Teseo
Colaborador
Hola Gerwalk, feliz año!, igual para Marcantilan y todos los amigos foristas interesados en estos temas de la GAS.
Tienes razón, todos los clase S, menos el Swiftsure, recibieron el pump-jet. Este tema me parece muy interesante, habiendo estudiado los fenómenos productores de ruido de las hélices (el ruido de rata de pala, el canto de hélice, la cavitación de punta de pala y pala completa) me parece bien interesante saber como se traduce esto en un pump-jet...un pump-jet tendrá rata de pala?, recuerdo que la rata de pala se produce por una interferencia entre la estela producida por los apéndices del submarino (como la vela) y la pala que corta a través de ella al girar con la hélice y vibra a una frecuencia igual al múltiplo de su rata de giro del eje y su número de palas. Este fenómeno lo descubrieron los americanos cuando terminaron el Skipjack y el Tresher y les trajo un gran dolor de cabeza...ya tenían resuelto el tema de la cavitación (hélice de grandes aspas con forma de hojas de sable de giro lento) y los ruidos de maquinaria (con el rafting de origen británico)...ahora tenían el problema de la rata de palas.
Curiosamente, de acuerdo a Norman Polmar (US Submarine Design since 1945, página 142) el pump-jet era una respuesta (o podía serlo) a esta particular fuente de ruido...
Y el pump-jet fué introducido operativamente por los británicos, casi una década antes que los americanos...los británicos también detectaron el problema del canto de la hélice en uno de sus Porpoises (esto genera un tono de baja frecuencia que se propaga por miles de millas y es detectable en el gram) y lo solucionaron...y años antes trataron el tema del ruido producido en el proceso de snorkeleado al embalsar los diesel y separarlos del contacto directo con el casco...
El punto también a recordar es que la rata de pala está muy hundida en el espectro de frecuencia, en los primeros decenas de Hz y a esas frecuencias el ruido ambiental es MUY elevado...la forma de detectar rata de pala y rata de giro del eje es demodulando la cavitación producida a frecuencias más elevadas (en el orden de los 500-600 Hz) con un modo DEMON. ¿Qué importancia pudo haber tenido esto en aquel entonces?, no creo que mucha, el AQA-4 no tenía un modo DEMON, en todo caso y tampoco creo el DT como para poder "cavar" en la ecuación y poder tener relaciones señal a ruido suficientes como para poder detectar esos tonos en sus fundamentales o primeras armónicas...
La pregunta es...Estando las palas encerradas en el conducto, estas cortarán una estela producida por un apéndice?, a primera e ignorante impresión, no parece...no es ese el sentido del tubo que las encierra a primera vista?...que tan rápido suena en todo caso las aspas de un pump-jet?...
El tema con la rata de pala no es sencillo, no solo corta la estela producida por los apéndices del submarino al girar vibrando en el proceso, la vibración propia de la hélice se transmite al casco (a través del casco) y hace resonancia y se transmite hacia adelante!, esto fué algo que se descubrió inicialmente en los años cincuenta en el Woods Hole Institute durante las pruebas iniciales de LOFAR, claro que para aquel entonces los tonales del diesel dominaban el gram y el problema de la hélice era visto desde el punto de vista del ancho de banda (cavitación)...tendrían que raftear los diesel y las máquinas del reactor nuclear en la siguiente generación para descubrir lo desagradable del ruido de pala...
Hay otras cosas que deben ser tomadas en cuenta en la GAS y que no sabemos de estos episodios, y es el mapa tonal previsto a la hora de armar el patrón y su direccionalidad. Resulta que contrario a lo que dicen los (superficiales) manuales tradicionales con los que se enseña GAS en muchas armadas (están hechos para marinos profesionales, no para físicos acústicos), el mar no produce ruido isotrópico (omnidireccional) sino direccional, tanto horizontal, como verticalmente (por eso en los libros de acústica submarina especializados se habla de ganancia de array y no de índice de directividad, aunque al nivel marina de guerra los 2 dB de diferencia obtenibles quizás no sean muy tomados en cuenta)...al igual que el mar es direccional en su emisión de ruido ambiental, los submarinos también lo son (igual que los buques de superficie) dependiendo de su arreglo propulsor y que equipo esté activado. Por ejemplo, los motores diesel producen mayor intensidad de ruido por los traveses que por la proa/popa, porque los cilindros y los pistones están dispuestos (por lo general) lateralmente en el motor y el ruido que generan se propaga hacia los costados del casco. Las turbinas, en cambio, tienen una direccionalidad entre popa y proa, porque el compresor está dispuesto para su giro a lo largo del eje longitudinal del casco (no a través de, como en los diesel)...esto aplica para las turbinas de gas o de vapor y da lo mismo que sea el compresor o la turbina propiamente dicha. Luego la hélice como tal gerenera un ruido menor en intensidad y en direccionalidad, aunque usted no lo crea, en el aspecto trasero, porque la estela del buque "detiene" la propagación del ruido de la hélice, esta se va expandiendo a lo largo de los traveses...la disposición de diversos auxiliares influirá en este mapa tonal de acuerdo a si están o no encendidos...
Que significa esto?, que una fuente (blanco) puede tener un ruido, digamos, de SL 120 dB re 1 uPa a 1 yarda por el través, pero solo de 90 dB re 1 uPa a 1 yarda por la popa y menos por la proa para una velocidad y frecuencia particular...y como tu te mueves y el blanco se mueve, el ángulo de aspecto variará continuamente Y CON ELLO el ruido que recibe el transductor...
¿Esperas un desplazamiento del blanco a través de tu barrera de sonoboyas?, entonces debería suponer un cono (centrado en la boya hacia el blanco) donde varias boyas verían diferentes intensidades mientras observan el blanco a diferentes ángulos (algunas ven los costados otras directamente la proa y así)...
¿Esperas que el blanco se desplae a lo largo de la berra de sonoboyas?, entonces quizás detectaras sus tonos laterales primero y luego los proeles/popeles...
¿Qué tipo de movimiento se espera del blanco?, esto lo comentaba Mariano, el GT 79.1 navegaba a cierta velocidad lo cual, al calcular su LLSuA (línea límite de aproximación sumergida) pondría al submarino incursor en el predicamento de controlar su propia ruta de interceptación...pensemos que a una velocidad táctica de 15 nudos (para que el array remolcado tenga algo de efectividad debido al fuerte ruido de flujo que comienza a aparecer, no sé si los array británicos de entonces eran de linea gruesa o delgada) y la fuerza moviéndose a 18, eso nos daría una LLA de:
Sen(vel escoltas/vel submarino) = no tengo calculadora a mano que saque arcoseno pero debe ser un LLA limitado...
Ese sería el rango angular (a cada lado del triángulo formado por la Zona Peligro Torpedo propuesta alrededor de la posición avanzada del ZZ de la formación) que el submarino podría usar para aproximarse al blanco...de otra forma no tiene cinemática...eso exigiría de pronto cierta velocidad a la cual se "supuso" un nivel de fuente determinado...
Qué pudo haber pasado?...recordemos que la ARA tenía sus comunicaciones cifradas pinchadas, y la Royal Navy tenía apoyo de OTH de la vigilancia marítima americana (OSIS) y de lo que esta se alimentaba (los americanos tenían pinchado el US-A soviético desde estaciones en Noruega que usaban a su vez para alimentar su propia red de vigilancia oceánica!)...
Siempre he creído que este tema de la GAS en el atlántico sur da para mucho...a fin de cuentas desde la Batalla del Atlántico, no ha habido otra campaña AS moderna (quizás podamos contar las operaciones indo-pakistaníes del 73?)
Tienes razón, todos los clase S, menos el Swiftsure, recibieron el pump-jet. Este tema me parece muy interesante, habiendo estudiado los fenómenos productores de ruido de las hélices (el ruido de rata de pala, el canto de hélice, la cavitación de punta de pala y pala completa) me parece bien interesante saber como se traduce esto en un pump-jet...un pump-jet tendrá rata de pala?, recuerdo que la rata de pala se produce por una interferencia entre la estela producida por los apéndices del submarino (como la vela) y la pala que corta a través de ella al girar con la hélice y vibra a una frecuencia igual al múltiplo de su rata de giro del eje y su número de palas. Este fenómeno lo descubrieron los americanos cuando terminaron el Skipjack y el Tresher y les trajo un gran dolor de cabeza...ya tenían resuelto el tema de la cavitación (hélice de grandes aspas con forma de hojas de sable de giro lento) y los ruidos de maquinaria (con el rafting de origen británico)...ahora tenían el problema de la rata de palas.
Curiosamente, de acuerdo a Norman Polmar (US Submarine Design since 1945, página 142) el pump-jet era una respuesta (o podía serlo) a esta particular fuente de ruido...
Y el pump-jet fué introducido operativamente por los británicos, casi una década antes que los americanos...los británicos también detectaron el problema del canto de la hélice en uno de sus Porpoises (esto genera un tono de baja frecuencia que se propaga por miles de millas y es detectable en el gram) y lo solucionaron...y años antes trataron el tema del ruido producido en el proceso de snorkeleado al embalsar los diesel y separarlos del contacto directo con el casco...
El punto también a recordar es que la rata de pala está muy hundida en el espectro de frecuencia, en los primeros decenas de Hz y a esas frecuencias el ruido ambiental es MUY elevado...la forma de detectar rata de pala y rata de giro del eje es demodulando la cavitación producida a frecuencias más elevadas (en el orden de los 500-600 Hz) con un modo DEMON. ¿Qué importancia pudo haber tenido esto en aquel entonces?, no creo que mucha, el AQA-4 no tenía un modo DEMON, en todo caso y tampoco creo el DT como para poder "cavar" en la ecuación y poder tener relaciones señal a ruido suficientes como para poder detectar esos tonos en sus fundamentales o primeras armónicas...
La pregunta es...Estando las palas encerradas en el conducto, estas cortarán una estela producida por un apéndice?, a primera e ignorante impresión, no parece...no es ese el sentido del tubo que las encierra a primera vista?...que tan rápido suena en todo caso las aspas de un pump-jet?...
El tema con la rata de pala no es sencillo, no solo corta la estela producida por los apéndices del submarino al girar vibrando en el proceso, la vibración propia de la hélice se transmite al casco (a través del casco) y hace resonancia y se transmite hacia adelante!, esto fué algo que se descubrió inicialmente en los años cincuenta en el Woods Hole Institute durante las pruebas iniciales de LOFAR, claro que para aquel entonces los tonales del diesel dominaban el gram y el problema de la hélice era visto desde el punto de vista del ancho de banda (cavitación)...tendrían que raftear los diesel y las máquinas del reactor nuclear en la siguiente generación para descubrir lo desagradable del ruido de pala...
Hay otras cosas que deben ser tomadas en cuenta en la GAS y que no sabemos de estos episodios, y es el mapa tonal previsto a la hora de armar el patrón y su direccionalidad. Resulta que contrario a lo que dicen los (superficiales) manuales tradicionales con los que se enseña GAS en muchas armadas (están hechos para marinos profesionales, no para físicos acústicos), el mar no produce ruido isotrópico (omnidireccional) sino direccional, tanto horizontal, como verticalmente (por eso en los libros de acústica submarina especializados se habla de ganancia de array y no de índice de directividad, aunque al nivel marina de guerra los 2 dB de diferencia obtenibles quizás no sean muy tomados en cuenta)...al igual que el mar es direccional en su emisión de ruido ambiental, los submarinos también lo son (igual que los buques de superficie) dependiendo de su arreglo propulsor y que equipo esté activado. Por ejemplo, los motores diesel producen mayor intensidad de ruido por los traveses que por la proa/popa, porque los cilindros y los pistones están dispuestos (por lo general) lateralmente en el motor y el ruido que generan se propaga hacia los costados del casco. Las turbinas, en cambio, tienen una direccionalidad entre popa y proa, porque el compresor está dispuesto para su giro a lo largo del eje longitudinal del casco (no a través de, como en los diesel)...esto aplica para las turbinas de gas o de vapor y da lo mismo que sea el compresor o la turbina propiamente dicha. Luego la hélice como tal gerenera un ruido menor en intensidad y en direccionalidad, aunque usted no lo crea, en el aspecto trasero, porque la estela del buque "detiene" la propagación del ruido de la hélice, esta se va expandiendo a lo largo de los traveses...la disposición de diversos auxiliares influirá en este mapa tonal de acuerdo a si están o no encendidos...
Que significa esto?, que una fuente (blanco) puede tener un ruido, digamos, de SL 120 dB re 1 uPa a 1 yarda por el través, pero solo de 90 dB re 1 uPa a 1 yarda por la popa y menos por la proa para una velocidad y frecuencia particular...y como tu te mueves y el blanco se mueve, el ángulo de aspecto variará continuamente Y CON ELLO el ruido que recibe el transductor...
¿Esperas un desplazamiento del blanco a través de tu barrera de sonoboyas?, entonces debería suponer un cono (centrado en la boya hacia el blanco) donde varias boyas verían diferentes intensidades mientras observan el blanco a diferentes ángulos (algunas ven los costados otras directamente la proa y así)...
¿Esperas que el blanco se desplae a lo largo de la berra de sonoboyas?, entonces quizás detectaras sus tonos laterales primero y luego los proeles/popeles...
¿Qué tipo de movimiento se espera del blanco?, esto lo comentaba Mariano, el GT 79.1 navegaba a cierta velocidad lo cual, al calcular su LLSuA (línea límite de aproximación sumergida) pondría al submarino incursor en el predicamento de controlar su propia ruta de interceptación...pensemos que a una velocidad táctica de 15 nudos (para que el array remolcado tenga algo de efectividad debido al fuerte ruido de flujo que comienza a aparecer, no sé si los array británicos de entonces eran de linea gruesa o delgada) y la fuerza moviéndose a 18, eso nos daría una LLA de:
Sen(vel escoltas/vel submarino) = no tengo calculadora a mano que saque arcoseno pero debe ser un LLA limitado...
Ese sería el rango angular (a cada lado del triángulo formado por la Zona Peligro Torpedo propuesta alrededor de la posición avanzada del ZZ de la formación) que el submarino podría usar para aproximarse al blanco...de otra forma no tiene cinemática...eso exigiría de pronto cierta velocidad a la cual se "supuso" un nivel de fuente determinado...
Qué pudo haber pasado?...recordemos que la ARA tenía sus comunicaciones cifradas pinchadas, y la Royal Navy tenía apoyo de OTH de la vigilancia marítima americana (OSIS) y de lo que esta se alimentaba (los americanos tenían pinchado el US-A soviético desde estaciones en Noruega que usaban a su vez para alimentar su propia red de vigilancia oceánica!)...
Siempre he creído que este tema de la GAS en el atlántico sur da para mucho...a fin de cuentas desde la Batalla del Atlántico, no ha habido otra campaña AS moderna (quizás podamos contar las operaciones indo-pakistaníes del 73?)
