As sonoboys são dispositivos de deteção marítima descartáveis utilizados para recolher dados acústicos ou ambientais e transmiti-los a plataformas remotas no âmbito de operações de Guerra Antissubmarina (ASW). Estes sistemas incluem sensores passivos e direcionais para deteção acústica e estimativa de rumo, sonoboys ativos para medição de distância por eco, configurações multistáticas de fonte e recetor, e unidades batitermográficas para avaliar a propagação do som subaquático.
Esta página apresenta fabricantes e fornecedores de sonoboys cujos sistemas apoiam a deteção, localização, classificação, rastreio, análise do movimento de alvos e vigilância de áreas de submarinos.
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Uma sonoboia é um dispositivo de deteção descartável lançado no oceano para recolher informações acústicas ou ambientais e transmiti-las a uma plataforma de processamento remota. Na Guerra Antissubmarina (ASW), as sonoboias permitem que aeronaves de patrulha marítima e helicópteros estabeleçam campos de sensores distribuídos sem que a própria aeronave tenha de entrar na água. A Marinha dos EUA descreve as sonoboias como sensores eletromecânicos lançados do ar, utilizados para transmitir informações acústicas subaquáticas a processadores remotos.
Os sistemas modernos de sonoboias para ASW combinam sensores subaquáticos, componentes eletrónicos de processamento de sinais, comunicações por rádio, equipamento de flutuação, fontes de alimentação e mecanismos de lançamento num pacote compacto. Diferentes tipos de sonoboyes suportam escuta passiva, medição ativa de distância por eco, operações multistáticas, medição ambiental e missões especializadas. A implantação de sonoboyes pode, portanto, ser adaptada ao ambiente acústico e à tarefa de deteção, localização, classificação ou rastreio.
A sonoboia da ASELSAN, a aselBUOY 100 P.
As sonobóias passivas captam energia acústica subaquática sem transmitirem sinais de sonar. Podem detetar maquinaria, propulsão e outras assinaturas acústicas, mantendo simultaneamente uma postura de deteção acusticamente passiva. As sonoboys LOFAR tradicionais utilizam hidrofones omnidirecionais para a Análise e Gravação de Baixa Frequência (LOFAR), sendo a informação acústica recebida transmitida para a plataforma de monitorização para processamento.
Os sistemas passivos direcionais acrescentam informações de rumo à deteção acústica. A sonoboia DIFAR, ou sonoboia de Análise e Gravação Direcional de Frequência (DIFAR), combina a receção acústica passiva com a deteção direcional, para que os operadores possam estimar o rumo de um contacto. Várias sonoboys direcionais podem apoiar a localização e o rastreio, permitindo simultaneamente que uma aeronave monitorize um campo acústico mais amplo. A documentação da Marinha dos EUA identifica a família AN/SSQ-53 como uma sonoboy passiva direcional.
Uma sonobóia ativa transmite energia acústica para a água e capta os ecos provenientes de objetos submersos. As sonobóias ativas ativadas por comando (CASS) permitem que a plataforma de monitorização controle asparados da transmissão ativa após a sua implantação. A sonobóia DICASS, ou Sistema de Sonobóias Direcionais Ativadas por Comando (DICASS), fornece informações ativas sobre alcance, rumo e efeito Doppler que podem auxiliar na localização e no rastreio.
As sonoboys combinadas integram funções acústicas complementares numa arquitetura ASW, permitindo que as informações ativas e passivas contribuam para o mesmo quadro tático. A combinação de modos de deteção pode proporcionar maior flexibilidade quando as condições ambientais, o comportamento do alvo ou os requisitos da missão tornam insuficiente a dependência de uma única técnica acústica.
O sistema ASW multistático separa a fonte acústica de um ou mais recetores. As sonoboys de fonte geram transmissões acústicas, enquanto as sonoboys de recetor detetam os ecos resultantes noutras posições no campo. A sonobóia ADAR, ou Receptor Ativo Lançável do Ar (ADAR), é um elemento recetor acústico passivo utilizado em operações ativas multistáticas, em vez de ser ela própria um transmissor ativo. Esta geometria distribuída pode melhorar a flexibilidade da busca acústica em áreas extensas.
As sonoboys batitermográficas medem a temperatura da água em função da profundidade, fornecendo informações ambientais utilizadas para avaliar a propagação acústica subaquática. Os gradientes de temperatura e as termoclinas podem refratar o som e influenciar substancialmente a profundidade efetiva do sensor e o desempenho do sonar. Os dados do batitermógrafo ajudam, portanto, as tripulações aéreas a selecionar táticas adequadas de lançamento de sonoboys, em vez de detetarem diretamente submarinos.
As sonobóias para missões especiais são configuradas para requisitos que excedem as funções principais passivas, ativas, multistáticas e de batitermografia. As suas funções podem incluir medições ambientais, comunicações, sinalização acústica, testes ou outras aplicações de deteção específicas da missão. As especificações individuais das sonobóias dependem da plataforma pretendida, da missão acústica, da profundidade de operação, da autonomia e dos requisitos de interface.
As sonoboys ASW proporcionam uma cobertura acústica distribuída por toda a área de operação. Os sensores passivos procuram sons subaquáticos característicos, enquanto os sistemas ativos detetam reflexões geradas pela energia acústica transmitida. O tipo de sensor e a localização da sonoboy são selecionados de acordo com o ambiente acústico esperado e os requisitos de busca.
A deteção confirma a presença de um alvo potencial, enquanto a localização determina a sua posição com maior precisão. As orientações direcionais, os alcances ativos e as medições provenientes de várias sonoboys podem ser correlacionadas para refinar a localização de um contacto e reduzir a incerteza posicional.
O processamento acústico ajuda os operadores a distinguir contactos submarinos de embarcações de superfície, ruído biológico, efeitos ambientais e outras fontes acústicas. A classificação pode recorrer a características de frequência, informação tonal, assinaturas de banda larga, comportamento Doppler e observações acumuladas por vários sensores.
Uma vez que um contacto tenha sido localizado e classificado, as deteções sucessivas das sonoboys podem ajudar a manter o rastreio à medida que o submarino se desloca. As aeronaves podem lançar sensores adicionais ao longo da rota prevista para manter o contacto acústico e atualizar o quadro tático.
A análise do movimento do alvo utiliza observações sucessivas para estimar o rumo, a velocidade e a posição de um submarino ao longo do tempo. As rumações e distâncias obtidas a partir de sensores posicionados adequadamente podem melhorar estas estimativas, especialmente quando múltiplas observações fornecem medições geometricamente diversas.
Os campos de sonoboys podem ser dispostos ao longo de rotas de trânsito prováveis ou distribuídos por toda uma área de busca designada. Os padrões de barreira privilegiam a deteção ao longo de uma linha ou ponto de estrangulamento, enquanto as configurações de busca de área proporcionam uma cobertura mais ampla. A conceção eficaz dos padrões depende do desempenho dos sensores, das condições acústicas, dos sonoboys disponíveis e da dimensão da área de vigilância.
Embora os projetos variem substancialmente, a maioria dos sistemas de sonoboys combina vários elementos mecânicos, acústicos, eletrónicos e de comunicações.
| Componente da sonobóia | Função |
| Hidrofones e transdutores acústicos | Detetam a pressão acústica subaquática, enquanto os transdutores de sistemas ativos também podem gerar transmissões acústicas e receber os ecos resultantes. |
| Matrizes acústicas verticais e direcionais | Proporcionam sensibilidade direcional, formação de feixe ou informações de localização melhoradas. |
| Conjuntos de fontes acústicas | Geram transmissões subaquáticas controladas para operações de sonar ativo e multistático. |
| Condicionamento de sinal e eletrónica de bordo | Amplificam, condicionam, codificam e gerem as saídas dos sensores antes da transmissão. |
| Transmissores de rádio e antenas | Transferem informações acústicas ou ambientais para um recetor de sonobóia a bordo da plataforma de monitorização. |
| Fontes de alimentação e baterias | Fornecem energia elétrica para as funções de deteção, eletrónica, comunicações e controlo. |
| Sistemas de flutuação | Mantêm a bóia sónica e a antena na posição necessária à superfície do mar. |
| Pára-quedas e sistemas de descida | Quando instalados, controlam a descida do ar para a água e protegem o sensor durante a implantação da sonobóia. |
| Mecanismos de regulação da profundidade | Posicionam hidrofones, transdutores ou conjuntos de sensores na profundidade de funcionamento selecionada. |
| Sensores ambientais e de temperatura | Medem os parâmetros utilizados para caracterizar a coluna de água e o ambiente acústico. |
A interoperabilidade é importante porque as sonoboys têm de funcionar com equipamento de lançamento, sistemas de receção, hardware de processamento e arquiteturas ASW multinacionais. As principais considerações incluem:
Para os fabricantes de sonoboys, o cumprimento das especificações aplicáveis envolve mais do que apenas o desempenho acústico. As interfaces físicas, a compatibilidade de comunicações, a configuração de armazenamento e o tubo de transporte ou contentor de lançamento do sonoboy podem todos afetar a integração na plataforma.
O desenvolvimento centra-se cada vez mais na melhoria da deteção distribuída, do processamento, das comunicações e da integração em plataformas, em vez de tratar as sonoboys navais individuais como sensores acústicos isolados.
A NAVAIR está também a procurar introduzir melhorias no sistema ASW Multi-Static Active Coherent (MAC), incluindo aperfeiçoamentos no processamento de sinais, maior capacidade de busca, redução de ruído e desenvolvimento da interface operador-máquina. Estes desenvolvimentos reforçam o papel contínuo das sonoboys como elementos de deteção distribuídos no seio de sistemas de guerra submarina cada vez mais integrados.
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