttalelse som skulle falle sammen med kontraktsinngåelsen. -SKPS-plattformen utvikler seg i sin allsidighet takket være ny utvikling innen skipsbygging, slik at disse fartøyene kan konfigureres for ulike oppgaver ved bruk av kommersielle hylle-systemer, for eksempel for eksempel. Vakt ".
"Sonardyne begynte å sende systemene sine til SKPS -markedet for omtrent to år siden," sa Nick Swift, sjef for sjøsikkerhet i selskapet. - Vi mottar mange forespørsler. Det er en viss etterspørselsvekst på dette området."
Sentinel-systemet kan oppdage, spore og klassifisere trusler i en avstand på 1200 meter, det kan integreres i informasjons- og kontrollsystemet til skipet eller lokale situasjonsbevissthetssystemer, for eksempel NiDAR langdistanseovervåkingssystem produsert av MARSS Group. Den opererer i aktive og passive deteksjons- og klassifiseringsmoduser, og kan være bærbar eller installert i skipets skrog. Sentinel XF (ekstra funksjonalitet) tilbys for militære og nasjonale sikkerhetsstrukturer.
"Systemet kan være bærbart eller kan installeres i et skipsskrog ved hjelp av det proprietære Sonardyne -systemet," sier Swift. - Vi leverer begge konfigurasjonene. Systemet vårt er iboende fleksibelt og kan integreres i overvåkingssystemet eller kampkontrollsystemet ditt."
Skrogmontert versjon "er en utmerket løsning for nyere og større RCC-er," mens den bærbare versjonen "enkelt kan distribueres fra hvilket som helst fartøy og er veldig populær i RCC-markedet."
Swift la til: “Avhengig av hvordan flåtene bruker skipene sine, trenger de kanskje ikke GAS i noen operasjonsområder. For eksempel, når du er basert i havnen din, kan du trenge sofistikert omfattende beskyttelse. Og for distribusjon i et gitt område kan du ta et bærbart system."
Den nevnte kontrakten med et asiatisk land understreket viktigheten av å bruke systemer for å beskytte skip og andre gjenstander mot trusler under vann. "Sentinel … gir et raskt utbyggbart omkretssikkerhetssystem for å utfylle sikkerhetssystemene for kommersielle havner, marinefartøyer, private yachter, kritisk infrastruktur og strandbygninger," sa han.
Ifølge Swift signaliserer behovet for systemer som Sentinel et skifte mot asymmetrisk kamp. “Tidligere, hvis skipet hadde GAS, så var det beregnet på PLO, men nå begynte de å tenke på mindre gjenstander, som dykkere og automatiske undervannsbiler. Sistnevnte er av stadig større bekymring. De er tilgjengelige på det sivile markedet, er ganske billige og enkle å betjene. Og de kan forårsake betydelig skade på fartøyet."
"Hovedbruken av GAS Sentinel er å beskytte skip mot terror og andre angrep," fortsatte Swift. "Det kan være terrorisme, en useriøs stat eller til og med en tradisjonell konfliktsone. Et annet område av anvendelsen er observasjon. Hvis du har en SKPS, kan noen sende en dykker eller et ubemannet luftfartøy bare for å ta bilder eller se på fartøyet. GAS Sentinel setter opp et undervannssperre rundt fartøyet slik at ingen kan nærme seg det ubemerket."
Ken Walker, sjef for Marine Division hos Ultra Electronics, bemerket også utviklingen av SKPZ -markedet. Det kan være veldig nyttig å plassere sonarer på disse skipene, fordi vi snakker ikke bare om tilleggsfunksjoner til luftfartsraketter, men også om kampen mot narkotikahandel og terrorisme.
"Smuglere er for eksempel veldig sofistikerte," sa han. "Tidligere brukte de hurtigbåter mer, men nå bruker de halvt nedsenkbare, effektivt bruker kommersielle ubåter for å transportere narkotika."
Walker gjorde også oppmerksom på bruk av ekkolodd i fiskeritilsynet, i kampen mot ulovlig migrasjon og på en rekke andre områder. Dessuten er vekt, størrelse og strømforbrukskarakteristika forbedret, og dette tiltrekker seg oppmerksomheten til operatører av små fartøyer.
Walker sa at selskapet hans også ser en økende etterspørsel etter sonarer for små fartøy. - Det har skjedd en radikal strukturendring i hele den vestlige verden. Budsjetter tillater ikke transportører og store ødeleggere, slik tilfellet var i den kalde krigen, så mange bytter til mindre multitasking -midler for å beskytte deres suverenitet, og derfor ser vi noe som en gjenoppblomstring innen SKPS og små fregatter."
Nødvendighet eller luksus?
Mange land søker ikke å utstyre SKPZ med forsvar mot ubåter, og derfor er ikke GAS i styret i det hele tatt obligatorisk. Som et eksempel kan vi nevne den nye kanadiske SKPZ for Harry DeWolf -prosjektet, den første, ifølge lederen for Canadian Fleet Development Department, Casper Donovan, skulle bli en del av flåten i slutten av 2018.
Det var ikke nødvendig å ha ekkolodd på disse skipene. Skipene er designet for å utføre væpnet overvåking av kanadiske farvann og støtte offentlige etater med å opprettholde og styrke Canadas suverenitet når og hvor det er nødvendig, med andre ord for å utføre oppgaver av politiet, sier han.
Ved utførelsen av disse oppgavene vil de bruke andre midler enn GAS for å oppdage andre fartøyer, for eksempel radarer og optoelektroniske sensorer, samt midler som for eksempel dekkhelikopter CH-148 Cyclone utstyrt med et sett med spesielle sensorer, som er under utvikling for Canada av Sikorsky.
Ifølge Donovan, basert på oppgavene til skipene i dette prosjektet, vil de ikke trenge noen av de komplekse kampnivåene på høyt nivå som overflate krigsskip kan trenge. Ubåter, vi vil ikke bruke et patruljefartøy for å løse denne situasjonen. Vi vil bruk en av våre fregatter i Halifax -klassen.”
Den kanadiske marinen har lansert prosjektet Underwater Warfare Surte Upgrade for å oppgradere Halifax -fregatter med ASW -systemer. Vilkårene for konkurransen ble publisert høsten 2017 og gjennomgår for tiden en evalueringsfase.
I samsvar med dette prosjektet vil skipenes evner utvides gjennom installasjon av skrog HUS, slepede HAS, hydroakustiske bøyer, torpedodetekteringssystemer og integrering av alle disse systemene i skipets BIUS. "Dette er et ganske stort prosjekt som vil legge til mye mer moderne ubåtkrigføringssystemer til skipenes generelle evner," la Donovan til.
Han nevnte de viktigste teknologiske trendene de siste årene - det økende digitaliseringsnivået for systemer og veksten i deres prosessorkraft. Dette er hva alle militære sensoriske systemer har til felles. "Flere og flere av disse systemene går over til det digitale, noe som betyr at data kan behandles mye mer effektivt og raskere."
Dette er spesielt viktig for GAS, siden de mottar og behandler enorme mengder akustiske data. Når det gjelder sonarer basert på digital arkitektur, er prosessen sterkt forenklet."Databehandling vil være større størrelsesordener, noe som vil forbedre vår evne til å finne ubåter, gruver og andre undersjøiske trusler."
Ifølge Donovan utføres imidlertid omfattende utbygginger ikke bare innen hydroakustisk teknologi. Avanserte, høyteknologiske dieselelektriske ubåter er nå etterspurt. - Disse ubåtene har alltid vært svært vanskelige å finne. Men nå tar flere og flere land i bruk dieselelektriske ubåter, flere og flere moderne plattformer blir levert, som utvilsomt er roligere enn ubåtene fra tidligere generasjoner. Og hvis gamle ubåter var vanskelige å finne, så er moderne ubåter mye vanskeligere å finne."
I denne forbindelse måtte flåtene nøye analysere metodene for å søke og oppdage ubåter. På 80- og 90 -tallet brukte mange vestlige flåter slept passiv HAS. Men nå bytter de i økende grad til aktive varianter som "pinger" i vannsøylen ved lave frekvenser for å oppdage moderne støysvake ubåter. "Som en del av vårt Upwater Warfare Suite Upgrade-prosjekt, ønsker vi å skaffe tauede aktive lav- frekvenssonarer."
Dale pekte på den økte kapasiteten til behandling av informasjon. “Dette betyr at vi kan behandle flere lag horisontalt i en lydpuls eller flere pulser samtidig. Vi kan oppdage et objekt hvis det er på overflatenivå, i vannsøylen eller i bunnen."
Han bemerket også bruken av sammensatte transdusere i høyfrekvente sonarer, noe som øker spektralbredde og oppløsning og tillater tredimensjonal behandling slik at med et konvensjonelt skrog HAR vi representert havbunnen i 3D, for eksempel for gjenkjenning eller navigering av objekter oppgaver”.
Ny teknologi
Ifølge Jourdon har akustisk teknologi gjort betydelige fremskritt på flere områder de siste årene. Han bemerket bruken av akustiske transdusere for aktive sendere, svært avanserte signal- og databehandlingsalgoritmer, og fremgang i deteksjons- og sporingsfunksjoner. I tillegg blir stadig mer brukervennlige og intuitive grensesnitt mellom mennesker og maskiner integrert i systemene, inkludert bruk av 3D for å forenkle komplekse ekkoloddoperasjoner.
Systemene har også blitt mer kompakte og enklere å installere, mens treningsutstyret også går fremover, "noe som gjør det lettere for mannskapet å trene om bord."
Walker vendte oppmerksomheten mot programvare. Han noterte for eksempel Ultra's Ping Wizard -teknologi, som gjør det enkelt å velge den optimale aktive modusen ved å la deg avgi et stort antall forskjellige typer lydpulser samtidig.
"Systemet ser faktisk ut i vannet og sier," Dette er din beste signaltype. Du bør bruke den, forklarte han. "Systemet har et veldig høyt nivå av kunstig intelligens, forenkler operatørens arbeid og øker dermed kommandoen over den taktiske situasjonen."
I følge Walker har det vært en interessant endring i teknologiske trender. Hvis den sivile sektoren tidligere var etterslep etter militærverdenen, har nå deres posisjoner i noen områder snudd. I sonarer kan dette ses i eksemplet med bruk av GPUer fra videospillkonsoller.
"For tjue år siden var det hovedsakelig militær teknologi som informerte næringslivet. Og nå er det omvendt. Foreløpig blir videoprosessorer beordret til å øke prosessorkraften og forbedre kvaliteten på det viste bildet. Dette er fordi spillindustrien, sammen med telefonindustrien, utvikler seg i den sivile verden mye raskere enn i militæret."
Ultra Electronics leverer ekkolodssystemer til krigsskip rundt om i verden, inkludert britiske type 45 -destroyere, Australian Project Hobart destroyer og det nederlandske Project Karel Dorman fregatter. Den nye GAS S2150 vil bli installert under moderniseringen av fregatter av type 23. Denne sonaren skal også installeres på lovende type 26 fregatter; i tillegg tilbyr selskapet S2150 -varianten for 31e -fregatten.
"Selv om dette ikke er et stort krav for Type 31e på dette tidspunktet, har Ultra til hensikt å tilby sin Integrated Sonar Suite, som inkluderer et slept aktivt-passivt ekkolodd og torpedodetekterings- og beskyttelsessystem i en enkelt slept modul," sa Walker.
Akselerert endringer
På utsikten bemerket Walker to "megatrender" som vil ha stor innvirkning i fremtiden. "Den første er store datamengder. Dette er spesielt viktig for GAS, der det genereres svært store datamengder og sanntidsbehandling er nødvendig for måldeteksjon. Det andre er kunstig intelligens og selvlæring av maskiner. For eksempel vil sonarer vite om de har sett en gitt type ubåt før."
Dale sa at ytterligere endringer i akustisk teknologi naturlig ville være begrenset av fysikkens lover. "Jeg forutser små trinn i ytelse, for eksempel frekvensområde, prosessorkraft og antall samtidige lydpulser."
Han forventer en større bruk av automatiske overflatekjøretøyer, spesielt i forbindelse med skip, for eksempel kystpatruljefartøyer, når det ubemannede kjøretøyet er koblet til RMS og du har mulighet til å overføre bilder fra GAS over en bredbåndsradiokanal. Du bruker en maskin med VMS. Jeg tror dette er en god kombinasjon og vil stimulere kystpatruljemarkedet i fremtiden.”
Jourdon tror at mer komplekse, tett koblede ASW -nettverk med et bredt spekter av plattformer og sensorer, inkludert ubebodde systemer, vil bli dannet. «Kompakthet er en annen utfordring, og Thales ser på lovende nye sensorer på dette området. Thales er også en sentral aktør i det blomstrende dronemarkedet. Vi streber etter å tilby effektive ASW -evner til nye bemannede og ubemannede fartøyer."
Ifølge Jourdon, mens ubåter fortsatt er hovedtrusselen, har kravene til sonarer endret seg. Sammen med påvisning av torpedoer har det dukket opp nye asymmetriske trusler, for eksempel halvt nedsenkbare eller helt nedsenkbare legemiddelubåter som brukes av smuglere. Hurtigbåter er også høyt på listen, spesielt gitt bruk for terrorformål.
"Truslene som skal behandles påvirker egenskapene og ytelsen til ekkoloddstasjoner, som må være effektive i aktive og passive moduser og i nesten alle miljøforhold, inkludert grunt vann og dypt vann."
