Portata sonar passivo
La portata di un sonar passivo [N 1] indica in generale la probabile distanza alla quale un sonar può scoprire un bersaglio. La portata di scoperta non è un dato certo ma una valutazione di carattere probabilistico.
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/cb/Sauro_class.jpg/200px-Sauro_class.jpg)
Validità dei calcoli di portata
modificaLe equazioni che regolano la stima della portata hanno valore soltanto se il bersaglio, e/o il sottomarino, non sono in una zona d’ombra.[N 2][1]
Calcolo della portata di un sonar passivo
modificaIl calcolo[2] [N 3] della portata[3] per propagazione sferica per la componente passiva del sonar si ottiene dalla soluzione del sistema trascendente in dove tutte le variabili[N 4] sono espresse in decibel (dB):
dove:
Prima equazione
modificaattenuazione, espressa in ( )[4], dipendente da:
- distanza espressa in
- coefficiente d'assorbimento del suono in mare in calcolabile con l'espressione: con [N 5].
L'attenuazione per assorbimento segue la legge di W H Thorp:[5]
Seconda equazione
modificaattenuazione, espressa in ( ) , dipendente da:
- banda delle frequenze di ricezione del sonar in
Il valore di dipende dalla velocità stimata del bersaglio e dalla frequenza di ricezione del sonar.
è deducibile da una serie di curve parametriche funzioni della frequenza; i parametri consentono di selezionare la velocità del bersaglio, dalla frequenza si evince il valore del rumore spettrale emesso.
è deducibile da una serie di curve parametriche funzioni della frequenza; i parametri consentono di selezionare lo stato del mare[N 6], dalla frequenza si evince il valore del rumore spettrale generato dal mare.
- guadagno di direttività della base idrofonica ricevente in .
Il valore del guadagno di direttività della base ricevente dipende dalle sue dimensioni e dalla frequenza di lavoro.
Una tra le numerose formule per il calcolo del [8] è data dall'espressione:
Dove le variabili sono:
- superficie della base in [N 7]
- soglia di rivelazione in correlazione in calcolabile secondo l'espressione:
dove:
Metodi di calcolo
modificaEsistono due metodologie di calcolo della portata:
- grafica[N 10], usata nel 1960 per lo studio dei sonar IP60/64 per i sottomarini della Classe Toti
- Risoluzione del sistema trascendente tramite computer
Esempio di calcolo con il metodo grafico
modificaIn un sistema di assi cartesiani con ascisse e ordinate si tracciano:
- la curva relativa alla prima equazione del sistema trascendente
- la curva della seconda equazione
l'ascissa de loro punto d'intersezione, in , risolve il problema.
Significativa la soluzione grafica del sistema trascendente che rende assunte le variabili:
- (banda del ricevitore sonar)
- (frequenza madia geometrica della banda)
- (coefficiente d'attenuazione per assorbimento per )
- (livello di rumore emesso da un cacciatorpediniere a
- (livello del rumore del mare allo stato
- (guadagno della base ricevente per a )
- ( soglia di rivelazione calcolata con i seguenti valori:
).
Il parametro presuppone: [N 11]
Il valore calcolato di è affetto dall'incertezza, dovuta al valore , che il bersaglio potrà essere scoperto soltanto per il del tempo d'osservazione, con la segnalazione del di false scoperte.
note
modifica- Annotazioni
- ^ detta anche portata di scoperta
- ^ La zona d'ombra è la conseguenza di un modo di propagazione anomala del suono generato da una diversa temperatura del mare alle diverse quote.
- ^ Il calcolo presuppone che il sistema ricevente della componente passiva del sonar in correlazione.
- ^ Le sigle in inglese:
- (Targeth Loss) = Attenuazione del segnale del bersaglio
- (Source Level) = Livello del rumore emesso dal bersaglio
- (Directvity Index) = Direttività della base ricevente
- ( Noise Level) = Livello del rumore del mare
- (Detection Threshold) = Soglia di rivelazione
- (Bandwidth) = Banda di ricezione del sonar
- ^ f = frequenza media geometrica degli estremi della banda di ricezione del sonar.
- ^ Lo stato del mare è indicato con la sigla inglese SS ( Sea State)
- ^ Nel caso del calcolo del guadagno di una base cilindrica il valore di può essere assunto dalla superficie del doppio della generatrice.
- ^ Indicato da Urick come soglia di rivelazione (Detection Threshold)
- ^ Questa variabile rende il calcolo della portata non deterministico
- ^ La soluzione grafica del sistema trascendente aiuta alla miglior comprensione del calcolo della portata.
- ^ Il calcolo è valido se il sistema ricevente della componente passiva del sonar è in correlazione.
- Fonti
Bibliografia
modifica- WH Thorp,, "Analytical description of the low frequency attenuation coefficient", Acoustical Society of America Journal, vol. 42, 1967, pag. 270..
- (EN) Robert J. Urick, Principles of underwater sound, 3ª ed., Mc Graw – Hill, 1968.
- Aldo De Dominicis Rotondi, Principi di elettroacustica subacquea, Genova, Elettronica San Giorgio-Elsag S.p.A., 1990.
- Cesare Del Turco, Sonar Principi Tecnologie Applicazioni , edizione Accademia Navale - 3º Gruppo Insegnamento Armi Subacquee - Abilitazione Smg-Agg, .Prof. EA/ST, Livorno, 1992.
- C. Del Turco, La correlazione, Tip. Moderna La Spezia 1992.