AN/SSQ-1 (fosta AN/CRT-4)
Dezvoltarea AN/SSQ-1 a avut probleme continuu până la reînceperea proiectării de Magnavox. AN/SSQ-1 era o baliză care trebuia să aibă o viață de o oră la adâncimea de 15 metri (50 ft) și un hidrofon rotit mecanic pentru determina în mod pasiv relevmentul, folosind frecvențe între 15 KHz-17 KHz. Avea o greutate de 27 kg (60 pounds) și avea mărimea B (diametru de 6.875 inci și lungime de 60 de inci).
Balizele AN/SSQ-1 și AN/SSQ-1A, cu hidrofonul directional rotativ
AN/SSQ-2 (fosta AN/CRT-1)
AN/SSQ-2 a intrat în serviciu în 1951 și a fost retrasă în 1955. A avut o fiabilitate redusă: personalul trebuia să o dezasambleze parțial, să introducă bateriile, să o reasambleze și să o pregătească de lansare. Era o baliză de dimensiune A (diametru de 4+⅞ inci, lungime de 36 de inci), greutate de 7.25 kg (16 pounds), omnidirecțională, pasivă.
La lansare, 4 pale se deschideau, stabilizând baliza prin rotație și încetinind coborârea. La impactul cu apa, componenta care conține palele se desprindea, tuburile cu vopsea se sparg și este înconjurată de o pată verde. Hidrofonul este apoi eliberat și coboară până la adâncimea de 12 metri (40 ft). Antena radio se ridică și apa de mare inundă compartimentul bateriei A, aceasta fiind activată și într-un minut echipamentul este operațional.
Sunetele subacvatice sunt detectate de hidrofon și modulate în frecvență de transmițător. Semnalele transmise de baliză sunt primite și demodulate de receptor, oferind o modalitate de identificare și localizare a sursei de sunet subacvatic.
În timpul funcționării, locul unde se află baliza este indicat de o pată de vopsea pe timpul zilei și două becuri pe timpul nopții. Pentru localizarea balizei SSQ-2 la distanțe mai mari, conține un receptor cu o antenă proprie care primește semnalele radar în benzile X și S. Receptorul declanșează un oscilator care transmite un semnal modulat în amplitudine către etajul final al transmițătorului. Răspunsurile puteau fi primite până la 15 mile pentru radarul în bandă S și 10 mile pentru cel în banda X de un avion care zbura la altitudinea de 600 m (2000 ft).
Baliza conținea și o modalitate de scufundare care consta într-un dop solubil plasat în sona subacvatică a carcasei. La dizolvarea dopului, baliza era inundată și se scufunda. Timpul până la scufundare depindea de temperatura apei – cu cât era mai caldă, cu atât dopul se topea mai repede. Dacă se dorea recuperarea balizei, dopul era acoperit cu bandă izolatoare înainte de lansare.
Baliza AN/SSQ-2
Baliza conținea două baterii: bateria B (uscată), specială, care furniza 150, 45, -3 și -15 volți și bateria A (activată de apa mării), care furniza 1.2 și 2.5 volți. Bateriile îi asigurau o durată de funcționare de 1.5 ore la o temperatură a apei de 0-30 grade Celsius.
Transmițătorul RF avea o putere de aproximativ 0.25 W, transmițând pe una din frecvențele predefinite (între 162 – 174 MHz); numărul canalului fiind ștanțat la baza carcasei. Antena transmițătorului avea un sfert de lungime de undă, fiind din oțel și se afla sub sistemul de încetinire a căderii. La desprinderea sistemului de frânare un arc o ridica, ea rămânând deasupra apei.
Așa cum am scris mai sus, prin radar baliza putea fi găsită de un avion care zbura la 600 metri (2000 ft) de la 10 mile (banda X) și 15 mile (banda S), eroarea de distanță fiind de maximum 600 de metri. Un mecanism AGC (Automatic Gain Control) prevenea declanșarea transmițătorului la lobii secundari ai emițătorului radar, antena pentru detecție radiind în planul orizontal omnidirecțional și în cel vertical până la 60-70 de grade. Antenele sistemului de identificare erau dedicate fiecărei lungimi de undă, polarizate orizontal.
Hidrofonul cobora la maxim 12 metri (40 ft) și putea asculta sunete între jumătate de milă și 4 mile, în funcție de zgomotul ambiental și condițiile submarine.
Baliza AN/SSQ-2
Receptoarele folosite erau AN/ARR-26 și AN/ARR-31. Radarele erau AN/APS-33 (bandă X) și AN/APS-20A (bandă S).
AN/SSQ-2B
Pentru a elimina problemele pe care le-a avut AN/SSQ-2, a fost dezvoltată o variantă nouă, care a eliminat neajunsurile – AN/SSQ-2B (XN-8). A fost adăugat un preamplificator miniatural la hidrofon pentru a reduce zgomotul care apărea în cablul lung care lega hidrofonul de unitatea de la suprafață. A fost modificat sistemul de susținere a hidrofonului, adăugându-se o greutate pentru a reduce mișcarea hidrofonului indusă de valuri și a fost lăsată o distanță între greutate și hidrofon pentru ca vibrațiile cablului să nu ajungă la acesta. Din punct de vedere RF, transmițătorul avea 16 canale fixe și o putere de 1 W. Bateria era activată de apa mării, asigurând o durată de funcționare de 3 ore. Același sistem de frânare bazat pe pale ca la AN/SSQ-2 a înlocuit parașuta pentru încetinirea căderii.
AN/SSQ-20 (englezoaica T-1946 în vizită la yankei)
Din nefericire, informațiile despre ea disponibile online sunt cam ca șansele MApN de a scăpa în viitorul apropiat (în 2016-2017) de generalii de paradă. Nu există, adică.
Așa că aici rămâne spațiu alb.
AN/SSQ-28: LOw Frequency Analysis and Recording (LOFAR), Jezebel
Baliza Jezebel, pe numele ei oficial AN/SSQ-28, a reprezentat un salt în fiabilitate, bateriile activate de apă fiind instalate din fabrică. AN/SSQ-28 a fost cu adevărat prima baliză LOFAR, folosind frecvențe între 10 – 2500 Hz, oferind și ASW aerian capabilitățile pe care le avea sistemul SOSUS, acesta bazându-se pe frecvențele joase. Era o baliză de mărime A cu o greutate de 9 kg (18-20 pounds), care folosea un hidrofon ceramic piezoelectric coborât la o adâncime de 29 m (95 ft). Hidrofonul folosea un cablu cu conductori multicore cu izolație de silicon, torsadați în interiorul unui înveliș tot din silicon, această abordare permițând cablului sa se întindă pentru a reduce mișcarea hidrofonului.
A fost prima baliză care folosea un emițător bazat pe un quartz și avea 16 canale RF cu frecvența fixă. Antena era telecopică, din aluminiu, cu o lungime de jumătate din lungimea de undă, extinzându-se deasupra suprafeței apei pentru a preveni contactul cu ea.
Baliza AN/SSQ-28, varianta pentru exerciții
AN/SSQ-23: Julie
Baliza Julie, botezată oficial AN/SSQ-23, este o baliză omnidirecțională pasivă, prima baliză modernă destinată frecvențelor joase, dezvoltata și folosită pentru Julie. Avea o lățime de bandă mică, operând la frecvențele de 100 – 3000 Hz la o adâncime de 18 m (60 ft).
Nivelul ridicat de energie sonică de care avea parte Julie provoca reverberații, astfel că baliza avea și un sistem de control automat al câștigului (AGC – Automatic Gain Control). Această baliză reprezintă o dezvoltare a balizei AN/SSQ-2B, folosită inițial cu sistemul Julie.
Pentru baliza AN/SSQ-23 se foloseau încărcături de adâncime de practică, asemănătoare cu cea de mai jos.
A 2755
Încărcătura de adâncime pentru exerciții Mk15 Mod12 folosită de echipajele ASW canadiene
Julie & Jezebel
Chiar dacă am scris mai devreme despre evoluția lor, voi mai trece o data prin subiect, de data aceasta mai în detaliu.
În anii ‘50 avioanele ASW erau echipate cu sonarul pasiv AN/AQA-3 Jezebel și sonarul activ Julie, combinație cunoscută ca Julie-Jezebel, operatorii fiind numiți Julie-Jez operators.
Într-o seară, în timpul vizitei câtorva personaje cu stele pentru evaluarea proiectului, unii vizitatori și ingineri au mers la The Wedge, un teatru burlesc în apropiere de Philadelphia. Dansatoare în acea seară era Julie Gibson, cu numărul artistic „Dance of the Bashful Bride”. Vizitatorii au fost impresionați și au decretat că Julie made passive boys (buoys) go active. Și așa programul a fost botezat proiectul Julie.
Julie Gibson a apreciat onoarea care i s-a făcut, sistemul având numele ei. Julie a intrat în serviciu în 1956, folosind baliza AN/SSQ-2B, înlocuită apoi (în 1957) de AN/SSQ-23.
Jezebel are ca posibilă sursă de inspirație sau numele unei dansatoare tinere dintr-un strip club sau – mai probabil – Biblia, unde este o regina din Israelul antic, trădătoare – aceasta fiind și metoda de detecție pasivă a submarinelor care le ‘trăda’ prezența.
Un operator povestește că la cursul de operator ASW (primul după cel de tehnician în electronică aviatică sau tehnician ASW), elevii au primit într-un cadru festiv bibliorafturi cu materialele de curs. Li s-a spus să deschidă bibliorafturile, unde au găsit fotografii cu Julie și Jezebel. Fotografia cu Julie era cea de mai jos. Evident li s-a spus povestea numelor și istoricul sistemelor, totul fiind impresionant pentru un tânăr de 19 ani.
Julie Gibson
Teste de evaluare pentru Julie au fost efectuate în Bermude în ianuarie 1956, demonstrația sistemului fiind făcută în noiembrie 1956 – amiralul Shea care a participat la demonstrație solicitând să mai lanseze o încărcătură de adâncime de antrenament (aveau aproximativ 1Kg de exploziv).
Testele de evaluare pentru Jezebel s-au făcut cu echipamente dezvoltate de Bell Labs, care erau prototipuri.
Mai jos este un echipament de pe avioanele ASW P-3, folosit împreună cu balizele, echipament strict secret la vremea respectivă, aflat acum într-un muzeu. Este vorba despre procesorul acustic AQA-7, acesta procesând – împreună cu alte echipamente – semnalele acustice primite și afișându-le pe un ecran și pe hârtie. Echipajele monitorizau și ajustau setările și transmiteau informațiile coordonatorului tactic.
Procesorul acustic AQA-7
AN/SSQ-15: Range Only (RO)
Dezvoltarea surselor de frecvență înaltă audio a dus la dezvoltarea unei balize care să poată detecta submarinele statice. Această baliză care determina doar distanța până la un obiect (RO – Range Only buoy) avea mărime B și folosea frecvențele intre 26 – 38 KHz funcționând în modul CW (Continuous Wave), fiind și receptor pentru reflexii. AN/SSQ-15 nu a fost foarte populară din cauza mărimii și greutății sale. Mai târziu, performanțele și distanța la care putea fi utilizată – 2285 m (2500 yarzi) au dus la acceptarea lor.
AN/SSQ-15 lângă o baliză de mărime A
AN/SSQ-38: LOw Frequency Analysis and Recording (LOFAR)
Era o baliză LOFAR cu o durată de 72 de ore (alte surse vorbesc despre o durată de viață de 30 de zile ?), care a intrat în serviciu în 1964, înlocuind AN/SSQ-28. Frecventele recepționate erau de 10 – 6000 Hz și avea un emițător cu 31 de canale.
AN/SSQ-41: LOw Frequency Analysis and Recording (LOFAR)
În 1965 Julie și Jezebel au fost înlocuite de un singur model de baliză LOFAR (AN/SSQ-41) dezvoltat de Sparton si Magnavox, acesta fiind pasivă omnidirecțională. Îmbunătățirile au făcut ca hidrofonul să poată fi coborât la adâncimi de 18 sau 91 m (60 sau 300 ft). Avea și filtre mai performante, pentru a filtra mai bine zgomotul și reverberațiile. Folosea frecvențele 10 – 6000 Hz. Avea un array de 4 hidrofoane (shaded line array), care ofereau posibilitatea de diferențiere a reverberațiilor suprafeței și fundului. Avea 31 de canale cu frecvența fixă și o antenă cu lungimea de un sfert din lungimea de undă.
Balize AN/SSQ-41 gata să fie încărcate; canalul RF inscripționat pe baliză
AN/SSQ-41B a fost produsă în numere mari pentru US Navy. Aceasta era o baliză pasivă, cu un preț mic, având fiabilitate mare și un sistem îmbunătățit de eliminare a zgomotului, lățime mare de bandă și dynamic range (sună mult mai bine decât interval dinamic sau gamă dinamică) mare. Hidrofonul omnidirecțional opera la frecvențe între 10 Hz – 20 KHz (sau 10 Hz – 10 KHz), la o adâncime de 18 sau 305 m (60 sau 1000 ft) pentru o perioadă de 1, 3 sau 8 ore. Operând pe una din frecvențele fixe între 163 – 173 MHz, cu o putere de 1W, baliza era activată la contactul cu oceanul, fiind funcțională în 60 de secunde la adâncimea mică sau 100 de secunde la adâncimea mare. Această baliză putea avea inclus și un modul pentru selectarea electronică a funcției (EFS – Electronic Function Select), oferind 99 de canale RF, selectabile. Sursa avea o tensiune de 16 V, DC.
În acest moment majoritatea operațiunilor erau pasive, astfel încât array-ul de hidrofoane nu mai servea nici unui scop practic.
AN/SSQ-41
Cele 31 de canale începeau la 163 MHz, crescând cu 0.375 MHz (163, 163.375, 163.750, 164.125, …, 173.5).
Avionul folosea procesoarele acustice AN/AQA-3 și AN/AQA-5, care permiteau recepționarea simultană a semnalului transmis de 8, respectiv 16 balize.
Un alt model, AN/SSQ-41N, folosea un hidrofon calibrat, proiectat să opereze între 5 – 2400 Hz.
AN/SSQ-48: LOw Frequency Analysis and Recording (LOFAR)
Baliza AN/SSQ-48, o baliză Jezebel, avea un hidrofon care cobora la o adâncime de 29 m (95 ft) putând recepționa frecvențe între 10 – 2500 Hz, transmițătorul RF având o putere de 1W, fiind dezvoltată în anii ‘60 pentru a înlocui AN/SSQ-28, dar a fost înlocuită de AN/SSQ-41B, care avea și ea tot un singur hidrofon.
AN/SSQ-47: Range Only (RO) Active Sonobuoy, ranger buoy
Baliza activă AN/SSQ-47B este predecesoarea familiei AN/SSQ-62, fiind cunoscută și ca o baliză pentru distanță (ranger buoy) și a fost fabricată de Sparton. Era urmașa AN/SSQ-15, fiind mai ușoară și mai compactă (mărime A). În momentul în care intra în apă începea sa trimită pulsuri sonice (pinguri). Avea frecvențe RF fixe, o putere de 0.25 W, putea fi configurată pentru 18 m sau 244 m (60 sau 800 ft) și opera timp de 30 de minute pe una din cele 6 frecvențe între 13 – 19 KHz, emițând la fiecare 10 secunde un puls CW (Continuous Wave). După lansare căderea era încetinită de același sistem cu pale (rotochute) iar transmisia RF se făcea pe frecvențe prestabilite între 162.25 MHz și 171.5 MHz separate de multipli de minimum 0.75 MHz (162.250, 163, 164.500, 165.250, 166.000, 167.500, 168.250, 169.750, 170.500) sau, altfel cunoscute, canalele 1-12.
AN/SSQ-47B
AN/SSQ-50: Comand Activated Sonobuoy System (CASS)
La începutul anilor ‘70 a fost introdusă baliza AN/SSQ-50 de tip CASS (Command Activated Sonobuoy System), dezvoltată pentru a înlocui AN/SSQ-47. Era o baliză RO (range only) de mărime A cu o greutate de 17 kg (38 pounds), însă nu emitea continuu ci doar când i se trimitea o comandă din avion prin legătura RF UHF. Inițial transductorul era coborât la adâncimea de 18 m (60 ft) și putea fi comandat să coboare la o adâncime mai mare, de 457 m (1500 ft). Existau patru frecvențe fixe, în intervalul 6.5 – 9.5 KHz. Fiecare frecvență necesita un alt circuit intern, astfel că transductoarele nu erau interschimbabile. Cele patru variante de baliză operau pe canale specifice din cele 31 de canale RF alocate balizelor.
AN/SSQ-57: Calibrated LOw Frequency Analysis and Recording (Calibrated LOFAR)
Baliza AN/SSQ-57 a fost o baliză nerecuperabilă, nereparabilă, calibrată introdusă tot la începutul anilor ‘70, având mărimea A. Folosind platforma AN/SSQ-41B, hidrofoanele au fost schimbate și erau calibrate individual de fabricant pentru măsurători acustice de precizie, fiind folosite pentru măsurarea zgomotului ambiental din oceane și pentru obținerea de informații referitoare la nivelul de presiune sonoră (SPL – Sound Pressure Level) pentru diverse evenimente. Pentru a avea un interval dinamic mai mare, a fost inclus și un sistem pentru o atenuare de 20 dB. Inițial frecvențele erau de 10 – 10000 Hz, în versiunea următoare (AN/SSQ-57A) acestea au fost de 10 – 20000 Hz. Altitudinea maximă de lansare a fost crescută la 7600 m (25000 ft) și viteza a fost crescută la 380 de noduri, fiind folosită pentru reducerea vitezei o parașută declanșată de o clapetă. Pentru flotabilitate s-a folosit varianta unui balon impregnat cu uretan, umflat cu CO2.
AN/SSQ-57M
Baliza conținea un hidrofon omnidirecțional care cobora prin partea de jos a balizei la adâncimea preselectată. Baliza folosea unul din cele 31 de canale RF predefinite din fabrică, însa a fost furnizată și cu capabilitatea de a folosi unul din 99 de canale RF. Atât timpul de utilizare poate fi selectat între 1, 3 și 8 ore cât și adâncimea poate fi aleasă între 27 m și 122 m (90 și 400 ft).
AN/SSQ-57M este o versiune ancorată a AN/SSQ-57A și folosește același hidrofon omnidirecțional.
Putea fi lansată din aer în ape cu adâncime de 25-120 de metri cu salinitate până la 0%. Timpul de funcționare putea fi selectat între 1, 4 și 12 ore.
Iulian
Suntetul linstii, partea a VI-a
Foto: interwebs
Informatii: interwebs; URL:
https://en.wikipedia.org/wiki/SOFAR_channel
https://en.wikipedia.org/wiki/SOSUS
https://www.ibiblio.org/hyperwar/USN/ref/ASW-Convoy/ASW-Convoy-2.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Sonobuoy
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://www.jhuapl.edu/ourwork/nsa/papers/art4-sp05.pdf
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
https://ww2aircraft.net/forum/threads/the-legend-of-julie-jezebel.1413/
http://www.pilotbill.com/Q2%2012/PaxRiver_24Apr12/PaxRiver_24Apr12.htm
http://www.globalsecurity.org/military///systems////////ship/systems/an-ssq-41.htm
http://www.globalsecurity.org/military/systems/ship/systems/an-ssq-47.htm
http://www.globalsecurity.org/military/systems/ship/systems/an-ssq-57.htm
https://fas.org/man/dod-101/sys/ship/weaps/an-ssq-41.htm
https://fas.org/man/dod-101/sys/ship/weaps/an-ssq-47.htm
https://fas.org/man/dod-101/sys/ship/weaps/an-ssq-57.htm
http://www.janes.com/article/54256/sonobuoys-shrink-for-uavs-dsei15-d1
https://groups.google.com/forum/#!topic/sci.military/fMsKt7Zdakk
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B8%D0%B4%D1%80%D0%BE%D0%B0%D0%BA%D1%83%D1%81%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%B1%D1%83%D0%B9
https://ru.wikipedia.org/wiki/Гидроакустический_буй
http://www.rulit.me/books/protivolodochnye-samolety-read-414391-16.html
http://javasbachelorpad.com/gibson.html
http://www.ultra-sonar.com/solutions.php
http://www.ultra-ussi.com/products-main
http://ss.sites.mtu.edu/mhugl/2015/10/11/sonobouy-sparton-corporation/
Dacă aveți curiozități legate de RF:
http://www.daenotes.com/electronics/communication-system/superheterodyne-fm-receiver
http://discostelmar.3x.ro/RADIORECEPTORUL%20SUPERHETERODINA.htm
http://www.radioamator.ro/articole/view.php?id=625
http://informatiitehnice.com/articole-de-calitate/tuburi-electronice/
Alte surse:
- Wireless World, noiembrie 1958
- S. Navy Journal of Underwater Acoustics, 62.2 (Ianuarie 2014)
- Foreign Military Review №10 1990 pg.54-58 (Зарубежное военное обозрение №10 1990 С.54-58)
- The Ears of Air ASW; A History of U.S. Navy Sonobuoys – Roger A. Holler, Arthur W. Horbach, James F. McEachern