Zgomotele care se transmit prin apă de la înotătorii mai vrednici ca mine mă duc cu gândul la vânătoarea de submarine din al doilea război mondial. Distrugătoare trecând repede, nervoase, printre navele convoaielor, clipind din lampa de semnalizare. Operatori cu urechi fine, în avioanele destinate ASW, concentrați la zgomotul din căști după lansarea balizelor antisubmarin, căutând să audă sunetul unei elice sub apă în huruitul motoarelor cu piston. Două salturi științifice plătite cu un preț imens.
Fiecare dintre aceste salturi este – în acest context – asemănător cu un salt în apă menit să arunce cît mai multă apă și să facă zgomot mult. O ‘bombă’ și o ‘burtă’, în intervalul dintre ele auzindu-se doar înotul lejer al blondei de pe culoarul alăturat.
Submarinele și-au început cariera în primul război mondial, atunci când Germania a început să atace navele de transport ale aliaților. U-boot erau în acea perioadă, de fapt, nave de suprafață care puteau acționa în imersiune pentru o perioadă scurtă de timp, fiind nevoite sa iasă des la suprafață pentru a își reîncărca bateriile. Faptul că petreceau o perioadă lungă de timp la suprafață le făcea vulnerabile, britanicii producând primul zburător destinat ASW – Submarine Scout/Sea Scout (zburător pentru că este un dirijabil de care era suspendat un fuselaj de avion B.E.2c). Aceasta în timp ce germanii foloseau zeppeline pentru a patrula deasupra Mării Nordului.
Sea Scout/Submarine Scout
Către finalul lui 1915 britanicii au început să foloseasca hidroavioane pentru patrulare și au fost primii care au efectuat operațiuni ASW din aer atacând submarine germane în largul coastelor belgiene folosind încărcături de adâncime. Lupta antisubmarin folosind avioanele a devenit o practică, 80% din submarinele descoperite fiind la suprafață, restul de 20% fiind la adâncimea care permitea folosirea periscopului. Avioanele puteau descoperi un submarin de la 8 km distanță, însă puteau fi văzute de la 15 km. Chiar dacă erau descoperite de la o distanță mai mare, avioanele erau eficiente deoarece un submarin intra în imersiune în 2 minute, permițându-le avioanelor să le atace cu succes. Germanii au îmbunătățit apoi următoarele U-boot, acestea putând intra în imersiune într-un minut. Problema submarinelor a fost parțial rezolvată de aliați în momentul în care a fost introdus sistemul convoaielor care foloseau nave de escortă și erau protejate de aviație (avioanele aveau însă o rază de acțiune limitată, folosind baze terestre). Submarinele au fost nevoite sa își schimbe tactica, petrecând ziua în imersiune.
Tot în 1915 britanicii au început să experimenteze cu utilizarea hidrofoanelor pentru a detecta sunetul elicelor submarinelor. Primul submarin detectat folosind această metodă a fost UC-3 în aprilie 1916, el fiind și scufundat după ce a fost detectat.
Au fost făcute și încercări de folosire a unui hidrofon în combinație cu un avion. Hidrofonul trebuia coborât în apă cu avionul aflat pe suprafața apei și folosit cu motorul oprit. Echipajele avioanelor se temeau că motorul ar putea să nu mai pornească, așa că nu au fost prea dornice să folosească această metodă. S-a descoperit că dirijabilele sunt platforme mai potrivite pentru detecția folosind hidrofonul, însă finalul războiului a oprit dezvoltarea în această direcție.
În perioada interbelică a continuat cercetarea în domeniul acusticii, apărând primele dispozitive comerciale care determinau adâncimea apei în 1924 și primele sonare (SOund NAvigation and Ranging) experimentale instalate în 1928. În 1933 au fost fabricate 20 de echipamente. În 1931 a fost propusă prima baliză sonică, numită ‘sono-radio buoy’ de US C&GS (Coast & Geodetic Survey), aceasta propunându-și să fie o alternativă pentru navele RAR (Radio Acoustic Ranging). Au fost date în folosință în 1936, fiind mari și utilizând butoaie metalice ca flotoare și incintă pentru partea electronică și baterii. Un hidrofon era activat electomagnetic și detecta explozii, folosind întârzierea pentru a determina distanțele.
Sono Radio Buoy
Balizele folosite de US C&GS
La 3 septembrie 1939 Germaniei i-au declarat război Anglia și Franța, începând astfel Bătălia Atlanticului. Englezii au folosit tehnicile puse la punct în timpul primului război mondial – convoaiele pentru protecția navelor de transport și aviația pentru a găsi submarinele Kriegsmarine. Deși nu aveau capabilitatea de a ataca eficient U-boot-urile, le forțau să intre în imersiune, prevenind astfel atacarea navelor. Ca răspuns, în 1941 Germania a început să folosească ‘haitele de lupi’ pentru atacul coordonat al navelor de transport cu mai multe submarine. Rezultatul în 1941 a fost scufundarea a 1118 nave aliate, 95% din submarinele detectate reușind să scape. Avioanele care zburau în misiuni antisubmarin nu au avut până în 1942 radar la bord, submarinele aflate la suprafață putând fi detectate doar vizual – deci numai pe timpul zilei.
În mai 1941 în comitetul pentru măsuri antisubmarin al Amiralității a fost propusă ideea de a folosi un sonar lansat din avioane. Americanii au răspuns că au deja în lucru un proiect asemănător, dar care nu implica folosirea unui avion. Era vorba despre balize dezvoltate de RCA care să fie lansate de nave în spatele convoaielor pentru a detecta submarinele care le-ar fi urmărit. Demonstrațiile au fost realizate în septembrie 1941, prototipurile funcționând corect chiar dacă aveau probleme – apa se infiltra în flotoare și aveau zgomot propriu – însă US Navy a decis să nu continue dezvoltarea. În februarie 1942 a inceput dezvoltarea unei balize care să fie lansată din avion la Columbia Underwater Sound Lab.
Conceptul balizei
Ordinul referitor la balizele RCA nu a fost respectat, balizele fiind reparate, curățate și puse pe raft. În martie 1942 s-a realizat cu ele un exercițiu de luptă antisubmarin la care au participat submarinul S-20 și dirijabilul K-5, care a monitorizat două balize RCA. Balizele au detectat sunetul elicei submarinului de la o distanță de 3 mile, recepția în dirijabil fiind satisfăcătoare până la 8 km.
Prima baliză dezvoltată și folosită în lupta antisubmarin, special concepută pentru a fi lansată din aer, a fost AN/CRT-1 operațională în iunie 1942, urmată de AN/CRT-1A, cunoscută și ca ERSB (Expendable Radio SonoBuoy).
AN/CRT-1
În februarie 1942 a început lucrul la AN/CRT-4, o baliză pasiva, direcțională. Era mai mare și mai grea decât AN/CRT-1, însă testele au fost efectuate abia la începutul lui 1945, prea târziu pentru a mai fi folosită în luptă, dezvoltarea fiind abandonată.
PB4Y-1 (B-24 Liberator, versiunea navală)
În 1943 Germania a dezvoltat snorkelul, acesta permițând submarinelor să folosească motoarele diesel fără a mai ieși la suprafață. În august 1943 a fost desființat AAFAC (Army Air Forces Antisubmarine Command), avioanele folosite (B-24 Liberator) fiind transferate US Navy și redenumite PB4Y-1 pentru ASW. În decembrie 1943 s-a început livrarea de balize, iar în 1944 fuseseră deja comandate 59700 de AN/CRT-1A. Acestea erau fabricate având 6 canale RF, fiecare corespunzând unei culori (mov, portocaliu, albastru, roșu, galben și verde), recepția realizându-se pentru o baliză la un moment dat; operatorul folosea receptorul AN/ARR-3 (sau R2/ARR-3) și primea sunetul de la fiecare baliză, operatorul comparând intensitatea sonoră a semnalelor primite și determina astfel poziția submarinului.
R2/ARR-3
Pentru a urmări un submarin, avionul lansa întâi o baliză mov la poziția unde suspecta existența unui submarin, lansând apoi încă 4 balize, în timp ce efectua un zbor de forma unei frunze de trifoi. Trecând de fiecare dată pe deasupra balizei mov, restul balizelor erau lansate la o distanță de aproximativ 2 mile de prima. Ordinea de lansare era mov, portocaliu, albastru, roșu și galben (POBRY), verdele fiind folosit ca rezervă (sau POBRYG dacă includem și verdele). Manevra dura aproximativ 13 minute, putându-se continua apoi cu lansarea altor balize pentru urmărire. Dacă un avion descoperea un submarin la suprafață, procedura era apropierea de el până la 100 de metri, lansând o torpilă și una sau mai multe balize pentru a auzi elicele sau explozia. Daca nu era confirmată scufundarea, se continua cu procedura de urmărire.
Căutare și urmărire a submarinelor – lansare balize
Dacă între 1939 și 1942 au fost scufundate 150 de submarine, între 1943 și 1945 numărul a fost de 600. Dintre acestea, 40% au fost pierdute în urma acțiunilor avioanelor sau avioanelor și navelor.
Cineva trece înotând zgomotos pe lângă mine în timp de în depărtare se aud alți înotători zgomotoși; probabil copii veniți la cursul de înot. S-au schimbat sunetele, asemenea vremurilor. După perioada pe care toți o vedem strălucitoare – nu știu de ce – a anilor interbelici, urmează acel al doilea splash major de care spuneam mai devreme (asemenea unei ‘burți’ luată de un săritor neexperimentat) și apoi mai mult zgomot cacofonic aproape, caracteristic perioadei moderne. Vin ani nebuni cu rock, alte războaie, mai mult rock, emancipare și alte războaie. Zgomotul crește în societate, însă în adâncuri se va reduce, cu timpul.
După al doilea război mondial, aliații au scufundat majoritatea submarinelor germane capturate, însă câteva au fost împărțite între învingători. Uniunea Sovietică a obținut 10, 4 dintre ele fiind modelul XXI (cele mai avansate). Blocada Berlinului din 1948 și 1949 și începerea războiului din Coreea în 1950 au reprezentat începutul unui nou război – cel rece. În anii ‘50 Uniunea Sovietică a lansat clasele de submarine Zulu și Whiskey, bazate pe submarinele germane model XXI, submarinele sovietice fiind văzute ca o amenințare la adresa Statelor Unite chiar mai mare decât U-boot-urile Kriegsmarine. Dacă în Statele Unite dezvoltarea în domeniul ASW a fost oprită după victorie considerându-se că nu mai este necesară, iluzia păcii a durat doar până în 1950.
În US a fost reluat lucrul la baliza direcțională AN/CRT-4, dar cu un nou nume – AN/SSQ-1, succesorul AN/CRT-1A fiind AN/SSQ-2. Cele două balize ar fi trebuit să fie folosite împreună – detecția inițială fiind facută cu AN/SSQ-2 (mai ieftină), AN/SSQ-1 (mai scumpă) fiind folosită pentru a determina poziția exactă.
Prima baliză AN/SSQ-2 (XN-2) acceptată a fost livrată în 1951, însă în urma utilizării au fost găsite probleme de fiabilitate: personalul trebuia să o dezasambleze parțial, să introducă bateriile, să o reasambleze și să o pregătească de lansare.
Dar dezvoltarea AN/SSQ-1 a avut probleme continuu până în 1954, când Magnavox a început să lucreze la un nou proiect de baliză direcțională, care putea fi folosită timp de o oră. Deoarece US Navy aveau nevoie de o soluție, au ales AN/SSQ-20, varianta pentru US Navy a balizei britanice T-1946.
Cele două balize AN/SSQ-1 și AN/SSQ-2 făceau însă parte dintr-un proiect mult mai mare. În 1950, Bell Labs a început un program pentru ONR (Office of Naval Research) care își propunea să dezvolte o rețea de senzori subacvatici care să detecteze, identifice și urmărească submarinele sovietice prin triangulație de la sute de mile depărtare. Sistemul este cunoscut ca SOSUS (SOund SUrveillance System) și era bazat pe zona SOFAR (SOund Fixing And Ranging) din oceane. Efortul de cercetare în domeniul frecvențelor joase s-a numit Jezebel Project, SOSUS rezultând din combinarea echipamentelor LOFAR (LOw Frequency Analysis and Recording) ale Bell Labs cu un array de hidrofoane instalat de Western Electric. Proiectul a evoluat către o rețea în funcțiune în oceanele Atlantic și Pacific, care putea (și poate) detecta submarine și nave. Din performanțele rețelei merită menționat: urmărirea submarinului USS George Washington (SSBN-598) în voiajul din US în Marea Britanie în 1961, detecția și urmărirea unui submarin diesel sovietic în 1952 și detecția și urmărirea unui submarin din clasa Foxtrot în timpul crizei rachetelor din Cuba chiar de la stația de testare din Bahamas.
Revenind la balize, rolul stațiilor terestre SOSUS era de a detecta submarinele și a le afla poziția, echipajele de pe avioane având misiunea de a se deplasa rapid la locul detecției și le urmări având ca principali senzori balizele lansate din avion.
În 1954 Bell Labs a început lucrul la un sistem de localizare utilizabil din avion, fiind investigate două sisteme: primul presupunea un hidrofon direcțional, a cărui direcție de ascultare era determinată electric și nu mecanic, în timp ce al doilea presupunea o tehnică de corelare a semnalelor primite de la mai multe hidrofoane omnidirecționale. Bell Labs a construit balize cu un sistem de hidrofoane sensibile la presiune dispuse perpendicular, care după lansare erau orientate pe direcția N-S cu un magnet AlNiCo. Datorită problemelor pe care le avea această baliză (autooscilatie la frecvențe sub 50 Hz, magneti AlNiCo detectați de MAD de pe avion), atenția s-a mutat pe corelarea datelor primite de la mai multe balize.
Îmbunătățirile aduse de Magnavox balizei AN/SSQ-2 au fost inițiate de Bell Labs și o nouă versiune a ei – AN/SSQ-2B (XN-8) – a fost livrată în 1956. În același an, a fost prezentată baliza LOFAR, a cărei producție a început în 1960 sub numele de AN/SSQ-28, o baliză pasivă omnidirecțională.
Balizele pasive omnidirecționale puteau detecta un submarin aflat în raza de acțiune a balizei (determinată de sensibilitatea hidrofoanelor), însă nu puteau oferi nici o informație despre distanță sau direcție. Bell Labs a lucrat la corelarea informațiilor primite de la o pereche de balize pentru a putea obține direcția în care se află submarinul, tehnică botezată de iubitorii de acronime CODAR (COrrelation Detection And Ranging). Pentru a elimina orice ambiguitate, era nevoie de două perechi de balize, însă lansarea lor necesita timp, submarinul putând fi pierdut, CODAR nefiind eficient dacă submarinul nu mai emitea nici un sunet.
Inginerii s-au gândit în 1955 că această limitare poate fi eliminată prin detonarea unei încărcături de adâncime destinată antrenamentului, balizele recepționând ecoul (reflexia sunetului exploziei de submarin). Dacă folosirea balizelor pasive omnidirecționale a fost numită colocvial Jezebel atunci când era folosită pasiv (după numele proiectului Bell Labs), utilizarea lor într-un sistem activ s-a numit Julie.
Localizarea folosind CODAR
Balize ascultând pasiv sau primind un ecou
Julie a fost introdusă în 1956, avioanele P2V fiind echipate cu amplificatoare speciale Julie, acestea amplificând semnalul trimis apoi către înregistratoare RD-47, model folosit și pentru detectorul de anomalii magnetice (MAD – Magnetic Anomaly Detector).
În 1957 URSS au lansat în serviciu primul submarin cu propulsie nucleară din clasa November (Proiect 627 Кит), același proiect fiind folosit și pentru submarinele din clasele Echo (Proiect 659, Proiect 675) și Hotel (Proiect 658) construite între 1958 și 1968, toate fiind numite HEN (Hotel-Echo-November) și având două reactoare nucleare și două elice. Aceste submarine erau destul de ‘gălăgioase’, la nivelul acustic ridicat generat de cavitație și deplasare, adăugându-se și semnături distincte determinate de caracteristici tonale (distribuția în frecvență a sunetului) datorate turbinelor și vitezei elicelor.
În același an – 1957 – a fost introdusă în serviciu baliza pasivă omnidirecțională AN/SSQ-23 – prima baliză modernă – și folosită cu Julie. Nivelul ridicat de energie degajată de explozii au făcut necesară adăugarea unui sistem AGC (Automatic Gain Control) la AN/SSQ-23. Sistemul Julie a fost îmbunătățit prin adăugarea pe avion a unui dispozitiv de înregistrare și analiză – AN/ASA-20. Avioanele P2V-7 Neptune care erau folosite cu sistemul Jezebel/Julie utilizau un sistem de afișare a cursului, combinat cu un computer de navigație (ASA-13). Sistemul de determinare a direcției ARA-25 a fost modificat pentru a funcționa la frecvențele balizelor și a oferi informații despre poziția lor. Pentru a estima devierea cauzată de viteza vântului se foloseau fumigene.
P2V Neptune (P2V-7)
În 1960 a fost dezvoltată o sursă de frecvență înaltă care permitea folosirea efectului Doppler (Doppler-Fizeau pentru francofili) în scopul diferențierii între ținte și obiecte statice. Programul Julie a fost anulat datorită complexității de utilizare a sistemului (necesitatea operatorilor instruiți, riscurilor datorate explozivilor, manevrelor complexe, interpretarii greoaie a datelor și erorilor de detectare), fiind înlocuit în 1961 cu o baliză activă omnidirecțională – AN/SSQ-15 care emitea continuu (CW – Continuous Wave) și efectua și receptia.
În 1961 locul lui P-2 Neptune în operațiunile ASW a fost luat de P-3 Orion, acesta fiind special proiectat pentru ASW. În 1964 a fost introdus P-3B iar în 1968 P-3C. Putând zbura 12 ore, P-3 putea efectua o misiune la o distanță de 1000 de mile și se putea întoarce la bază, totul în doar 5 ore. Putea transporta 84 de balize, 48 în tuburile de lansare și 36 intern.
[P-3C Orion]
În 1962 URSS a introdus în serviciu submarinele diesel-electrice din clasa Juliett cu un înveliș din cauciuc absorbant fonic și au anunțat că submarinele nucleare au lansat rachete balistice din imersiune. În aprile 1962 Uniunea Sovietică a trimis primul submarin din clasa Hotel într-o misiune de patrulare de 70 de zile în Atlanticul de Nord. În octombrie 1962 războiul rece a ajuns la punctul la care poate fi numit criză, atunci când misiunile de supraveghere efectuate de avioane au adus dovezi ale existenței rachetelor URSS în Cuba.
JFK a prezentat cazul la Națiunile Unite și a solicitat o blocadă pentru a opri orice transport de arme în Cuba, US Navy oprind și inspectând toate navele care se apropiau.
URSS a trimis din Peninsula Kola în Marea Caraibilor 4 submarine diesel-electrice din clasa Foxtrot. Pentru a evita avioanele ASW au fost forțate să coboare și la adâncimi de 200 de metri. După detectarea lor în zona GIUK (Groenlanda-Islanda-United Kingdom), nu au putut fi urmărite de avioanele ASW. Trei au fost detectate din nou fiind la adâncimea la care puteau folosi snorkelul, tehnicile folosite pentru căutarea lor fiind de succes deoarece le-au obligat să stea in imersiune și în final au fost forțate să iasă la suprafață. Pentru căutarea lor au fost folosite balize LOFAR, Jezebel și Julie și MAD. Toate cele patru submarine s-au întors la baza din URSS, fără a ajunge în Cuba.
Timp de 2889 de ore au fost urmărite submarine in cele 23 de zile ale crizei. Aceasta s-a încheiat in momentul în care URSS a dezafectat instalațiile din Cuba.
Sunteul Linistii, Partea a III-a
Iulian
Foto: interwebs
Informatii: interwebs; URL:
https://en.wikipedia.org/wiki/SOFAR_channel
https://en.wikipedia.org/wiki/SOSUS
https://en.wikipedia.org/wiki/Sonobuoy
http://harpgamer.com/harpforum/index.php?/topic/3461-tactics-101-anti-submarine-warfare-asw-part-1/
http://harpgamer.com/harpforum/index.php?/topic/3527-tactics-101-anti-submarine-warfare-asw-part-2/
https://www.ibiblio.org/hyperwar/USN/ref/ASW-Convoy/ASW-Convoy-2.html
https://www.ibiblio.org/hyperwar/USN/ref/Radar/Radar-14.html
http://jproc.ca/rrp/rrp3/lanc_crt1.html
http://www.iwm.org.uk/collections/item/object/30117380
http://www.iwm.org.uk/collections/item/object/30005817
http://www.wehrmacht-awards.com/FORUMS/showthread.php?t=718365
http://www.prc68.com/I/CRT-1BSonobuoy.html
http://www.prc68.com/I/Sonobuoy.shtml
http://vk2bv.org/archive/museum/arr-3.htm
http://uboat.net/allies/technical/sonobuoys.htm
http://jproc.ca/rrp/rrp3/neptune_ssq2.html
http://jproc.ca/rrp/rrp3/avenger_ssq2.html
http://www.maritime.org/doc/ecat/cat-0390.htm
http://jproc.ca/rrp/rrp3/neptune_equipment_details.html
http://www.pilotbill.com/Q2%2012/PaxRiver_24Apr12/PaxRiver_24Apr12.htm
Alte surse:
- S. Navy Journal of Underwater Acoustics, 62.2 (Ianuarie 2014)
- The Ears of Air ASW; A History of U.S. Navy Sonobuoys – Roger A. Holler, Arthur W. Horbach, James F. McEachern
- The Unraveling and Revitalization of US Navy Antisubmarine Warfare – John R. Benedict