Nem-Akusztikus felderítési módszerek

[Törölt tag 1945]

SAR (Synthetic Aperture Radar)

TerraSAR-X kereskedelmi műhold 1m felbontású SAR felvételén, jól láthatóak a Gibraltári szorosban haladó hajók (világos) mögött a hullámuk (sötét)

A SAR műholdak kiválóan alkalmasak a tengerek megfigyelésére, mivel sem az időjárás, sem a napszakok nem befolyásolják felvételeik minőségét.

Számítsuk ki, hogy egy a víz alatt 50m-en 20 csomóval haladó Akula tengeralattjáró mekkora hullámot okoz a felszínen.

W – a hullám nagysága; <- ezt keressük
D – a tengeralattjáró átmérője; 13.6m
V – a tengeralattjáró sebessége; 20csomó x 0.514 = 10.3m/s
h – tengeralattjáró merülési mélysége; 50m
g – nehézségi gyorsulás; 9.81m/s²

W = D² x V² / (8 x g x h²) = 13.6²m x 10.3²m/s / (8 x 9.81m/s² x 50²m) = 185 x 106 / (8 x 9.81 x 2’500) = 19’610 / 196’200 = 0.1m = 10cm

A fenti számítást elvégezve különböző mélységekre, és sebesség értékekre;

A fenti értékek kiszámítása után, már csak az a kérdés, hogy vajon a katonai SAR műholdak milyen felbontásra képesek.

A német SAR-Lupe katonai felderítő műhold sorozat öt tagját 2006 és 2008 között Orosz Kozmosz-3M rakétákkal bocsájtották fel.

mérete; 4 x 3 x 2m
tömege; 720kg
elektromos teljesítménye; 250W
ára; 64 millió Eur
maximális felbontása; 12cm

A fenti táblázatban fehérrel jelöltem azokat a körülményeket, amikor a SAR-Lupe észlelheti az Akulát.

Lássunk most egy igazi nehézfiút.

Az amerikai Lacrosse/Onyx/Vega katonai felderítő műhold sorozat öt tagját 1988 és 2005 között bocsájtották fel, közülük három még 2018-ban is fent kering.

mérete; 13m x 4.5m (mint a Szaljut-7 űrállomás)
tömege; 14’500kg
elektromos teljesítménye; 43kW körül (45m-es napelemszárnya hosszabb, mint az ISS-en lévők)
ára; 1’400 millió USD (SSN-21 Seawolf árának a fele)
maximális felbontása; <- hivatalos forrásból ezt úgy 50 év múlva tudjuk majd meg

Az Orosz “Altay Optikai és Lézer Centrum“, félméteres adaptív optikával készít idegen katonai műholdakról felvételeket...

... becslésük szerint a Lacrosse fázisvezérelt SAR antennája 15m átmérőjű.(5 emeletes ház)

A Lacrosse 25x akkora antenna felülete, és 170x-es elektromos teljesítménye a SAR-Lupe-hez képest, akár egy nagyságrendi felbontás javulást is okozhat.
(22x-es áráról nem is beszélve)


A fenti táblázatban zölddel jelöltem azokat a körülményeket, amikor a Lacrosse becslésem szerint észlelheti az Akula felszíni hullámát.

 

[dudi]

SAR (Synthetic Aperture Radar)

TerraSAR-X kereskedelmi műhold 1m felbontású SAR felvételén, jól láthatóak a Gibraltári szorosban haladó hajók (világos) mögött a hullámuk (sötét)

A SAR műholdak kiválóan alkalmasak a tengerek megfigyelésére, mivel sem az időjárás, sem a napszakok nem befolyásolják felvételeik minőségét.

Számítsuk ki, hogy egy a víz alatt 50m-en 20 csomóval haladó Akula tengeralattjáró mekkora hullámot okoz a felszínen.

W – a hullám nagysága; <- ezt keressük
D – a tengeralattjáró átmérője; 13.6m
V – a tengeralattjáró sebessége; 20csomó x 0.514 = 10.3m/s
h – tengeralattjáró merülési mélysége; 50m
g – nehézségi gyorsulás; 9.81m/s²

W = D² x V² / (8 x g x h²) = 13.6²m x 10.3²m/s / (8 x 9.81m/s² x 50²m) = 185 x 106 / (8 x 9.81 x 2’500) = 19’610 / 196’200 = 0.1m = 10cm

A fenti számítást elvégezve különböző mélységekre, és sebesség értékekre;

A fenti értékek kiszámítása után, már csak az a kérdés, hogy vajon a katonai SAR műholdak milyen felbontásra képesek.

A német SAR-Lupe katonai felderítő műhold sorozat öt tagját 2006 és 2008 között Orosz Kozmosz-3M rakétákkal bocsájtották fel.

mérete; 4 x 3 x 2m
tömege; 720kg
elektromos teljesítménye; 250W
ára; 64 millió Eur
maximális felbontása; 12cm

A fenti táblázatban fehérrel jelöltem azokat a körülményeket, amikor a SAR-Lupe észlelheti az Akulát.

Lássunk most egy igazi nehézfiút.

Az amerikai Lacrosse/Onyx/Vega katonai felderítő műhold sorozat öt tagját 1988 és 2005 között bocsájtották fel, közülük három még 2018-ban is fent kering.

mérete; 13m x 4.5m (mint a Szaljut-7 űrállomás)
tömege; 14’500kg
elektromos teljesítménye; 43kW körül (45m-es napelemszárnya hosszabb, mint az ISS-en lévők)
ára; 1’400 millió USD (SSN-21 Seawolf árának a fele)
maximális felbontása; <- hivatalos forrásból ezt úgy 50 év múlva tudjuk majd meg

Az Orosz “Altay Optikai és Lézer Centrum“, félméteres adaptív optikával készít idegen katonai műholdakról felvételeket...

... becslésük szerint a Lacrosse fázisvezérelt SAR antennája 15m átmérőjű.(5 emeletes ház)

A Lacrosse 25x akkora antenna felülete, és 170x-es elektromos teljesítménye a SAR-Lupe-hez képest, akár egy nagyságrendi felbontás javulást is okozhat.
(22x-es áráról nem is beszélve)


A fenti táblázatban zölddel jelöltem azokat a körülményeket, amikor a Lacrosse becslésem szerint észlelheti az Akula felszíni hullámát.

A táblázat alapján ez gyakorlatilag alkalmatlan tengeralattjáró felderítésre.

 

[molnibalage]

A táblázat alapján ez gyakorlatilag alkalmatlan tengeralattjáró felderítésre.

A lézeres módszerhez képest sokkal inkább alkalmas a Lacrosse, mert időjárás független, ha a hullámzás mértékétől eltekintünk. Mindkét módszer lényegében csak partközeli vizek esetén igaz, ahol nincs elég mély víz a tengók számára, de itt is csak akkor, ha gyorsan mozognak.

 

[dudi]

A lézeres módszerhez képest sokkal inkább alkalmas a Lacrosse, mert időjárás független, ha a hullámzás mértékétől eltekintünk. Mindkét módszer lényegében csak partközeli vizek esetén igaz, ahol nincs elég mély víz a tengók számára, de itt is csak akkor, ha gyorsan mozognak.

Ez a gyakorlatilag alkalmatlan csak szépen megfogalmazva.Ha egy módszerben ennyire sok tényezőnek kell teljesülnie* az egy használhatatlan megoldás.Ez max arra jó,hogy ne legyen még egy Günter Prien aki behajózik a Scapa Flowba.

*Mindez persze egy atom tengeralattjáróra lett iszámítva de a legalább harmadával kisebb(hosszra vízkiszorításra fele) DE tengeralattjárók esetén még kisebb a hatékonyság.

 

[molnibalage]

Ez a gyakorlatilag alkalmatlan csak szépen megfogalmazva.Ha egy módszerben ennyire sok tényezőnek kell teljesülnie* az egy használhatatlan megoldás.Ez max arra jó,hogy ne legyen még egy Günter Prien aki behajózik a Scapa Flowba.

*Mindez persze egy atom tengeralattjáróra lett iszámítva de a legalább harmadával kisebb(hosszra vízkiszorításra fele) DE tengeralattjárók esetén még kisebb a hatékonyság.

Először kéne egy olyan világtérkép, ahol meg lehet jeleníteni a 100 és 150 méteres mélység kontúrt.
A SAR műhold esetén nincs sok tényező. Sebesség és mélység. Ennyi.

 

[dudi]

Először kéne egy olyan világtérkép, ahol meg lehet jeleníteni a 100 és 150 méteres mélység kontúrt.
A SAR műhold esetén nincs sok tényező. Sebesség és mélység. Ennyi.

100 méter az nem elég,ha ezt Hpasp ki tudta számolni akkor egy tengeralattjáró kapitányának is menni fog szóval innentőll kezdve tud játszani a sebességgel és a mélységgel.Ez persze igaz minden mélységre csak a 100 méternél még olyan nagy a tengeralattjáró mozgástere sebességben ami értelmetlenné teszi azt,hogy 100 méter mély vízben ezzel a módszerrel keress egy tengeralattjárót.

 

[fip7]

Számomra úgy tűnik, hogy az SAR vagy a LIDAR módszer igazából légperiszkópot használó D+E tengók ellen ér valamit.
Az orosz SLBM hordozók nagyrészt a jég alatt töltik az idejüket. Oda meg egyik cucc sem lát be.
A nyílt óceánon meg 2-300 méter között mászkálnak a vadászattal megbízott atom tengeralattjárók (szerintem)

Az SAR technika abból a szempontból jobb, hogy n+1 dologra is jó még. Könnyedén követ lényegében bármilyen víz/föld felszíni csapat mozgást, úgy, hogy közben nagyon pontos adatokat képes róluk szolgáltatni.

 

[fip7]

Hpasp

Felmerült bennem még egy kérdés a LIDAR-ral kapcsolatban:
A lézernek mindegy, hogy milyen felületről verődik vissza , visszaverődési teljesítmény szempontjából?
Csak mert a mai tengókat fekete gumi burkolat védi. És ugye a fekete dolgok azért feketék, mert nem igazán verik vissza a látható fényt.

 

[Törölt tag 1945]

Hpasp

Felmerült bennem még egy kérdés a LIDAR-ral kapcsolatban:
A lézernek mindegy, hogy milyen felületről verődik vissza , visszaverődési teljesítmény szempontjából?
Csak mert a mai tengókat fekete gumi burkolat védi. És ugye a fekete dolgok azért feketék, mert nem igazán verik vissza a látható fényt.

1, Mert nem olvastad el elég figyelmesen a matekot.


"A fenti 2MW/m² leadott fényimpulzus persze csak akkor lenne igaz, ha a cél felülete tökéletes tükröződne.
Számoljunk a reálisabb 1%-os visszaverődéssel a cél fekete festéséről: 2MW/m² / 1% = 200MW/m²"

2, Igazából (ebbe nem akartam a hozzászólásban belemenni), folyamatosan van valamennyi visszaverődés (nem csak elnyelődés), ahogy a fényimpulzus halad lefelé a tengerben.
Gyakorlatban alkalmazható lehetőség az hogy, az egymás melletti mérések adatait hasonlítod össze, így ha valami van a vízben ami elnyeli a fényt, akkor az is kiugrik a többi természetes elnyelődés+visszaverődés mérései között.

 

[Cifu]

A lézeres módszerhez képest sokkal inkább alkalmas a Lacrosse, mert időjárás független, ha a hullámzás mértékétől eltekintünk. Mindkét módszer lényegében csak partközeli vizek esetén igaz, ahol nincs elég mély víz a tengók számára, de itt is csak akkor, ha gyorsan mozognak.

Ez mondjuk igaz az SSBN-ek ellen. De az SSN-ek menetrend szerint szoktak "száguldozni", ha úgy hozza a kedvük. Ugye megvan a USS San Francisco (SSN-711) esete, amely teljes sebességgel, cirka 180 méteres mélységben nekirongyolt egy víz alatti sziklának, és csaknem odaveszett. Ezen adatok pont a zöld tartományba tartoznak HPASP becsült értékeinél...

 

[Celebra]

Ez mondjuk igaz az SSBN-ek ellen. De az SSN-ek menetrend szerint szoktak "száguldozni", ha úgy hozza a kedvük. Ugye megvan a USS San Francisco (SSN-711) esete, amely teljes sebességgel, cirka 180 méteres mélységben nekirongyolt egy víz alatti sziklának, és csaknem odaveszett. Ezen adatok pont a zöld tartományba tartoznak HPASP becsült értékeinél...

Hány műhold kellene az óceánok vizének folyamatos átfogó figyelésére?Mennyire működik ez a centiméteres hullám kimérése a neméppen ritka hullámokat keltő szeles napokon?Ugyanez érvényes a LIDAR-ra is.Ha egy csendes SSBN kijut a nyilt óceánra,vagy éppen a jég alá,gyakorlatilag csak véletlenszerüen megtalálható.Belátható ideig alighanem az SSBN megörzi a végső érv jellegét arra-hogy érdemesebb nem túlfesziteni a húrt,és kiegyezni harc helyett.És jol van ez igy.

 

[dudi]

Ez mondjuk igaz az SSBN-ek ellen. De az SSN-ek menetrend szerint szoktak "száguldozni", ha úgy hozza a kedvük. Ugye megvan a USS San Francisco (SSN-711) esete, amely teljes sebességgel, cirka 180 méteres mélységben nekirongyolt egy víz alatti sziklának, és csaknem odaveszett. Ezen adatok pont a zöld tartományba tartoznak HPASP becsült értékeinél...

De hol szálguldoznak ennyivel?Az óceán közepén vagy ott ahol van is valami?

 

[Törölt tag 1945]

De hol szálguldoznak ennyivel?Az óceán közepén vagy ott ahol van is valami?

A Csendes Óceán közepén száguldoztak , ahol éppen volt valami.

 

[dudi]

A Csendes Óceán közepén száguldoztak , ahol éppen volt valami.

Ezzel a módszerrel nem az óceánokat vizsgálják hanem a partközeli vizeket.Nincs annyi műhold a világon,hogy 0-24-ben lefedje megfelelő felbontással a világ összes tengerét és óceánját.

 

[molnibalage]

Ezzel a módszerrel nem az óceánokat vizsgálják hanem a partközeli vizeket.Nincs annyi műhold a világon,hogy 0-24-ben lefedje megfelelő felbontással a világ összes tengerét és óceánját.

Nincs és nem is cél. Hpasp kommentje arról szól, hogy az óceán közepén volt egy feltérképezetlen valamit, amibe úgy belerongyoltak, hogy isteni csoda, hogy a hajó megmaradt.

 

[dudi]

Igen értettem.De ez a példa nem releváns mert a semmi közepén szálguldott nem ott ahol ilyen felderítő műhold figyelhet.

 

[Celebra]

Szerintem továbbra is a mágneses anomália jelentheti az egyetlen nagyléptékű módszert,ha a szonár kiesik a tengok elcsendesedésével.Csak vegyiteni kell a MAD műholdakat radar műholdakkal.Ahol a MAD jelez,de a radar nem talál felszini célt,ott valószinüleg TAJ lopodzik.Persze ez még mindig csak valószinű észlelés,amit a tengóvadász gépeknek/hajóknak kellene ellenőrizni-pontositani.Hát nem egy szegény országnak való módszer,az biztos....

 

[Törölt tag 1945]

Infravörös felderítés

Az atomtengeralattjáró reaktorok szekunder köri hűtését tengervízzel oldják meg, ami hasonlóan Paksnál a Dunához, felmelegíti azt.

Duna hőmérsékletének mérése az Energiaklub civil szervezet szakmai igazgatója által.

Polgári metorológiai műholdak, akár 0.2°C pontossággal is képesek a tenger felszínének a hőmérsékletét mérni, annak infravörös tartományban való fényképezésével.
A mérés nappal, vagy éjszaka is lehetséges, természetesen csak tiszta időben.
Az óceánok 75%-át felhők takarják, 10 napból átlagosan 6-on, (az Atlanti óceán északi részén 10 napból átlagosan 8 napon át).

Számoljuk ki, hogy egy 3 csomóval lopakodó Virginia osztályú tengeralattjáró S9G típusú, 210MW hőteljesítményű reaktora, hány fokkal emeli meg a tenger hőmérsékletét.

Mivel 1kcal/s megegyezik 4186.8W-al
P = 210MW = 210’000’000 / 4186.8 = 50’157kcal/s

1 kcal az az energia, ami 1kg víz hőmérsékletét 1°C-al emeli meg, és mivel 1m³ víz 1000kg, így elmondhatjuk, hogy a Virginai egy köbméter víz hőmérsékletét másodpercenként 50.1°C-al emeli meg.

S9G hűtési igénye: 50.1°Cm³/s

Számítsuk ki, hogy 3 csomós lopakodási sebesség mellett mennyi víz keveredik össze a 10.1m átmérőjű Virginia mögött.

Virginia testének homlokfelülete
A = R² x π = (10.1 / 2)² x π = 80.1m²

Virginia mögött egy másodperc alatt összekeveredő víz térfogata
3csomó = 3 x 0.514 = 1.542m/s
V = 1.542m/s x 80.1m² = 123.5m³/s

Virginia által felmelegített víz hőmérséklet emelkedése
T = 50.1°Cm³/s / 123.5m³/s = 0.4°C

Fontos kiemelni, hogy a műholdak csak a vízfelszínt látják, az tengeralattjáró által felmelegített tengervíznek el kell érnie a felszínt az észleléshez.

A környezeténél 0.4°C-al melegebb víztömeg addig emelkedik, amíg el nem éri az azonos hőmérsékletű vízréteget, amely a mélysége az aktuális hónaptól függ.

A fenti ábrán látható hőmérsékleti gradienseket figyelembe véve az a maximális mélység, ahonnan a 0.4°C-al melegebb víztömeg a felszínt elérheti;
>100m – március
80m – december, január
60m – november
40m – május, június, október
20m – július, augusztus, szeptember

A fenti számítást elvégezve több osztály, különböző sebességértékeire.

 

[dudi]

Infravörös felderítés

Az atomtengeralattjáró reaktorok szekunder köri hűtését tengervízzel oldják meg, ami hasonlóan Paksnál a Dunához, felmelegíti azt.

Duna hőmérsékletének mérése az Energiaklub civil szervezet szakmai igazgatója által.

Polgári metorológiai műholdak, akár 0.2°C pontossággal is képesek a tenger felszínének a hőmérsékletét mérni, annak infravörös tartományban való fényképezésével.
A mérés nappal, vagy éjszaka is lehetséges, természetesen csak tiszta időben.
Az óceánok 75%-át felhők takarják, 10 napból átlagosan 6-on, (az Atlanti óceán északi részén 10 napból átlagosan 8 napon át).

Számoljuk ki, hogy egy 3 csomóval lopakodó Virginia osztályú tengeralattjáró S9G típusú, 210MW hőteljesítményű reaktora, hány fokkal emeli meg a tenger hőmérsékletét.

Mivel 1kcal/s megegyezik 4186.8W-al
P = 210MW = 210’000’000 / 4186.8 = 50’157kcal/s

1 kcal az az energia, ami 1kg víz hőmérsékletét 1°C-al emeli meg, és mivel 1m³ víz 1000kg, így elmondhatjuk, hogy a Virginai egy köbméter víz hőmérsékletét másodpercenként 50.1°C-al emeli meg.

S9G hűtési igénye: 50.1°Cm³/s

Számítsuk ki, hogy 3 csomós lopakodási sebesség mellett mennyi víz keveredik össze a 10.1m átmérőjű Virginia mögött.

Virginia testének homlokfelülete
A = R² x π = (10.1 / 2)² x π = 80.1m²

Virginia mögött egy másodperc alatt összekeveredő víz térfogata
3csomó = 3 x 0.514 = 1.542m/s
V = 1.542m/s x 80.1m² = 123.5m³/s

Virginia által felmelegített víz hőmérséklet emelkedése
T = 50.1°Cm³/s / 123.5m³/s = 0.4°C

Fontos kiemelni, hogy a műholdak csak a vízfelszínt látják, az tengeralattjáró által felmelegített tengervíznek el kell érnie a felszínt az észleléshez.

A környezeténél 0.4°C-al melegebb víztömeg addig emelkedik, amíg el nem éri az azonos hőmérsékletű vízréteget, amely a mélysége az aktuális hónaptól függ.

A fenti ábrán látható hőmérsékleti gradienseket figyelembe véve az a maximális mélység, ahonnan a 0.4°C-al melegebb víztömeg a felszínt elérheti;
>100m – március
80m – december, január
60m – november
40m – május, június, október
20m – július, augusztus, szeptember

A fenti számítást elvégezve több osztály, különböző sebességértékeire.

Ezt sem nevezhetjük használható megoldásnak.

 

[dudi]

Amegoldásnak.Arról van valami infó,hogy milyen mértékben hűtik a kiáramló vizet a tengeralattjárók?