Intercettatore sonar e Água Preta: differenze tra le pagine

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{{S|centri abitati del Pernambuco}}
 
{{Divisione amministrativa
==Prototipi sonar per vettore A184 ==
|Nome = Água Preta
 
|Nome ufficiale =
La voce '''Prototipi sonar per il vettore A184''' è relativa agli studi ed alle realizzazioni prototipiche sviluppate presso la Soc. USEA nel 1967 .
|Panorama =
 
|Didascalia =
L’obiettivo consisteva nella costruzione di sistemi sonar, attivi e passivi, da inserire nelle ogive dei siluri nominati [[A184]]; a detto progetto fu dato il nome di Autoguida 1967 ( AG67 ).
|Bandiera =
 
|Stemma =
I prototipi AG67 comprendevano [[base idrofonica|basi acustiche]] ortogonali, preamplificatori, [[Effetti della cavitazione nell'impiego del sonar|trasmettitori]] e [[Ricevitore in correlazione|ricevitori]] a fasci preformati; tutto contenuto all'interno dell’ogiva.
|Stato = BRA
 
|Grado amministrativo = 4
La sperimentazione dei prototipi fu condotta con un'ogiva acustica montata, con apposito fondello-supporto, sulla parte superiore di un sommergibile operativo; con apposito cavo i segnali di emissione e ricezione venivano convogliati in apposito locale del battello per i rilievi del caso.
|Divisione amm grado 1 = Pernambuco
 
|Divisione amm grado 2 = Zona da Mata Pernambucana
Il vettore multiruolo <math> A184 </math>, dall’aspetto simile al vettore [[MU 90]], ha dimensioni maggiori, un sistema di filoguida e una acustica dell’ogiva molto sviluppati.
|Divisione amm grado 3 = Mata Meridional Pernambucana
 
|Amministratore locale = Eduardo Passos Coutinho Correa de Oliveira
La strategia implementata in questo tipo di vettori prevede il controllo via cavo, del loro percorso per un lungo tratto di mare, circa <math>20000</math> metri per l'indirizzamento del vettore sul bersaglio in un intorno di raggio non inferiore a <math>1500</math> metri; raggiunto il limite di distanza prevista il siluro si sgancia dalla filoguida ed inizia in modo autonomo, con il proprio sonar, la localizzazione precisa del bersaglio con la componente passiva e/o quella attiva in base alla programmazione impostata.
|Partito =
 
|Data elezione =
Dato che i bersagli possono essere indifferentemente navi di superficie che sommergibili la localizzazione prevede la determinazione precisa, sia della direzione
|Data istituzione =
del bersaglio nel piano orizzontale, che dell'angolo tra l'orizzonte e la congiungente
|Data soppressione =
siluro-bersaglio nel piano verticale.
|Latitudine decimale =
 
|Longitudine decimale =
Questa duplice misura è possibile grazie alla struttura ogivale della testa del siluro che consente la realizzazione di due sistemi di fasci preformati ortogonali tra loro.
|Latitudine gradi = 8
 
|Latitudine minuti = 42
== Caratteristiche delle basi acustiche dell’ogiva ==
|Latitudine secondi = 30
 
|Latitudine NS = S
L'ogiva acustica, schematizzata in figura , supporta due [[base idrofonica|basi idrofoniche]] ciascuna
|Longitudine gradi = 35
posizionata sulle circonferenze giacenti su piani ortogonali del supporto:
|Longitudine minuti = 31
 
|Longitudine secondi = 11
[[File:a184.jpg|thumb|left|350px| *Ogiva vettore con basi idrofoniche a croce]]
|Longitudine EW = W
{{clear}}
|Altitudine =
 
|Superficie = 533.334
I trasduttori delle due basi; per il piano orizzontale e per quello verticale sono evidenziati con dischetti neri; la base orizzontale è estesa su tutto l'arco dell'ogiva mentre quella verticale ne occupa soltanto una porzione.
|Note superficie =
 
|Abitanti = 33095
Dal vero l'ogiva si presenta con una superficie uniforme senza traccia dei sensori idrofonici, sensori che sono ricoperti con uno strato leggero di resina epossidica trasparente al suono.
|Note abitanti = {{cita web|url=http://cod.ibge.gov.br/102M|lingua={{lingue|pt}}|titolo=Scheda del comune dall'IBGE - Censimento 2010|accesso=17 febbraio 2015}}
 
|Aggiornamento abitanti = 2010
La ricezione della base orizzontale è stata progettata per generare fasci preformati aventi i lobi con le stesse caratteristiche su tutte le direzioni, è limitata in un arco di circa <math>\pm 45</math>° rispetto all'asse longitudinale del vettore.
|Sottodivisioni =
 
|Divisioni confinanti =
La ricezione della base verticale<ref>La base verticale del vettore ha un numero d'idrofoni sensibilmente inferiore alla base orizzontale.</ref>, date le geometrie nel campo, è limitata in un arco di circa <math> \pm 10</math>°.
|Raggruppamento =
 
|Lingue =
Con ciascuna base si rilevano dati angolari, sul piano orizzontale e su quello verticale, necessari per l'autoguida del vettore verso il bersaglio.
|Codice postale =
 
|Prefisso =
== Dettagli della geometria della base acustica orizzontale==
|Codice catastale =
 
|Targa =
Il disegno della base acustica che si sviluppa nel piano orizzontale, per evidenziare l'arco utile con il quale si compongono i fasci preformati<ref> Anche per la base idrofonica che si sviluppa nel piano verticale il processo di formazione fasci è analogo a quello per la base orizzontale</ref> è mostrata in figura:
|Nome abitanti = água-pretense
 
|Patrono =
[[File:ag671u.jpg|thumb|left|350px| *Ogiva vettore con basi idrofoniche a croce]]
|Festivo =
{{clear}}
|Mappa = Mapa de Água Preta (2).png
 
|Didascalia mappa =
Con tale geometria tutti i fasci preformati compresi tra <math>\pm 45</math>° hanno le stesse caratteristiche di guadagno e di sensibilità; date le dimensioni dell'ogiva tutte le lunghezze delle corde, accoglienti la proiezione degli idrofoni che formano un fascio, sono dell'ordine di <math> 35 cm </math>.
|Sito =
 
}}
Nella figura il numero dei sensori non corrisponde a quello reale.
'''Água Preta''' è un [[comuni del Brasile|comune]] del [[Brasile]] nello Stato del [[Pernambuco]], parte della [[Mesoregioni del Brasile|mesoregione]] della [[Zona da Mata Pernambucana]] e della [[Microregioni del Brasile|microregione]] della [[Microregione di Mata Meridional Pernambucana|Mata Meridional Pernambucana]].
 
== Tecniche per il progetto dei fasci preformati==
 
I fasci preformati progettati per i prototipi AG67 prevedevano il rifasamento delle tensioni generate dagli idrofoni e non la loro rimessa in coerenza <ref>Il processo di rifasamento dei segnali si realizza in spazi nettamente inferiori di quanto sarebbe necessario per la loro rimessa in coerenza</ref>; ciò in virtù del fatto che il sonar doveva operare prevalentemente in attivo, con impulsi di frequenza nota (salvo il Doppler), e in passivo in banda estremamente stretta.
 
Gli sfasamenti calcolati erano realizzati tramite le cellule R-C riportate in figura secondo caratteristici criteri di progetto.
 
[[File:ag672u.jpg|thumb|left|350px| Cellula di rifasamento per segnali a banda stretta]]
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A seguito dell'industrializzazione dell'ogiva la struttura dei fasci rimase praticamente identica salvo una notevole riduzione dei volumi di tutta l'elettronica.
 
Ad oggi la struttura attuale dei fasci preformati dell'ogiva del vettore A184 può essere sviluppata sia con il metodo indicato, sia con sistemi numerici su processori veloci che richiedono la digitalizzazione delle tensioni idrofoniche.
 
== La portata di scoperta dell’ogiva acustica.==
 
Per il particolare modo d'impiego il sonar dell'ogiva deve consentire la portata di scoperta voluta, indicata in precedenza in <math>1500</math> metri, fissate, di massima, le seguenti probabilità di rivelazione e falso allarme:
 
<math> Priv = 99% </math>
 
<math> Pfa = 0.01 % </math>
 
Il [[portata di scoperta del sonar|calcolo della portata]] dell'ogiva è risolto per via grafico-numerica
secondo le seguenti variabili:
Frequenza dell'impulso trasmesso dal vettore: <math> F = 30000 Hz </math>
 
*[[Effetti della cavitazione nell'impiego del sonar|Livello indice di trasmissione]] ipotizzato per il trasmettitore del vettore :
 
<math>LI = 210 dB/\mu Pa/1m</math>
 
*Livello del rumore messo a calcolo: [[Stato del mare|rumore del mare]] + rumore del vettore:
 
<math>NL = 57 dB/\mu Pa/Hz</math>
 
*Forza del bersaglio <math>TS = 15 dB</math>
 
*Larghezza di banda del ricevitore:
 
<math> BW = 1300 Hz</math>
 
*Durata d'impulso emesso dal vettore: <math> t = 0.0025 Sec. </math>
 
*Probabilità di scoperta: <math> Priv = 99% </math>
 
*Probabilità di falso allarme <math> Pfa = 0.01 % </math>
 
*Con questa coppia di valori probabilistici dalle curve ROC si legge: <math> d* = 37 </math>
 
*Propagazione : sferica
 
*[[Differenziale di riconoscimento del sonar|Soglia di rivelazione]] calcolata con la formula:
 
<math> DT = 5 \cdot log_{10} {(BW\cdot d* / t)} </math> = <math> 5 \cdot log_{10} {(1300\cdot 37 / 0.0025)}</math> = <math> 36 dB</math>
Con i dati impostati si applica la prima equazione in <math>TL </math> ottenendo:
 
<math> TL = LI + DI + TS - DT - NL </math> = <math> 210 dB + 23 dB + 15 dB - 36 dB - 57 dB </math> = <math> 155 dB </math>
 
Successivamente s'imposta la variazione del <math> TL </math> con la seconda equazione in funzione della distanza <math> R </math> e del coefficiente di assorbimento <math>\alpha</math>
 
Il valore di <math>\alpha</math> ,calcolato con la formula di Thorp per <math> f</math> in <math> KHz </math>:
 
<math> \alpha = \left[ \frac{0.1 \cdot f^2}{1 + f^2} \right] + \left[ \frac{40\cdot f^2}{4100 + f^2} \right]+ \left[ \frac{2.75 \cdot f^2}{10^4} \right]</math>
che, per <math> F = 30 KHz </math> dà <math>\alpha = 7.5 dB/Km </math>
 
<math> TL = 60 dB + 20 \cdot log_{10} {R} + R \cdot \alpha</math> = <math>60 dB +
20 \cdot log_{10} {R} + 7.5 \cdot R </math>
 
La soluzione grafica del problema in figura:
 
[[File:ag1700u.jpg|thumb|left|350px| Soluzione grafica per la portata del vettore]]
{{clear}}
 
E’ tracciata la curva di <math> TL </math> della prima equazione (retta rossa parallela alle ascisse)
 
È tracciata la curva di <math>TL </math> della seconda equazione in funzione di <math> R. </math> (in blu).
 
Il risultato della computazione, punto d'intersezione tra le due curve, indica una portata di<math> 1700 </math> metri, di poco superiore a quella dichiarata ( <math> 1500 </math> metri ) come caratteristica rilevante per il vettore.
 
Osservazione: La portata calcolata, a carattere probabilistico, è sempre subordinata alla scelta di:
 
<math> Priv = 99% </math>
 
<math> Pfa = 0.01 % </math>
 
==Note==
<references/>
 
==VociAltri correlateprogetti==
{{interprogetto}}
*[[Algoritmi di correlazione nel rilevamento sonar]]
 
*[[Base idrofonica]]
 
*[[Collimazione dei bersagli mediante trasformata di Hilbert]]
 
*[[Cortine idrofoniche cilindriche]]
 
*[[Differenziale di riconoscimento del sonar]]
 
*[[Effetti della cavitazione nell'impiego del sonar]]
 
*[[Fasci preformati]]
 
*[[Fenomeni della riverberazione in mare]]
 
*[[Forza del bersaglio nella scoperta sonar attiva]]
 
*[[Impostazione della soglia di rivelazione del sonar]]
 
*[[Misura della distanza tramite sonar]]
 
*[[Portata di scoperta del sonar]]
 
*[[Propagazione del suono in mare]]
 
*[[Ricevitore in correlazione]]
 
*[[Rumore delle navi]]
 
*[[Stato del mare]]
 
*[[Trasformazione delle caratteristiche di direttività del sonar]]
 
*[[Funzione d'intercettazione del sonar degli impulsi emessi dai vettori]]
 
== Bibliografia==
*Robert J. Urick, ''Principles of underwater sound '', Mc Graw – Hill|edizione=3ª, 1968
 
*Aldo De Dominics Rotondi, ''Principi di elettroacustica subacquea'' , Elettronica San Giorgio-Elsag S.p.A. Genova, 1990.
 
* Nat. Def. Res.Comm. Div.6 Sum. Tech. rep. vol.22, ''Acoustic Torpedoes'',1946
 
==Curve==
[[File:1dfpriv.jpg|thumb|left|350px|* d* = f( Priv.)]]
{{clear}}
 
[[File:2dfpriv.jpg|thumb|left|350px| DT = f( d* )]]
{{clear}}
 
[[File:3dfpriv.jpg|thumb|left|350px| R = f( DT ) ]]
{{clear}}
 
[[File:4dfpriv.jpg|thumb|left|350px| Priv. = f(R) ]]
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==Bozza del testo==
 
==Calcolo della probabilità di scoperta come funzione della distanza del bersaglio==
 
Il problema relativo al calcolo della probabilità di scoperta in passivo <math>(Priv.)</math> in funzione della distanza del bersaglio, <math> Priv. = f (R)</math> è stato sviluppato per mostrare come degrada la probabilità di scoperta del bersaglio <math>(Priv) </math> a mano a mano che il bersaglio incrementa la sua distanza da un punto stabilito.
 
L'analisi del problema inizia con il calcolo di una portata di scoperta di riferimento; questo sarà la base di partenza di tutti gli sviluppi successivi quali i calcoli delle funzioni:
 
* <math> d* = f( Priv.)</math>: parametro probabilistico (curve ROC)
 
* <math> DT = f(d*)</math>: differenziale di riconoscimento
 
* <math>R = f( DT )</math> : distanza del bersaglio
 
ed infine la soluzione del problema:
 
<math> Priv. = f(R)</math>: probabilità di rivelazione
 
== Calcolo della portata di scoperta di riferimento==
Per raggiungere l'obiettivo i computi iniziano con il calcolo della portata di scoperta
di riferimento, <math>Rf</math>:
 
Nel caso di sonar passivo secondo le equazioni:
 
<math>\begin{cases} TL = 60 + 20 \cdot \log_{10}{ R } + \alpha \cdot R\\
TL = SL + DI - NL - DT + 10 \cdot \log_{10}{ BW }
\end{cases}</math>
 
 
La soluzione grafica del sistema trascendente si ottiene con le variabili:
*<math>SL = 140 dB/ \mu Pa/Hz</math>
*<math>NL = 58 dB / \mu Pa/Hz</math>
*<math>\alpha = 0.1 dB/Km</math>
*<math>DI = 10 dB</math>
*<math>DT = 27.2 dB</math>
*<math>BW = 2000 Hz</math>
*<math>RC = 0.1 s</math>
*<math>d* = 28 ( Priv = 99\%; Pfa = 0.1\% )</math>
 
Soluzione grafica:
[[File:46kmpriv.jpg|thumb|350px|left]]
{{clear}}
in cui:
*la retta rossa rappresenta la prima equazione del sistema
*la curva blu rappresenta la seconda equazione del sistema
*l'ascissa del loro punto d'intersezione indica la portata calcolata:
 
<math>Rf = 46 </math> Km
 
Da questa distanza di riferimento si considera l'allontanamento del bersaglio e la conseguente riduzione della probabilità di scoperta <math>Priv = f (R)</math> con la probabilità di falso allarme costante <math>Pfa = 0.1%</math>.
 
== Calcolo della funzione d* = f(Priv.) ==
La funzione <math> d* = f( Priv.) </math>, dipendente dalle curve ROC, è calcolata per valori discreti impiegando un particolare sistema di calcolo che porta al grafico di figura:
 
[[File:1dfpriv.jpg|thumb|left|350px|* d* = f( Priv.)]]
{{clear}}
 
== Calcolo della funzione DT = f(d*) ==
 
La funzione <math> DT = f( d* ) </math>, dipendente dalla curva <math> d* = f( Priv.) </math>, è tracciata secondo l'equazione :
 
<math>DT = 5 \cdot log_{10} { [(BW \cdot d*) / ( 2 \cdot RC )]} </math>
 
nella quale le variabili sono le stesse impiegate per il calcolo di <math> Rf</math>
 
ed è mostrata in figura:
 
[[File:2dfpriv.jpg|thumb|left|350px| DT = f( d* )]]
{{clear}}
== Calcolo della funzione R = f(DT) ==
 
La funzione <math> R = f( DT ) </math>, dipendente dalla curva <math> DT = f( d* ) </math>, è tracciata secondo l'equazione in R da risolvere con processo iterativo:
 
<math> 60 + 20 \cdot \log_{10}{ R } + \alpha \cdot R = SL + DI - NL - DT + 10 \cdot \log_{10}{ BW }</math>
 
dove le variabili sono le stesse impiegate per il calcolo di <math> Rf</math>
 
[[File:3dfpriv.jpg|thumb|left|350px| R = f( DT ) ]]
{{clear}}
 
== Calcolo della funzione Priv. = f(R) ==
Con il calcolo della funzione <math> Priv. = f(R) </math> si ottiene la soluzione del problema posto.
I punti della curva seguono le corrispondenze delle tre variabili come indicato, ad esempio, per i valori ricavati <math> Priv. = f(R) </math>
* Priv. = 10%
* d* = 2.9
* DT = 22.3 dB
* R = 65 Km
 
in essa sono riportate le coppie di numeri di tabella 3 con la Priv. in ordinate, che decresce in funzione della distanza R in ascisse che da R = 46 Km s'incrementa verso i 70 Km; sempre per Pfa. = 0.1% costante.
 
== Iinterpretazione della curva ==
 
Una volta fissata la soglia di falso allarme (Pfa. = 0.1%) la probabilità di rivelazione Priv, riportata in ordinate, decresce con l'aumentare della distanza R riportata in ascisse. E' naturale che l'insieme delle computazioni e il grafico devono essere ripetuti per un sonar di riferimento diverso da quello di paragrafo 2. <
 
{{Comuni del Pernambuco}}
==Osservazioni sul significato dei calcoli ==
{{Portale|Brasile}}
I risultati dei calcoli che hanno portato alla figura 1, anche se non hanno risvolti in situazioni operative reali, possono essere immaginati frutto di rilievi sul campo e così giustificati sulla base delle variabili riportati in precedenza:
 
[[Categoria:Comuni del Pernambuco]]
Se l'operatore addetto al sonar, dopo i calcoli di portata da svolgere secondo il paragrafo 2), imposta la soglia
di rivelazione affinché la probabilità di falso allarme (Pfa.) sia quella messa a calcolo nel citato paragrafo:
Pfa = 0.1 %; potrà osservare come la probabilità di rivelazione (Priv.) al livello del 99% con il bersaglio
per R = 46 Km
si riduca al solo 5% quando il bersaglio, allontanandosi raggiunge la distanza R = 69 Km.