NO321458B1 - Antiubatsystem med omdirigering og etablering av fiktivt mal - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse gjelder en fremgangsmåte for manøvrering og beskyttelse av et fartøy nær et undervannsobjekt som representerer en trussel og er utrustet med et sonaranlegg, og et tilhørende system for å utføre fremgangsmåten og gjerne kalt antiubåtsystem.

Den teknikk som oppfinnelsen hører til, gjelder i dette tilfellet defensiv forflytting av skip eller generelt fartøyer på overflaten eller under vann, for beskyttelse mot oppdagelse eller angrep fra fiendtlige undervannsfartøyer eller torpedoer.

Hovedanvendelsen for oppfinnelsen er antitorpedotiltak fra eget fartøy, særlig ved å narre en angripende torpedo til å følge en annen bane enn den som fører inn mot målet som fartøyet representerer for angriperen.

Det er allerede kjent å narre en fiende ved å etablere fiktive mål (narremål) som heller kan treffes enn det virkelige mål, idet et angrep mot slike fiktive mål ikke vil være skadelig for det virkelige. På denne måte kan luftfartøyer sende ut en slags fyrverkeriammunisjon som brenner og avgir utstråling i det infrarøde bølgeområde, hvilket kan tjene som narremål for missiler som styres av slik utstråling. Sjøtrafikk kan også forstyrre torpedoangrep ved å sende ut bøyer som avgir akustiske signaler av samme type som det opprinnelige mål, fartøyet, og signalene kan være så kraftige at de faktisk maskerer målets egne signaler og på en måte "tåkelegger" dette. En utskutt fiendtlig torpedo vil derved heller styre mot en slik narrebøye, og når torpedoen er kommet nær denne vil det egentlige mål, fartøyet, etter omdirigering ha forflyttet seg nok til at risikoen for å treffes er betydelig redusert. Risikoen er imidlertid ikke helt borte, siden torpedoen meget vel, etter å ha passert bøyen, kan omdirigeres, f.eks. ved å følge en sirkel, mot en annen energikilde som kanskje i dette tilfellet nettopp vil være det egentlige mål, fartøyet.

Forskjellige typer innretninger for motforanstaltning i tilfelle angrep er altså utviklet. Slike innretninger kan være av den type som trekkes etter et fartøy som risikerer å være et mål for en innsiktet torpedo, og disse innretninger kan være fordelaktige på det punkt at de ikke krever noen implantering av alarmsystemer i trekkfartøyet. De har imidlertid ulempen av å virke som et "fyr", nemlig å bekjentgjøre fartøyets posisjon for fienden og tiltrekke seg truende oppmerksomhet til nærområdet rundt dette. Fra patentlitteraturen skal vises til fransk patent nr. 2 660 907, gitt til en fremgangsmåte for torpedobekjempning i forbindelse med angrep mot fartøy. Det hele går ut på å la et fiktivt mål i form av et narreobjekt av kjent type ha en eksplosivladning og et lydsystem i form av et sonaranlegg som registrerer passeringen av en eventuell torpedo i det fiktive måls nærområde. Ladningen bringes til eksplosjon for å ødelegge torpedoen når denne er kommet nær nok. Selv om man her har fordelen ved å komplettere narrefasen med en destruksjonsfase, har fremgangsmåten også ulemper, særlig ved at narreobjektets egen eksplosivladning øker vekten betydelig, og dette gjør det vanskeligere å slippe det ut (skyte det ut) og manøvrere det.

Andre måter går ut på å bruke selvgående fiktive mål som kan simulere reelle mål. Å simulere et stort mål er naturligvis helt urealistisk, og metoden har derfor store begrensninger ved at simuleringen blir meget dårlig når det fiktive mål er betydelig mindre enn f.eks. et fartøy.

For å løse de problemer som er skissert ovenfor, ble det i sin tid oppnådd enerett ved FR-A-2 712 560 (État Francais) for beskyttelse av et fartøy mot et truende objekt, ved at det fira fartøyet ble sendt ut en mindre farkost som kan benevnes selvgående pilotubåt og som på sin side kunne slippe ut (skyte ut) minst ett narreobjekt og/eller en forstyrrelsesmekanisme innrettet for å sende ut et akustisk narresignal og/eller forstyrrelse ("et støyteppe"). Hovedfordelen ligger i at trusselen i stedet blir rettet mot et fiktivt mål ved en avstand hvor trusselen ikke er noen reell trussel for det egentlige mål, fartøyet. Selv om den patentbeskyttede fremgangsmåte har en ganske god beskyttelseseffektivitet, foreligger likevel ulempen ved at når den første utslipping av pilotubåten har funnet sted, er den bane eller retning som både fartøyet og pilotubåten følger fastlagt og vil kunne forstyrres av eventuelle utvendige hindringer, slik at "narreprosedyren" forstyrres.

Den oppfinnelse som nå presenteres, har således som mål å videreføre denne teknikk ved å angi en annen problemløsning for beskyttelse av et fartøy mot et undervannsobjekt som representerer en trussel og selv har et lydsystem (et sonaranlegg).

I patentskriftene DE 34 35 130 Cl og EP 0 240 819 A2, for henholdsvis sonardetektering med en undervannsenhet med en gassgenerator, og villedning ved utskyting av prosjektiler som danner falske mål, er videre beskrevet teknikk som representerer bakgrunnen for denne oppfinnelse. Hensikten med oppfinnelsen er også å avlede eller narre et truende objekt (en fiendtlig ubåt eller en torpedo) fra å ha fokus mot fartøyet og i stedet villede det til å følge en annen bane mot et fiktivt mål, og fortrinnsvis et mål så langt unna at objektet derfra ikke lenger kan registrere sitt opprinnelige og egentlige mål, nemlig fartøyet. Samtidig legges vekt på å omdirigere fartøyet slik at det følger en annen kurs og bane enn den opprinnelige.

Rent konkret er den løsning som oppfinnelsen viser til angitt i patentkravene, nemlig ved fremgangsmåten ifølge krav 1 og dettes underkrav 2, og systemet ifølge krav 3-8 for å utføre fremgangsmåten.

Anordningen for å sende ut narremålene i form av kontraobjekter kan omfatte utskytere med siktemidler, kretser for å styre disse kontraobjekters bane, og kretser for stabilisering av dem ved en gitt dybde i sjøen. Banestyrekretsene kan utgjøre en bærerakett med drivenhet, en banesekvensenhet og bremsemidler, og stabiliseringskretsene kan omfatte en dykkføler for å registrere når det aktuelle kontraobjekt har falt ned i vannet etter å være sluppet ut fra en høyde over vannoverflaten, og en ballast for å flyte på overflaten som en bøye.

Minst to anordninger kan være montert på fartøyet, for å skyte ut kontraobjekter på både babord og styrbord side.

Disse karakteristiske trekk og fordeler, så vel som andre, vil bedre komme frem av den detaljbeskrivelse som følger nedenfor, av typiske utførelser av oppfinnelsen. Det vises samtidig til tegningene, hvor fig. 1 skjematisk viser et fartøy ovenfra, med en foretrukket utgave av et antiubåtsystem, fig. 2 viser et lengdesnitt gjennom en rakett som inneholder motforanstaltninger mot et angripende undervannsobjekt, idet motfor-anstaltningene særlig er en bøye som tjener som kontraobjekt eller fiktivt mål overfor undervannsobjektet, fig. 3 viser en oversikt over motforanstaltninger som anvendes ifølge oppfinnelsen, fig. 4 viser de enkelte faser ved utsending av motforanstaltninger i form av et kontraobjekt, ved et gitt tidspunkt (t„), og fig. 5 viser generelt hvordan et fartøy som trues av et fiendtlig undervannsobjekt har satt i gang sitt antiobjektsystem og samtidig omdirigeres til en ny kurs som danner en unnslippelsesvei.

Fig. 1 viser altså et fartøy 1 med en sentral 3 koplet til en styreenhet 31 i hver ende av fartøyet og hver på sin side koplet til to anordninger 4 for å iverksette motforanstaltninger, særlig i form av det man kan kalle kontraobjekter 5 (se fig. 2), gjerne i form av bøyer montert på en bærerakett 41. Anordningene 4 kan omfatte en utskyter for å skyte ut kontraobjektene på både styrbord og babord side av fartøyet.

Antiobjekt- eller antiubåtsystemet ifølge oppfinnelsen er slik at når et truende objekt oppdages og motforanstaltninger skal iverksettes, velger styreenheten 31 den anordning 4 på siden av fartøyet 1, som det er fordelaktig å skyte ut et eller flere kontraobjekter 5 fra.

Den bærerakett 41 som er vist på fig. 2 blir i så fall skutt ut fra den gunstigste anordnings 4 utskyter (en utskytingsrampe eller et kanonrør, ikke vist), f.eks. oppe på siden av fartøyets 1 bro. Bæreraketten har en drivenhet 42 (med en drivkruttladning), et elektronikkavsnitt 43 som omfatter en banesekvensenhet, og videre omfatter bæreraketten en ballast 44 for å holde kontraobj ektet 5 flytende på vannoverflaten, midler for registrering av når kontraobjektet har kommet ned i sjøen, idet disse midler like gjerne kan kalles en dykkføler 45, en forbindelseskabel 46 og det allerede omtalte kontraobjekt 5.

De enkelte elementer i kontraobjektet 5 ifølge oppfinnelsen er vist på fig. 3. Et kraftaggregat 51 er illustrert med blokken til høyre og gir nødvendig elektrisk energi til en aktiveringskrets 52, en elektronisk narrekrets 53, en elektronisk kraftenhet 54, og en elektrisk kraftomvandler 55. I den underste blokk indikeres elektroakustiske transduktorer 56 for sending (S.) og mottaking (M.) av akustiske signaler.

Når kontraobjektet skal aktiveres, satt i sving ved radiostyring fra aktiveringskretsen 52 i forbindelse med sentralen 3 sørger narrekretsen 53 for å overføre et elektrisk signal til transduktorene 56, idet dette signal er forsterket i kraftenheten 54 og omvandlet i omvandleren 55.

Hensikten med kontraobjektet 5 ifølge oppfinnelsen er å gi permanent forstyrrelse av et fiendtlig undervannsobjekts 2 sonaranlegg, enten dette er aktivt eller passivt.

I det siste tilfellet, når objektets 2 sonaranlegg er passivt, sendes ikke noe akustisk signal ut fra det, og anlegget brukes bare til å registrere de akustiske signaler som stammer fra fartøyet 1 i form av objektets 2 angrepsmål. Den forstyrrelse som kontraobjektet 5 gir, består i å frembringe akustisk støy innenfor et frekvensområde som tilsvarer kjente fiendtlige undervannsobjekters 2 sonarfrekvensområde, f.eks. mellom 15 og 80 kHz når det gjelder torpedosonaranlegg, og den akustiske støy frembringes ved hjelp av de elektroakustiske transduktorer 56 i kontraobjektet 5.

Støynivået må minst være 30 dB over den maksimale tilsvarende akustiske støy som de mest støyende fartøyer kan sende ut, og dette må gjelde over hele det aktuelle frekvensområdet.

Når objektets 2 sonaranlegg er aktivt, sender det imidlertid altså ut akustiske signaler og mottar ved refleksjon tilsvarende signaler fra fartøyet 1. Forstyrrelsen som fartøyets kontraobjekt 5 iverksetter overfor undervannsobjektet 2, etter kontinuerlig avlytting av signalene fra dette, består i følgende: å sende ut akustisk forstyrrende støy ved et nivå som er atskillig over 30 dB over nivået av de akustiske signaler fartøyet selv sender ut, slik det er forklart ovenfor for det passive fiendtlige sonaranlegg, ved spesielt de arbeidsfrekvenser som det fiendtlige objekts 2 sonaranlegg har vist seg å benytte som følge av avlyttingen, og samtidig å sende ut forstyrrende ekkosignaler som skal tilsvare den akustiske "signatur" som fartøyet reflekterer, men som i virkeligheten stammer fra et fiktivt mål i form av kontraobjektet 5.

Fortrinnsvis kan den aktive akustiske forstyrrelse fra kontraobjektet 5 utføres separat, samtidig med eller sekvensielt i forhold til den akustiske forstyrrelse som aktiveres når objektets 2 sonaranlegg er passivt.

Fig. 4 viser de enkelte faser ved utskyting av et kontraobjekt 5 ved et gitt tidspunkt t„. I fase A skytes bæreraketten 41 ut fra fartøyet 1 og følger en forhånds-programmert bane, bestemt ved hjelp av elektronikkavsnittet 43 sammen med sentralen 3 (fase b). Etter at drivenheten 42 er skilt fra og utfolding av en fallskjerm (fase c), bremses bæreraketten 41 ned og daler langsomt ned mot sjøoverflaten (fase d). Så snart bæreraketten 41 kommer i kontakt vannet, registreres dette av trykkføleren 45 som aktiverer og frigir ballasten 44 (fase e). I den siste fase, fase f, den egentlige aktivering av kontraobjektet 5, rulles forbindelseskabelen 46 ut under styring fra sentralen 3 og elektronikkavsnittet 43, hvilket tillater at selve kontraobjektet kan holdes neddykket ved ønsket dybde i den nedre del av den "bøye" som dette, forbindelseskablene 46 og ballasten 44 sammen utgjør. Det vises nå til fig. 5 i tillegg til de øvrige tegninger, for beskrivelsen av en foretrukket måte å beskytte fartøyet 1 mot et ankommende truende undervannsobjekt 2. Sterkt skjematisk er to baner N, A vist med stiplet linje, nemlig den bane N som fartøyet følger under anvendelsen av antiubåtsystemet, og banen A som undervannsobjektet 2 avledes til å følge.

Umiddelbart etter at fartøyet 1 har registrert nærværet av det fiendtlige objekt 2, blir de aktuelle parametre bestemt: posisjon (og eventuelt hastighet, navigasjonsretning, dybde i sjøen).

Ved det indikerte tidspunkt to bør altså fartøyet 1 følge en presisert unnslippingsbane N som holdes helt til tidspunktet tf, ved hvilket tidspunkt fartøyet 1 er utenfor rekkevidden av objektet 2. Under denne tid mens fartøyet 1 følger sin omdirigerte bane N, skytes eller slippes flere kontraobjekter 5 ut, i dette tilfellet et antall n = 3.

Ved et gitt tidspunkt som generelt kan angis med t„ skytes således det n-te kontraobjekt 5 ut, ved en avstand på mellom noen titalls meter og noen titalls kilometer fra fartøyet 1 som skal beskyttes, og utskytingen skjer med en presisjon og en forsinkelse som er i samsvar med de gitte karakteristiske parametre for fartøyet 1 (akselerasjon, maksimal-hastighet, giringshastighet i horisontalplanet, neddykkingshastighet etc), den undersjøiske topografi i området, og de øvrige aksjoner for de enkelte elementer i fartøyet 1, som inngår i antiubåtsystemet.

På denne måte vil de i alt n kontraobjekter 5 som sendes ut fra fartøyet 1 i henholdsvis tidspunktene tj, t2, t3....tn for å forstyrre sonaranlegget på det fiendtlige undervannsobjektet 2, bestemme dette objekts bane A inntil det er narret så langt vekk fra fartøyet (ved tidspunktet tf) at dette er omdirigert ut av objektets rekkevidde.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for manøvrering og beskyttelse av et fartøy (1) nær et undervannsobjekt (2) som representerer en trussel og er utrustet med et sonaranlegg, ved bruk av følgende midler: detektorkretser for å registrere nærværet av undervannsobjektet (2) før et gitt tidspunkt (tj), og midler for å utlede undervannsobjektets posisjon i forhold til fartøyet (1), midler for bestemmelse i sanntid (5t) av den generelle driftssituasjon ut fra fartøyets (1) gitte karakteristiske parametere, særlig akselerasjonen, maksimalhastigheten, giringshastigheten i horisontalplanet, undervannstopografien innenfor en gitt radius omkring fartøyet, og kjennskapet til landinger og aksjoner vedrørende antiluftvern og antiubåtvern, midler for bestemmelse i samme sanntid (8t) av karateristiske parametere for undervannsobjektet (2), særlig dettes posisjon, bevegelsesretning, hastighet og dybde i sjøen, og anordninger (4) for utskyting av i alt antallet (n) kontraobjekter (5) fra fartøyet (1) , hvorved fremgangsmåten videre er karakterisert ved aktivering av: midler for å fastlegge, ved et tidspunkt (to = tj + 8t) en unnslippingskurs som fartøyet (1) skal følge, ut fra de evalueringer som fremgår av trinnene ved hjelp av midlene ovenfor, midler for tilpasning ved et hvert tidspunkt t i tidsintervallet [to; tf] av unnslippingskursen som funksjon av den generelle driftssituasjon og den relative posisjon mellom undervannsobjektet (2) og fartøyet (1), idet (tf) er tidspunktet når fartøyet er utenfor undervannsobjektets rekkevidde, og midler for beregning ved et vilkårlig tidspunkt i intervallet [to; tf] av utskytingstidspunktene og koordinatene for kontraobjektene (5) som skal skytes ut, idet disse beregninger utføres ut fra de målinger som ble utført ved tidspunktet (t - 8t), og som en funksjon av den kurs som i virkeligheten følges av fartøyet (1) og undervannsobjektets (2) virkelige kurs, og dessuten som en funksjon av den generelle driftssituasjon.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at kontraobjektene (5) er innrettet for å frembringe en akustisk støy som ligger minst 30 dB over den maksimale støy fra det mest støyende av alle kjente fartøyer og sendes ut over hele frekvens- og driftsområdet for kjente typer sonaranlegg, i passiv tilstand, og langt høyere enn 30 dB ved den frekvens et aktuelt sonaranlegg viser seg å sende på i aktiv tilstand.

3. System for å utføre fremgangsmåten ifølge krav 1 og omfattende en sentral (3) som er koplet til fartøyets (1) detektorkretser for registrering av undervannsobj ekter (2) i nærheten, idet sentralen (3) er innrettet for kontroll og kommando av anordningene (4) for utskyting av kontraobjektene (5), karakterisert ved at sentralen (3) også er koplet til fartøyets (1) navigasjonskommandosystem

4. System ifølge krav 3, karakterisert ved at anordningene (4) omfatter utskytere for å skyte ut kontraobjektene (5) fra fartøyet, kretser for å styre de utskutte kontraobjekters bane, og kretser for stabilisering av kontraobjektene ved en gitt dybde i sjøen.

5. System ifølge krav 3-4, karakterisert ved at utskyterne videre omfatter siktemidler.

6. System ifølge krav 3-5, karakterisert ved at kretsene for å styre kontraobjektene i sin bane utgjør en bærerakett med drivenhet (42), en banesekvensenhet og bremsemidler.

7. System ifølge krav 3-6, karakterisert ved at kretsene for stabilisering til en gitt neddykkingsdybde omfatter en dykkføler (45) for å registrere når kontraobjektet har falt ned i vannet, og en ballast (44) for å flyte på overflaten som en bøye.

8. System ifølge krav 3-7, karakterisert ved at minst to anordninger (4) er montert på fartøyet (1), for å kunne skyte ut kontraobjekter (5) på både babord og styrbord side.