2.1) Il progetto.
Con l’obbiettivo di assolvere il proprio compito istituzionale di difesa e sicurezza degli spazi marittimi vitali per il Paese, garantendo la presenza e l’intervento grazie alla messa in atto di azioni di prevenzione, deterrenza, dissuasione, sorveglianza strategica e contrasto ad ogni tipologia di minaccia, lo strumento navale nazionale si avvale del supporto fondamentale delle unità subacquee ovvero dei sommergibili. I sottomarini, nell’ambito della Squadra Navale sono uno strumento tattico ad elevata valenza strategica, per le loro caratteristiche di flessibilità ed operatività di impiego e rappresentano un unicum nel panorama della Difesa, indispensabili per mantenere la superiorità ed il controllo della dimensione subacquea, in maniera prolungata e senza soluzione di continuità.
Alla base delle motivazioni per cui si necessita ad oggi di dotarsi di una 3^ serie di sottomarini derivati dalla classe U212 c’è, oltre che la necessità di consentire la naturale sostituzione della Classe Sauro giunta ormai quasi al termine della propria vita operativa, l’esigenza di adeguare le capacità operative dei nostri mezzi alla prevedibile evoluzione dello scenario strategico e geopolitico.
Tale adeguamento trova il proprio fondamento nell’eccellente progettualità del mezzo, che ha dimostrato nel corso degli ultimi dieci anni di impiego in mare la propria indiscussa superiorità nel dominio underwater, ricercando quindi una sua armonica evoluzione, alla luce dei progressi resi possibili dall’attuale sviluppo tecnologico. Per tale motivo, la caratterizzazione di tali mezzi partirà dalle progettualità caratteristiche della 2^ Serie di sottomarini U212 (Venuti e Romei), prevedendo le necessarie migliorie/modifiche/implementazioni di tipo sia tecnico che logistico, funzionali a soddisfare le predette necessità operative. In quest’ottica, la nuova generazione di sottomarini dovrà rispondere alle seguenti essenziali caratteristiche:
- essere capaci di operare occultamente, attraverso tutti i profili di missione caratteristici di un sottomarino d’attacco, sia in alto mare che in ambiente costiero (in acque ristrette e/o in bassi fondali), in scenari caratterizzati anche da un elevato livello della minaccia tridimensionale;
- possedere una spinta capacità di impiego in architetture di comando “net-centriche” ed in contesto interforze e/o multinazionale;
- possedere capacità di rilascio/recupero di operatori recon e di team di Forze Speciali;
- possedere capacità di ingaggio cinetico a lungo raggio contro obiettivi navali e terrestri;
- possedere una suite sensoriale (anche “proiettabile”), in grado di assicurare ,sopra e sotto la superficie, anche in scenari complessi, una spinta capacità di raccolta informativa, orientata al supporto intelligence interforze ed inter-agenzia;
- essere dotati di un sistema di propulsione misto, di cui uno convenzionale capace di garantire elevata mobilità strategica, e l’altro di tipo Air Indipendent Propulsion
(AIP) per assicurare il massimo occultamento in area d’operazioni;
- essere caratterizzati dal più basso livello di segnature consentito dallo stato dell’arte in campo acustico, ottico, IR, magnetico, EM;
possedere predisposizioni di sicurezza individuali e collettive in grado di assicurare la sopravvivenza dell’Equipaggio in caso di sinistro, nonché facilitare le operazioni di ricerca, localizzazione e soccorso.
2.2) Caratteristiche tecniche principali
Il sottomarino Classe U212 NFS deve essere considerato come un unico sistema d’arma complesso la cui realizzazione dovrà pertanto essere sviluppata in modo armonico; ciò
significa che tutte le caratteristiche della nuova unità – relative alla piattaforma, al tipo di propulsione, al sistema di combattimento, alle segnature – dovranno essere elaborate, sulla base dei concetti operativi espressi in precedenza, sino allo loro definizione precisa, in modo integrato, individuando una risposta unitaria a tutte le esigenze che ne costituisca il compromesso ottimale:“l’unitarietà progettuale” è pertanto obiettivo tecnico basilare.
Il requisito operativo fondamentale dei Sommergibili Classe U 212 NFS è il conseguimento del “vantaggio tattico” nei confronti della prevedibile minaccia attraverso:
- capacità di occultamento che consentano di ridurre/annullare la loro vulnerabilità;
- capacità di offesa che consentano di fronteggiare efficacemente la minaccia.
Le capacità di occultamento costituiscono un moltiplicatore di efficacia delle capacità offensive; entrambe le capacità sono a loro volta determinate dalle principali caratteristiche della piattaforma, della propulsione, del sistema di combattimento, delle segnature. In sintesi i lineamenti di massima del nuovo sottomarino saranno i seguenti:
- dimensioni e manovrabilità dovranno consentire di operare in modo occulto anche in bacini ristretti e in acque poco profonde (dell’ordine dei 30 metri);
- tutte le segnature (acustica, ottica, magnetica, elettromagnetica, termica) dovranno essere ridotte al minimo, in modo da garantire l’invulnerabilità alla scoperta (obiettivo ottimale) o, almeno, il vantaggio di “attacco” nei confronti della minaccia, anche quella costituita da altri sottomarini convenzionali e non, (possibilità di effettuare l’attacco prima di essere scoperto);
- l’autonomia complessiva dovrà essere non inferiore a 55 giorni a 4-5 nodi (6000 miglia) e l’autonomia occulta non inferiore a 25 giorni a 4 nodi (2400 miglia); in pratica, quindi l’Unità deve poter effettuare missioni di 55 giorni complessivi di cui 30 di trasferimento e 25 di permanenza in area di operazioni, al fine di consentire “operazioni occulte” fino alla estremità del cosiddetto “Mediterraneo Allargato” (Mare Arabico);
- la massima quota operativa dovrà consentire, in presenza di termoclino, la navigazione alle migliori profondità per evitare la scoperta e per ottimizzare l’ascolto idrofonico (dovrà quindi essere non inferiore a 250 m);
- dovrà essere possibile la posa sul fondo;
- un Sistema di Combattimento completamente integrato in grado di ottimizzare i dati provenienti dai sensori elettroacustici in grado di effettuare la scoperta, la localizzazione, l’identificazione e la determinazione degli elementi del moto di bersagli multipli (il maggior numero possibile);
- l’impiego delle armi dovrà essere possibile a qualunque velocità sino alla massima quota operativa;
- la probabilità di controscoperta legata al lancio di qualunque arma o contromisura dovrà essere la minima ottenibile, compatibilmente con le soluzioni tecnologiche disponibili;
il design del sottomarino dovrà perseguire il conseguimento del minor impatto ambientale, in termini di possibilità di inquinamento, sia in porto che in mare aperto. Entrando maggiormente nello specifico analizziamo ora i principali sistemi e apparati di bordo.
SISTEMA DI PROPULSIONE:
Al fine di soddisfare l’esigenza di occultamento, fondamentale per l’assolvimento delle principali missioni, il sistema propulsivo dovrà essere costituito di un impianto di propulsione indipendente dall’aria (anaerobico) per le operazioni nelle aree soggette a minaccia, che consenta anche spunti di velocità, integrato da un apparato convenzionale diesel/generatore per i trasferimenti e, in generale, la navigazione in zone a bassa probabilità di minaccia.
L’impianto di propulsione anaerobica dovrà garantire:
- livelli di rumore irradiato e autoindotto non superiori a quelli con propulsione sulle batterie;
- prestazioni indipendenti dalla quota del sottomarino; - assenza di qualsiasi scarico all’esterno;
- autonomia alla velocità di pattugliamento (4 nodi) adeguata alla permanenza del sottomarino nell’area sottoposta a minaccia (almeno 25 giorni);
- velocità medio-alte, adeguate alla determinazione del moto bersaglio, all’avvicinamento, all’attacco e all’evasione;
- capacità di carica delle batterie.
L’impianto di propulsione convenzionale (diesel – generatore – batterie ) dovrà garantire :
- autonomia tale da garantire il raggiungimento della zona di operazioni più lontana (3000 miglia intesa come il limite più lontano del “Mediterraneo Allargato”) alla velocità “sostenuta” di trasferimento (indicativamente 8 nodi) e il rientro alla base alla velocità di 4-5 nodi;
- coefficiente di indiscrezione snorkel alla velocità media di trasferimento (4 – 5 nodi), funzione del livello delle segnature e comunque non superiore al 15%; - velocità massima (di evasione) non inferiore alla velocità ottima ECG delle unità
di superficie (indicativamente 20 nodi);
- velocità medio-alte sulle batterie (che dovranno quindi essere ottimizzate per le forti scariche) adeguate alle esigenze di avvicinamento ed evasione già indicate in merito alla propulsione AIP - batterie;
- autonomia sulle sole batterie adeguata a consentire l’allontanamento dalla zona di possibile minaccia alla massima velocità continuativa occulta (indicativamente 24 ore a 5 nodi con l’80% di scarica).
PIATTAFORMA:
Per quanto riguarda la piattaforma, parleremo di dimensioni, che dovendo rispondere alle esigenze di contenimento del target strength e di navigazione su bassi fondali e quindi in generale la piena manovrabilità del battello, dovranno essere le più ridotte possibile, compatibilmente con il raggiungimento dei requisiti in merito a capacità di occultamento e di offesa precedentemente citati, manovrabilità, che dovrà essere adeguata prima di tutto per la determinazione del moto di un bersaglio e poi per l’avvicinamento, l’attacco ed eventuale evasione o disimpegno, per tale scopo è stata ritenuta opportuna l’adozione dei timoni in configurazione a “X”, quota massima, che sarà adeguata a consentire l’occultamento (acustico, ottico e magnetico) e la navigazione alla quota ottimale per l’ascolto idrofonico e che comunque non sarà l’inferiore a 250 metri, hotel load, che dovrà essere minimizzato attraverso la ricerca della massima efficienza energetica di tutti i sistemi e apparati di bordo, inclusi gli impianti di produzione, trasformazione e distribuzione dell’energia elettrica di bordo, il sistema di condizionamento e di refrigerazione generale, andranno quindi ricercate tutte le possibili economie energetiche del caso, livello di automatismo, che dovrà
essere tale da assicurare la condotta dell’unità con il minor numero di uomini possibile, si parla di circa 12 uomini per squadra, e infine per il controllo aria ambiente e rigenerazione dell’aria dovranno essere previsto sistemi coerenti con il requisito dell’autonomia occulta di almeno 25 giorni. Lo snorkel dovrà essere dotato di sensori in grado di rilevare la presenza nell’aria esterna di sostanze chimiche o radioattive dannose per l’equipaggio.
SISTEMA DI COMBATTIMENTO:
Il sistema di combattimento (SdC) dei sottomarini Classe U 212 NFS dovrà essere possibilmente del tipo a struttura completamente integrata; dovrà cioè realizzare la completa integrazione delle componenti funzionali fondamentali, ovvero del:
- Combat Management System (CMS); - parco sensoriale (DRY/WET); - sistema di comunicazione; - sistema di navigazione; - sistema di guerra elettronica; - sistemi d’arma/contromisure.
Il SdC dovrà garantire al sottomarino il vantaggio di attacco e/o disimpegno nei confronti di qualunque tipo di minaccia; a tal fine dovranno essere soddisfatte le seguenti esigenze prioritarie:
- Ottimizzazione dell’accoppiamento dei sensori acustici alla piattaforma e minimizzazione del rumore di flusso per riduzione del livelli di rumore autoindotto al di sotto del livello di rumore del mare 2 (auspicabile mare 1) alle velocità ottimali per la determinazione del “moto del bersaglio” (Target Motion
Analysis – TMA);
- Ottimizzazione degli algoritmi di TMA;
- Elaborazione e controllo continui della situazione tattica di superficie e subacquea, attraverso l’associazione e la fusione dati, con precisione e rapidità tali da consentire l’impiego delle armi alla massima distanza efficace e/o l’evasione;
- Tempi di reazione dell’intero sistema, adeguati a consentire l’attacco immediato in qualunque assetto del sistema stesso;
- Addestramento a bordo, utilizzando scenari “iniettati” nel sistema da apposito simulatore.
Di seguito i requisiti dei componenti funzionali fondamentali del SdC: sistema sensori, di comando e controllo, di lancio e guida armi.
Sistema di sensori:
Il sistema sensori dovrà garantire al sottomarino il vantaggio di scoperta, localizzazione e identificazione nei confronti della minaccia in modo da poter attaccare o evadere prima che la minaccia abbia rilevato la presenza dell’Unità. Al soddisfacimento di tale requisito contribuiscono, evidentemente, anche le capacità di occultamento e l’obiettivo verrà raggiunto mediante la sinergia tra le capacità di “nascondersi” e quelle dei sensori di scoprire e localizzare.
I componenti principali del sistema saranno :
- sensori acustici passivi e relative logiche di gestione in configurazione bi- multistatica;
- sensori ottici ed opto-elettronici; - sensori elettromagnetici passivi; - sensori acustici attivi ed ausiliari; - sensori elettromagnetici attivi (radar).
Sistema sonar:
I sensori acustici passivi costituiranno il principale mezzo di scoperta e di compilazione continua della situazione tattica del sottomarino, e saranno caratterizzati dalla presenza di connettività in fibra ottica con una processazione del segnale interamente digitale al fine di minimizzare la perdita di dati in trasmissione al sistema SONAR. Questi includeranno:
- Idrofoni a media frequenza (del tipo “base cilindrica/conforme”) per la scoperta, classificazione (in modalità DEMON) e tracciamento (TMA), preferibilmente in grado di orientare la direttività del beam di ricezione sul piano verticale, al fine di migliorare il rapporto segnale rumore proveniente dal fondo o dalla superficie (tecnologia Vertical BeamSteering – VBS);
- Idrofoni a medio/bassa frequenza (del tipo “base conforme”) per la scoperta, classificazione (in modalità DEMON e LOFAR) e tracciamento (TMA), anch’essi preferibilmente dotati di tecnologia VBS;
- Idrofoni a bassissima frequenza (del tipo towed array) per la scoperta, classificazione e tracciamento (TMA) in banda stretta (modalità LOFAR); - Intercettatori di emissioni ECG in tutte le frequenze dello spettro;
- Banca dati acustica per la classificazione dei bersagli. I sensori acustici attivi saranno costituiti da:
- Sonar attivo ad alta frequenza, larga banda ed elevata capacità di discriminazione nei settori prodieri per il riconoscimento di ostacoli/mine, la scoperta di unità di superficie nella fase di risalita a quota periscopica, lo scandagliamento dell’orografia dei fondali nei settori prodieri;
- Ecoscandaglio con capacità multibeam.
I sensori acustici ausiliari includeranno dispositivi per la misura della velocità del suono dalla superficie al fondo e per la monitorizzazione del rumore irradiato e autoindotto.
I sensori acustici dovranno inoltre:
- Assicurare la scoperta passiva automatica e/o assistita a giro d’orizzonte; - Permettere la classificazione/identificazione dei bersagli (e dei principali
disturbi/fenomeni acustici naturali o di inganno) con l’ausilio di appropriati
tools, per evidenziare i parametri caratterizzanti, e di adeguato supporto
informatico;
- Determinare i dati necessari per l’elaborazione passiva del moto bersagli (TMA) con continuità e precisione adeguate alla condotta in sicurezza del mezzo in immersione e superficie ed impiego delle armi/strumentazioni di bordo;
- Effettuare il tracciamento passivo di tutti i bersagli utilizzandone i risultati quale aiuto per la gestione del sensore (puntamento aiutato, determinazione dei parametri ottimali di funzionamento) e per la elaborazione della situazione tattica da parte del sistema di comando e controllo;
- Effettuare l’associazione delle informazioni originate da tutti i sensori acustici per giungere ad una “situazione acustica comune” da fornire al sistema di comando e controllo (in alternativa o in aggiunta ai dati del singolo sensore) quale base per la fusione con le informazioni provenienti da altri sensori; - Intercettare, classificare e ordinare tutte le emissioni ECG con precisione tale da
consentire l’impiego di questi dati per la soluzione del moto bersaglio (TMA); - Assicurare la scoperta attiva di mine ancorate e di bersagli subacquei a distanza
- Consentire la navigazione in acque ristrette e in prossimità del fondo e la posa sul fondo individuandone morfologia, ostacoli, pendenza etc;
- Consentire la rilevazione e la misura del rumore autoindotto e (indicativamente) di quello irradiato;
- Consentire la misura della velocità del suono dalla superficie al fondo, il conseguente tracciamento dei raggi sonori e le previsioni di portata, anche attraverso l’impiego di sonde ausiliarie che non implichino manovre cinematiche del sottomarino;
- Consentire la possibilità di effettuare scoperta e tracciamento di bersagli attraverso la processazione delle emissioni sonar di unità, cooperanti e non, orientata prevalentemente ma non unicamente all’ASW (processazione bi- multistatica).
Periscopi:
A bordo del sottomarino dovrà essere presente un periscopio dimensionato in modo da offrire la minore superficie radarabile e ottica possibile (lowprofile) ed al contempo dotato della necessaria strumentazione per il conseguimento delle seguenti capacità/caratteristiche:
- chiara individuazione delle generalità del soggetto osservato; - stabilizzazione dell’immagine (almeno su due assi);
- possibilità di osservare con variazione continua dell’Azimuth (rotazione); - possibilità di ottenere immagini ottiche (VIS) con elevazione modificabile in un
settore di almeno 70° (da -10° a +60°) e possibilità di effettuare zoom ottico graduale fino ad almeno 12x;
- possibilità di registrare con risoluzione fino a UHD/4K a colori in un campo minimo di visione (HxV) da 22.4°x16.8° a 2.8°x2.1°
- possibilità di ottenere immagini nel campo dell’infrarosso (IR) con elevazione modificabile in un settore di almeno 55° (da -10° a +45° fino a +60° in
vignetting);
- disponibilità di un attacco a baionetta per innesto fotocamera commerciale ai fini dell’effettuazione di fotoriprese (VIS-IR)
- modulo MWIR con risposta in banda: da 3µm a 5µm, risoluzione di almeno 640x480, possibilità di zoom ottico graduale e campo minimo di visione (HxV) da 12°x9° a 4°x3.
- sistema di misura distanza LASER;
- rivestimento con materiale radar assorbente per ridurre la portata ci controscoperta dei radar (aero-portati e navali anche in formazione assistita delle tracce) in modo da consentire il disimpegno/evasione su allarme ottico e/o ESM prima della scoperta;
- sistema di warning ESM;
- antenna UHF/VHF integrata nella testa per la ricezione dei dati GPS eAIS. Il periscopio dovrà permettere:
- l’avvistamento e l’identificazione dei bersagli di giorno e di notte nonché in condizioni di scarsa visibilità;
- la misura rapida e precisa dei dati necessari per la localizzazione;
- l’invio automatico di tali dati al sistema di comando e controllo per la “fusione” con le informazioni provenienti da altri sensori;
- la ricezione del segnale GPS e AIS tramite un sistema di antenne integrato. A bordo del sottomarino dovrà essere presente un albero optronico dimensionato in modo da offrire la minore superficie radarabile e ottica possibile (lowprofile) ed al contempo dotato della necessaria strumentazione per il conseguimento delle seguenti capacità/caratteristiche:
- antenna UHF/VHF integrata nella testa per la ricezione dei dati GPS e AIS; - antenna RESM con capacità EarlyWarningeDirectionFinding per le emissioni
di tipo Radar; - modulo IR FullHD;
- modulo VIS con risoluzione fino ad UHD/4K; - 18Mpix ERC;
- EOEA GUI (<15sec startup); - stabilizzazione 3 assi;
Il sollevamento optronico dovrà permettere:
- l’avvistamento e l’identificazione dei bersagli di giorno e di notte nonché in condizioni di scarsa visibilità;
- la misura rapida e precisa dei dati necessari per la localizzazione;
- l’invio automatico di tali dati al sistema di comando e controllo per la “fusione” con le informazioni provenienti da altri sensori;
Radar:
Dovrà essere utilizzabile da quota periscopica e dovrà presentare caratteristiche non distinguibili da quelle dei più diffusi radar commerciali utilizzati dalla flotta mercantile e peschereccia, con la possibilità di regolare la potenza di uscita in antenna in modo da diminuire sensibilmente la portata di contro-scoperta da parte degli apparati ESM ostili.
Sistema di comando e controllo:
Strumento di lavoro primario per la condotta operativa del battello, il Sistema di Comando e Controllo (SCC o Combat Management System - CMS), alla luce della complessità dei sottosistemi che gestisce e della consistente mole di dati correlabili che deve elaborare e prospettare all’utente, dovrà necessariamente essere orientato verso un’estrema semplificazione in termini d’impiego, senza però che questo comporti un degrado in termini di potenzialità esprimibili dall’operatore.
Questo si ritiene possa essere realizzato unicamente attraverso l’impiego di un’interfaccia uomo-macchina (o Human Machine Interface – da adesso HMI) intelligente e flessibile, in grado di guidare l’operatore verso le funzioni più idonee alle probabili azioni da svolgere o funzioni da attivare, minimizzando al contempo i tempi di reazione ed i possibili errori.
Al contempo il Sistema di Combattimento dovrà essere particolarmente resiliente ed in grado di esprimere per quanto possibile il maggior numero di funzioni (possibilmente tutte) anche in condizioni di degrado materiale di buona parte delle interfacce/consolle, essendo questa una condizione plausibile in caso di impiego in guerra del mezzo e considerando che in assenza di un CMS funzionante l’unità subacquea perde completamente ogni capacità caratterizzante la condotta operativa del mezzo.
Dovrà elaborare e rappresentare la situazione tattica completa con precisione, chiarezza e continuità tali da consentire al comando di bordo di “riconoscere”, attaccare o evadere dalla minaccia prima che questa scopra il sottomarino.
A tal fine il SCC dovrà :
- Elaborare i dati/informazioni provenienti da tutti i sensori attuando la “fusione dati” in forma automatica o interattiva in modo da affinare la TMA dei bersagli obiettivo e giungere ad una “situazione tattica unitaria” (basata cioè su tutte le informazioni disponibili);
- Rappresentare la situazione tattica in modo da consentire la condotta delle operazioni e, in particolare, dell’attacco;
- Fornire ausili decisionali, in particolare per l’individuazione degli obiettivi e della minaccia;
- Elaborare i dati di lancio delle armi e assicurarne la gestione in tutte le fasi dell’attacco sino all’impatto con il bersaglio;
- Consentire l’impiego contemporaneo di più tipologie di armi, ovvero siluri e/o missili (lancio contemporaneo di almeno 6 armi in grado di attaccare fino a 6 bersagli ovvero attaccare 1 bersaglio con 6 armi) con controllo automatico o da operatore (filoguida per il siluro);
- Integrare la situazione elaborata sulla base dei dati rilevati dai sensori di bordo con le informazioni ricevute tramite trasmissioni di sistemi di supporto al comando (MCCIS/TRITON – Link 16/22);
- Consentire il controllo della navigazione, attraverso le seguenti funzioni/caratteristiche:
• Chart Display using standard ENC and AML/TOD
• Possibilità di effettuare in modalità automatica e manuale calcoli di effemeridi e marea con la possibilità di modificare il tempo di validità delle informazioni;
• Bottom Contour Fixing using, Line of Sounding Fixing;
• Supporto completo alla pianificazione della navigazione in immersione in aderenza con le normative NATO in termini di WSM;
• SUBNOTE import;
• Calcolo manuale e/o automatic del Pool of Errors, POE future
prediction, POE reductionmanual o tramite depthcontourcheck;
• Possibilità di visualizzare il POE a seconda delle differenti SOA e/o
waypoint pianificati;
• Ability to Undo previous POE reductions;
• Gestione della quota e dei rilevamenti periscopici (con stadimetria); • Completa integrazione con il CMS con condivisione di area, line or