Sonar di emergenza

L’esigenza di un sonar d'emergenza nasce nel caso in cui il sonar operativo del sottomarino sia in avaria, ciò per consentire l'emersione in sicurezza del battello^{[N 1]}.

Le caratteristiche fondamentali di un sonar d'emergenza, per realizzare un sistema semplice e per conseguenza affidabile, sono:

• Trattamento numerico dei segnali senza l’impiego di conversione analogico-digitale.
• Rimessa in coerenza dei segnali video in tempo reale senza l’impiego di strutture di ritardo.
• Algoritmi per la formazione fasci preformati in correlazione estremamente semplici^[1].
• Software in grado di lavorare con personal computer di serie.
• Interfacciabilità immediata con le basi acustiche del sonar siano esse circolari che di tipo conforme.

Sottomarino Cl. Toti

Sottomarino Cl Sauro

Nell'anno 2000 la Marina Militare Italiana ha progettato e costruito il primo sonar d'emergenza nell'ottica di utilizzarlo nei sottomarini classi Toti e Sauro.

A cura delle Officine di Elettroacustica dell'Arsenale Militare di la Spezia è stato collaudato il sonar di emergenza nominato FALCON, acronimo di Fasci Acustici per Localizzazione a Coerenza d’Onda Naturale.

La metodologia di trattamento dei segnali idrofonici è in correlazione a due stati^[2], ed in linea di principio, estremamente semplice^[3]:

Selezionata la base acustica^{[N 2]}, circolare o conforme, si amplificano, si filtrano nella banda prescelta^{[N 3][4]} ${\displaystyle (f1-f2)}$ e si limitano a due stati gli ${\displaystyle n}$ segnali idrofonici che, indicati dopo limitazione, con ${\displaystyle (L1\ -\ Ln)}$.

L’insieme degli stati logici istantanei del gruppo ${\displaystyle (L1\ -\ Ln)}$ può essere visto come un numero binario costituito da una stringa contenente, ad esempio, gli ${\displaystyle n}$ valori ${\displaystyle (0-1-1-0-1-1-0-1)}$.

La stringa ad ${\displaystyle n}$ bit è inserita nel computer al ritmo superiore a due volte la frequenza massima della banda; questa stringa, avente il corrispondente valore numerico ${\displaystyle Y}$, contiene tutte le informazioni necessarie all’elaborazione.

Il software dispone di ${\displaystyle m}$ matrici di conversione che secondo la filosofia FALCON, computano gli ${\displaystyle m}$ altrettanti fasci preformati.

I bersagli sono visualizzati sullo schermo del computer secondo presentazione tipo A^{[N 4]}:

• Nella presentazione video compaiono campane luminose aventi ampiezza diversa a seguito della corrispondente ampiezza dei segnali generati dai bersagli.
• Un indice luminoso verticale è posizionabile per la collimazione angolare dei bersagli.^{[N 5][N 6]}

Il prototipo del sonar FALCON, per le prove di laboratorio, è stato assiemato in un minitower collegato ad un P.C. portatile, la struttura nel suo insieme è stata collegata direttamente ad una base idrofonica senza organi di preamplificazione.

L'autonomia del prototipo assicurava un'autonomia di navigazione dell'ordine delle 2 ore.

Annotazioni

Fonti

• (EN) James J. Faran Jr; Robert Hills Jr, Office of Naval Research (contract n5 ori-76 project order x technical memorandum no. 27). Correlators for signal reception (PDF), Cambridge, Massachusetts, Acoustics Research Laboratory Division of Applied Science Harvard University, 1952.
• (EN) Robert J. Urick, Principles of underwater sound, 3ª ed., Mc Graw – Hill, 1968.
• C. Del Turco, La correlazione, Tip. Moderna La Spezia, 1992.
• C. Del Turco, Studio di un sistema di fasci acustici per localizzazione a coerenza d'onda naturale Archivio Direzione Arsenale M.M. La Spezia, 2000.

• Sonar d'emergenza: documento originale M.M.I
• Corso d'istruzione per lo sviluppo di un nuovo software per l'adattamento del sonar Falcon alle basi idrofoniche dei sommergibili U212 - Presso Arsenale M.M.I - 2005
• Conferenza tecnica sul Sonar FALCON tenuta presso WASS - Whitehead Alenia Sistemi Subacquei S.p.A. (ex Motofides) 2004

N° FASCI Selenia

Sonar FALCON

Schemi sonar FALCON

Testo discorsivo sul sonar

testo tecnico sulla Correlazione