I sottomarini cinesi diventano “fantasmi”: la nuova tecnologia che può dimezzare il raggio dei sonar USA

Un team di ricercatori di Shanghai ha sviluppato una tecnologia innovativa per ridurre le vibrazioni, che potrebbe rivoluzionare la furtività dei sottomarini durante operazioni segrete. Lo studio, pubblicato sulla rivista cinese Noise and Vibration Control, descrive un sistema che potrebbe dimezzare la portata di rilevamento dei sonar nemici.

Guidato da Zhang Zhiyi del Laboratorio di Stato per i Sistemi Meccanici e le Vibrazioni della Shanghai Jiao Tong University, il team ha progettato un sistema ibrido attivo-passivo per l’isolamento delle vibrazioni, in grado di ridurre il rumore del motore trasmesso attraverso lo scafo fino a 26 decibel (dB).

Il sistema sostituisce i tradizionali supporti rigidi del motore con un anello “sandwich” acciaio-gomma-acciaio per dissipare le vibrazioni, combinato con uno strato attivo dotato di 12 attuatori piezoelettrici disposti radialmente attorno al motore. Questi attuatori, alimentati elettricamente, neutralizzano i movimenti microscopici del motore con forze di controllo precise tramite meccanismi a leva. Praticamente si è passati da un sistema passivo di eliminazione delle vibrazioni a uno attivo, che le compensa.

Come si generano le vibrazioni nelle eliche dei sottomarini, fonte Sage

Secondo lo studio, una riduzione di appena 10 dB del rumore subacqueo può diminuire la portata di rilevamento del 32%. Il rumore meccanico generato dai motori durante la navigazione a bassa velocità rappresenta la principale firma acustica dei sottomarini, caratterizzata da componenti tonali a bassa frequenza. Ridurre la trasmissione di energia dalle vibrazioni del motore è quindi cruciale per migliorare la furtività acustica.

Test di laboratorio su un prototipo in scala hanno mostrato una riduzione del rumore di 24 dB a 100 Hz (12 dB passivi + 12 dB attivi) e di 26 dB a 400 Hz, coprendo un’ampia banda di frequenza (10-500 Hz) che include le armoniche tipiche dei motori. Grazie all’algoritmo intelligente FX-LMS, il sistema coordina i 12 attuatori in tempo reale, evitando instabilità nei cicli di feedback, una sfida significativa per le applicazioni reali.

Tuttavia, alcune criticità restano da affrontare: la rigidità della gomma varia con temperatura e pressione, e la durabilità a lungo termine dei materiali piezoelettrici è ancora incerta. Trovarsi un’infiltrazione d’acqua a centinaia di metri di profondità può essere un bel problema per un sottomarino. Non è chiaro quale tecnologia di riduzione del rumore sia attualmente utilizzata nei sottomarini cinesi, né l’impatto complessivo della nuova tecnologia sul profilo acustico di un sottomarino.

Lo studio ha visto la partecipazione della China State Shipbuilding Corporation, uno dei principali costruttori di sottomarini cinesi, evidenziando il potenziale strategico di questa innovazione per la marina militare. Se fosse applicabile sarebbe un bel problema per i sistemi di rilevazion dei sottomarini americani, che rischierebbero di essere presto superati.