C. Del Turco Inviato 26 Agosto, 2023 Segnala Share Inviato 26 Agosto, 2023 (modificato) [NOTA DI TOTIANO] per dare uniformità e fruibilità ai post del comandante C.DelTurco mi somo "appropriato" del suo post di presentazione per farne l'indice. In calce riporto quanto il c.te BobNapp (il cui post ho nascosto per evidenziare gli altri contenuti) per presentare l'autore di questi meravigliosi post. INDICE 1.1 I SONAR per i sottomarini Cl. Sauro 1.2 I SONAR per i sottomarini Cl. Toti 1.3 Sonar di emergenza FALCON 1.4 Misuratore MD100 sui battelli Cl. Sauro. LA PRESENTAZIONE PUBBLICATA DA BOB NAPP Citazione Ritengo sia oggi doveroso affiancare la presentazione del nuovo componente della famiglia Betasom C. Del Turco. Non si tratta di una new entry di poco conto; ed è bene che lo si sappia. A cominciare dalla sua data di nascita: Cesare, infatti, è della classe 1932. E non si è iscritto grazie alla “consulenza” informatica di qualche figlio o nipote; niente affatto. Lui padroneggia perfettamente l’informatica in qualsiasi sua forma e avrà fatto tutto da solo; ne sono certo. D’altra parte, nel 1998 ha pubblicato un volume dal titolo: LA MATEMATICA CON IL PERSONAL COMPUTER. Ma la sua presenza qui su Betasom è particolarmente importante per noi appassionati in virtù di quelle che sono le sue competenze nel campo degli apparati acustici subacquei. Credo di poter affermare senza essere smentito che lui sia uno dei padri del SONAR. Ecco, in sintesi, perché: dopo la maturità tecnica, a partire dal 1957 ha iniziato l’attività nel campo dello studio di sistemi per la localizzazione subacquea, diventando il co-progettista del SONAR IP64 (per i smg classe TOTI) e per i siluri A-184 nei primi anni sessanta. Suoi (quale responsabile della parte elettronica) anche gli sviluppi del successivo IP70 per i Sauro 1°, 2° e 3° serie. Ha poi diretto i progetti dei cosiddetti “piccoli sistemi” dai cui studi sono scaturiti , solo per citare gli apparti più noti, il risponditore RS100 per smgg, il telefono subacqueo Ts200 e il simulatore di bersagli idrofonici/ECG… A riposo (si fa per dire…) dal 1992, dopo anni di dirigenza presso USEA - Alenia Elsag Sistemi Navali, ha tuttavia continuato l’attività insegnando presso l’ARSENALE MILITARE della Spezia e MARIPERMAN tenendo corsi in tema di acustica subacquea, apparati, progetti e soprattutto SONAR. Ha infine tenuto un numero enorme di conferenze sugli stessi temi tra le quali una, in particolare, che mi ha visto coinvolto quale presentatore: Il sonar nella navigazione del sommergibile Sauro, presso il Galata Museo del Mare di Genova, 5 Novembre 2016. Tra le sue pubblicazioni una piccola “bibbia” per gli amanti del genere: SONAR - Principi - Tecnologie – Applicazioni, Editrice MODERNA, La Spezia 1993. Si è parlato di Cesare Del Turco qui su Betasom già nel 2014 (quando ancora non lo conoscevo di persona), in occasione di una delle sue innumerevoli conferenze. Al link: https://www.betasom.it/forum/index.php?/topic/42494-il-sonar-nella-navigazione-dei-sommergibili/ La sua attività di divulgazione prosegue ancora oggi, con immutata competenza e chiarezza di esposizione. Perciò, cari comandanti, vi invito ad approfittare della disponibilità dell’ormai “nostro” Cesare Del Turco per soddisfare la vostra sete di conoscenza nel campo a noi tanto caro. Lui vi risponderà! Grazie C. Del Turco, pendiamo dalle tue labbra! Modificato 5 Aprile da C. Del Turco Citare Link al commento Condividi su altri siti More sharing options...
C. Del Turco Inviato 26 Agosto, 2023 Autore Segnala Share Inviato 26 Agosto, 2023 (modificato) 1.1 I SONAR per i sottomarini Cl. Sauro Sottomarino Sauro INDICE: 1- Disposizione delle basi acustiche 2- Caratteristiche generali del sonar IPD74 2.1- Caratteristiche del sonar IPD74 (parti esterne bagnate per la ricezione/trasmissione dei segnali acustici) 2.2- Caratteristiche del sonar IPD74 (parti interne di elaborazione dei segnali) 3- Vista d'insieme del Sonar IPD74 4- Vista planimetrica della collocazione delle basi acustiche 5- Funzioni all'interno del cofano ricevitore 5.1- I circuiti di preamplificazione presenti nel ricevitore 5.2- Il complesso fasci preformati di bassa frequenza 5.3- Il complesso fasci preformati in alta frequenza 5.4- Complesso di puntamento manuale a compensatore 6- Unità di potenza per trasmissione impulsi 7- La consolle di comando e controllo _______________________________________________ Il sonar (termine che nasce come acronimo dell'espressione inglese sound navigation and ranging) è un apparato utilizzato per stabilire con precisione la posizione degli oggetti in mare, sia che si trovino in superficie che sotto di questa. Tra le sue applicazioni principali troviamo il suo impiego per usi militari, nei sistemi di rilevamento installati a bordo di semoventi navali. Gli apparati sonar identificati con la sigla IPD74, studiati e prodotti negli anni '70 presso i laboratori della Soc. USEA in Pugliola di Lerici (La Spezia), sono stati impiegati per la navigazione dei sottomarini classe Sauro; tali sistemi non sono più operativi dalla data della radiazione dell’ultimo battello nel 2010. L’illustrazione del sonar IPD74, riportata in questa sezione, è utile allo scopo di fornire un’idea globale sulla struttura e il funzionamento degli apparati per la localizzazione subacquea degli anni 70. Per meglio documentarsi sul funzionamento dei singoli organi che compongono il sonar è opportuno prendere visione della voce Le basi idrofoniche redatta dallo scrivente. 1- Disposizione delle basi acustiche Nella figura 1a il sottomarino Sauro e la disposizione delle basi acustiche collocate sopra il piano di galleggiamento: fig. 1a in verticale le 6 pinne del misuratore passivo della distanza, in alto a prua, di colore diverso dal resto dello scafo, la calotta idrodinamica che copre la base ricevente cilindrica del sonar IPD74. Nello spaccato della silhouette del battello in figura 1b, sotto il piano di galleggiamento, l’insieme degli idrofoni della base conforme: fig. 1b 2-Caratteristiche generali del sonar IPD74 2.1- Caratteristiche del sonar IPD74 (parti esterne bagnate per la ricezione/trasmissione dei segnali acustici): *Base idrofonica ricevente in bassa frequenza: (Tecnologia) 46 idrofoni piezoelettrici a stecca montati come cortina a proravia del battello -base conforme-, figura 2: fig. 2 *Base idrofonica ricetrasmittente in alta frequenza: (Tecnologia) 360 trasduttori tipo Tompilz sulla superficie laterale di un cilindro montato nella parte alta della prua del sottomarino; figura 3 fig. 3 (lunghezza circa 15 cm) *Base idrofonica a media frequenza per misuratore passivo della distanza: (Tecnologia ) 6 pinne a mosaico rettangolare d’idrofoni piezoelettrici a dischetto montati lungo i fianchi superiori dello scafo.), figura 4 fig. 4 2.2- Caratteristiche del sonar IPD74 (parti interne di elaborazione dei segnali): *Scoperta panoramica dei bersagli attivi in alta frequenza, con presentazione video su di un arco d'orizzonte di +/- 180°: (Tecnologia) Ricevitori a fasci preformati con rivelatori d'energia. *Scoperta panoramica dei bersagli attivi in bassa frequenza, con presentazione video su di un arco d'orizzonte di +/- 175°: (Tecnologia) Ricevitori a fasci preformati in correlazione. *Scoperta panoramica dei bersagli passivi in alta frequenza (per bersagli passivi s'intendono semoventi navali fermi o particolarmente silenziati), con presentazione video su di un arco d'orizzonte di +/- 180°: (Tecnologia) Ricevitori a fasci preformati con rivelatori d'inviluppo; Trasmissione con impulsi non codificati. *Scoperta manuale a punteria, ad elevata precisione, dei bersagli attivi e passivi, sia in bassa che in alta frequenza su di un arco d'orizzonte di 360°: (Tecnologia) Ricevitori audio a banda variabile; Collimazione bersagli con sistemi BDI e RLI in correlazione. *Misura passiva della distanza dei bersagli attivi (apparato a carattere sperimentale) su di un settore d'orizzonte di +/- 45° ai due traversi del sottomarino *Presentazione video a cascata e tracciatore raggi acustici: (Tecnologia) Computer ESA24 ( Soc. ELSAG Genova ). 3- Vista d'insieme del Sonar IPD74 Nella figura 5, non in scala tra loro, tutti i componenti dell'apparato: fig. 5 Il percorso dei segnali è indicato con frecce gialle: *Dalle due basi idrofoniche di bassa ed alta frequenza, conforme e cilindrica, i segnali ricevuti sono inviati al cofano ricevitore, percorsi 1;2. *I segnali elaborati dal ricevitore sono inviati alla consolle di comando e controllo per la loro presentazione video di tipo a cascata, percorso 3. *La consolle di comando invia i dati elaborati ad un ripetitore video esterno al locale sonar, percorso 4. *Il trasmettitore, su comando della consolle, percorso 5, invia alla base cilindrica, percorso 6, l'impulso d'emissione per la scoperta dei bersagli passivi. *Nella parte alta della figura, a sinistra, sono mostrate le immagini che compaiono nello schermo della presentazione video; la schermata a cascata della presentazione dei bersagli e la schermata per il tracciamento dei percorsi dei raggi acustici. 4- Vista planimetrica della collocazione delle basi acustiche In figura 6 sono mostrate, indicativamente e non in scala tra loro, le disposizioni delle tre basi idrofoniche del Sauro. fig. 6 *In colore verde la base idrofonica per la ricezione dei segnali acustici in bassa frequenza collocata sotto il falso scafo del battello e non visibile dall'esterno; l'insieme degli idrofoni è detto base conforme (Il nome ad indicare che la cortina idrofonica è conforme al profilo prodiero del sottomarino). In figura 6a il disegno quotato ed in scala della base conforme e della base circolare: fig. 6a Porzione di base conforme fotografata in bacino figura 7: fig. 7 *In colore rosso la base cilindrica, sia per la ricezione idrofonica in alta frequenza, sia per la trasmissione, è collocata in alto a prua sotto la cuffia idrodinamica facente parte della prua del sottomarino. *In colore azzurro una delle tre coppie di basi idrofoniche per la misura della distanza in passivo visibili sopra la struttura del battello (Questa funzione, a carattere sperimentale, non è descritta in questa pagina trattandosi di apparato complementare al sonar dalla sigla MD74 ). In figura 8a è mostrata la base cilindrica del Sauro: fig. 8a In figura 8b si vede la fase di montaggio della cuffia idrodinamica che copre la base circolare a prua del sottomarino. fig. 8b 5- Funzioni all'interno del cofano ricevitore Il cofano ricevitore mostrato in figura 9 e nominato tricofano per essere formato da tre cofani uniti fra loro (Questa scelta costruttiva è stata adottata per consentire il passaggio dei manufatti attraverso il portellone di accesso all'interno del sottomarino) contiene nell'ordine i seguenti blocchi funzionali: fig.9 1) - Preamplificatori equalizzatori dei segnali captati dalla base conforme in bassa frequenza. 2)- Preamplificatori dei segnali captati dalla base circolare in alta frequenza. 3) -Circuiti per la formazione dei [[fasci preformati]] di bassa frequenza in correlazione; scoperta panoramica dei bersagli con la base idrofonica conforme. 4)- Circuiti per la formazione dei fasci preformati di alta frequenza con rivelatori d'energia; scoperta panoramica dei bersagli con la base circolare. 5)- Gruppo per la collimazione manuale dei bersagli in bassa ed alta frequenza; scoperta delle sorgenti di rumore con sistema a punteria; annessi [[Collimazione dei bersagli mediante trasformata di Hilbert|circuiti RLI, BDI]], inseguimento automatico. 6)- Strutture varie di alimentazione, sistemi di sicurezza e interfaccia con la consolle di comando e controllo. 5.1- I circuiti di preamplificazione presenti nel ricevitore Il cassetto dei preamplificatori contiene due gruppi circuitali come in figura 10: fig.10 *Il primo gruppo, a sinistra nel disegno, contiene 46 preamplificatori, uno per ciascun idrofono della base conforme. Il circuito ha il compito di amplificare i segnali idrofonici di bassa frequenza equalizzandoli in modo che il rumore del mare si presenti allo stesso livello in tutto il campo delle frequenze impiegate. I 46 segnali d'uscita sono applicati, sia ai circuiti per la formazione fasci in correlazione, sia al sistema di puntamento a punteria in bassa frequenza. *Il secondo gruppo, a destra nel disegno, contiene 36 preamplificatori, uno per ciascun idrofono della base circolare. Il circuito ha il compito di amplificare i segnali idrofonici di alta frequenza e adattare l'impedenza delle singole stecche idrofoniche . I 36 segnali d'uscita sono applicati, sia ai circuiti per la formazione fasci con rivelatori d'energia, sia al sistema di puntamento a punteria in alta frequenza. 5.2- Il complesso fasci preformati di bassa frequenza Lo schema a blocchi dei circuiti per la formazione dei fasci preformati in correlazione è mostrato in figura 11: fig. 11 Il sistema è dotato di 46 canali di amplificazione e filtraggio in banda 200 Hz - 3000 Hz, l'uscita di questi è applicata a 46 ricevitori in correlazione le cui uscite sono scandite da un serializzatore elettronico, da questo l'invio dei dati alla consolle per la presentazione a cascata dello scenario subacqueo. Dato il profilo della base conforme i segnali applicati ai ricevitori sono rimessi in coerenza da un insieme di strutture di ritardo analogiche. 5.3- Il complesso fasci preformati in alta frequenza Lo schema a blocchi dei circuiti per la formazione dei fasci preformati in alta frequenza è mostrato in figura 12 : fig. 12 Il sistema è dotato di 36 canali di amplificazione e filtraggio in banda 3000 Hz - 16000 Hz, l'uscita di questi è applicata a 36 rivelatori d'energia le cui uscite sono scandite da un serializzatore elettronico, da questo l'invio dei dati alla consolle per la presentazione dello scenario subacqueo. I segnali applicati ai rivelatori sono rimessi in coerenza da un insieme di strutture di ritardo analogiche. L'insieme dei 36 fasci preformati, prima della rivelazione d'energia, sono inviati alla consolle per la presentazione degli echi in fase di scoperta attiva. 5.4- Complesso di puntamento manuale a compensatore Lo schema a blocchi del circuito per la ricerca manuale dei bersagli è mostrato in figura 13: fig. 13 Il sistema è dotato di 2 canali di rimessa in coerenza di struttura molto complessa, uno per la bassa frequenza, l'altro per l'alta frequenza; l'uscita di questa è applicata ad un insieme selezionabile di filtri di banda e da questi all'amplificatore che pilota sia l'altoparlante, sia le cuffie per l'operatore al sonar. Altre funzioni sono sviluppate dal compensatore: *Collimazione per RLI ( Indicatore degli spostamenti angolari dei bersagli attivi ) *Collimazione per BDI (Indicatore degli spostamenti angolari dei bersagli passivi ) *Funzione di misura rapporto segnale/disturbo all'ingresso dei circuiti di correlazione *Funzione d'inseguimento automatico Il compensatore è comandato da apposito volantino sul fronte della consolle . 6- Unità di potenza per trasmissione impulsi Una vista del trasmettitore è riportata in figura 14: fig. 14 Il trasmettitore è costituito da alcune unità di potenza in grado di eccitare la base circolare affinché questa emetta la pressione acustica voluta. La trasmissione degli impulsi, a comando dell'operatore alla consolle, può avvenire in modalità direttiva o in modalità omnidirezionale. La scoperta dei bersagli con il metodo dell'eco è nominata come funzione ECG (ecogoniometrica). In modalità direttiva si ha l'emissione degli impulsi al massimo del livello di pressione. In modalità omnidirezionale la pressione generata dalla base è a livello inferiore dovendo distribuire tutta la potenza su di un arco di 360°. 7- La consolle di comando e controllo La consolle di comando e controllo in figura 15: fig. 15 Le molteplici funzioni esplicate dal sistema, governate dal computer ESA24 della Soc. ELSAG, sono: *Presentazione a cascata dello scenario subacqueo, sia per la funzione attiva, che per la funzione passiva; lo schermo video dedicato per tale compito è nella parte alta della consolle. *Presentazione in coordinate cartesiane dei diagrammi relativi ai calcoli del percorso dei raggi acustici in mare; lo schermo dedicato è nella parte inferiore della consolle. *Presentazione video della funzione BDI ( in fase di emissione d'impulsi ). *Presentazione strumentale della funzione RLI (in fase di rilevamento a punteria di bersagli attivi) *Presentazione numerica del rapporto segnale\disturbo (in fase di rilevamento a punteria di bersagli attivi) *Misura della velocità dei bersagli passivi mediante analisi del Doppler. *Comando a mezzo volantino della punteria manuale; presentazione del valore angolare connesso. *Sistema d'inserzione filtri di banda per ascolto del rumore dei bersagli in fase di punteria. *Comandi per l'emissione impulsiva: omnidirezionale / direttiva / durata impulsi. Modificato 6 Settembre, 2023 da C. Del Turco immagine statica Citare Link al commento Condividi su altri siti More sharing options...
C. Del Turco Inviato 26 Agosto, 2023 Autore Segnala Share Inviato 26 Agosto, 2023 (modificato) 1.2 I SONAR per i sottomarini Cl. Toti I Sonar per la classe TOTI, apparati studiati e prodotti, in piccola serie, negli anni 60, nei laboratori della Soc. USEA in San Terenzo di Lerici (La Spezia); sono stati impiegati per la navigazione dei battelli fino al 1997 quando l'ultimo sottomarino della classe è stato radiato. Gli apparati erano identificati con la sigla: IP64. L’illustrazione del sonar IP64, riportata in questa pagina, è utile allo scopo di fornire un’idea globale sulla struttura e sul funzionamento degli apparati per la localizzazione subacquea. 1 Caratteristiche generali del sonar IP64 Parti esterne bagnate (Con la dizione parti esterne bagnate si fa riferimento a tutte le parti elettroacustiche immerse in mare per la ricezione/trasmissione dei segnali acustici): *Base idrofonica ricevente in bassa frequenza con idrofoni piezoelettrici a stecca montati come cortina a proravia del battello -base conforme-. *Bse idrofonica cilindrica ricetrasmittente in alta frequenza montata nella parte alta della prua del sottomarino. *Base idrofonica a media frequenza per misuratore passivo della distanza a carattere sperimentale: 6 pinne a mosaico rettangolare d'idrofoni piezoelettrici a dischetto montati lungo i fianchi superiori dello scafo.) Parti interne' (Sono le apparecchiature elettroniche che costituiscono l'apparato sonar, sono montate all'interno dello scafo per l'elaborazione dei segnali per ottenere: *Scoperta panoramica dei bersagli passivi (Per bersagli passivi s'intendono semoventi navali fermi o particolarmente silenziati) in alta frequenza, con presentazione video su di un arco d'orizzonte di 360°: (Tecnologia) Ricevitori a fasci preformati con rivelatori d'inviluppo; Trasmissione con impulsi non codificati. *Scoperta manuale a punteria, di buona precisione, dei bersagli attivi e passivi, sia in bassa che in alta frequenza su di un arco d'orizzonte di 360°: (Tecnologia) Ricevitori audio a banda variabile; collimazione bersagli con sistema di somma e differenza. *Presentazione video tipo PPI (Plan Position Indicator): (Tecnologia) Componenti elettronici sparsi. 2 Vista d'insieme del Sonar IP64 Mostrati in figura 1, non in scala tra loro, tutti i componenti dell'apparato: fig.1 Il percorso dei segnali è indicato con frecce e lettere: *Dalle due basi idrofoniche, riceventi di bassa ed alta frequenza, conforme e cilindrica, i segnali ricevuti sono inviati al cofano preamplificatori, percorsi A-B e E-B. *I segnali all'uscita dei preamplificatori sono inviati alla consolle di comando e controllo per la loro elaborazione e successiva presentazione video, percorso B-C. *Il trasmettitore, su comando della consolle, percorso C-D, invia alla base cilindrica, percorso D-E l'impulso d'emissione per la scoperta dei bersagli passivi con il metodo dell'eco. 3 Vista in dettaglio della collocazione delle basi acustiche In figura 2, non in scala tra loro, le disposizioni delle tre basi idrofoniche dei sottomarini classeToti. fig 2 In colore verde la base idrofonica per la ricezione dei segnali acustici in bassa frequenza è collocata sotto il falso scafo del battello e non è visibile dall'esterno; l'insieme degli idrofoni è detto base conforme, Gli idrofoni impiegati sono di tipo piezoelettrico a stecca come mostra la figura 2 a: fig. 2a In colore rosso la base cilindrica, impiegata sia per la trasmissione degli impulsi che per la ricezione degli echi, è collocata in alto a prua sotto la cuffia idrodinamica; in basso a destra è mostrata la fotografia della base cilindrica. La base cilindrica è formata da trasduttori magnetostrittivi del tipo indicato in figura 2b: fig. 2b In colore celeste una delle tre coppie di sensori acustici del misuratore di distanza sperimentale. 4 Collegamenti tra basi idrofoniche e preamplificatori In figura 3 sono mostrati i collegamenti tra le basi idrofoniche e il cassetto preamplificatori: fig. 3 5 Funzioni all'interno della consolle La parte inferiore della consolle contiene nell'ordine i seguenti blocchi funzionali: Circuiti per la formazione dei fasci preformati di alta frequenza con rivelatori d'inviluppo per la scoperta panoramica dei bersagli con il metodo dell'eco. Gruppo per la collimazione manuale dei bersagli in bassa frequenza; scoperta dei bersagli a punteria; con annessi circuiti di somma e differenza Strutture varie di alimentazione, sistemi di sicurezza e interfaccia con la parte superiore della consolle. 6 I circuiti di preamplificazione dei segnali idrofonici Il cassetto dei preamplificatori contiene due gruppi circuitali come mostrato in figura 4: Il primo gruppo, a sinistra nel disegno, contiene i preamplificatori per gli idrofoni della base conforme. Il circuito ha il compito di amplificare i segnali idrofonici di bassa frequenza equalizzandoli in modo che il rumore del mare si presenti allo stesso livello in tutto il campo delle frequenze impiegate. I segnali d'uscita sono applicati al sistema di collimazione a punteria in bassa frequenza. Il secondo gruppo, a destra nel disegno, contiene i preamplificatori per i segnali della base circolare. Il circuito ha il compito di amplificare i segnali idrofonici di alta frequenza e adattare l'impedenza dei singoli trasduttori. I segnali d'uscita sono applicati, sia ai circuiti per la formazione fasci con rivelatori d'inviluppo, sia al sistema di collimazione a punteria in alta frequenza. 7 Il complesso dei fasci preformai in alta frequenza Lo schema a blocchi dei circuiti per la formazione dei fasci preformati in alta frequenza è tracciato in figura 5: Il sistema è dotato di canali di amplificazione e filtraggio in banda, l'uscita di questi è applicata ai rivelatori d'inviluppo le cui uscite sono scandite da un serializzatore elettronico, da questo l'invio dei dati alla parte superiore della consolle per la presentazione panoramica dello scenario subacqueo. I segnali applicati ai rivelatori sono rimessi in coerenza da un insieme di strutture di ritardo analogiche. 8 Complesso di punameno manuale dei bersagli attivi con compensatore manuale Lo schema a blocchi del circuito per la ricerca manuale dei bersagli è in figura 6: Il sistema è dotato di canali di rimessa in coerenza, uno per la bassa frequenza, l'altro per l'alta frequenza; l'uscita di questi è applicata a ad un insieme di blocchi funzionali: Collimatore per la base idrofonica, ricerca della massima ampiezza della caratteristica di direttività. Collimatore per la base idrofonica, ricerca del minimo livello artificiale della caratteristica di direttività. Selezionatore dei filtri di banda d'ascolto per l'amplificatore che pilota sia l'altoparlante, sia le cuffie per l'operatore al sonar. Puntatore sui bersagli comandato da apposito volantino sul fronte della consolle. 9 Unità di poenza per emissione impulsi Il trasmettitore è costituito da alcune unità di potenza con valvole ermoioniche, vedi figura 7, in grado di eccitare la base circolare affinché questa emetta impulsi di livello acustico voluto. Fig. 7 Per generare gli impusi acustici è richiesta al momento dell'emissione una notevole potenza istantanea che viene fornita da appositi condensatori d'accumulo, vedi figura 7a che si caricano nei tempi tra un impulso e il successivo fig. 7a La trasmissione degli impulsi, a comando dell'operatore alla consolle, può avvenire in modalità direttiva o in modalità omnidirezionale]. In modalità direttiva si ha l'emissione degli impulsi al massimo del livello di pressione, in modalità omnidirezionale la pressione generata dalla base è a livello inferiore dovendo distribuire tutta la potenza su di un arco di ° 10 La consolle di comando e controllo La consolle di comando e controllo delle funzionalità del sonar IP64 è mostrata in figura 8: Le molteplici funzioni esplicate dal sistema sono: Presentazione panoramica dello scenario subacqueo per la scoperta dei bersagli con il metodo dell'eco. Presentazione strumentale delle funzioni somma e differenza. Comando a mezzo volantino della punteria manuale; presentazione del valore angolare connesso. Sistema d'inserzione filtri di banda per ascolto del rumore dei bersagli in fase di punteria. Comandi per l'emissione impulsiva: omnidirezionale / direttiva / durata imp Modificato 8 Settembre, 2023 da C. Del Turco Citare Link al commento Condividi su altri siti More sharing options...
C. Del Turco Inviato 28 Agosto, 2023 Autore Segnala Share Inviato 28 Agosto, 2023 (modificato) 1.3 Sonar di emergenza FALCON 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. Il sottomarino che deve riemergere utilizza il sonar per controllare che nell'arco dell'orizzonte non ci siano ostacoli che possano pregiudicare la sicurezza di manovra. Indice: 1- Storia 2- Caratteristiche del sonar 3- Schema a blocchi 4- Visualizzazione dei bersagli 5- Il prototipo di laboratorio 6- Collaudi 7- Bibliografia 1- Storia fig.1 Nell'anno 2000 la Marina Militare Italiana ha progettato e costruito il primo sonar d'emergenza nell'ottica di utilizzarlo nei sottomarini classi Sauro (figura 1). (Il prototipo poteva essere utilizzato per lungo tempo; si ricordi che un sottomarino classe Sauro ha navigato fino al 2010) 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”. 2- Caratteristiche del sonar 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. *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. *Alimentazione autonoma. 3- Schema a blocchi La metodologia di trattamento dei segnali idrofonici è in correlazione a due stati, ed in linea di principio, estremamente semplice ed è illustrata in figura2: fig.2 Selezionata la base acustica (La base viene selezionata in sede di progetto e determina le caratteristiche dell'elettronica e del software). circolare o conforme, si amplificano, si filtrano nella banda prescelta. La banda è selezionata sulla base delle caratteristiche dei rumori emessi dai bersagli (f1-f2) e si limitano a due stati gli n segnali idrofonici che, indicati dopo limitazione, con (L1 \ - \ Ln). L’insieme degli stati logici istantanei del gruppo (L1 \ - \ Ln) può essere visto come un numero binario costituito da una stringa contenente, ad esempio, gli n valori ( 0 - 1 - 1 - 0 - 1 - 1 - 0 - 1). La stringa ad n bit è inserita nel computer al ritmo superiore a due volte la frequenza massima della banda; questa stringa, avente il corrispondente valore numerico Y, contiene tutte le informazioni necessarie all’elaborazione. Il software dispone di m matrici di conversione]] che secondo la filosofia FALCON, computano gli m altrettanti fasci preformati. 4- Visualizzazione delle tracce dei bersagli ed ascolto del loro rumore I bersagli sono visualizzati sullo schermo del computer secondo presentazione tipo A, vedi figura 3; si tratta di sistema grafico in coordinate cartesiane: (ascisse: direzione +/- 180°) (ordinate: ampiezza dei segnali ricevuti): fig.3 * 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 il rilevamento angolare dei bersagli e l'ascolto del rumore da loro emesso. La direzione misurata con il FALCON è riferita all'asse longitudinale del sottomarino; il valore della direzione collimata è indicato in apposito label. 5- Il prototipo di laboratorio 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 un base idrofonica senza organi di preamplificazione (vedi figura 4) fig.4 La vista del minitower aperto è mostrata in figura 5: fig.5 L'autonomia del prototipo assicurava un'autonomia di navigazione dell'ordine delle 2 ore. 6- Collaudo Il FALCON è stato collaudato in laboratorio con esito posiivo su Spec. Tec. della M.M.I; è stato provato in mare , su base circolare di mezzo di superficie, con esito posiivo. 7- Bibliografia Doc. di base edita dall'Arsenale Militare di La Spezia *{{Cita libro|autore= C. Del Turco |titolo= ''Studio di un sistema di fasci acustici per localizzazione a coerenza d'onda naturale'' Archivio Direzione Arsenale M.M. La Spezia, 2000 |cid = C. Del Turco Cesare}} Doc. specialistica varia *{{cita libro|autore= James J. Faran Jr; Robert Hills Jr |titolo= Office of Naval Research (contract n5 ori-76 project order x technical memorandum no. 27). Correlators for signal reception|città= [[Cambridge (Massachusetts)|Cambridge]], [[Massachusetts]]|anno=1952|editore= Acoustics Research Laboratory Division of Applied Science Harvard University|url=https://apps.dtic.mil/sti/pdfs/AD0003188.pdf |lingua=EN |cid= Faran}} *{{cita libro|autore=Robert J. Urick|titolo=Principles of underwater sound|editore=Mc Graw – Hill|edizione=3ª ed.|anno=1968 |lingua=EN |cid= Urick}} *{{Cita libro|autore=C. Del Turco|titolo='' La correlazione'' |editore=Tip. Moderna La Spezia|anno=1992|cid=Del Turco}} Modificato 8 Settembre, 2023 da C. Del Turco Citare Link al commento Condividi su altri siti More sharing options...
Totiano* Inviato 28 Agosto, 2023 Segnala Share Inviato 28 Agosto, 2023 con riferimento al post 1.1 sui sonar dei sauro Riconosco moti componenti, non tutti in effetti ma forse erano nascosti in locale sonar. Come mai la scelta di una base conforme invece che circolare? la cortina trainata sperimentata su Sauro e Da Vinci come si integrava con l'apparato? Grazie ancora, davvero una miniera di informazioni! Mi raccomando solo di evitare di socnfinare in argomenti/foto che potrebbero compromettere la sicurezza dei nostri battelli , ancorche oggi abbiano un impianto differente anche gli ultimi 4 Sauro Citare Link al commento Condividi su altri siti More sharing options...
Totiano* Inviato 28 Agosto, 2023 Segnala Share Inviato 28 Agosto, 2023 In effetti 4 Sauro sono ancora oggi in esercizio ma immagino si riferiesca alle prime 2 serie. Ricordo che se ne parlava a bordo del Da Vinci poco prima del mio sbarco. ma poi è stato intallato? Citare Link al commento Condividi su altri siti More sharing options...
C. Del Turco Inviato 28 Agosto, 2023 Autore Segnala Share Inviato 28 Agosto, 2023 (modificato) Buon giorno La base conforme è stata impiegata per l'ascolto nelle basse frequenze grazie al fatto che la sua estensione era di circa 16 metri; una base circolare era disponibile per la funzione ECG e l'ascoto in alta frequenza, la base circolare era a prua ed aveva un diametro di circa 1 metro. I sonar della classe Sauro, in utte le loro versioni, dal 70 al 90, non avevano alcuna possibilià di interfacciare cortine trainate. Attualmente nessun batello della Cl. Sauro è più in navigazione, l'ultimo fu radiato attorno al 2010. I sottomarini M.M.I oggi in servizio sono della Cl. U212, su progetto tedesco. Modificato 28 Agosto, 2023 da C. Del Turco Citare Link al commento Condividi su altri siti More sharing options...
C. Del Turco Inviato 28 Agosto, 2023 Autore Segnala Share Inviato 28 Agosto, 2023 No purtroppo, il prototipo è rimasto nelle officine EA dell'Arsenale M.M.I di La Spezia Citare Link al commento Condividi su altri siti More sharing options...
Totiano* Inviato 28 Agosto, 2023 Segnala Share Inviato 28 Agosto, 2023 Devo però anche evidenziare che gli ultimi 4 Sauro sono ancora operativi (compatibilmente con la loro anzianità) e Pelosi, Prini, Gazzana e Longobardo fanno base a Taranto. Il sonar rimorchiato fù una sperimentazione attuata prima sul Sauro ai primi anni 90 e, al disarmo di questo, fu trasferita sul da Vinci dove operò fino al disarmo di questo nel 2010. Grazie all'amico BobNapp abbiamo questa foto della parte fissa della cortina, che la collegava all'interno del battello (era di quelle che andavano collegate all'uscita in mare, non riavvolgibile) questa foto proviene dal nostro UCCIO (Giampiero Ranieri) e inquadra il da Vinci dopo gli ultimi lavori che videro anche l'installazione della cortina, di cui si vede la parte superiore prima del'ingresso nello scafo resistente Citare Link al commento Condividi su altri siti More sharing options...
C. Del Turco Inviato 2 Settembre, 2023 Autore Segnala Share Inviato 2 Settembre, 2023 (modificato) 1.4 misuratore MD100 sui battelli Cl. Sauro. 1- Nota di risposta al Comandante Lefa La prima nota riguarda la risposta data nel 2013 dallo scrivente al Comandante Lefa che chiedeva dei ritardi di messa in opera del misuratore MD100 sui battelli Cl. Sauro. Per quello che era a mia conoscenza allora scrissi: Rispondo alla sua domanda cercando di chiarire le ragioni che hanno ritardato l’installazione dello MD100 sui Sauro. Quando la MMI ha manifestato l’esigenza di installare il misuratore passivo della distanza sui smg Sauro l’apparato IP70 era in versione originale, USEA-SELENIA, ed aveva l’elaborazione dati e la presentazione video di tipo analogico. Questa configurazione dell’apparato non consentiva l’implementazione di un misuratore della distanza che sarebbe stato, per necessità dei tempi, del tipo digitale. A questo punto USEA ed ELSAG proposero a MMI la modifica dell’IP70 con la sostituzione della consolle analogica con la versione digitale con il computer esa24. La proposta fu accetta ma i tempi per le carte prima, e la faticosa messa a punto del sistema nuovo dopo, sistema che aveva notevoli problemi sul software, fecero slittare nel tempo l’obiettivo principale dell’ MPD. Per quanto riguarda invece le problematiche sulle prestazioni dell’IPD70 potrà vedere le mie osservazioni, per quanto possano valere, alla pagina P64 del mio sito. Ad oggi le mie conoscenze restano le stesse. 2- Nota sulle comparazioni delle prestazioni tra tre misuratori della distanza 2.1- Introduzione Gli studi sulla misura della distanza di una sorgente acustica in mare risalgono al tempo dell'ultima guerra da parte dagli USA e di altri stati stranieri. Nel nostro Paese si è manifestato l'interesse per tali studi dopo il 1960, quando, informati sulle esperienze positive svolte sui sommergibili USA USS HARDER(SS-568) dotati di misuratore passivo della distanza si pensò di svilupparlo anche per i sommergibili italiani (nella fotografia sono indicati con segmenti blu i sensori del misuratore). Questa introduzione storica, che precede la parte teorica del problema, è di fondamentale importanza per valutare le difficoltà che si sono incontrate nello studio e nello sviluppo tecnologico di tutta la problematica che investe "la misura passiva della distanza". 2.2- La struttura originale del misuratore passivo della distanza La misura in oggetto veniva attuata mediante la struttura indicata in figura 1: fig. 1 In figura si vedono, montati sullo scafo, due serie di tre sensori disposti sui fianchi; sul lato destro i tre sensori (b1) e sul lato sinistro i tre sensori (b2); ciascuna terna costituiva una particolare base idrofonica ricevente (ciascun sensore e stato genericamente nominato pinna). I segnali elettrici provenienti dalle due basi venivano inviati, dopo amplificazione e filtraggio, all'elaboratore per il calcolo della distanza della sorgente acustica rivelata dal sonar passivo con il sonar passivo, oltre ad individuare la sorgente acustica, si trasferiva all'elaboratore del misuratore di distanza il dato angolare relativo alla posizione del bersaglio per il corretto puntamento del misuratore di distanza. 2.3- Comparazioni tra le basi idrofoniche La presenza di due basi idrofoniche sui fianchi del battello era un modo per affrontare il problema sui nostri battelli, diversamente, come mostrano, in figura 02, le tre grosse pinne verticali nella fotografia del sommergibile USS HARDER(SS-568),la base era unica e disposta sulla mezzeria dello scafo. fig.02 La disposizione delle due basi sul sommergibile Toti (misuratore passivo sperimentale MD64) è visibile in figura 3 dove le pinne sono indicate con segmenti bianchi: questo apparato aveva come obiettivo la conferma delle teorie e della tecnologia adottate e la verifica "fuori tutto" delle prestazioni del misuratore di distanza. fig. La disposizione delle due basi sul sommergibile Sauro (misuratore passivo MD100) è visibile in figura 2/a dove le pinne sono indicate con segmenti bianchi: fig. 2a 3- Teoria della misura nella struttura originale La propagazione delle onde acustiche da parte di una sorgente avviene sempre o secondo una geometria sferica o sferico-cilindrica per cui una delle basi acustiche a tre sensori viene colpita dal suono con onde "circolari" così come mostrato in figura 3. Su questa geometria s'imposta l'algoritmo per la misura della distanza che, nel caso più semplice, prevede la sorgente sulla perpendicolare della base come mostra la figura 4: Nella figura 4 si vedono il fronte d'onda circolare che, dopo aver colpito inizialmente s2, si è spostato verso sinistra fino a colpire contemporaneamente s1 e s3 e, definite da lettere, rispettivamente: R = distanza della sorgente acustica D = distanza tra due sensori f = freccia del cerchio di raggio R Con la semplice formula relativa alla circonferenza si può scrivere la relazione tra raggio R, semicorda D e freccia f: Dato che nelle condizioni operative in mare la lunghezza della freccia f è trascurabile rispetto al valore di R si può in definitiva scrivere: Se valutiamo il tempo tr che il suono impiega a coprire l'intervallo f abbiamo: tr = f/c ovvero f = tr c dove c è la velocità del suono in acqua. Ne segue infine che R può essere espressa in funzione di tr come : Con l'algoritmo ora trovato veniva dedotta la distanza R dopo aver misurato il valore di tr relativo al ritardo tra il segnale idrofonico che colpisce il sensore s2 e il segnale che colpisce i sensori s1-s3; questa operazione veniva eseguita mediante le tecniche di correlazione. 4- Sul funzionamento degli apparati originali Al fine di una valutazione degli apparati originali è anzitutto utile esaminare come agiscono le variabili che concorrono all'algoritmo ricavato in 3); se ad esempio tra i sensori è D = 25 m e la distanza della sorgente è 10000 m il valore di tr risulta: tr = 20.4 micro sec. Per contenere l'errore di misura di R, ad esempio in 500 m a 10000 m, la valutazione strumentale di tr doveva essere entro il 5%, pari a 1 micro sec. Il problema della misura della distanza con metodo passivo non riguardava soltanto la precisione strumentale ma, ben di più, il rapporto tra segnale e disturbo presente in mare nonché la deformazione del fronte d'onda all'atto del rilievo. Il rapporto S/N poteva essere migliorato soltanto giocando sul guadagno di direttività delle basi che, come sappiamo dipende dalle dimensioni delle basi stesse. Nella tabella sottostante, per una sorta di confronto tra i dati di partenza, sono riportati i dati salienti relativi ai tre sommergibili menzionati nel testo; non essendo a conoscenza delle misure esatte delle lunghezze delle basi nei tre casi si assume: L = lunghezza del battello data dal cantiere 2D = 80% L A = superficie pinne = in base a vecchi dati f = frequenza operativa = 8000 Hz per tutti gli apparati. Il misuratore della distanza MD64 ha dato discreti risultati su distanze non molto elevate, la limitazione di portata è stata senz'altro causata dal basso guadagno delle pinne; dalla comparazione della tabella si può infatti osservare che la base aveva un guadagno di soli 18 dB contro i 29 degli USA e che il tr era di soli 10 micro sec a 10000 m, contro i 40 micro sec degli USA, con evidente difficoltà nella misura precisa di un tempo così piccolo. Il misuratore passivo MD100 ha avuto prestazioni limitate a causa delle ridotte dimensioni delle pinne; dimensioni superiori sarebbero state auspicabili ma i cantieri ritennero che, in base al dislocamento del battello, ciò non fosse prudente. Nel confronto con l'apparato USA si aveva un guadagno delle basi inferiore di ben 7 dB, ciò che, secondo lo scrivente, era una delle ragioni primarie che ne faceva la differenza. 5- Valutazioni a vista delle dimensioni pinne 6- Confronto funzionale sui tre misuratori disanza Secondo un'analisi svolta in altra sede, vedi voce su wikivesità, le percentuali di probabilità nella misura della distanza, assumendo un 10% di probabilià fissa di avere un falso allarme sono: Le percentuali di probabilità computate sono in linea con l'enorme differenza delle dimensioni delle tre piattaforme. Modificato 8 Settembre, 2023 da C. Del Turco Citare Link al commento Condividi su altri siti More sharing options...
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