Absolut Undercover: Die akustische Signatur von U-Booten optimieren

Schall breitet sich mit mehr als 1500 m/s durch das Meerwasser aus und stellt die Haupterkennungsbedrohung für moderne U-Boote dar. In dieser Umgebung ist die Kontrolle akustischer Signaturen von höchster Bedeutung für den Erfolg einer Mission.

Tarnung als strategischer Faktor in der Verteidigung unter Wasser

Im Bereich der maritimen Verteidigung ist die akustische Tarnung eines Schiffes ebenso entscheidend wie seine Geschwindigkeit, Manövrierfähigkeit oder maximale Tauchtiefe. Die Fähigkeit, in sensiblen Einsatzgebieten unentdeckt zu operieren, bietet den entscheidenden taktischen Vorteil.

Verteidigungsunternehmen und Seestreitkräfte verfolgen ein gemeinsames Ziel: die akustische Signatur von U-Booten zu messen, zu kontrollieren und auf ein Minimum zu reduzieren.

Genau hier spielt Akkodis eine zentrale Rolle. Als vertrauenswürdiger Partner für anspruchsvolle Engineering-Lösungen im Verteidigungsbereich unterstützt Akkodis groß angelegte Programme zur Entwicklung von U-Boot-Technologien der nächsten Generation. Mit fundierter Expertise in der Analyse akustischer Signale, im Data Engineering sowie bei ganzheitlichen digitalen Lösungen trägt Akkodis dazu bei, die Möglichkeiten der Unterwasser-Tarnung neu zu definieren.

Unser Ziel ist es, ein digitales Ökosystem zu schaffen, das den akustischen Fußabdruck von U-Booten in Echtzeit kartieren kann.

Mikaël Marsal, Key Account Manager für Verteidigung und Sicherheit bei Akkodis, erklärt die Ambitionen des Projekts:

" Ziel ist es, den vom U-Boot ausgesendeten Lärm zu kontrollieren. Das System ermöglicht es, jede Lärmquelle des Schiffes präzise zu lokalisieren und die Besatzung zu warnen, falls die Betriebslärmanzeige überschritten wird ."

Echtzeit-Lokalisierung und -Analyse jeder einzelnen Schallquelle

Die akustische Signatur eines U-Boots besteht aus internen, wie externen Schallquellen.

Zu den internen Quellen zählen Vibrationen rotierender Anlagen wie Elektromotoren und Umwälzpumpen, die über die Struktur des U-Boots übertragen werden.

Externe Geräuschquellen umfassen unter anderem Kavitation an den Propellern, mechanische Bewegungen sowie hydrodynamische Wechselwirkungen entlang des Rumpfes.

Mithilfe moderner Sensornetzwerke und KI-gestützter Analysen werden diese Geräuschquellen kontinuierlich überwacht und in Echtzeit ausgewertet. Dadurch lassen sich akustische Veränderungen präzise erfassen und wertvolle Erkenntnisse über das Betriebs- und Einsatzprofil des U-Boots gewinnen.

Durch die genaue Kenntnis der eigenen akustischen Signatur erhält ein U-Boot einen entscheidenden Vorteil bei potenziellen Unterwasserkonfrontationen. Dies verbessert sowohl die Tarnfähigkeit als auch das Lagebewusstsein im Einsatz.

KI-basierte Plattformen für die Analyse und Visualisierung akustischer Daten

Im Zentrum dieser Innovation steht die Plattform Datakkod von Akkodis. Sie wurde entwickelt, um eine nahtlose digitale Kontinuität von der Datenerfassung bis hin zur operativen Entscheidungsfindung sicherzustellen.

Basierend auf Open-Source-Big-Data-Architekturen und modernen Data-Science-Frameworks wird die Plattform durch proprietäre Softwarebibliotheken von Akkodis ergänzt. Diese ermöglichen eine sichere, skalierbare und industrialisierte Datenverarbeitung.

Ein wesentliches Alleinstellungsmerkmal ist die Human-Machine Interface (HMI). Die Benutzeroberfläche wurde speziell für die Anforderungen realer militärischer Einsätze konzipiert und legt den Fokus auf Übersichtlichkeit, Geschwindigkeit und Benutzerfreundlichkeit. So werden komplexe Datenanalysen in intuitive und unmittelbar nutzbare Handlungsempfehlungen übersetzt.

„Das System führt hochkomplexe Analysen durch. Für die Anwender müssen die Ergebnisse jedoch klar, intuitiv und möglichst fehlerresistent dargestellt werden. Deshalb haben wir operative Abläufe eingehend analysiert und eine Benutzeroberfläche entwickelt, die optimal auf die Bedürfnisse der Nutzer abgestimmt ist.“

Von Acoustic Intelligence zu Predictive Maintenance

Neben der Optimierung der Tarnfähigkeit eröffnet das System leistungsstarke Möglichkeiten für die vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance) und die Überwachung der Systemperformance.

Durch die intelligente Verknüpfung und Analyse akustischer Daten kann die Plattform:

• frühe Anzeichen von Verschleiß und Materialermüdung erkennen,
• Anomalien im mechanischen Verhalten identifizieren,
• potenzielle Ausfälle prognostizieren, bevor sie kritisch werden.

Bereits geringfügige Veränderungen im akustischen Muster können auf zugrunde liegende Probleme hinweisen – beispielsweise auf verschlissene Lager oder Fehlfunktionen von Maschinenkomponenten. Dadurch können Besatzungen frühzeitig geeignete Maßnahmen ergreifen und kostspielige Ausfallzeiten vermeiden.

Dieser Ansatz verändert Wartungsstrategien grundlegend: Statt auf Störungen zu reagieren, können Wartungsmaßnahmen vorausschauend geplant werden. Das steigert die betriebliche Effizienz und erhöht gleichzeitig die Zuverlässigkeit der Systeme.

Eine skalierbare und übertragbare Technologielösung

Die Lösung basiert auf einer bewährten technologischen Grundlage, die ursprünglich für den zivilen Industriesektor entwickelt wurde. Durch den Einsatz modernster Datenarchitekturen und Analyseverfahren lässt sie sich nahtlos auf die komplexen Anforderungen der maritimen Verteidigung übertragen.

Die Plattform wird standortübergreifend auf mehreren hochsicheren Akkodis-Standorten betrieben und integriert:

• moderne Softwareentwicklung,
• Echtzeit-Analysen und Reporting,
• sichere Datenbanksegmentierung und Datenverwaltung.

Das Ergebnis ist ein skalierbares Hochleistungssystem, das speziell auf die anspruchsvollen Anforderungen moderner U-Boot-Operationen zugeschnitten ist.

Die Zukunft der U-Boot-Tarntechnologie gestalten

Obwohl sich das Projekt noch in einer frühen Entwicklungsphase befindet, hat es bereits sein großes Potenzial unter Beweis gestellt. Akkodis und sein Kunde haben mehrere Anwendungsfälle identifiziert, in denen akustische Echtzeitdaten die Ortbarkeit eines U-Boots deutlich reduzieren können.

Das Ziel ist klar: die Grenzen der Unterwasser-Tarnung kontinuierlich zu erweitern und U-Booten ein bislang unerreichtes Maß an akustischer Unauffälligkeit zu ermöglichen.

„Auch wenn wir uns noch in einer frühen Projektphase befinden, ist unser Kunde von der Lösung und den bisherigen Fortschritten überzeugt. Unser langfristiges Ziel ist es, zur Entwicklung der leisesten U-Boote der Welt beizutragen.“