¿Qué tecnología de la Segunda Guerra Mundial podría hacer una mina submarina inteligente?

Tengo una historia de historia alternativa que tiene lugar durante un final prolongado de la Segunda Guerra Mundial.

Para las minas navales , necesito que se desarmen si un barco 'amigo' (digamos Axis) choca contra ellas, pero que detonen si el barco aliado lo golpea.

Tenemos todo tipo de GPS, etc., si hoy nos preocupamos por hacer minas submarinas; pero tengo la ligera sospecha de que una mina podría ser 'inteligente' con tecnología de 1950 (sí, mi guerra se extiende). Entre el barco y la mina, algo debe garantizar que una mina del Eje no detone si un barco del Eje entra en contacto con ella; pero de lo contrario explotará cuando otro barco lo contacte.

Hay dos partes de la pregunta que deben ser resueltas:

  • ¿Qué podría hacer que una mina sea 'inteligente' para detonar / no detonar (las minas simplemente se hicieron para detonar cuando hubo contacto).
  • ¿Cómo podría una mina saber si era un barco amigo del Eje?

Esto es difícil y está basado en la ciencia, aunque la mejor respuesta puede usar un poco de tecnología de "futuro cercano", como en cinco años durante la Segunda Guerra Mundial (1950), así que aceptaré un poco de tecnología adicional debido a la rápida desarrollo durante una guerra. Dudo en usar la etiqueta de futuro cercano, porque el futuro cercano es después de 5 años más de rápido desarrollo, pero solo de 1945 a 1950.

¿Te importa la detectabilidad? Una mina que transmite delata su ubicación. Un barco que transmite a una mina revela su ubicación.
IFF se desarrolló durante la Segunda Guerra Mundial para su uso en aviones para identificar unidades amigas. Sin embargo, no estoy muy seguro de cuál sería el rango de IFF basado en radio bajo el agua.
@Frostfyre: no me importa la detectabilidad (¿esp?), Pero estoy tratando de hacer que esta sea la responsabilidad de la mina de no detonar cuando colisione con una nave del Eje, sino detonar cuando sea golpeada por cualquier otra cosa.
@AmiralPatate: es posible que tengas algo allí, pero creo que tendría que adaptarse al agua, como dijiste.

Respuestas (6)

La tecnología IFF se desarrolló en la Segunda Guerra Mundial. Básicamente, un transmisor pide identificación, el receptor responde y si se verifica, felicidades, eres un amigo. Solo detecta unidades amigas, el resto probablemente se asume como hostil. Me parece la mejor manera de abordar esto sin recurrir a tecnología futura.

Los IFF en aeronaves utilizan ondas de radio para la transmisión. El agua, sin embargo, no es aire y las ondas de radio tienen un alcance mucho más limitado. Es por eso que los barcos usan sonar (ondas de sonido) en lugar de radar para la detección bajo el agua. Sin embargo, la necesidad de un sonar se debe simplemente a que su barco promedio necesita detectar otros barcos, que generalmente están muy lejos, o al menos mucho más lejos que el alcance de un radar submarino.

En este caso, solo necesita detectar el mío antes del contacto, que puede ser solo unos pocos metros. Así que reutilizar el sistema tal como está podría funcionar. Realmente no puedo ayudarlo si necesita detalles técnicos de qué longitud de onda usar, eso está fuera de mi ámbito. Sin embargo, no veo por qué el sistema no se puede adaptar para su uso bajo el agua.

Tenga en cuenta que necesitaría alimentar su IFF de alguna manera. No estoy al día sobre la historia de las baterías o la energía de las olas, así que eso es algo que también deberías buscar.

Ahora, suponiendo que su mina pueda identificar amigos, todo lo que tendría que hacer es no explotar al recibir la señal IFF. Sugeriría prevenir la detonación bloqueando físicamente el mecanismo. Eso significaría recibir identificación antes del contacto.

Sin embargo, no sería perfecto.

  • Averías mecánicas que impiden que el mecanismo de bloqueo se bloquee. La mina siempre explotaría. Sucederá y no puedes hacer mucho al respecto.

  • Averías mecánicas que impiden que el mecanismo de bloqueo se desbloquee. La mina nunca explotaría. También sucederá y tampoco puedes hacer mucho al respecto.

  • Falta de identificación adecuada. La mina no vería un amistoso como tal y explotaría. Igualmente, inevitable.

  • La nave se movía demasiado rápido para que el contacto llegara antes que cualquier esperanza de identificación, kaboom. Podría prevenirse limitando la velocidad en aguas minadas. Deberías saber dónde pones tus minas después de todo.

  • Unidades amigas y hostiles dentro del alcance, la mina se bloquearía y no explotaría al contacto con la unidad enemiga. Sin embargo, dependiendo del rango de detección, en realidad podría ser algo bueno. Es probable que no quieras que tu mina te elimine con el enemigo.

  • El enemigo descubre cómo falsificar señales IFF, tus minas no valen nada. No puedo ver una solución a eso excepto reemplazar/actualizar las minas regularmente.

Las minas también deben tener trampas explosivas para evitar que el enemigo las capture y las estudie.

En nuestro mundo, el transpondedor se inventó en algún momento de la década de 1950, por lo que no es difícil imaginarlo antes en su escenario de desarrollo acelerado debido a una guerra prolongada. Asimismo, el teléfono submarino Gertrude fue desarrollado en 1945.

Además de su carga de explosivo, la mina necesita tener un sonar pasivo y una pequeña radio Gertrude. Cuando el sonar detecta un barco dentro del alcance efectivo de la mina, el Gertrude envía una señal cada pocos segundos. Esto es esencialmente un electrónico "¡Alto! ¿Quién va allí?"

A su vez, cada barco debe llevar un transpondedor Gertrude en su casco. Cuando este transpondedor recibe la señal de una mina, debe responder: "Es un amigo y el código de acceso de hoy es 123456".

Dé el código de acceso incorrecto, o no responda en absoluto, después de varios interrogatorios, y ¡BOOM!

Tradicionalmente, las minas detonan si detectan un barco. Si la mina comienza a transmitir durante un tiempo después de detectar un barco, el barco tiene la posibilidad de abandonar el área de peligro, inutilizando la mina.
@Frostfyre. Debidamente anotado. Tiempo lo es todo. La detección suele ocurrir a un alcance relativamente corto, posible incluso dentro de la propia eslora del barco. A la velocidad de la electrónica, incluso en la era de la Segunda Guerra Mundial, el ciclo de "varios interrogatorios" al que me refiero puede ocurrir en solo unos segundos.
Las minas navales se emplean, casi por definición, bajo el agua. El agua de mar absorbe muy bien las ondas de radio. Es posible que desee reconsiderar su propuesta.
@WhatRoughBeast- ¿Qué tal una Gertrude? Respuesta editada para especificar. Además, estamos hablando de un alcance extremadamente corto.

Curiosamente, "The Wabbler" de Murry Leinster, Astounding , 1942, presentaba una mina naval robot con un cerebro de computadora en un conflicto no identificado que muchos lectores probablemente supusieron que era la actual Segunda Guerra Mundial, imaginando así que tal tecnología estaba en su futuro cercano. No sé si alguna vez se hizo alguna discusión sobre su viabilidad.

aquí hay una copia en línea de la misma.

http://find-book.org/reader?file=253132[1]

sin radio

El problema de hacer contacto por radio con la mina es que en el agua de mar el alcance efectivo es muy pequeño. A 1 MHz, la pérdida de atenuación es de unos 50 dB/M . Una práctica comunicación RF en agua salada

  • se limita a unos 1000-10000 Hz,
  • todavía solo está disponible en el rango de unos pocos pies, y
  • es muy lento: debido a que la atenuación depende en gran medida de la frecuencia, el ancho de banda es de unos pocos cientos de baudios/s en el mejor de los casos. Un código de acceso significativo (con tramas y ECC) tardará unos segundos en transmitirse.

Lo peor es que durante esos segundos el transpondedor de la nave permanecerá a pocos metros de la mina.

Infierno del código de acceso

Otro problema es que no hay forma de cambiar el código de acceso. La mina es totalmente autónoma y no querrás depender del reloj de la era de la Segunda Guerra Mundial para mantener la precisión. El cronómetro marino de Hamilton (lo mejor de lo mejor, producido a 400 unidades/mes) se desviaba a 0,5 segundos por día, cuando se le daba el mantenimiento adecuado. Un reloj promedio que se usaría dentro de la mina se desplazaría mucho más rápido, y en un mes ya no sabría el código de acceso correcto.

Es decir, la mina está atascada con el código de acceso constante. Hacer que todas las minas compartan el mismo código de acceso es una grave amenaza para la seguridad, por lo que cada mina tendrá uno único y, por lo tanto, una identificación única para transmitir al contacto. El barco, a su vez, debe tener la capacidad de hacer coincidir la identificación con el código de acceso. Teniendo en cuenta la gran cantidad de minas desplegadas, no creo que la tecnología de la Segunda Guerra Mundial estuviera a la altura.

Ponga animales entrenados en él, probablemente tres murciélagos conectados a un sistema de hidrófonos. Enséñeles a tirar de un interruptor cuando detecten un determinado perfil de sonido. Si dos o más bates disparan al mismo tiempo, arma la mina. Los murciélagos pueden procesar señales de audio en un grado asombroso, mejor en algunos casos que los sistemas digitales modernos.

BF Skinner entrenó palomas para guiar bombas aéreas, pero el fin de la guerra y la tecnología electrónica hicieron que el arma quedara obsoleta antes de que pudiera desplegarse.

No creo que haya ningún pez que use acústica, pero los órganos sensoriales de la línea lateral de todos los peces pueden detectar patrones de vibración. La mina podría tener un hidrófono que capte el ruido del barco, lo amplifique y luego lo reproduzca a través de un altavoz submarino para algunos peces entrenados. Cuyo movimiento armaría la mina. El truco aquí sería entrenar a los peces, porque su comportamiento es bastante inflexible.

Los mamíferos o las aves son tu mejor apuesta. Los murciélagos son en realidad heterotermos, es decir, en lugar de tener una temperatura corporal establecida, tienen varias entre las que pueden alternar. Se pueden poner en hibernación y luego despertarse, todo en unos pocos minutos. Vea los experimentos con bombas de murciélagos de la Segunda Guerra Mundial. Algunas especies de murciélagos también hibernan si los niveles de O2 caen a un cierto rango, y luego se despiertan si bajan. Su mina probablemente sería una combinación de un simple detector de ruido sintonizado con sonidos metálicos o de utilería general, que despertaría a los murciélagos para que pudieran juzgar si el sonido representaba un objetivo válido o no. Si no, los volvería a poner en hibernación.

Unas pocas libras de productos químicos que generan oxígeno y absorben CO2 podrían mantener vivos a tres murciélagos del tamaño de un ratón durante varios meses, incluso sin hibernar. No necesitarían mucha comida ni nada si pasaran la mayor parte del tiempo hibernando. El enfriamiento de los murciélagos se puede hacer con cualquier número de reacciones químicas endotérmicas que no produzcan un gas.

Sugiero animales porque el circuito analógico de la época no podía procesar diferentes perfiles de sonar sin reconstruir el circuito y se confundían fácilmente con el ruido ambiental, ya sea natural o creado por el hombre. Los aliados engañaron fácilmente a los avanzados torpedos de búsqueda de ruido alemanes arrastrando dos cilindros de metal huecos detrás de la nave que golpeaban al azar debido a la estela turbulenta.

El equipo adicional para mantener vivos a los murciélagos durante unos meses, entrando y saliendo de la hibernación, no será más complejo que los requisitos de energía de los circuitos analógicos de la época. Tampoco es particularmente cruel con los murciélagos. Si la mina se pierde, simplemente se alejan de la hipoxia, si la mina detona, nunca sienten nada.

El propósito de una mina es estar oculto hasta que se active. Socavaría el propósito de construir minas detectables. Amistoso u hostil importaría solo si se recibe retroalimentación. Por ejemplo, detecto una mina pero no sé si es amiga, así que si no es amiga es hostil.