Los submarinos modernos tienen un amplio espectro de misiones y capacidades que los hacen extremadamente versátiles y valiosos.
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| Figura 2: El espacio de batalla submarino |
Las incertidumbres derivadas de las tensiones geopolíticas, los conflictos militares abiertos o asimétricos ocultos, el cambio climático y la lucha por unos recursos de todo tipo cada vez más limitados están provocando cambios fundamentales en el orden mundial. A medida que el rápido desarrollo de las ideas tecnológicas de hoy se convierte en los sistemas de mañana que cambiarán las reglas del juego, el espacio de batalla submarino se convierte en un ámbito cada vez más impredecible. Los escenarios operativos definidos de antemano ya no son válidos. Los sistemas marinos de thyssenkrupp satisfacen estas demandas dentro de su cartera de productos de submarinos y vehículos submarinos no tripulados de tamaño extra grande de funcionamiento autónomo. Los submarinos pueden llegar allí donde otros medios no pueden debido a consideraciones políticas (por ejemplo, aguas hostiles o hostiles) o a circunstancias terrestres (por ejemplo, operaciones bajo el hielo), ya sea para la recopilación de información, la inserción de fuerzas especiales, la denegación de acceso al mar o incluso ataques terrestres. Los submarinos modernos tienen un amplio espectro de misiones y capacidades que los hacen extremadamente versátiles y valiosos.
El espacio de combate submarino
El espacio de combate submarino ha cambiado radicalmente en la última década. Incluso ahora, sigue evolucionando hacia un futuro impredecible en el que participan medios baratos no convencionales y asimétricos que imponen nuevos tipos de amenazas a las operaciones submarinas. Mientras que durante décadas los submarinos dominaron el espacio de batalla submarino, nuevos competidores se esfuerzan por llamar la atención en este ámbito. Varios tipos de vehículos submarinos sin tripulación (UUV) de diferentes tamaños y capacidades están conquistando el dominio submarino. Los UUV operan de forma autónoma o sujetos en misiones cooperativas o independientes. El actual conflicto entre Rusia y Ucrania demuestra de manera impresionante el éxito de los drones ucranianos en una configuración de superficie o semisumergida para obligar a Rusia a retirar la flota de superficie a aguas más seguras.Las operaciones submarinas se enfrentarán a retos tanto para hacer frente a los UUV como amenaza como para utilizar los UUV como multiplicadores de fuerza propios. La tendencia hacia UUV integrados, pero también de funcionamiento autónomo, exige replantearse las doctrinas convencionales de la guerra naval, las misiones y las tareas operativas y, por último, dedicar un esfuerzo considerablemente mayor a los medios de reducción de la firma de los submarinos.
Tendencias - ¿Hacia dónde se dirige el desarrollo en la construcción de submarinos convencionales?
Especialmente en los últimos años, los requisitos de la tecnología de submarinos han cambiado drásticamente a medida que nuevas tendencias tecnológicas como la autonomía, la robótica y la inteligencia artificial (IA) influyen en la forma en que los submarinos operarán en el futuro. Por el lado de las amenazas, la disponibilidad de sistemas de reconocimiento y evaluación basados en IA de calidad desconocida hasta ahora, así como de nuevos sistemas de sensores de tecnologías conocidas (por ejemplo, drones aéreos MAD o sistemas láserALMDS basados en drones) crearán nuevas exigencias para las tecnologías de sigilo.
El reconocimiento de submarinos mediante el uso de sensores cuánticos (gravímetros y detectores de campos electromagnéticos de alta sensibilidad) sin duda sólo está reservado a los países de alta tecnología en un futuro a medio plazo, pero muestra una tendencia hacia el Océano Transparente.
Robótica
Otro factor importante que influye en la tecnología submarina es el desarrollo y la aplicación de tecnologías robóticas. Centrándose en determinados componentes básicos (por ejemplo, la aplicación en el conjunto de tubos de armas), el campo tecnológico de la robótica permite el uso de vehículos teledirigidos (ROV) o vehículos autónomos no tripulados (AUV), que pueden ser lanzados desde el submarino como pequeños vehículos y también recogidos de nuevo (lanzamiento y recuperación). Para las tripulaciones de submarinos o las Fuerzas Especiales, los robots resultan útiles para realizar trabajos peligrosos o tediosos que supondrían un alto riesgo para las fuerzas de emergencia. Para ello, los robots deben ser capaces de maniobrar y operar en espacios reducidos, y necesitan una fuente fiable de energía para realizar sus tareas.
Autonomía
La autonomía es una de las tendencias que están revolucionando la tecnología submarina. Hoy en día, existe una tendencia de desarrollo hacia una autonomía cada vez mayor en los sistemas de los submarinos. Los submarinos dependen de una tripulación humana para ser operados eficazmente y de humanos para tomar decisiones importantes. La autonomía de los sistemas basados en la inteligencia artificial (IA), sin necesidad de intervención directa del hombre, ayudará a la tripulación.
Inteligencia Artificial
Los sistemas de IA ya desempeñan un papel más importante en el apoyo operativo de las operaciones especiales de los submarinos. En el ámbito del análisis de los datos del sonar, facilitan el análisis de las señales y contribuyen a las tareas de clasificación. En el Sistema de Gestión de Combate, la imagen de la situación submarina propia del submarino debe fusionarse con la imagen de la situación marítima importada desde el exterior (fuerza de tarea), de modo que el submarino pueda comprender mejor su entorno de situación submarino y sobre el agua/aire para poder tomar decisiones correctas con mayor precisión.
Estratégico
Los submarinos siguen siendo una parte importante de las capacidades de la mayoría de las armadas debido a sus ventajas operativas en el campo de batalla marítimo: sigilo, resistencia y letalidad. Se invierten considerables recursos en la adquisición y el mantenimiento de medios muy sofisticados que obligan a los adversarios a multiplicar sus fuerzas para hacer frente a la amenaza invisible, pero omnipresente, que se cierne desde abajo. Al aumentar el alcance subacuático de un submarino, su Armada está ampliando rápidamente el radio de incertidumbre de sus adversarios, que pasa de unas pocas millas cuadradas de océano a todo un teatro de operaciones marítimo.
Debido a las nuevas tecnologías, se hicieron operativos nuevos enfoques de detección de los antagonistas. Esto dio lugar como primera reacción contraria a la reducción del tiempo necesario para recargar las baterías (mejora de los índices de indiscreción). Básicamente, hoy en día la tasa de indiscreción debe reducirse a cero en la zona de la misión, ya que de lo contrario ésta se ve inminentemente comprometida. En el caso de los submarinos no nucleares, los sistemas de propulsión independiente del aire (AIP) basados en pilas de combustible (FC) proporcionan el rendimiento de inmersión necesario, especialmente si se combinan con baterías de iones de litio (LIB). Con el fin de proporcionar un rendimiento tan elevado en todos los escenarios operativos, thyssenkrupp Marine Systems se decidió por una configuración de sistema energético híbrido que combina FC con LIB. Esta combinación es la única que garantiza el largo alcance sumergido necesario con el FC AIP a las velocidades de funcionamiento habituales y las capacidades de alta velocidad de la LIB a la velocidad de flanco. Para thyssenkrupp Marine Systems, el sistema LIB cumple estrictamente las normas de seguridad más estrictas.
La influencia en la susceptibilidad de un submarino comienza con las elecciones de diseño. La firma acústica (ruido), la intensidad del eco del objetivo (TES) y la firma magnética son las principales firmas submarinas que pueden dar lugar a una detección (no deseada) y tienen un gran impacto en el diseño. Estas señales deben considerarse en el contexto de las capacidades de contra-detección que el submarino tiene que cumplir durante las operaciones actuales y futuras, en otras palabras: las capacidades y tendencias de desarrollo de los conjuntos de sensores de las potenciales fuerzas contrarias.
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| Figura 1: A medida que cambia el mundo |
La mayoría de los diseños de submarinos se optimizaron en el pasado para que emitieran muy poco ruido. Para los diseños de submarinos preparados para el futuro, la reducción de la intensidad del eco del blanco (Target Echo Strength, TES) adquiere una importancia significativa. Los mejores resultados para la reducción correspondiente se consiguen si se persigue un diseño del casco optimizado para la TES. Tales soluciones de diseño se encuentran en fase de realización con un diseño particular de thyssenkrupp Marine Systems.
Por último, los sistemas de detección de anomalías magnéticas (MAD, por sus siglas en inglés) están encontrando su lugar en los inventarios de cada vez más armadas para la detección de submarinos. Los sistemas de detección de anomalías magnéticas se benefician de la mejora de la tecnología de los sensores magnéticos y de los métodos de reducción de ruido de la electrónica actual. Una novedad en el ámbito ASW es el sistema MAD basado en UAV. Un avión de patrulla militar (MPA) puede lanzar vehículos aéreos no tripulados (UAV) MAD. Estos UAV pueden volar cerca de la profundidad a la que los submarinos pueden ser detectados y conduce a una «huella» magnética ampliada en el nivel de vuelo del UAV. thyssenkrupp Marine Systems construye submarinos de acero no magnético, así como de acero ferromagnético. Los diseños de submarinos no magnéticos operan en aguas (muy) poco profundas, donde no sólo son susceptibles a la amenaza MPA/MAD, sino también a la amenaza de las minas. Los diseños no magnéticos cumplen las normas de la OTAN para operar en una zona de peligro de minas, lo que no puede conseguirse con acero ferromagnético.No en el futuro, sino ya hoy, los temas de firma que antes se trataban por separado tienen que tratarse en un Concepto de Sistema de Sistemas en una visión global dentro de un Sistema de Gestión de Firmas (SMS) con el fin de proporcionar una imagen clara de la situación de la propia firma y sus radiaciones, así como de la localización de terceros. El desarrollo de un SMS por parte de thyssenkrupp Marine Systems formará parte de los últimos diseños de submarinos contratados y continuará siendo una parte integral del Sistema de Misión de los submarinos de thyssenkrupp Marine Systems.
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| Figura 3: Cooperación futura entre submarinos - XLUUV - buques de superficie |
Capacidades requeridas de los submarinos:
Las operaciones multidominio (MDO) y los equipos tripulados-no tripulados (MUM-T) supondrán nuevos requisitos para los submarinos y requerirán el desarrollo de sistemas y tecnologías adecuados. Las cuestiones clave desde este punto de vista son las siguientes:
Comunicación:
Los submarinos deben estar equipados con medios de comunicación que permitan la transmisión fluida de cualquier tipo de información submarina - submarina, así como de los dominios submarino - superficie / aire a través de UW-COMMS y Boyas Gateway. Esto incluye el intercambio de enlace de datos de las propias imágenes tácticas de conocimiento de la situación, así como la combinación de éstas en la imagen táctica global del teatro a nivel de fuerza de tarea. Para ello, se están desarrollando nuevos y sofisticados sistemas de comunicación de datos que permiten una comunicación fiable incluso en condiciones de inmersión profunda. Esto significa que el submarino forma parte de un sistema global completo y ya no es el clásico «lobo solitario». Sin embargo, gracias a sus extraordinarias capacidades submarinas, sigue siendo capaz de operar por sí solo.
Sensores:
Los submarinos deben ser capaces de recoger e integrar datos de diferentes sensores para crear un cuadro de situación completo del conocimiento de su entorno. Se trata de sensores de sonar, radar y ópticos, así como sensores de señales electromagnéticas. La evaluación y valoración de la situación se lleva a cabo mediante tecnologías apoyadas en IA. superficie del mar mientras el MPA permanece en altura.Acercar el sensor MAD a estasuperficie amplía significativamente el Sistema de Combate:
Ser parte integrante de una red de comunicación multidominio requiere no sólo sistemas de comunicación adecuados, sino también la capacidad de manejar la enorme cantidad de datos para la propia imagen de conciencia de la situación submarina, así como la imagen táctica marítima global suministrada externamente (enlace de datos). Todo ello bajo un diseño seguro frente a ciberataques.
Movilidad:
Los submarinos deben ser capaces de cambiar entre diferentes dominios de forma rápida y segura. Esto requiere una gran movilidad y maniobrabilidad, lo que es posible gracias a sistemas avanzados de propulsión y control. Los modernos sistemas de pilas de combustible y las tecnologías de baterías (baterías de iones de litio) facilitan el uso submarino a largo plazo.
Sigilo:
Los submarinos deben ser capaces de hacerse invisibles en distintos ámbitos y pasar desapercibidos. Esto requiere tecnologías avanzadas de camuflaje y engaño, así como sistemas de propulsión silenciosos y medidas eficaces de insonorización.
Capacidades armamentísticas:
Los submarinos deben poder utilizar armas eficaces en distintos ámbitos. Entre ellas se incluyen torpedos, misiles con capacidad de ataque terrestre y otras armas de precisión (láseres) capaces de alcanzar objetivos en tierra, mar y aire. El sistema de autodefensa SeaSpider™ hard kill garantiza la supervivencia de la propia embarcación frente al ataque de torpedos, mientras que el sistema IDAS (Interactive Defense & Attack System for Submarines) ataca activamente las amenazas aéreas desde helicópteros.
Robótica submarina:
Los submarinos deben poder utilizar robots submarinos autónomos (ROV) para realizar tareas de exploración, inspección y mantenimiento de infraestructuras submarinas, así como de manipulación. Estos robots también pueden servir como unidades de comunicación y recogida de datos para crear una imagen más completa del entorno.
Trabajo en equipo tripulado-no tripulado:
Los submarinos, en cooperación con UUVs y XLUUVs, pueden contribuir al reconocimiento donde se esperan intrusiones sumergidas y donde la vigilancia encubierta ofrece posibilidades de alerta temprana e interceptación precoz. Esto va más allá de las misiones ASW clásicas. Lo más probable es que el uso de submarinos y XLUUV en formato de equipo se limite a zonas y condiciones específicas que justifiquen tal despliegue. De este modo, el uso de sistemas XLUUV integrados en una estructura de mando operativa centrada en la red puede reducir el número de medios tradicionales necesarios para tales tareas. Esto permite reservar el uso de sistemas tripulados para la observación cercana, la desviación y, en caso necesario, la interceptación de plataformas intrusas.
Perspectivas provocadoras
Las futuras clases de submarinos están optimizadas desde el principio para su uso en nuevas funciones, por ejemplo como nodos de mando en formaciones híbridas de vehículos tripulados y no tripulados de diversos tamaños sobre y bajo el agua o en el aire.
Para el diseño de un futuro submarino, las capacidades de los sensores y las propiedades de sigilo son consideraciones clave de diseño, anticipándose a las amenazas y misiones actuales y futuras. Por lo tanto, la susceptibilidad a los sonares pasivos y activos y a los sensores magnéticos deben considerarse amenazas principales. Esto proporciona consideraciones clave para el diseño de un futuro submarino. Combinado con un conjunto de sonares pasivos con propiedades avanzadas, el diseño del submarino se optimiza para llevar a cabo sus misiones, minimizando la posibilidad de ser detectado por los sensores de amenazas.
Un diseño de submarino no magnético, componentes de firma acústica extremadamente baja y un casco exterior en forma de diamante para un TES significativamente reducido son los elementos centrales para un diseño de submarino que busca dominar el futuro espacio de batalla submarino. Dicho diseño se apoyará en un sistema de energía que permita el roncado con una baja probabilidad de detección gracias a su sistema FC AIP (de cuarta generación) junto con una LIB. De este modo, el snorting en diversos escenarios tácticos y operativos puede evitarse o, al menos, retrasarse.
El concepto de submarino HDW Clase 212CD da respuesta a las prestaciones de sigilo y sensores requeridas para una futura capacidad submarina y proporciona un alto grado de flexibilidad de diseño ya en la actualidad. El avanzado diseño de la parte superior y del conjunto de sonares, así como su integración optimizada en la estructura del submarino, aportan un rendimiento de gama alta. El avanzado conjunto de sonares aporta una mejora significativa del rendimiento en comparación con la anterior generación de sonares. El diseño permite variaciones en la carga útil y el alojamiento, sin que ello influya en los sistemas principales de propulsión, energía y apoyo. El diseño también permite varios sistemas de tubos de armas y cargas útiles de armas, permitiendo y apoyando varias misiones submarinas, como el despliegue de Fuerzas de Operaciones Especiales, el despliegue de UUVs, ISR, ASW, ASuW y Land Strike.
Su potencia marítima
Las tendencias tecnológicas y operativas influyen significativamente en el desarrollo de submarinos y sumergibles asociados. thyssenkrupp Marine Systems diseña e integra tecnologías y sistemas avanzados capaces de llenar los vacíos que se abren para satisfacer las demandas de estas nuevas tendencias. Al mismo tiempo, deben garantizar que la tecnología sea segura y fiable y, con la creciente complejidad, también más fácil de usar, para asegurar que los submarinos sigan siendo valiosos activos de defensa.
Derivado de las consideraciones expuestas, el principio de la cartera de productos de thyssenkrupp Marine Systems es la diversidad. En el ámbito de los productos básicos versátiles de los submarinos tripulados, el cliente puede elegir entre soluciones estandarizadas como el HDW Clase 209NG y el HDW Clase 214NG. En estos conceptos de diseño existen opciones particulares que permiten una adaptación específica al cliente de forma predefinida teniendo en cuenta las tendencias a un nivel adecuado en sus sistemas. Mientras que el HDW Clase 209NG es adecuado principalmente para la protección de la propia zona económica y las aguas territoriales, el HDW Clase 214NG amplía su área de operaciones a misiones de largo alcance.
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| Figura 4: Hoja de ruta hacia su potencia marítima |
Claramente separadas de ellas se encuentran las clases de productos de diseño personalizado hechos a medida y basados exclusivamente en los requisitos específicos de los clientes. Estos diseños son el resultado de extensas discusiones e intensos intercambios con los clientes, quienes determinan los desarrollos y decisiones de diseño para sus propias soluciones centradas en el cliente.
Los vehículos XLUUV son una nueva gama de productos establecida en la cartera de activos de vehículos submarinos de thyssenkrupp Marine Systems. XLUUV representan los Productos de Innovación para apoyar las necesidades resultantes de futuros desarrollos en el espacio de batalla submarino. Debido a los rápidos cambios mundiales de los últimos años, la amenaza asimétrica va ahora acompañada de situaciones de guerra no declarada y tiene acceso a tecnologías de alta gama.
Hoy en día, en un mundo cada vez más avanzado tecnológicamente, la capacidad de cooperación decide sobre el éxito de una misión. thyssenkrupp Marine Systems tiene la ventaja única de ser capaz de proporcionar todo el espectro de plataformas sumergibles como submarinos, XLUUVs y UUV/AUVs en una combinación integrada con las capacidades propias a nivel de sistemas que comprenden sensores, comunicaciones, ciberseguridad y efectores como un «Your Maritime Powerhouse» único en su clase. El camino hacia el futuro está claramente trazado. Los siguientes artículos proporcionan información más detallada a nivel de embarcación sobre, por ejemplo, los últimos desarrollos de los HDW Clase 209NG y HDW Clase 214NG, así como a nivel de sistema sobre el nuevo Sistema de Mando y Vigilancia ORCCA®.
Autores:
Gebhard Heizmann-Bartels, Jefe de Gestión de Productos, thyssenkrupp Marine Systems GmbH
Robert Hendriks, Arquitecto de Producto, thyssenkrupp Marine Systems GmbH
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- Fuente:
- -Gebhard Heizmann-Bartels, & Robert Hendriks. (2024, October). Thyssenkrupp marine systems submarines from standard to customized –from heritage to future. NAVAL FORCE -INTERNATIONAL FORUM FOR MARITIME POWER, CONFERENCE PROCEEDINGS-SUBCON 2024(SPECIAL ISSUE 2024Vol. XLV ISSN 0722-8880), 12–20.-
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