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Fabricantes y proveedores de sonoboyas
ASELSAN
Sistemas avanzados de misión para las fuerzas de defensa en los ámbitos terrestre, aéreo, naval y espacial
Platinum Partner
Guía para prescriptores sobre boyas acústicas para operaciones antisubmarinas
Introducción a las sonoboyas para operaciones navales
Una sonoboya es un dispositivo sensor desechable que se despliega en el océano para recopilar información acústica o medioambiental y transmitirla a una plataforma de procesamiento remota. En la guerra antisubmarina (ASW), las sonoboyas permiten a los aviones y helicópteros de patrulla marítima establecer campos de sensores distribuidos sin necesidad de que la propia aeronave se sumerja en el agua. La Armada de los Estados Unidos describe las sonoboyas como sensores electromecánicos lanzados desde el aire que se utilizan para transmitir información acústica submarina a procesadores remotos.
Los sistemas modernos de sonoboyas para la ASW combinan sensores submarinos, componentes electrónicos de procesamiento de señales, comunicaciones por radio, equipos de flotación, fuentes de alimentación y mecanismos de lanzamiento en un paquete compacto. Los diferentes tipos de boyas acústicas permiten la escucha pasiva, la telemetría activa por eco, las operaciones multistáticas, la medición ambiental y misiones especializadas. Por lo tanto, el despliegue de las boyas acústicas puede adaptarse al entorno acústico y a la tarea de detección, localización, clasificación o seguimiento.
Tipos principales de sonoboyas
Sonoboyas pasivas
La boya acústica de ASELSAN, la aselBUOY 100 P.
Las boyas acústicas pasivas captan la energía acústica submarina sin transmitir señales de sonar. Pueden detectar maquinaria, sistemas de propulsión y otras firmas acústicas, al tiempo que mantienen una postura de detección acústicamente pasiva. Las boyas acústicas LOFAR tradicionales utilizan hidrófonos omnidireccionales para el análisis y la grabación de bajas frecuencias (LOFAR), y la información acústica recibida se transmite a la plataforma de monitorización para su procesamiento.
Sonoboys pasivas direccionales
Los sistemas pasivos direccionales añaden información de rumbo a la detección acústica. La boya acústica DIFAR, o boya de análisis y grabación direccional de frecuencias (DIFAR), combina la recepción acústica pasiva con la detección direccional, de modo que los operadores puedan estimar el rumbo de un contacto. Varias boyas acústicas direccionales pueden facilitar la localización y el seguimiento, al tiempo que permiten a una aeronave supervisar un campo acústico más amplio. La documentación de la Armada de los Estados Unidos identifica la familia AN/SSQ-53 como una boya acústica pasiva direccional.
Sonoboyas activas
Una boya acústica activa transmite energía acústica al agua y capta los ecos procedentes de objetos sumergidos. Las boyas acústicas activas por comando (CASS) permiten a la plataforma de vigilancia controlar aspectos de la transmisión activa tras su despliegue. La boya acústica DICASS, o Sistema de Boyas Acústicas Direccionales Activadas por Comando (DICASS), proporciona información activa sobre distancia, rumbo y efecto Doppler que puede facilitar la localización y el seguimiento.
Sonoboyas combinadas activas y pasivas
Las boyas acústicas combinadas integran funciones acústicas complementarias dentro de una arquitectura ASW, lo que permite que la información activa y pasiva contribuya a la misma imagen táctica. La combinación de modos de detección puede proporcionar una mayor flexibilidad cuando las condiciones ambientales, el comportamiento del objetivo o los requisitos de la misión hacen que no sea suficiente confiar en una sola técnica acústica.
Sonoboys con fuente multistática y receptor multistático
El sistema ASW multistático separa la fuente acústica de uno o más receptores. Las boyas sonoras de fuente generan transmisiones acústicas, mientras que las boyas sonoras de receptor detectan los ecos resultantes en otras posiciones del campo. La boya acústica ADAR, o receptor activo desplegable desde el aire (ADAR), es un elemento receptor acústico pasivo que se utiliza en operaciones activas multistáticas, más que un transmisor activo en sí mismo. Esta geometría distribuida puede mejorar la flexibilidad de la búsqueda acústica en áreas extensas.
Sonoboyas batitermográficas
Las boyas acústicas con batitermógrafo miden la temperatura del agua en función de la profundidad, proporcionando información ambiental que se utiliza para evaluar la propagación acústica submarina. Los gradientes de temperatura y las termoclinas pueden refractar el sonido e influir sustancialmente en la profundidad efectiva del sensor y en el rendimiento del sonar. Por lo tanto, los datos del batitermógrafo ayudan a las tripulaciones aéreas a seleccionar las tácticas adecuadas de despliegue de las sonoboyas, más que a detectar directamente submarinos.
Sonoboys para misiones especiales
Las boyas sonoras para misiones especiales están configuradas para satisfacer requisitos que van más allá de las funciones básicas pasivas, activas, multistáticas y de batitermografía. Sus funciones pueden incluir la medición ambiental, las comunicaciones, la señalización acústica, la realización de pruebas u otras tareas de detección específicas de la misión. Las especificaciones de cada boya acústica dependen de la plataforma prevista, la misión acústica, la profundidad de funcionamiento, la autonomía y los requisitos de interfaz.
Aplicaciones de las boyas acústicas en la guerra antisubmarina
Detección de submarinos
Las boyas acústicas para la guerra antisubmarina (ASW) proporcionan una cobertura acústica distribuida en toda una zona de operaciones. Los sensores pasivos buscan sonidos submarinos característicos, mientras que los sistemas activos detectan los reflejos generados por la energía acústica transmitida. El tipo de sensor y la ubicación de la boya acústica se seleccionan en función del entorno acústico previsto y de los requisitos de búsqueda.
Localización de contactos
La detección confirma la presencia de un posible objetivo, mientras que la localización determina su posición con mayor precisión. Las orientaciones direccionales, los alcances activos y las mediciones procedentes de varias sonoboyas pueden correlacionarse para refinar la ubicación de un contacto y reducir la incertidumbre posicional.
Clasificación de objetivos
El procesamiento acústico ayuda a los operadores a distinguir los contactos submarinos de las embarcaciones de superficie, el ruido biológico, los efectos ambientales y otras fuentes acústicas. La clasificación puede basarse en características de frecuencia, información tonal, firmas de banda ancha, comportamiento Doppler y observaciones acumuladas a través de varios sensores.
Seguimiento de submarinos
Una vez que se ha localizado y clasificado un contacto, las sucesivas detecciones de las boyas acústicas pueden ayudar a mantener el seguimiento a medida que el submarino se desplaza. Las aeronaves pueden desplegar sensores adicionales a lo largo de la ruta prevista para mantener el contacto acústico y actualizar el panorama táctico.
Análisis del movimiento del objetivo
El análisis del movimiento del objetivo utiliza observaciones sucesivas para estimar el rumbo, la velocidad y la posición de un submarino a lo largo del tiempo. Los rumbos y las distancias obtenidas de sensores colocados adecuadamente pueden mejorar estas estimaciones, especialmente cuando múltiples observaciones proporcionan mediciones geométricamente diversas.
Operaciones de barrera y vigilancia de área
Los campos de sonoboyas pueden disponerse a lo largo de las rutas de tránsito probables o distribuirse por toda una zona de búsqueda designada. Las configuraciones de barrera se centran en la detección a lo largo de una línea o un punto de estrangulamiento, mientras que las configuraciones de búsqueda de zona proporcionan una cobertura más amplia. El diseño eficaz de la configuración depende del rendimiento de los sensores, las condiciones acústicas, las sonoboyas disponibles y el tamaño de la zona de vigilancia.
Componentes y subsistemas de las sonoboyas
Aunque los diseños varían considerablemente, la mayoría de los sistemas de sonoboyas combinan varios elementos mecánicos, acústicos, electrónicos y de comunicaciones.
| Componente de la boya acústica | Función |
| Hidrófonos y transductores acústicos | Detectan la presión acústica submarina, mientras que los transductores de los sistemas activos también pueden generar transmisiones acústicas y recibir los ecos resultantes. |
| Matrices acústicas verticales y direccionales | Proporcionan sensibilidad direccional, formación de haces o información mejorada sobre la posición. |
| Conjuntos de fuentes acústicas | Generan transmisiones submarinas controladas para operaciones de sonar activo y multistático. |
| Acondicionamiento de señales y electrónica a bordo | Amplían, acondicionan, codifican y gestionan las señales de salida de los sensores antes de su transmisión. |
| Transmisores de radio y antenas | Transmiten información acústica o ambiental a un receptor de boya acústica a bordo de la plataforma de monitorización. |
| Fuentes de alimentación y baterías | Suministran energía eléctrica para las funciones de detección, electrónica, comunicaciones y control. |
| Sistemas de flotación | Mantienen la boya acústica y la antena en la posición requerida en la superficie del mar. |
| Paracaídas y sistemas de descenso | Cuando están instalados, controlan el descenso del aire al agua y protegen el sensor durante el despliegue de la boya acústica. |
| Mecanismos de ajuste de profundidad | Colocan los hidrófonos, transductores o conjuntos de sensores a la profundidad de funcionamiento seleccionada. |
| Sensores ambientales y de temperatura | Miden los parámetros utilizados para caracterizar la columna de agua y el entorno acústico. |
Interoperabilidad y normalización
La interoperabilidad es importante porque las boyas acústicas deben funcionar con equipos de lanzamiento, sistemas de recepción, hardware de procesamiento y arquitecturas multinacionales de lucha antisubmarina (ASW). Entre las consideraciones clave se incluyen:
- Interoperabilidad de las sonoboyas de la OTAN: Las interfaces físicas, eléctricas, de radio y operativas comunes garantizan la compatibilidad entre los sensores adecuados y las plataformas de procesamiento en todas las fuerzas marítimas aliadas.
- Especificaciones comunes para sonoboys ANEP-80: La norma ANEP-80 de la OTAN define las especificaciones comunes de interoperabilidad de las sonoboys y figura como una Publicación Aliada de Ingeniería Naval vigente.
- Compatibilidad con los lanzadores de aeronaves: Las dimensiones de las boyas acústicas, su geometría externa, los tubos de las boyas, las cajas de lanzamiento y las interfaces de liberación deben ajustarse al lanzador de boyas acústicas de la aeronave de origen.
- Compatibilidad con el receptor y el sistema de procesamiento: Los canales de radio, los formatos de señal, las funciones de comando y las salidas acústicas deben ser compatibles con el receptor de boya acústica correspondiente y con el equipo de procesamiento de la misión.
- Operaciones ASW de la coalición: Las interfaces estandarizadas permiten que las plataformas aliadas compatibles aporten información de sensores acústicos a operaciones coordinadas de detección y seguimiento.
Para los fabricantes de sonoboyas, cumplir con las especificaciones aplicables implica algo más que el mero rendimiento acústico. Las interfaces físicas, la compatibilidad de las comunicaciones, la configuración de almacenamiento y el tubo de transporte o el contenedor de lanzamiento de la sonoboia pueden afectar a la integración en la plataforma.
Tecnologías emergentes en las boyas acústicas antisubmarinas
El desarrollo se centra cada vez más en mejorar la detección distribuida, el procesamiento, las comunicaciones y la integración en las plataformas, en lugar de tratar las boyas acústicas navales individuales como sensores acústicos aislados.
- Procesamiento multistático mejorado: una coordinación más sofisticada de las fuentes y receptores distribuidos puede facilitar la búsqueda acústica en áreas más amplias y un aprovechamiento más eficaz de la geometría multistática.
- Procesamiento avanzado de señales: la automatización puede ayudar a los operadores en la detección, la clasificación, la correlación de contactos, la reducción de interferencias y la gestión de campos de sensores cada vez más amplios.
- Lucha antisubmarina en red: un intercambio más rápido de la información de los sensores y una mejor gestión de los datos digitales pueden conectar aeronaves, buques, sistemas de mando y otros activos de lucha antisubmarina para obtener un panorama táctico submarino más completo.
- Despliegue no tripulado: la integración con plataformas autónomas y operadas a distancia podría ampliar las formas y los lugares en los que se despliegan los sensores acústicos desechables, especialmente a medida que los sistemas no tripulados asumen un papel más importante en la detección marítima distribuida.
NAVAIR también está trabajando en mejoras para el sistema ASW «Multi-Static Active Coherent» (MAC), entre las que se incluyen mejoras en el procesamiento de señales, una mayor capacidad de búsqueda, la reducción de interferencias y el desarrollo de la interfaz operador-máquina. Estos avances refuerzan el papel continuado de las sonoboyas como elementos de detección distribuidos dentro de sistemas de guerra submarina cada vez más integrados.
