I sottomarini AIP o diesel-elettrici sono più silenziosi degli SSN?

SI VIS PACEM, PARA BELLUM - “SVPPBELLUM.BLOGSPOT.COM"

….La guerra all’Ucraina ci deve insegnare che, se vuoi vivere in pace, 

devi essere sempre pronto a difendere la tua Libertà….

….Basta con la retorica sulle guerre umanitarie e sulle operazioni di pace. 

La guerra è guerra. Cerchiamo sempre di non farla, ma prepariamoci a vincerla…

…Ho ancora nel naso l’odore che faceva il grasso del fucile mitragliatore arroventato. Ho ancora nelle orecchie e sin dentro il cervello, il rumore della neve che crocchiava sotto le scarpe, gli starnuti e i colpi di tosse delle vedette di guardia, il suono delle erbe secche e delle pietre battute dal vento sulle rive del Tagliamento…

Il movimento, è notorio, genera rumori. Quando gli oggetti subacquei vibrano, creano onde di pressione sonora che comprimono e decomprimono alternativamente le molecole d'acqua mentre l'onda sonora viaggia attraverso il mare. Le onde sonore si irradiano in tutte le direzioni lontano dalla sorgente come increspature sulla superficie di uno stagno.

Quando si muove, l'albero del sottomarino ruota ed emette un rumore alla velocità di rotazione. Si chiama  velocità dell'albero.  Se una macchina rotante ruota a 3.600 giri/min, ruota 60 volte al secondo. Poiché nessuna macchina è perfetta, qualsiasi piccolo errore nella macchina in un punto causerà un leggero cambiamento nel rumore sprigionato. Questo genera un tono. Quel tono corrisponde a 60 Hz. Se quella macchina è montata sullo scafo di una nave o su di un sottomarino, lo scafo agirà come il cono dell'altoparlante nel sistema audio di casa e produrrà un'onda sonora in acqua.

Se la macchina è una pompa rotativa, fa rumore per la frequenza con cui le palette passano un punto. Ad esempio, se la pompa ha 5 palette, emetterà un tono a 300 Hz.

Tutti i macchinari rotanti emettono un rumore simile. Ad esempio, se il motore ha 12 avvolgimenti del rotore, emetterà un tono a 720 Hz.

Questo metodo funziona anche per le eliche di una nave. Se la vite gira a 120 giri/min, la velocità dell'albero sarebbe 2,0 Hz. Se avesse sei lame, il Blade Rate sarebbe di 12 Hz. Poiché 12 Hz è un'armonica di 2 Hz, la frequenza della lama e la sesta frequenza dell'albero si rafforzerebbero a vicenda, rendendo la frequenza della lama molto più forte.

Questo elenco può essere ampliato con tutte le apparecchiature dei sottomarini che hanno parti mobili.

Quell'onda sonora viaggia molto (a causa della sua bassa frequenza) e può essere rilevata da qualsiasi idrofono in mare. L'eliminazione di questi suoni è il fattore chiave per mantenere la tua risorsa inosservata.

Sottomarini nucleari

Una unità nucleare ha un sacco di cose dentro che fanno rumore:

• Pompe (soprattutto le pompe del liquido di raffreddamento principali che sono notevolmente grandi);
• Turbine;
• Ingranaggi di riduzione;
• Vapore che scorre attraverso i tubi;
• Corrente alternata (generatori e carichi elettrici).

Quali sono le due cose più rumorose?

Le pompe del liquido di raffreddamento Reactor e le turbine di propulsione ad alta velocità, con i relativi riduttori. Le pompe del liquido di raffreddamento del reattore imbarcato sui sottomarini nucleari sono alte tre ponti e fanno impallidire di gran lunga qualsiasi altro singolo pezzo di equipaggiamento meccanico in un impianto di ingegneria. Un'attrezzatura più grande di solito fa più rumore.

La maggior parte dei reattori navali sono un PWR (Pressurized Water Reactor), perché sono i più sicuri, in combattimento, rispetto agli altri modelli. In quel sistema, il reattore riscalda il suo liquido di raffreddamento, che viene utilizzato in un generatore di vapore (simile ad una caldaia), per produrre vapore. Il vapore fa girare una turbina, che fa girare la vite, o un generatore elettrico (o alternatore).

Il flusso di vapore e i rumori delle tubazioni e della pompa della turbina sono più forti del semplice funzionamento di un motore elettrico con le batterie in modalità subacquea.

Quindi, unici per le armi nucleari, ci sono un mucchio di pompe, turbine e riduttori, che una unità diesel in modalità batteria non ha affatto. L'unica cosa che sentirai da una unità navale a batteria (o da una unità a propulsione indipendente dall'aria (AIP) che utilizza l'attrezzatura AIP.

Inoltre, lo scafo fa rumore solo passando attraverso l'acqua e anche uno scafo più grande fa più rumore: una unità navale diesel-elettrica più piccola e più lenta fa meno rumore di un sottomarino nucleare più veloce.

Sottomarini diesel-elettrici

I generatori diesel possono causare molto rumore. L'impianto elettrico diesel è silenzioso solo quando funziona in modalità elettrica.

Infatti, le imbarcazioni diesel devono alzare in superficie uno Snorkel per avere aria fresca aspirata per la combustione durante il funzionamento del diesel che ricarica le batterie ed è quindi visibile in superficie.

Non è possibile correre silenziosamente con i diesel in funzione e caricare l'impianto elettrico, puoi solo procedere silenziosamente in modalità solo elettrica, sommerso. E poiché è a batteria, la tua resistenza sommersa è limitata.

I sottomarini elettrici diesel utilizzano la modalità diesel solo quando si viaggia in superficie o si fa snorkeling. Tuttavia, è stato messo a punto un sottomarino a motore Stirling, che può far funzionare i suoi due sistemi di propulsione totalmente sommersi.

I lavori per rendere più silenziose le unità navali nucleari

Questi problemi furono affrontati dalla Marina degli Stati Uniti, con tre sottomarini sperimentali: l'USS Tullibee, l'USS Glenard P. Lipscomb e l'USS Narwhal. 

Il Tullibee e il Lipscomb erano muniti di una turbina a vapore elettrica e nessun riduttore. Il Narwhal utilizzava un  reattore a circolazione naturale  (nessuna necessità di pompe del refrigerante principale durante il normale funzionamento) e un motore principale a collegamento diretto a bassa velocità. Nessuna pompa rumorosa a bassa velocità e nessun riduttore. Le classi Ohio e Virginia sono le applicazioni più recenti. 

L'ultimo SSBN classe Columbia farà un ulteriore passo avanti, utilizzando la trasmissione elettrica a turbina.

La Cina sta lavorando per ridurre il rumore dei suoi sottomarini a propulsione nucleare. 

I nuovi sottomarini della classe Yasen della marina russa sono ricoperti da 10.000 elementi in gomma per renderli più silenziosi. La Francia ha annunciato che i suoi sottomarini nucleari di terza generazione saranno così silenziosi che il rumore irradiato potrebbe essere inferiore al rumore ambientale nell'oceano.

Con le tecnologie AIP, i sottomarini diesel-elettrici dipendono meno dallo snorkeling, d'altra parte, i sottomarini nucleari stanno diventando ogni giorno più silenziosi.

(Fonti: Web, Google, Navalpost, Wikipedia, You Tube)