Tecnología Militar (Nº 4/2008), Hartmut Manseck | Un submarino sometido a la amenaza directa de un torpedo atacante sólo tiene una misión esencial que llevar a cabo: evitar este impacto casi siempre letal con todos sus equipos y medidas disponibles, de la forma más rápida y eficiente posible. Este artículo analizará los Sistemas Submarinos de Defensa contra Torpedos.

La defensa submarina tradicional antitorpedo consiste en señuelos y perturbadores de bucle abierto, lanzados desde tubos, que se lanzan a la estela del buque en combinación con maniobras tácticas de evasión. Sin embargo, este comportamiento tiene el inconveniente de comprometer la invisibilidad, del navío y de drenar rápidamente sus baterías, lo que lleva a una redetección y a ataques subsiguientes. Se requieren métodos y materiales más sofisticados para escapar de los torpedos actuales.

La amenaza
Las modernas armas antisubmarinas son torpedos ligeros con autoguiado o bien torpedos pesados filodirigidos con velocidades elevadas, sonares de alto rendimiento con grandes alcances de detección, y modernas técnicas de Contra Contra Medidas (CCM) como la discriminación de ecos (Doppler, alargamiento, zonas blancas en imágenes), ventanas telemétricas, y cobertura horizontal de haces múltiples.

Todo ello está caracterizado por una amplia cobertura horizontal, que se obtiene mediante características especiales de sonar y patrones de búsqueda. Sin embargo, su cobertura vertical es limitada, una necesidad dictada por condiciones de aguas poco profundas en las que las reverberaciones de la superficie y del fondo puede afectar al amplio haz vertical. Para evitar este fenómeno de adquisición de blancos falsos, los modernos torpedos antisubmarinos disponen de patrones de búsqueda en profundidad helicoidales para localizar objetivos a una profundidad desconocida, que constituye un problema general. Esta peculiaridad se usa en algunos ATS de neutralización suave (soft-kill) para submarinos en el llamado concepto de separación vertical.

 Requisitos generales de un ATS submarino efectivo
Un ATS submarino moderno y eficaz debería incorporar en primer lugar los siguientes factores/propiedades:
- Respetar cualquier tipo de amenaza de torpedo actual y proporcionar posibilidades de mejora.
- Incorporar una cobertura de 3600.
- Un perfil de profundidad tridimensional.
- El número de encuentros y el almacenamiento de determinantes (armas de ataque) deben estar adaptados a la duración de la misión de la plataforma.
- Alta eficiencia fuera de los submarinos.
- Sin necesidad de mantenimiento ni personal adicional y,
- Bajo costo.

 Aspectos de la detección
Los torpedos modernos se han diseñado para emitir poco ruido, aunque avancen a una gran velocidad. Por otro lado el perfil acústico del submarino se ha reducido drásticamente, de tal modo que los torpedos tendrán que usar generalmente un sonar activo para la localización. Sin embargo, un torpedo con búsqueda activa continua proporcionará grandes alcances de detección (varias millas). Un torpedo con ruido bajo que funcione en modo pasivo con modo activo intermitente se lo pondrá más difícil al submarino, sobre todo cuando predominen unas condiciones de propagación de sonar, como sucede con frecuencia en aguas costeras. Las medidas de neutralización suave exigen grandes alcances de detección para presentar un objetivo falso realista y para iniciar unas operaciones evasivas eficientes.

Peculiaridades de los submarinos
La situación para un submarino que sufre el ataque de un torpedo difiere notablemente de la que padece un buque de superficie. El sensor principal del submarino, un sistema de sonar pasivo con una antena direccional cilíndrica, de flanco y remolcada como configuración básica proporciona hoy en día una fusión de datos de interceptación, DCL y MTA (Target Motion Analysis= Análisis de Movimiento de Objetivos) de todas las fuentes acústicas.

El sensor clave de la plataforma, el sonar pasivo, está controlado continuamente por los operadores mejor instruidos para asegurar que se detectan a tiempo y a grandes distancias las señales de sonar activo y/o los datos normales de ruidos del torpedo. En el caso de un ataque con un torpedo pesado, ejecutado normalmente por una unidad de superficie, el DCL del submarino ya ha analizado la plataforma hostil y el potencial de la amenaza, incluyendo el arsenal de armas y el helicóptero ASW embarcado, un análisis de posibles parámetros acústicos del torpedo y un posible sector de amenaza. Con base en estos datos sensoriales y de análisis, un evacuador genera una alarma antitorpedos y prepara el despliegue de un determinante. Un torpedo procedente de una unidad de superficie puede seguirse y evitarse maniobrando fácilmente en su fase de acercamiento/búsqueda con sus capacidades normales, siempre que la profundidad sea suficiente y se conozca la profundidad mínima del torpedo. En el caso de un ataque de torpedo en la fase de acercamiento, una maniobra evasiva del submarino es tridimensional y el entorno submarino puede aprovecharse para ocultarse de los sensores del torpedo o engañar a los mismos. Las turbulencias de agua provocadas intencionadamente mediante las maniobras tácticas del submarino y/o intensas emisiones acústicas pueden confundir a un torpedo atacante y proporcionar tiempo para tomar otras medidas. Sin embargo, una situación crítica para el submarino se producirá si los torpedos modernos (LWI se lanzan desde aeronaves (helicóptero o avión de patrulla marítima) o misiles, debido a que esto reducirá drásticamente el tiempo de reacción, en especial para adoptar medidas de decepción.

Unos sistemas defensivos antitorpedo efectivos deberán tener en cuenta las peculiaridades, en especial en situaciones de combate a distancias cortas. Un sistema de detección pasiva de torpedos debe basarse en procedimientos de evaluación con reacción rápida, deceptores efectivos y medios destructores (hard-kill) económicamente viables de alcance corto y/o medio, que respeten la propia posición/zona de autoprotección, una cobertura defensiva omnidireccional y una secuencia de acciones defensivas automáticas, con una posible interrupción por parte del operador. Después de su lanzamiento, un dispositivo destructor debe seguir directamente el torpedo objetivo y a la distancia más próxima sus sistema de espoleta debe activar una cabeza de guerra, destruyendo el torpedo o al menos su dispositivo de autoguiado/ acústico. El despliegue contra torpedos ligeros aerotransportados se basa en la evaluación de un pequeño número de impulsos de sonar activos recibidos desde el torpedo. En una situación de amenaza directa y por sorpresa, una orientación en 3D que señale la amenaza es suficiente para que se lance un medio destructor.

ATS submarinos

AMSSAWCS
El SAWCS detecta, clasifica y localiza torpedos contra el propio submarino y determina el nivel de amenaza. Genera y recomienda un plan táctico para evadirse de la amenaza que, dependiendo del escenario, puede incluir el despliegue de contramedidas acústicas y la ejecución de maniobras por el propio submarino. El SAWCS es un sistema de ayuda: no se llevará a cabo ningún plan sin la aprobación del mando. Un subconjunto de esta capacidad, que sólo proporciona la posibilidad de programar y lanzar las contramedidas usando la unidad de control de dispositivos (Stores Control Unit = SCU), se instalará en algunas plataformas por delante de la plena capacidad o en lugar de la misma. Un subconjunto llamado SAWCS Partial Fit ya se encuentra en servicio. El SAWCS está montado a bordo de los submarinos de ataque con misiles crucero (SSN) Swiftsure y Trafalgar y de los submarinos con misiles nucleares (SSBN) Vanguard de la Royal Navy. Las actividades de los principales subcontratistas son:
- Northrop Grumman – software y hardware clasificadores.
- DRS Technologies – armado de la Unidad de Procesamiento

SAWCS (SPU).
- Thales Underwater Systems – cambios subsiguientes del Sonar 2054.
- BAE (New Malden) – actualización del software del SMCS.
- BAE (Weymouth) – Instalación de la información de guiado (GI).
- Ultra Electronics – unidad de control de dispositivos.

 ATLAS ELEKTRONIK
El ATS SEASPIDER para submarinos puede integrarse por completo en el sistema submarino de sensores integrados (Integrated Sensor Underwater System = ISUS) de submarinos con su sonar, evacuador y sistema de dirección de combate (CDS), o bien puede funcionar como solución autónoma para submarinos con otros sistemas de combate. Las funciones de defensa anti-torpedo están distribuidas entre los módulos evacuador de detección de torpedos, sistema de lanzamiento y munición SEASPIDER. Los datos de defensa táctica pueden visualizarse mientras se ejecuta automáticamente la secuencia operativa, con una función de veto por parte del operador.

Un sistema de lanzamiento hidráulico coloca al determinante destructor SEASPIDER, con lanzadores swing-out (por propia propulsión), en su posición de salida. Dos o tres lanzadores, cada uno con tres determinantes, proporcionarán la capacidad de munición requerida para la misión. Después de una corta trayectoria balística de seguridad se inicia el sistema de propulsión cohete del SEASPIDER. Aunque no es necesario recargar durante la misión en sí, este diseño favorece una recarga sencilla en puerto. El determinante es un torpedo antitorpedo de alta velocidad y gran maniobrabilidad, diseñado para defender la plataforma autónomamente contra ataques a corta distancia y que se activa a la mínima distancia de seguridad del torpedo atacante.

Esquema del sistema SEASPIDER de ATLAS ELEKTRONIK. (Gráfico: ATLAS ELEKTRONIK)

El programa de demostrador SEASPIDER se está actualizando mediante pruebas durante 2008/2009, que incluyen una demostración de autoguiado sobre un torpedo en el Mar Báltico. Este sistema puede instalarse en submarinos con el ISUS, pero también en cualquier otro submarino.

DCNS
El sistema Contralto-S® de DCNS para submarinos se comercializa como un sistema muy efectivo, que ofrece cortos tiempos de respuesta e integración completa en el sistema de combate. Ya está en servicio en los SSN y SSBN franceses y se ofrece actualmente para los submarinos de tipo Scorpéne.

Esquema del empleo de sistema CONTRALTO de DCNS. (imagen: Cortesía de DCNS)

Este sistema puede funcionar autónomamente o totalmente integrado en el Sistema de Gestión de Combate (Combat Management System = CMS). La integración mecánica de abordo se hace entre el casco y la cubierta superior. Con independencia de la velocidad del submarino puede lanzar hasta seis salvas de contramedidas de diferente tipo, incluyendo un componente destructor.

 El sistema CIRCE de HDW y WASS
CIRCE es un sistema de contramedidas en torpedo de neutralización suave, multiefecto, de reacción rápida y desarrollado conjuntamente, que se ha diseñado para enfrentarse a los modernos torpedos antisubmarinos mediante interferidores estacionarios y señuelos móviles. Los señuelos son capaces de producir ecos para cualquier tipo de transmisión acústica del torpedo, por medio de un procesamiento de señales en banda ancha y receptor y transmisor acústicos separados.

El sistema se compone de un sistema de lanzamiento, montado externamente sobre el casco resistente del submarino y un ordenador de control, equipado con un interfaz hombre máquina, y conectado a un sistema de detección de torpedos del submarino, que controla el lanzamiento de las contramedidas.

El diseño modular y la comunalidad con dispositivos existentes, además de una sencilla arquitectura funcional, permite que los determinantes se interconecten fácilmente con la mayoría de las plataformas existentes. Las contramedidas se despliegan desde un sistema de lanzamiento específico, uno a cada lado del submarino, comprendiendo un módulo multitubo montado externamente sobre el casco resistente.

El esquema de funcionamiento del sistema CIRCE de HDW 1 WASS. (Gráfico: HDW 1 WASS).

El número de tubos por módulo y el número de módulos pueden adaptarse para satisfacer las necesidades del cliente. El sistema se controla desde un Ordenador de Control en la sala de explotación y funciona automáticamente a través de un enlace con el sistema de alerta de torpedos. El sonar del submarino proporciona señales de detección y alarma de amenazas, que se introducen continuamente en el CIRCE, que permanece en un stand by constante para responder a cualquier alerta. El control manual del sistema es también posible.

Sistemas de neutralización suave

RAFAEL
El SCUTTER de Rafael es un señuelo anti-torpedo lanzable y autopropulsado es reactivo y está diseñado para responder a un torpedo con autoguiado acústico activo y/o pasivo, funcionando simultáneamente hasta 8 minutos a profundidades de hasta 300 m con cobertura de 360º, con autodestrucción al finalizar la misión. Tras una alerta de torpedos se lanza desde cualquier eyector interno de señales estándar del submarino o desde un lanzador externo montado en el casco. Se autopropulsa hasta una profundidad de entre 10 y 300 m y emite señales deceptoras, incluyendo la simulación de efectos doppler y radiación acústica de la plataforma lanzadora, mediante la detección y el análisis de las transmisiones acústicas del torpedo. El señuelo proporciona respuestas para engañar a la lógica incorporada en los torpedos modernos, como ventanas telemétricas, desviaciones doppler y discriminación de blancos, El señuelo puede también programarse para características de amenazas específicas. Para la generación de respuestas a medida, el señuelo dispone de una tabla de amenazas.

Esta tabla contiene las características que identifican un torpedo específico, y la respuesta adecuada a ese torpedo. El señuelo responderá a todas las transmisiones recibidas desde el torpedo. El señuelo reactivo Rafael se ha ensayado con éxito contra algunos de los torpedos más sofisticados del mundo y se encuentra en servicio desde hace más de 15 años en algunas de las marinas más importantes.

Desarrollos adicionales
En el concepto de separación vertical, el señuelo desciende (o asciende) tras el lanzamiento, arrastrando al torpedo, mientras el submarino se mantiene alejado de los haces del sonar del torpedo. Mientras el submarino se evade y amplía la distancia horizontal entre sí mismo y el torpedo, puede quedar atrapado en el haz del torpedo. Por ello es necesario lanzar señuelos adicionales para mantener el torpedo por encima (o por debajo) del submarino.

Rafael y BAE Systems cooperan en señuelos submarinos avanzados, y BAE Systems va a producir el hardware derivado del programa Scutter.

El Scutter se está diseñando actualmente para ajustarse a los tubos estándar SSE de 4″, y hará posible que la compañía penetre en los mercados del Reino Unido y de los EE.UU., que trabajan con tubos de 3″.

El SCAD200 de BAE SYSTEMS
(SCAD = Submarine Countermeasure  Acoustic Device) es una contramedida acústica lanzada bajo envoltura. El pequeño SCAD 101 se utiliza para combatir torpedos con autoguiado acústico mientras que el SCAD 200, funcionalmente igual, puede lanzarse desde dentro del submarino.

El lanzador y la contramedida se entregan totalmente ensamblados y son un dispositivo de un solo disparo que desciende o asciende hasta la profundidad operacional programada, en donde las transmisiones acústicas continúan durante el periodo previsto. El SCAD 200 se utiliza en los submarinos de las clases Vanguard y Trafalgar de la Royal Navy, y el SCAD 101 en los de las clases V y T.

El MG-74ME de ROSOBORONEXPORT
Es un sistema de contramedidas sonar, multipropósito y autopropulsado, diseñado para suprimir el sonar antisubmarino del enemigo y los sistemas de autoguiado del torpedo, engaña a las fuerzas antisubmarinas del enemigo y desvía los torpedos con autoguiado. Comprende una sección electrónica/acústica y un sistema de propulsión eléctrica bimodal.

El torpedo con un calibre de 533 mm actúa a una profundidad de 20-250 m y satura los sistemas acústicos enemigos mediante unas potentes señales acústicas de sonar. Cuando actúa como replicante de la firma del buque, ejecuta maniobras programadas y simula ser un submarino en evasión.

El MG ME01 ruso de Rosoboronexport. (Foto: Rosoboronexport)

Los datos actuales de profundidad, velocidad, modo operativo acústico y maniobra se introducen mecánicamente con un husillo.

 WASS
Su sistema de contramedidas antitorpedo del modelo C303/S contiene un interferidor estacionario y un emulador de objetivos móviles. Los señuelos producen ecos para cualquier tipo de transmisión acústica de torpedo a través de un procesamiento de señales en banda ancha y de receptores y transmisores acústicos separados.

El perturbador dispone de un transductor muy eficiente, que cubre toda la anchura de banda del torpedo, con un amplificador de potencia para generar una elevada energía acústica para enmascarar el eco del objetivo y su ruido radiado. El señuelo usa un transpondedor para simular un objetivo real, generando ecos acústicos en tiempo real para cualquier impulso codificado multifrecuencia. La estructura de eco es equivalente a la de un blanco real (longitud acústica, zonas blancas en imágenes). También aplica efectos doppler y un régimen coherente en alcance al eco y radia ruido independientemente de la función del transpondedor.

Los señuelos presentan una intensidad constante del objetivo en anchura de banda. Son compatibles con los perturbadores. La trayectoria submarina de los señuelos móviles se preajusta justo antes del lanzamiento.

Especificaciones técnicas de perturbador y señuelo: Longitud: 1.125 mm, diámetro:76,2 mm, peso: 10 kg.

Estudios y desarrollos en marcha

1. La División de Sistemas Submarinos de BAE ha iniciado los estudios de viabilidad para estudiar el uso de su torpedo ligero Sting Ray Mod 1 como dispositivo antitorpedo. Se han analizado diferentes conceptos para disponer de una capacidad destructora efectiva.

2. EUROTORP ofrece una modificación de antitorpedo destructor de su torpedo ligero MU90 lmpact HK, un arma modificada que dispone de software táctico específico y una cabeza de guerra de carga compacta.

3. ATLAS ELEKTRONIK estudia un dispositivo destructor antitorpedo –el Seaspider - para proteger tanto buques de superficie como submarinos.

Se ha construido y ensayado en el mar un demostrador tecnológico, que ha demostrado tener una excelente compatibilidad de sistemas entre el sistema de propulsión cohete submarino de bajo costo, la estabilización del determinante y el sonar autoguiado. Atlas Elektronik ha anticipado fondos adicionales para continuar con el desarrollo del Seaspider.

4. DIEHL BGT Defence está estudiando soluciones en forma de un proyectil submarino de super cavitación conocido como Barracuda, un arma experimental con propulsión cohete con una unidad de referencia inercial o un autopiloto, así como una punta móvil cónica. El vehículo es controlado por sistema Canard, con un sistema de control de balanceo-cabeceo en cascada incorporado directamente al morro para obtener unas velocidades de giro muy elevadas. Según Diehl, el programa de demostración tecnología ha incluido una serie de pruebas en agua en un campo de pruebas alemán. Los elementos de pruebas han logrado trayectorias submarinas guiadas a velocidades superiores a 200 nudos.

5. El actual determinante destructor de torpedo norteamericano en un diseño de laboratorio y en fase de modelo tiene un diámetro de 17,15 cm, alta velocidad, gran maniobrabilidad, propulsión por energía química con un único sistema procesador y procesamiento digital para todas las funciones clave. El desarrollo de un torpedo común muy ligero está previsto para este año.

6. RAFAEL está desarrollando también un dispositivo antitorpedo destructor. Debido a que los torpedos actuales tiene la capacidad de marcar los señuelos y no volver a los mismos, y a que la mayoría de las marinas están actuando en aguas poco profundas, en donde es difícil conseguir la separación vertical, los señuelos no proporcionarán una defensa adecuada contra los reataques del torpedo. Incluso si se aumentan las frecuencias (y las cantidades) de los señuelos, la probabilidad de la supervivencia del submarino disminuirá con cada reataque. Un señuelo que combine las propiedades de neutralización suave de un señuelo reactivo con un elemento destructor es la solución de RAFAEL.

El TORBUSTER (un señuelo torpedo de cuarta generación) atrae el torpedo para el primer ataque, y conforme se aproxima el torpedo al señuelo, una espoleta de proximidad en la cabeza de guerra del señuelo destruirá el torpedo. El TORBUSTER se encuentra actualmente todavía en desarrollo.

 El futuro Vehículo Submarino No Tripulado en un papel contramedidas avanzado
Un vehículo submarino no tripulado (UUV) controlado y guiado, equipado con modernos señuelos sensoriales, perturbadores y capacidad destructiva podría formar parte de un futuro ATS submarino, no sólo en operaciones en aguas profundas. El UUV multimisión puede realizar fácilmente la recopilación y transmisión multiestática de datos acústicos y no acústicos, optimización de estrategia defensiva antitorpedo en tiempo real a través de algoritmos de predicción de estrategias hostiles y proponer maniobras combinadas (submarino y UUV), además de activar el despliegue de protección acústica (cobertura acústica y lanzamiento de señuelos) y todo ello en una posición avanzada/remota. El submarino puede reaccionar mucho antes de ser detectado. Aparte de esto podría configurarse un UUV para que adoptase la configuración de un submarino (velocidad, maniobras, intensidad de objetivo en activo y pasivo contra todo tipo de sonar). Si el submarino es detectado, el UUV también podría añadir funciones de perturbación para cubrir el submarino. Su firma acústica, y esta es la única magnitud mesurable activa o pasiva, puede conformarse mientras desvía hacia fuera del objetivo el torpedo atacante. Para este caso la táctica del submarino consistirá en dos acciones: maniobras propias para escapar y control del UUV para engañar al torpedo y maximizar el tiempo perdido.

Sin embargo, los retos principales radican en el UUV y requieren más investigación: su velocidad  máxima y firma/señales del objetivo activas/pasivas deben ser equivalentes a las de su submarino de origen. Son imprescindibles el guiado y la transferencia de datos/ energía por cable.