Sonopoi

Sonopoi (sõnadest "sonar" ja "poi" saadud kohversõna) on suhteliselt väikesemõõtmeline poi (tavaliselt läbimõõduga 13 cm, pikkusega 91 cm) ja (mõnikord ühekordselt kasutatav) sonar, mis visatakse vette lennukitelt/helikopteritelt või laevadelt allveelaevadevastase sõjapidamise, allveeakustika uurimistöö, okeanograafiliste mõõtmiste või kommunikatsiooni kanali tekitamise eesmärgil.

Sonopoitüübid

Sonopoid liigitatakse kolme kategooriasse: aktiivsed, passiivsed ja eriotstarbelised.

Aktiivsed sonopoid kiirgavad vette helisignaale (pinge) ja kuulavad tagasi peegeldunud kajasid. Seda enne UHF/VHF raadio teel vastuvõtvale laevale või lennukile kogutud teabe (tavaliselt kaugus ja suund) edastamist. Algsed aktiivsed sonopoid pingisid pärast vette jõudmist etteantud aja jooksul pidevalt. Hiljem lubati kasutada selliseid sonopoisid, mis käivitusid õhusõidukilt raadioühenduse kaudu saadud käskluse peale (Command Activated Sonobuoy System ehk CASS). Sellest arenes hiljem süsteem, milles kajadest eraldati nii suundade kui ka kauguse andmeid (DICASS ehk Directional CASS).
Passiivsed sonopoid ei kiirga vette helisignaale. Selle asemel nad mõõdavad ümbritsevaid helisid, oodates laevade või allveelaevade tekitatud helide esinemist (näiteks mootori, sõukruvi, ukse sulgemine ja muud helid) või muid huvipakkuvaid helisignaale, näiteks musta kasti pingimist. Heli edastatakse UHF/VHF-raadio teel vastuvõtvale laevale või lennukile.
Eriotstarbelised sonopoid edastavad eri tüüpi okeanograafilisi andmeid laevale, lennukile või satelliidile. Tänapäeval on peamiselt kasutusel kolme tüüpi eriotstarbelisi sonopoisid. Seda tüüpi sonopoid ei ole mõeldud üldiselt kasutusel allveelaevade avastamiseks ja nende asukohtade määramiseks.
- BT – batütermopoi (BT) edastab eri sügavustel batütermograafi ja/või soolsuse näidud. Sonopoide paigutamisele eelneb sageli ühe või mitme batütermopoi paigaldamine soolsuse/temperatuuri stratifikatsiooni tuvastamiseks. Soolsuse ja temperatuuri profiilide teadmine on oluline sonari paremaks toimimiseks.
- SAR – otsingu- ja päästepoi (SAR) on kavandatud töötama ujuva raadio majakana. Sellisena kasutatakse seda õhusõiduki õnnetuskoha, uppunud laeva või merel ellujäänute asukoha märkimisel.
- ATAC/DLC– transporditav õhuside (Air transportable communication ehk ATAC) ja allalüliühenduse (Down-link communication ehk DLC) poid, näiteks allvee akustiline kommunikatsioon või "gertrude", on mõeldud kasutamiseks õhusõiduki ja allveelaeva või laeva ja allveelaeva vahelise sidekanali tekitamiseks.

Sonopoi avanemine pärast veepinnale jõudmist

Tööpõhimõte

Sonopoid visatakse näiteks õhusõidukiteilt kanistrites välja ja nad aktiveeruvad veepinnale jõudmisel. Õhuga täituv ujuk koos raadiosaatjaga jääb õhusõidukiga side pidamiseks veepinnale, samal ajal kui üks või mitu hüdrofoni/helitekitajat ja stabiliseerimisseadet vajuvad määratud sügavusele vee alla. See sügavus sõltub keskkonnatingimustest ja otsingumustrist. Poi edastab oma mõõdetud akustilisi andmeid UHF/VHF-raadioside kaudu õhusõiduki pardal olevatele spetsialistidele.

Saadud teavet analüüsivad arvutid, akustilised operaatorid ja taktikalised koordineerijad, et tõlgendada sonopoi teavet.

Avastamiseks võib aktiivseid ja/või passiivseid sonopoisid asetada suurtele merealadele või kitsastesse kohtadesse. Seejärel võib täpse asukoha määramiseks kasutada aktiivseid poisid. Passiivseid poisid võib pinnale paigutada ka mustrites võimaldamaks triangulatsiooni abil suhteliselt täpset asukoha määramist. Mitu lennukit või laeva võivad jälgida kas passiivselt kuulates või aktiivselt edastades, et ajada allveelaev sonarite võrgustikku. Mõnikord omandab võib muster olla ruudustiku kujul või paikneda rivis, et kasutada keerukat kiirt moodustavat signaalitöötlust ühe või piiratud arvu hüdrofonide tööpiirkonna laiendamiseks.

Ajalugu

Allveelaevade tehnoloogilise areng ja merevägedes kasutusele võtmine tekitas vajaduse nende otsimist võimaldavate süsteemide järele. Esimese maailmasõja lõpus võtsid britid kasutusele esimese aktiivsonari, mille nad algselt nimetasid ASDIC-ks. Enne aktiivsonarit oli allveelaevu võimalik avastada ainult nende heli kuulamise läbi (passiivne sonar) või vaatluste teel, kui nad akude laadimiseks pinnale tõusid. Enamasti otsisid pinnale tõusnud allveelaevu õhupatrullid (britid kasutasid kaua õhus püsivaid väikseid õhulaevu). Selleaegsete allveelaevade väikese sukeldumissügavuse tõttu oli soodsate ilmaolude esinemisel võimalik õhust ka vee all olevaid allveelaevu näha.

Aktiivsonarit (ASDIC seadmeid) kasutati ja testiti enamasti Atlandi ookeanil harva. Ainult vähesed mereväeohvitserid said süsteemi kasulikkusest aru. Esimese maailmasõja lõpuga jäi Ameerika Ühendriikides peaaegu seisma ka arendustöö aktiivsonarite kallal. Sellel olid II maailmasõja alguses pea katastroofilised tagajärjed. Suurbritannia arendas, aga oma ASDIC seadet märkimisväärselt edasi ja integreeris seda sealhulgas tulejuhtimis- ja relvasüsteemidega.

Sõdadevahelisel perioodil samaaegselt Suurbritannia aktiivsonari arendamisega, tegeles Ameerika Ühendriikide ranniku- ja geodeetilise mõõdistamise asutus 1920. aastatel raadio akustilise vahemaa määramise meetodi arendamisega, et positsioneerida hüdrograafialaevu mõõdistamiste ajal. Süsteemis tekitati laeva juures väike plahvatus ja mõõdeti kaugetes kaldajaamadesse või mehitatud jaamalaevades olevate hüdrofonideni plahvatuse heli levimiseks minevat aega. Antud aega saab võrrelda raadio teel saabunud heliga, ning piisava arvu mõõtejaamade olemasolul saab meeskond triangulatsiooni abil hinnata laeva täpset asukohta. Aastal 1931 tegi ranniku- ja geodeetilise mõõdistamise asutus ettepaneku mehitatud jaamalaevade asendamiseks "raadiosonopoidega" ja võttis uued poid kasutusele alates 1936. aasta juulist. Need poid kaalusid 317,5 kg ning ranniku- ja geodeetilise mõõdistamise asutuse laevad olid võimelised neid veeskama või laevale korjama kõigest viie minutiga. Poid olid varustatud hüdrofonide, akude ja raadiosaatjatega, mis saatsid pärast kauguse määramise plahvatust "kuulmist" raadiosignaale välja iseseisvalt. Neid "raadiosonopoisid" võib pidada 1940. aastatel kasutusele võetud sonopoide esivanemateks.^[1]^[2]^[3]^[4]

Teise maailmasõja ajal Saksamaa allveelaevade poolt liitlastele tekitatud kahju muutis sonarite arendamise vajaduse esmatähtsaks. Atlandi ookeani uputati miljonite tonnide jagu laevu^[5] ja oli vaja kiirelt arendada tehnoloogiaid allveelaevade asukohtade määramiseks, et neid uputada või rünnakuid ära hoida. Sonareid paigaldati paljudele laevadele koos radari ja kõrgsageduslike suuna leidjatega, et tuvastada pinnale tõusnud allveelaevu.

Kaasaegsed allveelaevade vastased sõjapidamise meetodid arenesid välja tehnikatest, mida kasutati II maailmasõja ajal laevade kolonnide ja lahingugruppide liikumisel läbi vaenulike vete. Allveelaevade avastamine ja neutraliseerimine oli hädavajalik enne nende jõudmist rünnakukaugusele. Lennukite kasutamisel põhinev allveelaevade otsimine oli üks ilmsetest lahendustest. Raadioside ja sonarite tehnoloogia küpsus võimaldas kombineerida sonari muundurit, akusid, raadiosaatjat ja piitsaantenni autonoomses õhust alla visatavas pois ehk sonopois.

Varased sonopoid olid piiratud ulatusega, piiratud aku kestvusega ja ookeanide looduslik müra võis nende tööd oluliselt segada. Esmakordselt võeti sonopoi kasutusele II maailmasõja ajal. RAF Coastal Command kasutas neid esimest korda juulis 1942 koodnime High Tea all. Esimesena kasutas neid lahingutegevuses Short S.25 Sunderland lennukeid opereeriv eskadron nr 210. Poide efektiivsust piiras ka operaatorite kuuldetaju kasutamine inimtekkelise müra eristamiseks ookeani taustamürast. Samas oli tehnoloogia efektiivsus tõestatud. Paremate hüdrofonide väljatöötamise, transistorite arenguga, komponentide mõõtmete väiksemaks muutumisega ning tõdemusega, et madalama sagedusega helid on olulisemad, viisid efektiivsemate akustilised andurite väljatöötamiseni. Sonopoi muutus seeläbi imposantsest 1,8 m pikkusest ja 0,6 m läbimõõduga sensorist kompaktseks elektroonikakomplektiks.

Sonopoi tehnoloogia areng aitas kaasa allveelaevadevastase sõja jaoks selliste lennukite nagu P-2 Neptune, S-2 Tracker, S-3B Viking ja P-3 Orion arendamisele.

Vaata ka

Viited

↑ Theberge, Alfred E., "System Without Fixed Points: Development of the Radio-Acoustic Ranging Navigation Technique (Part 1)," hydro-international.com, December 2, 2009.
↑ EVOLUTION OF THE SONOBUOY.pdf Holler, Roger A., "The Evolution of the Sonobuoy From World War II to The Cold War," U.S. Navy Journal of Underwater Acoustics, January 2014, p. 323.^{[alaline kõdulink]}
↑ celebrating200years.noaa.gov Top Tens: Breakthroughs: Hydrographic Survey Techniques: Acoustic Survey Methods: Radio Acoustic Ranging
↑ Anonymous, "Ocean's Depth Measured By Radio Robot," Popular Mechanics, December 1938, pp. 828-830.
↑ Terraine, John (1985). The Right of the Line: The Royal Air Force in the European War, 1939–1945. London: Hodder & Stoughton. ISBN 978-0-340-26644-1. OCLC 13125337.

Välislingid

[theberge20091202-1] Theberge, Alfred E., "System Without Fixed Points: Development of the Radio-Acoustic Ranging Navigation Technique (Part 1)," hydro-international.com, December 2, 2009.

[HollerJan2014-2] EVOLUTION OF THE SONOBUOY.pdf Holler, Roger A., "The Evolution of the Sonobuoy From World War II to The Cold War," U.S. Navy Journal of Underwater Acoustics, January 2014, p. 323.^{[alaline kõdulink]}

[3] rating200years.noaa.gov Top Tens: Breakthroughs: Hydrographic Survey Techniques: Acoustic Survey Methods: Radio Acoustic Ranging

[popmech-4] Anonymous, "Ocean's Depth Measured By Radio Robot," Popular Mechanics, December 1938, pp. 828-830.

[5] Terraine, John (1985). The Right of the Line: The Royal Air Force in the European War, 1939–1945. London: Hodder & Stoughton. ISBN 978-0-340-26644-1. OCLC 13125337.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]