Fra ubådsindtrængen til stadig mere sofistikeret narkotikasmugling, sonars missioner er mange og varierede. For at løse disse spørgsmål har flåder brug for systemer til kystnære patruljeskibe og små fartøjer
I de senere år er der opstået en række teknologiske og operationelle tendenser inden for sonarudvikling, understøttet af den øgede efterspørgsel efter disse systemer til små fartøjer.
Ifølge Gabriel Jourdon, chef for hydroakustiske stationer (GAS) i Thales, har anti-ubådsforsvar (ASW) været sonarstations hovedopgave i årtier. Samtidig vokser antallet af ubåde i verden, flere og flere lande vedtager dem til tjeneste, og det skaber bekymring i det militære samfund.
"Aktiv økonomisk aktivitet til søs, især brugen af havressourcer, tvinger stater til at træffe foranstaltninger til at kontrollere og beskytte deres økonomiske zoner," sagde han. - Territoriale konflikter til søs opstår hist og her, og invasionen af en ubåd i den eksklusive økonomiske zone er hovedproblemet. Dette problem forstærkes for nogle lande af, at store områder skal beskyttes.”
Disse indbyrdes forbundne tendenser driver efterspørgslen efter ASW -systemer, hvor sonarer er en vigtig komponent. "De fleste flåder og lande står over for opgaven at beskytte deres nationale suverænitet, deres kommercielle og økonomiske interesser og modvirke invasion af ubåde i deres nationale farvande," siger Jourdon.
Penge betyder noget
Imidlertid er de høje omkostninger ved sådanne PLO -skibe. såsom fregatter, bidrog til, at GAS begyndte at blive installeret på mindre platforme og endda ikke-militære skibe, som oprindeligt ikke var beregnet til højintensiv ASW. Dette gælder for eksempel fuldt ud for kystzonepatruljeskibe (SKPS).
”Ideen her er enten at supplere eksisterende ASW -aktiver eller alternativt give udviklingslandenes flåder grundlæggende ASW -kapacitet. Implementeringen vil kræve effektive, havprøvede løsninger med stabil ydeevne og reelle muligheder for PLO."
GAS bør ikke påvirke skibets navigationsmuligheder negativt, tilføjede Jourdon og bemærkede, at hans virksomheds kompakte skrog -ekkolod BlueWatcher var designet fra begyndelsen til at "have en minimal indvirkning på skibets manøvredygtighed og hastighed."
Thales fokuserer på udviklingen af sonarer til SKPS og andre små fartøjer. På Euronaval 2014 -udstillingen viste hun for eksempel en række nye GAS'er. Ud over BlueWatcher inkluderer den også CAPTAS-1 GAS med variabel nedsænkningsdybde.
BueWatcher "giver overlegne registrerings- og sporingsmuligheder i støjende lavt vand," sagde Jourdon, men han bemærkede, at denne kompakte GAS også kan fungere på dybder større end 10 km. "Det yder et uvurderligt bidrag til skibets sikkerhedssystem, samtidig med at det hjælper med at undgå forhindringer foran skibet."
CAPTAS-1 “er det vigtigste PLO-værktøj” i virksomhedens kompakte radarområde, der giver detektion ved mellemstore afstande op til cirka 30 km. "Han yder et stort bidrag til ubådens indeslutningsproces," tilføjede han.
Begge multifunktionelle systemer er designet til at fungere under en lang række forhold, og de har vist sig godt på skibe med lille forskydning. I nogle flåder bruges de normalt som et ekstra element i en ASW. Begge Thales -produkter er i god efterspørgsel på lovende udenlandske markeder, herunder Asien, Latinamerika og Mellemøsten.
Jourdon tilføjede:”For nylig har efterspørgslen udviklet sig mod effektive ekkolodssystemer, der kan blive et uundværligt element i flådenes sikkerhedsoperationer i kystnære og dybe farvande. De skal være kompakte til installation på små skibe, lette at betjene, udføre de nødvendige opgaver til en overkommelig pris."
Ændring af krav
Thomas Dale, repræsentant for Marine HAS -afdelingen på Kongsberg Maritime Subsea, bemærkede også den øgede efterspørgsel i VCR -branchen, hvor der er hårdt brug for multitasking -muligheder. "Multitasking-platforme og SKPS skal kunne finde ikke kun store objekter som ubåde, men også mindre objekter som ultrasmå ubåde, flydende containere eller miner."
Kravene til rækkevidden af GAS til SKPZ og fregatterne er ofte forskellige. SKPZ kræver en GAS med en rækkevidde på 10-15 km. Dette er også tydeligt på markedet for hurtige patruljebåde, hvor mellemlangt sonar ofte er tilstrækkeligt. Flere både "kan sværme" på samme tid og udvider derved synsfeltet for alle fartøjer i gruppen. "Du tilføjer GAS -området på tre, fire, fem fartøjer, som et resultat, du øger dækningsområdet betydeligt ved at bruge flere fartøjer," forklarede han.
Ifølge Dale tvinger SKPZ -opgaverne imidlertid os til at søge en balance mellem rækkevidde og kapacitet.”SKPZ fungerer mere eller mindre uafhængigt. Afvejningen på SKPS -markedet er, at du har brug for en GAS til en rimelig pris, som er let at installere, og som kan fungere i flere opgaver - dette er vigtigere end bare GAS -sortimentet alene”.
Middelfrekvent HAS kan især være nyttig til påvisning af små overfladefartøjer. Dahle bemærkede, at”det er svært at få øje på et objekt som en oppustelig båd med stift skrog om natten, især hvis du er i urolige farvande. Men hvis du har en GUS, så kan du høre den i passiv tilstand eller registrere et fartøj eller dets kølvand i aktiv tilstand."
Kongsberg fokuserer på kystnære farvande, sagde Dale. “Dette segment er mere end bare PLO. Vores produkter søger efter objekter i hele vandsøjlen og på havbunden. De sporer overfladeskibe samt ubåde og ubemandede undervandskøretøjer. Vores teknologi er designet til at løse problemer med efterklang (lydreflektion) og arbejde i kystnære farvande."
Han henledte opmærksomheden på SS2030 -ekkoloddet, monteret i skibets skrog, og dets containerversion af ST2400 Variable Depth Sonar. Selvom de hovedsageligt er beregnet til kystnære PLO, har de bredere anvendelser, f.eks. Forhindring af forhindringer, minedetektering og sporing af både, undervandsbiler og andre objekter.
Til dette formål er Kongsberg GAS installeret på en række små og mellemstore skibe, herunder kystvagtfartøjer og hurtige patruljebåde. For eksempel var det chilenske flådeforskningsfartøj "Cabo de Homos" sidste år udstyret med SS2030 GAS til at søge efter og lokalisere ødelagte ubåde, hvilket med succes er blevet påvist i eftersøgnings- og redningsøvelser.
"Ofte er SKPZ'er bygget uden sonarer, men vi håber, at dette vil ændre sig, efterhånden som flåder bliver mere bevidste om multitasking-mulighederne i en mellemklasse-ekkolod," sagde Dale.
O
Påvisning af dykkere og svømmere
Det britiske firma Sonardyne International har nydt godt af den stigende efterspørgsel efter detektionssystemer til dykkere og svømmere. For eksempel annoncerede den i juli sidste år en ny kontrakt om at forsyne en ikke navngivet sydøstasiatiske kunde med Sentinel, som vil blive installeret på alle sine SKPS. Kontrakten bygger på en tidligere aftale om levering af bærbare systemer til en af de europæiske flåder for at beskytte dens SKPS.
"SKPS bliver en stadig mere efterspurgt ressource for flåder og kystvagter rundt om i verden i kampen mod piratkopiering, narkotikahandel, terrorisme og minehandlinger," sagde Sonardyne i en erklæring, der skulle falde sammen med kontraktunderskrivelsesceremonien. -SKPS-platformen udvikler sig i sin alsidighed takket være ny udvikling inden for skibsbygning, så disse skibe kan konfigureres til forskellige opgaver ved hjælp af kommercielle off-the-shelf systemer, som f.eks. Vagtpost ".
"Sonardyne begyndte at sende sine systemer til SKPS -markedet for cirka to år siden," sagde Nick Swift, chef for maritim sikkerhed i virksomheden. - Vi modtager mange anmodninger. Der er en vis stigning i efterspørgslen på dette område."
Sentinel-systemet kan registrere, spore og klassificere trusler i en afstand af 1200 meter, det kan integreres i skibets informations- og kontrolsystem eller lokale situationsbevidsthedssystemer, såsom NiDAR langdistanceovervågningssystem fremstillet af MARSS Group. Den opererer i aktive og passive detektions- og klassificeringstilstande og kan være bærbar eller installeret i skibets skrog. Sentinel XF (ekstra funktionalitet) tilbydes til militære og nationale sikkerhedsstrukturer.
"Systemet kan være bærbart eller kan installeres i et skibs skrog ved hjælp af det proprietære Sonardyne -system," siger Swift. - Vi leverer begge konfigurationer. Vores system er iboende fleksibelt og kan integreres i dit overvågningssystem eller dit kampstyringssystem."
Skrogmonteret version "er en glimrende løsning til nyere og større RCC'er," mens den bærbare version "let kan implementeres fra ethvert fartøj og er meget populær på RCC-markedet."
Swift tilføjede:”Afhængigt af hvordan flåderne bruger deres skibe, har de muligvis ikke brug for en GAS i et eller andet driftsområde. For eksempel, når du er baseret i din havn, har du muligvis brug for sofistikeret omfattende beskyttelse. Og til implementering i et givet område kan du tage et bærbart system."
Den førnævnte kontrakt med et asiatisk land understregede vigtigheden af at bruge systemer til at beskytte skibe og andre genstande mod trusler under vandet. "Sentinel … leverer et hurtigt anvendeligt perimetersikringssystem for at supplere sikkerhedssystemerne for kommercielle havne, marinefartøjer, private lystbåde, kritisk infrastruktur og kystbygninger," sagde han.
Ifølge Swift signalerer behovet for systemer som Sentinel et skift mod asymmetrisk kamp.”Tidligere, hvis skibet havde en GAS, så var det beregnet til PLO, men nu begyndte de at tænke på mindre genstande, såsom dykkere og automatiske undervandsbiler. Sidstnævnte er af stigende bekymring. De er tilgængelige på det civile marked, er rimelig billige og lette at betjene. Og de kan forårsage betydelig skade på fartøjet."
"Hovedanvendelsen af GAS Sentinel er at beskytte skibe mod terror- og andre angreb," fortsatte Swift.”Det kan være terrorisme, en useriøs stat eller endda en traditionel konfliktzone. Et andet område af dets anvendelse er observation. Hvis du har en SKPS, kan nogen sende en dykker eller et ubemandet luftfartøj bare for at tage billeder eller se fartøjet. GAS Sentinel opsætter et undervands -kardon omkring fartøjet, så ingen kan komme ubemærket hen til det."
Ken Walker, chef for Marine Division hos Ultra Electronics, noterede sig også udviklingen af SKPZ -markedet. Det kan være meget nyttigt at placere sonarer på disse skibe, fordi vi ikke kun taler om ekstra kapacitet til luftfartøjer, men også om bekæmpelse af narkotikahandel og terrorisme.
"For eksempel er smuglere meget sofistikerede," sagde han. "Tidligere brugte de speedbåde mere, men nu bruger de halvt nedsænkbare, effektivt ved hjælp af kommercielle ubåde til at transportere stoffer."
Walker henledte også opmærksomheden på brugen af ekkolod i forbindelse med fiskeritilsyn, i kampen mod illegal migration og på en række andre områder. Også vægt, størrelse og strømforbrugskarakteristika er forbedret, og det tiltrækker opmærksomhed hos operatører af små fartøjer.
Walker sagde, at hans virksomhed også ser en stigende efterspørgsel efter sonarer til små fartøjer.”Der er sket en radikal strukturændring i hele den vestlige verden. Budgetter tillader ikke transportører og store destroyere, som det var tilfældet i den kolde krigs æra, så mange skifter til mindre multitasking -midler for at beskytte deres suverænitet, og derfor ser vi noget lignende en genopblussen inden for SKPS og små fregatter."
Nødvendighed eller luksus?
Mange lande søger ikke at udstyre deres SKPZ med ubådsforsvarssystemer, og derfor er GAS på deres bord slet ikke obligatorisk. Som et eksempel kan vi nævne den nye canadiske SKPZ i Harry DeWolf -projektet, hvoraf det første ifølge chefen for Canadian Fleet Development Department, Casper Donovan, skulle blive en del af flåden i slutningen af 2018.
”Det var ikke nødvendigt at have ekkolodskapacitet på disse skibe. Skibene er designet til at foretage væbnet overvågning af canadiske farvande og støtte offentlige instanser i at opretholde og styrke Canadas suverænitet, når og hvor det er nødvendigt, med andre ord til at udføre politiopgaver,”sagde han.
”Ved udførelsen af disse opgaver vil de bruge andre midler end GAS til at detektere andre fartøjer, for eksempel radarer og optoelektroniske sensorer, samt midler som f.eks. Dækhelikopteren CH-148 Cyclone udstyret med et sæt specielle sensorer, som udvikles til Canada af Sikorsky.
Ifølge Donovan, baseret på opgaverne på skibene i dette projekt, har de ikke brug for nogle af de komplekse kampsystemer på højt niveau, som overfladekrigsskibe kan have brug for. Ubåde, vi vil ikke bruge et patruljefartøj til at løse denne situation. Vi vil brug en af vores fregatter i Halifax -klassen.”
Den canadiske flåde har lanceret Underwater Warfare Surte Upgrade -projektet for at opgradere Halifax -fregatter med ASW -systemer. Konkurrencens vilkår blev offentliggjort i efteråret 2017 og er i øjeblikket i gang med en evalueringsfase.
I overensstemmelse med dette projekt vil skibenes kapacitet blive udvidet gennem installation af skrog HUS'er, bugserede HAS'er, hydroakustiske bøjer, torpedodetekteringssystemer og integration af alle disse systemer i skibets BIUS. "Dette er et ret stort projekt, der vil tilføre langt mere moderne ubådskrigssystemer til skibenes generelle kapacitet," tilføjede Donovan.
Han nævnte de seneste års vigtige teknologiske tendenser - det stigende digitaliseringsniveau for systemer og væksten i deres processorkraft. Dette er hvad alle militære sansesystemer har til fælles. "Flere og flere af disse systemer flytter til det digitale, hvilket betyder, at data kan behandles meget mere effektivt og hurtigere."
Dette er især vigtigt for GAS'er, da de modtager og behandler enorme mængder akustiske data. For sonarer baseret på digital arkitektur er processen meget forenklet."Databehandling vil blive større af størrelsesordenen, hvilket vil forbedre vores evne til at finde ubåde, miner og andre undervandstrusler."
Ifølge Donovan gennemføres der imidlertid storstilet udvikling ikke kun inden for hydroakustiske teknologier. Avancerede, højteknologiske dieselelektriske ubåde er nu meget efterspurgte.”Disse ubåde har altid været meget svære at finde. Men nu vedtager flere og flere lande dieselelektriske ubåde, der bliver leveret flere og flere moderne platforme, som utvivlsomt er mere støjsvage end tidligere generationer ubåde. Og hvis gamle ubåde var svære at finde, så er moderne ubåde meget sværere at finde."
I denne forbindelse måtte flåderne omhyggeligt analysere metoderne til at søge og opdage ubåde. I 80'erne og 90'erne brugte mange vestlige flåder bugserede passive HAS'er. Men nu skifter de i stigende grad til aktive varianter, der "pinger" i vandsøjlen ved lave frekvenser for at opdage moderne støjsvage ubåde. "Som en del af vores Underwater Warfare Suite Upgrade-projekt søger vi at anskaffe bugserede aktive lav- frekvens ekkolod."
Dale pegede på den øgede kapacitet til behandling af oplysninger.”Det betyder, at vi kan behandle flere lag vandret i en lydpuls eller flere pulser på samme tid. Vi kan registrere et objekt, hvis det er på overfladeniveau, i vandsøjlen eller i bunden."
Han noterede sig også brugen af sammensatte transducere i højfrekvente ekkolod, hvilket øger spektralbredde og opløsning og muliggør tredimensionel behandling, så med et konventionelt skrog HAS kan vi repræsentere havbunden i 3D, f.eks. Til genkendelse af objekter eller navigation opgaver”.
Nye teknologier
Ifølge Jourdon har akustisk teknologi gjort betydelige fremskridt på flere områder i de seneste år. Han noterede sig brugen af akustiske transducere til aktive emittere, meget avancerede signal- og databehandlingsalgoritmer og fremskridt i detekterings- og sporingskapacitet. Derudover integreres stadig mere brugervenlige og intuitive grænseflader mellem mennesker og maskiner i systemerne, herunder brug af 3D til at forenkle komplekse ekkolodoperationer.
Systemerne er også blevet mere kompakte og lettere at installere, mens træningsudstyr også bevæger sig fremad, "hvilket gør det lettere for besætningen at træne ombord."
Walker henledte sin opmærksomhed på software. Han noterede sig for eksempel Ultra's Ping Wizard -teknologi, som gør det let at vælge den optimale aktive tilstand ved at lade dig udsende et stort antal forskellige typer lydpulser på samme tid.
”Systemet kigger faktisk ud i vandet og siger: 'Dette er din bedste signaltype. Du skal bruge det,”forklarede han. "Systemet har et meget højt niveau af kunstig intelligens, forenkler operatørens arbejde og øger dermed kommandoen over den taktiske situation."
Ifølge Walker har der været en interessant ændring i teknologiske tendenser. Hvis den civile sektor tidligere alvorligt halter bagefter militærverdenen, er deres positioner på nogle områder nu vendt. I sonarer kan dette ses i eksemplet med brug af GPU'er fra videospilkonsoller.
”For tyve år siden var det hovedsageligt militær teknologi, der informerede den kommercielle verden. Og nu er det omvendt. I øjeblikket bliver videoprocessorer beordret til at øge processorkraften og forbedre kvaliteten af det viste billede. Det skyldes, at spilindustrien sammen med telefonindustrien udvikler sig i den civile verden meget hurtigere end i militæret."
Ultra Electronics leverer sonarsystemer til krigsskibe rundt om i verden, herunder britiske Type 45 destroyere, den australske Project Hobart destroyer og det hollandske Project Karel Dorman fregatter. Den nye GAS S2150 installeres under moderniseringen af fregatter af type 23. Denne sonar vil også blive installeret på lovende fregatter af type 26; derudover tilbyder virksomheden S2150 -varianten til 31e -fregatten.
"Selvom dette ikke er et stort krav for Type 31e på nuværende tidspunkt, har Ultra til hensigt at tilbyde sin Integrated Sonar Suite, der inkluderer et bugseret aktivt-passivt ekkolod og torpedodetekterings- og beskyttelsessystem i et enkelt bugseret modul," sagde Walker.
Fremskyndede ændringer
Med hensyn til udsigten noterede Walker to "megatrends", der vil have stor indflydelse i fremtiden.”Den første er store datamængder. Dette er især vigtigt for GAS, hvor der genereres meget store datamængder, og behandling i realtid er påkrævet til måldetektering. Den anden er kunstig intelligens og selvlæring af maskiner. For eksempel vil sonarer vide, om de har set en given type ubåd før."
Dale sagde, at eventuelle yderligere ændringer i akustisk teknologi naturligvis ville være begrænset af fysikkens love. "Jeg forudser små trin i ydelse, såsom frekvensområde, processorkraft og antallet af samtidige lydpulser."
Han forventer en bredere brug af automatiske overfladekøretøjer, især i forbindelse med skibe, for eksempel kystpatruljeskibe, “når det ubemandede køretøj er forbundet til RMS, og du har mulighed for at overføre billeder fra GAS over en bredbåndsradiokanal. Du betjener en maskine med et VMS. Jeg mener, at dette er en god kombination og vil stimulere markedet for kystpatruljer i fremtiden.”
Jourdon mener, at der vil blive dannet mere komplekse, tæt koblede ASW -netværk med en lang række platforme og sensorer, herunder ubeboede systemer.”Kompakthed er en anden udfordring, og Thales ser på lovende nye sensorer på dette område. Thales er også en nøglespiller på det blomstrende dronemarked. Vi bestræber os på at levere effektive ASW -kapaciteter til nye bemandede og ubemandede fartøjer."
Ifølge Jourdon, mens ubåde fortsat er den største trussel, har kravene til sonarer ændret sig. Sammen med opdagelsen af torpedoer er der opstået nye asymmetriske trusler, såsom halvt nedsænkbare eller fuldt nedsænkede narkotikabåde, der bruges af smuglere. Speedbåde er også højt på listen, især i betragtning af deres brug til terrorformål.
"Truslerne, der skal behandles, påvirker sonarstationernes kapacitet og ydeevne, som skal være effektive i aktive og passive tilstande og i næsten alle miljøforhold, herunder lavt vand og dybt vand."
