RADARES Y OTROS EQUIPOS ELECTRONICOS

Sobre los dispositivos que emiten y reciben, en el radar son antenas, en el sonar se tienen transductores, los cuales cuando actuan como receptores se denominan hidrófonos, sus equivalentes para el sonido en el aire los conocemos todos, las cornetas y los micrófonos.

Una corneta de cono por ejemplo, funciona haciendo pasar electricidad por una espira de cobre enrollada sobre un imán, la espira actúa como electroimán, luego al variar la corriente eléctrica el efecto de atraccion-repulsión genera un movimiento mecanico que el cono transmitirá al aire en forma de onda sonora. Los micrófonos, generalmente son de efecto piezoeléctrico, esto es un cristal de un material especial que al ser sometido a presiones (como las de las ondas sonoras) cambia sus propiedades electricas como resistencia o capacitancia, estas propiedades son medidas y convertidas en pulsos electricos.

Los transductores en un sonar suelen usar un efecto electrostatico, y los hidrofonos el efecto piezoelectrico.

Foto de un transductor de 900 Hz y 2000 W de tipo flexional (actua al flexionarse el metal)


y estos son transductores de tipo piezoelectrico de 3500 Hz y 1000 W:

Ahora, volvamos al simulador del Moffet Field Museum,



si actua en forma pasiva, y se escucha un sonido, pues podré determinar que es una Ballena, o un delfín, o un torpedo, y tal vez basado en el volumen o magnitud del sonido podré decir esta lejos, o muy lejos o cerquitica, pero sin certeza de la distancia real y mucho menos de la dirección.

Entonces que podremos hacer?, Para determinar la dirección, lo primero sería instalar no 1 sino 4 hidrófonos, orientados respectivamente hacia proa, popa, estribor y babor, luego comparo la magnitud del sonido en ellos y usando técnicas de INTERFEROMETRIA en magnitud, se tendrá una idea aproximada de la dirección en que esta la fuente de sonido. Explico con un ejemplo: Si las magnitudes son proa 10, estribor 10, babor 3, popa 3, la dirección aproximada será de 45º entre Proa y estribor.

Para determinar con mas precisión la dirección puedo usar un mayor numero de hidrófonos, hasta el punto de hacer un ARREGLO de ellos, el cual suele tener forma de anillo, y si es para 3D, de esfera.

Si en este arreglo logro ubicar los transductores de forma tal que la distancia entre ellos sea menor que la mitad de la longitud de onda correspondiente al sonido a estudiar, se podrá usar técnicas de INTERFEROMETRÏA de fase, mejorando aun mas la precisión a la hora de determinar la direccion del origen del sonido.

Para determinar la distancia debemos recurrir a una de dos alternativas (o a ambas):

1º  Usar un sonar activo, esto es poder emitir un sonido específico (el famoso PING) con la esperanza que este rebote en el objeto en estudio y retorne a los hidrofonos, al calcular el tiempo transcurrido, y con los datos de temperatura, salinidad, etc. podremos determinar con cierta precisión esa distancia.

2º Usar 2 sonares pasivos, separados entre si por una apreciable distancia y entonces usar el método de triangulación.


Espero por algún comentario o aporte para continuar con los diversos tipos de sonares.

Yo tengo algunas cosas para preguntar o aportar, pero por los momentos, debo organizarlas para participar.

Veo 3 posibles criterios para clasificar los sonares:

1- Por su capacidad de emitir: Activos y Pasivos
2- Por el rango de frecuencias de trabajo: Ultra baja frecuencia, Baja frecuencia, frecuencias medias y frecuencias altas.
3- Por su ubicación o forma de implementación: De casco (quilla o proa), de profundidad variable (desde barcos o helos), de arreglo remolcado (solo cable, o con "pez")

Prosigo, recordándoles que este es un análisis "amateur", sin pretender que sea una clase sobre el tema:

1- Por su capacidad para emitir, Activos y pasivos, es una clasificación obvia, y en la que se puede subestimar al sonar pasivo, pues, si bien con un activo podemos obtener mayor información, en el ámbito militar el 99% de las búsquedas se realiza en modo pasivo, de hecho en un submarino se puede prescindir del sistema activo, puesto que resulta contraproducente por ser la principal fortaleza del mismo su sigilo, y al emitir sonidos se pierde este, y será fácilmente localizado por otro navío (con su sonar pasivo). En sonares civiles, usados para la detección de cardúmenes de peces y/o objetos situados en el fondo del mar, es imprescindible que el sistema sea activo.

2- Por el rango de frecuencias:
- Los de alta frecuencia, esto es de unos 20 Khz, hasta mas de 120Khz (ya fuera del rango de lo que conocemos como "sonido"), se usan para la detección a muy corto alcance, menos de 1500 mts, pero permiten una extraordinaria resolución, con "haces" de trasmisión estrechos. Su uso mas frecuente esta en el ámbito civil, pero también en el militar para la detección de minas.



Esta imagen corresponde a la pantalla de un sonar comercial SIMRAD de 20khz-30khz, mostrando 3 cardumenes de peces, el mas cercano a unos   350 mts de distancia.



En esta otra con otro sonar SIMRAD pero de 114 Khz, que muestra una mayor definición.



En esta última una imagen de una bicicleta (quien lo duda?) en el lecho marino, captada por un sonar de barrido lateral y muchísima mayor frecuencia (por los 1200 Khz), que da una gran resolución pero solo unos 25 mts de alcance.

Como se ve, a groso modo se puede afirmar que a mayor frecuencia el sonar, mejor es la resolución pero menor el alcance.

Los sonares de alta frecuencia son los mas fáciles de construir, y por lo tanto mas económicas, como símil de comparación, un corneta tipo "twiter" (alta frecuencia) es mucho mas barata que un "Bajo"(baja frecuencia) de similar potencia.

 

Y como referencia este sistema de sonar, responsable de la foto de la bicicleta cuesta menos de 25.000 US$:

- Los de frecuencia media, de digamos 5 Khz hasta 20 Khz, que combinan buena resolución con un alcance útil desde el punto de vista militar, hasta unos 25.000 mts.

La mayoría de sonares militares pertenecen a esta clase, por ejemplo el Thales KingKlip trabaja entre 5250 y 8000 Hz, y reclama un alcance instrumental de hasta 72000 yardas (útil pienso que solo la mitad)



La serie de sonares helitransportados sovieticos VGS-2 trabajaban entre 14Khz y 16 Khz, con alcances de en modo activo de 5500 mts y 19000 mts en pasivo:



Su contraparte norteamericana, la serie AQS-13 (usado por nuestros 212ASW) trabajan entre 9.25 y 10.75 khz con alcances instrumentales de hasta 20.000 yardas:

Bonito video del uso del AQS-13 por parte de un AB-212 ASW de la naval:



Espero por algún comentario para proseguir con los de baja y muy baja frecuencia.

Saludos.

que buena información pana, tengo algunas dudas como por ejemplo los nuevos sonares en los submarinos colombianos que tienen en los costados, que función hacen, son para saber la dirección como explicabas hace rato, tambien que sonar es mas efectivo el remolcado o el de casco?

jc65, disculpa que desvie un poco el tema (solo un poquito ), pero quizas tu puedas sacarme de dudas.

He estado leyendo un poco sobre el laser y encontre algo que me llamo la atencion.

Un bisturi laser, que es capaz de penetrar la piel humana, tiene una potencia de 60 vatios, a 60 Hz. Si aplico la ecuacion de potencia electrica (P=VxI), con 12 V, obtengo que requiero 5 amperes por cada 60 vatios de potencia, cierto?

Ahora, una pistola calibre .22, dispara un proyectil con una energia de 62 joules. Si hago una analogia, un laser de 62 joules podria tener el mismo efecto de una bala de ese tipo.

Si quiero hacer un laser, que tenga la misma energia de una bala calibre .22, necesitaria una potencia de 62 W (si la aplico durante un segundo) o 124 W si la aplico en 1/2 segundo. La razon de hacerlo en 1/2 segundo, es para reducir el tiempo de exposicion del laser sobre el objetivo. Basicamente, que actue de forma casi instantanea.

Volviendo a las ecuaciones. Si P=VxI, pero necesito una bateria manejable en peso, digamos 12 voltios, tengo que necesito 10 amperes (redondeando). Pero seran 10 amperes.

Mi pregunta es: esos 10 amperes, seran consumidos en 1/2 segundo? si quisiera 10 disparos, necesito una bateria de 100 amperes? Que bateria o tipos de bateria hay, que den esa potencia, con un peso manejable digamos, en un morral?

A que viene esto? jejejeje, a esto



y a esto otro, que me parecio bastante "realista", aunque por supuesto, de muy bajo poder.

Prietocol escribió:que buena información pana, tengo algunas dudas como por ejemplo los nuevos sonares en los submarinos colombianos que tienen en los costados, que función hacen, son para saber la dirección como explicabas hace rato, tambien que sonar es mas efectivo el remolcado o el de casco?

Saludos, De verdad no tengo información sobre nuevos sonares en los Subs Colombianos, si me la haces llegar sería estupendo, de cualquier forma investigaré.    Sobre su función pues similar a cualquier sonar, pero en particular el flanco de un submarino tiene la ventaja de proporcionar una gran área para poder instalar muchos hidrófonos individuales, con el espaciamiento adecuado para su frecuencia de diseño, y mientras mas hidrófonos, pues mayor será el array, su ganancia y posibilidad de detección y determinación de dirección.

Ojo pero no debe confundirse un arreglo de flanco como este de un scorpene:



con pequeños hidrófonos laterales usados para determinar distancia en forma pasiva (como indique antes por triangulación, )

aquí el brochure del mismo: http://www.thalesgroup.com/Portfolio/Documents/Planar_flank_array_sonar/

En el que se indica precisamente que la ventaja del mismo es el amplia área que ofrece el costado del buque, y que entre los usuarios estan Chile (2) y otro país sudamericano del litoral del Pacífico.

Sobre la efectividad espero hablar mas adelante de ello al compara los sonares por su ubicación.

En un rato voy con la inquietud de Cevarez, que me mareó con varias cifras extrañas...

jc65 escribió:

Prietocol escribió:que buena información pana, tengo algunas dudas como por ejemplo los nuevos sonares en los submarinos colombianos que tienen en los costados, que función hacen, son para saber la dirección como explicabas hace rato, tambien que sonar es mas efectivo el remolcado o el de casco?

Saludos, De verdad no tengo información sobre nuevos sonares en los Subs Colombianos, si me la haces llegar sería estupendo, de cualquier forma investigaré.    Sobre su función pues similar a cualquier sonar, pero en particular el flanco de un submarino tiene la ventaja de proporcionar una gran área para poder instalar muchos hidrófonos individuales, con el espaciamiento adecuado para su frecuencia de diseño, y mientras mas hidrófonos, pues mayor será el array, su ganancia y posibilidad de detección y determinación de dirección.

Ojo pero no debe confundirse un arreglo de flanco como este de un scorpene:



con pequeños hidrófonos  laterales usados para determinar distancia en forma pasiva (como indique antes por triangulación, )

aquí el brochure del mismo: http://www.thalesgroup.com/Portfolio/Documents/Planar_flank_array_sonar/

En el que se indica precisamente que la ventaja del mismo es el amplia área que ofrece el costado del buque, y que entre los usuarios estan Chile (2) y otro país sudamericano del litoral del Pacífico.

Sobre la efectividad espero hablar mas adelante de ello al compara los sonares por su ubicación.

En un rato voy con la inquietud de Cevarez, que me mareó con varias cifras extrañas...

Mi especialidad es la mecanica. La electricidad no la domino del todo.  

Cevarez escribió:jc65, disculpa que desvie un poco el tema (solo un poquito ), pero quizas tu puedas sacarme de dudas.

He estado leyendo un poco sobre el laser y encontre algo que me llamo la atencion.

Un bisturi laser, que es capaz de penetrar la piel humana, tiene una potencia de 60 vatios, a 60 Hz. Si aplico la ecuacion de potencia electrica (P=VxI), con 12 V, obtengo que requiero 5 amperes por cada 60 vatios de potencia, cierto?

Ahora, una pistola calibre .22, dispara un proyectil con una energia de 62 joules. Si hago una analogia, un laser de 62 joules podria tener el mismo efecto de una bala de ese tipo.

Si quiero hacer un laser, que tenga la misma energia de una bala calibre .22, necesitaria una potencia de 62 W (si la aplico durante un segundo) o 124 W si la aplico en 1/2 segundo. La razon de hacerlo en 1/2 segundo, es para reducir el tiempo de exposicion del laser sobre el objetivo. Basicamente, que actue de forma casi instantanea.

Volviendo a las ecuaciones. Si P=VxI, pero necesito una bateria manejable en peso, digamos 12 voltios, tengo que necesito 10 amperes (redondeando). Pero seran 10 amperes.

Mi pregunta es: esos 10 amperes, seran consumidos en 1/2 segundo? si quisiera 10 disparos, necesito una bateria de 100 amperes? Que bateria o tipos de bateria hay, que den esa potencia, con un peso manejable digamos, en un morral?

A que viene esto? jejejeje, a esto



y a esto otro, que me parecio bastante "realista", aunque por supuesto, de muy bajo poder.

Lo primero es aclarar que Watts o Vatios es una medida de Potencia mientras que Joules lo es de Energía, y como creo que ya distes a entender P=E/t,  No se de donde sacas lo de la bala, pero asumiéndolo real si la bala penetra el cuerpo humano en 0,001 segundos (creo que penetraría aun mas rapido), estariamos hablando de 62.000 Vatios  

Así que para causar los estragos que causa en el cuerpo una bala de .22, se necesitaría un laser, a lo menos decir NO portatil. A menos claro que el objetivo este completamente inmovil por varios minutos, para aplicarle el bisturí laser en un solo punto hasta acabar con la víctima.

Ahora sobre la capacidad de almacenamiento de las baterias esta se expresa en Amperio-hora, por ejemplo en los carros usamos baterias, las cuales tienen capacidades de suministro cuasi-instantaneo de 600,700,800,1000 Amperios, que es el valor nominal por el cual la compramos, pero en letras mas pequeñas la etiqueta indica la capacidad de reserva, que suele estar en minutos y amperios, por ejemplo 45A por 75 minutos,
en las de lamparas de emergencia y UPS, suelen ser baterías de 12V y 7 Amperios-hora, y en las baterias AA y AAA, suele ser 1200mA-H, por ahí puedes calcular lo que necesites.

Pero Ojo, las baterías tienen un mejor comportamiento si se les "saca" la energía en forma lenta, digamos que la del carro dice 45A por 60 minutos., esto no garantiza que puedas sacar  90 A en 30 minutos, posiblemente lo podras hacer solo por 20 minutos.

foto de bateria con las letras pequeñas que nunca leemos:

jc65 escribió:Pero Ojo, las baterías tienen un mejor comportamiento si se les "saca" la energía en forma lenta, digamos que la del carro dice 45A por 60 minutos., esto no garantiza que puedas sacar  90 A en 30 minutos, posiblemente lo podras hacer solo por 20 minutos.

Si, entiendo.

De hecho, lo de 62.000 W no me parece nada descabellado. Esa cantidad de energia, es imposible manejarla de forma portatil.

De hecho, consegui otros articulos, donde enumeran las dificultades para que un sistema asi sea viable. La principal, es que el cuerpo humano es agua en su mayor parte. Asi que, se necesita energia para literalmente evaporar el punto donde toque el laser. Pero a medida que avanza el rayo, el vapor reduce la capacidad del laser. Y si, una bateria de 10 Ah, dara ese amperaje durante 60 minutos o 3600 s, asi que realmente, dara 2,7 mA por segundo.

Es todo un temazo! La conclusion, es que el laser no es practico como arma individual. Se requiere demasiada energia y una bala sigue siendo mas eficaz.

Duda resuelta. Gracias compañero!

jc65 escribió:

Saludos, De verdad no tengo información sobre nuevos sonares en los Subs Colombianos, si me la haces llegar sería estupendo, de cualquier forma investigaré.    

laterales

Prietocol escribió:

jc65 escribió:

Saludos, De verdad no tengo información sobre nuevos sonares en los Subs Colombianos, si me la haces llegar sería estupendo, de cualquier forma investigaré.    

laterales

Pues no coinciden con el modelo de Thales instalado en los Scorpene, pero prometo averiguar algo sobre el tema para el Domingo.

Después de una rápida investigación sobre lo realizado a los U-209-1200
Colombianos, y con la cortesía de Shipbucket resumo en la siguiente gráfica:



El sistema ISUS-90 de la empresa Alemana ATLAS Elecktronik, es de tipo federado, e integra prácticamente todos los sensores del submarino, esto es los 3 sonares principales (CHA, FAS, y CIA), el periscopio optrónico (SERO 250), sensores de presión, temperatura, etc.

En particular
- el CHA o arreglo de hidrófonos circular, es de tipo pasivo y frecuencias medias, cabe la posibilidad que sea completamente circular, o con forma de herradura.
- el FAS o sonar de arreglo en los flancos, es de tipo pasivo y esta compuesto por 2 lineas (1 a cada costado) de hidrófonos de amplio ancho de banda (frecuencias medias y bajas)
a diferencia del arreglo mostrado en el Scorpene (de Thales), que es de tipo planar, el FAS es lineal, lo que limita el numero de transductores y posibilidades de beamforming. seria como comparar un radar 3D con uno 2D, pero esto no sería una limitante mayor en aguas someras.
- el CIA es un sonar activo de media-alta frecuencia de interceptación. tiene menor alcance que los dos primeros, pero por ser activo puede obtener mejor data de rango, e incluso usarse para evitar obstáculos.
- el ONA es un conjunto de sensores que graba y analiza el sonido producido por el propio submarino, de manera que puede despues suprimirlo en el analisis de ruidos del entorno captado por los sonares.
- las MFC o consolas multifuncionales, posiblemente 3 a 5, son las que presentan la data a los tripulantes.
- El SERO 250 es un periscopio de tipo optrónico, para la búsqueda, y eventualmente ataque de la firma Cassidian, tiene capacidad diurna y nocturna(IIR).
- El sistema de navegación tambien fue actualizado con el agregado de GPS (en superficie) e INS.

En resumen una compacta y eficaz actualización. No creo que lo ponga a la altura de los Scorpene Chilenos, pero si por encima de los otros submarinos sudamericanos.

jc65 escribió:Después de una rápida investigación sobre lo realizado a los U-209-1200
Colombianos, y con la cortesía de Shipbucket resumo en la siguiente gráfica:



El sistema ISUS-90 de la empresa Alemana ATLAS Elecktronik, es de tipo federado, e integra prácticamente todos los sensores del submarino, esto es los 3 sonares principales (CHA, FAS, y CIA), el periscopio optrónico (SERO 250), sensores de presión, temperatura, etc.

En particular
- el CHA o arreglo de hidrófonos circular, es de tipo pasivo y frecuencias medias, cabe la posibilidad que sea completamente circular, o con forma de herradura.
- el FAS o sonar de arreglo en los flancos, es de tipo pasivo y esta compuesto por 2 lineas (1 a cada costado) de hidrófonos de amplio ancho de banda (frecuencias medias y bajas)
a diferencia del arreglo mostrado en el Scorpene (de Thales), que es de tipo planar, el FAS es lineal, lo que limita el numero de transductores y posibilidades de beamforming. seria como comparar un radar 3D con uno 2D, pero esto no sería una limitante mayor en aguas someras.
- el CIA es un sonar activo de media-alta frecuencia de interceptación. tiene menor alcance que los dos primeros, pero por ser activo puede obtener mejor data de rango, e incluso usarse para evitar obstáculos.
- el ONA es un conjunto de sensores que graba y analiza el sonido producido por el propio submarino, de manera que puede despues suprimirlo en el analisis de ruidos del entorno captado por los sonares.
- las MFC o consolas multifuncionales, posiblemente 3 a 5, son las que presentan la data a los tripulantes.
- El SERO 250 es un periscopio de tipo optrónico, para la búsqueda, y eventualmente ataque de la firma Cassidian, tiene capacidad diurna y nocturna(IIR).
- El sistema de navegación tambien fue actualizado con el agregado de GPS (en superficie) e INS.

En resumen una compacta y eficaz actualización. No creo que lo ponga a la altura de los Scorpene Chilenos, pero si por encima de los otros submarinos sudamericanos.

Interesante explicacion amigo, que nos deja saber las capacidades actuales de los submarinos colombianos.

por eso necesitamos submarinos nuevos porq lo que se le hizo al sabalo aun lo deja muy atrás en lo que respecta a sonares, solo creo que por la propela del submarino colombiano es mas fácil de escuchar que el sabalo venezolano

los Equipos de radares que tenemos en nuestro pais, son de fabricacion que,? sera que con eso radares no se le cuela nada y si pasan naves a surcar suelo venezolanos y no nos damos cuenta..

editado

Alfredo Colmenares escribió:los Equipos de radares que tenemos en nuestro pais, son de fabricacion que,? sera que con eso radares no se le cuela nada y si pasan naves a surcar suelo venezolanos y no nos damos cuenta..

Sr Alfredo, coloque un signo"?", para indicar que desconozco el modelo de radar usado, aunque de seguro es en banda X. Lo otro no lo entiendo.

Al Dr Nick, y en a general todos los compañeros foristas, humildemente les suplico mantener este hilo sin insultos. me gustaría que el mismo se mantenga enfocado en los aspectos tecnológicos de los equipos presentes en el campo de batalla. Gracias.

jc65 escribió:

Alfredo Colmenares escribió:los Equipos de radares que tenemos en nuestro pais, son de fabricacion que,? sera que con eso radares no se le cuela nada y si pasan naves a surcar suelo venezolanos y no nos damos cuenta..

Sr Alfredo, coloque un signo"?", para indicar que desconozco el modelo de radar usado, aunque de seguro es en banda X. Lo otro no lo entiendo.

Al Dr Nick, y en a general todos los compañeros foristas, humildemente les suplico mantener este hilo sin insultos. me gustaría que el mismo se mantenga enfocado en los aspectos tecnológicos de los equipos presentes en el campo de batalla. Gracias.

ya vá forista j65,a mi también me gustaría que EL FORO se mantuviese libre de TROLES,así que,en primer lugar,si te lo trajistes,llevatelo,digo,si acaso fuese su amigo,y en segundo lugar no me diga como voy a escribir,por lo demás,valoro y leo mucho "su" hilo,gracias.