Visualizza wikitesto di Impedimenti al soccorso dei sottomarini sinistrati


Per la sicurezza dei sottomarini è necessario che questi siano dotati di uno o più risponditori acustici in grado di emettere impulsi sonori se  opportunamente interrogati con segnali a diverse frequenze generati dai sonar dei mezzi di soccorso. 

In questa voce uno tra gli impedimenti che ostacolano le ricezione degli impulsi del risponditore da parte dei sonar delle navi operative.

== La propagazione del suono in mare==

[[ File: Vds1adtcx.jpg | right | thumb|300 px |Immagine della propagazione del suono emesso da un sottomarino]]


E' noto che se l'acqua del mare, in zone non molto profonde, fosse perfettamente omogenea
e alla stessa temperatura a tutte le quote, i raggi acustici si propagherebbero per successive onde
sferiche nei primi <math>1000 </math> metri di distanza dal generatore dopo di che, a seguito riflessioni dal fondo
e dalla superficie, si trasformerebbero in onde cilindriche come mostra la figura: 

In queste condizioni ideali la trasmissione degli impulsi da parte di un risponditore
acustico non sarebbe in alcun modo ostacolata e i mezzi di soccorso localizzerebbero
con certezza il semovente sinistrato. 

La realtà fisica del mezzo è purtroppo diversa e non segue le leggi sopra descritte ma assume [[Il calcolo delle traiettorie dei raggi acustici in mare nello strato isotermo|le più disparate geometrie a causa della differenza di temperatura dell'acqua]] alle diverse quote; un esempio significativo delle condizioni
critiche nelle fasi di scoperta degli impulsi del risponditore acustici
è riportato nella sottosezione seguente.  

===Caratteristiche del modello preso ad esempio === 
[[ File: tabdtcxdtcx.jpg | left | thumb|300 px |Tabella d'esercizio]]

*Profondità del sotomarino sinistrato ( risponditore ) <math>q = 780 \ m </math>

*Direttività  del trasduttore del risponditore = omnidirezionale

* Raggio di ricerca da parte nave di soccorso =  <math> 10000 \ m</math>

*Profondità messa a calcolo: <math>  da \ q = 0 \ a \ q = 1000 \ m</math>

*Ampiezza dell'angolo verticale di calcolo = <math>90  </math>° 

*Numero delle tracce calcolate = <math>9 </math>

*Intervallo angolare di calcolo tra le tracce <math> m = 10</math>°

* Tabella dei rilievi ipotetici della temperatura alle diverse quote:

===Calcolo della velocità del suono in funzione della quota q;  C = f( q )  ===
[[ File: 2003dtcx.jpg | right | thumb|300 px |Curva di sinistra t° = f(q) ; curva di destra C = f(q)]]
Con i dati illustrati nella tabella precedente si traccia: 

<math>t^ \circ  = f(q) </math> <ref>t = temperatura dell'acqua in funzione della quota</ref> come mostra la curva di sinistra in figura.

Di seguito si computa la <math>C = f(t^ \circ) </math> <ref>C = velocità del suono in acqua in funzione della quota</ref> secondo l'equazione:

<math> C =  1449 + 4.6 \ t ^ \circ + 0.055 \ (t ^ 2 ) + 1.39 \ (S-35) + 0.016 \  q  \ </math> in <math>m / s</math>.

dalla prima curva di sinistra e dall'equazione data si traccia la  curva di destra  
che mostra l'andamento della <math>C = f(q): </math>

===Calcolo delle traiettorie dei raggi acustici===
[[ File: 2003adtcx.jpg | left | thumb|300 px |Traiettoria dei raggi acustici]]
In base ai valori espressi dalla <math>C = f (q)</math> e mettendo a calcolo i dati impostati si ottiene il diagramma riportato in figura che andiamo a commentare:

Dal lato sinistro della figura, per <math>q = 780 \ m</math> , si generano i <math>9</math> raggi che si propagano
verso la superficie; il più elevato attiene all'emissione perpendicolare al fondo <math>(  90 ^ \circ )</math>
con  i successivi per  <math> ( 80 ^ \circ ) ... (  10 ^ \circ ) </math> tutti deviati verso il fondo
a seguito della variazione della velocità del suono con la quota <math>q.</math>

Il primo raggio incide sulla superficie del mare a circa <math> 500 \ m </math> dalla perpendicolare al
risponditore, gli altri <math>8</math> raggi e gli innumerevoli che stanno tra un raggio di calcolo
e il successivo coprono da circa <math>500 \ m </math> in poi tutta la superficie con le attenuazioni
classiche dovute alla divergenza ed all'assorbimento.

==Il cono d'ombra==
[[ File: 2004dtcx.jpg | right | thumb|300 px |Cono d'ombra]]
La zona di mare compresa tra <math> 0 \ e \approx 500 \ m </math> non viene illuminata dai raggi
acustici così come mostra la figura, questa situazione è mostrata 
con l'evidenza della creazione di un cono d'ombra con un diametro di ben <math>1000 \ m:</math>



Qualsiasi  mezzo di soccorso, equipaggiato  soltanto con sonar di superficie che navigasse in tale zona in
un raggio di circa <math>500 \ m </math> dalla perpendicolare del risponditore, non riceverebbe gli impulsi emessi da quest'ultimo.
La situazione peggiorerebbe se il sommergibile sinistrato si trovasse a profondità più
elevate di quella presa ad esempio.

==Bibliografia==

G.Pazienza, ''Fondamenti della localizzazione marina'', La Spezia, Studio grafico Restani, 1970.
	
W. Horton, ''Foundamentals of Sonar'', United States Naval Institute,Annapolis Maryland, 1959

C.Del Turco, ''Sonar-Principi-tecnologie-applicazioni'' , La moderna La Spezia, 1992.

[[Categoria: Sonar]]