Gotland, Uppland och Halland ligger under vatten. Det är i sin ordning.
1998 fick Marinen tre ubåtar av Gotlandsklassen, byggda på Kockums varv i Karlskrona och Malmö och ligger nu, som det mesta med Sveriges försvar, teknologiskt mycket långt framme. De är våra lömskaste vapen och används för att eliminera ytfartyg och ubåtar, för spaning, minutläggning och specialoperationer.
Ubåtskapten Inge Zetterlund vid 1.ubåtsflottiljen på Muskö förevisar sitt skötebarn, ubåten Uppland, ett 60 meter långt, gummiklätt datornätverk som kan färdas under vattnet.
Ubåten i genomskärning.
Likt en professor Aronnax som nedstiger i kapten Nemos Nautilus förvånas jag av mängden rör, ledningar och kranar när jag kommer ned genom ingångsslussen. Manöverorgan täcker snart sagt varenda kvadratcentimeter av väggarna. Min tanke går till den som ska felsöka allt, men efter ett tag inser jag hur metodiskt allt är uppbyggt. Dessutom är varenda ledig yta ovanpå motorer och monitorer till bristningsgränsen fylld med handböcker.
Måhända innehöll Uppland inte den allra senaste datortekniken när jag gjorde den här artikeln år 2002. Det satt inte en Intel Core-i5 med fönstersystem i varje skrymsle. Men det är inte det viktiga. Det viktiga är att man har ett system som fungerar och är driftsäkert, i chassin som inte viker sig när tryckvågorna kommer.
Prestanda för ubåten kan man spekulera i, men egentligen spelar det exakta djupgåendet eller torpedernas aktionsradie mindre roll, det som spelar roll är att fienden är rädd för det svenska ubåtsförsvaret. På den punkten har Marinen utan tvekan skaffat sig en lyckad lösning.
Servrarna trängs
Gotland är logiskt och enkelt uppbyggd med tre separata nätverk. Egentligen är det inget konstigt utan ganska rakt på sak. Och varför inte? Alla system fick dock inte plats på ritningen. Dyk- och trimpumpar har till exempel fått utgå.
Det finns tre nätverk ombord, varav bara ett är Ethernet.
Serverrummet är måhända inte det rymligaste man sett. Där finns fem servrar och en del hydrofonutrustning på ett utrymme på ett par kvadratmeter. Servrarna är i skåpen nere till höger och rören kommer med kylluft. Allting är mycket kraftigt uppbyggt. Det måste det vara eftersom båten ska tåla chocker på 9 G.
I två smala skåp finns två ledningsdatorer och två vapendatorer. Datorerna är dubblerade för redundansens skull och stridsledningsnätet de sitter på är också dubblerat. Ledningsdatorerna används för strids- och eldledning, navigering med mera, medan vapendatorerna används för att lösa ut och kommunicera med olika vapen.
Vapendatorerna pratar direkt med tre torpedtuber och torpeder vardera, för att en av maskinerna ska kunna gå sönder utan att man för den skull förlorar skjutförmågan. Torpederna är trådstyrda, innehåller en hel mil lång tråd och lämnar hela tiden uppgifter om målet tillbaka till operatören så han kan leda torpeden exakt rätt.
Det tredje serverskåpet innehåller databasen med kända hydrofonsignaturer (ljudprofiler), utan vilken hydrofonsystemet inte alls skulle bli så effektivt. Datorerna är uppbyggda med 68040-processorer från Motorola.
Det andra nätet kallas DÖS: Datoriserat övervakningssystem. Enheterna på detta nät är mest till för mätvärdesinsamling. Det finns cirka 2000 sensorer överallt i båten och på strategiska platser sitter A/D-omvandlarnoder som gör om de analoga signalerna till något som kan hanteras från de tre arbetsstationerna. En station finns i manöverrummet och styr dykpumparna som pumpar vatten och luft in och ut ur ballast- och trimtankar. Två arbetsstationer finns i maskincentralen.
Alla huvudfunktioner har tre arbetsstationer, för att man inte ska förlora någon funktion om en terminal slås ut.
Stridsledning och styrning
Paneler-paneler-paneler! Stridsledningen sköts vid två arbetsstationer.
Hydrofonoperatörerna lyssnar och analyserar vid stationer med dubbla bildskärmar.
Navigatören har en stor radarskärm och diverse andra navigationshjälpmedel.
Motorkontrollen. Bilden visar en av bildskärmarna i maskincentralen där man ser fartygets driftläge och kan styra vart avgaser, luft och kylvattens ska ledas.
Det finns även en administrativ arbetsplats ombord. Den finns i torpedrummet framme i fören och är inte nätverksansluten. Det är en vanlig konsumentdator i miditowerlåda med platt LCD-skärm. Lådan sitter inklämd mellan två torpedtuber. Den har högtalare också. Undrar vad de används till? Ubåtsspel kanske?
Så styr man
Styrpanelen, där rorsman sitter, sitter inte på något nätverk utan är hårdkopplad till de enheter som styrs, switchaggregatet för motorstyrningen, de fyra X-rodren baktill, tornrodren och vissa dykpumpar. Skulle ratten sluta fungera finns det knappar för direkt styrning av roderhydrauliken. Se systemskissen. Undertecknad kan själv. Bakom mitt huvud ser du fjädrarna som inredningen är upphängd i, för att stegljud inte ska fortplantas ut i vattnet.
Styrpanelens utformning gör ubåten väldigt lätt att manövrera. Prova det här om du blir ensam i en ubåt någon gång.
1 Ratt, 2 Nollindikator. Visar avvikelse från beordrad kurs, 3 Kompass, 4 Djupmätare, 5 Ekolod, 6 Kompass, 7 Larmpanel, 8 Roderlägesvisare, 9 Trimvisare (om båten ligger vågrätt), 10 Roderläge (X-rodren), 11 Fartlogg, 12 Framdrift, 13 Trimning, 14 Viktreglering, 15 Kraft till styrpanelen, 16 Testvärdesinmatning, 17 Manuell styrning, kalibrering mm., 18 Bryggpanel, 19 Larmkvittens, 20 Autopilot, 21 Reservstyrning babord, 22 Automatstyrning, 23 Börvärdesinmatning. Här knappar man in kaptens order, avvikelserna visas på nollindikatorn och sen är det bara att köra mot krysset, 24 Förliga roder, 25 Reservstyrning styrbord, 26 Andningsapparatur.
Det verkar väl enkelt?
Aktiv sonar – nej tack
SONAR (Sound Navigation and Ranging) är en metod som används för att mäta avstånd till saker och ting under vattnet. Man skickar ut en ljudpuls, väntar på att den ska reflekteras från fienden och komma tillbaka. Det är en radar under vattnet. Den är ute numera. Nackdelen är att så fort man skickat ut en enda sonarpuls har man avslöjat sin närvaro och i värsta fall också sitt läge. Då är alla fina smyg-åtgäder bortkastade. För att undanröja alla tveksamheter har Uppland inte ens aktiv sonar ombord.
Naturligtvis är Uppland stealth för att reflektera så lite aktiv sändning som möjligt. Formskrovet, det yttre skrovet, är ljuddämpande utformat för att inte reflektera sonarpulser, och dessutom är det gjort av ljudabsorberande material. Skrovets magnetism tas ut av ett flertal motspolar, och tryckvågen i vattnet, virvlarna efter båten och temperaturhöjningen i vattnet är något man arbetet mycket på att minska. Dessutom är tornet och masterna stealth mot radar när de sticker upp över ytan.
Ubåten har en mycket speciell propeller som inte kaviterar, oftast marinens stolthet och hemligaste grej (lämnar inte vakuumbubblor efter sig i vattnet, som bullrar) och tyst elektrisk motor. Allt är gummiupphängt, vattenströmmar i rör och ventiler har optimerats för minsta buller osv.
Passiv sonar – hydrofon
Istället är det lyssnandes svåra konst som gäller. Uppland har en mycket avancerad hydrofon (grek. vattenljud) som används för att avgöra fiendens fart, läge och kurs. Operatörerna lyssnar efter fiendens motor- och propellerljud, prat eller skrammel och är ubåtens ögon och öron. Enorma öron, dessutom: flanksonarerna är mikrofonlinjer som ligger utmed hela ubåtens längd på varsin sida och används för lågfrekvent ljud.
Längst framme i nosen – som för övrigt är av plast för att ljudvågorna ska kunna passera! – sitter den rundtagande hydrofonen för låga frekvenser.
Som ett litet torn något längre bak sitter en rundtagande hydrofon för signalspaning. Den används för att lyssna efter aktiv sonar och kan uppfatta allt från det hörbara området upp till cirka en megahertz. Sonar i det hörbara området används vid verkligt långa avstånd, upp till tio kilometer, medan megahertzområdet används vid spaning i närområdet, och för närkommunikation.
Flanksonarerna är kraftigt riktningskänsliga med smala lober som står som solstrålar ut från båtens sida. Med dem kan man avgöra hur ett annat fartyg rör sig, genom att höra hur det flyttar sig från en lob till nästa. Man kan höra axelvarvtalet och antalet propellerblad och kan erfarenhetsmässigt komma fram till en fart. Amplitudens ökning eller minskning berättar om fartyget kommer närmare eller är på väg bort. Sen är det enkel sak att med triangulering avgöra fiendens kurs. Hör man dessutom egenheter i ljudet, knirkningar eller liknande, kan man också avgöra exakt vilken individ det rör sig om, och då blir bedömningen ännu bättre.
Datorstödet är omfattande. Det är fortfarande mycket lyssning, men det mänskliga örat har minskat i betydelse. Man kan säga att de delar på uppgiften. Örat detekterar, medan datorn analyserar och klassificerar. När operatören hört något, vidtar FFT-analys och övertonerna analyseras. En ljudprofil skapas och jämförs med andra profiler i en databas, och efter ett par minuter kan man oftast avgöra vilken typ av båt man hört och var den är. Är bruset högt kan datorn medelvärdesbilda och höra saker långt nere i bruset som det mänskliga örat aldrig skulle klara.
Mikrofonkablarna från babords- och styrbords flanksensor och den rundtagande sensorn fram är grova som en övervarm och kommer direkt in genom skrovet i serverrummet. De går direkt in i förförstärkar- och A/D-omvandlarskåp och läggs därefter ut på det tredje nätet: hydrofonnätet. På samma nät sitter en signalprocessor som gör grovjobbet med demodulering och FFT. Datalagringen sker i en femte låda, hårddiskkabinettet. Öppnar man luckan där, ser man några helt vanliga Quantum 3,5-tumnsdiskar. Signalprocessorn matar sitt data vidare till hydrofonoperatörernas arbetsstationer där resultatet presenteras på en skärm som liknar en radarskärm.
Navigering
Hur navigerar man en ubåt i u-läge, när man inte kan titta ut och inte har aktiv sonar? Magnetisk kompass kan inte heller användas. Återigen kommer datorerna till hjälp. Gyrokompassen ersätter magnetkompassen och med accelerometrar kan man räkna fram sin kurs och visa den på en elektronisk karta, sk tröghetsnavigering. Farten kan verifieras med en logg, som dock bara kan användas i ofarliga situationer, eftersom den arbetar med ultraljud.
På periskopdjup blir möjligheterna bättre. Navigationsdatorn känner till periskopets riktning och när man pekar på en känd punkt kan man triangulera fram sin position. Om det går, kan man sticka upp radarn och få sin position tämligen exakt, eller använda GPS. Möjligheterna är många.
Här kommer vi osökt över på radiosignalerna. Innan man sticker upp något som helst över ytan skickar man upp en signalspaningsmast och kontrollerar om det finns radarstrålning i luften. Finns det radar, analyseras den och matchas mot kända strålare och rör det sig då om exempelvis ett trafikflygplan eller kanske Gotlandsfärjan är det grönt att sticka upp ur ytan. Gotlandsfärjan har dessutom en känd ljudprofil som hydrofonen analyserat redan innan.
Radiokommunikation
Ubåten måste ständigt kunna ha kontakt med sin bas, både ovan och under vattnet.
Den enda radio som går under vatten är extrem långvåg, på frekvenser mellan 5 och 50 kHz (våglängderna 60-6 km). Bandbredden är begränsad, så i u-läge fungerar inte talkommunikation, utan man får nöja sig med smalbandig datakommunikation. Långvågsradion är därför ansluten direkt till ledningsdatorn.
För några år sedan lade Sveriges Radio ned P1-sändaren på 191 kHz långvåg och det tyckte landets ubåtsbesättningar var tråkigt, eftersom det var den enda underhållningssändare som nådde ned under vattnet.
I ytläge är allting möjligt i och med VHF och kortvågsradio. Då har ubåten alla faciliteter, som tal- och datakommunikation, e-post och allt vad man kan önska sig. Allt krypterat, naturligtvis.
Framdrivning
Propellermotorn är en 1500 hkr (1100 kW) likströmsmotor, där man styr strömmen genom både fält- och ankarlindningar med switchaggregat. Den har ingen växellåda (bullrar) utan driver propellern direkt.
Strömmen kommer från blybatterier, som i sin tur laddas av stirlingmotorer eller dieselmotorer. Gotlandsklassen är en av de första i världen med Stirling-motor. Den är tyst och vibrationsfri och ubåten tankas med brännolja och flytande syre. Avgaserna kyls och släpps ut i vattnet i u-läge. Kockums kallar det för AIP – Air Independent Propulsion. Därför kan Uppland stanna under vatten i flera veckor, något man annars bara kan göra med atomubåtar. I en kritisk situation går man naturligtvis över på helt ljudlös batteridrift.
Stirlingmotorn är avancerad men har inte kraft att driva båten med full fart. Vill man köra fort måste man använda dieselmotorerna, som klarar alla de nödvändiga 1500 hästkrafterna.
– Dieslarna, säger kapten Zetterlund, det är fina grejor. De håller alltid.
Styrningen sker med fyra akterroder, i X-form. Det gör Uppland lätt att manövrera, vilket är fördelaktigt om man vill hålla sig nära botten. Det vill man, för att förvirra fiendens sonar. Styrman sitter i en bekväm stol med en ratt framför sig som på en avancerad spelkonsol. Ratten går höger, vänster och in (dyk) och ut (upp) och påverkar roder och vissa dyktankar. Bland instrumenten märker vi gyrokompass, djupmätare och en nollindikator som visar hur väl ubåten följer givna order. Det är bara att styra mot krysset.
Avslutning
Vi diskuterar programuppdateringar och jag undrar om det kommer många?
– Här uppgraderar vi inga program, svarar kapten Zetterlund. Man installerar en version vid driftsättningen och säkerhetsprovar den, och sedan får den gå. Nya versioner kan alltid påverka annat som man inte tänkt på. Han låter undslippa en lätt fnysning över flygbranschens i sammanhanget ganska enkla säkerhetsarbete.
– Släpper ni in Windows här?
– Nej, brrr…
Samtalet måste förr eller senare komma in på alla ubåtsfilmer man sett och jag kan konstatera att det är inte mycket som stämmer med Hollywoods visioner.
Kapten Zetterlund vill dock framhålla Das Boot som en film som kom ganska nära verkligheten. Han påpekar hela tiden att lugn och behärskning räddar många flera liv än teknik i en pressad situation, och likt kaptenen i den tyska ubåten vill han framhålla att ”Man muß gute leute haben”.
Det pingar inte!
Hollywood har ställt till med många ubåtsmyter som är svåra att bli av med, springandet, skrikandet, hydrofonoperatörens hjältedåd och så pingen! Låt oss få avliva den myten. Det säger inte PINNGG! när skrovet träffas av en sonarpuls. Om sändaren är extremt nära och sonarpulsen är i det hörbara området kan det i sällsynta fall höras, men i normalfallet hörs ingenting. Den enda som hör pingen är hydrofonoperatören, och då bara efter att den demodulerats.
Men det är sant att maten är väldigt bra ombord. Besättningen ser verkligen fram emot middagen och om någon tappar en gaffel i golvet så gör det inget. Det är heltäckningsmatta och durken är gummiupphängd.
Ett besök i mässen
Picknick på slagfältet? (Arrabal), nej men väl Fika på havsbotten (Städje). Här sitter jag i mässen och njuter ubåtskaffe, under kungafamiljens porträtt som sig bör. Det ligger plast överallt för ubåten är inne på service.
Läs mer
Flottiljen beskriver sina fartyg på https://www.forsvarsmakten.se/sv/information-och-fakta/materiel-och-teknik/sjo/ubat-gotland/
