I sottomarini A.I.P. classe S-80 Plus (o classe Isaac Peral)

La classe S-80 Plus (o classe Isaac Peral, dal nome dell'unità capoclasse) è una classe di sottomarini AIP d'attacco (SSK-AIP) progettati da Navantia per l'Armada Española.
Il progetto trae origine dalla classe Scorpène, progettata da DCNS e Navantia, poi in seguito a disaccordi tra le due aziende circa l'esportazione, il progetto Scorpène è rimasto in capo alla DCNS e la Navantia ha sviluppato il progetto S-80.

I sottomarini sono dotati del sistema di propulsione AIP a celle a combustibile (Reformed methanol fuel cell) progettato per un alto grado di autonomia sott'acqua. Secondo il loro design, gli S-80 sono molto più avanti rispetto ai sottomarini diesel-elettrici convenzionali e addirittura superiori agli AIP convenzionali delle ultime generazioni. Sono sottomarini oceanici di medio tonnellaggio con la capacità di svolgere missioni di lunga durata in scenari lontani dalla loro base, agendo con un minimo di indiscrezione. Avranno un sistema di controllo della piattaforma integrato che funzionerà con un piccolo staff e un alto grado di automazione con controllo remoto. Le caratteristiche di questa classe di navi li collocherebbero ad un livello vicino a quelli della propulsione nucleare.

La classe S-80 Plus (o classe Isaac Peral ) è una classe spagnola di quattro sottomarini in produzione dalla società spagnola Navantia nel suo cantiere navale di Cartagena per la Marina spagnola. In comune con altri sottomarini contemporanei, presentano una propulsione indipendente dall'aria.

Classe S-80 Plus:

• Cantiere: Navantia, Cartagena
• operatori: Marina spagnola
• Preceduto da: Classe Agosta
• Costo: € 4 miliardi programma completo ca.
• Costruzione: 2007-2021 (?)
• In commissione: 2022 (previsto)
• Unità previste: 4
• Costruzione: 4
• Completato: 0
• Genere: Sottomarino con AIP
• Dislocamento: In emersione 3.200 tonnellate -  3.777 tonn. in immersione;
• Lunghezza: 81,05 m
• Larghezza: 11,68 m
• Pescaggio: 6,20 m

Propulsione:

• 1 albero di etanolo-AIP
• 3 motori a bioetanolo (3 x 1.200 kW)
• 1 motore elettrico (3.500 kW), 1 unità cella a combustibile AIP (300 kW)

Velocità:

• 12 nodi emersi
• 19 nodi immersi

Equipaggio: 32 (più 8 incursori)

Armamento: 6 tubi siluro da 533 mm con siluri DM2A4 e missili Harpoon.

Il primo doveva entrare in servizio nel 2015 e il secondo nel 2016, ma "problemi di squilibrio di peso" e di forti incomprensioni con i cantieri francesi hanno ritardato il progetto di 7 anni. La Isaac Peral (S-81), è in costruzione e dovrebbe essere consegnata entro dicembre 2022. La classe S-80 è stata anche offerta per l’esportazione.

FUNZIONALITA’

I sottomarini di classe S-80 Plus sono progettati per migliorare le missioni in scenari di forte minaccia. La loro mobilità operativa consentirà loro di operare in aree remote, viaggiando discretamente ad alta velocità. Il loro sistema di propulsione indipendente dall'aria (AIP), di nuova concezione tecnologica, garantirà loro la capacità di rimanere in un'area operativa per un periodo di tempo molto lungo senza essere rilevato.

Le funzionalità includono:

• Un sistema di combattimento per l'acquisizione di bersagli multipli in diversi scenari
• La capacità di trasportare personale, comprese forze operative speciali
• Segnali magnetici e a basso rumore per ridurre al minimo il rilevamento
• Segnali radar e infrarossi bassi per ridurre al minimo il rilevamento.

PROPULSIONE

Il sistema AIP (propulsione indipendente dall'aria) dell'S-80 si basa su un processore a bioetanolo costituito da una camera di reazione e diversi reattori Coprox intermedi. Fornito da Hynergreen di Abengoa, il sistema trasforma il bioetanolo (BioEtOH) in idrogeno ad alta purezza. L'output alimenta una serie di celle a combustibile della società UTC Power .

Il riformatore viene alimentato con bioetanolo come combustibile e ossigeno (immagazzinato come liquido in un serbatoio criogenico ad alta pressione), generando idrogeno e anidride carbonica come sottoprodotti. L'idrogeno prodotto e più ossigeno alimentano le celle a combustibile.

Il processore del bioetanolo produce anche un flusso di biossido di carbonio altamente concentrato e altri gas in traccia che non vengono completamente bruciati durante la combustione. Questo flusso di gas viene miscelato con acqua di mare in uno o più lavasciuga a espulsione venturi e quindi attraverso un nuovo sistema, SECO 2 (o sistema di rimozione della CO 2 ), sviluppato da Bionet, il cui scopo è dissolvere le "bolle" della CO 2 in acqua a livelli non rilevabili. 

Le portate di ossigeno e carburante sono determinate direttamente dalla domanda di energia. La potenza AIP nel sottomarino S-80 è di almeno 300 kW (400 CV). Un motore elettrico a magneti permanenti muove un'elica fissa con un design speciale, che non crea cavitazioni ad alta velocità.

STORIA

Negli anni '80 la Francia iniziò gli studi per la sostituzione dei loro sottomarini diesel di classe S-60 Daphné. Il cantiere francese DCNI ideò un nuovissimo design chiamato S-80, con uno scafo a goccia e nuove armi e sensori, che il loro governo decise di non finanziare. La DCNI quindi propose un'opzione più economica denominata S-90B, un sottomarino di classe S-70 Agosta con miglioramenti limitati che fu nuovamente respinto dalla Marine Nationale ma che fu esportato in Pakistan. 

Nel frattempo, la Spagna doveva affrontare lo stesso problema per sostituire i vecchi Smg. Classe Daphné, noti come classe Delfín nel servizio spagnolo, come parte del piano ALTAMAR. 

Bazán (in seguito Izar, e poi Navantia) iniziò un nuovo design in joint venture con l'S-80 francese. Questo progetto comune fu mostrato a Le Bourget Navale nell'ottobre 1990. 

La fine della Guerra Fredda bloccarono i finanziamenti e la joint venture dovette attendere fino al 1997 per la prima vendita alla Marina Cilena nel nuovo design, che fu designata la classe Scorpène per i mercati di esportazione. 

Lo stesso anno la Spagna riprese ad esaminare le sue esigenze e, nel 1998, comunicò che avrebbe acquistato quattro Scorpène, opzionalmente con un sistema di propulsione indipendente dall'aria (AIP) per una maggiore persistenza in immersione. Il requisito per la variante S-80 Scorpène fu completato nell'ottobre 2001. Questo fu presto superato da eventi, poiché l'Armada (la marina spagnola) divenne più interessata all'uso dei sottomarini per la proiezione di potenza in un ruolo più statico e difensivo. Il nuovo requisito prevedeva un sottomarino più grande con missili anti-nave e per l’attacco terrestre, che divenne noto come design S-80A. Si trattava di un sottomarino AIP con un diametro dello scafo di 7,3 metri rispetto ai 6,2 metri della famiglia Scorpène e uno dislocamento in immersione di circa 2.400 tonnellate contro le 1.740 tonnellate, superfici del timone più grandi e una diversa posizione delle alette.

Il governo spagnolo approvò l'acquisto di quattro sottomarini S-80A nel settembre 2003 firmando un contratto con i cantieri Izar nel marzo 2004. L'accordo originale era per € 1.756 milioni per progettare e costruire quattro sottomarini, circa € 439 milioni per ogni unità, ma nel 2010 questa cifra era già salita a € 2.212 milioni. Il piano prevedeva che la prima unità fosse consegnata nel 2011. Nel 2011 la crisi di bilancio della Spagna ritardò ulteriormente la prima consegna fino al 2015, con le rimanenti unità da consegnare a intervalli di un anno fino al 2018. La costruzione dell'S-81 è iniziata il 13 dicembre 2007. Nel gennaio 2012 sono stati annunciati i nomi, in onore di tre ingegneri che hanno fabbricato sottomarini e rispettivamente il primo comandante della forza sottomarina spagnola - Isaac Peral (S-81), Narciso Monturiol (S-82),  Cosme García (S-83) e Mateo García de los Reyes (S-84). 

Nel maggio 2013, Navantia ha annunciato che era stato identificato un grave difetto di progettazione degli squilibri che avrebbero ritardato la consegna del primo sottomarino alla Marina spagnola fino al 2017. Durante questo periodo fu aggiunto un peso in eccesso di 75-100 tonnellate al sottomarino costruzione e con il vecchio design il sottomarino non era in grado di riaffiorare dopo l'immersione. 

Un ex funzionario spagnolo ha affermato che il problema poteva essere ricondotto a un errore di calcolo - a quanto pare qualcuno aveva messo un punto decimale nel posto sbagliato o con l'aggiunta di nuovi dispositivi tecnologici. L’allungamento del sottomarino avrebbe creato una galleggiabilità aggiuntiva, sebbene al costo di 7,5 milioni di euro al metro. Il progetto soffriva anche di un sistema AIP poco performante (che doveva consentire al sottomarino di rimanere in funzione per 28 giorni ma lo era per soli 21 giorni); nel giugno 2013 il Ministero della Difesa spagnolo annunciò che Navantia aveva firmato un contratto con la società americana General Dynamics Electric Boat allo scopo di risolvere le problematiche tecnologiche e di diminuire il peso in eccesso. Nel settembre 2014, il sovrappeso rilevato fu risolto e i lavori di costruzione erano pronti per riprendere a fine ottobre 2014. Nel novembre 2014, Navantia ha nuovamente riferito di aver completato i lavori di riprogettazione per affrontare il problema di sovrappeso. Complessivamente, lo scafo è stato allungato di sette metri e il dislocamento aumentato di 75 tonnellate. A partire da gennaio 2018, la data di consegna prevista per il primo sottomarino era quella del mese di settembre 2022. Nel gennaio 2017, è stato riferito che il sistema AIP non sarebbe stato pronto per la data di consegna del primo sottomarino. 

La Marina indiana ha manifestato un interessamento per l'S-80 e per la sua prossima generazione di sottomarini nell'ambito del Progetto 75I. 

ENGLISH

The S-80 Plus class (or Isaac Peral class) is a Spanish class of four submarines in production by the Spanish company Navantia in its Cartagena shipyard for the Spanish Navy. In common with other contemporary submarines, they feature air-independent propulsion.

The first was planned to enter service in 2015, and the second in 2016, but "weight imbalance problems" delayed the project for 7 years. The lead ship in the class, the Isaac Peral (S-81), is under construction, and is expected to be delivered by December 2022. The S-80 class has also been offered for export.

Capabilities

S-80 Plus-class submarines are designed to improve threat scenario missions. Their operational mobility will allow them to operate in remote areas, traveling discreetly at high speeds. Their air independent propulsion(AIP) system, of new technological design, will ensure their ability to remain in an area for a very long period of time without being detected and their ability to operate in possible conflict zones.

Capabilities include:

• A combat system for multiple target acquisition in different scenarios
• The ability to transport personnel, including special operations forces
• Low noise and magnetic signatures in order to minimize detection
• Low radar and infrared signatures in order to minimize detection.

Propulsion

The S-80's AIP (air independent propulsion) system is based on a bioethanol-processor consisting of a reaction chamber and several intermediate Coprox reactors. Provided by Hynergreen from Abengoa, the system transforms the bioethanol (BioEtOH) into high purity hydrogen. The output feeds a series of fuel cells from UTC Power company.

The Reformator is fed with bioethanol as fuel and oxygen (stored as a liquid in a high pressure cryogenic tank), generating hydrogen and carbon dioxide as subproducts. The produced hydrogen and more oxygen is fed to the fuel cells.

The bioethanol-processor also produces a stream of highly concentrated carbon dioxide and other trace gases that are not burned completely during combustion. This gas flow is mixed with sea water in one or more ejector venturi scrubbers and then through a new system, SECO2 (or CO2 Removal System), developed by Bionet, and whose purpose is to dissolve the "bubbles" of CO2 in water to undetectable levels.

The oxygen and fuel flow rates are directly determined by the demand for power. The AIP power in the S-80 submarine is at least 300 kW (400 hp). A permanent-magnet electric motor moves a fixed propeller of a special design, that doesn't create cavitations at high speed.

History

In the 1980s France began studies for the replacement of their S-60 Daphné-class diesel submarines. The French shipyard DCNI came up with an all-new design called S-80, with a teardrop hull and new weapons and sensors, which their government decided not to fund. DCNI then proposed a cheaper option called the S-90B, an S-70 Agosta-class submarine with limited improvements which was again rejected by the French but which was exported to Pakistan.Meanwhile, Spain faced the same problem in replacing their Daphnés, known as the Delfín class in Spanish service, as part of Plan ALTAMAR. Bazán (later Izar, and then Navantia) started on a new design but when it started to look like the S-80, it was agreed to collaborate in a joint venture based on the French S-80. This joint design was shown at Le Bourget Navale in October 1990.

The end of the Cold War meant that funding dried up and the joint venture had to wait until 1997 for their first sale - to Chile - of the new design, which was designated the Scorpène class in export markets. The same year Spain started to look again at its requirements, and in 1998 they indicated that they would buy four Scorpènes, optionally with an air-independent propulsion (AIP) system for greater endurance when submerged. A staff requirement for the S-80 Scorpène variant was completed in October 2001. This was soon overtaken by events, as the Armada (navy) became more interested in using submarines for power projection than in a more static, defensive role. This shift was codified in guidance of January 2002 from the Chief of Naval Operations and in the strategic defence review of February 2003. The new requirement called for a larger submarine with better endurance and land-attack missiles, which became known as the S-80A design. This was an AIP submarine with a hull diameter of 7.3 metres (24 ft) compared to 6.2 metres (20 ft) for the Scorpènefamily, a submerged displacement of around 2,400 tonnes versus 1,740 tonnes, larger rudder surfaces and a different fin position.

The Spanish government approved the purchase of four S-80A submarines in September 2003 and signed a contract with Izar on 24 March 2004. The original deal was €1,756m to design and build four submarines, about €439m per boat, but by 2010 this had increased to €2,212m (€553m/boat). The plan envisaged the first boat to be delivered in 2011 but government dithering over who should supply the combat system pushed it back to 2013. In 2011 Spain's budget crisis further delayed the first delivery until 2015, with the remaining boats being delivered at one year intervals until 2018. Construction of S-81 began on 13 December 2007. In January 2012 the names were announced, honouring three engineers who made submarines and the first commander of Spain's submarine force respectively - Isaac Peral (S-81), Narciso Monturiol (S-82), Cosme García (S-83) and Mateo García de los Reyes (S-84).

In May 2013, Navantia announced that a serious weight imbalance design flaw had been identified which will delay the delivery of the first submarine to the Spanish Navy until possibly 2017. Excess weight of 75 - 100 tons has been added to the sub during construction and the current design is not able to resurface after diving. A former Spanish official says the problem can be traced to a miscalculation — someone apparently put a decimal point in the wrong place or by the addition of new technologic devices. Lengthening the submarine would create additional buoyancy, though at a cost of €7.5m per metre. With the project also suffering with an underperforming AIP system (which was to allow the submarine to stay underway for 28 days but was only managing 21 days) the Spanish Defence Ministry announced in June 2013 that Navantia has signed on the US company General Dynamics Electric Boat to help solve the excess weight. In September 2014, the detected overweight was reported to have been resolved and the construction work to be ready to resume in late October 2014. In November 2014, Navantia again reported having completed the redesign work to address the problem of overweight. In all, the hull will be lengthened by seven metres, and the displacement increased by 75 tons. As of January 2018, the intended delivery date of the first submarine is September 2022. In January 2017, it was reported that the AIP system would not be ready in time for the delivery of the first submarine.

The Indian Navy considered the S-80 for its next generation of submarines under Project 75I.

(Web, Google, Wikipedia, You Tube)