U212: prima la rivoluzione, subito dopo l’evoluzione dei sottomarini convenzionali

U212: prima la rivoluzione, subito dopo l’evoluzione dei sottomarini convenzionali.

I sottomarini U212, a differenza dei vecchi “diesel-elettrici”, sono in grado di percorrere in immersione una lunga distanza che li separa dall'area operativa.

Il "type212" è stato progettato e realizzato dalla Howaldtswerke-Deutsche Werft GmbH (HDW) di Kiel e dalla Thyssen Nordseewerke GmbH (TNSW) di Emden:

• HDW è responsabile per le sezioni di prua, 
• TNSW per la sezione di poppa. 
• HDW ha assemblato la prima e la terza unità, TNSW la seconda e la quarta. 

L’U31 tedesco, il primo della classe, fu varato nel marzo 2002 e consegnato nell'ottobre 2005. Il secondo, U32, fu varato nel dicembre 2003 e consegnato alla Bundesmarine nell'ottobre 2005. Il terzo, U33, nel settembre 2004 e consegnato nel giugno 2006. L’U34 nel luglio 2005 e consegnato alla marina tedesca nel maggio 2007. Nel settembre 2006, la Marina tedesca ordinò altri due sottomarini U212. Il primo di questi due - l’U35 - fu consegnato nel novembre 2011 ed il secondo nel 2013. La seconda serie migliorò notevolmente:

• le comunicazioni, 
• i sistemi di combattimento, 
• i sensori incentrati sulla rete. 

Due sottomarini U212 furono inizialmente costruiti dalla Fincantieri per la Marina Militare italiana:

• il primo, l’S526 Salvatore Todaro, fu varato nel novembre 2003 e consegnato nel giugno 2005;
• il secondo, lo Scire, fu varato nel dicembre 2004 e consegnato nel febbraio 2007.

Nell'agosto 2008, il Ministero della Difesa italiano emise un ordine per ulteriori due sottomarini della classe da consegnare nel 2015 e nel 2016.

La Marina israeliana ordinò sei sottomarini Dolphin Classe (U212 molto modificati), tutti consegnati entro il 2014. Il sesto sottomarino è stato ordinato nel maggio 2011.

Il sistema di comando e controllo delle armi

Il tipo 212 è dotato di un sistema di comando e controllo delle armi altamente integrato che si interfaccia con sensori, armi e sistemi di navigazione. Il sistema si basa su di un databus ad alte prestazioni e su di un sistema informatico distribuito. Il sistema di controllo delle armi (CWCS di base) è stato fornito dalla Kongsberg Defense & Aerospace of Norway con il nome commerciale MSI-90U.

Il secondo lotto di due navi per la Marina tedesca è stato equipaggiato con il sistema di comunicazione sottomarino Callisto B fornito da Gabler Maschinenbau.

Funzionalità di lancio dei siluri e sistemi elettronici di contromisura

Le unità sono dotate di sei tubi lanciasiluro in due gruppi di tre. Il tipo 212 è anche dotato di un sistema di espulsione per lanciare i siluri. Il sottomarino tedesco è equipaggiato con il siluro pesante DM2A4 di Atlas Elektronik.

L’U33 della Marina tedesca è una piattaforma utilizzata per una serie di test di volo del missile lanciabile da sottomarino “IDAS” a guida ottica, sviluppato da Diehl BGT Defense, HDW e Kongsberg Defense & Aerospace. 

Nel giugno 2008, il missile IDAS, progettato per proteggere dagli elicotteri antisommergibile, è stato lanciato con successo dai tubi lanciasiluro del sottomarino U33 in immersione.

Alla società EADS Systems & Defense Electronics e Thales Defense fu assegnato un contratto per lo sviluppo del sistema di guerra elettronica FL1800U per sottomarini U212 delle marine tedesca e italiana. Il sistema 1800U è una versione sottomarina dell’FL1800 S-II, in servizio sulle fregate tedesche Brandeburg e Bremen.

Un consorzio guidato dalla ATLAS Elektronik ed ELAC era responsabile dello sviluppo del sistema di contromisure per siluri TAU 2000. Il TAU 2000 ha quattro container di lancio, ciascuno con un massimo di dieci tubi di scarico dotati di effettori che sono piccoli veicoli sottomarini, simili nell'aspetto ad un siluro. Sono jammer ed esche con idrofoni ed emettitori acustici. Numerosi effettori sono predisposti e programmati per contrastare i siluri in modalità di attacco.

Sistema sonar DBQS integrato e sensori sottomarini

Il sottomarino classe U212 è dotato di un sistema sonar DBQS integrato che ha: 

• un array cilindrico per il rilevamento passivo a media frequenza, 
• un sonar array TAS-3 a bassa frequenza trainato, 
• un sonar array FAS-3 per rilevamento a bassa / media frequenza, 
• sonar passivo, 
• un sistema di intercettazione sonar ostile,
• sonar attivo per il rilevamento di mine ad alta frequenza Atlas Elektronik MOA 3070,
• periscopio di ricerca Zeiss Optronik SERO 14 con telemetro ottico, 
• termocamera e sistema di posizionamento globale,
• periscopio d'attacco Zeiss SERO 15 dotato di un telemetro laser.

Il sistema di propulsione combina un sistema convenzionale costituito da un generatore diesel con batterie al piombo e un sistema di propulsione indipendente dall'aria, utilizzato per la crociera silenziosa e lenta, con celle a combustibile dotata di accumulo di ossigeno e idrogeno. Il sistema è composto da nove celle a combustibile PEM (membrana elettrolitica polimerica), che forniscono tra 30kW e 50kW ciascuna.

Per velocità più elevate, viene effettuato un collegamento alle batterie al piombo acido ad alte prestazioni.  Un motore diesel MTU 16V-396 alimenta il generatore di Piller GmbH per caricare la batteria installata sulla parte inferiore dei due ponti nella sezione anteriore del sottomarino. L'impianto di generazione diesel è montato su di una piattaforma a ponte oscillante con doppi supporti elastici per l'isolamento del rumore e delle vibrazioni. 

Il motore dell'elica è direttamente accoppiato all'elica a vite a sette pale.

Le comunicazioni segrete sono un fattore abilitante per il coordinamento dei moltiplicatori di forza, come i veicoli sottomarini senza pilota. 

Tradizionalmente, le comunicazioni sottomarine usano segnali acustici mentre il suono viaggia oltre l'acqua rispetto alle onde elettromagnetiche. Tuttavia, questi segnali possono essere rilevati negli stessi intervalli in cui i segnali sono efficaci, che spesso si trova su molti chilometri. Una nuova innovazione commerciale nell'ottica dello spazio libero viene utilizzata per consentire comunicazioni su distanze significative con una larghezza di banda significativa fino a 10 Mbps. Questo sistema è molto più difficile da osservare; dovresti essere nel raggio del sensore per rilevare le sue trasmissioni. È quindi uno strumento di comunicazione molto più pratico che, con il giusto concetto di operazioni (CONOPS), può essere utilizzato per mantenere le operazioni segrete.

La valutazione e il miglioramento dell'impronta acustica irradiata nella fase di progettazione delle navi sono sempre stati fondamentali, soprattutto ad alta velocità in cui i principali contributi al rumore sono associati al rumore idrodinamico e dell'elica.

Per valutare e ottimizzare il rumore irradiato dall'elica, ci si basa principalmente su esperimenti ad alto livello in un tunnel idrodinamico di grandi dimensioni, una struttura molto specifica dell'idrodinamica. Fincantieri ha investito da tempo in metodi numerici per stimare le prestazioni dell'elica e ridurre il numero di prove del modello, che rappresenta una sfida tecnica in questo settore. Questi metodi numerici sono anche complementari al test del modello nella loro capacità di fornire informazioni aggiuntive come l'effetto del fondale marino o la direttività al rumore irradiato dall'elica, che non sono disponibili negli esperimenti in vasca.

L'invisibilità acustica è una delle principali capacità operative di un sottomarino. 

Per soddisfare requisiti sempre più severi in termini di rumore irradiato, Fincantieri è in grado di prevedere il rumore nelle prime fasi di progettazione. Uno degli elementi chiave è la funzione di trasferimento tra un'eccitazione meccanica sullo scafo a pressione del veicolo sottomarino e la pressione in campo lontano irradiata in acqua. Questa funzione di trasferimento è comunemente chiamata p / F. Un metodo numerico dedicato, chiamato metodo CTF (Condensed Transfer Function), è stato sviluppato per calcolare il comportamento vibro-acustico di uno scafo sottomarino. Il metodo si basa su un approccio di sotto-strutturazione, in cui un modello di un involucro cilindrico caricato a fluido infinito è accoppiato a modelli di strutture interne come irrigidimenti e paratie. Il guscio cilindrico caricato a fluido è descritto analiticamente, mentre le strutture interne sono modellate con il metodo degli elementi finiti (FEM). Per ogni sottosistema non accoppiato, le ammettenze meccaniche sono calcolate nelle giunzioni tra i sottosistemi e approssimate con un insieme di funzioni chiamate funzioni di condensazione. Le interazioni tra i sottosistemi vengono stimate utilizzando il principio di sovrapposizione, l'equilibrio della forza e la continuità degli spostamenti. Rispetto ai modelli completamente analitici, il metodo CTF ha una maggiore flessibilità sulla geometria dei telai interni. Rispetto ai modelli completamente descritti dalla FEM, il presente approccio ha costi di calcolo inferiori. Di conseguenza, le funzioni di trasferimento possono essere calcolate su un ampio intervallo di frequenze (da alcuni Hz a diversi kHz) con costi di calcolo limitati. Oltretutto, è stata condotta una campagna sperimentale per misurare la funzione di trasferimento p / F di un modello in scala dello scafo a pressione. Sulla base delle misurazioni di un vibrometro laser su di un modello, l'accelerazione radiale viene misurata sulla superficie dello scafo. La pressione irradiata in campo lontano viene calcolata attraverso il teorema della fase stazionaria per dedurre la funzione di trasferimento p / F. 

Le fasi iniziali del progetto U212

Già nelle fasi primordiali del progetto U212, i punti deboli delle unità di costruzione tedesca appartenenti alla generazione degli anni Sessanta e Settanta del secolo scorso furono utilizzati e presi in esame accuratamente per superare i limiti del passato e creare un battello radicalmente differente. Tutte le unità subacquee costruite in Germania nel dopoguerra (circa un centinaio) provengono dallo studio di progettazione IKL, la cui mente era il geniale Ulrich Gabler che può essere considerato come il papà di quattro generazioni di «U-boot»: l’ingegnere, classe 1913, aveva partecipato agli innovativi progetti della seconda guerra mondiale quali i sottomarini «Type XXII», «XXVI» e «XVII» dotati dell’innovativa turbina Walter.

Per circa 40 anni tutti i sottomarini tedeschi hanno goduto di un rilevante continuità di progettazione dovuta alla presenza di Gabler, ritiratosi infine nel 1978 dall’attività professionale. Il progetto U212, nato a valle della gestione Gabler, rappresentò quindi un innovativo sforzo progettuale sotto ogni aspetto. Il primo e più evidente riguarda il sistema di propulsione indipendente dall’aria basato su cellule di combustibile della ditta Siemens.

Tale tecnologia seppur concepita alla fine del 1800 ha trovato un suo proficuo impiego industriale grazie alle ricerche condotte in Germania a cavallo tra gli anni Settanta e Ottanta, infatti tutte le precedenti applicazioni (incluso quelle della General Electric sui vettori Gemini e Apollo) peccavano in potenza. La ricarica della batteria attraverso lo snorkel, pur se condotta per brevi periodi, implica un’elevata produzione di rumore e di gas di scarico, visibili ad elevate distanze. Non va dimenticata inoltre la scia termica rilasciata dalle acque di raffreddamento dei motori diesel. Le otto celle a combustibile con membrana PEM da 34 Kw permettono la propulsione sottomarina e la ricarica delle batterie senza dover ricorrere al tradizionale, sistema diesel-­elettrico, evitando inconvenienti. I prodotti della reazione chimica tra l’ossigeno e l’idrogeno che avviene nelle “fuel-cell”, sono infatti la corrente elettrica che ricarica le batterie e della semplice acqua.

Le celle e gli impianti ausiliari sperimentati dalla Siemens sul sommergibile «UI» nel 1987 e successivamente installate sugli «U212A» rappresentano anche la base tecnologica per autoveicoli con propulsione a idrogeno.

La riduzione della segnatura globale del sottomarino convenzionale

Una ulteriore innovazione sperimentata con successo con la classe U212 riguarda il complesso di accorgimenti che hanno drasticamente ridotto la segnatura globale del sottomarino, intesa come energia che fuoriesce in maniera non voluta dall’unità.

Tutti i sottomarini del dopoguerra sono stati inizialmente concepiti con l’idea di ridurre la quantità di rumore emessa in acqua dall’elica e dagli apparati ausiliari di bordo che rappresentavano la principale causa di detenzione da parte delle unità navali e aeree. Il continuo sviluppo delle tecnologie di rivelazione basate sulla variazione del campo magnetico terrestre e sulla misurazione del calore emesso dagli scafi, ha imposto la necessità di adeguarsi a nuovi rigorosi standard in termini di segnatura termica e magnetica.

Il progetto tedesco, grazie al suo iniziale sviluppo nel pieno della Guerra Fredda, ha potuto avvantaggiarsi di tecnologie estremamente performanti, ideate per lo scontro con le unità navali del defunto Patto di Varsavia. Poter usufruire di questo vantaggio tecnologico negli odierni scenari dominati da tecnologie a basso costo, significa avere in mare un elevato margine di sicurezza per gli equipaggi.

Lo scafo amagnetico, che garantisce agli «U212A» valori simili se non inferiori a quelli delle unità navali in legno e vetroresina, limitano grandemente le possibilità d’innesco delle mine navali a influenza magnetica.

Gli «U212A» hanno usufruito, in fase di progettazione, di una particolare attenzione nel campo della scoperta sonar passiva, basata su ben tre tipi di sensori:

• base cilindrica a media frequenza di prora,
• due cortine affiancate a scafo in media/bassa frequenza,
• una cortina rimorchiata per le bassissime frequenze con la possibilità di poter analizzare contemporaneamente molte le gamme di frequenza che garantiscono non solo elevate distanze di scoperta, ma aumentano la possibilità di identificare in maniera certa la fonte del rumore.

Uno scenario operativo moderno è quello delineato dai numerosi mercantili «ca­naglia» impegnati nel contrabbando di armi o droga. La ricerca di questo genere di bersagli si può portare a termine attraverso molti sensori periscopio AIS e sensore ESM. La segnatura idrofonica è comunque il metodo più sicuro per smascherare false o incerte identità.

Nel campo della scoperta ottica i sommergibili «U212» sono stati dotati di una termo-camera in grado di percepire a lunga distanza la traccia termica di obiettivi navali, aerei e terrestri durante tutto l’arco notturno, esaltando le capacità di intelligence tipiche dei sottomarini moderni. 

Ultima innovazione per gli U212 è stato l’impiego dei timoni di poppa con la configurazione ad «X» in luogo dei tradizionali timoni a croce. 

Questa tipologia d’impianto, a fronte di un complesso sistema elettronico di controllo, garantisce elevatissime capacità di manovra, già a ridotta velocità, sui bassi fondali ed all’interno della piattaforma continentale, dove in genere risulta meno agevole la manovra di un sottomarino.

Tali innovazioni furono in seguito adattate e migliorate nel comune lavoro di stesura del requisito operativo del “U212A”, ovvero della versione italo-tedesca i cui requisiti confluirono nel MOU del 1996.

Utilità dei sottomarini italiani in tempo di pace

La realtà del sottomarino moderno è molto complessa, poiché ai tradizionali siluri si sono affiancate le sottili armi dell’intelligence, la raccolta dati elettronici, l’acustica e la visione degli obiettivi e, infine, la letalità dell’impiego delle Forze Speciali di incursione.

Il contesto strategico in cui si muove l’Italia si è evoluto negli ultimi anni da mero ausilio dell’US Navy, ad un modus operandi molto più attivo e complesso. Nel corso della Guerra Fredda le Marine NATO pur dotate di ampi finanziamenti, potevano agire solo all’interno del sottile spazio di manovra lasciato loro dalle due Superpotenze. Uno statico fleet in being piuttosto anomalo per il turbolento passato del continente europeo. Dopo il crollo dell’Unione Sovietica e l’affacciarsi di un mondo multi polare «meno sicuro» ha imposto, una profonda revisione degli obiettivi di strategia marittima concretizzatosi in un impiego pressoché continuo delle forze aero-navali: la sicurezza delle linee marittime mercantili che fino al 1989 era data per scontata, attualmente ha bisogno di essere difesa giorno per giorno, senza sosta.

La «fame» di sicurezza impone a tutti gli Stati la necessità di mantenere aggiornata la cognizione di cosa succede davvero in mare. La NATO continua a essere il principale quadro di riferimento, ma ogni Marina agisce in un contesto di collaborazioni molto più flessibile. Non è raro, nel corso di operazioni di antipirateria in Oceano Indiano, che ammiragli russi, cinesi, giapponesi ed europei si scambino opinioni e informazioni, mentre in altri teatri potrebbero diventare potenziali avversari. Questa è la grande e complessa arena geopolitica in cui si inseriscono i sottomarini italiani U212A con le loro peculiarità e potenzialità.

E’ possibile impiegare un sottomarino U212A al di fuori di un conflitto dichiarato tra Nazioni in cinque distinte situazioni:

• Difesa degli interessi Nazionali (per esempio infiltrazione Forze Speciali), 
• Crisi internazionali (Intelligence preventiva), 
• Lotta al Terrorismo (Intelligence e Forze Speciali), 
• Controllo della Legalità sul Mare (raccolta dati sull’immigrazione clandestina, narcotraffico, pirateria e inquinamento delle acque). 

In sostanza non esiste ambito marittimo in cui i sottomarini non possono intervenire, grazie alla loro invisibilità, in avanti e in anticipo rispetto alle Forze Navali e aeree. Missioni pericolose e coperte da un rigoroso vincolo di riservatezza non sono certo una novità per la Componente Subacquea della Marina.  Il tradizionale ruolo dei sottomarini italiani quali trasportatori delle Forze Speciali del G.O.I. non necessita di commenti alla luce della sterminata produzione letteraria e cinematografica incentrata sulle vicende della seconda guerra mondiale. Il tradizionale riserbo della Marina sull’operato delle proprie unità subacquee ha ceduto il passo ad una oculata apertura, ed i recenti documenti che illustrano l’operato annuale dell’organizzazione permettono di riassumere a grandi linee le operazioni che hanno coinvolto le unità classe U212A in quest’ultimi anni.

La rivoluzione tecnologica che ha accompagnato l’ingresso in linea degli «U212A», non è stata, infatti, uno sterile esercizio d’ingegneria, ma i risultati più concreti si sono evidenziati nella rapidissima messa a punto ed entrata in servizio delle unità. In campo subacqueo dato il basso numero di unità che in genere entrano in servizio (a meno di poche eccezioni quali Stati Uniti, Russia e Germania) i primi anni di vita di un battello sono particolarmente difficili. Sui sottomarini, prototipi e unità di serie spesso coincidono, imponendo sensibili problemi sia di addestramento tecnico, che di addestramento alle operazioni. La classe «Todaro», interamente sviluppata al computer, è stata una felice eccezione, avendo potuto contare sui simulatori di Taranto che hanno sensibilmente «preceduto» l’ingresso in linea dei battelli.

I tempi di costruzione degli «U212A» possono considerarsi normali (circa 6 anni), ma quelli di messa in servizio sono invece stati da record. Appena undici mesi dopo la consegna amministrativa dell’unità, avvenuta nel marzo 2006, il Todaro mollava gli or­meggi per una lunga missione di pattugliamento nell’ambito della lotta al terrorismo. Nell’aprile 2007 il battello rientrava a Taranto dopo aver identificato diverse centinaia di mercantili in transito in Mediterraneo. Il 23 maggio del 2008 il Todaro partiva da Taranto per una lunghissima attività operativa e addestrativa di circa sei mesi sulle coste del Nord Atlantico. L’operazione CONUS, acronimo di Continental United States, aveva lo scopo di affinare a favore delle Marine italiana e della US NAVY le procedure operative richieste dall’ingresso in linea dei sommergibili AIP: Per la prima volta nella storia il gigante americano chiedeva aiuto all’Italia per combattere una possibile minaccia militare del futuro. Una vera rivoluzione rispetto ai tempi in cui i sommergibilisti italiani si addestravano in America per condurre in Italia pochi, e non certo moderni, battelli classe «Guppy» ceduti dalla US Navy quale aiuto militare. Gli incoraggianti risultati della prima CONUS spinsero i vertici delle due Marine a ripeterla l’anno successivo con il sommergibile Scirè entrato in linea circa un anno dopo il Todaro. I risultati delle due campagne, in cui i battelli hanno operato quale minaccia a un Carrier Strike Group (JTFEX e Operation Brimstone) sono tuttora sottoposti a vincolo di segretezza, ma le impressioni a caldo degli equipaggi hanno confermato la bontà delle scelte tecniche operate dai progettisti.

Le miglia percorse dai battelli (circa 15.000 per ogni traversata), il numero di porti visitati e gli eventi addestrativi sviluppati per la durata complessiva di circa sei mesi per ogni battello costituiscono da soli la miglior risposta alle lecite domande del cittadino-contribuente sul corretto impiego delle risorse assegnate alla Marina Militare Italiana.

Gli «U212A», nel loro complesso, sono protagonisti in tutto il Mediterraneo Allargato e in ambi­to NATO spiccano numerosi turni di pattugliamento e decine di esercitazioni condotte a favore degli Alleati della NATO.

Le unità sottomarine AIP rappresentano da tempo una delle fonti primarie per l’ intelligence italiana sia in tempo di pace che in tempo crisi quale sensore avanzato a difesa delle forze marittime. Nel corso del recentissimo conflitto libico i battelli italiani hanno rappresentato la prima linea di difesa delle forze NATO contro qualsiasi minaccia proveniente dalle coste del martoriato Paese Nord africano.

Per la disposizione a "X" degli aerei di poppa, il “212” è in grado di operare in appena 17 metri di acqua: ciò gli consente di avvicinarsi molto più a riva rispetto alla maggior parte dei sottomarini contemporanei. Ciò è un chiaro un vantaggio nelle operazioni marittime segrete, poiché gli incursori che operano dall’unità possono emergere vicino alla spiaggia ed eseguire la loro missione più rapidamente e con minore sforzo.

Una caratteristica di design notevole è la sezione prismatica dello scafo e le transizioni senza intoppi dallo scafo alla vela, che migliorano le caratteristiche invisibili della nave; gli infissi interni sono costruiti con materiali non magnetici, riducendo in modo significativo le possibilità che vengano rilevati dai magnetometri o innescare le mine magnetiche.

Propulsione indipendente dall'aria

Sebbene la propulsione idrogeno-ossigeno fosse stata presa in considerazione per i sottomarini già dalla prima guerra mondiale, il concetto non ebbe molto successo fino a non molti anni fa a causa di problemi di incendio o esplosione. Nel tipo 212 questo è stato evitato immagazzinando il carburante e l'ossidante in serbatoi fuori dallo spazio dell'equipaggio, tra lo scafo a pressione e lo scafo leggero esterno. I gas vengono convogliati attraverso lo scafo a pressione alle celle a combustibile in base alle necessità per generare elettricità: in qualsiasi momento è presente solo una piccolissima quantità di gas nello spazio di vita dell'equipaggio.

Armi in dotazione

Attualmente, il Tipo 212A è in grado di lanciare i siluri pesanti DM2A4 Seehecht (" Seahake "), i siluri WASS BlackShark ed i missili a corto raggio dai sei tubi lanciasiluro, che utilizzano un sistema di espulsione. Le capacità future potrebbero includere missili da crociera lanciabili in immersione.

Il missile IDAS a corto raggio (basato sul missile IRIS-T ), è destinato principalmente contro le minacce aeree ed elicotteristiche, nonché contro bersagli marittimi o terrestri di piccole o medie dimensioni; è stato sviluppato dalla Diehl BGT Defense per essere lanciato dai tubi lanciasiluri del 212. Il missile IDAS è guidato da una fibra ottica ed ha una portata di ca. 20 km. Quattro missili si inseriscono in un tubo lanciasiluro; le prime consegne dell’IDAS per la marina tedesca sono iniziate nel 2014. 

L’U212 tedesco è inoltre progettato per lanciare tre UAV Aladin per missioni da ricognizione.

Caratteristiche generali:

• Dislocamento: 1.450 tonnellate emerse, 1.830 tonnellate sommerse
• Lunghezza: 56 m (183,7 piedi), 57,2 m (187,66 piedi) (2 ° lotto)
• Larghezza: 7 m (22,96 ft)
• Pescaggio: 6 m (19.68 ft).

Propulsione:

• 1 motore diesel MTU 16V 396 
• 9 celle a combustibile HDW / Siemens PEM, 30–40 kW ciascuna (U31)
• 2 celle a combustibile HDW / Siemens PEM 120 kW (U32, U33, U34)
• 1 motore elettrico Siemens Permasyn da 1700 kW, che aziona una singola elica obliqua a sette pale.
• Velocità: 20  nodi (37 km / h) sommersi, 12 nodi emersi 
• Profondità: oltre 700 m (2.300 piedi) 
• Autonomia: 8.000 miglia nautiche (14.800 km, o 9.196 miglia) a 8 nodi (15 km / h)
• Durata operativa: 3 settimane senza snorkeling, 12 settimane complessive.

Armamento:

• 6 tubi siluri da 533 mm (in 2 gruppi asimmetrici rivolti in avanti di sinistra 4 + destra 2) con 13  siluri o 24 mine di tubi;
• Missili IDAS;
• 24 mine navali esterne (opzionale);
• Contromisure: Sistema di difesa siluro Tau, 4 lanciatori, 40 jammer / esche;
• Sensori: Suite sonar STN Atlas DBQS40, Sonar array passivo a bassa frequenza passivo TAS-3 (schierato dalla vela), Sonar passivo FAS-3 a bassa e media frequenza montato su scafo, Sonar di rilevazione miniera MOA 3070.

Periscopi:

• Carl Zeiss SERO 14 , con FLIR e telemetro ottico
• Carl Zeiss SERO 15 , con telemetro laser
• Alberi periscopio Riva Calzoni e sistemi di snorkeling
• Radar di navigazione in banda I di tipo 1007 Kelvin Hughes
• Suite EADS FL 1800U ESM
• WASS idrofoni
• Pilota automatico e sistemi idraulici Avio GAUDI
• Sistema di combattimento Kongsberg MSI-91
• Equipaggio: 23–27 (incl. 5 ufficiali).

Gli «U212» italiani, oltre 20 anni dopo i «Sauro» e il sistema di batterie agli ioni di litio per i nuovi U212NFS

Il continuo sforzo di miglioramento tecnologico che ispira sempre il lavoro della “Direzione Nazionale degli Armamenti Navali”, ha spinto l'industria italiana a sviluppare una nuova generazione di batterie al litio per la propulsione della nuova classe sottomarina italiana denominata “U212 NFS”. 

Rispetto ad una batteria al piombo-acido dello stesso volume, una batteria Li-on assicura una maggiore resistenza ed autonomia in immersione, sia a bassa che ad alta velocità. Inoltre, la manutenzione delle nuove batterie sarà meno frequente e meno invasiva: il suo ciclo di vita sarà molto più lungo. 

Al fine di combinare prestazioni migliorate e la massima sicurezza funzionale a bordo di un veicolo sofisticatissimo, come possono essere solo i sottomarini moderni, è stata sviluppata una cella appositamente progettata e dimensionata per funzionare con bassi tassi di carica / scarica.

L'aumento del livello di prontezza tecnologica e il costo ridotto delle moderne celle a combustibile e la densità energetica delle moderne batterie agli ioni di litio innescano possibili vantaggi operativi per i sottomarini convenzionali. Questo concetto di accumulo e generazione di energia ibrida con batteria a celle a combustibile cancellerà il requisito per i gruppi elettrogeni diesel per caricare le batterie. 

I vantaggi operativi in termini di miglioramento del tasso di indiscrezione, riduzione della manutenzione ed equipaggio ridotto, conversione silenziosa dell'energia e ridotta complessità della progettazione dei sistemi navali avranno un grande impatto sulla progettazione dei sottomarini convenzionali. La fattibilità, la progettazione e le conseguenze operative di questo nuovo sistema elettrico ibrido sono già state studiate e testate.

Le future sale di controllo dei sottomarini utilizzeranno nuovi sensori per elaborare un maggior numero di dati, con meno personale imbarcato. Le attuali sale di controllo sottomarini sono altamente capaci, ma saranno necessari nuovi modi per lavorare e affrontare le sfide future. Le interfacce utente a bordo dei nuovi sottomarini saranno fondamentali per facilitare il completamento degli obiettivi del team di comando e quindi capire e ottimizzare la progettazione dell'interfaccia utente futura è un'area critica di ricerca. Le interfacce utente contemporanee si sono evolute nel tempo per soddisfare i requisiti attuali, ma questo approccio potrebbe non essere adatto ai requisiti futuri. Man mano che il lavoro dei team di comando sottomarini diventa più complesso, sono necessarie nuove interfacce per mantenere prestazioni sufficienti. Una potenziale metodologia di progettazione sarà l’utilizzo di interfacce ecologiche che mireranno a rendere evidenti i vincoli ambientali ed a ridurre il carico di lavoro dell'operatore. Questi obiettivi saranno sinergici con il funzionamento della sala operativa di combattimento. 

Dal 2011 la Marina Militare Italiana ha emanato linee guida in termini di efficienza energetica per l'ultima generazione di sottomarini Air Independent Propulsion (AIP) basata sulla tecnologia delle Fuel Cells. 

Grazie a vent'anni di utilizzo dei sottomarini AIP, la italiana Fincantieri ha sviluppato un know-how estremamente specializzato ed ha maturato indispensabili competenze sulla produzione, stoccaggio, trasporto e consumo di idrogeno come vettore energetico moderno. In questo contesto, l’azienda italiana può assumere un ruolo di primo piano nella ricerca e sviluppo e nella regolamentazione nazionali sull'idrogeno, supportando la visione nazionale dell'idrogeno come uno dei vettori energetici più dirompenti per il prossimo futuro, in piena sinergia con il paradigma dell'economia circolare.

Conosciuti come “U-212A Near Future Submarine”, o NFS, i prossimi quattro sottomarini saranno caratterizzati da una grande utilizzo di nuove tecnologie fornite dall'industria italiana, combinando ulteriormente il know-how italiano e tedesco e dimostrando che l'integrazione dell'industria navale europea non è solo un affare italo-francese.

Il progetto principale è simile ai precedenti sommergibili allo scopo di contenere i costi logistici, ma ci sarà molto lavoro da parte dell'industria italiana per migliorare le capacità e contribuirà anche a migliorare la base industriale del paese.

Il bilancio della difesa italiana di quest'anno, prevede che il costo complessivo di quattro unità NFS sarà di 2,35 miliardi di euro (2,65 miliardi di dollari); il contratto con Fincantieri per la prima coppia sarà firmato entro la fine del 2019.

La firma porrebbe fine ai rapporti francesi che NAVAL GROUP sta informalmente lanciando sul suo sottomarino Scorpene attack per l’Italia nella speranza che Roma abbandoni definitivamente gli U-212.

Il programma per i nuovi 4 sommergibili U-212 NFS (Near Future Submarine) destinati alla Marina Militare è molto vicino alla sua finalizzazione. A causa dei limitati fondi disponibili il contratto sarà suddiviso in diverse tranche: 

una prima tranche, che dovrebbe partire subito, e comprenderà la realizzazione di un primo sommergibile, più un simulatore ed il supporto logistico. 

Successivamente dovrebbero seguire un altro sommergibile e poi ancora ci sarebbe l’opzione finale per le ultime 2 unità (sostanzialmente quindi 1+1+2 unità). 

Con questi 4 nuovi sottomarini AIP sarà possibile rimpiazzare le unità classe SAURO 3a e 4a serie (PELOSI, PRINI, LONGOBARDO e GAZZANA PRIAROGGIA) ancora in servizio mantenendo una componente subacquea costituita da 8 unità (come previsto anche dalle “Linee di indirizzo strategico 2019-2034 della Marina Militare). 

Rispetto ai precedenti 4 U-212A, i nuovi U-212 NFS includeranno moltissime tecnologie ed apparati sviluppati e realizzati nel nostro Paese (sollevamenti elettrici, nuove batterie al Litio, ecc.).

Gli U212 già oggi garantiscono una autonomia in immersione che gli consente di operare per almeno due settimane senza venire in superficie allo snorkel; si tratta di un valore circa 6-7- volte superiore a quello che poteva fare un sommergibile convenzionale senza AIP: ad oggi sembra che si sia arrivati alle 3 settimane. Per sottomarini di quelle dimensioni due-tre settimane continuative in mare sono con tutta probabilità il massimo sostenibile dall'equipaggio e sono ritenute sufficienti per l'espletamento della stragrande maggioranza delle operazioni in un bacino ristretto come il Mediterraneo.

Dimensioni più generose con conseguente aumento dell'autonomia in immersione sono utili per marine che operino in teatri più ampi dove diversi giorni di navigazione occulta sono necessari anche solo per raggiungere l'area di operazione; allora ecco che Giappone, India e in futuro Australia si sono dotate e si doteranno di SSK-AIP che possano garantire quelle maggiori prestazioni. Germania e Norvegia, forse con un occhio alle future rotte artiche, hanno sicuramente considerato di dover operare nell'Atlantico Settentrionale e nel Mare del Nord.

D'altra parte dimensioni più generose non aggiungono nulla alla soluzione del fondamentale problema cinematico che rende un SSK drammaticamente inferiore ad un SSN; le differenze di velocità e di spunto renderebbero nella maggior parte dei casi impossibile per l'SSK raggiungere una posizione nel cerchio di lancio che possa permettere di colpire un sommergibile ostile. 

Semplificando, è indispensabile raggiungere una posizione tra gli 80 ed i 45° di prora rispetto alla rotta del nemico e per fare questo bisogna essere più veloci.

L'SSK-AIP dopo aver pattugliato magari per giorni davanti ad una base di SSN nemici si troverebbe nella stessa drammatica, frustrante ed irrisolvibile situazione di inferiorità nella quale si trovavano i sommergibili della II GM nell'attaccare navi da guerra o convogli di navi mercantili.

Quindi, secondo alcun i esperti, l'SSK-AIP potrebbe in alcuni casi avere ragione di un SSN anche se solo in condizioni particolari e favorevoli, molto spesso in concorso con altri mezzi navali ed aerei. 

Pertanto, dato che non è e non potrà mai essere paragonabile ad un SSN perchè dare al sottomarino AIP dimensioni maggiori a scapito della furtività se non è strettamente necessario?

Purtroppo, un SSK AIP non sarà mai capace di competere con un SSN in velocità data la differenza di potenza installata. L'autonomia in immersione dovrebbe essere vicina ai 30 giorni e non. La traversata dello Scirè oltre Atlantico nel 2009 dalle Azzorre alla costa statunitense fu eseguita in immersione per 18 giorni ad una velocità media di 5.5-6 nodi. Le nuove celle a combustibile più piccole e potenti permettono di installarne di più nello stesso spazio; se il sottomarino fosse leggermente più grande come auspicato da molti, sia in larghezza che in lunghezza, se ne potrebbero installare ulteriori e questo permetterebbe di generare con le sole celle a combustibile sufficiente potenza per progredire a 10-12 nodi senza l'ausilio delle batterie che, essendo al litio-ferro, hanno un volume ed un peso più piccole di un terzo delle attuali; quindi, se ne potrebbero installare il triplo accoppiate ad un motore/ generatore di una potenza adeguata. Ciò permetterebbe spunti di velocità importanti. Le maggiori dimensioni altresì permetterebbero di imbarcare più combustibile mettendo in grado l'unità di poter operare a lungo raggio anche in Oceano, dando all'equipaggio una migliore abitabilità, più vettovagliamenti e più armi; in Mediterraneo i Smg AIP potrebbero operare a velocità più elevate se richiesto.

A parere degli esperti, le operazioni dei nostri futuri battelli AIP non devono essere circoscritte al Mediterraneo ma anche oltre. 

La reputazione dell'U-212 si basa sul suo sistema di propulsione indipendente dall'aria, che è alimentato da celle a combustibile a idrogeno e ossigeno e permette lunghi periodi di navigazione subacquea e passaggi estremamente silenziosi.

Il sistema AIP rimane nella versione NFS, ma l'industria italiana è stata chiamata a sviluppare una nuova batteria agli ioni di litio piuttosto che una batteria al piombo-acido che è italiana al 100%; ha richiesto tre anni di ricerca e sviluppo per essere perfezionata, ed è più performante delle batterie precedenti. L'Italia sarà la prima marina europea ad adottare gli ioni di litio.

Ai nuovi battelli U212NFS verrà inoltre applicato allo scafo un nuovo rivestimento in fluoro-polimero che riduce le incrostazioni e la resistenza aerodinamica, migliora l'idrodinamica dell'imbarcazione attraverso regolazioni al design della prua.

Grazie alle nuove batterie, alla vernice a base di “metamateriali”, al nuovo design della prua ed ai miglioramenti alle FUEL-CELLS, l'autonomia del nuovo U212NFS sarà molto incrementata.

L'NFS sarà leggermente più lungo della classe TODARO, in parte per ospitare un'antenna in più per fornire nuove capacità di guerra elettronica ECM-ECCM, mentre tutte le antenne saranno movimentate utilizzando sistemi elettrici invece che idraulici con gli aggiornamenti forniti dalla ditta italiana Calzoni.

La Marina Militare Italiana sta valutando opzioni nazionali per un nuovo sistema di gestione del combattimento e di guerra elettronica, mentre i nuovi sottomarini saranno progettati per essere in grado di lanciare missili mare-mare e mare-terra.

Anche un nuovo sistema di emersione d'emergenza sarà di progettazione italiana e non tedesca, come per i precedenti sottomarini.

Con il primo NFS in servizio nel 2025, l'Italia sarà in grado di ritirare finalmente dal servizio operativo i suoi vecchi sommergibili classe Sauro, mantenendo la sua flotta ad un totale  di otto sottomarini, che è il requisito nazionale italiano per la sua flotta subacquea.

L'obiettivo di coinvolgere l'industria italiana nell'NFS è stato quello di aumentare la possibilità che l'Italia possa ora esportare i sistemi costruiti per i sommergibili, a partire dalle nuove batterie.

La marina tedesca che gestisce attualmente una flotta di sottomarini classe U212A, è anch’essa orientata verso una prossima generazione di unità subacquee.

La Bundesmarine prevede di aggiungere due sottomarini alla sua flotta che rientrerà in una nuova classe di sottomarini U212 di progettazione comune.

Diversi progetti di ricerca e sviluppo sono attualmente in corso con l'obiettivo di avere il primo sottomarino nel 2025, secondo il Cpt Joachim Brune della Marina tedesca.

Brune ha illustrato alcuni degli sforzi in corso per il progetto di progettazione comune in corso, compresi i nuovi siluri, la nuova tecnologia delle batterie e la tecnologia 3D anti-submarine warfare (ASW). Gli attuali U212As sono stati prodotti da Thyssenkrupp.

Il nuovo design avrà lo stesso grado di automazione delle attuali piattaforme U212; la ricerca di una maggiore automazione mira comunque a ridurre il numero dei componenti l’equipaggio necessari che si attesta in 29 unità.

Un sistema interattivo di difesa e attacco per sottomarini sarà integrato nel nuovo progetto per la difesa contro gli elicotteri ASW con il desiderio di portare le capacità di contromisure a bordo dell'U212CD.

Sarà inoltre integrata la nuova tecnologia delle batterie agli ioni di litio, che fornirà più potenza con meno manutenzione.

Questo sviluppo tecnologico si estende alle nazioni partner della Germania, tra cui la Norvegia e l’Italia; quest'ultima gestisce gli U212A.

Come già evidenziato, nel marzo 2017 l'Italia e la Germania hanno firmato un memorandum d'intesa per estendere ulteriormente la loro cooperazione sulla tecnologia sottomarina. Le due nazioni hanno una lunga storia di cooperazione con il programma U212A; la Marina Militare Italiana gestisce attualmente quattro sommergibili della classe U212A classe Todaro.

L'Italia sta valutando il calendario 2020 per i nuovi sommergibili. Parlando all'UDT Europe, il Cpt Maurizio Cannarozzo, responsabile del programma sottomarini del Ministero della Difesa italiano, ha dichiarato: "Il 2020 è vicino, quindi non è il momento di scommettere, è il momento di rinnovarsi e aggiornarsi".

L'Italia sta concretamente avviando un nuovo programma per i sottomarini del futuro (NFS) che esaminerà varie tecnologie future.

L'NFS vedrà il rinnovo dei sommergibili della classe Sauro, attualmente gestiti dalla Marina Militare Italiana, con una sostituzione one to one con un tempo di consegna stimato per le prime due navi nel 2025-26.

Cannarozzo ha altresì evidenziato il progetto “Far Seas”, lanciato nel 2010, che fornirà batterie di nuova generazione per i futuri sommergibili.

I test preliminari delle celle per il progetto “Far Seas” sono stati completati e lo sviluppo è ora in fase avanzata, con una stima di 18 mesi per completare i prototipi funzionali.

Altri miglioramenti tecnologici per l'NFS comprendono nuovi materiali di rivestimento, consumi di carburante ridotti, maggiore durata, nuove capacità optoelettroniche e l'aggiunta di veicoli a pilotaggio remoto o autonomo AUV e UUV.

(Web, Google, Naval-technology, Altomareblu, Hisutton, Wikipedia, You Tube)

Imbarco dei missili IDAS sull'U212 tedesco.