PALUBA
March 28, 2024, 06:50:56 pm *
Welcome, Guest. Please login or register.

Login with username, password and session length
News: Važno - Obavezno proverite neželjenu (junk/spam) e-poštu da bi aktivirali svoj nalog
 
   Home   Help Login Register  

Prijatelji

▼▼▼▼

Mesto za Vaš baner

kontakt: brok@paluba.info

Del.icio.us Digg FURL FaceBook Stumble Upon Reddit SlashDot

Pages: [1]   Go Down
  Print  
Author Topic: Zamjetljivost plovila na površini mora  (Read 7088 times)
 
0 Members and 1 Guest are viewing this topic.
Jester
Počasni član foruma
poručnik bojnog broda
*
Offline Offline

Posts: 5 325



« on: March 06, 2014, 10:14:05 am »

Prenosim ovaj zanimljiv i stručan članak objavljen u dva dijela u časopisu Hrvatski Vojnik ,autor članka je diplomirani inženjer Vili Kezić, jedan od najpoznatijih hrvatskih stručnjaka za radare i elektroničko ratovanje, koji je dobar dio svoga znanja stekao i na školovanju u SAD-u.

Zamjetljivost plovila na površini mora

Većina primorskih zemalja diljem svijeta součena je u poslijednjem desetljeću sa sve širim repertoarom pomorskih rizika na nacionalnim morskim prostranstvima, koji bi bez nadzora mogli prerasti u stvarne opasnosti za lokalno pučanstvo, gospodarstvo i razvoj države

Nekadašnje tradicionalne ugroze od drugih država nestaju, a izvorišta novih prijetnji su odmetničke organizacije uključene u krijumčarenje dobara i ljudi, pomorsko piratsvo i terorizam, te nelegalna eksploatacija prirodnih resursa.
Stalno povećanje gustoće pomorskog prometa, sve veće usmjeravanje prijevoza opasnih tvari brodovima, sve veći broj brzih i malih sportskih i rekreacijskih plovila na dalekoj pučini, posebice u uskim morima, zahtijevaju od primorskih država ustroj i izgradnju učinkovitih sustava nadzora i kontinuiranog praćenja pomorske situacije u realnom vremenu.
Sustavi nadzora trebaju koordinirati i osiguravati zaštitu pomorske granice, učinkovito sprječavati nelegalne imigracije i krijumčarenje roba.
Ti sustavi prate i održavaju sigurnost pomorskog prometa, te u slučajevima pomorskih nesreća koordiniraju operacije traženja i spašavanja na moru. Obim nadzora pomorskog prometa obuhvaća i praćenje neškodljivog prolaska stranih brodova kroz teritorijalno more obalne države, uključujući strane ratne brodove i podmornice.
Državni sustav nadzora također koordinira pomorske snage sigurnosti, koje preventivnim djelovanjima onemogućuju pokušaje piratskih i terorističkih ugrožavanja plovila bilo gdje u područjima pokrivenim "kišobranom" zaštite.
Jedna od najčešćih zadaća sustava pomorskog nadzora je sprječavanje nelegalne eksploatacije prirodnih resursa u moru i na njegovom dnu, te bilo kakvog remećenja i uništavanja prirodnog okoliša i prirodne ravnoteže.
Sustav nadzora primorske države, posebice u uskim i zatvorenim morima, morao bi pokrivati pučinu pod nacionalnim suverenitetom (unutrašnje morske vode, teritorijalno more, gospodarski pojas ili zaštićeni ribolovni pojas), ali i udaljenije morske površine na kojima obalna država nema jurisdikciju. Naime, organizirani kriminal postaje sve opasniji i nasilniji, ostvarujući negativne učinke i izvan zemlje ishodišta, te ga treba sprječavati u začetku, čim se otkrije bilo gdje, pa i na otvorenom moru.

[ Attachment: You are not allowed to view attachments ]

slika 1 : Švedska korveta klase Visby , prvi je ratni brod projektiran po strogim stealth zahtjevima. Križni jarbol sa signalnim svjetlima i mrežna ograda na stražnjem dijelu demontiraju se u borbenim situacijama

Motrenje otkriva pomorsku sutuaciju

Iz širokog spektra opisanih zadaća i goleme nadzirane površine proizlaze tehnički i organizacijski zahtjevi za projektiranje i izgradnju sustava nadzora i upravljanja pomorskom situacijom primorske države.
Temeljni podsustav u sklopu sustava nadzora i upravljanja je mreža motrenja morske površine, koja bi trebala generirati sliku pomorske situacije u realnom vremenu, s otkrivenim i praćenim plovilima pod nadzornim "kišobranom", bez obzira na njihovu veličinu i vrstu, i to od obalne crte do krajnjih udaljenosti nadziranog područja.
Motrenje i nadzor pomorske mirnodopske situacije unutar teritorijalnog mora je zahtjevno, ali ne i preteško, jer se može uspješno provoditi s malim ophodnim brodovima ili obalnim radarima i optoelektroničkim sustavima razmjerno skromnih značajki. No, otkrivanje i praćenje plovila u dalekom gospodarskom pojasu, koji se na oceanima proteže do 200 nautičkih milja (370 km) od obale mnogo je zahtjevnije. Te daleke morske površine nije moguće motriti obalnim mikrovalnim radarima, jer tako visokih položaja (oko 8000 metara) uzduž obalnog ruba, s kojih bi se pružao radarski horizont do 200 nautičkih milja, gotovo da nema na Zemlji.
Takva konstatacija ne vrijedi za mala zatvorena mora na kojima se gospodarski pojas, silom zemljopisne konfiguracije, proteže do mnogo manjih daljina od obale, kao što je primjerice u Jadranskom moru, u kojemu je granica pojasa udaljena prosječno oko 50 km od istočne i zapadne obale.
U takvim morima, motrenje pomorske situacije diljem gospodarskog pojasa može se najučinkovitije realizirati s visokih obalnih planina koje su razvučene uzduž obalnog ruba. Zemlje s takvim planinskim nizom i eventualnim arhipelagom visokih otoka raspolažu s velikim brojem lokacija za izgradnju vrlo učinkovitih radarskih mreža za motrenje dalekih objekata na površini mora, a i plovila u području teritorijalnog mora.
Pri projektiranju obalnih radarskih mreža, racionalno je i uobičajeno planirati njihovu uporabu za mirnodopske i ratne uvjete, pa shodno tome odabirati adekvatne radarske sustave i najpovljnije radarske pložaje uzduž obale. Vojna komponenta uvelike povećava složenost radara, zbog toga što takvi radari moraju biti sposobni uspješno djelovati i u neprijateljskom elektromagnetnom okolišu (pasivno i aktivno ometanje, plovila niske zamjetljivosti - stealth i sl.).

[ Attachment: You are not allowed to view attachments ]

slika 2 : Malo i brzo plovilo vrlo niske zamjetljivosti

Radar + mediji + plovilo = detekcija

Uz pretpostavku izgrađene motrilačke mreže s optimalno odabranim radarskim i drugim sustavima motrenja, njene značajke će se uzimati kao čvrsti paramteri pri razmatrnju utjecaja drugih vanjskih čimbenika na ukupnu djelotvornost motrenja. Naime, pri prognoziranju djelotvornosti radarske mreže, odnosno određivanju vjerojatnog dometa detekcije određenog plovila, sudjeluju tri glavna čimbenika: a) radar, predstavljen sa skupinom specificiranih tehničkih parametara, b) mediji- atmosfera, s različitim meteorološkim okolnostima na putu radar-plovilo, koje su promjenjive u vremenu i prostoru i c) plovilo, prikazuje se vrlo promjenjivom radarskom površinom koja nije razmjerna njegovoj fizičkoj veličini.
Budući da okolnosti na putu radar-plovilo i radarska zamjetljivost plovila uvelike utječu na djelotvornost radarskog motrenja, odnosno mogućnost i domet otkrivanja određenog plovila, radarski operater bi trebao uvijek znati što će se događati s radarskim impulsom elektromagnetske energije, kojega odašilje njegov radar prema dalekom plovilu, te hoće li radar u određenim okolnostima okoliša moći detektirati plovilo na udaljenosti koju je specificirao proizvođač radara. Naime, u nekim okolnostima prirodnog okruženja ili uz neka plovila smanjenih radarskih zamjetljivosti, ni ispravan radar neće prikazati cjelovitu realnu pomorsku situaciju na motrenom području, pa tada neka plovila mogu neotkrivena ploviti motrenim područjem.

[ Attachment: You are not allowed to view attachments ]

slika 3 : Podmornica u periskopskoj plovidbi skoro nezamjetljiva radarom

Zamjetljivije plovilo - sigurnije plovilo

Udaljenosti otkrivanja plovila različitim motrilačkim senzorima ovise o vizualnoj, radarskoj, toplinskoj, akustičnoj i magnetnoj zamjetljivosti određenog plovila. Te zamjetljivosti predstavljaju zapravo elektromagnetna, magnetna i akustička polja koja zrače različiti izvori zračenja na brodu (primarna polja) ili koja se, zračena iz nekih vanjskih izvora, reflektiraju od nadvodne i podvodne brodske strukture (sekundarna polja). Zračena polja prostiru se od broda, sukladno zakonima fizike, slobodnim volumenom prostora oko broda ili se šire u morskim dubinama. Prostiranjem kroz atmosferu ili morsku vodu, intenzitet tih polja smanjuje se s udaljenošću brže ili sporije, ovisno o vrsti polja, o frekvenciji zračenih valova te o trenutačnim okolnostima u mediju kroz koji se prostiru.

Detekcijom nekog od zračenih polja, uz pomoć ljudskih osjetila ili elektroničkim prijamnicima-senzorima, otkriva se postojanje plovila. S obzirom na fiziku prostiranja, dometi prostiranja spomenutih polja bitno se međusobno razlikuju. Primjerice, toplinska zračenja u infracrvenom (IC) dijelu elektromagnetskog spektra mnogo su osjetljivija na uvjete u mediju (dim, magla, oblaci, kiša) no radarski valovi motrilačkih radara koji se šire do mnogo većih udaljenosti nego IC valovi.
Sa stajališta sustava nadzora i upravljanja pomorskom situacijom, zanimljiva je radarska zamjetljivost plovila svih dobronamjernih sudionika u pomorskom prometu, kako bi ih radarska mreža pravodobno detektirala, pratila i po potrebi navodila sigurnim plovnim rutama u svrhu izbjegavanja sudara, nasukavanja ili drugih opasnosti u području plovidbe.
Putnički i trgovački brodovi su složeni objekti visoke radarske zamjetljivosti. Svi dijelovi tih objekata reflektiraju elektromagnetnu energiju ukoliko su njome obasjani, i to intenzitetom koji ovisi o njihovoj električnoj veličini (dimenzije izražene u valnim duljinama), obliku, vrsti konstrukcijskog tvoriva i kutu upada elektromagnetnog vala na površinu objekta. Tako reflektirana energija od složenog objekta raspršuje se u različitim smjerovima, dok samo mali dio površine objekta reflektira energiju natrag, u smjeru radara-obasjavača. Ta vraćena energija u prijamnik radara zapravo je radarski odraz broda, a samo dio površine koji ju je reflektirao predstavlja radarsku površinu objekta za točno određeni kut gledanja radar-brod.
U radarskoj jednadžbi kojom se izračunava udaljenost na kojoj će biti detektiran određeni objekt, uz parametre radara sudjeluje i čimbenik koji predstavlja veličinu motrenog objekta izraženu njegovom radarskom površinom.

[ Attachment: You are not allowed to view attachments ]

Radarska površina (Radar Cross Section, RCS) je dogovorena fiktivna površina koja nije u jednostavnom odnosu s fizičkom površinom objekta. Radarska površina složenog objekta, kao što je brod, komplicirana je funkcija kuta gledanja radar-brod, koja se najčešće i najtočnije određuje mjerenjima na stvarnim brodovima ili umanjenim modelima.
Na temelju takvih mjerenja na većem broju trgovačkih brodova (od 2000 do 17 000 tona) došlo se do jednostavne empirijske formule za izračunavanje srednje vrijednosti radarske površine sličnih brodova: s = 52 f1/2 D3/2, gdje je s=radarska površina u četvornim metrima, f=frekvencija radara u MHz i D puna istisnina broda u kilotonama.
Manja plovila ne podliježu spomenutoj formuli. Primjerice, brodica duljine od 6 do 10 metara može predstavljati srednju radarsku površinu od nekoliko četvornih metara za radar frekvencije oko 9000 MHz. Dulji brod od 13 do 17 metara može imati radarsku površinu reda 10 četvornih metara.
Iz takvih mjerenja na brodovima opće namjene utvrđeno je da su najmanji odrazi od pramčanih kuteva između +10o i -10o i između +170o i -170o, a najveći od bočnih strana, od pramčanih kutova +90o i -90o. Najveći radarski odraz od određenog broda (od boka) može biti i do nekoliko stotina puta veći od onog najmanjeg (pramčani kutovi).
Na valovitom moru brodovi su izloženi posrtanju i valjanju, što rezultira velikom fluktuacijom radarskog odraza, zbog stalne promjene upadnog kuta radarskog vala po azimutu i elevaciji. Te fluktuacije smanjuju vjerojatnost detekcije plovila, pogotovo jer su u takvim okolnostima obično i meteorološki uvjeti na moru i iznad mora vrlo nepovoljni.

[ Attachment: You are not allowed to view attachments ]



* 1.jpg (48.9 KB, 600x524 - viewed 163 times.)

* 2.jpg (46.22 KB, 600x336 - viewed 188 times.)

* 3.jpg (61.9 KB, 600x471 - viewed 167 times.)

* 4.jpg (59.21 KB, 600x594 - viewed 179 times.)

* 5.jpg (79.89 KB, 600x575 - viewed 187 times.)
« Last Edit: March 06, 2014, 10:50:36 am by Jester » Logged
Jester
Počasni član foruma
poručnik bojnog broda
*
Offline Offline

Posts: 5 325



« Reply #1 on: March 06, 2014, 10:24:49 am »

Pri projektiranju i izgradnji ovdje spomenutih brodova i brodica, nije se vodilo računa o eventualnom smanjenju njihove radarske zamjetljivosti. Štoviše, veća zamjetljivost znači veću sigurnost na moru pod zaštitnim okriljem sustava nadzora i upravljanja pomorskom situacijom, jer ih dobri radari otkrivaju s visokom razinom vjerojatnosti već u približavanju kroz radarski obzor. Primjerice, za radare Peregrine, koji su instalirani u obalnoj hrvatskoj mreži "more", specificirani domet otkrivanja plovnog objekta radarske površine 5 m2, sa središtem radarske površine 5 metara iznad mora, iznosi 100 km. Znači da će brodice duljine oko 15 m (oko 10 m2) radar Peregrine detektirati već na toj udaljenosti, ali u čistoj atmosferi, po mirnom moru (s vjerojatnošću 80%) i uz uvjet da su bokom okrenute prema radaru. No, kada se takva brodica usmjeri pramcem prema radaru na obali, vjerojatnost detekcije na toj udaljenosti bit će manja.
Na malim brodicama vrlo često se pomoćnim sredstvima povećava njihova radarska zamjetljivost. Na povišenom mjestu brodice postavljaju se kutni radarski reflektori, koji primljenu radarsku energiju, iz bilo kojeg smjera ona dolazila, reflektiraju natrag prema izvoru, osiguravajući stabilan i intenzivan radarski odraz bez obzira na valjanje i smjer plovidbe. Pomoćni radarski reflektori su industrijski proizvodi razmjerno malih fizičkih dimenzija i mase.

[ Attachment: You are not allowed to view attachments ]

slika 6 : Plovilo promjenljive zamjetljivosti koja ovisi o raspoloženju galebova (srednja radarska površina jednog galeba je oko 0,001 m2)

"Nevidljiva" stealth plovila

Uz većinu dobronamjernih i vrlo zamjetljivih plovila na nadziranim morskim površinama mogu se pojaviti i plovila kojima je namjerno smanjena zamjetljivost u svrhu izbjegavanja otkrivanja njihova prisustva (zbog opasnih namjera i nezakonitih djelovanja), ili plovila inače niske zamjetljivosti (ratni brodovi) koja dobronamjerno i najavljeno plove našim nacionalnim morem.
Ubrzani razvoj tehnologija niske zamjetljvosti ratnih brodova tijekom zadnjih tridesetak godina omogućio je ponudu različitih konstrukcijskih tvoriva i opreme niske radarske zamjetljivosti na otvorenom tržištu. Prije petnaestak godina krijumčari su već imali nisko zamjetljive brodice (stealth) duljine oko desetak metara, čija je maksimalna radarska površina bila manja od 1 m2. Od tada je razvoj takvih plovila "posebne namjene" intenziviran uz dobru financijsku potporu i veću potražnju na tržištu. Takve stealth brodice rabe danas paravojne organizacije i krijumčari u različitim kriznim područjima svijeta, te odmetnici u pokušajima asimetričnih akcija prema plovilima na moru, na sidrištima i u lukama.

Dakle, korisnici radarskih mreža trebaju biti upoznati sa činjenicama o postojanju plovila niske zamjetljivosti - stealth plovila koja će radar možda detektirati tek na razmjerno malim udaljenostima, kada postaje upitan uspjeh zaštitnih reakcija i odgovarajućih protudjelovanja. U svrhu što ranijeg otkrivanja i takvih plovila, sustav nadzora se eventualno dopunjuje dodatnim tehničkim i organizacijskim mjerama.
Većina postojećih ratnih brodova diljem svijeta nije izgrađena u stealth izvedbi, dok je manji broj novogradnji projektiran i izgrađen u djelomičnoj ili potpunoj stealth izvedbi. S operativnog stajališta, stealth brod je onaj koji može prići bliže nekoj prijetnji a da pri tome ne bude otkriven, čime raste djelotvornost obavljanja njegovog zadatka.
Od suvremenih ratnih brodova i podmornica traži se učinkovitost u sve složenijim i opasnijim okruženjima u različitim područjima diljem svijeta, čemu velikim dijelom pridonosi i niska zamjetljivost kao element samoobrane u svim borbenim scenarijima. Stealthom se smanjuje ugroženost broda u svim fazama nekog ratnog sukoba, počevši od otkrivanja broda, zahvata (akvizicije) broda kao cilja do konačnog navođenja oružja na brod, a uz to se povećava učinkovitost njegove "meke" i "tvrde" obrane.
Tijekom djelovanja u "prikrivenim" operacijama ili operacijama "niskog" intenziteta, smanjivanjem zamjetljivosti broda povećava se vjerojatnost preživljavanja i uspješnog završetka operacije bez djelovanja "tvrdih" oružja, čija uporaba u takvim situacijama može biti ograničena ili čak kontraproduktivna.

[ Attachment: You are not allowed to view attachments ]

Zbog svih prednosti koje donosi stealth, mnoge ratne mornarice nastoje u svojim planovima izgradnje flote dobiti sve više plovila niske zamjetljivosti. To im osigurava veću vojnu prednost, povećava učinak iznenađenja i smanjuje broj učinkovitih prijetnji, što sve skupa rezultira povećanom vjerojatnošću preživljavanja broda. Stealth brodovi sposobniji su izvršavati operativne zadaće, uz manje rizika u ljudskim žrtvama i oštećenjima, posebice u sukobima sa sve sofisticiranijim senzorima motrenja i senzorima automatskog praćenja s pripadajućim sve moćnijim prijetnjama-oružjima.
No, uz sve očite prednosti koje donosi niska zamjetljivost ratnom brodu, u nekim vojnim krugovima postoji skeptičnost prema skupim stealth izvedbama. Oni smatraju da primjena stealth tehnika pri izgradnji suvremenih ratnih brodova ne može u potpunosti riješiti problem detektabilnosti. Posebice se to ističe za površinske brodove koji će djelovati u litoralnim područjima. Kao argument, oponenti su uzimali primjer stealth aviona F-117/A koji je srušen iznad Srbije u ožujku 1999. Iako je predstavljao radarsku površinu od svega 0,003 m2, nije ostao neranjiv protiv napada s različitih platformi.
Unapređivanjem stealth tehnologija vjerojatno će polemike na relaciji "stealth naspram kontra-stealtha" jenjavati, te će se sve nespornije prihvaćati dominacija stealth-brodova.
Prvi korak u tom smjeru je izgradnja prve stealth korvete iz serije klase Visby za Kraljevsku švedsku ratnu mornaricu, koja je porinuta u more u lipnju 2000., a opremanje borbenim sustavima i oružjima počelo je u lipnju 2002. Serija od šest takvih brodova bit će izgrađena u švedskom brodogradilištu Kockums u Karlskroni i predana švedskoj ratnoj mornarici do 2008. Korveta Visby je duga 73 m, a puna istisnina je oko 600 tona i najveća brzina preko 35 čvorova. Posadu čine 28 časnika i 17 ročnika.

[ Attachment: You are not allowed to view attachments ]

slika 8 : Fregata klase "La Fayette"

[ Attachment: You are not allowed to view attachments ]


* 6.jpg (47.86 KB, 600x343 - viewed 160 times.)

* 7.jpg (53.77 KB, 600x430 - viewed 186 times.)

* 8.jpg (59.69 KB, 600x463 - viewed 178 times.)

* 9.JPG (32.73 KB, 382x274 - viewed 362 times.)
Logged
Jester
Počasni član foruma
poručnik bojnog broda
*
Offline Offline

Posts: 5 325



« Reply #2 on: March 06, 2014, 10:35:05 am »

Zamjetljivost plovila na površini mora (II. dio)

Minimaliziranje optičke i infracrvene zamjetljivosti, nadvodne akustične i hidroakustične zamjetljivosti, podvodnog električnog potencijala i magnetne zamjetljivosti, radarske površine i aktivnog odašiljanja signala, bili su temeljni projektni zahtjevi za izgradnju korvete Visby, prvog najnevidljivijeg broda u sastavu flote neke ratne mornarice.
Primjenom strukturnih sendvič ploča, s jezgrom od PVC pjene obložene laminatima izrađenim od poliesternih smola ojačanih ugljičnim vlaknima (Fibre Reinforced Plastics, FRP), za izgradnju trupa, potom posebnim oblikovanjem trupa i nadgrađa, te postavljanjem apsorpcijskih tvoriva na kritičnim mjestima postignuta je vrlo niska zamjetljivost broda.
Korveta klase Visby oslanjat će se u svojim djelovanjima poglavito na:

a. Motrenje nadmorskog i podmorskog okruženja brodskim pasivnim senzorima (Electronic Support Measures, ESM),
b. Podatke o ciljevima koje su otkrili radari na letjelicama i obali, te ih odašilju brodu radiolinkom,
c. obavještajnim podacima (prikupljenim SIGNIT-om, Signals Intelligence),

što sve smanjuje potrebu odašiljanja kompromitirajućih signala s broda na najmanju mjeru.

[ Attachment: You are not allowed to view attachments ]

slika 10 : Korveta klase "Visby"

Iako korveta nije potpuno nevidljiva, vrlo ju je teško otkriti. Neprijatelj može uočiti Visby na maloj udaljenosti, kada je prekasno, jer bi do tada njezin zapovjednik i posada, čiji je moto "mi vidimo njih prije nego oni nas", imali dosta vremena za poduzimanje odgovarajućih aktivnosti prema neprijatelju.
Prema objavljenim podacima, "normalni" domet radarske detekcije Visbya na valovitom moru je oko 13 km, te oko 22 km na mirnom moru, bez ometanja radara, a ukoliko se korveta štiti ometanjem neprijateljskog radara, domet detekcije se smanjuje na 8 km po valovitom moru i 11 km na mirnom moru. Za usporedbu, konvencionalni brod slične veličine radar će otkriti u normalnom okolišu (u tzv. standardnoj atmosferi) na udaljenosti oko 50 km, ili na oko 25 km ako brod štite ometači radra.
Spomenute daljine otkrivanja korvete Visby na mirnom i valovitom moru razlikuju se za otprilike 40%, što ukazuje na velik utjecaj trećeg čimbenika - meteoroloških uvjeta na putu radar-motreni objekt.

[ Attachment: You are not allowed to view attachments ]

slika 11 : Podmornica u periskopskoj plovidbi skoro nezamjetljiva radarom

Meteorološki uvjeti i detektabilnost plovila

U lancu radar - medij - plovilo na performanse radara i plovila može utjecati čovjek, no medij je podložan samo prirodnim djelovanjima (u mirnodopskim okolnostima bez namjernih elektromagnetskih "zagađivanja"), koja se događaju nekontrolirano u vremenu i po mjestu, načinu i intenzitetu. Mnoge činjenice o prostiranju elektromagnetnih valova kroz atmosferu: standardnu, kišovitu, maglovitu ili snježnu, poznate su i dokazivane tijekom niza desetljeća. Poznate su i neke meteorološke anomalije koje mogu povoljno ili nepovoljno utjecati na prostiranje radarskih valova.

Godišnji ciklusi meteroloških okolnosti na različitim morima diljem svijeta bitno se razlikuju: između toplih i hladnih mora, vlažnog i suhog nadmorskog zraka, intenzivnih kiša i slabih padalina, olujnih vjetrova i mirnijih mora itd., što na različite načine utječe na učinkovitost senzora na obalama raznih mora.
Operater ne može kontrolirati put između radara i plovila i okolnosti na njemu, ali bi trebao biti upoznan s utjecajima uobičajenih meteoroloških događanja na domete detekcije njegova radara. To bi mu pomoglo pri izboru optimalnog režima funkcioniranja radara za određene trenutačne uvjete u atmosferi.
Operater bi također trebao usvojiti činjenice da njegov radar nije moćan u nekim okolnostima, kao što je to u čistoj atmosferi, ili da će, možda, u nekim vremenskim uvjetima otkrivati plovila na mnogo većim ili, pak, na manjim udaljenostima od uobičajenih.
Širenjem elektromagnetnog vala, odnosno zračenog snopa energije na putu radar-plovilo, smanjuje se njegov intenzitet zbog:

1. "razvodnjavanja" energije snopa zahvaćanjem sve veće plohe
2. apsorpcijom energije u zraku i padalinama
3. raspršivanjem i refleksijom energije od čestica padalina.

"Razvodnjavanje" je čista matematika, to je neizbježno i u vakuumu, dok se apsorpcijom energije u atmosferi smanjuje domet radara gušenjem zračenog signala u smjeru radar-plovilo i potom radarski odraz u smjeru plovilo-radar.
Na temelju višegodišnjih meteoroloških mjerenja i srednjih statističkih podataka, može se prognozirati učinkovitost radarskog motrenja na određenoj mikrolokaciji. Takve prognoze bi trebali kreirati zajedno radarski stručnjaci i meteorolozi. Primjerice, vjetrovi i rezultirajuća valovitost mora bitno utječu na vjerojatnost otkrivanja malih plovila na manjim udaljenostima od radara, pa meteorološki podaci o prosječnoj pojavnosti specifičnih vjetrova, o njihovom smjeru i jačini čine dobru osnovu za izradu prognoza radarskog motrenja s određenih obalnih radarskih položaja.

[ Attachment: You are not allowed to view attachments ]

Morski i atmosferski clutter

Refleksija radarske energije od morskih valova (Sea clutter) i raspršenih čestica vode uvelike ograničava mogućnosti detekcije odraza od manjih plovila na valovitom moru. Odrazi od morske površine ovise o visini valova, brzini vjetra, vremenskom trajanju i veličini područja preko kojega vjetar puše, o smjeru valova u odnosu na radarski snop, o tome jesu li valovi u fazi uspona ili smirivanja, te o eventualnoj prisutnosti površinskih zagađivača, koji mogu utjecati na površinsku napetost. Stanje mora izravno je povezano s intenzitetom površinskog cluttera. Primjerice, pri promjeni stanja mora od 1 do stanja 5, clutter se poveća za 300 do 400 puta.
Intenzitet cluttera ovisi i o parametrima radara: frekvenciji, polarizaciji, upadnom kutu crte radar-morska mikropovršina, te veličini radarske ćelije. Samo mali dio raspršene energije vraća se natrag prema radaru, u kojemu ometa i sprječava detekciju plovila prekrivenih clutterom. Šumni krug cluttera širi se od središta zaslona radara prema većim daljinama. Polumjer kruga razmjeran je visini radarske antene iznad morske površine, pa primjerice, s visine od 50 m radar vidi "šumni" krug cluttera polumjera oko 3 km, a sa 600 m polumjer se povećava na oko 30 km.
Plovila u tim krugovima, "zaštićena" clutterom, mogu ploviti nezamjećena radarom, posebice stealth plovila ili ribarske i sportske brodice. Radarski odrazi brodova duljih od 35 metara općenito su veći od tipičnog morskog cluttera, te ako plove valovitim područjem, moguće ih je detektirati "brisanjem" šumnog clutter-kruga, i to smanjivanjem osjetljivosti radarskog prijamnika na tome području.

[ Attachment: You are not allowed to view attachments ]

Dakle, operateri moraju biti vrlo oprezni u takvim okolnostima velikog mora, te eventualno posegnuti za dodatnim infracrvenim sustavima motrenja koji na tim daljinama i u takvim uvjetima mogu biti dosta učinkoviti.
Radarski odrazi od kapljica kiše (atmosferski clutter) maskiraju odraze od objekata koji se nalaze u volumenu prostora obuhvaćenog kišom, što se uz jaču kišu izrazitije manifestira. Plovilo u kiši se gubi, postaje manje zamjetljivo, a situacija na zaslonu postaje konfuzna zbog pojave lažnih odraza. Ukoliko se plovilo nalazi iza kišnog volumena, negativno djelovanje na učinkovitost radarskog motrenja je dvostruko: fronta kišnog volumena stvara atmosferski clutter s lažnim odrazima, a prolaskom radarskog vala kroz volumen kiše do plovila i natrag apsorbira se elektromagnetna energija mnogo više negoli pri prostiranju kroz čistu atmosferu. Primjerice, apsorpcija elektromegnetne energije kroz vrlo jaku kišu (40 mm/h) iznosi oko 1 dB/km, što smanjuje snagu radarskog signala (frekvencije 9000 MHz) na poziciji plovila udaljenog 20 km za 100 puta u odnosu na standardnu atmosferu, potom kiša guši i odraze na putu natrag od plovila do radara za 100 puta. Rezultat tolikih gubitaka kroz kišu može se manifestirati višekratnim smanjenjem dometa detekcije plovila određene veličine, što ovisi o duljini prevaljenog puta radarskog signala kroz padaline te o intenzitetu kiše.

[ Attachment: You are not allowed to view attachments ]



* 10.jpg (104.23 KB, 600x667 - viewed 170 times.)

* 11.jpg (60.81 KB, 600x281 - viewed 177 times.)

* 12.jpg (102.09 KB, 600x716 - viewed 186 times.)

* 13.jpg (86.76 KB, 600x676 - viewed 148 times.)

* 14.jpg (51.77 KB, 600x468 - viewed 178 times.)
Logged
Jester
Počasni član foruma
poručnik bojnog broda
*
Offline Offline

Posts: 5 325



« Reply #3 on: March 06, 2014, 10:41:16 am »

"Površinskim tunelom" do dalekog plovila

Uz standardnu atmosferu i uobičajena godišnja meteorološka događanja, u razmjerno niskom sloju zraka iznad morske površine javljaju se i neke anomalije koju mogu djelovati pozitivno, ali i negativno na domet radarskog motrenja.

Tako fenomen "površinskog tunela" pruža mogućnost detekcije plovila na mnogo većim udaljenostima od daljine određene radarskom jednadžbom za objekt određene radarske površine. U normalnoj ili standardnoj atmosferi, radarski horizont izračunava se pomoću jednostavne formule D = 4,1 x (Hr + Hp)1/2, gdje je D daljina horizonta u kilometrima, Hr visina radara i Hp visina plovila iznad morske površine u metrima.
U standardnoj atmosferi temperatura i vlažnost zraka postupno se smanjuju s povećanjem visine iznad površine mora. Ukoliko, pak, sadržaj vodene pare opada brže s visinom negoli u normalnoj atmosferi i istodobno se temperatura zraka povećava s visinom (temperaturna inverzija), nastaju uvjeti tzv. superrefrakcije, kada se elektromagnetni valovi jače savijaju prema površini, prateći u prostiranju zakrivljenost zemaljske kugle. U tim uvjetima formira se "površinski tunel" ili "radio kanal" uz površinu mora, koji djeluje kao valovod elektromagnetnih valova, kroz kojega se oni prostiru do mnogo većih udaljenosti (do nekoliko puta) negoli u normalnoj atmosferi.
Tunel nastaje kada su viši slojevi zraka vrlo suhi i topli u usporedbi sa zrakom na samoj površini mora. To se događa, primjerice, pri gibanju toplog i suhog zraka s područja iznad zagrijanog zemljišta na hladnije površine vodenih masa, gdje se u nižim slojevima uz površinu mora zračne mase hlade i postaju vlažnije, dok viši slojevi ostaju suhi i topliji. Superrefrakcija obično nastaje za lijepog i toplog vremena, tijekom ljetnih mjeseci na toplim morima, među koja se ubraja i Jadransko more.
Površinski tuneli su najčešće visoki od 10 do 20 metara, a nikad viši od 150 do 200 metara. Povećani dometi prostiranja u površinskim tunelima vrlo su zanimljivi u mnogim primjenama, pa su mnoge obalne zemlje višeg tehničkog standarda provodile istraživanja svih okolnosti njihova nastajanja.

[ Attachment: You are not allowed to view attachments ]

slika 15 : Radarski reflektor posebno namjenjen pomći u pomorskoj navigaciji, kojim se namjerno povećava radarska zamjetljivost malih brodica, plutača ili hridi. On je sačinjen od 10 kutnih reflektora raspoređenih po spirali. Ukupna visina je 72 cm, promjer 34 cm, a masa 7,5 kg. Efektivna površina je 3,7 dm2, a radarska površina je 20 m2

No, neki uvjeti u atmosferi, ne tako česti, mogu utjecati i na smanjenje dometa prostiranja elektromagnetnih valova uz površinu mora, kada radar ne može detektirati ni veliko plovilo unutar radarskog horizonta. Naime, u takvim uvjetima putanje širenja elektromagnetnih valova povijaju se od površine prema većim visinama, odnosno događa se tzv. subrefakcija. To se događa u uvjetima magle iznad pvršine mora, koja obično nastaje kada se vlažan i topao zrak giba iznad vrlo hladne vode ili kada temperatura zraka vrlo brzo opada s povećanjem visine.

[ Attachment: You are not allowed to view attachments ]

Provjera učinkovitosti motrenja u najtežim uvjetima

Nastaju li takvi uvjeti na Jadranu, gdje, kada i koliko traju, pitanja su na koja mogu općenito odgovoriti meteorolozi, no konačni odgovori mogu se dobiti samo sinkroniziranim, multidisciplinarnim ispitivanjima na vjerojatnim područjima nastanka takvih anomalija uzduž Jadrana.
Podaci o učestalosti oborina na Jadranu, praćenje pojavnosti vjetrova, njihova smjera i intenziteta te rezultirajućih valovitosti mora i druga meteorološka višegodišnja praćenja stanja atmosfere i mora na Jadranu, objavljena su u raznim stručnim publikacijama meteorološke struke u Hrvatskoj.
Jadransko more je karakteristično po intenzivnoj ciklonalnoj aktivnosti, osobito u zimskom razdoblju, iznad kojega pušu vjetrovi različitih smjerova i intenziteta. Najčešće površinske valove na Jadranu uzrokuju bura i jugo tijekom jeseni i zime, te sjeverozapadni vjetar u ljetnom razdoblju. Visine valova na Jadranskom moru mnogo su veće po jugu nego buri pri istoj brzini i trajanju vjetra.
S obzirom na učestalost, trajanje i rezultirajuću valovitost površine mora, jugo je dominantan vjetar na Jadranu i stoga najzanimljiviji pri prognoziranju djelotvornosti obalne radarske mreže motrenja plovnih objekata tijekom godine. Učestalost pojavljivanja juga povećava se od sjevernog prema južnom dijelu Jadrana. Najčešće puše na južnom dijelu Jadrana gdje postiže i najveće brzine. Jugo puše po nekoliko dana ujednačenom brzinom od oko 36 km/sat, a često postiže i olujni karakter uz brzine oko 100 km/sat. Jugo također često prati umjerena do jaka ili pljuskovita kiša.
Jako jugo pobuđuje velike valove na otvorenom moru, djelujući iz južnog kvadranta, dok sve bliže obali puše iz jugoistočnog kvadranta.
Na temelju poznatih činjenica o jugu na Jadranu i statističkih podataka o učestalosti njegove pojave, može se s visokom razinom vjerojatnosti prognozirati razdoblja dobre, slabije i najslabije učinkovitosti pojedinog obalnog radara na određenom mikro području.
Iz ostalih raspoloživih podataka za buru, maestral i druga stanja u atmosferi koja su relevantna za prostiranje elektromagnetnih valova, mogu se izraditi godišnje radarske prognoze i posebne prognoze vezane za niz različitih uvjeta, stupnjevanih i vremenski koordiniranih.
Takve su spoznaje bitne pri upravljanju i nadziranju pomorske situacije na prostranstvima hrvatskoga mora.
Vrijednosti dometa određenog radara izračunane radarskom jednadžbom nemoguće je provjeriti eksperimentalno u stvarnim uvjetima s nekom očekivanom točnošću. Teško je odrediti precizno sve bitne čimbenike koji bi trebali biti uključeni u radarsku jednadžbu, a još problematičnije je ustanoviti set nadziranih, realističnih eksperimentalnih uvjeta u kojima bi se provjeravali proračuni dometa radara.

Zbog toga i nije vrijedno truda inzistirati na visokoj preciznosti određenih parametara u radarskoj jednadžbi. No, ukoliko kupac zahtijeva određeni domet radara, proizvođač ga mora osigurati, i to najčešće dodavanjem faktora sigurnosti na domet izračunan za povoljne uvjete. Jasno, veći faktor sigurnosti povećava cijenu radara, što nije uvijek preporučljivo, posebice kada se radi o natječaju s više ponuđača.
U slučaju uspostavljanja mreže "more" s radarima, u koje je "instaliran" faktor sigurnosti, trebalo bi sustavnim ispitivanjima u svim mogućim prirodnim okolnostima na mikrolokacijama svakog radara provjeriti i dokazati deklarirana postignuća proizvođača. Naime, projektanti pri razvoju radara pretpostavili su prosječne svjetske normative za visine valova, brzine vjetrova, intenzitete padalina i slično, koji se vjerojatno bitno razlikuju od različitih lokacija.

[ Attachment: You are not allowed to view attachments ]



* 15.jpg (34.48 KB, 200x542 - viewed 170 times.)

* 16.jpg (87.81 KB, 600x493 - viewed 161 times.)

* 17.jpg (72.2 KB, 600x645 - viewed 218 times.)
Logged
TČ144
vodnik
*
Offline Offline

Posts: 431



« Reply #4 on: March 08, 2014, 11:45:09 am »

Svakako jedan od najbolje obrazloženih topica. pravilo
Logged
Pages: [1]   Go Up
  Print  
 
Jump to:  

Prijatelji

▼▼▼▼

Prostor za Vaš baner

kontakt: brok@paluba.info

Powered by MySQL Powered by PHP Powered by SMF 1.1.19 | SMF © 2013, Simple Machines
Simple Audio Video Embedder

SMFAds for Free Forums
Valid XHTML 1.0! Valid CSS!
Page created in 0.028 seconds with 22 queries.