Sonar per sottomarini Toti
I sonar per sottomarini classe Toti erano 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. [N 1]
L’illustrazione del sonar[2] 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.
Caratteristiche generali del sonar IP64
[modifica]Il sonar IP64 [3] era diviso funzionalmente in due sezioni:
-Le parti interne
Le parti esterne bagnate
[modifica]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:
(Tecnologia) idrofoni piezoelettrici[4] a stecca montati come cortina a proravia del battello -base conforme-.
-Base ricetrasmittente in alta frequenza:
(Tecnologia) trasduttori elettroacustici con elementi magnetostrittivi sulla superficie laterale di un cilindro montato nella parte alta della prua del sottomarino.
-Base idrofonica a media frequenza per misuratore passivo della distanza a carattere sperimentale:
(Tecnologia) 6 pinne a mosaico rettangolare d'idrofoni piezoelettrici a dischetto montati lungo i fianchi superiori dello scafo [N 2].
Planimetria della collocazione delle basi acustiche
[modifica]In figura, non in scala tra loro, le disposizioni delle tre basi idrofoniche dei sottomarini classe Toti.
-In colore verde la base idrofonica per la ricezione dei segnali acustici in bassa frequenza è collocata sotto il falso scafo del battello non è visibile dall'esterno; l'insieme degli idrofoni è detto base conforme.
-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 colore celeste una delle tre coppie di sensori acustici del misuratore di distanza sperimentale.
Collegamenti tra basi idrofoniche e parti interne
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In figura sono mostrati i collegamenti tra le basi idrofoniche e le parti interne: -
Le parti interne
[modifica]Le caratteristiche delle parti interne del sonar IP64 costituivano la struttura intelligente del sonar, erano montate all'interno dello scafo per l'elaborazione e l'evidenziazione dei segnali acustici:
-Scoperta panoramica dei bersagli passivi [N 3] in alta frequenza, con presentazione video su di un arco d'orizzonte di °:
(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 °:
(Tecnologia) Ricevitori audio a banda variabile; collimazione bersagli con sistema di somma e differenza.
-Presentazione video tipo PPI (Plan Position Indicator)[5] : (Tecnologia) Componenti elettronici sparsi.
Vista d'insieme del Sonar IP64
[modifica]Mostrati in figura, non in scala tra loro, tutti i componenti dell'apparato:
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.
I circuiti di preamplificazione dei segnali idrofonici
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Il cassetto dei preamplificatori [N 4]contiene due gruppi circuitali come mostrato in figura:
- 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.
Funzioni all'interno della consolle
[modifica]La parte inferiore della consolle conteneva 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[N 5].
-Strutture varie di alimentazione, sistemi di sicurezza e interfaccia con la parte superiore della consolle.
Il complesso dei fasci preformati in alta frequenza
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Lo schema a blocchi dei circuiti per la formazione dei fasci preformati [6] in alta frequenza è tracciato in figura:
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.
Complesso di puntamento manuale dei bersagli attivi con compensatore
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Lo schema a blocchi del circuito per la ricerca manuale dei bersagli con il compensatore[7] è in figura:
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.
Unità di potenza per la trasmissione ad impulsi
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Una vista del trasmettitore è mostrata in figura:
Il trasmettitore [8] è costituito da alcune unità di potenza[N 6] in grado di eccitare la base circolare affinché questa emetta impulsi di livello acustico voluto.
La trasmissione degli impulsi, a comando dell'operatore alla consolle, può avvenire in modalità direttiva o in modalità omnidirezionale [N 7]. 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 °
La consolle di comando e controllo
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Dtcdtcx La consolle di comando e controllo delle funzionalità del sonar IP64 è mostrata in figura:
Le funzioni esplicate dal sistema sono:
-Presentazione panoramica dello scenario subacqueo per la scoperta dei bersagli con il metodo dell'eco [9] .
-Presentazione strumentale delle funzioni somma e differenza [10] .
-Comando a mezzo volantino della punteria manuale; presentazione del valore angolare connesso[11] .
-Sistema d'inserzione filtri di banda [12] per ascolto del rumore dei bersagli in fase di punteria.
-Comandi per l'emissione impulsiva: omnidirezionale / direttiva / durata impulsi [13] .
note
[modifica]- Annotazioni
- ↑ La serie deriva dal prototipo, IP60 realizzato agli inizi del 1960
- ↑ Il misuratore passivo della distanza ha dato esiti poco soddisfacenti a causa delle ridotte dimensioni delle pinne
- ↑ Per bersagli passivi s'intendono semoventi navali fermi o particolarmente silenziati
- ↑ circuitazione a transistori
- ↑ I circuiti di somma e differenza consentono; il puntamento del bersaglio attivo per il massimo il primo, il puntamento più preciso mediante la lettura di uno zero il secondo.
- ↑ Si tratta di amplificatori con valvole termoioniche di potenza
- ↑ La scoperta dei bersagli con il metodo dell'eco è nominata come funzione ECG (ecogoniometrica -termine coniato dal Prof. M. Federici-).
- Fonti
- ↑ Del Turco, pp. 181 - 182.
- ↑ Del Turco, pp. 13 - 36.
- ↑ IP64, Monografia.
- ↑ Del Turco, pp. 38 - 42.
- ↑ Del Turco, pp. 18 - 19.
- ↑ Del Turco, pp. 101 - 110.
- ↑ Del Turco, pp. 96 - 98.
- ↑ Del Turco, pp. 139 - 141.
- ↑ Del Turco, pp. 136 - 139.
- ↑ Del Turco, pp. 99 - 101.
- ↑ Del Turco, pp. 117 - 158.
- ↑ Del Turco, pp. 146 - 148.
- ↑ Del Turco, pp. 117 - 122.
Bibliografia
[modifica]- Soc. USEA, Monografia Apparato IP64 Archivio Off. Ea. Arsenale. M.M.I La Spezia 1965.
- C. Del Turco, Sonar- Principi - Tecnologie – Applicazioni, Tip. Moderna La Spezia, 1992. (testo disponibile su Collegamenti interni)