# Sonar per sottomarini Toti

I sonar per sottomarini classe Toti erano apparati studiati e prodotti, in piccola serie, negli anni 60, nei laboratori della Soc. USEA in San Terenzo di Lerici (La Spezia); sono stati impiegati per la navigazione dei battelli fino al 1997 quando l'ultimo sottomarino della classe è stato radiato. Gli apparati erano identificati con la sigla: IP64.
L’illustrazione del sonar IP64, riportata in questa pagina, è utile allo scopo di fornire un’idea globale sulla struttura e sul funzionamento degli apparati per la localizzazione subacquea.

## Caratteristiche generali del sonar IP64

Il sonar IP64 era diviso funzionalmente in due sezioni:
-Le parti esterne bagnate
-Le parti interne

### Le parti esterne bagnate

Con la dizione parti esterne bagnate si fa riferimento a tutte le parti elettroacustiche immerse in mare per la ricezione/trasmissione dei segnali acustici.
-Base idrofonica ricevente in bassa frequenza:
(Tecnologia) idrofoni piezoelettrici a stecca montati come cortina a proravia del battello -base conforme-.
-Base ricetrasmittente in alta frequenza:
(Tecnologia) trasduttori elettroacustici con elementi magnetostrittivi sulla superficie laterale di un cilindro montato nella parte alta della prua del sottomarino.
-Base idrofonica a media frequenza per misuratore passivo della distanza a carattere sperimentale:
(Tecnologia) 6 pinne a mosaico rettangolare d'idrofoni piezoelettrici a dischetto montati lungo i fianchi superiori dello scafo.

#### Planimetria della collocazione delle basi acustiche

In figura, non in scala tra loro, le disposizioni delle tre basi idrofoniche dei sottomarini classe Toti.
-In colore verde la base idrofonica per la ricezione dei segnali acustici in bassa frequenza è collocata sotto il falso scafo del battello non è visibile dall'esterno; l'insieme degli idrofoni è detto base conforme.
-In colore rosso la base cilindrica, impiegata sia per la trasmissione degli impulsi che per la ricezione degli echi, è collocata in alto a prua sotto la cuffia idrodinamica.
-In colore celeste una delle tre coppie di sensori acustici del misuratore di distanza sperimentale.

#### Collegamenti tra basi idrofoniche e parti interne

In figura sono mostrati i collegamenti tra le basi idrofoniche e le parti interne: -

### Le parti interne

Le caratteristiche delle parti interne del sonar IP64 costituivano la struttura intelligente del sonar, erano montate all'interno dello scafo per l'elaborazione e l'evidenziazione dei segnali acustici:
-Scoperta panoramica dei bersagli passivi in alta frequenza, con presentazione video su di un arco d'orizzonte di $360$°:
(Tecnologia) Ricevitori a fasci preformati con rivelatori d'inviluppo; Trasmissione con impulsi non codificati.
-Scoperta manuale a punteria, di buona precisione, dei bersagli attivi e passivi, sia in bassa che in alta frequenza su di un arco d'orizzonte di $360$°:
(Tecnologia) Ricevitori audio a banda variabile; collimazione bersagli con sistema di somma e differenza.
-Presentazione video tipo PPI (Plan Position Indicator) : (Tecnologia) Componenti elettronici sparsi.

#### Vista d'insieme del Sonar IP64

Mostrati in figura, non in scala tra loro, tutti i componenti dell'apparato:
Il percorso dei segnali è indicato con frecce e lettere:
-Dalle due basi idrofoniche, riceventi di bassa ed alta frequenza, conforme e cilindrica, i segnali ricevuti sono inviati al cofano preamplificatori, percorsi A-B e E-B.
-I segnali all'uscita dei preamplificatori sono inviati alla consolle di comando e controllo per la loro elaborazione e successiva presentazione video, percorso B-C.
-Il trasmettitore, su comando della consolle, percorso C-D, invia alla base cilindrica, percorso D-E l'impulso d'emissione per la scoperta dei bersagli passivi con il metodo dell'eco.

##### I circuiti di preamplificazione dei segnali idrofonici

Il cassetto dei preamplificatoricontiene due gruppi circuitali come mostrato in figura:
* Il primo gruppo, a sinistra nel disegno, contiene i preamplificatori per gli idrofoni della base conforme. Il circuito ha il compito di amplificare i segnali idrofonici di bassa frequenza equalizzandoli in modo che il rumore del mare si presenti allo stesso livello in tutto il campo delle frequenze impiegate. I segnali d'uscita sono applicati al sistema di collimazione a punteria in bassa frequenza.
* Il secondo gruppo, a destra nel disegno, contiene i preamplificatori per i segnali della base circolare. Il circuito ha il compito di amplificare i segnali idrofonici di alta frequenza e adattare l'impedenza dei singoli trasduttori. I segnali d'uscita sono applicati, sia ai circuiti per la formazione fasci con rivelatori d'inviluppo, sia al sistema di collimazione a punteria in alta frequenza.

##### Funzioni all'interno della consolle

La parte inferiore della consolle conteneva nell'ordine i seguenti blocchi funzionali:
- Circuiti per la formazione dei fasci preformati di alta frequenza con rivelatori d'inviluppo per la scoperta panoramica dei bersagli con il metodo dell'eco.
-Gruppo per la collimazione manuale dei bersagli in bassa frequenza; scoperta dei bersagli a punteria; con annessi circuiti di somma e differenza.
-Strutture varie di alimentazione, sistemi di sicurezza e interfaccia con la parte superiore della consolle.

##### Il complesso dei fasci preformati in alta frequenza

Lo schema a blocchi dei circuiti per la formazione dei fasci preformati in alta frequenza è tracciato in figura:
Il sistema è dotato di canali di amplificazione e filtraggio in banda, l'uscita di questi è applicata ai rivelatori d'inviluppo le cui uscite sono scandite da un serializzatore elettronico, da questo l'invio dei dati alla parte superiore della consolle per la presentazione panoramica dello scenario subacqueo. I segnali applicati ai rivelatori sono rimessi in coerenza da un insieme di strutture di ritardo analogiche.

##### Complesso di puntamento manuale dei bersagli attivi con compensatore

Lo schema a blocchi del circuito per la ricerca manuale dei bersagli con il compensatore è in figura:
Il sistema è dotato di canali di rimessa in coerenza, uno per la bassa frequenza, l'altro per l'alta frequenza; l'uscita di questi è applicata a ad un insieme di blocchi funzionali:
-Collimatore per la base idrofonica, ricerca della massima ampiezza della caratteristica di direttività.
-Collimatore per la base idrofonica, ricerca del minimo livello artificiale della caratteristica di direttività.
-Selezionatore dei filtri di banda d'ascolto per l'amplificatore che pilota sia l'altoparlante, sia le cuffie per l'operatore al sonar.
-Puntatore sui bersagli comandato da apposito volantino sul fronte della consolle.

#### Unità di potenza per la trasmissione ad impulsi

Una vista del trasmettitore è mostrata in figura:
Il trasmettitore è costituito da alcune unità di potenza in grado di eccitare la base circolare affinché questa emetta impulsi di livello acustico voluto.
La trasmissione degli impulsi, a comando dell'operatore alla consolle, può avvenire in modalità direttiva o in modalità omnidirezionale. In modalità direttiva si ha l'emissione degli impulsi al massimo del livello di pressione, in modalità omnidirezionale la pressione generata dalla base è a livello inferiore dovendo distribuire tutta la potenza su di un arco di $360$°

#### La consolle di comando e controllo

Dtcdtcx La consolle di comando e controllo delle funzionalità del sonar IP64 è mostrata in figura:
Le funzioni esplicate dal sistema sono:
-Presentazione panoramica dello scenario subacqueo per la scoperta dei bersagli con il metodo dell'eco .
-Presentazione strumentale delle funzioni somma e differenza .
-Comando a mezzo volantino della punteria manuale; presentazione del valore angolare connesso .
-Sistema d'inserzione filtri di banda per ascolto del rumore dei bersagli in fase di punteria.
-Comandi per l'emissione impulsiva: omnidirezionale / direttiva / durata impulsi .

## note
### Annotazioni

* ↑ La serie deriva dal prototipo, IP60 realizzato agli inizi del 1960
* ↑ Il misuratore passivo della distanza ha dato esiti poco soddisfacenti a causa delle ridotte dimensioni delle pinne
* ↑ Per bersagli passivi s'intendono semoventi navali fermi o particolarmente silenziati
* ↑ circuitazione a transistori
* ↑ I circuiti di somma e differenza consentono; il puntamento del bersaglio attivo per il massimo il primo, il puntamento più preciso mediante la lettura di uno zero il secondo.
* ↑ Si tratta di amplificatori con valvole termoioniche di potenza
* ↑ La scoperta dei bersagli con il metodo dell'eco è nominata come funzione ECG (ecogoniometrica -termine coniato dal Prof. M. Federici-).

### Fonti

* ↑ Del Turco, pp. 181 - 182.
* ↑ Del Turco, pp. 13 - 36.
* ↑ IP64, Monografia.
* ↑ Del Turco, pp. 38 - 42.
* ↑ Del Turco, pp. 18 - 19.
* ↑ Del Turco, pp. 101 - 110.
* ↑ Del Turco, pp. 96 - 98.
* ↑ Del Turco, pp. 139 - 141.
* ↑ Del Turco, pp. 136 - 139.
* ↑ Del Turco, pp. 99 - 101.
* ↑ Del Turco, pp. 117 - 158.
* ↑ Del Turco, pp. 146 - 148.
* ↑ Del Turco, pp. 117 - 122.