Navi militari Nuove tendenze

Le nuove navi
Navi militari
Nuove tendenze
Antonello Gamaleri
Socio del Gruppo di Genova
egli ultimi dieci-quindici anni si è
vista una decisa accelerazione
della evoluzione dei progetti, delle
costruzioni e delle sperimentazioni per le
nuove navi sia mercantili che militari.
Le navi mercantili hanno avuto forti spinte
guidate da fattori economici tesi a diminuire da un lato i costi di progettazione, di costruzione e di esercizio e da un altro lato
ad aumentare il ritorno economico degli
operatori. Su queste forti spinte si sono inseriti condizionamenti normativi internazionali sui criteri di costruzione, sicurezza
e antinquinamento che hanno largamente
indirizzato l’evoluzione dei progetti. Inoltre
l’aumento costante del combustibile sta
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riportando, come in origine, l’attenzione
del progettista ad accuratissimi studi di efficienza energetica, e le velocità delle navi verso valori più bassi, come erano una
quarantina di anni fa.
Per le navi militari le spinte all’innovazione
sono marginalmente quelle viste per il modo mercantile.
La principale spinta è avvenuta per effetto della velocità estremamente più rapida
di innovazione verificatasi nei settori degli
apparati motori, dei sensori, delle armi,
della elettronica e dell’aumento in generale delle conoscenze in campi diversi da
quello navale, rispetto alla parte tradizionale della nave.
Le navi militari, come sempre, sono
espressione di diversi fattori tra i quali:
• conoscenze, tecnologie, materiali e
macchinari disponibili per il progetto e
la costruzione
Chi è Antonello Gamaleri
Ingegnere navale e meccanico, dopo aver lavorato in una azienda americana e una svedese è
stato direttore tecnico a Fincantieri Trieste e dal 2004 al 2009 a capo della progettazione di
base e preventivazione della Direzione Navi Militari di Fincantieri a Genova. Attualmente collabora con una grande azienda nazionale. È membro del comitato Navi Militari del Bureau
Veritas, del comitato italiano del Lloyd's Register e del comitato tecnico europeo
dell’American Bureau of Shipping. Ex Morosini ha lasciato la Marina dopo la seconda classe
da allievo SM del corso Antares ed ha completato gli studi di ingegneria a Genova.
• esigenze di missione;
• risorse finanziarie;
• capacità di strategie e previsione a lungo termine delle esigenze e degli scenari operativi da parte degli ammiragliati;
• capacità di specificazione delle marine
e di utilizzo da parte di equipaggi addestrati.
Manca spesso nella concezione della nave unitarietà di cultura tra le marine, i progettisti della piattaforma e quelli del carico pagante, anche per la difficoltà di abbracciare in sintesi requisiti anche contrastanti, ma vi sono esempi di tentativi di dare razionalità e unitarietà al progetto anche da questa parte dell’Atlantico senza il
dispiegamento di ingenti risorse.
Le navi militari tutto acciaio, apparato motore e armi degli anni venti e trenta hanno
lasciato il posto alle navi del periodo dagli
anni 60 agli anni 90, con a bordo la nuova
varietà dei sensori di scoperta aerea, di
superficie e subacquea e con la direzione
del tiro aiutata dall’elettronica.
Le nuove navi di oggi sono sempre più
quasi soltanto “piattaforme” per raffinati
e complessi sensori elettronici e armi
sempre più integrate dall’elettronica e
aiutate da una nuova potentissima “arma”: la conoscenza in tempo reale della
situazione sul mare. Quella che viene
chiamata la “situational awarness” di uno
scenario complesso.
Un qualcosa di assolutamente sconosciuto
ai marinai e combattenti di qualche anno fa.
Una volta ci si affidava la ricostruzione locale o presso il comando di scenari composti con informazioni frammentarie e ricomposte manualmente e con tempi di risposta
ovviamente legati a questi fattori di apprezzamento e con la possibilità di prendere decisioni viziate da errori intrinsecamente legati alla approssimazione della conoscenza
della reale situazione sul mare. La nave militare per necessità logistiche, mancanza di
protezione aerea e informazioni affidabili,
agiva più come un mezzo isolato ed autosufficiente, mentre ora sta diventando sempre
più un elemento di un sistema complesso
che agisce in modo coordinato avendo come base una maggiore condivisione delle
informazioni e capacità derivanti dalle innovazioni tecnologiche.
Il marinaio e il comandante di un tempo
erano cotti dal sole e dagli spruzzi di acqua
salata, quelli di ora vivono, governano la
1933 - La Regia torpediniera Prestinari in uscita dal canale navigabile di Taranto (arch. Gamaleri)
nave e gli apparati e “combattono” al chiuso davanti a innumerevoli tipi di consolle.
Gli equipaggi sono sempre più ridotti, l’automazione delle funzioni di macchina è
stata portata al massimo.
La modifica degli standard abitativi dai
grandi locali comuni per l’equipaggio ha
portato sulle navi a configurazioni più vicine al modo di vivere del nostro mondo, anche se questa evoluzione non è vera per
tutte le marine.
Equipaggi. ormai quasi solo di volontari,
che stanno lunghi periodi in missione sul
mare hanno comfort e cabine multiple con
locali igiene interni. Un concetto mutuato
dalle navi mercantili.
La missione della nave militare cambia ed
evolve negli anni. Spesso è accaduto per
le navi pensate per qualche particolare attività che poi, per necessità, sono state impiegate o adattate per altri compiti ben più
urgenti di quelli ipotizzati.
Quando la prima nave va in esercizio, la
missione per cui era stata pensata, nata
da una particolare esigenza, trasformata
poi in progetto e in nave, è già vecchia di
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almeno dieci anni e dovrebbe essere valida per almeno altri venti o trenta anni successivi .
Appare evidente la grande difficoltà di immaginare da parte dei vari ammiragliati gli
scenari e le esigenze validi per almeno
trenta anni a seguire dal momento in cui
vengono pensati.
Si sente dire quasi per scherzo quando si
parla delle ultime due guerre mondiali che
i generali le hanno combattute con le dottrine di strategia e tattica imparate dalla
guerra precedente, che sono risultate ovviamente inadeguate. La guerra si è sviluppata in modo non previsto per effetto
della concomitante evoluzione di tutti fattori in gioco e di altri nuovi fattori non solo tecnici prima non individuati.
Non esiste più da tempo l’idea della classica battaglia navale tra due flotte o tra nemici globali con mezzi simili che si contendono il mare in uno scontro globale. Sono
già attuali e probabilmente validi in futuro
altri tipi di confronto: ad esempio quello cosiddetto asimmetrico, dove uno dei due
con mezzi inferiori e meno costosi tende a
sfruttare la sorpresa e alcune possibili e
studiate debolezze della nave nemica.
Su questo gli italiani nella seconda guerra
mondiale sono stati dei precursori con i
“maiali “e i barchini esplosivi.
Seguendo l’evoluzione delle conoscenze
e della tecnologia gli apparati motore sono passati dalle semplicissime macchine
alternative a vapore alla turbina a vapore,
al tempo stesso semplice, ma di concezione, realizzazione e conduzione complesse. Con le turbine a vapore si sono realizzate le grandi potenze e velocità dagli anni venti sino agli anni sessanta. Poi con lo
sviluppo di motori diesel veloci e compatti si è andati verso grandi flessibilità di impiego, che, combinate con la turbina a gas
di derivazione aeronautica, ha portato agli
attuali apparati motori delle navi militari.
L’ulteriore evoluzione è rappresentata dal
motore elettrico, ovviamente anch’esso
combinato con turbine a gas per gli spunti di potenza e velocità. Presenta il vantaggio, oltre agli altri, della silenziosità,
È interessante notare come la nave stia diventando sempre più un sistema complesso dove la generazione di energia elettrica, prima secondaria rispetto alla propulsione, abbia ora assunto una importanza
primaria e si sia trasformata in una centrale
Vista frontale della soluzione a Trimarano
in lega leggera della LCS della US Navy
A lato,
verticale del piano di costruzione di uno scafo
a trimarano per navi tipo fregate sviluppato
in una ricerca di Cetena SpA per la Marina Militare
(per gentile concessione di Cetena Spa)
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integrata di generazione, naturalmente
con le opportune separazioni e ridondanze. L’energia prodotta può quindi essere inviata alla propulsione, alle armi e ai sensori, ai servizi in funzione delle necessità.
Le nuove navi US Navy e in particolare il
famoso nuovo destroyer DDG 1000, dalla
progettazione molto innovativa e costosa
e oggetto di critiche e ripensamenti, presentano un apparato motore elettrico, addirittura con l’impiego di motori elettrici
con superconduttori che permetterebbero
di farli più potenti e leggeri.
Da un punto di vista prettamente navale le
forme di prora si pensa che potrebbero presentare qualche problema di tenuta al mare.
È curioso osservare come le forme ricordano quelle delle prime navi corazzate con
superfici inclinate per far rimbalzare le palle di cannone delle artiglierie dell’epoca.
Ora le forme servono per riflettere le bande radar e restituire una segnatura radar
molto piccola rispetto alle dimensioni della nave: una configurazione cosiddetta
stealth. Sono poi naturalmente diminuite
con appositi sistemi anche altri tipi di segnatura: termica elettromagnetica e di rumore irradiato.
Della nave, come si sta modificando, è interessante vederne il costo rapportato alle varie tecnologie ed apparati.
La nave, come già detto, era un tempo essenzialmente scafo di acciaio, apparato
motore e armi meccaniche con puntamento manuale. In quelle navi il costo era
essenzialmente quello del mezzo o di come oggi si preferisce chiamarlo: della
“piattaforma” . La nave militare in particolare viene sempre di più vista oggi come
una “piattaforma” in quanto assume importanza primaria la capacità di portare
sensori, armi, comando e controllo, forze
da sbarco.
Prendendo come riferimento quelli che
erano i cacciatorpediniere degli anni venti, declassati a torpediniere e confrontati
con gli attuali “pattugliatori” si ha già
un‘idea. Erano navi circa di 80 metri che,
allora, con scafi molto sottili di sette-otto
metri di larghezza, facevano 30 nodi con
20000 hp (15000kw) e turbine a vapore ed
avevano a bordo un centinaio di persone.
Ora un pattugliatore della classe Cigala ha
una larghezza doppia, fa al massimo 25 nodi con motori diesel di potenza di 12000 kw.
Motori diesel più potenti non ci starebbero
nello spazio per l’apparato motore. Una
sessantina di persone di equipaggio. Ma le
armi e i sensori e le comunicazioni imbarcate rappresentano più di un 40 % del costo nave e poi c’è l’elicottero. Una bella
evoluzione rispetto a quel 10% rispetto al
costo globale nave delle vecchie torpediniere. E per navi più grandi l’importanza relativa delle armi e sensori sale ancora e
tenderà sempre ad aumentare nelle navi
future ed a diventare predominante rispetto alla parte tradizionale della nave.
La “piattaforma” progettata e costruita
con tecnologia ormai abbastanza stabile e
conosciuta potrebbe avere una vita abbastanza lunga: si può riparare facilmente e
farla durare: potrebbe non essere più la
parte fondamentale della nave militare,
purchè continui a funzionare al livello richiesto e rimanga affidabile.
I sensori e le armi che evolvono velocemente stanno diventando la parte più importante e si sta pensando di progettare le
navi per allungare la vita della parte piattaforma e permettere di accogliere almeno due ammodernamenti.
Un ottimo esempio di un’altra possibile soluzione: la riconfigurabilità di parte della
nave per una serie di diverse missioni a
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Le nuove navi
seconda delle esigenze. Questa soluzione
è stata scelta per il progetto della LCS (Littoral Combat Ship) della US Navy (Vds le
immagini nella pagina seguente). In effetti poi i progetti sono due di tipo molto diverso tra loro.
Il primo è la classica nave veloce con
scafo a V in acciaio ad elevata resistenza
e propulsione ad idrogetti, circa 40 nodi.
Così fu pensata per i traghetti veloci Tirrenia di Fincantieri, da cui gli stessi progettisti US dicono di aver derivato il progetto.
Il secondo progetto è invece derivato da
esperienze di scafi innovativi in lega leggera sviluppati in Australia con un aspetto
Una soluzione apparentemente semplice,
ma che in realtà è molto complessa, con
progettazioni incrociate, standardizzazioni, compromessi vari e costi elevati. L’obiettivo è di avere navi riadattabili e pronte in poco tempo al variare delle esigenze:
un impegno anche economico che poche
Marine possono traguardare.
La relativa bassa complessità delle tecnologie impiegate sulle navi di un tempo e la
conoscenza di queste da parte dell’equipaggio potrebbe forse essere paragonata
alla 500, che poteva essere riparata da un
meccanico. Per la maggior parte delle avarie si poteva intervenire temporaneamente
Due immagini della famosa corvetta Visby, con scafo in composito e con configurazione stealth
spinta. Non visono neppure antenne esterne, che vengono estratte solo se necessario comunicare. La nave sta quindi acquattata in silenzio radio sino a quando non si palesa.
È una tipologia di impiego particolare. E non adatta a tutte le situazioni.
che richiama il trimarano, ma con una
configurazione fatta per alte velocità.
Hanno una grande area di appoggio per
velivoli e grande stabilità. Certamente gli
scafi laterali possono presentare punti deboli e anche il mare molto grosso potrebbe diminuire le prestazioni in modo più
marcato che per lo scafo a V.
Anche il materiale di costruzione potrebbe con il tempo presentare qualche problema in più dell’acciaio.
Entrambi i progetti possono accogliere
moduli containerizzati, studiati appositamente, che riconfigurano la nave per dotazioni, sensori e armi per particolari missioni. Moduli che possono essere facilmente imbarcati e sbarcati.
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con i mezzi di bordo e la capacità dell’equipaggio. Oggi, rimanendo nel paragone
automobilistico riparare una automobile
non è possibile per tutti. Lo stesso per una
nave militare moderna.
Immagini del DDG 1000
della uS Navy
Una immagine di una possibile proposta
di albero integrato con radar e antenne.
Potrebbe essere in composito, realizzato
in officina, montato poi sulla nave e avere
spazio per molti apparati
Occorre avere particolari informazioni,
particolari strumenti e componenti da sostituire eccetera. Si è verificato un distacco profondo tra l’utilizzatore e chi ha la conoscenza della complessità. E in futuro la
distanza tenderà ad aumentare, anche se
aumentasse pure la conoscenza da parte
dell’equipaggio.
Su una nave moderna oltre alla complicazione di una piattaforma che raccoglie e
integra ulteriori macchinari complessi e sistemi elettrici ed elettronici si ha di fatto
una ulteriore complessità dovuta al fatto
che il tutto viene gestito da una elaborazione affidata a raffinatissimi ed estremamente complessi software dedicati. L’equipaggio deve avere livelli di conoscenze tali da poter intervenire, come un tempo, per
una prima temporanea riparazione.
E vediamo una interessante innovazione
degli apparati per navi:
l’albero integrato con radar e antenne a
facce piane. Non ruota niente di meccanico. Un software controlla l’emissione e la
ricezione facendole ruotare elettronicamente da una faccia all’altra.
In ogni caso ci si avvia verso un sistema
che si avvicina a quello dell’aeroplano e
l’equipaggio tende a diventare semplicemente il pilota. Sempre sulla LCS prima
richiamata gli equipaggi sono due per
nave e si alternano sulla stessa nave come farebbe l’equipaggio di un aeroplano.
E tra le varie tradizioni che non avranno
più spazio per noi marinai purtroppo ci
sarà l’albero segnali con le sagole per le
bandiere.
Certo che il mare è sempre lo stesso e i
marinai saranno, si spera, sempre marinai.
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