Escrito por George Papangelopoulos
La marina de guerra japonesa Oyashio clase SSK realiza una
maniobra de golpe de lastre principal de emergencia. Foto: JMSDF
Uno de los secretos mejor guardados de los fabricantes y operadores de submarinos es el nivel de sus firmas de submarinos. Como resultado, los datos oficiales relacionados publicados y de código abierto se limitan principalmente a estimaciones generales de diseños obsoletos de la época de la Guerra Fría.Las firmas clave de un submarino convencional incluyen su ruido radiado, su intensidad de eco objetivo, sus características magnéticas y su sección transversal de radar del mástil de snort y el calor irradiado. A medida que se desarrollan nuevos y más sofisticados detonadores de minas navales, las firmas eléctricas (UEP, ELFE) se agregan a esta lista. El presente artículo se centra en el ruido irradiado de los modernos submarinos diesel-eléctricos (SSK), en un esfuerzo por arrojar algo de luz sobre este tema interesante y altamente clasificado.
Submarino de clase Sauro italiano emergente junto a un destructor de clase Durand de la Penne
El ruido irradiado es el ruido total emitido por un submarino y puede ser recibido por sonares pasivos hostiles. No debe confundirse con el ruido propio del sonar, aunque en la mayoría de los casos ambos son causados por las mismas fuentes. Por ejemplo, el ruido de flujo puede ser un importante contribuyente al ruido propio del sonar incluso a bajas velocidades, pero solo a altas velocidades se convierte en un contribuyente significativo al ruido radiado.
En el dominio de la frecuencia, el ruido irradiado consta de tres componentes: tonalidades, transitorios y ruido de banda ancha. Depende de la frecuencia, la velocidad, la profundidad, las maniobras (p. Ej., Giro), el estado de mantenimiento y el modo de funcionamiento (por ejemplo, inhalar) y sus fuentes se clasifican de la siguiente manera:
Ruido de la hélice
El ruido de la hélice es generado por las vibraciones mecánicas de las hélices giratorias de la hélice. El empuje oscilante de la hélice es la fuente de ruido dominante en el rango de baja frecuencia, mientras que el ruido de borde posterior menos intenso ocurre en las frecuencias más altas. La turbulencia en el flujo de entrada causa ruido de banda ancha (100 Hz - 1 kHz). La rotación de la hélice también puede generar un fuerte ruido de banda ancha de alta frecuencia debido a la formación y el colapso de las burbujas producidas por la cavitación, un fenómeno de vaporización del agua de mar a baja presión. La cavitación de la hélice puede ser del lado de succión, vértice de la punta y vórtice del cubo.
El sistema de propulsión de U36, el último submarino alemán tipo 212A. Foto: Bundeswehr / Björn Wilke
En general, el diseño avanzado de una hélice submarina moderna proporciona un margen de operación bastante grande libre de cavitación (velocidad / profundidad) y tonos reducidos. Por ejemplo, el HDW tipo 212A utiliza una hélice de retroalimentación de 7 palas con una forma de cuchilla optimizada y geometría de borde de fuga para una firma acústica baja, así como PCBF (aletas de capuchón de hélice) para suprimir la cavitación de vórtice y aumentar la eficacia de la hélice .
Se descubrió el sistema de chorro de la bomba de Alrosa
El único submarino Proyecto 877 (clase Kilo) con bomba de chorro
El chorro de bomba del submarino Kilo Alrosa
Los jets de bomba pueden ser aún más sigilosos, pero no son tan eficientes como las hélices a una velocidad de patrulla normal de SSK (4 a 6 nudos). El único ejemplo conocido de un submarino diesel-eléctrico operacional equipado con un jet de bomba es el Proyecto 877V Kilo-clase B-871 Alrosa de la Armada rusa del Mar Negro.
La hélice estándar de un submarino Kilo "regular"
Ruido hidrodinámico
A medida que un submarino se mueve a través del agua, genera turbulencia en la capa límite y ruido de desprendimiento de vórtices, con componentes tanto de banda ancha como de banda estrecha. A bajas velocidades de crucero, el ruido de flujo de banda ancha tiene una contribución relativamente pequeña al ruido irradiado total. Esta contribución, sin embargo, se vuelve más significativa a velocidades más altas, ya que el nivel de potencia del ruido de flujo es proporcional a U5, donde U es la velocidad del submarino.El casco, la aleta, las superficies de control y cualquier apéndice (por ejemplo, tubo fijo para matriz remolcada) contribuyen a la generación de ruido hidrodinámico directamente o al alterar el campo de activación que entra en el disco de la hélice, que a su vez causa la radiación de ruido de baja frecuencia.
Submarinos clase Collins de la Royal Australian Navy
El componente de ruido hidrodinámico de banda estrecha proviene de vibraciones inducidas por el flujo y puede estar presente incluso a bajas velocidades. Si la frecuencia de las fluctuaciones de flujo está cerca de una de las frecuencias naturales de una estructura, esta parte del submarino puede vibrar con relativa fuerza y generar ruido.
Submarino clase Victoria de la Royal Canadian Navy
Ruido de la maquinaria
El ruido de una máquina SSK normalmente es independiente de su velocidad y se puede clasificar de la siguiente manera:
a. Transitorios de baja frecuencia generados durante la operación del submarino (por ejemplo: movimiento de los hidroaviones y los timones, apertura de la puerta del tubo de torpedo, cambio de profundidad). Aunque de corta duración, los transitorios de ondas kilométricas pueden ayudar a una fuerza antisubmarina hostil a clasificar y probablemente también a identificar el submarino.
segundo. Ruido generado por el motor eléctrico, las unidades de refrigeración, los diversos sistemas auxiliares y la propulsión independiente del aire (AIP). El uso de una infraestructura de aislamiento avanzada, mosaicos anecoicos y motores de propulsión de imanes permanentes puede reducir este tipo de ruido irradiado. Cabe mencionar que, en términos absolutos, los sistemas AIP no reducen el ruido de la maquinaria que irradia un submarino.Por el contrario, un submarino que usa sus baterías irradia menos ruido que uno similar usando su sistema AIP, aunque la diferencia es mínima.
do. Ruido producido por los motores diesel y sus equipos auxiliares (bombas, válvulas, etc.) durante la recarga de las baterías del submarino. en el transcurso de este proceso, los motores diesel operan bajo alta carga para recargar las baterías lo más rápido posible, generando un ruido acústico significativo. A pesar de los sistemas pasivos y más recientemente desarrollados de aislamiento activo de vibraciones y silenciadores de escape, los motores diesel siguen siendo la fuente dominante de ruido radiado para los submarinos convencionales.
Submarinos clase morsa de la Real Armada Holandesa en formación
En conclusión
Submarino de la clase del delfinario israelí II
Detectar, rastrear y localizar SSK sumergidos utilizando sensores acústicos pasivos siempre ha sido una tarea desafiante, ya que los submarinos diesel-eléctricos, especialmente en modo de patrulla silenciosa, irradian un ruido mínimo. En términos prácticos, este tipo de submarino es vulnerable y fácilmente detectable solo durante el resoplido, un proceso que genera un alto nivel de ruido acústico, reflejos de radar, emisiones de IR, estela del casco y cabeza de snort, exponiendo el SSK a detección pasiva y activa sensores de largas distancias. La resistencia sumergida total de un SSK excede las 100 horas, pero normalmente tiene un resoplido de 15 minutos cada 12 horas, dependiendo de los requisitos de la misión, para mantener su batería en un estado de carga alto continuo.
Submarino clase Ula de la Royal Norwegian Navy
La tecnología AIP prolonga enormemente los intervalos de inhalación, permitiendo que un SSK extienda significativamente su resistencia sumergida a más de 400 horas (a 4 nudos y con una "carga hotelera" normal; los sistemas AIP no pueden soportar velocidades superiores a 8 nudos en sistemas autónomos) modo). Combinado con los últimos avances en sistemas de aislamiento de vibraciones, hélice y diseño de casco, que reducen aún más la señal de ruido radiado, AIP proporciona una ventaja táctica decisiva y hace que la detección acústica pasiva de un SSK moderno sea una tarea casi imposible, incluso para un anti avanzado. fuerza submarina.
Okeanos , único submarino tipo 209 mejorado con tecnología AIP
A la luz de lo anterior, los sensores activos y, específicamente, los sonares activos de baja frecuencia en configuración multiestática, son probablemente la solución preferida contra un moderno submarino diesel-eléctrico. Dicha configuración ofrece un rango de detección más largo, aumenta el número de oportunidades de detección por ping, permite mayores tasas de repetición de ping y, lo que es más importante, complica la situación táctica del submarino perseguido. En ausencia de un valioso rumbo, alcance y estimación de profundidad de los receptores, el submarino no puede explotar con éxito las maniobras de contra acción, como el "giro de cola a la fuente y el cambio de profundidad".
Submarino clase Dolphin II de la marina israelí Tanin , quizás el
tipo más avanzado en el Mediterráneo hoy
https://www.navalanalyses.com/2018/04/radiated-noise-signature-of-modern.html
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