Desde incursiones submarinas hasta el contrabando de drogas cada vez más sofisticado, las misiones del sonar son muchas y variadas. Para abordar estos problemas, las flotas necesitan sistemas para patrulleras costeras y embarcaciones pequeñas
En los últimos años, han surgido una serie de tendencias tecnológicas y operativas en el desarrollo del sonar, respaldadas por la mayor demanda de estos sistemas para embarcaciones pequeñas.
Según Gabriel Jourdon, jefe de estaciones hidroacústicas (GAS) en Thales, la defensa antisubmarina (ASW) ha sido la principal tarea de las estaciones de sonar durante décadas. Al mismo tiempo, el número de submarinos en el mundo está creciendo, cada vez más países los están adoptando para el servicio, y esto genera preocupación en la comunidad militar.
“La actividad económica activa en el mar, en particular el uso de los recursos oceánicos, obliga a los estados a tomar medidas para controlar y proteger sus zonas económicas”, dijo. - Los conflictos territoriales en el mar surgen aquí y allá, y la invasión de un submarino a la zona económica exclusiva es el principal problema. Este problema se ve agravado para algunos países por el hecho de que es necesario proteger grandes áreas.
Estas tendencias interrelacionadas están impulsando la demanda de sistemas ASW, en los que los sonares son un componente clave. “La mayoría de las flotas y países se enfrentan a la tarea de proteger su soberanía nacional, sus intereses comerciales y económicos y contrarrestar la invasión de submarinos en sus aguas nacionales”, dice Jourdon.
El dinero importa
Sin embargo, el alto costo de tales barcos de la OLP. como fragatas, contribuyó al hecho de que GAS comenzó a instalarse en plataformas más pequeñas e incluso en barcos no militares, que originalmente no estaban destinados a ASW de alta intensidad. Esto, por ejemplo, se aplica plenamente a los buques de patrulla de zonas costeras (SKPS).
“La idea aquí es complementar los activos ASW existentes o, alternativamente, dar a las flotas de países en desarrollo capacidades ASW básicas. Su implementación requerirá soluciones efectivas, probadas en el mar, con desempeño estable y capacidades reales de la OLP.
El GAS no debería afectar negativamente las capacidades de navegación del barco, agregó Jourdon, y señaló que el sonar de casco compacto de su compañía, BlueWatcher, fue diseñado desde el principio para "tener un impacto mínimo en la maniobrabilidad y velocidad del barco".
Thales se centra en el desarrollo de sonares para SKPS y otras embarcaciones pequeñas. En la exposición Euronaval 2014, por ejemplo, mostró una línea de nuevos GAS. Además de BlueWatcher, también incluye el CAPTAS-1 GAS con profundidad de inmersión variable.
El BueWatcher "proporciona capacidades superiores de detección y seguimiento en aguas poco profundas ruidosas", dijo Jourdon, pero señaló que este GAS compacto también puede operar a profundidades superiores a 10 km. "Hace una contribución invaluable al sistema de seguridad del barco al mismo tiempo que ayuda a evitar obstáculos frente al barco".
El CAPTAS-1 “es la herramienta clave de PLO” en el rango de radar compacto de la compañía, proporcionando detección a distancias medias de hasta aproximadamente 30 km. "Está haciendo una gran contribución al proceso de contención submarina", agregó.
Ambos sistemas multifuncionales están diseñados para funcionar en una amplia variedad de condiciones y han demostrado su eficacia en barcos de pequeño desplazamiento. En algunas flotas, generalmente se utilizan como un elemento adicional de un ASW. Ambos productos Thales tienen una buena demanda en mercados extranjeros prometedores, incluidos Asia, América Latina y Oriente Medio.
Jourdon agregó: “Recientemente, la demanda ha evolucionado hacia sistemas de sonar efectivos que pueden convertirse en un elemento indispensable de las operaciones de seguridad de las flotas en aguas costeras y profundas. Deben ser compactos para su instalación en barcos pequeños, fáciles de operar y realizar las tareas requeridas a un costo asequible.
Requisitos cambiantes
Thomas Dale, representante del Departamento de Marine HAS en Kongsberg Maritime Subsea, también señaló el aumento de la demanda en la industria de VCR, donde las capacidades multitarea son muy necesarias. "Las plataformas multitarea y SKPS deberían poder encontrar no solo objetos grandes como submarinos, sino también objetos más pequeños como submarinos ultrapequeños, contenedores flotantes o minas".
Los requisitos para la gama de GAS para el SKPZ y las fragatas son a menudo diferentes. El SKPZ requiere un GAS con un alcance de 10 a 15 km. Esto también es evidente en el mercado de las lanchas patrulleras rápidas, donde el sonar de alcance medio suele ser suficiente. Varios barcos "pueden enjambrar" al mismo tiempo, ampliando así el campo de visión de todos los barcos del grupo. “Agrega el rango de GAS de tres, cuatro, cinco buques, como resultado, aumenta significativamente el rango de cobertura al usar varios buques”, explicó.
Según Dale, el complejo de tareas del SKPZ, sin embargo, nos obliga a buscar un equilibrio entre alcance y capacidades. “SKPZ opera de forma más o menos independiente. La compensación en el mercado SKPS es que necesita un GAS a un precio razonable, que sea fácil de instalar y que pueda funcionar en varias tareas; esto es más importante que solo la gama de GAS”.
El HAS de frecuencia media puede ser especialmente útil para detectar pequeños vasos de superficie. Dahle señaló que “es difícil detectar un objeto como un bote inflable de casco rígido por la noche, especialmente si estás en aguas agitadas. Pero si tiene un GUS, puede escucharlo en modo pasivo o detectar una embarcación o su estela en modo activo.
Kongsberg se centra en las aguas costeras, dijo Dale. “Este segmento es más que PLO. Nuestros productos buscan objetos en toda la columna de agua y en el fondo marino. Rastrean barcos de superficie, así como submarinos y vehículos submarinos no tripulados. Nuestra tecnología está diseñada para solucionar problemas de reverberación (reflexión de sonido) y trabajo en aguas costeras.
Llamó la atención sobre la sonda SS2030, montada en el casco del barco, y su versión de contenedor de la sonda de profundidad variable ST2400. Aunque están destinados principalmente a OLP costeras, tienen aplicaciones más amplias, por ejemplo, evitación de obstáculos, detección de minas y rastreo de embarcaciones, vehículos submarinos y otros objetos.
Con este fin, se han instalado Kongsberg GAS en una gama de barcos pequeños y medianos, incluidos los barcos de la Guardia Costera y las lanchas patrulleras rápidas. Por ejemplo, el buque de investigación de la Armada de Chile "Cabo de Homos" fue equipado con el SS2030 GAS el año pasado para buscar y localizar submarinos siniestrados, lo que ha sido demostrado con éxito en ejercicios de búsqueda y rescate.
“A menudo, los SKPZ se construyen sin sonares, pero esperamos que esto cambie a medida que las flotas sean más conscientes de las capacidades multitarea de un sonar de rango medio”, dijo Dale.
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Detectando buceadores y nadadores
La empresa británica Sonardyne International se ha beneficiado de la creciente demanda de sistemas de detección para buceadores y nadadores. Por ejemplo, en julio del año pasado, anunció un nuevo contrato para suministrar Sentinel a un cliente anónimo del sudeste asiático, que se instalará en todos sus SKPS. El contrato se basa en un acuerdo anterior para suministrar sistemas portátiles a una de las flotas europeas para proteger su SKPS.
"SKPS se está convirtiendo en un recurso cada vez más buscado para las flotas y los guardacostas de todo el mundo en la lucha contra la piratería, el tráfico de drogas, el terrorismo y la acción contra las minas", dijo Sonardyne en un comunicado que coincidió con la ceremonia de firma del contrato. - La plataforma SKPS se está desarrollando en su versatilidad gracias a los nuevos desarrollos en la construcción naval, permitiendo configurar estos buques para diversas tareas mediante el uso de sistemas comerciales listos para usar, como, por ejemplo. Centinela ".
“Sonardyne comenzó a enviar sus sistemas al mercado SKPS hace aproximadamente dos años”, dijo Nick Swift, jefe de seguridad marítima de la empresa. - Recibimos muchas solicitudes. Hay un cierto crecimiento de la demanda en esta área.
El sistema Sentinel puede detectar, rastrear y clasificar amenazas a una distancia de 1200 metros, puede integrarse en el sistema de información y control del barco o en sistemas locales de conocimiento de la situación, como el sistema de vigilancia de largo alcance NiDAR fabricado por MARSS Group. Opera en modos de detección y clasificación activos y pasivos, y puede ser portátil o instalado en el casco del barco. Sentinel XF (funcionalidad adicional) se ofrece para estructuras militares y de seguridad nacional.
“El sistema puede ser portátil o puede instalarse en el casco de un barco utilizando el sistema patentado de Sonardyne”, dice Swift. - Suministramos ambas configuraciones. Nuestro sistema es intrínsecamente flexible y puede integrarse en su sistema de vigilancia o en su sistema de control de combate.
La versión montada en el casco "es una solución excelente para los RCC más nuevos y más grandes", mientras que la versión portátil "se puede implementar fácilmente desde cualquier embarcación y es muy popular en el mercado de los RCC".
Swift agregó: “Dependiendo de cómo las flotas usen sus barcos, es posible que no necesiten un GAS en alguna área de operación. Por ejemplo, cuando se encuentre en su puerto, es posible que necesite una protección completa sofisticada. Y para la implementación en un área determinada, puede llevar un sistema portátil.
El mencionado contrato con un país asiático destacó la importancia de utilizar sistemas para proteger a los barcos y otros objetos de las amenazas submarinas. "Sentinel … proporciona un sistema de seguridad perimetral de rápida implementación para complementar los sistemas de seguridad para puertos comerciales, embarcaciones marinas, yates privados, infraestructura crítica y edificios costeros", dijo.
Según Swift, la necesidad de sistemas como el Sentinel indica un cambio hacia el combate asimétrico. “Anteriormente, si el barco tenía un GAS, entonces estaba destinado a la OLP, pero ahora empezaron a pensar en objetos más pequeños, como buzos y vehículos submarinos automáticos. Estos últimos son motivo de creciente preocupación. Están disponibles en el mercado civil, son bastante baratos y fáciles de operar. Y pueden causar daños importantes a la embarcación.
“El uso principal del GAS Sentinel es proteger a los barcos de ataques terroristas y de otro tipo”, continuó Swift. “Puede ser terrorismo, un estado canalla o incluso una zona de conflicto tradicional. Otro ámbito de su aplicación es la observación. Si tiene un SKPS, alguien puede enviar un buzo o un vehículo aéreo no tripulado solo para tomar fotografías u observar la embarcación. GAS Sentinel establece un cordón submarino alrededor de la embarcación para que nadie pueda acercarse sin ser visto.
Ken Walker, jefe de la División Marina de Ultra Electronics, también destacó el desarrollo del mercado SKPZ. Colocar sonares en estos barcos puede resultar muy útil, porque no solo estamos hablando de capacidades adicionales de los misiles antiaéreos, sino también de la lucha contra el narcotráfico y el terrorismo.
“Por ejemplo, los contrabandistas son muy sofisticados”, dijo. "En el pasado, usaban más lanchas rápidas, pero ahora usan semisumergibles, usando efectivamente submarinos comerciales para transportar drogas".
Walker también llamó la atención sobre el uso de sonares en las actividades de supervisión pesquera, en la lucha contra la migración ilegal y en varias otras áreas. Además, se mejoran las características de peso, tamaño y consumo de energía, lo que atrae la atención de los operadores de embarcaciones pequeñas.
Walker dijo que su compañía también está experimentando una creciente demanda de sonares para embarcaciones pequeñas. “Ha habido un cambio radical en la estructura en todo el mundo occidental. Los presupuestos no permiten portaaviones y grandes destructores, como fue el caso en la era de la Guerra Fría, por lo que muchos están cambiando a medios multitarea más pequeños para proteger su soberanía y, por lo tanto, estamos viendo algo así como un resurgimiento en el campo de SKPS y pequeñas fragatas.
¿Necesidad o lujo?
Muchos países no buscan equipar su SKPZ con sistemas de defensa antisubmarinos y, por lo tanto, el GAS en su tablero no es en absoluto obligatorio. Como ejemplo, podemos citar el nuevo SKPZ canadiense del proyecto Harry DeWolf, el primero de los cuales, según el jefe del Departamento de Desarrollo de Flotas de Canadá, Casper Donovan, debería pasar a formar parte de la flota a finales de 2018.
“No había necesidad de tener capacidades de sonar en estas naves. Los barcos están diseñados para realizar vigilancia armada de las aguas canadienses y ayudar a las agencias gubernamentales a defender y fortalecer la soberanía de Canadá cuando y donde sea necesario, en otras palabras, para realizar tareas de tipo policial”, dijo.
“En la realización de estas tareas utilizarán medios distintos al GAS para detectar otras embarcaciones, por ejemplo, radares y sensores optoelectrónicos, así como medios como, por ejemplo, el helicóptero de cubierta CH-148 Cyclone equipado con un conjunto de sensores, que está siendo desarrollado para Canadá por Sikorsky.
Según Donovan, en base a las tareas de los barcos de este proyecto, no necesitarán algunos de los complejos sistemas de combate de alto nivel que pueden necesitar los buques de guerra de superficie. Submarinos, no usaremos una patrullera para resolver esta situación. utilice una de nuestras fragatas de la clase Halifax.
La Armada canadiense ha lanzado el proyecto de actualización Surte de guerra submarina para actualizar las fragatas Halifax con sistemas ASW. Los términos del concurso se publicaron en el otoño de 2017 y actualmente se encuentran en una fase de evaluación.
De acuerdo con este proyecto, las capacidades de los barcos se ampliarán mediante la instalación de HUS de casco, HAS remolcados, boyas hidroacústicas, sistemas de detección de torpedos y la integración de todos estos sistemas en el BIUS del barco. "Este es un proyecto bastante grande que agregará sistemas de guerra submarina mucho más modernos a las capacidades generales de los barcos", agregó Donovan.
Nombró las tendencias tecnológicas clave de los últimos años: el creciente nivel de digitalización de los sistemas y el crecimiento de su capacidad de procesamiento. Esto es lo que todos los sistemas sensoriales militares tienen en común. "Cada vez más de estos sistemas se están migrando a la tecnología digital, lo que significa que los datos se pueden procesar de manera mucho más eficiente y rápida".
Esto es especialmente importante para los GAS, ya que reciben y procesan grandes cantidades de datos acústicos. En el caso de sonares basados en arquitectura digital, el proceso se simplifica enormemente."El procesamiento de datos será mucho mejor, lo que mejorará nuestra capacidad para encontrar submarinos, minas y otras amenazas submarinas".
Sin embargo, según Donovan, se están llevando a cabo desarrollos a gran escala no solo en el campo de las tecnologías hidroacústicas. Los submarinos diesel-eléctricos avanzados de alta tecnología tienen ahora una gran demanda. “Estos submarinos siempre han sido muy difíciles de encontrar. Pero ahora cada vez más países están adoptando submarinos diesel-eléctricos, se están suministrando cada vez más plataformas modernas, que sin duda son más silenciosas que los submarinos de generaciones anteriores. Y si los submarinos viejos eran difíciles de encontrar, los submarinos modernos son mucho más difíciles de encontrar.
En este sentido, las flotas tuvieron que analizar cuidadosamente los métodos de búsqueda y detección de submarinos. En los años 80 y 90, muchas flotas occidentales utilizaron HAS pasivos remolcados. Pero ahora están cambiando cada vez más a variantes activas que hacen "ping" en la columna de agua a bajas frecuencias para detectar submarinos modernos de bajo ruido. sonares de frecuencia ".
Dale señaló la mayor capacidad de procesamiento de información. “Esto significa que podemos procesar múltiples capas horizontalmente en un pulso de sonido o varios pulsos al mismo tiempo. Podemos detectar un objeto si está al nivel de la superficie, en la columna de agua o en el fondo.
También destacó el uso de transductores compuestos en sonares de alta frecuencia, lo que aumenta el ancho y la resolución espectral y permite el procesamiento tridimensional para que “con un casco convencional HAS podamos representar el fondo marino en 3D, por ejemplo, para detección de objetos o navegación Tareas.
Nuevas tecnologías
Según Jourdon, la tecnología acústica ha avanzado significativamente en varias áreas en los últimos años. Destacó el uso de transductores acústicos para emisores activos, algoritmos de procesamiento de datos y señales muy avanzados, y el progreso en las capacidades de detección y seguimiento. Además, se están integrando en los sistemas interfaces hombre-máquina cada vez más intuitivas y fáciles de usar, incluido el uso de 3D para simplificar las complejas operaciones de la sonda.
Los sistemas también se han vuelto más compactos y fáciles de instalar, mientras que el equipo de entrenamiento también está avanzando, "lo que facilita que la tripulación entrene a bordo".
Walker centró su atención en el software. Señaló, por ejemplo, la tecnología Ping Wizard de Ultra, que facilita la selección del modo activo óptimo al permitirle emitir una gran cantidad de diferentes tipos de pulsos de sonido al mismo tiempo.
“El sistema en realidad mira hacia el agua y dice: 'Este es su mejor tipo de señal. Deberías usarlo”, explicó. "El sistema tiene un nivel muy alto de inteligencia artificial, simplifica el trabajo del operador y, como resultado, aumenta el nivel de dominio de la situación táctica".
Según Walker, ha habido un cambio interesante en las tendencias tecnológicas. Si en el pasado el sector civil estaba muy a la zaga del mundo militar, ahora sus posiciones en algunas áreas se han invertido. En sonares, esto se puede ver en el ejemplo del uso de GPU de consolas de videojuegos.
“Hace veinte años, era principalmente la tecnología militar la que informaba al mundo comercial. Y ahora es al revés. Actualmente, se ordenan procesadores de video para aumentar la potencia de procesamiento y mejorar la calidad de la imagen mostrada. Esto se debe a que la industria del juego, junto con la industria de la telefonía, se está desarrollando en el mundo civil mucho más rápido que en el ejército.
Ultra Electronics suministra sistemas de sonar a buques de guerra de todo el mundo, incluidos los destructores británicos Tipo 45, el destructor australiano Proyecto Hobart y las fragatas holandesas Proyecto Karel Dorman. Su nuevo GAS S2150 se instalará durante la modernización de las fragatas tipo 23. Este sonar también se instalará en las prometedoras fragatas tipo 26; Además, la empresa ofrece la variante S2150 para la fragata tipo 31e.
“Si bien este no es un requisito importante para el Type 31e en este momento, Ultra tiene la intención de ofrecer su Integrated Sonar Suite, que incluye un sonar remolcado activo-pasivo y un sistema de detección y protección de torpedos en un solo módulo remolcado”, dijo Walker.
Cambios acelerados
Sobre la perspectiva, Walker señaló dos "megatendencias" que tendrán un gran impacto en el futuro. “El primero son grandes cantidades de datos. Esto es especialmente importante para GAS, donde se generan grandes cantidades de datos y se requiere procesamiento en tiempo real para la detección de objetivos. El segundo es la inteligencia artificial y el autoaprendizaje de las máquinas. Por ejemplo, los sonares sabrán si han visto un tipo determinado de submarino antes ".
Dale dijo que cualquier cambio adicional en la tecnología acústica naturalmente estaría limitado por las leyes de la física. "Preveo pequeños incrementos en el rendimiento, como el rango de frecuencia, la potencia de procesamiento y el número de pulsos de sonido simultáneos".
Él espera un uso más amplio de vehículos automáticos de superficie, especialmente en conjunto con barcos, por ejemplo, patrulleros costeros, “cuando el vehículo no tripulado de superficie está conectado al RMS y tiene la capacidad de transmitir imágenes del GAS a través de un canal de radio de banda ancha. Está operando una máquina con un VMS. Creo que esta es una buena combinación y estimulará el mercado de la patrulla costera en el futuro”.
Jourdon cree que se formarán redes ASW más complejas y estrechamente acopladas con una amplia gama de plataformas y sensores, incluidos sistemas deshabitados. “La compacidad es otro desafío, y Thales está buscando nuevos sensores prometedores en esta área. Thales también es un actor clave en el floreciente mercado de drones. Nos esforzamos por proporcionar capacidades ASW efectivas a los nuevos buques tripulados y no tripulados.
Según Jourdon, aunque los submarinos siguen siendo la principal amenaza, los requisitos de los sonares han cambiado. Junto con la detección de torpedos, han surgido nuevas amenazas asimétricas, como los submarinos de drogas semisumergibles o totalmente sumergibles utilizados por los contrabandistas. Las lanchas rápidas también ocupan un lugar destacado en la lista, especialmente dado su uso con fines terroristas.
"Las amenazas que se deben abordar afectan las capacidades y el rendimiento de las estaciones de sonar, que deben ser efectivas en los modos activo y pasivo y en casi todas las condiciones ambientales, incluidas las aguas poco profundas y las aguas profundas".
