INVAP: Desarrollo de radares navales

El desarrollo de radares navales de INVAP

Por José Javier Díaz* || Pucara

Entrevistamos al Ingeniero Hugo Loffler para conocer cómo se diseñó y fabricó el primer radar de uso naval en Argentina. En ese sentido, el desarrollo del denominado Radar Secundario Monopulso Argentino Naval (RSMA-N) constituye el primer paso que dio la empresa estatal INVAP para ofrecer este tipo de sensores para buques civiles y militares.

El desarrollo del primer radar naval criollo surge tras el exitoso proceso de articulación sinérgica que llevaron a cabo la empresa estatal INVAP y la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE) en la década de los noventa para los satélites SAOCOM de observación por microondas (radar en banda L) y, en el lustro siguiente, con la Fuerza Aérea Argentina (FAA) a través del proyecto para diseñar, fabricar y homologar el Radar Secundario Monopulso Argentino (RSMA), del cual al día de la fecha ya se encuentran operativos más de veinte ejemplares a lo largo y ancho de la Argentina.

De acuerdo con el Ingeniero Hugo Loffler, quien lideró el equipo de INVAP encargado de desarrollar la versión navalizada del RSMA (denominada RSMA-N), “este radar surge a partir de un acuerdo entre INVAP y la Armada de la República Argentina (ARA) para dotar al Rompehielos ARA “Almirante Irízar” (RHAI) de un sensor que permitiera realizar el control y vectoreo (guiado) de aeronaves, ya fueran los helicópteros que embarcan en este buque y/o de otras aeronaves (de ala fija o rotativa) que vuelen dentro de su radio de cobertura”.

La ARA estableció los requerimientos operativos que el radar debía cumplir y el RSMA-N los cumple con holgura, por ejemplo, el alcance que debía superar las 60 MN, en las pruebas de aceptación superó las 80 MN.

A las condiciones hidrológicas que afectan a cualquier buque (movimientos de cabeceo, escora, etc.) se suman la corrosión salina, las temperaturas extremas y los vientos severos que reinan en el Atlántico Sur y la Antártida, el área natural de operaciones del RHAI.

INVAP tuvo que hacer un esfuerzo de ingeniería para desarrollar la versión navalizada del RSMA, teniendo en cuenta los lineamientos y estándares definidos por la OMI (Organización Marítima Internacional) y DNV (Det Norske Veritas) para equipamiento electrónico a bordo de embarcaciones.

También se realizó un estudio de resistencia ambiental de todo el diseño y un plan de ensayos y análisis para comprobar su adecuación al entorno marino. Se tomaron como referencia y guía las normas MIL – STD – 167 – 2A (Mechanical Vibrations of Shipboard Equipment (Recipr Mach & Prop Sys & Shaft) Types 3-4 & 5 - Revision A), MIL – STD – 167 – 1A (Mechanical Vibrations Of Shipboard Equipment (Type I-Environmental And Type II- Internally Excited), MIL – STD – 810G (Environmental Engineering Considerations and Laboratory Tests) e IEC – 60945 (Maritime navigation and radiocommunication equipment and systems).

Descripción del Radar RSMA-N

En palabras del Ing. Loffler, “el RSMA-N es un radar secundario de estado sólido del tipo monopulso, concebido para operar tanto en forma independiente como en asociación con un radar primario. La principal función de este radar es detectar aeronaves, medir su ubicación y mostrar su identificación dentro del volumen de cobertura. Para ello transmite interrogaciones y recibe las respuestas de los transpondedores de las aeronaves, las procesa y presenta la información al operador”.

Los parámetros de operación (frecuencia de repetición de interrogaciones PRF y stagger, secuencia de entrelazado de Modos, potencia transmitida, función IISLS y control temporal de sensibilidad STC) pueden ser programados para cada sector acimutal desde la consola técnica y operativa.

Las señales recibidas por los tres canales de la antena en su funcionamiento como monopulso son procesadas por el módulo receptor. Las señales son desplazadas a frecuencia intermedia y a partir de allí todas las funciones (detección de respuestas, procesamiento monopulso, etc.) son llevadas a cabo por el procesamiento digital.

Mediante un procedimiento de autocalibración, utilizando un transpondedor en una ubicación conocida o un vuelo de ocasión conocido, el radar ajusta los parámetros del extractor para compensar los errores sistemáticos en determinar la distancia y el acimut de los contactos.

El Ing. Loffler también resalta que “la tecnología implementada es de estructura modular, totalmente de estado sólido para obtener un máximo tiempo medio entre fallas. Opera en los modos 1, 2, 3/A, C incorporando la información geográfica provista por el buque”.

El RSMA-N está dotado de los elementos necesarios para el control del buen funcionamiento desde el puesto del operador, de modo de detectar y localizar posibles fallas en subconjuntos fácilmente reemplazables y así minimizar el tiempo de reparaciones.

El radar consta de tres grandes subsistemas, a saber: 1) Antena; 2) Electrónica Central; 3) Consola Operativa. En la siguiente imagen se muestra el diagrama en bloques del RSMA-N.

1)Subsistema Antena

El subsistema de Antena está constituido por un módulo radiante sellado, un subsistema rotador que incluye junta rotativa y encoder y un subsistema de control de antena autónomo que posibilita el encendido, apagado y cambio de velocidad de rotación de la misma.

2) Subsistema Consola Operativa

Consta de una consola móvil que interpreta el rumbo y las coordenadas geográficas extraídas de un girocompás. Para la presentación de la situación el operador puede seleccionar dos modalidades “North-Up” y “Head-Up”. En la primera el norte se ubica en el borde superior de la pantalla, mientras que en la segunda esa dirección representa la proa del buque.

Según el Ing. Loffler: “en ambas modalidades usan los datos enviados por el girocompás y determina la ubicación y rumbo de los blancos manteniendo relacionadas las distintas capas de mapas. Para facilitar la operación el controlador puede elegir usar teclado retroiluminado, trackball o touchscreen como interface HID (Human Interface Device)”.

En la representación del mapa de fondo usa la proyección de Lambert. Los parámetros de ésta se fijan en el archivo de configuración en modo off-line.

La consola operativa interpreta y correlaciona los datos provenientes del girocompás y los datos de tracks entregados por el radar. La consola operativa traslada los valores relativos de posición, rumbo, velocidad y declinación magnética, valores absolutos en la presentación gráfica de la consola, manteniendo siempre al buque en el centro de la gráfica.

3) Subsistema Electrónica Central

Está compuesto por dos conjuntos interrogadores IFF con idénticas capacidades y completamente autónomos que posibilitan la conmutación manual en caso de falla del interrogador principal. También posee una Consola Técnica con la cual se realiza la calibración y verificación de fallas del interrogador que se encuentra emitiendo RF.

Las dos unidades de radar secundario son completamente independientes y tienen la posibilidad de transferir la emisión de RF de la unidad principal a la de reserva con sólo mover manualmente los cables provenientes de la antena.

La señal de encoder del giro de antena se encuentra conectada a ambas unidades. Todas las señales provenientes del exterior se encuentran protegidas con descargadores gaseosos.

La alimentación de todo el gabinete está monitoreada por una PDU. La misma comanda y controla la secuencia de encendido de los distintos módulos, la antena y la Consola Operativa. La aplicación de configuración está disponible en la consola técnica.

El gabinete posee un sistema de control ambiental que controla la circulación de aire mediante tres módulos ventiladores independientes -colocados en el piso, a media altura y en el techo del gabinete- y el sistema de calefacción de 2000Kw.

Este subsistema realiza una función de prueba (BITE) sobre todos los sensores y actuadores que posee, indicando el resumen de fallas en un led amarillo en el frente del gabinete.

En este sentido, el Ing. Loffler destaca que “si bien no debe bloquear el encendido del radar, el subsistema BITE indica con una alarma roja si bajo los parámetros ambientales actuales (llegado el caso) el radar no se debería encender, dejando a criterio del operador si fuese necesario correr el riesgo de operar en condiciones extremas. De todas formas, guarda un registro de temperaturas, humedad y fallas de por lo menos seis meses con valores tomados cada una hora”.

El sistema toma sincronismo temporal de un servidor NTP instalado en el mismo gabinete. La salida de antena se realiza a través de un descargador gaseoso.

La consola técnica rebatible presenta el mímico del radar desde el cual se pueden monitorear los estados operativos de módulos y subsistemas además de poder apagar y encender las consolas técnica y operativa. La configuración del radar se realiza mediante una ventana Telnet y por línea de comando.

El gabinete de Electrónica Central está vinculado a la estructura del buque por medio de amortiguadores diseñados para soportar las vibraciones y aceleraciones propias del RHAI.

Un aspecto relevante del RSMA-N que destaca el Ing. Loffler es que “este radar está concebido para operar de manera no atendida, permitiendo ser programado y operado en forma local, o bien en forma remota desde un centro de supervisión técnica y con una mínima necesidad de personal de mantenimiento”.

Conclusiones

El desarrollo de radares que encaró INVAP junto a la Comisión Nacional de Actividades Espaciales y la Fuerza Aérea Argentina hace más de dos décadas es un claro ejemplo de cómo se puede lograr sinergia interinstitucional, articulación entre Empresa y Estado, eficiencia y uso estratégico del presupuesto público, innovación y dominio de tecnologías sensitivas, no solo para satisfacer la demanda local de sistemas complejos y costosos como son los radares, sino también con vistas a su exportación, aspecto que ya se ha logrado y seguramente se irá incrementando a medida que pasen los años.

El hecho de que el primer ejemplar del RSMA-N fuera instalado ni más ni menos que a bordo del Rompehielos ARA “Almirante Irízar”, buque de la Armada Argentina que realiza el soporte logístico a las Bases Antárticas de nuestro país y que también sirve de plataforma para la ejecución de diversas investigaciones científicas en las gélidas aguas del Polo Sur, es el mejor banco de pruebas que cualquier cliente podría exigir para comprobar las excelentes características técnicas y prestaciones operativas de un radar embarcado.

Al presente, el radar RSMA-N lleva casi una década en servicio sin haber sufrido desperfectos o requerir modificaciones en su diseño, pese a las severas condiciones hidrometeorológicas a las que se ve sometido en cada campaña antártica, ya que el Rompehielos debe navegar con fuerte oleaje (olas de más de diez metros de altura), vientos con ráfagas que superan los 150 Km/h, temperaturas inferiores a los 30 grados bajo cero, etc.

Estos radares primarios navales no solo serán capaces de satisfacer los requerimientos operativos de la Armada Argentina, sino que también estarán en condiciones de ser ofrecidos a otros usuarios, civiles y militares, ya sean clientes nacionales o extranjeros.

* El autor fue Oficial del Cuerpo Comando de la Armada Argentina; es Licenciado en Administración, Master europeo y Magíster ITBA en Dirección Estratégica y Tecnológica; se desempeña como Consultor de Empresas y Organismos Gubernamentales