Sonda de matriz remolcada

Un sonar de matriz remolcada es un sistema de hidrófonos remolcados detrás de un submarino o un buque de superficie mediante un cable. ^{[ 1 ]} Al remolcar los hidrófonos detrás del buque, mediante un cable que puede tener kilómetros de longitud, los sensores de la matriz se mantienen alejados de las fuentes de ruido del propio buque, lo que mejora considerablemente su relación señal-ruido y, por lo tanto, la eficacia para detectar y rastrear contactos débiles, como amenazas submarinas silenciosas y de baja emisión de ruido, o señales sísmicas. ^{[ 2 ]}

Un sonar remolcado ofrece una resolución y un alcance superiores en comparación con el sonar instalado en el casco. Además, cubre las zonas ciegas del sonar instalado en el casco. Sin embargo, el uso efectivo del sistema limita la velocidad de la embarcación y se debe tener cuidado para proteger el cable de posibles daños.

Durante la Primera Guerra Mundial, Harvey Hayes, físico de la Armada de los Estados Unidos, desarrolló un sonar remolcado conocido como "Anguila Eléctrica". Se cree que este sistema fue el primer diseño de sonar remolcado. Empleaba dos cables, cada uno con una docena de hidrófonos conectados. El proyecto se suspendió después de la guerra. ^{[ 2 ]}

La Armada de los Estados Unidos reanudó el desarrollo de la tecnología de conjuntos remolcados durante la década de 1960 en respuesta al desarrollo de submarinos de propulsión nuclear por parte de la Unión Soviética. ^{[ 2 ]}

En los buques de superficie, los cables de los conjuntos remolcados normalmente se almacenan en tambores y luego se desenrollan detrás del buque cuando se utilizan. Los submarinos de la Armada de los EE. UU. suelen almacenar los conjuntos remolcados dentro de un tubo exterior, montado a lo largo del casco del buque, con una abertura en la popa de estribor. ^{[ 2 ]} También hay equipos ubicados en un tanque de lastre (zona de inundación libre) mientras que el gabinete utilizado para operar el sistema está dentro del submarino. ^{[ 3 ]}

En un sistema de arreglo remolcado, los hidrófonos se colocan a distancias específicas a lo largo del cable, con los elementos extremos lo suficientemente separados como para poder triangular la fuente de sonido. Asimismo, varios elementos se inclinan hacia arriba o hacia abajo ^{[ 4 ],} lo que permite triangular la profundidad vertical estimada del objetivo. Alternativamente, se utilizan tres o más arreglos para facilitar la detección de profundidad.

En los primeros cientos de metros desde la hélice del barco , normalmente no hay hidrófonos, ya que su eficacia se vería reducida por el ruido ( cavitación y ruido del flujo del casco), la vibración y la turbulencia generadas por la propulsión , lo que repetiría los mismos problemas que los conjuntos montados en barcos. Los sistemas de sensores de matriz remolcada de vigilancia utilizados por los buques de superficie tienen una matriz de sonar montada en un cable, que arrastra un vehículo operado remotamente (ROV) con profundidad ajustable . Otro cable lastrado puede salir del conector del ROV, bajando la matriz remolcada a una profundidad menor. Los cables sísmicos largos tienen paravanes intermedios a lo largo de su longitud que pueden usarse para ajustar la profundidad de la matriz en tiempo real.

Modificar la profundidad de un ROV permite desplegar un conjunto remolcado en diferentes capas térmicas , lo que proporciona a un buque de guerra antisubmarina (ASW) de superficie una visión tanto por encima como por debajo de la capa. Esto compensa las diferencias de densidad y temperatura, que conducen el sonido por reflexión por encima o por debajo de una capa térmica. Al sumergir la parte posterior del conjunto por debajo de la capa, una plataforma ASW de superficie puede detectar mejor un contacto silencioso y sumergido que se oculte en aguas frías bajo una capa superior cálida. De igual modo, un submarino puede vigilar a los combatientes de superficie haciendo flotar la parte posterior de su conjunto por encima de una capa térmica mientras se mantiene oculto debajo.

Los hidrófonos del conjunto pueden utilizarse para detectar fuentes sonoras, pero su verdadero valor reside en que la técnica de procesamiento de señales mediante formación de haces y análisis de Fourier permite no solo calcular la distancia y la dirección de una fuente sonora, sino también identificar el tipo de buque por la firma acústica característica de los ruidos de su maquinaria. Para ello, es necesario conocer la posición relativa de los hidrófonos, lo que suele ser posible únicamente cuando el cable está en línea recta (estable) o cuando se utiliza un sistema de autopercepción (véanse los extensómetros ), GPS u otros métodos integrados en el cable que informan sobre la posición relativa de los hidrófonos, para monitorizar la forma del conjunto y corregir la curvatura.

Como ejemplo, el CAPTAS-2 de Thales Underwater Systems (sonar pasivo y activo) afirma tener un alcance de detección de hasta 60 km y pesa 16 t. ^{[ 5 ]} El CAPTAS-4, más pesado, pesa entre 20 y 34 t y afirma tener un alcance de detección de hasta 150 km. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

• Síntesis de apertura
• FFT
• Arreglo de fase
• Analizador de espectro
• Sonar de apertura sintética
• Localizador de baliza remolcado

• Conjuntos de hidrófonos remolcados (OSC)