I radiofari acustici subacquei sono dispositivi di segnalazione sottomarini utilizzati per localizzare, tracciare, identificare, raggiungere o recuperare beni sommersi laddove i segnali RF e GNSS non siano disponibili. Tali sistemi comprendono emettitori acustici, transponder acustici, dispositivi di risposta, riferimenti di navigazione, radiofari di recupero e unità posizionate sul fondale marino o ancorate.
Questa pagina presenta i fornitori di segnalatori acustici subacquei per UUV, ROV, subacquei, imbarcazioni di superficie e installazioni fisse.
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Tecnologie di navigazione, posizionamento e rilevamento marittimo e sottomarino per applicazioni navali e di difesa
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I radiofari acustici subacquei costituiscono uno strumento pratico per localizzare, identificare o recuperare beni sommersi laddove i segnali in radiofrequenza (RF) e GNSS non si propagano attraverso l’acqua marina fino a profondità operative utili. Gli utenti del settore della difesa impiegano questi dispositivi in operazioni marittime sia con equipaggio che senza equipaggio, dalla localizzazione di veicoli subacquei alla segnalazione di attrezzature sul fondale marino e al supporto alle operazioni di recupero.
Un radiofaro acustico può trasmettere in modo autonomo, rispondere a un’interrogazione o operare come parte di una rete di posizionamento più ampia. Le prestazioni del sistema dipendono dalla frequenza acustica, dal livello della sorgente, dalla sensibilità del ricevitore, dalla profondità dell’acqua, dalle condizioni di velocità del suono, dall’assorbimento, dal rumore ambientale e della piattaforma, dalla propagazione multipath, dalla geometria del trasduttore, dalla potenza disponibile e dall’integrazione con i sistemi di navigazione o di comando.
Radiogoniometri acustici di Applied Acoustics
Un pinger acustico emette impulsi sonori periodici a una frequenza definita o secondo uno schema codificato senza richiedere un segnale di interrogazione. Un pinger acustico subacqueo può fornire un riferimento relativamente semplice per il tracciamento, l’individuazione, l’identificazione o il recupero. I pinger acustici sono utili laddove la trasmissione continua o programmata sia preferibile alla misurazione bidirezionale della distanza, sebbene il raggio d’azione e la durata della batteria dipendano in parte dalla potenza di trasmissione e dal ciclo di funzionamento.
Un transponder acustico riceve un segnale di interrogazione e invia una risposta, consentendo al sistema ospitante di misurare il tempo di percorrenza acustico e di ricavarne la distanza. Un transponder acustico subacqueo può supportare architetture di posizionamento a linea di base ultracorta (USBL), a linea di base corta (SBL) o a linea di base lunga (LBL), a seconda della geometria del sistema, mentre un transponder acustico sottomarino può essere installato su un veicolo, un carico utile, un telaio sul fondale marino o altre risorse subacquee.
Un risponditore acustico viene attivato da un comando elettrico anziché dalla ricezione di un’interrogazione acustica. Produce quindi una risposta acustica destinata al rilevamento da parte di un sistema di posizionamento. Questo approccio può rivelarsi utile in sistemi integrati in cui la tempistica di trasmissione è sincronizzata direttamente con l’elettronica del veicolo o della piattaforma e non dipende dalla ricezione di un segnale di interrogazione subacqueo.
I radiofari di navigazione e di riferimento forniscono punti noti o tracciabili all’interno di un’area operativa subacquea. Possono far parte di una rete di transponder di posizionamento acustico utilizzata per aggiornare la posizione del veicolo o limitare la deriva della navigazione inerziale. I riferimenti fissi sono particolarmente preziosi laddove le piattaforme richiedono un posizionamento locale ripetibile attorno a un’area di missione definita o devono tornare con precisione in posizioni precedentemente rilevate.
I radiofari di localizzazione e recupero aiutano gli operatori a ritrovare le apparecchiature sommerse al termine di una missione, di un dispiegamento o in caso di emergenza. Un radiofaro può trasmettere un segnale periodico rilevato da un ricevitore direzionale o da un ricetrasmettitore acustico subacqueo, consentendo a un’imbarcazione, a un subacqueo, a un veicolo subacqueo senza equipaggio (UUV) o a un veicolo telecomandato (ROV) di avvicinarsi al mezzo quando l’identificazione visiva risulta impraticabile.
I sistemi sul fondale marino e quelli ormeggiati possono stabilire punti di riferimento acustici permanenti in posizioni note o rilevate. Possono funzionare come radiofari autonomi, transponder acustici o transponder acustici di rilascio. Un transponder acustico a rilascio può combinare funzioni di comando acustico o di telemetria con un meccanismo di rilascio utilizzato per recuperare strumenti ormeggiati o carichi utili dal fondale marino o dalla colonna d’acqua.
I veicoli subacquei senza equipaggio (UUV) possono utilizzare radiofari acustici subacquei per ottenere riferimenti di posizione esterni quando i segnali GNSS non sono disponibili al di sotto della superficie. Le misurazioni acustiche possono essere integrate con un sistema di navigazione inerziale (INS), un log di velocità Doppler (DVL), i dati di profondità e di assetto per limitare l’errore di posizione accumulato durante missioni subacquee prolungate e correggere la deriva quando sono disponibili punti di riferimento acustici adeguati.
I ROV possono essere dotati di un transponder o di un risponditore subacqueo che consente a un’imbarcazione di supporto di monitorarne la posizione relativa. Il tracciamento acustico è particolarmente utile in acque profonde o in condizioni di scarsa visibilità, dove i riferimenti visivi sono limitati e la sola lunghezza del cavo di collegamento non è in grado di fornire una percezione spaziale affidabile in prossimità di strutture sottomarine, attrezzature sul fondale marino o altri pericoli operativi.
I subacquei e i nuotatori militari possono utilizzare riferimenti acustici per l’orientamento subacqueo, i punti di incontro e le operazioni di ritorno al punto di partenza. Un ricevitore può indicare la distanza o la direzione rispetto a un radiofaro acustico, facilitando la navigazione quando l’oscurità, le correnti, la scarsa visibilità o le esigenze operative rendono inadeguata la navigazione visiva e i controlli della posizione in superficie.
Le missioni di contromisure antimine (MCM) e di smaltimento di ordigni esplosivi (EOD) possono avvalersi di radiofari acustici per contrassegnare le aree operative, fornire riferimenti ai veicoli subacquei, localizzare nuovamente i contatti o guidare le piattaforme verso oggetti identificati. Riferimenti locali coerenti possono favorire operazioni ripetibili quando veicoli, sommozzatori e mezzi di superficie devono operare nella stessa zona sottomarina.
I riferimenti acustici fissi o dispiegabili possono supportare le reti di sorveglianza aiutando a determinare la posizione di sensori subacquei, veicoli o nodi mobili. In architetture più integrate, un ricetrasmettitore acustico subacqueo può combinare funzioni di segnalazione e trasmissione dati, in modo che le informazioni di navigazione possano essere coordinate con i sistemi di rilevamento, monitoraggio o comando.
Le organizzazioni di difesa utilizzano radiofari acustici per localizzare articoli di prova, attrezzature di addestramento, sensori, carichi utili e altre risorse sommerse. Un emettitore acustico subacqueo può fornire un segnale di recupero diretto, mentre un transponder acustico può aggiungere la capacità di misurazione della distanza quando gli operatori necessitano di una stima più precisa della posizione di un oggetto piuttosto che di una semplice indicazione di localizzazione.
Le prestazioni dei radiofari acustici dipendono in larga misura dalle modalità di installazione del radiofaro e dei trasduttori associati. La pianificazione dell’integrazione dovrebbe tenere conto dei percorsi di propagazione acustica, della direttività dei trasduttori, del rumore intrinseco, dell’oscuramento strutturale, del movimento del veicolo, dell’alimentazione elettrica, delle interfacce dati e dei requisiti del sistema di missione.
L’installazione, la calibrazione, le condizioni di velocità del suono, la geometria dei sensori, il multipath, le interferenze e l’accuratezza delle posizioni di riferimento possono tutti influenzare le prestazioni del posizionamento acustico. Le procedure operative dovrebbero pertanto tenere conto della calibrazione, delle condizioni ambientali, della qualità dei dati dei sensori, della correzione della velocità del suono e della gestione delle interferenze durante l’intera fase di dispiegamento e funzionamento.
I requisiti di qualificazione dipendono dalla piattaforma, dal programma, dall’ambiente operativo e dalle specifiche di appalto. Le norme e le linee guida pertinenti possono aiutare a definire la resilienza ambientale, la compatibilità elettromagnetica (EMC) e l’integrazione del sistema di posizionamento, ma i metodi di prova e i limiti applicabili devono essere adattati alle apparecchiature previste e all’ambiente di servizio.
Tali requisiti devono essere applicati in base alle specifiche esigenze relative all’acquisizione, alla piattaforma, all’ambiente e all’integrazione, anziché essere considerati come un insieme universale di requisiti di qualificazione valido per ogni radiofaro acustico subacqueo.
Lo sviluppo si concentra sempre più sulla combinazione di hardware acustico compatto con funzioni di navigazione autonoma, collegamento in rete e controllo dei veicoli, migliorando al contempo l’efficienza energetica e la capacità di coordinare più risorse subacquee.
Man mano che l’autonomia si estende nel settore della difesa marittima, i radiofari acustici subacquei vengono sempre più integrati in architetture di navigazione e comunicazione più ampie, anziché essere utilizzati esclusivamente come localizzatori autonomi. La scelta dipende quindi non solo dalla portata e dalla capacità in profondità, ma anche dall’autonomia, dall’ambiente acustico, dalla precisione di posizionamento, dai vincoli di installazione e dall’efficacia con cui un radiofaro acustico si integra con la piattaforma, il sistema di posizionamento e la rete operativa.
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