Akkor belekezdenék egy, az amcsi szonárbójákról szóló sorozatba.*
*mivel csak műkedvelője vagyok a tengeralattjáró hadviselésnek (ez ugye nem légvédelem), így a sorozatot vitaindítónak szánom.
A források a sorozat végén lesznek felsorolva.
1941-ben a Német tengeralattjárók átálltak a farkasfalka taktikára, egyszerre több tengeralattjáró összehangoltan támadta az adott szövetséges konvojt.
Miközben a farkasfalka használatának első évében a németek 1'118 hajót süllyesztettek el, a szövetségesek által észlelt és megtámadott tengeralattjárók kilencvenöt százaléka megszökött.
Az USA keleti partjainál történt tengeralattjáró támadások után a US NAVY és az Army Air Force légi őrjáratokat szervezett, de mivel 1942 márciusáig a gépeik nem voltak radarral felszerelve, a vizuális célkutatás miatt csak nappal repülhettek.
1942 februárjában indult az amerikai szonárbója fejlesztése a Columbia Egyetemen.
AN/CRT-1 az első amerikai szonárbója 12.7 fontot (5.7kg) nyomott, egy 40 inch (1m) hosszú, és 5 hüvelyk (13cm) átmérőjű henger volt.
Ez lett később a standard 'A' szonárbója méret.
A háború idején kritikus fontosságú anyagok használatának elkerülése érdekében a bója külső hengere egy negyed hüvelyk (6mm) vastag gyantával bevont kartonpapír cső volt volt, ami pár óra vízmentességet biztosított.
Az elektronikát a csőben kör alakú falemezek közzé zárták, amiket ragasztószalaggal rögzítettek.
Az öt vákuumcsövet alkalmazó tized wattos teljesítményű rádióadó, a 6 szín-kódolt FM frekvencia valamelyikét használta a 60-72MHz sávban, táplálását négy párhuzamosan kötött 1.5V-os zseblámpa elem biztosította.
A 24 láb (7m) hosszú kábel végén leengedett hidrofon 100Hz és 10kHz között, az emberi fül frekvenciatartományán belüli hangokat továbbított.
A narancssárga 24 hüvelyk (61cm) átmérőjű ejtőernyő a bója tetején helyezkedett el.
Az immár radarral ellátott PB4Y-2 Privateer gépek (a jobb kis magasságú manőverező képesség miatt egyetlen nagy méretű függőleges vezérsíkkal ellátott B-24 Liberator változat) általában versenyt futottak a felszínen dízel üzemben haladó német tengeralattjárókkal, mivel azok a radar sugárzást észlelve azonnal lemerültek, amihez általában 1~2 percre volt szükségük.
Ekkorra a PB4Y-2 már leereszkedett 300m-re, és a lemerülés helyét megszórta vízibombákkal, illetve dobott egy (Purple - 1.) lila színkódú szonárbóját, hogy meghallgassa a találatot, esetleg ha a tengeralattjáró megúszta a vízibombákat, akkor hajócsavarjának a hangját (~130dB).
Ha a célt nem sikerült elsüllyesztetni, akkor további négy bóját dobtak a vízbe OBRY sorrendben.
(Orange - 2. narancs színkódú, Blue - 3. kék színkódú, Red - 4. piros színkódú, Yellow - 5. sárga színkódú)
A módszer a bója sorrendről kapta nevét; POBRY.
PB4Y-2 a cél lemerülésének helyétől egyenesen repült ~5km-t, és ott dobta a második bóját, a (Orange - 2.) narancs színkódút.
Ekkor a pilóta a (Purple - 1.) lila bóját irányadóként használva, széles bal-fordulóval az eredeti irányra merőlegesen átrepült a lila bója fölött, és egyenesen repülve, további ~5km megtétele után elhelyezte a harmadik (Blue - 3.) kék színkódú bóját is.
Ismételt bal-forduló után immár az eredeti iránnyal szemben következett a (Red - 4.) piros színkódú, majd újabb bal-forduló és átrepülés után a (Yellow - 5.) sárga színkódú bója elhelyezése is.
A (Green) zöld színű bóját tartaléknak hagyták meg, ha valamelyik korábban ledobott hibás lett volna.
A fenti manőver úgy jó negyed órát vett igénybe.
Ezután a szonárbója operátor rádióján a bóják frekvenciája között (tekerve) váltogatva, megállapította hogy melyik frekvencián a legerősebb a cél hangja, ezáltal melyik színű bója felé halad a cél.
Amennyiben a cél valamelyik szélső (OBRY) közelébe ért, akkor az köré újabb három (6., 7., 8.) bóját helyeztek a fent ismertetett átrepülésekkel.
A fenti módszerrel a vízalatt manőverező célt követni lehetett amíg akkumulátorai le nem merültek, és kénytelen volt felmerülni, hogy a felszínen már könnyű prédává válljék.
A PB4Y-2 gépek persze válthatták egymást a lemerült cél követése közben.
Mégha el is vesztették néha a célt a szonárbóják korabeli megbízhatatlansága miatt, addigra a védett konvoj már ledolgozhatatlan távolsági előnyre tett szert.
Becsüljük meg az
AN/CRT-1 szonárbója maximális felderítési távolságát egy elektromos üzemben haladó német tengeralattjáróval szemben.
szonárbója közép frekvenciája - fo
fmin - hidrofon minimális frekvenciája; 100Hz
fmax - hidrofon maximális frekvenciája; 10kHz
fo = √(fmin * fmax) = √(100Hz * 10'000Hz) = 1'000Hz
szonárbója nyeresége 1kHz frekvencián - DI1kHz
N - hidrofonok száma; 1 darab
fo - közép frekvencia; 1kHz
DI1kHz = 10 * log (N) - 20log (fo) = 10*log(1db) - 20log (1kHz) = 0dB
TL - Transmission Loss (hang terjedési vesztesége 1kHz-en); <- ezt keressük
SL - Source Level (cél által kibocsájtott zajszint 1kHz-en); ~130dB
NLs - Noise Level (tenger alapzaja 1kHz-en); ~90dB
DI - receiver Directivity Index (szonár erősítési tényezője 1kHz-en); 0dB
TL = SL + DI - NLs = 130dB + 0dB - 90dB = 40dB
A terjedési veszteségből már becsülhető a lemerült cél felderítési távolsága...
TL = 10 log R
R = 10^ (TL / 10) = 10^ (40dB / 10) ≈
10'000m
Néha hogy a célkövetés idejét meghosszabbítsák, a bójára szigszalagoztak még pár bedobozolt góliát elemet.
1942 októberétől a háború végéig az amerikai haditengerészet 150'000 szonárbóját és 7'500 vevőt rendelt meg.
A második világháború végén leállították a szonárbóják gyártását és további fejlesztését azzal a feltevéssel, hogy a háború utáni atom korszakban többet már egyáltalán nem lesz szükség rájuk...