Alma de herrero: Miriáfono Perrin

Aérea, octubre de 1929

ANTIAERONAUTICA

Por V. Balbás
Servicios auxiliares - Localización acústica
(Continuación)

El telesitómetro Perrin se basa en el empleo de dos trompas unidas a los oídos de un observador por medio de tubos de igual longitud, determinando así un plano en el que se encuentra el foco. Otro juego idéntico determina un segundo plano, dando la intersección de ambos la dirección buscada.
Para que las trompas fuesen suficientemente potentes habrían de tener dimensiones extraordinarias, resultando impropias, no sólo por su volumen y su peso considerables, sino porque producirían resonancias y deformaciones del sonido totalmente inadmisibles. Han sido, pues, sustituidas por los miriáfonos ideados por su autor y constituidos, en principio, por la reunión de pequeños troncos de pirámide, agrupados sistemáticamente, cuyas bases se yuxtaponen en un plano y que comunican por tubos de igual longitud con un colector unido al oído del observador por otra tubería. La potencia del conjunto es por lo menos, equivalente a la de una trompa única de igual área en la base.

Los aparatos de que hablamos se hallan dotados de anteojos para la localización a la vista, o uranoscopios que, mediante combinaciones de prismas y de articulaciones, hacen que el eje del ocular permanezca fijo y horizontal, en tanto el objetivo se desplaza para explorar el espacio en todas direcciones.
La reducida velocidad del sonido en el aire produce una aberración acústica, de tal modo, que cuando el observador percibe un sonido no está ya el foco que lo produjo en la dirección en que es oído, o sea que entre las posiciones del avión visto y del avión oído existe un cierto decalaje de avance para la primera.
A este decalaje es al que hace referencia la condición novena de las impuestas a los aparatos de escucha, condición que en el acoplamiento de miriáfonos y uranoscopios procúrase llenar en dos formas distintas, que constituyen un paso para la solución deseada.
En los aparatos pertenecientes al modelo llamado de precisión, el indicador automático de la ruta, común a los órganos óptico y acústico, puede ser embragado a voluntad, sea con el anteojo, cuando se ve el avión, sea con los órganos de escucha, dándose, en el primer caso, las coordenadas sin aberración. Cuando el indicador de ruta está embragado con los órganos de escucha, el anteojo se encuentra automáticamente orientado hacia su campo de acción, pudiéndose después afinar la puntería del anteojo, gracias a un dispositivo regulable que le permite pequeños movimientos en todas direcciones.
En el modelo llamado ligero, el indicador de ruta y los órganos acústicos y ópticos son solidarios permanentemente; los últimos se hallan constituidos por dos anteojos de gran campo, fijos y opuestos. Intervienen en la puntería dos sirvientes, provistos cada uno de un casco y de un anteojo; uno de ellos maneja el volante de dirección y otro el de altura.
El indicador automático de ruta de que se ha hecho mención se compone de un hemisferio o casquete esférico, por cuyo polo pasa el eje de rotación de un estilete, cuyo extremo señala en el casquete una línea que corresponde a la ruta que la aeronave describe en el espacio; la aguja sigue mecánicamente los movimientos de los aparatos receptores —acústicos y ópticos—, de suerte que permanezca constantemente paralela a la recta que une el aparato de escucha con el avión observado. La lectura de las coordenadas se hace directamente sobre el casquete.
Las características más salientes de los dos modelos de este tipo de aparatos de escucha son las siguientes:

Modelo de precisión. —Alcance teórico para un avión a 3.000 metros de altura y 20 grados de ángulo de situación: 9.000 metros (1).
Precisión teórica: Las punterías sucesivas sobre objetivo fijo dan en el casquete del indicador de ruta una agrupación inscriptible en un circulo cuyo diámetro corresponde a la sección recta de un cono de 25 milésimas de ángulo en el vértice.
Montaje: sobre remolque.
Peso aproximado: 1.800 kilogramos.
Modelo ligero. —Alcance teórico para un avión a 2.000 metros de altura y 25 grados de ángulo de situación: de 5.000 a 6.000 metros.
Precisión teórica: obtenida en idéntica forma a la antedicha, duplica el ángulo en el vértice a que se hace referencia.
Montaje: de carretón.
Peso aproximado: 200 kilogramos.
Otro instrumento más ligero, pero basado en el mismo fundamento que el telesitómetro, es el sitómetro del mismo autor.
Como su nombre lo indica, da solamente ángulos de situación, debiéndose obtener los azimuts por la escucha a simple oído, lo que un observador ejercitado puede efectuar con un error máximo de dos grados.
Experiencias realizadas en Metz han demostrado que la escucha a simple oído para los azimuts y escucha al sitómetro para los ángulos de situación dan resultados satisfactorios, pudiendo prestar excelentes servicios en las unidades móviles y para los puestos y centrales de vigilancia.
En el manejo del telesitómetro se sustituyen los ángulos corrientes de exploración por otros que los franceses denominan de techo y de barrido, traducidos por autores españoles por de cumbre y de oscilación. No entraremos en su definición y empleo, por ser detalle que no afecta al estudio que estamos haciendo y haber sido ya descritos por otros autores.
Aparatos de escucha tipo paraboloide (2). —Sabido es que esta superficie de revolución goza de la propiedad de que los rayos que inciden en ella paralelamente al eje se reflejan dirigiéndose a su foco. Resulta, pues, en primer término, que cuando el eje del paraboloide esté dirigido hacia una fuente sonora, se percibirá en el foco del aparato un máximo de sonido. Además, si disponemos en el foco del espejo un receptor acústico cualquiera, obtendremos un aparato de escucha de campo bien definido, ya que una separación angular del eje llevará los rayos reflejados fuera de la zona focal.
La misma propiedad hace que se preste admirablemente a la eliminación de los ruidos parásitos, toda vez que los rayos que lleguen al espejo no paralelamente a su eje vendrán reflejados fuera del receptor, no siendo, por lo tanto, percibidos.
Examinemos brevemente los distintos tipos de paraboloides propuestos y construidos:
Ya en 1916 aparece el primer aparato de localización acústica aérea de este tipo, construido de madera, de 0,60 metros de diámetro y 0,18 metros de distancia focal. Su pequeña abertura, apta para recibir los sonidos agudos, le hacia incapaz de recibir los más graves procedentes del motor.
El segundo tipo, de 1,20 metros de diámetro y 0,30 de distancia focal, mejoró notablemente las características de aquél.
Ambos fueron primeramente utilizados para la escucha por máxima intensidad, en la que dieron medianos resultados.
En 1917 aparece el primitivo paraboloide Baillaud, de tres metros de diámetro y un metro de distancia focal, pudiéndose condensar sus ventajas y sus inconvenientes en los siguientes:
Alcance medio aproximado: 8.000 metros.
Alcance máximo teórico en las mejores condiciones atmosféricas: unos 12.000 metros.
No era influenciado por el viento ni por los sonidos que se produjesen en cualquier dirección que se apartase 30 grados o más de la en que se investigaba.
Al presentársele dos focos sonoros separados entre si 300 milésimas o más, registraba separadamente las dos direcciones, y no la del centro de gravedad del sistema.
La distancia no influía considerablemente en la precisión.
Los sonidos parásitos, fuesen debidos a causas externas o a las características del aparato, eran eliminados casi totalmente. Igualmente los ruidos próximos —disparos de piezas, ruido de motores— no le perjudicaban extraordinariamente.
Sus inconvenientes eran los inherentes a un aparato que en realidad más pertenecía al grupo de máxima que al de fase:
La sensación de paso de derecha a izquierda y de alto abajo era poco neta.
Las oscilaciones necesarias para obtener la sensación clara del sonido eran de consideración, haciéndose difícil la lectura de los ángulos, dificultad que fue subsanada en parte mediante la adopción de un índice indicador de la media de las oscilaciones y loco respecto al movimiento oscilante.
Persistiendo el autor en conservar la forma origen, el paraboloide sufrió varias modificaciones, y finalmente !a transformación que hace de él un verdadero aerófono telémetro de fase, dando lugar al receptor de pétalos, así llamado porque recuerda la corola de una crucífera. El aparato, integrado por cuadrantes unidos dos a dos a los oídos de los observadores, producen claramente la sensación de fase.
Otro aparato de detección, perteneciente al grupo que estamos examinando, es el proyectado por la Casa Goerz. Utiliza igualmente el paraboloide y tiene por fundamento la escucha biauricular por fase.
Trátase de reproducir en él lo más fielmente posible el aparato auditivo de los vertebrados, especialmente del murciélago, cuya facultad de perfecta orientación es debida, en primer término, a la especial constitución de dicho aparato.
Consta, pues, el de escucha de dos sistemas —uno para cada uno de los ángulos azimutal y de situación que se trata de medir en cada estación—, compuesto a su vez cada sistema de dos órganos receptores y otros dos conductores. Cada uno de los primeros está formado por un paraboloide cortado por un plano que pasa por su foco; cada uno de los segundos, por un elipsoide, uno de cuyos focos coincide con el del paraboloide correspondiente, hallándose igualmente cortado el elipsoide por un plano que pasa por el otro foco, debiéndose aplicar a estos últimos los oídos del observador aislados de los ruidos exteriores.
La puntería previa es grandemente facilitada. Como consecuencia de hallarse incompletos los paraboloides y los elipsoides, y por llegar durante esta puntería las ondas oblicuamente, las provinentes de la derecha, por ejemplo, son reflejadas por el primero, y más tarde por el segundo, llegando, por fin, al oído correspondiente del observador; por el contrario, las reflejadas en el paraboloide de la izquierda quedan, al sufrir nueva reflexión en el elipsoide correspondiente, fuera de la parte de él conservada, no siendo, por lo tanto, percibidas por el oído del mismo nombre del observador, el cual se halla, de este modo, instantáneamente orientado sobre la situación relativa del foco que escucha.
En cambio, cuando la dirección de llegada se aparta poco del eje de simetría del aparato, el sonido será percibido en ambos oídos, logrando, por último, mediante pequeños movimientos, hacer la puntería completa.
La sustitución de los tubos conductores del sonido por los elipsoides presenta la ventaja de que, siendo constante la suma de las distancias de un punto cualquiera de su superficie a los dos focos, el sonido percibido en un instante dado llegará exactamente a la vez a ambos oídos, no pudiéndose nunca achacar diferencia de fase a retardos debidos a la constitución interna del aparato y obteniéndose una precisión imposible de alcanzar con los aparatos provistos de tubos acústicos.
Dos observadores manejan el aparato: uno actúa sobre el volante de dirección y otro sobre el del ángulo de situación, de tal modo, que el primero da dirección al conjunto del aparato, mientras el segundo lo orienta, conservándose en todas las posiciones paralelos los ejes de los cuatro paraboloides y dirigidos hacia el foco sonoro.

Posee un marcador automático de ruta, parecido al anteriormente descrito. La corrección del decalaje se efectúa en el casquete esférico del marcador de ruta. Sobre éste es señalada la ruta por un lápiz cuya dirección prolongada pasa por el lugar donde se hallaba el foco sonoro en el momento en que fue emitido el sonido observado. En el interior del casquete existe una lámpara que proyecta sobre la superficie traslúcida del casquete un circulo luminoso (3). La posición del centro y la magnitud del radio de este círculo son regulables a voluntad, debiéndose dar al segundo una longitud correspondiente al camino recorrido por el avión durante el tiempo invertido en llegar al aparato los sonidos por él emitidos. El marcador de ruta es manejado por un tercer sirviente.
Con tales elementos, si, una vez adoptado el radio conveniente para el círculo de luz, se hace mover éste hasta que su circunferencia toque el extremo del gráfico de ruta, de tal modo que el último elemento de ella sea normal a la circunferencia, su centro representará la proyección de la posición actual del foco sonoro.
Ateniéndonos a los datos que poseemos, diremos que los tres tipos principales de aerofonotelémetros que sucintamente hemos descrito son los que mejor satisfacen a las condiciones que hemos considerado como necesarias. Sin embargo, necesitan perfeccionamientos mediante los cuales se consiga principalmente: en el primero, hacer desaparecer los sonidos parásitos; en el segundo, mayor rapidez; y en ambos las correcciones de decalaje y de predicción, sólo esbozadas en el primero. La feliz adopción de los elipsoides y el sistema de correcciones empleado en el tercero hacen de él, según nuestras referencias, un buen aparato de localización acústica aérea.
El funcionamiento de los aparatos de escucha aérea es análogo al de los aparatos de localización terrestre por el sonido: tres estaciones, como mínimo, transmiten los datos hallados a una central, en la que, por intersecciones de las direcciones recibidas, dan el punto del espacio en que el foco en estudio se encuentra.
Repetido esto a intervalos de tiempo regulares, tanto más pequeños cuanto más aproximación se desee, se vendrá en conocimiento de la ruta real seguida por la aeronave, pudiéndose determinar la predicción teórica, en el supuesto de que el móvil no altere la ley de su movimiento durante el tiempo considerado.

Achácase a estos aparatos el inconveniente de que requieren personal muy adiestrado en su manejo y extraordinariamente atento a la función que desempeña; y, como consecuencia, la precisión de seleccionarle considerablemente y la necesidad de efectuar frecuentes relevos en los turnos de servicio.
Lejos de negar lo que antecede, creemos debe generalizarse a todos los aparatos de localización acústica, sin distinción de modelo o tipo, pues fácil es comprender que los resultados que se obtienen en las demostraciones realizadas en los aeródromos y campos de tiro, en que todo está previsto y preparado, no son comparables a los que puedan lograrse en la realidad de una defensa aérea, desde cualquier punto de vista que se considere; entre otros, claro es, éste que hace referencia al personal de observación.
Sin gran esfuerzo podemos hacernos cargo de la delicada misión del observador —haya de seleccionar con el oído las ondas sonoras o de distinguir a la vista entre varios trazos o curvas— cuando deba puntualizar los datos necesarios para que una unidad de caza se lance al combate o para que un grupo de baterías rompa el fuego en tiro de barrera.
Al observador, por muchos sonidos que haya oído o por muchos trazos que haya visto en su larga práctica, siempre le asaltará la duda, aumentada por la oscuridad, que le impide comprobar lo que cree oír o ver en los momentos decisivos.
La conciencia de la grave responsabilidad que contrae en el instante en que, siendo el arbitro de la situación, sin comprobación ni rectificación posible a priori, haya de decidirse rápidamente ante una simple modulación del sonido que oye, o una inflexión de la curva que ve (5), o el punto medio de las oscilaciones de una aguja (4), o un cambio de intensidad en la serie de destellos que percibe (5); habrá necesariamente de llevar al máximum la tensión de sus nervios y acelerar el ritmo de su corazón ante la magnitud de las consecuencias que su decisión va a tener.
La situación de los aparatos de escucha debe ser en lugares despejados, a fin de evitar en lo posible resonancias que dificulten la audición. No tener cerca altas paredes ni obstáculos capaces de romper o deformar las ondas sonoras. Hallarse alejada de material o unidades que produzcan en su funcionamiento ruidos intensos. Estar cerca de centrales telefónicas.
No hemos de terminar este breve estudio de la localización aérea sin manifestar que nos encontramos hoy en el punto de partida de un problema en el que las dificultades han de crecer extraordinariamente cuanto más silenciosos se hagan los motores, llegando un momento en que sea totalmente imposible la localización por el sonido.
Estamos, pues, en una época de transición, y durante ella convendrá ya ir orientando los estudios hacia otros derroteros.
El hombre, trata, en principio, de aprovechar sus facultades naturales para la consecución de los fines que se propone; en este caso concreto de la localización pidió ayuda a sus sentidos más preciados. Sin embargo, así como en la navegación submarina y en el vuelo fracasó mientras quiso copiar de la naturaleza, así, acaso, esté la solución de la localización en el magnetismo, o en la gravitación, o en cualquier otra teoría ajena por completo a sus sentidos.

(1) Al referirnos al alcance de los aparatos de localización acústica, hemos de recordar, por ser de aplicación aquí, cuanto dijimos a este respecto al hablar de los aparatos de iluminación. (Número de AÉREA del mes de junio.)
(2) El teniente coronel Baselga, en su artículo "Los aparatos de localización acústica", entra detalladamente en la técnica de los paraboloides. (Memorial de Artillería, marzo 1923.)

(3) Otro modelo de predictor, de la misma Casa, emplea procedimientos exclusivamente mecánicos.
(4) El Tucker inglés.
(5) El Bougier francés.

(•) índice de lo publicado en números anteriores:
Generalidades. (Número de julio 1928.)
Elementos activos. La caza. El cañón. (Septiembre.)
Ídem id. Las ametralladoras. (Noviembre.)
Elementos pasivos. La barrera aérea. (Diciembre.)
Servicios auxiliares. Vigilancia e información. (Marzo de 1929.)
Ídem id. Iluminación. (Junio.)
Ídem id. Localización acústica, (Septiembre.)

Las orejas de la guerra antes del radar

Hasta la Segunda Guerra Mundial no comenzó a utilizarse el radar como dispositivo de localización de los aviones enemigos. Antes, los bombarderos sólo podían ser detectados visualmente, cuando ya era muy tarde, o por medio de dispositivos de localización acústica de múltiples formas y tamaños.
Kent “Sound Mirrors” 1920-1930
Una antena parabólica de hormigón de unos 30 metros de altura. Enfocados hacia el canal de la Mancha, para detectar las posibles incursiones de aviones desde el continente, actuaban como receptores de ondas sonoras, hasta una distancia de más de 30 Km, y un operario desde su interior con un estetoscopio conectado a los platos podía detectar la distancia y la dirección de los aviones.