SI VIS PACEM, PARA BELLUM

mercoledì 10 agosto 2022

L'Henschel Hs 117 Schmetterling (farfalla) era un missile terra-aria progettato da Herbert Wagner

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…

L'Henschel Hs 117 Schmetterling (farfalla) era un missile terra-aria progettato da Herbert Wagner in collaborazione con Hellmuth Walter per la parte motoristica e realizzato dall'azienda tedesca Henschel Flugzeugwerke AG con compiti di difesa aerea a corto raggio.

Storia del progetto

Il progetto dell'Henschel Hs 117 venne proposto dall'ingegner Henschel nel 1941 presso il Reichsluftfahrtministerium (RLM), il ministero che nella Germania nazista gestiva l'intera aviazione tedesca. Inizialmente rifiutato, il missile venne rivalutato nel 1943, quando le sorti della guerra iniziarono a essere sfavorevoli per la Germania.

Adottato dalla Luftwaffe che ne equipaggiava i reparti contraerei di terra, non entrò in servizio prima della fine della seconda guerra mondiale.

Di tutti i missili antiaerei tedeschi sperimentali della seconda guerra mondiale, lo Schmetterling (Butterfly) si è avvicinato di più al dispiegamento. Ha avuto origine nel 1941, quando il talentuoso progettista di missili di Henschel, Herbert Wagner, ha proposto diversi progetti antiaerei. Tuttavia, il ministero dell'Aeronautica non autorizzò lo sviluppo del missile fino al 1943. La produzione in serie fu ordinata nel dicembre 1944, con l'inizio del dispiegamento nel marzo 1945, un programma irrealistico tipico dei programmi di disperazione della Germania alla fine della guerra.

Due unità a razzo Schmidding a combustibile solido, servivano da booster. Un operatore che utilizzava un mirino telescopico e un joystick guidava il missile tramite radiocomando. L'US Army Ordnance Museum ha trasferito uno Schmetterling allo Smithsonian nel 1988.

Sviluppo

Nel 1941, il professor Herbert A. Wagner (che in precedenza era responsabile del missile antinave Henschel Hs 293 ) inventò il missile Schmetterling e lo presentò al Ministero dell'Aeronautica del Reich (RLM), che rifiutò il progetto perché non c'era bisogno di più armi antiaeree.

Tuttavia, nel 1943 il bombardamento su larga scala della Germania fece cambiare idea all'RLM e Henschel ricevette un contratto per svilupparlo e produrlo. Il team è stato guidato dal professor Wagner e ha prodotto un'arma in qualche modo simile a un delfino tursiope con ali spiegate e coda cruciforme.

Nel maggio 1944 furono testati 59 missili Hs 117, alcuni da sotto un Heinkel He 111; oltre la metà delle prove è fallita. La produzione in serie fu ordinata nel dicembre 1944, con l'inizio del dispiegamento nel marzo 1945. I missili operativi dovevano essere lanciati da un carro di cannoni da 37 mm.

Nel gennaio 1945 fu completato un prototipo per la produzione in serie, ed era prevista la produzione di 3.000 missili al mese, ma il 6 febbraio l'SS-Obergruppenführer Hans Kammler annullò il progetto.

Per l'"8-117" Hs.117 "Schmetterling", il professor Wagner aveva incaricato J. JHenrici di assemblare un team di produzione. Lo stabilimento Henschel di Berlino collaborava con tutta una serie di altre organizzazioni tedesche di progettazione e produzione: Walterwerke, BMW e Rheinmetall-Borsig e Schmidding per i motori, ma anche Opta Radio, Siemens, Askania, AEG, Telefunken e Horn per altri componenti elettronici e meccanici sistemi di controllo e gli istituti di test e ricerca di DVL, AVA, DFS e altri.

Con una vasta esperienza con la bomba Hs.293 Glide, la squadra di Wagner aveva deciso per un missile controllato in linea di vista, abbastanza piccolo da essere manovrato da una squadra di terra, ma trasportante una testata in grado di rendere inutilizzabile un B.17 da una distanza di un'esplosione di prossimità di circa 8 yarde. L'Henschel Hs.117 è stato progettato per la produzione con ricevitore elettronico E232 a/b "Colmar" e fusibili di prossimità "Kakadu" (da Donag), "Marabu" (Siemens) o "Fox" (AEG). Sebbene sarebbe stato preferito un sistema di guida elettronico, è stato riconosciuto che i tempi di sviluppo e l'attuale precisione del sistema avrebbero reso il progetto irrealizzabile. Quindi per la prima serie di produzione è stato scelto un sistema di guida ottica che ha dimostrato di funzionare.

Per consentire le migliori prestazioni, l'Hs.117 è stato progettato per volare sotto, ma il più vicino possibile alla velocità del suono pur essendo in grado di mantenere un buon controllo e manovrabilità. Inizialmente Henschel ha promesso una velocità del 75% della velocità del suono all'RLM, con l'intenzione di aumentare questa velocità durante lo sviluppo. A seconda dell'abilità del puntatore del missile, Henschel prevedeva una traiettoria di volo inizialmente oscillante mentre il bersaglio veniva acquisito, con un volo rettilineo finale verso il bersaglio. È stato incluso un limitatore di manovra per mantenere l'accelerazione a circa 7,5 G. Il controllo era effettuato da spoiler oscillanti o "Wagnervators" (mostrati qui a sinistra), che durante il volo, oscillavano uniformemente sul bordo d'uscita dell'ala,

Al fine di garantire la prevedibilità del volo vicino alla velocità del suono, la cellula è stata progettata per essere il più simmetrica possibile. Tuttavia, un'asimmetria era il "doppio" naso con il generatore elettrico da un lato e l'antenna per il fusibile di prossimità dall'altro. La seconda asimmetria era la forma della fusoliera in coda. Sono stati effettuati test nella galleria del vento ad alta velocità del DVL fino al 90% della velocità del suono e si è riscontrato che il design iniziale di una coda quadrata dava mancanza di controllo a velocità più elevate. Poiché la produzione dei componenti di controllo era già impegnata, non è stato possibile utilizzare una coda più sottile, quindi è interessante notare che è stata utilizzata una coda conica per raggiungere velocità maggiori. I missili di produzione sono stati anche esaminati attentamente per rimuovere le fonti di difetti di superficie, per la migliore velocità.

Come accennato in precedenza, il progetto Hs.117 fu progettato per essere manipolato dallo stoccaggio al lancio. Una batteria Hs.117 consisteva in due set, ciascuno con sei supporti di lancio. Entrambi i set avevano un supporto di mira con un osservatore e un puntatore seduto su uno speciale telaio montato su gimble, che poteva seguire le tracce dei missili attraverso l'aria con speciali telescopi. Sotto comando, l'osservatore diresse il suo telescopio sul bersaglio, che era collegato al telescopio del puntatore. Quando era pronto, il puntatore avrebbe lanciato il missile e, con l'aiuto dell'osservatore che continuava a seguire il nemico, avrebbe diretto il missile verso il bersaglio specificato fino a quando la miccia di prossimità non avesse fatto esplodere la testata.

I primi test di Schmetterling, da terra e da lanci lanciati dall'aria, iniziarono nel maggio 1944, con i primi voli di prova del motore a razzo nell'agosto 1944. Testato a Peenemunde, furono effettuati circa sessanta lanci: una ventina raggiunsero velocità superiori a Mach 0,90, senza notevole deterioramento delle prestazioni. All'inizio si sperava che il missile potesse essere visto dalla luce del solo motore per un massimo di dieci miglia. Ma anche se testato con coloranti colorati nel carburante, o caduto nell'efflusso del razzo, il bagliore del motore a razzo da solo era insufficiente per dirigere il missile. Pertanto, la fusoliera posteriore è stata modificata per trasportare razzi, come erano usati nell'Hs.293.

Il piano doveva iniziare la produzione nel febbraio 1945, con una produzione di 3.000 unità al mese entro ottobre 1945. Tuttavia, il progetto stava subendo ritardi significativi. Il più grave dei ritardi è stato causato dal motore BMW. La produzione di motori era in ritardo, i numeri prodotti erano piccoli e la spinta disponibile non corrispondeva alle specifiche di progettazione. Per andare avanti, il dottor Schmidt di Walterwerke ha proposto un design del motore con un regolatore diverso, prestazioni molto migliorate e una nuova camera di combustione non raffreddata, più leggera. C'erano ancora dubbi sull'erogazione di carburante dai serbatoi e sull'introduzione di aria nelle tubazioni del carburante durante le manovre, ma si sperava che questi sarebbero stati risolti durante i test. Per una discussione sui problemi di progettazione dei motori 109-558 e 109-729 per “Schmetterling".

Alla fine, il processo di test non venne completato prima della fine della guerra, quindi il missile "Schmetterling" non entrò mai la produzione in alcun modo e non entrò mai in servizio operativo.

Varianti

L'Hs 117H era una variante lanciata dall'aria, progettata per essere lanciata da un Dornier Do 217, Junkers Ju 188 o Junkers Ju 388. Questa versione è stata progettata per attaccare gli aerei nemici fino a 5 km (16.000 piedi) sopra l'aereo di lancio.

Caratteristiche:

Funzione primaria: missile terra-aria
Appaltatore: Henschel
Propulsione:
razzi booster: 2 booster Schmidding 109-553 a combustibile solido, per una spinta totale di 17,1 kN (1750 kgf ) per 4 s
razzo principale: motore a razzo BMW 109-558 a combustibile liquido che fornisce 3,7 kN (375 kgf) per 33 s, seguito da 588 N (60 kgf) per 24 s
Propellenti: SV-Stoff (acido nitrico), Tonka
Lunghezza: 4,2 m (13 piedi 9 pollici)
Diametro: 350 mm
Apertura alare: 2 m
Peso di lancio: 420 kg (presumibilmente esclusi i booster, che pesavano complessivamente 170 kg)
Testata: 25 kg di esplosivo
Portata: 32 km (20 miglia)
Altitudine: 10,7 km
Sistema di guida: MCLOS; guida visiva, radiocomandi
Data di distribuzione: mai effettuata.

(Fonti: Web, Google, Wikipedia, Airandspace, Walterwerke, You Tube)

Lo Junkers Jumo 004 (designazione ufficiale RLM Junkers Jumo 109-004)

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…

Lo Junkers Jumo 004 (designazione ufficiale RLM Junkers Jumo 109-004) era un motore aeronautico prodotto dall'azienda tedesca Junkers Flugzeug und Motorenwerke AG durante la Seconda guerra mondiale.

Lo Jumo 004 fu il primo motore turbogetto a compressore assiale a entrare in servizio montato, in coppia, sul caccia Messerschmitt Me 262 utilizzato dalla Luftwaffe nella fase finale del conflitto. Il nome "Jumo" derivava dalla combinazione del nome della casa costruttrice Junkers Motorenbau.

Storia

La fattibilità della propulsione a reazione era stata dimostrata in Germania all'inizio del 1937 da Hans von Ohain in collaborazione con la società Heinkel. La maggior parte del Ministero dell'Aeronautica del Reich (RLM) rimase disinteressata, ma Helmut Schelp e Hans Mauch videro il potenziale del concetto e incoraggiarono i produttori tedeschi di motori aeronautici ad avviare i propri programmi di sviluppo di motori a reazione. Le società sono rimaste scettiche e sono stati effettuati pochi nuovi sviluppi.

Nel 1939 Schelp e Mauch visitarono le aziende per verificare i progressi. Otto Mader, capo della divisione Junkers Motorenwerke (Jumo) della grande compagnia di aviazione Junkers, affermò che anche se il concetto era utile, non aveva nessuno su cui lavorarci. Schelp ha risposto affermando che il dottor Anselm Franz , allora responsabile dello sviluppo del turbo e del compressore di Junkers, sarebbe stato perfetto per il lavoro. Franz aveva avviato il suo team di sviluppo nello stesso anno e al progetto è stata assegnata la designazione RLM 109-004 (il prefisso 109-, assegnato dall'RLM era comune a tutti i progetti di motori a reazione nella seconda guerra mondiale in Germania, incluso Progetti di motori a razzo tedeschi della seconda guerra mondiale per aerei con equipaggio).

Franz aveva optato per un design che fosse allo stesso tempo conservatore e rivoluzionario. Il suo design differiva da quello di von Ohain in quanto utilizzava un nuovo tipo di compressore che consentiva un flusso d'aria continuo e diretto attraverso il motore (un compressore assiale), recentemente sviluppato dall'Aerodynamische Versuchsanstalt (AVA - Aerodynamic Research Institute) di Göttingen. Il compressore a flusso assiale non solo aveva prestazioni eccellenti, circa il 78% di efficienza in condizioni del "mondo reale", ma aveva anche una sezione trasversale più piccola, importante per gli aerei ad alta velocità. Il vecchio assistente del dottor Bruno Bruckman nel programma dei motori a reazione, il dottor Österich, lo sostituì a Berlino e scelse il progetto del flusso assiale, a causa del suo diametro più piccolo; era 10 cm (3,9 pollici) in meno rispetto alla BMW 003 a flusso assiale concorrente.

D'altra parte, mirava a produrre un motore che fosse molto al di sotto del suo potenziale teorico, nell'interesse di accelerare lo sviluppo e semplificare la produzione. Una decisione importante fu quella di optare per un'area di combustione semplice utilizzando sei "barattoli di fiamma", invece della più efficiente bombola anulare singola. Per gli stessi motivi, aveva collaborato fortemente allo sviluppo della turbina del motore con Allgemeine Elektrizitäts-Gesellschaft (General Electric Company, AEG) a Berlino, e invece di costruire motori di sviluppo, ha deciso di iniziare immediatamente a lavorare sul prototipo di un motore che potesse essere messo direttamente in produzione. L'approccio conservativo di Franz è stato messo in discussione dalla RLM, ma è stato rivendicato quando, anche dati i problemi di sviluppo che doveva affrontare, lo 004 è entrato in produzione e servizio molto prima della BMW 003, la sua concorrente tecnologicamente più avanzata ma leggermente inferiore (7,83 kN /1.760 libbre).

A Kolbermoor, sede dello stabilimento dei motori Heinkel - Hirth, la Fedden Mission, guidata da Sir Roy Fedden, aveva scoperto che la produzione di motori a reazione era più semplice e richiedeva manodopera meno qualificata e attrezzature meno sofisticate rispetto alla produzione di motori a pistoni; infatti, la maggior parte della realizzazione di pale di turbine cave e di lamiere metalliche sui getti poteva essere eseguita mediante utensili utilizzati nella realizzazione di pannelli di carrozzeria di automobili. Lo stesso Fedden aveva criticato l'attacco dell'involucro del compressore dello 004, che era in due metà, imbullonato alle semi-sezioni dei gruppi statore.

Indipendentemente da Frank Whittle che negli anni trenta in Inghilterra portava avanti lo studio di un motore turbogetto dotato di compressore centrifugo (il Power Jets WU), in Germania, nel 1931, Hermann Östrich, in un report per la DVL, descrisse le promettenti prospettive di un motore a turbina per la propulsione aerea. Il professor Herbert Wagner dell'università di Berlino fu il primo, nel 1934, a concepire l'uso di un motore a turbina a flusso assiale per muovere un'elica.

In seguito alla dimostrazione di Hans von Ohain della sua turbina a flusso centrifugo Heinkel HeS 3, nel 1939 il Ministero dell'Aria del Reich (Reichsluftfahrtministerium o RLM) spronò i produttori tedeschi di motori aeronautici ad iniziare programmi per motori a getto che avessero spinte dell'ordine di 19,6 kN per m² di superficie frontale in modo da ridurre la resistenza aerodinamica delle gondole del motore. Questo requisito era particolarmente arduo da superare coi compressori centrifughi, perciò si preferìrono compressori a flusso assiale multistadio che, pur più lunghi, garantivano alti rapporti spinta-sezione frontale.

Nello stesso anno la Junkers affidò ad Anselm Franz, responsabile del reparto turbocompressori, la direzione di una nuova divisione, dedicata alla progettazione del motore a getto a cui fu assegnata la numerazione 109-004 del Ministero dell'Aria (con il prefisso 109- riservato ai motori a reazione).

Sviluppo

Franz scelse un progetto conservativo che però garantisse rapidi sviluppo ed entrata in produzione, evitando di costruire prototipi intermedi per dedicarsi alla svelta alla configurazione definitiva e basandosi su soluzioni in parte già sperimentate per la turbina (dalla AEG) e compressore (presso l'Aerodynamische Versuchsanstalt di Gottinga). Questa prudenza (all'inizio malvista dalla RLM) fu ripagata dall'entrata in servizio del suo motore prima del concorrente, più avanzato tecnologicamente, BMW 003.

Il progetto iniziale prevedeva l'impiego di materiali pregiati e acciai speciali per resistere alle temperature del nuovo propulsore. Quando il motore si rese disponibile, nel Reich questi materiali non erano più reperibili, e furono impiegati componenti di qualità minore. Il risultato fu un motore caratterizzato da un'affidabilità insufficiente, tendente a incendiarsi in caso di manovre brusche sulla manetta e da una brevissima vita utile, tra le 10 e le 25 ore di volo.

Il primo prototipo dello 004 fu provato al banco l'11 ottobre 1940 e, dopo alcune modifiche, nel gennaio del 1941 forniva una spinta di 490 kg, ancora inferiore alle specifiche (600 kg) richieste dall'RLM. Nell'agosto del 1941, con l'introduzione di un nuovo compressore, con palette in acciaio e statori modificati, furono raggiunti i requisiti minimi di spinta e, nel marzo del 1942, iniziarono le prove in volo a bordo di un Me 110 appositamente modificato. Il 18 luglio 1942 fu compiuto il primo volo su un prototipo di Me 262.

Con le versioni successive (004 B) furono introdotti ulteriori miglioramenti e la vita utile del motore salì a 50 ore.

Alla fine del conflitto, erano stati consegnati alle fabbriche per l'installazione sui velivoli 4 752 motori: 1 258 pronti per la spedizione e 506 in riparazione. Sulla linea di montaggio erano necessarie 700 ore per costruirne uno, assemblato in 7 stabilimenti sparsi per il Reich.

Dopoguerra

Dopo la fine della seconda guerra mondiale lo Jumo 004 fu prodotto in Cecoslovacchia in piccole quantità dalla Malešice con il nome M-04, per equipaggiare l'Avia S-92, copia anch'esso del Me 262.

In Unione Sovietica i disegni e gli esemplari catturati costituirono la base di partenza del Tumanskij RD-10 destinato allo Yakovlev Yak-15 e diversi altri caccia.

In Francia alcuni esemplari di 004 furono utilizzati sull'SNCASO SO.6000-1 Triton e sull'Arsenal VG-70.

Tecnica

Il motore era composto da un gruppo compressore a flusso assiale da 8 stadi collegato da un albero ad uno stadio di turbina, una camera di combustione a sei tubi di fiamma interconnessi tra loro e contenuti in un involucro comune anulare e un ugello con spina centrale che poteva scorrere assialmente.

L'accensione, nel Me 262, avveniva tramite un motore bicilindrico contrapposto a due tempi, progettato da Norbert Riedel, racchiuso nel cono di entrata, che si avviava a strappo con un'apposita maniglia posta nel cono o (in volo) elettricamente. L'avvio nell'Arado Ar 234 avveniva invece tramite un'unità terrestre, perché il modello non aveva la maniglia per l'accensione manuale. Esso poteva essere avviato elettricamente come nel Me 262, ma l'operazione scaricava le batterie e quindi era poco utilizzata. Una volta acceso, il propulsore impiegava circa un minuto per accelerare a 2 000 giri al minuto.

Compressore

A differenza del più avanzato BMW 003, il motore della Junkers si basava su un disegno già in parte sviluppato dalla AVA (Aerodynamische Versuchsanstalt) in cui il compressore assiale ad 8 stadi pesava circa 170 kg più del concorrente. Le palette, inizialmente costruite in lega leggera, furono poi sostituite da altre in acciaio per ovviare alla difficoltà di approvvigionamento di nichel, cobalto e molibdeno. La prima versione (004 A) era afflitta dal cedimento delle palette del compressore. Nella versione successiva ridisegnare i primi due stadi del compressore risolse i problemi di vibrazione delle palette statoriche, all'origine dei cedimenti.

Turbina

I primi esemplari di 004A destinati al Me 262 furono costruiti facendo largo uso di nichel, cobalto e molibdeno successivamente non disponibili per la costruzione in larga scala. Per le palette della turbina furono inizialmente impiegati acciai austenitici simili al "Tinidur", con una versione migliorata del P-193 prodotto dalla Krupp contenente il 30% di nichel, il 14% di cromo, l'1,75% di titanio e lo 0,12% di carbonio. Successivamente, a causa della scarsità del nichel, fu obbligata la scelta di materiali alternativi quali il Cromadur, un acciaio non austenitico contenente il 12% di cromo ed il 18% di manganese. Con questa lega era possibile ricavare palette cave mediante un procedimento di piegatura di una lamina di Cromadur. All'interno delle palette della turbina veniva fatta passare aria prelevata a valle dell'ultimo stadio del compressore per raffreddarle. L'aria per il raffreddamento degli statori della turbina era invece prelevata tra il compressore e la camera di combustione.

Anche per la turbina ci furono, a partire dall'estate 1943, problemi di vibrazioni. Entrando in risonanza le palette tendevano a fratturarsi. Max Bentele, che nel passato aveva risolto analoghi problemi al compressore, fu ri chiamato da Franz. Bentele ritenne che fossero la configurazione a sei camere di combustione e i tre supporti del motore a valle della turbina ad indurre la risonanza nelle palette rotoriche. Nella versione 004 A, questi fenomeni non si erano presentati perché il motore girava a velocità e temperature inferiori. Le palette furono quindi accorciate di un millimetro (innalzando così la loro frequenza di risonanza) e la velocità di rotazione fu abbassata da 9000 a 8700 giri al minuto.

Ugello di scarico

L'ugello era dotato di una configurazione a geometria variabile in cui un corpo centrale (soprannominato per la sua forma "Zwiebel", cipolla) poteva muoversi assialmente avanti ed indietro variando l'area di efflusso in relazione alla velocità di rotazione del motore (e quindi alla portata dei gas di scarico).

Versioni:

Jumo 004 A - Prima versione costruita in meno di 50 esemplari da 840 kg di spinta. Installata sul Me 262 (18 giugno 1942) e Ar 234 (agosto 1943)
Jumo 004 B-0 - Versione più leggera di 100 kg costruita in soli 5 esemplari, provata per la prima volta tra febbraio e marzo del 1943.
Jumo 004 B-1 - Versione con i primi due stadi del compressore ridisegnati. Spinta da 900 kg a 8700 giri al minuto, rapporto di compressione aumentato da 3,2:1 a 3,5:1, provata tra maggio e giugno del 1943.
Jumo 004 B-4 - Simile alla B-1, aveva le palette della turbina cave e raffreddate ad aria e fu introdotta a partire dal dicembre del 1944. Tra versioni B-1 e B-4 vennero costruiti in tutto circa 6000 esemplari.
Jumo 004 D-4 - Versione migliorata della B-4 nelle prestazioni in quota ed in affidabilità. Camera di combustione di nuovo disegno e 6 candelette di accensione al posto delle 3 originarie. Era prevista l'adozione di una versione aggiornata del compressore della B-2 che era aerodinamicamente superiore, ma aveva problemi di vibrazioni. La spinta prevista era di 1000 kg ed era previsto l'impiego di un postbruciatore in grado di aumentare la spinta di un ulteriore 15-20%. La produzione sarebbe dovuta iniziare nel maggio del 1945.
Jumo 004 H-4 - Nuovo disegno con compressore assiale ad 11 stadi con un rapporto di compressione di 5,5:1, due stadi di turbina, peso di circa 1200 kg per una spinta prevista di 1800 kg.
Jumo 012 - Versione ingrandita dell'H-4 lunga circa 5 metri, dotato di due alberi per i gruppi (compressore e turbina) di bassa ed alta pressione, diametro di 1,1 m, peso di 2200 kg per 3000 kg di spinta prevista. La costruzione del primo modello era prevista tra aprile e maggio del 1945.
Jumo 022 - Versione turboelica con eliche controrotanti rimasta allo stadio di progetto. Secondo le specifiche avrebbe prodotto 6000 bhp ad una quota di 8 km volando a 800 km/h.

Utilizzatori:

Francia

Arsenal VG-70
SNCASO SO.6000-1 Triton (primo prototipo).

Germania

Arado Ar 234
Focke-Wulf Ta 183 (solo progetto)
Heinkel He 280 (prototipo)
Henschel Hs 132 (solo progetto)
Horten Ho 229 (prototipo)
Junkers Ju 287 (prototipo sperimentale)
Messerschmitt Me 262.

Unione Sovietica

Yakovlev-Jumo (Yak-3 Yumo).

Motori sopravvissuti

Esistono numerosi esempi del turbogetto Jumo 004 nei musei dell'aviazione e nelle collezioni storiche del Nord America, dell'Europa e dell'Australia, tra cui:

National Air and Space Museum (NASM) della Smithsonian Institution, Washington DC, USA; NASM è in possesso di due Jumo 004, un motore completo (in mostra dal 2020) e un motore 'cutaway' (non in mostra o in archivio dal 2020)
National Museum of the United States Air Force, Wright-Patterson Air Force Base, Dayton, Ohio, USA; NMUSAF mostra un Jumo 004 staccato, insieme a uno dei pochi Me 262 sopravvissuti (che conserva ancora i suoi due motori 004)
New England Air Museum, Aeroporto Internazionale Bradley, Windsor Locks, CT, USA; NEAM mostra un motore 'cutaway' in prestito dalla NMUSAF
Deutsches Museum, Monaco di Baviera, Germania; Il museo espone un Jumo 004B, costruito nel 1944
Museo Nazionale dell'Aviazione Australiana, Aeroporto Moorabbin, Melbourne, Victoria, Australia; ANAM mostra un singolo Jumo 004.
Il Flying Heritage & Combat Armor Museum, situato a Paine Field a Everett, Washington, sta attualmente ripristinando un Me 262 e i suoi motori Jumo 004 che lo accompagnano in condizioni di aeronavigabilità. Gli 004 sono stati riattrezzati per consentire una maggiore resistenza alla fatica e, quindi, una maggiore durata complessiva del motore. A partire da ottobre 2019, il 262 restaurato ha eseguito con successo i test della pista di rullaggio sotto la potenza dei suoi motori 004.
Il South African Air Force Museum, situato a Ysterplaat, Cape Town. Jumo 004 parzialmente sezionato.
Museo aeronautico di Vigna di Valle (Roma).

Lo "Jumo" di Vigna di Valle.

Specifiche (Jumo 004B)

Caratteristiche generali:

Tipo: turbogetto
Lunghezza: 3,86 m (152 pollici)
Diametro: 81 cm (32 pollici)
Peso a secco: 719 kg (1.585 libbre)
Componenti
Compressore: compressore assiale a 8 stadi
Combustori: tipo Can, 6
Turbina: Monostadio
Prestazione
Spinta massima: 8,8 kN (1.980 lbf) a 8.700 giri/min
Rapporto di pressione totale: 3,14:1
Rapporto spinta/peso: 1,25.

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

martedì 9 agosto 2022

Supercavitating Torpedo, ovvero i siluri “super - cavitanti”

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…

L'attacco con siluri è il peggior incubo di una unità di superficie: mentre è necessario lanciare una dozzina di missili guidati per neutralizzare un cacciatorpediniere con capacità di difesa aerea, basta un solo siluro per affondarlo spezzandolo letteralmente in due. Soprattutto se c'è il rischio di un siluro contro un'unità di alto valore protetta da un gruppo di scorta, i pianificatori non saranno in grado di dormire fino a quando il pericolo non sarà passato. Pertanto, le marine cercano sempre di sviluppare nuove tecnologie e tattiche per evitare l’incombente minaccia dei siluri.

Sebbene i siluri siano piuttosto pericolosi per le navi da guerra, lo sviluppo del siluro supercavitante (SC) ha portato le contromisure contro i siluri ostili ad un livello diverso.

Dopo che la Russia ha sviluppato il siluro SC "VA-111 Shkval", gli stessi scienziati russi hanno affermato che non è possibile difendersi da esso. Il siluro ad alta velocità consentirà ai sottomarini di attaccare i sottomarini nemici e le navi di superficie senza dare loro il minimo tempo per poter rispondere adeguatamente. L'Iran ha sviluppato una versione del siluro SC russo chiamato "Hoot" e la Germania ha sviluppato il suo siluro SC indigeno chiamato "Barracuda". Sebbene sia noto che gli Stati Uniti hanno testato un prototipo, le versioni pronte per il combattimento non sarebbero ancora pronte.

Cos'è la supercavitazione?

La supercavitazione è l'uso di effetti di cavitazione per creare una bolla di gas o vapore abbastanza grande da racchiudere un oggetto che viaggia attraverso un liquido, riducendo notevolmente la resistenza e l'attrito in superficie sull'oggetto e consentendo velocità altamente elevate.

Un oggetto supercavitante è un oggetto sommerso ad alta velocità progettato per creare una bolla di cavitazione sulla punta. La bolla si estende oltre l'estremità posteriore dell'oggetto e impedisce il contatto tra i lati dell'oggetto e il liquido. Questa separazione riduce sostanzialmente la resistenza sull'oggetto supercavitante.

Le applicazioni della supercavitazione includono solo siluri ed eliche. Anche se in teoria, la tecnica potrebbe essere estesa a un'intera unità subacquea.

Siluro Supercavitante (SC)

Durante la Guerra Fredda, l'Unione Sovietica fece molto affidamento sulla flotta sottomarina per poter neutralizzare la superiorità degli Stati Uniti in ambito navale. Per questo motivo, intensificò i suoi sforzi per sviluppare un siluro velocissimo che rappresentasse una seria minaccia per la potenza navale degli Stati Uniti e dei suoi alleati e quindi raggiungere un equilibrio di potenza. Come risultato di questi sforzi, l'Unione Sovietica sviluppò il siluro SC, lo Shkval ("Squall"), entrato in servizio nel 1977. Il modo che lo rende speciale fu ottenuto da un cono piatto appositamente progettato, che deviava l'acqua verso l'esterno creando la bolla della “supercavitaiton". Lanciato da tubi lanciasiluri standard da 533 mm ad una velocità convenzionale di 50 nodi, il razzo a propellente solido dello Shkval successivamente lo accende e lo accelera fino a una velocità di supercavitazione (circa 200 nodi), prima che un sostenitore di idrogetto intervenga per spingerlo nella parte finale del suo percorso verso il bersaglio.

Tecnicamente, lo sviluppo di siluri SC è piuttosto difficile. I comandi del siluro devono toccare solo il gas. A 230 mph, toccare l'acqua taglierebbe parti metalliche. Inoltre, sebbene non sia facile difendersi dai siluri SC, ci sono alcune limitazioni:

Il controllo del siluro è limitato. Le curve delicate di base funzionerebbero, ma non le curve strette.

Spingere e cavitare ad altissima velocità attraverso l'acqua è inefficiente dal punto di vista energetico. Lo Shkval russo ha una gamma di circa 9 miglia. Rispetto ai moderni siluri convenzionali, questo è circa 1/3 della portata.

Con così tanti sforzi per muoversi velocemente e controllarsi, i siluri SC spesso portano una testata più piccola. Di solito trasportano una testata di circa 2/3 delle dimensioni dei siluri pesanti convenzionali.

Lanciare essenzialmente un razzo in corso è molto rumoroso. Ogni nave con qualsiasi sonar ascolterà e localizzerà la fonte, questo consentirà al bersaglio di intraprendere azioni evasive, lanciare contromisure. Inoltre il sottomarino lanciatore sarà identificato e localizzato.

Muovendosi così velocemente, il siluro SC è cieco. Deve semplicemente percorrere il suo corso iniziale, fidandosi del suo INS. Ma, poiché è così veloce, i bersagli generalmente non si spostano così lontano nel suo tempo di viaggio. Il siluro SC può comunicare con la piattaforma di lancio tramite un filo sottile che va dal siluro al sottomarino di lancio. Ciò può consentire al sottomarino di guidare il siluro "cieco" verso il suo bersaglio. Se il filo si rompesse, un siluro incontrollato in acqua con velocità superiore a 200 nodi sarebbe un problema.

Le marine dovrebbero temere i siluri super cavitanti?

Prima di tutto, non ci sono prove sufficienti che funzionino in modo efficiente. Non esiste un vero sistema di guida dimostrabile per questi presunti siluri super cavitanti. Per dirla semplicemente, sebbene pronti per il combattimento da circa 35-40 anni, i siluri SC non hanno ancora dimostrato la loro capacità in un vero scenario di guerra.

Sebbene sia molto difficile difendersi da un siluro SC, non è impossibile. Il modo migliore per difendersi dai siluri SC, se possibile, è evitare che il sottomarino lanciatore entri nell'area di pericolo siluri di un gruppo di attività o di una singola unità. Sebbene sia difficile procedere, il gruppo di lavoro dovrebbe concentrare tutti gli sforzi con risorse aeree, di superficie e subacquee per tenere il sottomarino nemico fuori dall'area.

Una nave da guerra attaccata da un siluro ha un tempo di circa 2 minuti per prendere contromisure e uscire dalla linea di tiro del siluro. A 20 nodi di velocità, circa 10 ms, un cacciatorpediniere potrebbe fare una brusca virata e spostarsi fino a 1,2 km dal luogo dell'attacco. L'efficienza delle esche anti-siluro contro i siluri SC è ancora sconosciuta.

Quali sono i nuovi sviluppi?

Dopo lo sviluppo del VA-111 Shkval, l'implementazione della tecnologia della supercavitazione nelle armi subacquee ha tenuto occupata la mente degli altri paesi (soprattutto gli Stati Uniti). Sebbene sia controverso come si sia sviluppato, l'Iran ha prodotto il siluro Hoot SC (portata: 6 miglia nautiche, velocità 180 nodi) e ha effettuato un tiro di prova su di un bersaglio stabile nel 2006 durante l'esercitazione Great-Prophet. Il Superkavitierender Unterwasserlaufkörper (Supercavitating Underwater Running Body, precedentemente noto come Barracuda) era un progetto di sviluppo della compagnia di armamenti tedesca Diehl BGT Defense in collaborazione con la Marina tedesca. Il siluro supercavitante per la difesa a corto raggio di bersagli subacquei venne presentato al pubblico nel 2005 come prototipo, ma non è mai stato oggetto di sviluppo e approvvigionamento.

E per quanto riguarda la Russia?

Si sono fermati dopo aver sviluppato lo Shkval? Ovviamente no. La Russia ha sviluppato un nuovo siluro SC chiamato Khishchnik ("Predator") che potrebbe rimediare ai punti deboli dello Shkval. Nell'ottobre 2016, analisti militari russi hanno riferito che un gruppo di progettisti che lavoravano per la marina russa stavano completando i lavori su di un siluro ad alta velocità completamente nuovo che intendeva sostituire lo Skhval. A differenza di varie presunte super armi di cui si vantano pubblicamente, i russi stanno molto in silenzio sul Predator perché il progetto è classificato. È noto solo che è stato sviluppato dall'ufficio di progettazione Elektropribor, specializzato in tecnologia aeronautica.

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

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…

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)