Szonárok

[molnibalage]

Miért van erre szükség?a Csendes-óceán egy pontján robbantasz és egy másik pontján lévő szonárral halgatózol.Annak a szonárnak nem csak a parton szabad lennie simán lehet egy kísérleti hajón is.

Mert az egyenesen terjedő hangot akarod mérni. Szerinted miért mutatta meg Hpasp azt a kevéssé ismert dolgot, hogy NY-kal szemben van Új Zéland, ha megfelelő irányba állsz?

 

[dudi]

Mert az egyenesen terjedő hangot akarod mérni. Szerinted miért mutatta meg Hpasp azt a kevéssé ismert dolgot, hogy NY-kal szemben van Új Zéland, ha megfelelő irányba állsz?

És a Csendes-óceánin nem lehet ezt megtenni két olyan ponttal ami bárhol lehet?

 

[molnibalage]

És a Csendes-óceánin nem lehet ezt megtenni két olyan ponttal ami bárhol lehet?

Mutass két olyan pontot a Csendes-óceánon, amit egyenessel kötsz össze és orosz terület és összemérhető távolságra van a NY-NZ távolsággal.

 

[dudi]

Miért kéne szárazföld?Robbantasz valahol(az megy hajóról) meg valahová raksz egy szonárt(az is van hajóra telepíthető).

 

[Törölt tag 1945]

A hidegháború elején a feltételezett Szovjet tengeralattjáró fenyegetés felderítésére egy kísérleti rendszert telepítettek 1951 júliusában a Bahama-szigeteki Eleuthera-szigetére. A Jezebel projekt vízalatti kábelen elhelyezett hidrofonokból, és pár szigorúan őrzött part menti épületből állt.

Az épületben volt kivezetve a vízalatti kábel végződése, és a LOFARGRAM (Low Frequency Analyzer and Recorder Gram) nyomtatói.

Minden vételi irányszöghöz tartozott egy nyomtató, ami a frekvencia függvényében rajzolta a jelerősséget egy papírtekercsre, amin így idő függvényében lehetett a jelszint változását követni.
Egy függőleges vonal adott irányban állandó frekvenciájú jelforrást jelentett.

A Jezebel kísérlet sikeres volt, 1954-től 16 milliárd dollár felhasználásával 33 szigorúan titkos SOSUS (SOund SUrveillance System) állomást építettek ki.

1954-ben az első atom-tengeralattjárót a Nautilust könnyedén bemérték a SOSUS állomások még állóhelyzetben is, és emiatt megváltozott a US NAVY hozzáállása az atom-tengeralattjárók zajvédelméhez. 7 évvel később elkészült az első csendes tengeralattjáró a Tresher, aminek propellerzaját továbbra is könnyedén követte a SOSUS. A haditengerészet büszkeségét, az SSBN George Washington ballisztikus rakétahordozót első éles őrjáratán, a Barbados-i SOSUS állomás egészen a UK-Izland szorosig követte, az egész Atlanti óceánon keresztül.

1962-ben a Grand Turk szigeti SOSUS pontosan lokalizálta a Kubai blokád áttörésére készülő Szovjet Foxtrot dízel tengeralattjárókat, azokat a haditengerészet feltartóztatta, így azok nem érték el a Kubai kikötőt.

Ugyanannak az év Novemberében a Barbados-i SOSUS állomás először mérte be az Anglia mellett elhaladó első Szovjet atom-tengeralattjáró típust, a Pr627 Novembert.

1963. április 10-én az SSN-593 USS Thresher eltűnt mélytengeri gyakorlaton, a SOSUS segített megtalálni.

1968-ban a SOSUS azonosította az első Pr671 Viktor-I, és Pr670 Charlie-I típusokat, amit az Atlanti óceánra érkeztek.
Ugyanazon év május 21-én, az SSN-589 USS Scorpion tűnt el az Azori szigeteknél, ennek a hajónak a roncsát is a SOSUS adatai alapján találták meg.

1974-ben a SOSUS azonosította az első Pr667B Delta-I ballisztikus rakétahordozót, amit az Atlanti óceánra érkezett.

Walker árulása, és az azután megjelent Pr971 Akula-I "Walker Class" volt az első Szovjet típus, melynek követése már nehézségekbe ütközött.

Mivel ekkorra a Szovjet rakétahordozók is elhagyták az Atlanti óceánt, a SOSUS rendszer szép lassan értelmét vesztette.

AN/FQQ-10

A SOSUS állomások által alkalmazott szonár, a tengerfenékhez rögzített 1000 láb hosszú kábelből, és az azon elhelyezett 40db hidrofonból állt.

Számoljuk ki a szonár középfrekvenciáját - (f₀)
c - hangsebesség a vízben - 5'000 láb/sec
L - szonár hossza - 1'000 láb
N - hidrofonok száma - 40db
f₀ = (c*N) / (2*L) = (5'000 láb/sec * 40db) / (2 * 1'000 láb) = 100Hz

Számoljuk ki ennek a szonárnak a nyereségét - (DI)
N - hidrofonok száma - 40db
DI = 10 log (N) = 10 log (40db) ≈ 15dB

A fenti diagramból 100Hz-en a legsűrűbb VII-es hajóforgalmat ábrázoló görbét kikeresve, valamivel 90dB alá jön ki a háttérzaj szintje.
NLs = 90dB

Tehát az egyszerűsített szonáregyenletet alkalmazva, számoljuk ki két híres SOSUS észlelés elvi maximális távolságát.
SL - Source Level (cél által kibocsájtott zajszint)
NLs - Noise Level (az észlelő által kibocsájtott alapzaj - ebben az esetben a háttérzaj) = 90dB
DI - receiver Directivity Index (FQQ-10 szonár erősítési tényezője) = 15dB
TL - Transmission Loss (hang terjedési vesztesége) - ezt keressük, mivel átváltható felderítési távolságra a következők szerint:
+30dB ~1km
+35dB ~3km
+40dB ~10km
+45dB ~30km
+50dB ~100km
+55dB ~300km
+60db ~1'000km
+65dB ~3'000km
+70dB ~10'000km

TL = SL + DI - NLs

SSBN-598 George Washington
SL = 155dB
TL = 155dB + 15dB - 90dB = +80dB több mint 10'000km

Pr971 Akula-I
SL = 135dB
TL = 135dB + 15dB - 90dB = +60dB ~1'000km

Látható hogy a Pr971 Akula-I már simán el tud tűnni a SOSUS elől az ~5'000km átmérőjű Atlanti óceánon...
... mondjuk a Britannia - Izland - Grönland szorosban ki lehet szúrni amikor áthalad. (ezért is maradt meg pár SOSUS állomás)

 

[fip7]

Hpasp

Ebből a hozzá szólásodból kiindulva ha van egy hangos tengeralattjáróm, akkor nem csak engem hallanak meg messziről, hanem a saját zajom miatt én sem hallom a másikat?

 

[Törölt tag 1945]

Hpasp

Ebből a hozzá szólásodból kiindulva ha van egy hangos tengeralattjáróm, akkor nem csak engem hallanak meg messziről, hanem a saját zajom miatt én sem hallom a másikat?

Így van, sőt minél hangosabban haladsz, a saját zajod miatt annál kevésbé hallod a cél zaját.
Folytatása következik a tengeralattjáró fedélzeti szonárok összevetésével, nevezetesen az első amcsi integrált szonárral, az SSN-593 Tresher BQQ-1 szonár komplexumával...

 

[Törölt tag 1945]

A hidegháború elején a feltételezett Szovjet tengeralattjáró fenyegetés felderítésére egy kísérleti rendszert telepítettek 1951 júliusában a Bahama-szigeteki Eleuthera-szigetére. A Jezebel projekt vízalatti kábelen elhelyezett hidrofonokból, és pár szigorúan őrzött part menti épületből állt.

Az épületben volt kivezetve a vízalatti kábel végződése, és a LOFARGRAM (Low Frequency Analyzer and Recorder Gram) nyomtatói.

Minden vételi irányszöghöz tartozott egy nyomtató, ami a frekvencia függvényében rajzolta a jelerősséget egy papírtekercsre, amin így idő függvényében lehetett a jelszint változását követni.
Egy függőleges vonal adott irányban állandó frekvenciájú jelforrást jelentett.

A Jezebel kísérlet sikeres volt, 1954-től 16 milliárd dollár felhasználásával 33 szigorúan titkos SOSUS (SOund SUrveillance System) állomást építettek ki.

1954-ben az első atom-tengeralattjárót a Nautilust könnyedén bemérték a SOSUS állomások még állóhelyzetben is, és emiatt megváltozott a US NAVY hozzáállása az atom-tengeralattjárók zajvédelméhez. 7 évvel később elkészült az első csendes tengeralattjáró a Tresher, aminek propellerzaját továbbra is könnyedén követte a SOSUS. A haditengerészet büszkeségét, az SSBN George Washington ballisztikus rakétahordozót első éles őrjáratán, a Barbados-i SOSUS állomás egészen a UK-Izland szorosig követte, az egész Atlanti óceánon keresztül.

1962-ben a Grand Turk szigeti SOSUS pontosan lokalizálta a Kubai blokád áttörésére készülő Szovjet Foxtrot dízel tengeralattjárókat, azokat a haditengerészet feltartóztatta, így azok nem érték el a Kubai kikötőt.

Ugyanannak az év Novemberében a Barbados-i SOSUS állomás először mérte be az Anglia mellett elhaladó első Szovjet atom-tengeralattjáró típust, a Pr627 Novembert.

1963. április 10-én az SSN-593 USS Thresher eltűnt mélytengeri gyakorlaton, a SOSUS segített megtalálni.

1968-ban a SOSUS azonosította az első Pr671 Viktor-I, és Pr670 Charlie-I típusokat, amit az Atlanti óceánra érkeztek.
Ugyanazon év május 21-én, az SSN-589 USS Scorpion tűnt el az Azori szigeteknél, ennek a hajónak a roncsát is a SOSUS adatai alapján találták meg.

1974-ben a SOSUS azonosította az első Pr667B Delta-I ballisztikus rakétahordozót, amit az Atlanti óceánra érkezett.

Walker árulása, és az azután megjelent Pr971 Akula-I "Walker Class" volt az első Szovjet típus, melynek követése már nehézségekbe ütközött.

Mivel ekkorra a Szovjet rakétahordozók is elhagyták az Atlanti óceánt, a SOSUS rendszer szép lassan értelmét vesztette.

Az első atom-tengeralattjáró, amely integrált szonárkomplexummal rendelkezett, az amerikai SSN-593 Tresher volt.
A komplexum két addig szokatlan méretű szonárja a hajó teljes elejét elfoglalta, így a torpedó vető csöveket hátrébb, a menetiránnyal szöget bezáróan építették be, ezáltal nagy sebességnél azok nem használhatóak.

AN/BQQ-1 integrált szonár komplexum elemei:
- AN/BQS-6 gömb alakú, középfrekvenciájú aktív (és passzív) szonár
- AN/BQR-7 patkó alakú, alacsony frekvenciájú passzív szonár
- AN/BQG-1 PUFFS (Passive Underwater Fire Control Feasibility System) - tűzvezető rendszer

A fenti rajzon látható az AN/BQS-6 gömb alakú, illetve körülötte az AN/BQR-7 patkó alakban elhelyezett szonár oszlopsora, illetve a szonárkezelők helyisége.

A kezelők helyiségében, a hajó vége felé nézve építették be az AN/BQR-7 passzív szonár kezelőpultjait.

Bal szélen az AN/BQG-1 tűzvezető rendszer pultja, a két kisebb képernyőn volt a két szonár által észlelt cél képe, amit a középső indikátoron lehetett korrelálni.
Középen az AN/BQR-7 szonár kormánykerékkel manuálisan állítható célkövető nyalábjának négyzet alakú kijelzője.
Jobb oldalon ugyanennek a második, folyamatosan legyező nyalábjának LOFAR (Low Frequency Analysis and Ranging) helyzetkép nyomtatója.

A helyiség előrenéző oldalán voltak az AN/BQS-6 aktív/passzív szonár kezelőpultjai.

Bal szélen az AN/BQS-6 passzív üzemmódjához tartozó kezelőpult, ahol kormánnyal állítható a manuális nyaláb iránya, fölötte látható a második folyamatosan legyező passzív nyaláb által készített helyzetkép egy folyamatosan futó papírtekercsre kinyomtatva, a négyzetes keretben.
Középen az AN/BQS-6 aktív üzemmódjához tartozó kezelőpult. A háromszög alakú kijelzőn (SSI, sector-scan indicator) a cél vertikális irányát (távolság/mélység) lehetett meghatározni, a gömb alakún az irányát/távolságát.

 

[molnibalage]

Bal szélen az AN/BQS-6 passzív üzemmódjához tartozó kezelőpult, ahol kormánnyal állítható a manuális nyaláb iránya, fölötte látható a második folyamatosan legyező passzív nyaláb által készített helyzetkép egy folyamatosan futó papírtekercsre kinyomtatva, a négyzetes keretben.t.

Mennyi papírt vittek magukkal...?

 

[Törölt tag 1945]

Az első atom-tengeralattjáró, amely integrált szonárkomplexummal rendelkezett, az amerikai SSN-593 Tresher volt.
A komplexum két addig szokatlan méretű szonárja a hajó teljes elejét elfoglalta, így a torpedó vető csöveket hátrébb, a menetiránnyal szöget bezáróan építették be, ezáltal nagy sebességnél azok nem használhatóak.

AN/BQQ-1 integrált szonár komplexum elemei:
- AN/BQS-6 gömb alakú, középfrekvenciájú aktív (és passzív) szonár
- AN/BQR-7 patkó alakú, alacsony frekvenciájú passzív szonár
- AN/BQG-1 PUFFS (Passive Underwater Fire Control Feasibility System) - tűzvezető rendszer

A fenti rajzon látható az AN/BQS-6 gömb alakú, illetve körülötte az AN/BQR-7 patkó alakban elhelyezett szonár oszlopsora, illetve a szonárkezelők helyisége.

A kezelők helyiségében, a hajó vége felé nézve építették be az AN/BQR-7 passzív szonár kezelőpultjait.

Bal szélen az AN/BQG-1 tűzvezető rendszer pultja, a két kisebb képernyőn volt a két szonár által észlelt cél képe, amit a középső indikátoron lehetett korrelálni.
Középen az AN/BQR-7 szonár kormánykerékkel manuálisan állítható célkövető nyalábjának négyzet alakú kijelzője.
Jobb oldalon ugyanennek a második, folyamatosan legyező nyalábjának LOFAR (Low Frequency Analysis and Ranging) helyzetkép nyomtatója.

A helyiség előrenéző oldalán voltak az AN/BQS-6 aktív/passzív szonár kezelőpultjai.

Bal szélen az AN/BQS-6 passzív üzemmódjához tartozó kezelőpult, ahol kormánnyal állítható a manuális nyaláb iránya, fölötte látható a második folyamatosan legyező passzív nyaláb által készített helyzetkép egy folyamatosan futó papírtekercsre kinyomtatva, a négyzetes keretben.
Középen az AN/BQS-6 aktív üzemmódjához tartozó kezelőpult. A háromszög alakú kijelzőn (SSI, sector-scan indicator) a cél vertikális irányát (távolság/mélység) lehetett meghatározni, a gömb alakún az irányát/távolságát.

BQS-6 középfrekvenciájú aktív (és passzív) szonár

A 14.6t súlyú AN/BQS-6 egy 15 láb átmérőjű gömb felületén 1241db hidrofont tartalmazott.

Baloldalt felül - a csupasz váz, még hidrofonok nélkül.
Jobboldalt felül - beépítésre készen letakarva, pár hidrofon kilátszik.
Baloldalt alul - gömb belsejében a különálló hidrofonok kivezetései.
Jobboldalt alul - a hidrofonok kivezetései két gömb modellben végződtek, amiben két mechanikusan mozgatott adó/vevő állította elő a szonár két nyalábját. (folyamatosan legyező helyzetképet adót, illetve a másik manuálisan állítható célkövetőt)

Becsüljük meg ennek a szonárnak a nyereségét, 1kHz frekvencián.

szonár gömb kerülete
K = D * π = 15ft * π = 47.1ft

hidrofonok közepének egymástól való távolsága a gömb kerületén
L =K / N = 47.1ft / 80db = 0.589 ft

hullámhossz feltételezve hogy a hidrofonok fél hullámhossz távolságban lettek elhelyezve
λ = 2 * L = 2 * 0.589 ft = 1.178 ft

szonár becsült közép frekvenciája
fo = c / λ = 5000ft/s / 1.178ft = 4.2kHz

szonár nyeresége 1kHz frekvencián (a cél irányába csak a hidrofonok fele néz)
DI1kHz = 10 * log (N) - 20log (fo) = 10*log(620db) - 20log (4.2kHz) ≈ 15dB

Ezzel a szonárral lehetett ugyan passzívan is hallgatózni (főleg a vízben lévő torpedók, illetve aktív szonárjelek felderítése céljából), de passzív felderítés alapvető eszköze a BQR-7 alacsony frekvenciájú passzív szonár volt.

BQR-7 alacsony frekveniájú passzív szonár

Három sorban összesen 156db hidrofon (52db soronként) patkó alakban ölelte körül a gömbszonárt.
A hidrofonjai két és fél láb távolságra voltak egymástól.
Mivel az AN/BQR-7 alapfrekvenciája 1kHz volt, innen ered az a szokás, hogy minden cél zajszintjét ezen a frekvencián adják meg.

Számoljuk ki ennek a szonárnak a nyereségét (a cél irányába csak a hidrofonok fele néz)

DI = 10 * log (N) - 20log (f) = 10 log (78db) - 20log (1kHz) ≈ 19dB

Az SSN-593 Tresher korábban becsült zaja (taktikai sebességen) 145dB.
Az egyszerűsített passzív szonár egyenlet segítségével megbecsülhetjük azt a távolságot, ahol a korabeli szovjet HEN egységeket (Pr658 Hotel, Pr659 Echo, Pr627 November) fel tudta deríteni, még akkor is ha azok egy-helyben álltak (165dB zajkibocsájtás mellett).

TL - Transmission Loss (hang terjedési vesztesége 1kHz-en);
SL - Source Level (cél HEN egység által kibocsájtott zajszint 1kHz-en); 165dB
NLs - Noise Level (az észlelő SSN-593 Tresher által kibocsájtott alapzaj 1kHz-en); 145dB
DI - receiver Directivity Index (AN/BQR-7 passzív szonár erősítési tényezője); 19dB

TL = SL + DI - NLs = 165dB + 19dB - 145dB = 39dB

A terjedési veszteségből már becsülhető a HEN cél minimális felderítési távolsága...
TL = 10 log R
R = 10^ (TL / 10) = 10^ (39dB / 10) ≈ 8km

... természetesen ha a cél pár csomónál nagyobb sebességgel haladt, akkor ez a távolság is értelemszerűen nőtt.

 

[Törölt tag 1945]

Mennyi papírt vittek magukkal...?

Biztosan elfért, másrészt ezeknek a korai analóg egységeknek MTBF-e szerintem aligha tette lehetővé hogy folyamatosan üzemeljenek.
Visszaemlékezés:

Here's a sea story 4U:

When I first joined I was assigned as Sonar Officer. The active system was broke (required a special vacuum tube to fix) and remained out-of-commission for nearly the entire time I was aboard. Finally the tube arrived and we could do active again. Shortly afterward, we were helping one of the newer boats do a 'workup' prior to deployment. We were supposed to exercise with a surface ship while the other boat tried to covertly collect intel on what we were doing.

Well, we began our exercise and never got a sniff of the 'intruding' sub on passive. Finally, our CO ordered an active search -- when we lit off our active we found the other boat just 1000 yards away!

:arrgh!:

 

[dudi]

Mennyi papírt vittek magukkal...?

Mármint hány erdőt?

 

[molnibalage]

Biztosan elfért, másrészt ezeknek a korai analóg egységeknek MTBF-e szerintem aligha tette lehetővé hogy folyamatosan üzemeljenek.
Visszaemlékezés:

Here's a sea story 4U:

When I first joined I was assigned as Sonar Officer. The active system was broke (required a special vacuum tube to fix) and remained out-of-commission for nearly the entire time I was aboard. Finally the tube arrived and we could do active again. Shortly afterward, we were helping one of the newer boats do a 'workup' prior to deployment. We were supposed to exercise with a surface ship while the other boat tried to covertly collect intel on what we were doing.

Well, we began our exercise and never got a sniff of the 'intruding' sub on passive. Finally, our CO ordered an active search -- when we lit off our active we found the other boat just 1000 yards away!

:arrgh!:

Uh, az kemény.

 

[Törölt tag 1945]

BQS-6 középfrekvenciájú aktív (és passzív) szonár

A 14.6t súlyú AN/BQS-6 egy 15 láb átmérőjű gömb felületén 1241db hidrofont tartalmazott.

Baloldalt felül - a csupasz váz, még hidrofonok nélkül.
Jobboldalt felül - beépítésre készen letakarva, pár hidrofon kilátszik.
Baloldalt alul - gömb belsejében a különálló hidrofonok kivezetései.
Jobboldalt alul - a hidrofonok kivezetései két gömb modellben végződtek, amiben két mechanikusan mozgatott adó/vevő állította elő a szonár két nyalábját. (folyamatosan legyező helyzetképet adót, illetve a másik manuálisan állítható célkövetőt)

Becsüljük meg ennek a szonárnak a nyereségét, 1kHz frekvencián.

szonár gömb kerülete
K = D * π = 15ft * π = 47.1ft

hidrofonok közepének egymástól való távolsága a gömb kerületén
L =K / N = 47.1ft / 80db = 0.589 ft

hullámhossz feltételezve hogy a hidrofonok fél hullámhossz távolságban lettek elhelyezve
λ = 2 * L = 2 * 0.589 ft = 1.178 ft

szonár becsült közép frekvenciája
fo = c / λ = 5000ft/s / 1.178ft = 4.2kHz

szonár nyeresége 1kHz frekvencián (a cél irányába csak a hidrofonok fele néz)
DI1kHz = 10 * log (N) - 20log (fo) = 10*log(620db) - 20log (4.2kHz) ≈ 15dB

Ezzel a szonárral lehetett ugyan passzívan is hallgatózni (főleg a vízben lévő torpedók, illetve aktív szonárjelek felderítése céljából), de passzív felderítés alapvető eszköze a BQR-7 alacsony frekvenciájú passzív szonár volt.

BQR-7 alacsony frekveniájú passzív szonár

Három sorban összesen 156db hidrofon (52db soronként) patkó alakban ölelte körül a gömbszonárt.
A hidrofonjai két és fél láb távolságra voltak egymástól.
Mivel az AN/BQR-7 alapfrekvenciája 1kHz volt, innen ered az a szokás, hogy minden cél zajszintjét ezen a frekvencián adják meg.

Számoljuk ki ennek a szonárnak a nyereségét (a cél irányába csak a hidrofonok fele néz)

DI = 10 * log (N) - 20log (f) = 10 log (78db) - 20log (1kHz) ≈ 19dB

Az SSN-593 Tresher korábban becsült zaja (taktikai sebességen) 145dB.
Az egyszerűsített passzív szonár egyenlet segítségével megbecsülhetjük azt a távolságot, ahol a korabeli szovjet HEN egységeket (Pr658 Hotel, Pr659 Echo, Pr627 November) fel tudta deríteni, még akkor is ha azok egy-helyben álltak (165dB zajkibocsájtás mellett).

TL - Transmission Loss (hang terjedési vesztesége 1kHz-en);
SL - Source Level (cél HEN egység által kibocsájtott zajszint 1kHz-en); 165dB
NLs - Noise Level (az észlelő SSN-593 Tresher által kibocsájtott alapzaj 1kHz-en); 145dB
DI - receiver Directivity Index (AN/BQR-7 passzív szonár erősítési tényezője); 19dB

TL = SL + DI - NLs = 165dB + 19dB - 145dB = 39dB

A terjedési veszteségből már becsülhető a HEN cél minimális felderítési távolsága...
TL = 10 log R
R = 10^ (TL / 10) = 10^ (39dB / 10) ≈ 8km

... természetesen ha a cél pár csomónál nagyobb sebességgel haladt, akkor ez a távolság is értelemszerűen nőtt.

Az SSN-593 Tresher osztály HEN (Pr658 Hotel, Pr659 Echo, Pr627 November) céljai az amerikai partok, és persze a SOSUS érzékelők előtt őrjáratoztak.
Megtalálni és követni a célokat a SOSUS koordinátái alapján nem jelentett problémát.
Ha el is veszítették a célt, kértek új koordinátát, és folytatódott a játék...

 

[gacsat]

AN/FQQ-10

A SOSUS állomások által alkalmazott szonár, a tengerfenékhez rögzített 1000 láb hosszú kábelből, és az azon elhelyezett 40db hidrofonból állt.

Számoljuk ki a szonár középfrekvenciáját - (f₀)
c - hangsebesség a vízben - 5'000 láb/sec
L - szonár hossza - 1'000 láb
N - hidrofonok száma - 40db
f₀ = (c*N) / (2*L) = (5'000 láb/sec * 40db) / (2 * 1'000 láb) = 100Hz

Számoljuk ki ennek a szonárnak a nyereségét - (DI)
N - hidrofonok száma - 40db
DI = 10 log (N) = 10 log (40db) ≈ 15dB

A fenti diagramból 100Hz-en a legsűrűbb VII-es hajóforgalmat ábrázoló görbét kikeresve, valamivel 90dB alá jön ki a háttérzaj szintje.
NLs = 90dB

Tehát az egyszerűsített szonáregyenletet alkalmazva, számoljuk ki két híres SOSUS észlelés elvi maximális távolságát.
SL - Source Level (cél által kibocsájtott zajszint)
NLs - Noise Level (az észlelő által kibocsájtott alapzaj - ebben az esetben a háttérzaj) = 90dB
DI - receiver Directivity Index (FQQ-10 szonár erősítési tényezője) = 15dB
TL - Transmission Loss (hang terjedési vesztesége) - ezt keressük, mivel átváltható felderítési távolságra a következők szerint:
+30dB ~1km
+35dB ~3km
+40dB ~10km
+45dB ~30km
+50dB ~100km
+55dB ~300km
+60db ~1'000km
+65dB ~3'000km
+70dB ~10'000km

TL = SL + DI - NLs

SSBN-598 George Washington
SL = 155dB
TL = 155dB + 15dB - 90dB = +80dB több mint 10'000km

Pr971 Akula-I
SL = 135dB
TL = 135dB + 15dB - 90dB = +60dB ~1'000km

Látható hogy a Pr971 Akula-I már simán el tud tűnni a SOSUS elől az ~5'000km átmérőjű Atlanti óceánon...
... mondjuk a Britannia - Izland - Grönland szorosban ki lehet szúrni amikor áthalad. (ezért is maradt meg pár SOSUS állomás)

Lemardt a két norvég állomás.

 

[Törölt tag 1945]

Lemardt a két norvég állomás.

A képen rajta van, sőt a Japán állomás is.

 

[Törölt tag 1945]

Az SSN-593 Tresher osztály HEN (Pr658 Hotel, Pr659 Echo, Pr627 November) céljai az amerikai partok, és persze a SOSUS érzékelők előtt őrjáratoztak.
Megtalálni és követni a célokat a SOSUS koordinátái alapján nem jelentett problémát.
Ha el is veszítették a célt, kértek új koordinátát, és folytatódott a játék...

Az 1967 és 1975 között rendszeresített SSN-637 Sturgeon osztály 37 egységének hajói a csendes 7 ágú propelleren kívül a BQQ-3 szonárkomplexumot is megkapták.

AN/BQQ-3 integrált szonár komplexum elemei:
- 15 láb átmérőjű, gömb alakú, középfrekvenciájú aktív (és passzív) szonár
- patkó alakú, alacsony frekvenciájú passzív szonár
- analóg tűzvezető rendszer
- AN/BQR-20

A fentiekből látható, hogy az amerikai szonár fejlesztés a Lego elvet alkalmazta, ami a régiek megtartásával, mindig csak egy-egy új elemet adott a komplexumhoz.
A BQQ-3 esetén ez a BQR-20 RTA (Real-Time Spectrum Analyzer) valósidejű zaj-spektrum demodulátor volt, amivel lehetővé vállt a cél széles spektrumú zajának, összetevőire bontása.

A célzaj de-modulálása lehetővé tette a célok osztályozását zajuk alapján, sőt az osztály egyes egységeinek megkülönböztetését is, azok eltérő zajlenyomata alapján. A Sturgeon osztály 37 hajójának feladata lett az ellenfél összes egységének követése, illetve zajlenyomat levétele róluk, a későbbi gyors azonosíthatóság céljából.

Miután a cél típusa (és a konkrét egység) azonosítva lett a zajlenyomat alapján, propeller zajának de-modulálásával lehetővé vált annak sebességének folyamatos ismerete, ami rejtett célkövetést tett lehetővé.

Egy típus sebességéhez adott propeller fordulat tartozik.
A propeller lapátok által keltett zaj de-modulálásával folyamatosan mérhető azok fordulatszáma, és a propeller ágak számának ismeretében számolható a cél pillanatnyi sebessége.

A Sturgeon osztály korabeli ellenfelei a CVY (Pr670 Charlie, 667A Yankee, Pr671 Victor-I/II) egységek voltak, taktikai sebességen (pár csomó) ~160dB alapzajjal.

TL - Transmission Loss (hang terjedési vesztesége 1kHz-en); <- ezt keressük
SL - Source Level (cél CVY egység által kibocsájtott zajszint 1kHz-en); ~160dB
NLs - Noise Level (az észlelő SSN-637 Sturgeon által kibocsájtott alapzaj 1kHz-en); ~140dB
DI - receiver Directivity Index (alacsony frekvenciájú passzív szonár erősítési tényezője); 19dB

TL = SL + DI - NLs = 160dB + 19dB - 140dB = 39dB

A terjedési veszteségből már becsülhető a CVY cél minimális felderítési távolsága...
TL = 10 log R
R = 10^ (TL / 10) = 10^ (39dB / 10) ≈ 8km

... természetesen ha a cél pár csomónál nagyobb sebességgel haladt, akkor ez a távolság is értelemszerűen nőtt.

Jön a leghíresebb horgászhal bevetés...

 

[gacsat]

AN/FQQ-10

A SOSUS állomások által alkalmazott szonár, a tengerfenékhez rögzített 1000 láb hosszú kábelből, és az azon elhelyezett 40db hidrofonból állt.

Számoljuk ki a szonár középfrekvenciáját - (f₀)
c - hangsebesség a vízben - 5'000 láb/sec
L - szonár hossza - 1'000 láb
N - hidrofonok száma - 40db
f₀ = (c*N) / (2*L) = (5'000 láb/sec * 40db) / (2 * 1'000 láb) = 100Hz

Számoljuk ki ennek a szonárnak a nyereségét - (DI)
N - hidrofonok száma - 40db
DI = 10 log (N) = 10 log (40db) ≈ 15dB

A fenti diagramból 100Hz-en a legsűrűbb VII-es hajóforgalmat ábrázoló görbét kikeresve, valamivel 90dB alá jön ki a háttérzaj szintje.
NLs = 90dB

Tehát az egyszerűsített szonáregyenletet alkalmazva, számoljuk ki két híres SOSUS észlelés elvi maximális távolságát.
SL - Source Level (cél által kibocsájtott zajszint)
NLs - Noise Level (az észlelő által kibocsájtott alapzaj - ebben az esetben a háttérzaj) = 90dB
DI - receiver Directivity Index (FQQ-10 szonár erősítési tényezője) = 15dB
TL - Transmission Loss (hang terjedési vesztesége) - ezt keressük, mivel átváltható felderítési távolságra a következők szerint:
+30dB ~1km
+35dB ~3km
+40dB ~10km
+45dB ~30km
+50dB ~100km
+55dB ~300km
+60db ~1'000km
+65dB ~3'000km
+70dB ~10'000km

TL = SL + DI - NLs

SSBN-598 George Washington
SL = 155dB
TL = 155dB + 15dB - 90dB = +80dB több mint 10'000km

Pr971 Akula-I
SL = 135dB
TL = 135dB + 15dB - 90dB = +60dB ~1'000km

Látható hogy a Pr971 Akula-I már simán el tud tűnni a SOSUS elől az ~5'000km átmérőjű Atlanti óceánon...
... mondjuk a Britannia - Izland - Grönland szorosban ki lehet szúrni amikor áthalad. (ezért is maradt meg pár SOSUS állomás)

https://translate.googleusercontent...700208&usg=ALkJrhgEjSsVVIqcT9ymjjKsEQrJbQDWPw

 

[Törölt tag 1945]

https://translate.googleusercontent...700208&usg=ALkJrhgEjSsVVIqcT9ymjjKsEQrJbQDWPw

Elég sok marhaságot írnak ebben a cikkben...

"The only torpedo of NATO, capable of reaching a depth of 1000 m, today is the MU90 / IMPACT", reminds Gazeta.ru, Deputy Center for Analysis of Strategies and Technologies Konstantin Makienko."

... az Mk48 Mod.4 (Envelope Extension Program) már tudta a 3000 láb merülési mélységet (akkoriban azt hitték hogy az Alfa tud annyit), az Mk.48 Mod.5 ADCAP meg már 4000 lábot is tudott. Persze az ADCAP is csak 42 csomóval haladó célokkal szemben garantál találatot.

 

[Törölt tag 1945]

Az 1967 és 1975 között rendszeresített SSN-637 Sturgeon osztály 37 egységének hajói a csendes 7 ágú propelleren kívül a BQQ-3 szonárkomplexumot is megkapták.

AN/BQQ-3 integrált szonár komplexum elemei:
- 15 láb átmérőjű, gömb alakú, középfrekvenciájú aktív (és passzív) szonár
- patkó alakú, alacsony frekvenciájú passzív szonár
- analóg tűzvezető rendszer
- AN/BQR-20

A fentiekből látható, hogy az amerikai szonár fejlesztés a Lego elvet alkalmazta, ami a régiek megtartásával, mindig csak egy-egy új elemet adott a komplexumhoz.
A BQQ-3 esetén ez a BQR-20 RTA (Real-Time Spectrum Analyzer) valósidejű zaj-spektrum demodulátor volt, amivel lehetővé vállt a cél széles spektrumú zajának, összetevőire bontása.

A célzaj de-modulálása lehetővé tette a célok osztályozását zajuk alapján, sőt az osztály egyes egységeinek megkülönböztetését is, azok eltérő zajlenyomata alapján. A Sturgeon osztály 37 hajójának feladata lett az ellenfél összes egységének követése, illetve zajlenyomat levétele róluk, a későbbi gyors azonosíthatóság céljából.

Miután a cél típusa (és a konkrét egység) azonosítva lett a zajlenyomat alapján, propeller zajának de-modulálásával lehetővé vált annak sebességének folyamatos ismerete, ami rejtett célkövetést tett lehetővé.

Egy típus sebességéhez adott propeller fordulat tartozik.
A propeller lapátok által keltett zaj de-modulálásával folyamatosan mérhető azok fordulatszáma, és a propeller ágak számának ismeretében számolható a cél pillanatnyi sebessége.

A Sturgeon osztály korabeli ellenfelei a CVY (Pr670 Charlie, 667A Yankee, Pr671 Victor-I/II) egységek voltak, taktikai sebességen (pár csomó) ~160dB alapzajjal.

TL - Transmission Loss (hang terjedési vesztesége 1kHz-en); <- ezt keressük
SL - Source Level (cél CVY egység által kibocsájtott zajszint 1kHz-en); ~160dB
NLs - Noise Level (az észlelő SSN-637 Sturgeon által kibocsájtott alapzaj 1kHz-en); ~140dB
DI - receiver Directivity Index (alacsony frekvenciájú passzív szonár erősítési tényezője); 19dB

TL = SL + DI - NLs = 160dB + 19dB - 140dB = 39dB

A terjedési veszteségből már becsülhető a CVY cél minimális felderítési távolsága...
TL = 10 log R
R = 10^ (TL / 10) = 10^ (39dB / 10) ≈ 8km

... természetesen ha a cél pár csomónál nagyobb sebességgel haladt, akkor ez a távolság is értelemszerűen nőtt.

Jön a leghíresebb horgászhal bevetés...

A Sturgeon osztály 37 egységének sok-ezer bevetéséből, alig néhány minősítését oldottak fel, így következzék az "Operation Evening Star" művelet.

1978 március 2-án hajózott ki az SSN-681 USS Batfish Charleston kikötőjéből.
A parancs szerint, merülés után irány a Norvég tenger.

Március 17-én, az északi sarkkörtől 400km-el északra a Norvég tengeren érkezett rádión az utasítás az "Operation Evening Star" művelet megkezdésére.
A SOSUS rendszer észlelt egy Pr667A Yankee-I ballisztikus rakétahordozót, amint az megkezdte hosszú utazását az Atlanti óceáni őrjárati zónájába.
A cél hozzávetőleges pozícióját, egy P-3 Orion gép pontosította, szonárbóják ledobásával.
21:39z-kor a Batfish is észlelte a célt, és megkezdődött annak követése.
A Yankee bal oldali hajócsavarja zajosabb volt (alighanem az egyik ága el volt görbülve) így a Batfish igyekezett cél baloldalán maradni, és azt 7~10'000 yard távolságban lemaradva követni. (ami a passzív szonár észlelési határa volt)

Március 20-án, 51 órányi követés után, a Yankee eltűnt a Batfish szonárjáról, így a kapitány kénytelen volt periszkóp mélységbe emelkedni, és rádión közölni a hírt a Norfolki parancsnoksággal.
SUBLANT azonnal indított egy P-3 Orion-t Izland-ról, hogy az szonárbójákkal ismét megtalálja a célt.
Egy nappal később a rádión kapott koordináták segítségével sikerült a követést folytatni a rakétahordozó őrjárati zónájáig. (Yankee box)

A Yankee Box őrjáratozási zóna, az SSBN rakétáinak maximális hatótávolságában volt, ahonnan még éppen elérhette az USA nyugati parti városait.
Itt az lelassított taktikai sebességre, és lassú óramutató járásával megegyező kőrözésbe fogott.

A következő 19 napon át egy szigorúan követett napi rutin szerint őrjáratozott a cél.
Minden reggel pontosan 6:00z-kor bekapcsoltak valami zajosat a fedélzeten. (talán valami generátort?)
Óránként végrehajtott egy Bolond Iván manővert, amikor a cél megfordult, és aktiválta Block of Woods (BOW) nevű aktív szonárját.
Ennek hangja két fakocka összecsapására emlékeztetett, innen is kapta a nevét.

Az ügyeletet 4 órás váltásokban adhatták a tisztek a Yankee fedélzetén, mert 4 órán át mindig pontosan óra 45 perckor, utána 4 órán át - pontosan óra után 20 perckor, és legvégül 4 órán át - pontosan óra után 30 perckor kezdték a Bolond Iván manővert. Utána kezdődött a sorrend elölről.
A három 4 órás ügyeletes tiszt közül ketten jobbra, egyvalaki mindig balra kezdte a fordulót, róla azt tippelték a Batfish fedélzetén, hogy balkezes lehetett.
A cél által szorosan követett napirend persze jelentősen egyszerűsítette a Batfish dolgát, hiszen pontosan tudhatták előre, mikor következik a Bolond Iván manőverrel együtt-járó aktív szonár használat.

Április vége felé lazult az addig szigorúan tartott menetrend a cél fedélzetén, kihagytak egy-egy Bolond Ivánt, és a BOW aktív szonárt is egyre ritkábban használták.
Az őrjárat 19. napján a Yankee megindult hazafelé.

Az "Operation Evening Star" művelet 46. napján, a Yankee áthaladt egy halászflotta alatt.
A zajos Dízelmotoros halászhajók hálóiba nem akart a Batfish beleakadni, így a flotta kikerülésével ismét elveszítették a hazafelé tartó céljukat.
A Yankee eddigi hazafelé tartó útjának extrapolálásával, és előreszáguldással a számított pozícióba, sikerült azt ismét megtalálni, és követését folytatni.

Május 5-én, összesen 50 napnyi követés, és 10'369 mérföld megtétele után a Norvég tengeren véget ért az "Operation Evening Star" művelet, és az SSN-681 USS Batfish is haza indult.
1978 Május 17-én ért otthoni kikötőjébe Charleston-ba, teljesítve 77 napos (még a mogyoróvaj is elfogyott a fedélzeten) bevetését, aminek minősítését ritka kivételként 2001-ben feloldották.