Las señales submarinas tenían un significado específico, incluso propietario, a principios del siglo XX. Se aplicaba a un sistema de ayuda a la navegación desarrollado, patentado y producido por la Submarine Signal Company de Boston. La empresa producía señales acústicas submarinas, primero campanas y receptores y luego transductores , como ayudas a la navegación. Las señales eran fijas, asociadas a luces y otras ayudas fijas, o instaladas a bordo de los barcos para permitir la advertencia de peligros fijos o la señalización entre barcos. ATLAS-Werke , en ese momento Norddeutsche Maschinen und Armaturenfabrik, de Alemania, también fabricaba el equipo bajo licencia principalmente para el mercado europeo.
El sistema utilizaba un sonido submarino más fiable para proyectar señales acústicas desde una estación costera o un peligro submarino en el que se colocaba una señal. Las señales se asociaban normalmente a un buque faro , una boya de campana o se colgaban de un trípode en el fondo del mar conectado a una estación costera mediante un cable. Al principio, el sistema dependía de campanas operadas por percutores eléctricos. Los receptores a bordo de los barcos podían detectar la señal acústica y, cuando estaban equipados con receptores a cada lado, el barco podía determinar la dirección aproximada de la que provenía la señal. También se produjo un sistema de barco a barco que permitía a los barcos equipados de ese modo detectarse entre sí y estimar la dirección en la niebla. La empresa recopilaba datos de los barcos, incluidos los rangos en los que se detectaban las señales de estaciones específicas. Los datos recopilados formaron una base temprana de propiedades acústicas oceánicas. Las campanas originales fueron rápidamente reemplazadas por el oscilador Fessenden , un transductor, después de su invención por Reginald Fessenden , cuyo desarrollo comenzó en 1912 en la Submarine Signal Company. Ese transductor permitió tanto el envío como la recepción, lo que condujo a importantes avances tanto en señales submarinas como a la extensión a la telegrafía submarina y a experimentos con comunicaciones telefónicas submarinas y, finalmente, al sonar.
Los buques, comerciales o navales, equipados con capacidad de señalización submarina tenían ese equipo anotado como una de las capacidades de navegación del buque en la información de registro desde la primera década del siglo hasta casi mediados de siglo. En 1907, la información era importante para las aseguradoras y la American Bureau of Shipping exigió que los buques equipados con esa capacidad se indicaran con la nota "Sub. Sig." en la información de registro del buque. Las líneas comerciales anunciaban la capacidad como una medida de seguridad. La señalización submarina se volvió obsoleta y fue superada por los avances durante la Segunda Guerra Mundial.
En 1946, la Submarine Signal Company fue adquirida y fusionada con Raytheon , convirtiéndose en la División Marina de Raytheon, después de haberse convertido en el líder nacional en sonido submarino, sonar y otros trabajos con la Armada durante las Guerras Mundiales y diversificándose en otros sistemas marinos.
En 1826, Jean-Daniel Colladon y Jacques Charles François Sturm utilizaron una campana sumergida para realizar experimentos en el lago de Ginebra . Lucian I. Blake, en asociación con el Servicio de Faros de los Estados Unidos, realizó un trabajo similar en 1883 utilizando una campana sumergida con el propósito explícito de utilizar el sonido como ayuda para la navegación. [1] [2] Posteriormente, se realizaron experimentos independientes en Inglaterra y los Estados Unidos.
Los problemas de recepción relacionados con el ruido de los barcos se resolvieron parcialmente cuando AJ Munday, que había trabajado con el Dr. Elisha Gray en la señalización mediante campanas submarinas para incluir mensajes reales, descubrió que un micrófono colocado en una caja de metal llena de agua y adherido al revestimiento de un barco desde el interior permitía una recepción clara. En experimentos posteriores, la colocación de dichos micrófonos a cada lado de un barco permitió encontrar la dirección de la fuente. La intensidad en un lado mostraba la fuente a ese lado del barco y una intensidad igual mostraba que la fuente estaba directamente delante. [1] [2] [3] Una caja indicadora de dirección permitió la selección de receptores individualmente para comparar la intensidad de la señal para la dirección. [4]
Los experimentos determinaron modificaciones en las campanas utilizadas en el aire que las optimizaron para su uso bajo el agua. Los sistemas de sonería eléctrica permitieron que las campanas se conectaran a ayudas de superficie. Los experimentos canadienses demostraron la viabilidad de determinar la dirección mediante la comparación de la recepción de dos receptores montados a cada lado de la proa de un buque. [5]
La Submarine Signal Company se fundó en Boston, Massachusetts, para convertir la investigación en una ayuda a la navegación. La empresa desarrolló, patentó y comenzó a fabricar señales de campana electromecánicas y receptores de a bordo basados en investigaciones anteriores, presentando la primera ayuda acústica electrónica para la navegación submarina del mundo en 1901. [2] [6] [7] [8] [nota 1]
El sistema de señales era de particular importancia para la navegación segura en la niebla. Las señales de niebla, bocinas y silbatos, realizadas por aire eran poco fiables y erráticas. Las señales sónicas a través del agua eran más fiables y tenían más alcance. [1] Los peligros en alta mar podían marcarse mediante una campana montada en un trípode conectada a una estación costera por cable. [9] Un sistema similar de campanas submarinas montadas en los barcos permitía la señalización entre barcos para evitar colisiones en la niebla. [2] El transatlántico Lucania de Cunard estaba equipado con el primer dispositivo de señalización submarina de barco a barco. [10]
La United States Lighthouse Board mostró cierto interés, pero no tomó medidas inmediatas. [2] El Almirantazgo británico y Trinity House y, en Alemania, la North German Lloyd Steamship Company tomaron nota más inmediata del potencial y se convirtieron en pioneros en la implementación tanto en estaciones de señales como receptores de a bordo. [2] La compañía alemana Norddeutsche Maschinen und Armaturenfabrik (1902), convirtiéndose en Atlas Werke en 1911, fabricó el sistema bajo licencia de la Submarine Signal Company. [11] Las principales líneas estaban equipando sus barcos con el aparato, de modo que en 1905, Cunard anunció que toda su flota tendría el aparato después de que su experiencia con los transatlánticos Lucania y Norddeutscher Lloyd Kaiser Wilhelm II , Kronprinz Wilhelm y Kaiser Wilhelm der Grosse estuvieran utilizando con éxito el sistema. [12] Un ejemplo de ventaja comercial significativa, poder operar cuando otros barcos estaban atrapados por la niebla, fue el caso en el que el transatlántico Kaiser Wilhelm II pudo entrar al puerto veintidós horas antes de que la niebla en la desembocadura del río Weser se despejara y otros barcos pudieran entrar en el puerto. Al utilizar las señales submarinas del buque faro de entrada, el barco pudo entrar en el puerto despejado de niebla para descargar pasajeros y carga. [4]
En octubre de 1906, el Almirantazgo realizó pruebas con una campana como las que utilizaban los buques faro de los Estados Unidos. Las pruebas tuvieron éxito y el Almirantazgo recomendó su uso como ayuda a la navegación costera, con notas sobre el posible uso entre buques para advertir y establecer la dirección de otro buque en la niebla. También se hizo una notación sobre el uso entre submarinos y "buques nodriza", y algunos de los resultados de los submarinos no se publicaron por ser de aplicación puramente militar. [13] La experiencia de los acorazados de la Armada de los Estados Unidos en la niebla frente a Nantucket Shoals demostró que la flota podía, a velocidad reducida, navegar con seguridad y mantener la formación utilizando las señales. [14]
El 3 de marzo de 1905, una ley en los Estados Unidos autorizó la financiación de ayudas, incluidas las señales submarinas. En el verano de 1906, las autoridades de faros estadounidenses estaban instalando señales, específicamente en los buques faro estacionados en Boston, Pollock Rip, Nantucket, Fire Island y Sandy Hook. [15] Estados Unidos y Canadá estaban colocando las señales en lugares importantes. La Junta de Faros de los Estados Unidos estaba ordenando sistemas para el Golfo de México y Gran Bretaña había adoptado el sistema para todas sus ayudas a la navegación. En 1910, el informe del Departamento de Comercio de los Estados Unidos mostró cuarenta y nueve señales instaladas para el 30 de junio, la mayoría en buques faro. [16] La extensión a los Grandes Lagos reveló un problema con la instalación del receptor del pique de proa para los buques de navegación marítima que operaban en condiciones de luz en agua dulce. El pique de proa estaba casi fuera del agua, lo que reducía la eficacia y requería una solución por parte de la Compañía de Señales Submarinas. [9]
En 1907, las señales eran de uso común y la mayoría de los grandes barcos estaban equipados con el aparato receptor. El aparato receptor había evolucionado desde un simple receptor en el fondo del barco hasta dos hidrófonos en cajas de mar llenas de agua a cada lado del barco, lo que permitía al barco determinar la dirección de la que provenía la señal. [6] [17] [18] La Submarine Signal Company, con sucursales en Bremen, Liverpool, Londres y Nueva York, fabricaba el aparato y recopilaba datos de las compañías navieras y de los barcos individuales sobre el funcionamiento de las señales. [17] [18]
La utilidad de las señales se hizo evidente a medida que se equiparon más estaciones y barcos. Capitanes de barco prominentes, como James Watt, capitán del Lusitania , apoyaron firmemente el sistema. Los aseguradores marítimos necesitaban información sobre qué barcos estaban equipados para ajustar el riesgo del seguro de buques y carga. [19] La Oficina Americana de Navegación incluyó si un buque estaba equipado con un aparato de señal submarina como parte de la información del registro junto con la radio. [20] Los registros que anotan el equipo de navegación de yates y barcos enumeran "Sistema de señal submarina" o "Sub.Sig." como se ve en el yate Noma y Lloyd's Register , columna dos, "Inspecciones especiales" para barcos. [21] [22]
La Submarine Signal Company fue la primera empresa dedicada a la acústica submarina , convirtiéndose en la experta nacional en sonido submarino y produciendo ayudas acústicas para la navegación. También se convirtió en el principal proveedor de sonares de la Marina de los EE. UU. en años posteriores. [23]
Una técnica denominada "señalización sincrónica" combinaba señales de campana con señales de puntos de radio coordinadas para calcular la distancia directa a la señal sin utilizar cronómetros. Los puntos de radio seguirían una secuencia de toques de campana y el número de puntos recibidos antes de la siguiente señal de campana indicaría la distancia en media milla. [24] Las estaciones con la capacidad y el método preciso para utilizar la radio combinada, incluidas las estaciones que transmitían señales de radiogoniometría y señales submarinas, se publicaron en avisos y tablas náuticos. [25]
El oscilador Fessenden, inventado por el ingeniero consultor de la Submarine Signal Company, Reginald Fessenden, en 1913 y desarrollado y fabricado en 1914, era un transductor que era más fácil de instalar y mantener, podía enviar y recibir, y también permitía la comunicación codificada entre dos instalaciones cualesquiera, incluidos los submarinos. Las campanas se dejaron de utilizar rápidamente y las instalaciones equipadas con transductores permanecieron activas hasta la Segunda Guerra Mundial. [6] [7] [26] [27] Las campanas habían sido adecuadas para enviar señales, incluso golpes codificados para su identificación, pero la empresa había estado buscando un método de comunicaciones acústicas. El oscilador logró eso y condujo a nuevos desarrollos en la acústica submarina. [28] La empresa actuó rápidamente para reemplazar las campanas con los transductores y comenzó a trabajar en su uso en telegrafía submarina, pero fue lenta en reconocer o aprovechar la medición de distancia sónica de interés para Fessenden, por lo que otros tomaron la iniciativa en SOund NAvigation Ranging , ahora generalmente conocido simplemente como sonar. [26] [27]
El dispositivo de Fessenden de la Submarine Signal Company se centró en la telegrafía submarina, comenzando con los teléfonos submarinos. A medida que la radio marina se fue haciendo más popular, la costosa versión submarina fue perdiendo importancia. A pesar de la demostración que Fessenden hizo en junio de 1914 de la eficacia de su dispositivo en la telegrafía, ese aspecto se fue desvaneciendo y el potencial de "detección", aplicado primero de manera rudimentaria para localizar icebergs, se volvió crítico con la Primera Guerra Mundial y la guerra submarina. [29]
La atención se centró por completo en la acústica submarina y en la posibilidad de detectar submarinos por el sonido, ya sea de forma pasiva o activa. Los receptores existentes, diseñados para detectar señales intencionales, demostraron ser incapaces de detectar los sonidos incidentales de los submarinos. Harold JW Fay, de la Submarine Signal Company, fue invitado a reunirse con el jefe de la Oficina de Ingeniería de Vapor el 20 de marzo de 1917 para discutir el establecimiento de una estación de investigación acústica en East Point, Nahant, Massachusetts . Fay aseguró que se pondría a disposición la propiedad. Una vez implementado, la Submarine Signal Company se uniría a la Western Electric Company y la General Electric Company para trabajar en el proyecto. El 8 y 9 de mayo, representantes de las empresas se reunieron en Washington para establecer relaciones de trabajo. [30] [31]
Para atender las preocupaciones de la Junta Consultiva Naval de que los intereses navales podrían no ser satisfechos en la investigación general, una Junta Especial de la Armada sobre Dispositivos Antisubmarinos supervisaría el trabajo. El comandante Clyde Stanley McDowell fue secretario de la junta y más tarde desempeñó la misma función en la Estación Experimental Naval, New London, Connecticut . El Laboratorio Antisubmarino de Nahant, terminado el 7 de abril de 1917, fue el primer laboratorio acústico antisubmarino de la Armada. El laboratorio, un grupo de edificios detrás de una valla de seguridad vigilada, fue donde la investigación de "señales submarinas" entró en el nuevo campo de la acústica antisubmarina. [30] [31] [nota 2]
Las señales submarinas como ayudas a la navegación, al igual que muchas luces, se apagaron, se detuvieron para no ayudar a los submarinos enemigos o convertirse en puntos de reunión para los buques objetivo. [32]
Durante la Primera Guerra Mundial y después, la Submarine Signal Company se expandió hacia los sondaómetros y otros productos electrónicos marinos, incluidos los radiogoniómetros y los radioteléfonos , a medida que las ayudas acústicas perdían importancia con la creciente importancia y adopción de la navegación por radio. En 1946, la empresa fue adquirida y fusionada con la American Appliance Company , más tarde Raytheon, para convertirse en la División Marina de esa empresa responsable de todos los productos con aplicaciones marinas. [23] [33]
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