di G. Melissari - Marinai di Gemona

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MARINAI DI
GEMONA
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SOMMERGIBILI E SOTTOMARINI: PROGETTO E TECNICA DI COSTRUZIONE
A Cura dell’Ing. Giambattista Melissari
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ASSOCIAZIONE NAZIONALE MARINAI D'ITALIA
GRUPPO M.O. ARDUINO FORGIARINI
Via Ippolito Nievo 11 Ospedaletto
33013 GEMONA DEL FRIULI – UD
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Via Piovega 47 (c/o Alfredo Contessi)
33013 Gemona del Friuli - UD
Tel 0432 981335 – Cell. 3394477400
www.marinaidigemona.it
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STAMPATO IN PROPRIO DA E.T.s. S.n.C.
Prefazione
Nel 19° secolo, con la rivoluzione industriale in atto, l’uomo decide, di muoversi in tre dimensioni
sia in aria che in acqua e questo secolo vede un’enorme sviluppo della componente subacquea, così
come la scienza del volo.
E’ in questo secolo, infatti, che si annoverano i più arditi e maggiori sforzi per riuscire a navigare
sotto acqua, anche se la Storia (o la Leggenda) riporta già nel 450 A.C., nella Grecia di Astaserse, il
primo tentativo da parte di un tal Massimo Scilla di navigare in immersione, con un mezzo
subacqueo, per esplorare il fondo marino.
In particolare, tra le tante iniziative di questo periodo, vorrei ricordare le seguenti, perché più
significative:
- Nel 1855 il Nasmyth costruì un sottomarino mosso da una macchina a vapore, esso navigava
in immersione a pelo d’acqua tenendo fuori un tubo per scaricare i gas di combustione e per
aspirare l’aria necessaria per la combustione in caldaia. E’ il primo tentativo di applicare al
sottomarino un sistema di propulsione “meccanico” ed è la prima volta che compare, in
forma embrionale, lo Snorkel o qualcosa di molto simile ad esso.
- Nel 1863 Alstitt, in America costruì un sottomarino che navigava:
- in superficie, utilizzando una macchina a vapore,
- in immersione, impiegando un motore elettrico alimentato da una batteria a pile.
E’ la prima volta che è utilizzata la propulsione elettrica per la navigazione subacquea, un
sistema che non consuma aria, ma che abbisogna di energia e molta anche.
-
Nel 1885 due Ingegneri Inglesi, Campbell ed Ash, costruirono un altro “Nautilus”, mosso da
due eliche azionate da due motori elettrici alimentati da batterie di accumulatori di energia
elettrica. Caratteristica del battello è l’ottenimento dell’immersione o dell’emersione
variando il dislocamento dello scafo e, quindi, la sua riserva di spinta, con il retrarre e
l’estromettere dei cilindri di spinta, rispettivamente entro o fuori la scafo.
Definizione di Sommergibile/ Sottomarino.
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Alla domanda che spesso viene rivolta ai Sommergibilisti di ogni tempo “Cosa è un Sommergibile”
si può solo dare una sintetica definizione del Sommergibile/ Sottomarino; essa è la seguente:
“Una sofisticata e costosa macchina da guerra”.
Ciò è tanto vero, in quanto non esistono, nel mondo, sommergibili in grado di trasportare merci o
persone in quantità e numero rilevante a similitudine di quanto avviene con le Navi Mercantili.
Elevati sono, infatti, il costo di costruzione ed il rischio durante l’esercizio.
Innanzitutto, è necessario chiarire quale è la differenza tra il Sommergibile ed il Sottomarino.
Per fare ciò ricorriamo ad un MUST della Scienza Greca che è un pilastro della Fisica: il Principio
di Archimede. Esso, come tutti i principi fondamentali è, ora, molto semplice ed intuitivo, ma è
indispensabile penetrarne l’intima essenza per poter capire come tutte le Navi galleggino e come e
perché un Sommergibile/Sottomarino possa immergersi sott’acqua e tornare alla superficie o
emergere.
Esso recita, pressappoco, così:
Un corpo immerso in un liquido riceve una spinta dal basso verso l’alto pari al volume di
liquido spostato dal suo peso.
Da ciò si evince che un qualsiasi natante per potere galleggiare deve avere almeno una parte che sia
stagna all’acqua e che il suo peso generi una spinta tale che gli permetta di immergersi ad
un’altezza inferiore rispetto quella della sua parte stagna. Se la spinta che il natante genera non è
sufficiente, esso affonderà miseramente.
Si è menzionata la parola “Sottomarini” e l’espressione “Riserva Di Spinta”, omettendo,
volutamente, la parola “Sommergibili”:
Credo che sia il momento di una spiegazione in proposito.
Definirò, per prima, l’espressione “Riserva Di Spinta”: essa indica, per qualsiasi natante, la capacità
di galleggiare del natante stesso, cioè la differenza tra peso e spinta della nave, ovvero il
dislocamento del volume di scafo stagno al di sopra del galleggiamento. E’ indicata da un rapporto:
(Dislocamento a pieno carico – Dislocamento al galleggiamento al centro disco)
Dislocamento a pieno carico.
Ciò è vero per una Nave, ma per un Sommergibile o Sottomarino il rapporto di cui sopra varia e
diviene:
(Dislocamento in immersione –Dislocamento in superficie a pieno carico)
Dislocamento in immersione.
Tale rapporto è identificato da un numero inferiore all’unità o, se si preferisce, è una percentuale
del dislocamento a pieno carico. Perché un natante si immerga è necessario che esso annulli la sua
riserva di spinta, così che il rapporto precedentemente menzionato sia nullo.
Mentre per una nave ciò non può e non deve mai accadere, pena la perdita per affondamento della
stessa, nel caso dei battelli, ciò è un’operazione essenziale ai fini dell’immersione. Da ciò si evince
che il battello deve avere una “Riserva di Spinta” da eliminare imbarcando acqua di zavorra che
annulli detta riserva. In sostanza, i moderni smgg. devono avere la possibilità di imbarcare e
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sbarcare facilmente dell’acqua per potere annullare / riacquisire la loro galleggiabilità o Riserva di
Spinta.
Il quantitativo di acqua che si imbarca / sbarca per poter effettuare l’operazione di immersione o di
emersione, definisce un battello e lo ascrive alla categoria dei Sommergibili o dei Sottomarini.
Infatti, se il quantitativo di acqua di zavorra è molto elevato, (20 – 40% massimo del Dimm.), il
battello è un SOMMERGIBILE; se tale quantitativo è modesto, (sino al 15 – 20% massimo del
Dimm.), il battello è ascrivibile alla categoria SOTTOMARINI.
Evoluzione del mezzo subacqueo
E’ da ricordare che, agli albori della storia subacquea si costruirono solo Sottomarini; infatti, gli
scafi dell’epoca hanno una piccola riserva di spinta, tanto che alcuni usano prendere l’immersione a
mezzo di un’elica verticale o con l’impiego dei timoni orizzontali.
Successivamente, con la scoperta del motore a ciclo Otto, prima, e Diesel successivamente, si apre
una nuova era nel campo dei battelli.
Stante, infatti, la scarsa autonomia che i battelli possiedono in immersione, ovviamente dovuta alla
mancanza di accumulo di un’energia di durata, per così dire, infinita. (si parla di energia motrice e
non di motore, perché, le limitazioni dei battelli sono funzione diretta della disponibilità di energia
in immersione, il motore è un fattore secondario) si concepì l’idea di costruire una Nave che si
immergesse.
Infatti, la possibilità di avere ampia autonomia in superficie e non disporne, invece, in immersione e
la volontà di sfruttare il fattore sorpresa che l’arma subacquea concede, fece si che, inizialmente,
sino all’avvento della propulsione nucleare prevalesse la tesi della nave che può navigare in
immersione. I natanti, perciò che saranno costruiti dall’inizio del novecento sino alla metà dello
stesso secolo, data dell’impiego a bordo dell’energia nucleare, saranno dotati di un’ampia riserva di
spinta, tale, cioè, da consentire all’unità di navigare senza pericoli in superficie e godere di quel
fattore sorpresa che la possibilità di immergersi gli consente.
Il Sommergibile è così in grado di navigare molto velocemente in superficie, ma di immergersi,
quando necessario, per portare, in battaglia, un’offesa improvvisa e potersi dileguare dalla scena del
combattimento senza lasciare traccia della sua destinazione.
Infatti, nel settembre del 1914, all’inizio del primo conflitto mondiale, il mondo restò sbigottito da
un’azione condotta da un Smg. U 9 Germanico, che affondò da solo tre Incrociatori Inglesi da
40.000 tonn..
E’ la dimostrazione della tragica potenzialità bellica del Smg., che, durante questo conflitto, subisce
un impulso eccezionale. Infatti, il dislocamento è, quasi, raddoppiato, aumentando, nel contempo,
autonomia e permanenza in mare delle unità e degli equipaggi, grazie, anche, all’aumentata
affidabilità dei macchinari ed alle migliorate condizioni di abitabilità. Lo scafo resistente é calcolato
per giungere e navigare a quote in immersione di gran lunga più elevate, (si raggiungono i 70 m.,
più del doppio delle quote raggiunte sino ad allora); rammentiamo che maggiore profondità di
immersione significa, per un battello, maggiore sicurezza e migliore difesa dagli attacchi delle
navi.
Si aggiunge il cannone all’armamento del Smg.; inoltre si sviluppano nuovi tipi di sommergibili atti
ad altri usi, ad esempio: il posamine.
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Ciò influenzò il tipo di scafo ( il contenitore ) utilizzato negli anni. Infatti, mentre nel secolo 19° si
costruirono Sottomarini a semplice scafo, nel prosieguo, con l’ammodernamento dei motori
produttori di energia (Diesel), delle batterie accumulatori e di propulsione, ma, avendo ancora come
limitazione all’impiego del Battello la durata della batteria accumulatori e la riserva di aria
respirabile quando in immersione, si costruirono Battelli a doppio scafo:
• Il primo, interno, resistente alla massima quota di immersione di notevole spessore e di
forma cilindrica con due tronchi di cono prodieri e poppieri e due calotte ad essi collegati.
• Il secondo, esterno, impiegato per alloggiare acqua di zavorra e nafta per l’alimentazione dei
motori e che, non dovendo resistere alla forte pressione esercitata dall’acqua di mare, era di
spessore decisamente inferiore a quello dello scafo resistente.
Dopo il conflitto, lo sviluppo del sommergibile subisce una pausa. Il programma dei miglioramenti
non segue un cammino ben preciso, si agisce alla giornata, per così dire. Un concetto è, però,
recepito e cioè che un aumento della velocità, sia in superficie che in immersione, è essenziale per il
sommergibile. Un forte impulso è dato alla ricerca di un motore primo: il diesel per la superficie, il
motore elettrico per l’immersione, migliorando nel contempo anche le batterie accumulatori,
necessarie per immagazzinare l’energia elettrica da usare nella propulsione subacquea.
I risultati all’inizio del nuovo conflitto mondiale sono buoni per quanto attiene alla navalizzazione
dei battelli, ma vanno a discapito della resa in immersione. Infatti, uno scafo valido per navigare in
superficie non è altrettanto valido per navigare in immersione. Perciò, mentre le velocità raggiunte
in superficie sono dell’ordine dei 18/20 nodi, in immersione si raggiungono, per poco tempo,
velocità di circa 9/10 nodi, mentre la velocità continuativa è dell’ordine dei 4/5 nodi e forse meno.
Viene incrementata molto, invece,la quota dei sommergibili e ciò grazie anche, ma non soprattutto,
all’adozione della saldatura nella costruzione dello scafo resistente (gli scafi nel
periodo precedente erano del tipo chiodato). Si raggiungono quote superiori ai 100 m., ma con
coefficienti di sicurezza tali da consentire agli scafi di resistere a pressioni ben più elevate di quelle
per cui sono stati progettati. Durante la seconda guerra molti scafi, è noto, hanno tranquillamente
superato i 150 m. senza danni rilevanti, anche se con grandi ansie e timori degli equipaggi.
Nel dopoguerra non vi sono miglioramenti essenziali nella filosofia costruttiva dei sommergibili;
bisogna attendere gli anni intorno al 1950, periodo in cui l’impiego del reattore nucleare, come
riserva di energia, a bordo di un sommergibile, consente migliorie eccezionali nella realizzazione di
nuovi sottomarini, e non a caso ho detto sottomarini.
Infatti, non dovendosi più preoccupare della mancanza di energia, incubo di tutti i sommergibilisti, il reattore ne fornisce in grande quantità -, si ritorna all’antico concetto di sottomarini, cioè, unità
che naviga prevalentemente sotto acqua senza necessità di dover emergere per soddisfare le più
piccole necessità.
Aumentano anche le potenze sviluppabili in immersione e perciò le velocità possibili, sono perciò
necessarie nuove forme di scafo, più idonee delle vecchie forme navalizzate ad incontrare minore
resistenza all’avanzamento in immersione e che consentano, pertanto, maggiori velocità.
Contemporaneamente, si migliorano i sistemi di calcolo dello scafo resistente; la metallurgia viene
in ausilio al progettista, consentendogli di prescrivere nuovi tipi di acciaio che permettono il
raggiungimento di quote considerate proibitive, sino al allora, con coefficienti di sicurezza elevati.
D’altronde la migliorata qualità dei mezzi di ascolto ed individuazione dei sottomarini
impongono che questi raggiungano una quota sempre maggiore per potersi meglio nascondere
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nel seno del profondo mare sottraendosi, anche, alla caccia spietata che un nuovo mezzo,
l’elicottero, gli porta dall’aria.
L’avvento dell’energia nucleare, fa tornare in auge il concetto di Sottomarino.
La fonte di energia inesauribile, nel breve periodo, fa si che il sottomarino possa provvedere a tutte
le sue necessità svincolandosi dalla superficie.
La permanenza in immersione non è più limitata dalla scarsa autonomia di energia o di aria, ma
dalla capacità di resistenza e di adattamento degli equipaggi ad una sorta di reclusione in un mondo
fatto d’acciaio, anche se esso è vivo e pulsante.
I concetti informativi della progettazione degli scafi dei sottomarini nucleari vengono applicati
anche agli scafi dei sottomarini, detti convenzionali, perché sfruttano, per la propulsione, energia
prodotta dalla trasformazione di carburanti diversi dal nucleare.
Si adeguano anche i concetti operativi, i battelli nucleari e convenzionali si immergono all’uscita
dal porto, operano prevalentemente in immersione. Per i sottomarini convenzionali, si migliorano,
per consentire loro tale “ modus operandi”, le prestazioni dell’apparato motore, talvolta
esasperandole, tentando di recuperare il massimo rendimento dall’ottimizzazione di ogni singolo
componente del sistema propulsivo e di accumulo di energia.
All’uopo, i sommergibili prima, ed i sottomarini, in seguito, vengono dotati di snorkel, apparato
composto da:
- un tubo di aspirazione, utilizzato per aspirare aria comburente per i motori diesel,
permettendo al battello di navigare a quota periscopica, caricando nel contempo: le batterie e
l’aria compressa e consentendo di effettuare un ricambio d’aria all’interno dell’unità;
- un tubo di scarico per espellere i gas di scarico del motore diesel;
- valvole d’intercettazione sia sul lato aspirazione che scarico per intercettare le tubature
quando in immersione a quota profonda o quando si cessa lo snorkel permanendo a quota
periscopica.
Esso viene migliorato nelle forme che vengono rese più adatte a penetrare il mare senza creare
onde, diminuendo il bersaglio visivo e radarabile; perciò, si agisce sulle parti esposte che vengono
progettate in modo da offrire il minor bersaglio possibile ai sistemi di scoperta delle navi e degli
aerei specializzati nella caccia ai sottomarini, come nella classe Sauro, ove si è resa la testa dello
snorkel fluttuante.
Ma, quali sono i problemi che deve affrontare il progettista di un Sommergibile o di un
Sottomarino? Esaminiamoli brevemente.
Il progetto del Sommergbile/Sottomarino.
Scelta del Dislocamento.
E’ in assoluto la prima scelta da fare. Essa è funzione di molteplici fattori, elenchiamone alcuni:
• Missione da compiere: Durata e Scopo.
• Tipo di propulsione: Convenzionale o Nucleare.
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• Tipo di armi da imbarcare e sistema d’arma da utilizzare: Siluri, Missili, Sistema d’arma
integrato ( Marine Militari più moderne ed avanzate tecnologicamente ) o non integrato (
Marine Militari più convenzionali).
• Impianti di scoperta: Sonar, Radar, Ecogoniometro.
Fondamentale, comunque, nella scelta del Dislocamento è il tipo di propulsione che si adotta.
Infatti, un Sottomarino a propulsione Nucleare, per la complessità e pericolosità del tipo di apparato
propulsivo e dei suoi ausiliari, non può scendere al di sotto delle 3000/4000 tonnellate di
Dislocamento.
Essendo il peso del reattore e dei suoi apparati ausiliari notevole ( si consideri soltanto la necessità
di incapsulamento del reattore, acciocché non si trasmettano radiazioni all’esterno) le dimensioni
del battello devono essere strettamente correlate alle dimensioni dell’impianto di propulsione, onde
avere una spinta che ne consenta la galleggiabilità.
E’ da menzionare che lo sviluppo del progetto di una qualsiasi Unità Navale, di superficie o
subacquea, è sempre effettuato sulla base di una Specifica emanata dalla Marina Militare, ma
facendo riferimento a progetti e costruzioni già esistenti, ovviamente migliorando ed affinando le
caratteristiche del mezzo in funzione di quanto richiesto in Specifica.
L’operazione progetto non si esaurisce in una sola mandata, ma esso deve essere sempre affinato,
sino a raggiungere il meglio possibile in termini di qualità nautiche ed ovviamente belliche.
Scelta dello scafo. Sua evoluzione
E’ funzione del Dislocamento, ma, anche:
• Del tipo di Unità Subacquea, (Convenzionale, Nucleare).
• Dell’armamento di cui è dotata.
• Della sua abitabilità.
• Della quota cui l’Unità dovrà operare.
Evoluzione dello scafo dei Sommergibili/Sottomarini. Sua descrizione.
La forma di scafo muta nel tempo.
Dallo scafo con una prora simile a quella della navi di superficie, tipico sino agli anni 50, era
dell’entrata in servizio del primo Sottomarino a propulsione nucleare, si passa alla forma a goccia
dei sottomarini nucleari o ad un ibrido che consenta al Sottomarino di navigare più velocemente in
immersione che in superficie.
In entrambe i casi lo scafo dei Sommergibile/Sottomarini si compone di uno scafo leggero ed uno
resistente, come ricordato in precedenza, anche se di forme decisamente diverse.
Stabiliamo cosa si intende per scafo leggero o falso scafo e cosa si definisce come scafo resistente,
indicandone, inoltre, l’impiego:
- Scafo leggero o falso scafo è la carenatura esterna del battello, sempre in comunicazione
con il mare quando l’unità è in immersione e che perciò, essendo alla stessa pressione del
mare che lo circonda, non abbisogna di essere particolarmente resistente.
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Poiché, per principio, nessuno spazio a bordo deve essere sprecato e la carenatura offre
volumi da riempire, nello scafo leggero si ricavano casse e si pongono oggetti e macchinari,
che altrove disposti, creerebbero la necessità di variare uno dei principi basilari della nostra
fisica, quale l’impenetrabilità dei corpi, essendo buona norma di ogni progettista, come di
ogni buon sommergibilista di riempire tutti i buchi a disposizione.
Per lo più, le casse contengono acqua di zavorra che deve servire ad annullare la riserva di
spinta del battello, sia esso un sommergibile o un sottomarino. Inoltre, lo scafo leggero serve
a contenere alcune bombole d’aria compressa e sensori di vario tipo, quali sonar, idrofoni,
telefoni subacquei, ecoscandagli, percettori della salinità e della temperatura del mare.
Apparecchiature queste di vitale importanza per la navigazione del battello in immersione.
Infatti:
- il sonar, paragonabile ad un radar subacqueo (sfrutta però energia elettroacustica), usato
passivamente, cioè solo in ricezione, e l’idrofono sono entrambe le orecchie del battello che
è cieco nella profondità degli abissi. Essi sono gli unici mezzi che consentono al Comando
di Bordo di sapere cosa accade all’esterno e di agire di conseguenza prendendo la giusta
decisione al momento giusto. Coloro che hanno avuto il piacere di leggere “Caccia ad
Ottobre Rosso” di Tom Clancy, avranno avuto le prove di questa mia affermazione e di
quanto preziosi siano questi strumenti per la navigazione subacquea;
- il telefono subacqueo consente le comunicazioni, peraltro rarissime, tra unità e viene spesso
usato come ausilio all’idrofono ed al sonar per meglio valutare la situazione operativa;
- l’ecoscandaglio consente, le rarissime volte che viene usato, di avere un panorama del fondo
marino e delle sue batimetriche o linee di profondità del mare;
- i percettori di salinità e di temperatura dell’acqua di mare sono di ausilio, sia all’Operativo,
che con il variare delle condizioni batitermografiche, riesce a dedurre eventuali
contromisure da prendere nei confronti di bersagli navali; sia all’Ufficiale all’Assetto che
riesce dall’esame delle curve a stabilire con notevolissima approssimazione quanta acqua
deve essere imbarcata o sbarcata al fine di conservare il peso del sottomarino immerso pari a
0.
Fa parte dello scafo leggero anche la falsa torre che serve a carenare, in genere, la
garitta di fuoriuscita dal battello, le antenne che consentono il riconoscimento di bersagli,
quali:
- il radar, usato prevalentemente in superficie e, molto raramente, onde evitare di essere
individuato, quando si è a quota periscopica;
- i periscopi, che consentono la visione dei bersagli navali o aerei, allorché il battello naviga a
quota periscopica o allo snorkel;
- l’ECM che consente, inviando dei segnali durante la navigazione snorkel o periscopica, di
individuare se il bersaglio che si avvicina è amico o nemico;
- le antenne che consentono al battello di comunicare via radio con il proprio comando,
quando in superficie o navigando a quota periscopica;
- infine, una particolare cassa, detta EMERSIONE, che, se vuota, da una spinta positiva al
battello, consentendogli, in condizioni normali, di tornare in superficie affiorando con la
falsa torre.
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Lo scafo leggero serve, ancora, ad alloggiare altri macchinari necessari ai più
disparati usi come: l’ancora, l’argano, il verricello. Generalmente, esso serve a contenere la
zavorra fissa, costituita da pani di piombo; credo che sia facilmente intuibile che, con una
riserva di spinta così bassa, il progettista faccia ogni possibile sforzo per contenere il peso
delle apparecchiature imbarcate ad un livello molto modesto, per cui è giocoforza, all’atto
della pesata finale prima delle prove in mare, aggiungere zavorra. Per chiarire ogni
malinteso, desidero puntualizzare che un certo quantitativo di zavorra fissa è prevista nei
pesi da imbarcare, questo al fine di aumentare la stabilità di peso del battello fattore
importantissimo per la sua operatività in sicurezza.
-
Scafo resistente, invece, è quello che deve resistere alla pressione che il mare esercita su di
esso, quando immerso. Infatti, mentre all’esterno lo scafo è circondato da acqua, all’interno,
essendo esso stagno, vi è aria, la cui pressione è pressoché quella atmosferica. Lo scafo
resistente di un Sottomarino moderno, perciò, deve fronteggiare pressioni di 30 – 40 kg/cm²
e più, dovute al fatto che sulla sua superficie insiste il peso di una colonna d’acqua pari alla
massima quota operativa cui il battello si trova immerso. Per tale motivo, lo scafo deve
essere particolarmente robusto e dare, nel tempo, garanzie di massima sicurezza e durata.
All’uopo, esso è progettato, costruito e, mi si passi il termine, “coccolato”, durante la sua
vita, così da essere sempre sicuri che possa contrastare in ogni circostanza le enormi forze
che tendono a schiacciarlo. Esistono, attualmente, metodi di calcolo computerizzato che
consentono di calcolare in modo sicuro lo spessore dello scafo e la sua variabilità a seconda
dei vari locali e della sua forma esterna. Nella sua costruzione, attualmente, vengono
impiegati sistemi di saldatura e mezzi di controllo sofisticati. Si tenga presente che la
circolarità dello scafo resistente è fondamentale ai fini della sua resistenza alla pressione e
che il suo scostamento dalla perfetta circonferenza non deve essere superiore a 2,5 millesimi
del diametro stesso. Essenziale sono, oggi, per fronteggiare le forti pressioni, cui gli scafi
devono resistere, i tipi di acciaio ad alta resistenza che vengono impiegati e che necessitano,
nella fase costruttiva dei Sottomarini, di particolari cautele. Lo HY80, impiegato nella
costruzione dei Sottomarini Cl. Sauro, necessitava di un pre-riscaldamento lento a circa
120° C e di un post-raffreddamento lento dopo la saldatura, rendendo estremamente lungo il
tempo di assiemamento dei vari blocchi e sezioni costituenti le Unità. Per rimediare
all’inconveniente si è ricorso all’automazione svincolando, dove possibile, l’operazione di
saldatura dall’intervento dell’uomo. Al giorno d’oggi si impiegano nuove leghe speciali al
Titanio o amagnetiche.
Determinazione dell’Apparato Motore di propulsione, degli impianti, macchinari ausiliari e
dei sistemi d’arma.
La scelta dell’Apparato Motore di propulsione è effettuata con calcoli, ma rifacendosi sempre ad
Unità già esistenti. Successivamente, eseguendo prove alla Vasca, si determina con la massima
approssimazione la Potenza necessaria alla propulsione dell’Unità alle velocità richieste dal
Committente.
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Impianti e macchinari vengono opportunamente calcolati e disegnati in funzione sia delle scelte
effettuate per l’Apparato Motore, sia della specifica per i vari servizi di bordo, sia del risultato delle
ricerche eseguite nel mercato per trovare quanto di più possibilmente moderno e confacente alle
richieste del Committente. Quanto sopra vale anche per il sistema d’arma, che, in genere, è già stato
scelto e definito dalla Marina Militare.
Scelta dell’elica di propulsione.
E’ una scelta tra le più difficili e che deve tenere conto di molteplici fattori, tra i quali:
• Evitare che l’elica caviti. Il fenomeno produce rumori indesiderati (canto dell’elica), oltre al
danneggiare l’elica stessa (fenomeno del “pitting”o vaiolatura ).
• Evitare che l’elica canti alle varie andature. Il rumore che essa produce può rivelare la
presenza del Sottomarino, cosa inaccettabile per un mezzo di tale fatta.
Anche per il progetto dell’elica si ricorre a comparazione con studi e realizzazioni precedenti, salvo
la prova finale alla vasca che determina la bontà della scelta fatta.
La Stabilità.
Altro aspetto fondamentale nel progetto dei Sommergibili, dopo averne dimensionato e scelto lo
scafo, i macchinari e gli impianti sulla base delle specifiche emanate dalla Marina Militare ed
avendone, inoltre, disegnato la sistemazione, è la determinazione della Stabilità dell’Unità.
Si definisce, anche se in forma non rigorosamente scientifica, stabilità di un natante la sua capacità
di reagire a qualsiasi forza che agisca sullo scafo e che tenti di sbandare il natante sia in senso
trasversale che longitudinale.
In genere le navi hanno una stabilità di forma ed una stabilità di peso ed entrambe contribuiscono a
realizzare la stabilità totale della nave. In un battello, la stabilità varia se esso è in superficie o se
esso è in immersione.
Infatti:
- se il battello è in superficie, ai fini della stabilità si comporta come una nave; quindi avrà
una stabilità di peso e di forma;
- se il battello è immerso, non ha più stabilità di forma, ma solo di peso ed essa è uguale sia in
senso longitudinale che in senso trasversale.
Nella progettazione di un battello, oggi si tende a dare al sottomarino sempre stabilità positiva,
mentre, in passato, all’atto dell’immersione, il battello, sia pure per un breve istante, aveva stabilità
nulla o addirittura negativa. Infatti, si veniva a determinare durante l’immersione un inversione di
posizione del centro di carena con il centro di gravità con annullamento dell’altezza metacentrica.
Come detto, oggi si tende a far si che la stabilità sia sempre positiva in quanto, già in superficie, il
centro di gravità si trova sotto il centro di carena. Ciò rende il battello più duro all’azione del mare,
ma senza meno più sicuro in quella fase così delicata che è l’immersione.
E’ ovvio che dopo la costruzione, il battello effettui una lunga serie di prove per determinare la
riuscita del progetto, ma, soprattutto, la rispondenza del manufatto alla specifica tecnica del
Committente.
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L’esercizio: l’Immersione, l’Emersione, la Navigazione.
Consideriamo ora una fase tra le più interessanti della vita operativa del battello: l’immersione e
l’emersione.
Il battello, in superficie ha una riserva di spina che gli consente di galleggiare; per immergersi tale
riserva deve essere annullata; ciò è possibile allagando le casse di zavorra (in passato i
sommergibili usufruivano di una spinta negativa, per accelerare la presa dell’immersione, allagando
una particolare cassa chiamata Rapida), e la cassa Emersione.
Ma l’avere annullato la riserva di spinta non è detto che consenta al battello di essere in equilibrio
statico in acqua, sarebbe diabolico che ciò si realizzasse. Infatti, esistono a bordo pesi variabili in
funzione del numero di persone di equipaggio (peso degli uomini, peso dei viveri e delle bevande,
dei bagagli personali), delle dotazioni e delle armi trasportate a bordo. Detti pesi hanno un’influenza
notevole sul comportamento del battello all’atto dell’immersione, tanto che è possibile che l’unità
sia leggera o pesante e che perciò debba essere necessario compensare detti pesi non prevedibili in
fase di progetto. Inoltre, la dislocazione e la concentrazione dei pesi è varia a bordo, per cui è
possibile che si generino delle inclinazioni longitudinali, che ai sommergibilisti non piacciono e che
debbono essere eliminate; cioè il battello va messo in assetto.
Perché queste operazioni siano possibili esiste un servizio importantissimo che si chiama Assetto e
Compenso e che permette di dosare, con una approssimazione di 100 kg, il battello in immersione.
Vediamo ora cosa accade in fase di emersione, le Casse Zavorra sono piene d’acqua, così come la
Cassa Emersione. E’ necessario vuotarle per poter emergere. Perché l’operazione sia fatta il più
rapidamente possibile (questa attività, come quella dell’immersione, corrisponde ad una maggiore
vulnerabilità del battello), è necessario vuotare le casse con aria, che è il mezzo di espulsione più
rapido. Ciò viene fatto con aria compressa ad alta pressione (300 kg/cm²) stivata in bombole
dislocate sia all’interno sia all’esterno del Sommergibile, come menzionato in precedenza.
Dunque, esiste a bordo un altro servizio importante per effettuare questa operazione, esso è il
Servizio Aria A.P. , è composto generalmente, di due compressori di grossa portata e che
raggiungono pressioni elevatissime e di un circuito composto da una rete di tubolature, da riduttrici,
da valvole, tastiere.
E’ paragonabile al sistema sanguigno che irrora il corpo umano.
Il sottomarino, sia in superficie che in immersione si muove e governa, è essenziale conoscere quali
siano i sistemi di propulsione oggi più usati.
I sottomarini, cosiddetti nucleari, si muovono in superficie così come in immersione sfruttando lo
stesso tipo di propulsione. Essi usano l’energia nucleare, cioè il prodotto della fissione nucleare nel
reattore, per riscaldare dell’acqua trasformandola in vapore, il quale a sua volta viene immesso in
turbine a vapore, che, a mezzo di giunti riduttori, trasmettono il moto all’asse portaelica.
I sottomarini, detti convenzionali, invece, hanno un apparato motore che sfrutta l’energia prodotta
da motori diesel e trasformata in energia elettrica da generatori di corrente da essi trascinati, dinamo
in c.c./alternatori. Tale energia elettrica, quando in superficie, viene accumulata in batteria di
accumulatori e da questi fornita ad un motore elettrico di propulsione accoppiato all’asse dell’elica.
In immersione, poiché i motori diesel abbisognano di aria comburente in notevole quantità e non
sarebbe perciò possibile alimentarli in alcun modo, la propulsione viene effettuata a mezzo
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dell’energia accumulata in superficie nelle batterie e di un motore elettrico accoppiato all’asse
portaelica.
La propulsione diesel elettrica può essere effettuata, anche in immersione,ma a quota snorkel;
l’unità è molto vicino alla superficie ed a mezzo dei due tubi di aspirazione aria e scarico gas
combustibile, riesce a propellere soddisfacendo esigenze quali la carica delle batterie accumulatori,
la carica dell’aria compressa ed il ricambio dell’aria respirabile nell’interno dell’unità, senza
ricorrere ai sistemi di rigenerazione dell’aria che, di norma, vengono usati in immersione.
Quest’ultima esigenza non ricorre a bordo dei sottomarini nucleari, ove, in genere, l’ossigeno è
prodotto per elettrolisi dell’acqua e la CO2 viene assorbita da fissatori chimici posti nel sistema di
estrazione. Ciò è possibile perché l’energia è sovrabbondante sui nucleari.
E, veniamo al governo del sottomarino in immersione.
I battelli che navigano in immersione devono potersi muovere nello spazio, anche se liquido;
abbisognano, perciò, di timoni che li dirigano e di sistemi che li comandino.
Le varie funzioni di governo, sul piano orizzontale e nel piano verticale, sono espletate da timoni
che a seconda delle loro funzioni sono detti: verticali od orizzontali. Generalmente, il timone
verticale sui sommergibili è di tipo totalmente o parzialmente compensato, unico e posto in centro
nave a poppa. I TT.OO. sono, di solito, due coppie, una prodiera e l’altra poppiera. Alla prima è
affidato il governo in quota, alla seconda il governo dell’appruamento o appoppamento dell’unità.
Le due coppie possono essere manovrate indipendentemente l’una dall’altra.
Sui moderni sottomarini, la tendenza è di avere tre coppie di timoni:
- la verticale, posta a poppa, nel piano longitudinale di mezzeria del battello;
- l’orizzontale poppiera, posta a 90 gradi rispetto alla coppia verticale così da formare una
croce con quella verticale;
- la coppia orizzontale prodiera, generalmente sistemata in vela o falsa torre, talvolta, ma si
tende oggi ad evitarlo, a prora estrema. Ciò è fatto in funzione della sistemazione dei sensori
del sottomarino, per non disturbare l’ascolto con rumori di fondo accresciuti a causa del
rumore dei TT.OO..
A causa dell’aumento notevole delle velocità raggiungibili in immersione grazie sia alle nuove
forme di scafo – che nei sottomarini convenzionali permettono di raggiungere velocità di 20 nodi sia alla propulsione nucleare (30%40 nodi rispetto alle basse velocità dei Sommergibili ante 1950),
la tendenza odierna, è di avere una sola console di manovra che consenta, addirittura, ad un solo
uomo di governare la rotta e la quota del battello. Ovviamente le coppie dei timoni orizzontali sono
vincolate l’una all’altra e si muovono sempre all’unisono e, sempre, a contrasto accentuando la loro
influenza sull’angolazione del battello. Inutile dire che l’azione dei timoni è tanto maggiore quanto
è più elevata la velocità del battello e la loro superficie.
Molte altre cose potrebbero essere dette ed io non mi stancherei di dirle, giacché essere
Sommergibilista ed amare profondamente questo mezzo e questo stile di vita è un tutt’uno, una
simbiosi che non può venire mai meno, anche con il passare degli anni. Ma non posso e non voglio
approfittare oltre del vostro tempo. Desidero concludere, prima di accomiatarmi con un arrivederci
ed un grazie per la vostra attenzione, rivelandovi qual è la filosofia di Vita del Sommergibilista, con
il seguente pensiero spesso ripetuto nelle guardie notturne, in navigazione, ai giovani appena
imbarcati:
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“ Quando nella manovra di un moderno Sommergibile tutti intorno a Te si agitano
freneticamente ed il panico cresce rapidamente e, nonostante ciò, Tu riesci a mantenere la
massima calma e padronanza di Te; non Ti inorgoglire, vuol dire che non hai capito un
accidente”.
Giambattista Melissari
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di G. Melissari - Marinai di Gemona

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