Il nuovo "siluro" Tedesco Barracuda....

[Leviathan]

hai ragione, vince chi spara prima, ma la potenza di fuoco generalmente conta di più e quindi il missile subacque porta il vantaggio a chi c'è l'ha...

La mancanza di dati sulla guerra sottomarina effettivamente è spaventosa, non sappiamo praticamente nulla.

Che due som a meno di 10 Km non si vedano sembra strano, ma in fondo tra som americanie som sovietici si sono state un sacco di collisioni.

[Mirgal]

Che due som a meno di 10 Km non si vedano sembra strano, ma in fondo tra som americanie  som sovietici si sono state un sacco di collisioni.

Ti posso assicurare che gli idrofoni dei sommergibili italiani hanno sentito più volte Los Angeles a km di distanza. Tanto è vero che li pingavamo per farci "vedere" ed evitare rischi di collisione.

 

P.S. Si, sono stato in marina, e no, non ero imbarcato nei sommergibili. Però per incarico svolto sono venuto a conoscenza di episodi del genere.

Modificato 19 Febbraio 2006 da Mirgal

[Gianni065]

Mirgal, i sonar passivi possono avvistare un som anche a 100 km di distanza, ma dipende dalle quote e dalla velocità e dal contesto e da migliaia di altri fattori.

 

Se un Los Angeles si muove a 2-3 nodi in agguato, non lo senti di sicuro a molti chilometri di distanza, ma molto meno.

Certo se fila a 20 nodi e più lo senti dall'altra parte della terra... specialmente se si trova a una quota in cui la densità dell'acqua lo porta a cavitare...

 

Poi ci sono tante, troppe cose da tenere in considerazione, concetti come l'equazione del sonar passivo, le zone di convergenza, l'ampiezza del rumore di fondo, i gradienti termici ecc... ecc...

 

La guerra sottomarina non è così lineare come quella aerea, e il sonar non è un radar.

 

Per sentire un sottomarino in agguato a 10.000 metri di distanza, non solo devi avere un sonar con i controcavoli, ma il bersaglio deve produrre un numero di decibel sufficienti a superare sia il rumore di fondo che le perdite di propagazione dovute alla distanza. A sua volta il sottomarino in ascolto deve essere estremamente silenzioso per non oscurare il segnale dell'avversario.

E basta che ci sia una nave in navigazione nel giro di 50 miglia e già le sue eliche rendono quasi impossibile discriminare alcunchè.

 

Io di guerra sottomarina ne so più di qualcosa, Mirgal, e le capacità di scoperta, oltre che alla qualità dei sensori, sempre più sensibili e sofisticati, si affidano su sistemi di analisi sempre più complessi ed evoluti, e in questa materia oggi come oggi gli americani sono all'avanguardia.

Filtri a matrice, sistemi di ricampionamento sequenziale, sistemi di fusione dati multiscan e multisensore, sistemi di analisi a multi-risoluzione con separazione del rumore di fondo dei gradienti in colori, filtri ad onda combinati multicanali ad olio e e ad aria calda, filtri Wiener, Extenden Kalman Filtering... sono solo alcune delle tecnologie usate su un Los Angeles, e non sono disponibili per nessuno.

E' tutta questa esperienza e know how tecnologico che mi lasciano ritenere che armi come lo Squall servono a ben poco, da sole.

[Mirgal]

Gianni, all'inizio della discussione sei stato tu a parlare di 20 nodi. Quando si discuteva dei tempi di reazione possibili in caso di attacco.

 

Lo so bene che a 10km di distanza non senti un som che sta andando a 3 nodi.

Neppure un Alfa

Mandare un ping serve proprio a farci sentire, se un LosAngeles urta un Sauro lo spacca in 2.

 

Evidentemente ci siamo capiti male.

 

Che gli USA siano all'avanguardia non mi stupisce, visto che spendono per la difesa tanto quanto tutti gli altri paesi del mondo messi assieme; anzi, sarei stupito del contrario!

[Gianni065]

Pienamente d'accordo Mirgal.

 

Io parlavo di venti nodi solo per indicare una ipotetica velocità assunta da un sottomarino sotto attacco per portarsi fuori dalla portata dei sensori di uno Shkval e volevo sottolineare il fatto che su lanci a una certa distanza la filoguida è essenziale.

 

Le velocità operative - quando si fa sul serio e si è a caccia di sottomarini - di un SSN sono intorno ai 7-8 nodi.

Si tratta di una velocità già superiore a quella che in concreto può tenere un sub convenzionale in immersione profonda.

 

L'US Navy ha verificato che gli SSN delle ultime generazioni, a velocità inferiori ai 9 nodi, sono virtualmente impossibili da individuare con il sensore passivo a meno che non si trovino a distanze ridottissime.

Per un sottomarino convenzionale il discorso è identico, anche se le velocità sono inferiori (per una questione di batterie).

 

Per questo sostenevo che nella pratica, chi prima avvista, vince.

 

Perchè di fatto le distanze sarebbero così ridotte che i tempi di reazione sarebbero molto brevi, indipendentemente dal tipo di arma di cui si dispone.

Alcuni ritengono che lo Shkval è un' "arma di vendetta".

In pratica il sub russo, che si renda conto di essere stato oggetto di un lancio di siluri e di non avere probabilità di salvarsi, lancerebbe uno Shkval contro l'SSN nemico per colpirlo a sua volta.

E' una teoria interessante, anche se io credo che lo Shkval sia un'arma destinata a tutt'altro compito (distruzione di portaerei, distruzione di SSBN prima che possano lanciare i loro missili).

[skettles]

Perchè di fatto le distanze sarebbero così ridotte che i tempi di reazione sarebbero molto brevi, indipendentemente dal tipo di arma di cui si dispone.

Alcuni ritengono che lo Shkval è un' "arma di vendetta".

In pratica il sub russo, che si renda conto di essere stato oggetto di un lancio di siluri e di non avere probabilità di salvarsi, lancerebbe uno Shkval contro l'SSN nemico per colpirlo a sua volta.

E' una teoria interessante, anche se io credo che lo Shkval sia un'arma destinata a tutt'altro compito (distruzione di portaerei, distruzione di SSBN prima che possano lanciare i loro missili).

 

sono anche io con te nella guerra reale è meglio usare un siluro vero (tipo mk 48) e questi nuovi "missili" sottomarini saranno usati come dici tu contro portaerei o SSBN

 

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domanda quanti siluri può imbarcare un som classe LOS ANGELES??

[Leviathan]

sono un patacca, è meglio usarli contro navi di scorta o portaerei piuttosto che contro i som.

Non ci ho pensato.

Magari un missile subacque capace di andare a velocita ridotta (90 nodi) che si spegne vicino all'obbiettivo, attiva i sensori e vola per inerzia puo essere un arma micidiale lo stesso.

Spegnendo i motori, i sensori sono affidabili e anche se il som virasse, il timone avrebbe abbastanza forza da seguirlo ancora...

che ne pensate?

[dread]

sott'acqua non so quanto può essere efficace l'inerzia, c'è molto attrito

[Dominus]

Per fare 90 nodi basta e avanza un siluro a propulsione convenzionale

[Gianni065]

Un Los Angeles imbarca 26 armi, tra siluri e missili.

[Leviathan]

Va be un missile che va a 180 nodi, per ipotesi, che a 200 m dal bersaglio si spegne per acquisire di nuovo il bersaglio in modo più accurato, dubito che scenda sotto i 120 nodi.

Scusate ma che siluro riesce ad andare a 90 nodi?

mi sembra esagerato

[Gianni065]

Dominus vuol dire soltanto che 90 nodi è una velocità che tecnologicamente è alla portata dei moderni siluri.

 

Se non li fanno così veloci, è solo per una questione di silenziosità, di autonomia, e di prestazioni del sensore.

 

Comunque, a giudicare dal sistema usato dallo Shkval (creazione di una bolla che avvolge la prua del missile mentre avanza, mediante uso di gas) credo che l'ordigno sia necessariamente del tutto cieco.

 

Se davvero è in grado di rallentare a fine corsa (e in tutta onestà mi chiedo come sia possibile, visto che è propulso con propellente solido) allora il sensore può entrare in azione.

 

Comunque, le dichiarazioni russe sul fatto che lo Shkval esista anche in versione guidata, restano prive di qualsiasi riscontro.

Secondo fonti attendibili, gli Shkval convenzionali forniti alla Cina dalla Russia, non sono guidati.

 

Peraltro, è importante considerare che lo Shkval originale, con testa nucleare e raggio di 7000 metri, avrebbe distrutto anche il sottomarino che lo lanciava.

Si tratta di un sistema, in pratica, concepito per un utilizzo tutto particolare e per compiere la sua azione distruttiva in un contesto di guerra nucleare.

 

Dubito fortemente che i russi siano riusciti ad adattare un razzo nucleare non guidato, in un missile convenzionale guidato e manovrabile.

[Leviathan]

Gianni065 quindi non ritieni efficiente come sistema anti som un'arma a supercavitazione?

[Sangria]

mi permetto di postare un vecchio lavoro prima del mio incarico nei sistemi sopra la superficie che ho recuperato pe runa discussione su un altro forum. Buona lettura

INTRODUZIONE

 

Il successo o il fallimento di operazioni militari dipende direttamente dall’efficienza dei sistemi d’arma a disposizione. Ovviamente, chi possiede sistemi più veloci e dotati di portata superiore può contare su un notevole vantaggio tattico ed operativo nei confronti dell’avversario. I concetti di velocità, portata e manovrabilità giocano quindi un ruolo fondamentale nella progettazione e nello sviluppo dei nuovi sistemi d’arma. Nel caso dei sistemi subacquei, la richiesta di velocità più elevate si scontra con i limiti derivanti dalle proprietà fisiche del mezzo attraversato (cioè l’acqua). La resistenza idrodinamica di un corpo che si muove nell’acqua è circa mille volte superiore a quella di un corpo che si muove nell’aria. Per mantenere una velocità costante in immersione, il sistema di propulsione di un veicolo subacqueo deve almeno fornire la potenza necessaria a compensare la sua resistenza idrodinamica. Sfortunatamente, l’energia necessaria per far avanzare un corpo sott’acqua è proporzionale al cubo della sua velocità. Quindi per raddoppiare la velocità, l’energia di propulsione deve essere aumentata di ben otto volte. È pertanto abbastanza ovvio che esistono limiti ben precisi all’incremento della velocità in immersione mediante metodi convenzionali. In tutto il mondo sono stati condotti numerosi studi per cercare metodi idonei a ridurre la resistenza idrodinamica dei veicoli che si muovono sott’acqua a velocità elevate. La gamma degli studi copre una grande varietà di approcci fisici e tecnici, come ad esempio:

-applicazione di molecole filamentose sulla superficie del veicolo;

-rivestimento della superficie con materiali elasto ¬- viscosi;

-diffusione del gas attraverso una superficie porosa;

-iniezione di bolle di gas nello strato limite esistente fra veicolo e acqua

-supercavitazione;

Nuovi programmi di ricerca nel settore delle armi subacquee prendono in considerazione la supercavitazione come mezzo per superare tali limiti.

In Germania è stato deciso quasi subito di concentrare gli sforzi sulla supercavitazione per ridurre la resistenza idrodinamica ed incrementare la velocità di sistemi d’arma subacquei. Studi teorici e sperimentali sulla supercavitazione e sulla sua applicazione a sistemi d’arma subacquei erano stati intrapresi in Germania già nel corso della Seconda Guerra Mondiale; uno dei pionieri di questo settore fu Reichardt. Con la fine del conflitto tutte queste attività vennero abbandonate.

Nell’ex Unione Sovietica agli studi sulla supercavitazione era stato assegnato un elevato livello di priorità. Oggi la Russia dovrebbe disporre di siluri supercavitanti ad elevata velocità, destinati ad essere impiegati contro sottomarini o unità di superficie.

Russia ed Ucraina sono all’avanguardia nel campo della supercavitazione non solo per ciò che concerne la teoria ed i principi fisici, ma anche per quanto riguarda l’applicazione delle teorie ai sistemi d’arma subacquei, come ad esempio i siluri. A differenza di altri paesi occidentali, la Germania possiede un notevole know-how sulla supercavitazione, compresa la conoscenza dei sistemi tramite i quali essa si possa applicare alla progettazione di armi subacquee. Anche in Francia e negli Stati Uniti vengono portati avanti programmi in questo campo.

 

http://img132.imageshack.us/my.php?image=immagine1.jpg

 

Figura 1: confronto fra un sommergibile ordinario ed un mezzo supercavitante.

 

1. SVILUPPO DELLA TEORIA FISICA DELLA SUPERCAVITAZIONE.

La cavitazione è una proprietà fondamentale dei liquidi e si verifica quando questi non riescono a sostenere l’applicazione di una spinta prolungata. Come è noto, l’acqua è praticamente un mezzo di propagazione incomprimibile in quanto le sue proprietà cambiano debolmente sotto pressioni di centinaia o migliaia di atmosfere. Comunque quando in un liquido la pressione si riduce ad essere minore della tensione di vapore saturo psv=0. 021 MPascal a causa dell’azione di spinte prolungate, si viene ad interrompere la continuità del mezzo, tale fenomeno è visibile sotto forma di bolle, e si nota nell’acqua la formazione di cavità e bolle laminari, riempite di vapor acqueo. Per la prima volta Froude studiò questo fenomeno e ne diede il nome prendendolo dalla parola greca il cui significato è cavità. Il motivo per cui si iniziarono studi in questo settore fu la volontà di indagare riguardo alle improvvise perdite di trazione dei motori delle navi da guerra mano mano che la cavitazione delle eliche aumentava. Dopo alcuni studi si arrivò a concludere che la cavitazione non solo riduce l’efficienza di eliche, turbine, e pompe, ma causa a queste gravissimi danneggiamenti. Di conseguenza, per lungo tempo questa venne considerata un male e un fenomeno del tutto indesiderato.

A seconda del grado con cui essa si sviluppa si definiscono tre differenti livelli di cavitazione.

La cavitazione primaria è sempre una fase che si manifesta con la presenza in acqua di bolle ed è accompagnata dal forte e caratteristico rumore causato dall’implosione delle stesse quando la configurazione di pressione che le aveva generate si inverte; questo tipo di cavitazione ha la proprietà di danneggiare i materiali solidi, come ad esempio, le pale di eliche, pompe o turbine.

La cavitazione parziale è la fase nella quale le cavità, che si sviluppano in maniera crescente, coprono una parte del corpo cavitante. La cavità formata in questa fase risulta però pulsante ed è piuttosto instabile.

La cavitazione completamente sviluppata o supercavitazione è la fase nella quale le dimensioni della cavità eccedono in maniera considerabile le dimensioni dell’oggetto.

La supercavitazione è il processo che inevitabilmente si sviluppa in modo naturale all’aumentare della velocità del moto di un oggetto sottomarino in spostamento a pressione costante P0. Vicino alla superficie il range di velocità di supercavitazione si raggiunge già a velocità superiori ai 70 m/sec. Si osserva la formazione di supercavità anche per velocità considerevolmente basse, V≥3 m/s, durante l’ingresso di corpi attraverso la superficie libera dell’acqua o durante moti orizzontali che si attuano nella condizione di intersecare la superficie. In questo caso la supercavità non si riempie di vapore ma di aria atmosferica; tale fenomeno è riconducibile a quello delle supercavità artificiali o ventilate la cui formazione risulta possibile anche a velocità minori.

È importante notare come inizialmente lo stimolo a studiare la supercavitazione crebbe nel processo di prevenzione dei principi di cavitazione, nel quale vennero usati profili con pressione costante sulla superficie. In Germania Prandtl e Reichardt proposero di usare le sezioni delle bolle di cavitazione ottenute negli esperimenti per la selezione delle sezioni degli oggetti in modo che questi fossero in armonia con i regimi dei flussi a pressione costante. Per lungo tempo questo metodo venne utilizzato con successo nella progettazione di sagome e profili destinate all’ingresso di oggetti in acqua.

Più avanti lo studio sui flussi supercavitanti venne sviluppato nelle sue opere dal fisico tedesco Wagner (1932). Egli studiò l’ingresso dei corpi in acqua. A quei tempi gli studi pratici sulla supercavitazione consistevano nella risoluzione dei problemi riguardanti l’evitare rimbalzi o planate durante l’entrata di oggetti attraverso la superficie dell’acqua.

Un considerabile progresso nella ricerca sulla supercavitazione venne dato nello studio delle cavità laminari supercavitanti per le eliche navali, le pompe e le alette idrodinamiche . Questo progresso venne stimolato dallo sviluppo di metodi teorici per il calcolo della forma della cavità oltre che dischi, cunei e coni .

L’apparizione di metodi di cavitazione artificiale fu molto importante, quando Reichardt mostrò che è possibile ricercare sperimentalmente fenomeni di supercavitazione su una cavità artificiale ottenuta insufflando aria all’interno della cavità a velocità essenzialmente basse. In questo tipo di situazione, il numero di cavitazione rappresenta un parametro significativo, dove p è la pressione idrostatica, pc è la pressione all’interno della cavità, ρ è la densità dell’acqua, V è la velocità di corrente principale; tale parametro risulta molto importante in quanto la forma della cavità, un ellissoide di rotazione, è funzione di Sigma.

Le applicazioni dei metodi di cavitazione artificiale semplificano in modo straordinario le ricerche riguardo i fenomeni cavitazionali ed espandono i campi di applicazione della supercavitazione.

 

1.1 La supercavitazione come un possibile metodo di riduzione della resistenza idrodinamica.

Al giorno d’oggi, quando l’incremento sempre maggiore di potenza degli impianti di propulsione che usano energia atomica non è più in grado di assicurare un aumento della velocità di moto dei veicoli subacquei tecnicamente comprovato, il problema riguardante la riduzione dell’attrito idrodinamico ha acquisito un’importanza capitale.

È necessario osservare come la riduzione della resistenza idrodinamica del mezzo non risulti importante solo per il possibile aumento di velocità del veicolo, ma anche per la diminuzione di rumori e perturbazioni in un fluido ambientale e per la riduzione del carico ecologico su un mezzo di propagazione come l’acqua.

I numerosi e vari modi di attuare la riduzione dell’attrito richiedono la realizzazione di azioni di controllo che possono venire subordinatamente classificate in attive e passive :

-le azioni di controllo passive assicurano una riduzione dell’attrito senza dissipazione di energia o tramite l’utilizzo dell’energia del flusso stesso;

-le azioni di controllo attive assicurano una riduzione della resistenza idrodinamica della sagoma per mezzo di una quota di energia aggiuntiva o grazie ad una quantità addizionale di sostanze gassose.

La scelta di un’azione di controllo ottimale su una corrente di fluido per stabilizzare lo speciale modello di flusso senza creare un elevato attrito idrodinamico è molto complessa. Questo modello non può essere infatti realizzato senza considerare fattori di elevata complessità. In sostanza la scelta di un’azione di controllo ottimale si configura in un consumo di energia minimo, Ec da parte dell’azione di controllo, e nello sfruttamento totale della resistenza idrodinamica di un oggetto , ΔR

 

http://img195.imageshack.us/img195/5302/formulag.jpg

 

 

Considerato che la densità dell’aria è circa 800 volte più piccola di quella dell’acqua molti studiosi furono attratti dal metodo di immettere gas nello strato limite e dalla creazione di sistemi lubrificanti di aria col fine di ridurre l’ostacolo dell’attrito.

I Russi Loytsyansky e Fedyaevsky considerarono per la prima volta il cambiamento della resistenza idrodinamica per mezzo di aggiunta di gas nello strato limite. Nel loro studio vennero determinati i primi modelli teorici riguardo i cambiamenti uniformi dei parametri della miscela bifase.

Le ricerche sperimentali realizzate da I. D. Zheltuhin (1965) mostrarono che le proprietà del mezzo bifase possono cambiare in maniera spasmodica all’interno dello strato limite.

In questa situazione sono possibili meccanismi di attrito qualitativamente differenti rispetto ad un fluido omogeneo.

Le seguenti ricerche, che si basavano sull’utilizzo di micro-bollicine di aria che saturassero lo strato limite, vennero portate avanti da Krylov alla CSNII (Commissione Scientifica Nazionale II) e mostrarono la possibilità di ridurre l’attrito superficiale del 30 ÷50 % per ordini di grandezza Re = 107 e quantità d’aria q ≈ 2 dm3/cm2 ∙ ora attraverso un rivestimento poroso con orifizio di diametro d = 2 mm ( vedi figura 2, a).

 

http://img30.imageshack.us/img30/2362/immagine2o.th.jpg

 

Figura 2: possibili schemi di flusso ad immissione

di gas.

 

Come hanno mostrato le esperienze, l’applicazione di immissioni di slot di gas nello strato limite porta ad un incremento della quantità di aria di 10÷20 volte con lo stesso effetto di riduzione dell’attrito (vedi figura 2,cool.gif.

Gli esperimenti sulla saturazione gassosa dello strato limite si sono sviluppati in studi sui processi di cavitazione artificiale.

Durante l’immissione di aria, il flusso che scorre al di la dell’estremità cavitante si separa dal corpo e può formare cavità di grandi proporzioni. Nella suddetta situazione la superficie libera dell’acqua non tocca la superficie del corpo (vedi figura 2, c).

È interessante osservare che questo processo può essere realizzato a velocità superiori ai 70 m/s tramite un’evaporazione naturale, in tal caso la fase gassosa si immetterà nello spazio tra corpo e acqua non attraverso una superficie permeabile ma dalla superficie della cavità libera (vedi figura 2, d).

Teoricamente, processi del genere possono essere realizzati sia con una estesa zona d’aria tra il limite libero dell’acqua ed il corpo che con una intercapedine più limitata.

Comunque nella pratica è necessario tenere conto dei processi naturali di distruzione della superficie della cavità libera e dell’influenza del flusso di gas nello spazio di separazione tra l’acqua ed il corpo.

La riduzione dell’attrito idrodinamico può influenzare in maniera del tutto positiva le caratteristiche di un mezzo che si muove in acqua o sotto l’acqua e accresce i fattori d’efficienza commerciale grazie ad una diminuzione della dissipazione di potenza e all’aumento di velocità e distanze percorribili. La velocità e la distanza sono infatti parametri determinanti per i mezzi utilizzati per scopi militari o per il soccorso.

Proprio per questa ragione nella costruzione di mezzi di superficie si può notare la tendenza a diminuire la superficie bagnata dello scafo.

Per il moto al di sotto la superficie, può essere seguita la stessa strada dei mezzi di superficie; la riduzione della superficie di scafo a contatto con l’acqua può essere in questo caso ridotta utilizzando la cavitazione completamente sviluppata (supercavitazione) sia artificiale che naturale.

 

1.2 Schemi di flusso supercavitanti per moti di oggetti subacquei.

Molteplici difficoltà nell’usare schemi di flusso supercavitanti per oggetti subacquei sono connessi con la necessità di assicurarne la stabilità del moto, alle condizioni di perdita della forza di spinta idrostatica di Archimede e alle condizioni in cui il punto di applicazione delle forze di attrito è localizzato davanti al centro di massa.

Possibili schemi di flusso supercavitanti intorno a solidi di rotazione con alleggerimenti idrodinamici del peso G nella cavità sono mostrati in figura 3 (Savchenko 1998 e 1999).

Nei quattro possibili schemi di moto, il peso G dell’oggetto è compensato da due forze idrodinamiche: G=Y1+Y2,

dove Y1 è la spinta sul cavitatore; Y2 è la spinta sulla parte portante dello scafo.

Lo schema di flusso a due cavità (figura 3, a) ha una superficie di scafo bagnata considerevolmente grande a poppavia dello scafo. Questo permette di utilizzare mezzi per la stabilizzazione dell’oggetto di tipo tradizionale. Oltre che di assicurare un incremento della stabilità, questo sistema permette di utilizzare pressioni differenti nella cavità frontale e nella cavità di coda per l’installazione di propulsioni aggiuntive o sistemi alternativi per ulteriori riduzioni dell’attrito.

Per realizzare gli schemi di flusso (figura 3,a e cool.gif è necessario mantenere invariata la posizione della chiusura della cavità. Tale condizione permette di conservare la costanza dei valori di forze e momenti durante i cambi di profondità e velocità del moto.

Preservare l’integrità dei parametri di chiusura della cavità è inoltre importante per mantenere costante la dispersione di gas e il bilanciamento della stessa massa di gas in una cavità artificiale.

 

1.2.1 Chiusura della supercavità intorno al corpo.

La descrizione dei processi che si verificano nella zona di chiusura della cavità è il più complesso problema nello studio idrodinamico dei flussi supercavitanti.

Secondo le attuali conoscenze teoriche di schemi di chiusura, la cavità può essere chiusa sul corpo solido seguendo strade differenti (vedi figura 4):

- il modello di Ryabushinsky. La cavità è chiusa intorno alla superficie solida in maniera analoga al cavitatore (figura 4, a).

- il modello di Zhukovsky-Roshko. La cavità è chiusa su un cilindro di diametro

- uguale al diametro della più larga sezione della cavità.

- il modello di Brilluene. La cavità è chiusa sulla superficie solida con la formazione di una cavità di base, dove pc2 > p0 e σ < 0.

- Il modello di Efros. La cavità è chiusa con la formazione di un getto rientrante che può produrre degli effetti sul corpo (figura 4, d).

I modelli di chiusura teorici a, b, c prevedono una chiusura della superficie libera con la superficie del corpo solido con angolo di attacco uguale a zero. La loro realizzazione pratica è molto difficile. Comunque per ottenere una chiusura stabile è necessario che ci sia scorrimento o aspirazione di flusso nella zona di chiusura.

I meccanismi di dispersione del gas dalla chiusura della cavità al corpo sono molto complessi e dipendono da vari fattori. Essi sono:

a) perturbazioni della cavità: il suo galleggiamento, le deformazioni d’onda, il naturale collasso del limite libero, la velocità radiale nella zona di chiusura;

cool.gif parametri del corpo: il profilo nella zona di chiusura, scabrosità superficiali, vibrazioni;

c) condizioni di chiusura: la presenza di un angolo di limite libero nel flusso, il valore del perimetro della linea a contatto con l’acqua; la presenza di getti liquidi o gassosi, la presenza di fattori addizionali in grado di cambiare la tensione superficiale o la viscosità del fluido.

 

http://img195.imageshack.us/img195/6950/immagine3f.th.jpg

 

Figura 3: schemi di stabilizzazione del Figura 4: modelli teorici di chiusura

 

 

corpo nella supercavità. della cavità.

 

1.3 La supercavitazione come mezzo di riduzione del rumore.

All’IHM (Institute of Hydromechanics) UNAS (Ukrainian Academy of Science) la supercavità intorno ad un corpo è stata considerata come parte di un meccanismo di controllo della radiazione sonora . In figura 4, è presentato un sistema sperimentale. Nella parte frontale della parte 1 è situato un idrofono. Nella regione 4 vi è un trasmettitore sonoro. Il segnale misurato dall’idrofono viene considerato per due diverse situazioni. Prima l’apparecchiatura viene posta nel flusso senza cavità. In questo caso la velocità del flusso è bassa e produce solo una piccola cavità naturale formata dal vapore. Nel caso successivo è stata creata una cavità artificiale -2 vicino la parte frontale dell’apparecchiatura. In entrambi i casi è stato usato un voltaggio elettrico di valore equivalente come forza di eccitazione del trasmettitore sonoro della regione 4. I risultati delle misurazioni sono dati in figura 5. Nel grafico la linea incrociata da quadratini si riferisce al primo caso, mentre le croci si riferiscono al secondo. La presenza della cavità ha un forte peso per bande di frequenza molto larghe. In figura si può infatti notare come il livello sonoro misurato dall’idrofono nel caso della supercavita’, sia con frequenze maggiori ai 5-10 KHz, minore di ben 20 db rispetto al primo.

 

http://img32.imageshack.us/img32/7215/immagine5m.th.jpg

Figura 5: modello sperimentale di supercavità con idrofono, foto di flusso supercavitanti, e grafico rappresentante il risultato delle misure del livello di grandezza del suono: 1-idrofono-cavitatore; 2-supercavità; 3-corpo supercavitante; 4-trasmettitore sonoro; 5-distanziatore permeabile.

 

2. GLI SVILUPPI DI SISTEMI D’ARMA SUBACQUEI SUPERCAVITANTI

2.1 La mina navale SM G3

All’inizio degli anni ottanta vennero condotti esperimenti con una grande varietà di proietti supercavitanti. Il progetto di ricerca tecnologica più avanzato relativo ai proiettili supercavitanti era rappresentato dalla mina navale anti invasione SM G3 di concezione tedesca. Quest’arma, destinata a contrastare i veicoli a cuscino d’aria, è considerata una delle prime applicazioni della supercavitazione ad un sistema d’arma subacqueo. La mina navale SM G3 venne progettata come contromisura nei confronti di veicoli ad elevata velocità, quali gli hovercraft da sbarco sovietici. Lo studio relativo al concetto dello sviluppo della mina navale G3 venne condotto fra il 1986 ed il 1990. Quest’arma, sviluppata per rafforzare il concetto di campo minato anti invasione era basata su un ordigno aerotrasportato che, dopo essere stato sganciato e aver raggiunto il fondo del mare, si posizionava perpendicolarmente rispetto ad esso, pronto a sparare un proietto supercavitante una volta individuato e classificato il bersaglio. Gli studi portarono allo sviluppo di un proietto subacqueo ad alta velocità, in grado di perforare lo scafo del bersaglio e di detonare all’interno di esso. La stabilità dinamica, la velocità iniziale ed il potere di penetrazione del proietto vennero valutati in una galleria verticale profonda 60 metri, oggi utilizzata per la sperimentazione di razzi supercavitanti.

Il progetto venne interrotto alla fine della fase di sviluppo del concetto, in quanto la situazione politica era cambiata radicalmente ed un’arma di questo genere non risultava più necessaria.

2.2 Il siluro SHKVAL (SQUALL)

I siluri Shkval sono la rivoluzionaria nuova generazione di siluri in uso nelle forze navali Russe.

Lo Shkval rappresenta il primo esempio di applicazione della tecnologia supercavitazionale nelle armi moderne e rappresenta forse il più grande passo in avanti nella lotta sotto la superficie del mare dall’invenzione dello stesso sommergibile.

Gli Shkval viaggiano alla velocità di oltre 360 Km/h, maggiore di tre quattro volte rispetto a quella dei siluri convenzionali. La sua propulsione è a razzo a propellente solido.

Le ricerche sullo sviluppo di proiettili supercavitanti autopropulsi iniziarono nel 1960 all’Istituto Ucraino di Idromeccanica. Ci volle circa una decade per superare gli ostacoli fisici e tecnici che si presentavano nel concepimento teorico e nell’applicazione pratica del progetto, e arrivare alla metà degli anni settanta alla creazione del primo siluro supercavitante del mondo. Alla sua prima apparizione che avvenne nel 1977 nella versione originale VA-111, lo Shkval presentava una lunghezza di 8 m e una portata stimata di circa 8 Km. Il siluro viene lanciato da tubi di lancio standard da 533-mm ad una profondità di 100 m. Questo viene espulso dal tubo ad una velocità di 50 nodi e avvia successivamente il motore a razzo, portando l’arma a viaggiare alla sua portentosa velocità di crociera. È stato riportato da studi sperimentali e simulazioni virtuali che tale arma ha un probabilità di colpire il bersaglio dell’ottanta per cento ad una distanza di 7 Km. Nel progetto originale lo Shkval possedeva una testa in guerra nucleare tattica avviata da un timer, con la capacità di distruggere il sottomarino ostile ed il siluro eventualmente lanciato da quest’ultimo; è proprio per questa ragione che ha spesso preso l’appellativo di “arma della vendetta”. La prima versione dello Shkval non possedeva un sistema di guida mentre nelle versioni successive il siluro risulta guidato da un autopilota. La scelta dell’autopilota piuttosto che di un sistema a homing come nella maggior parte dei siluri, deriva dal fatto che quest’ultimo sistema è di difficile applicazione considerando condizioni di lavoro a velocità relativamente elevate come quella di un corpo supercavitante. Nonostante tutto i Russi hanno affermato l’esistenza di una versione homing che parte ad alta velocità per poi rallentare ed inserire una modalità di ricerca.

Una versione dello Shkval modernizzato è stata presentata alla mostra internazionale di armamento ad Abu Dhabi del 1995 ma venne scartata. Più tardi venne progettato un modello migliorato con una testa in guerra convenzionale ed un più efficiente sistema di guida sul bersaglio. Il primo test di questa nuova versione è stato condotto dalla Flotta Russa del Pacifico alla fine del 1998.

È stata creata anche una versione da esportazione lo Shkval-E. Questo modello richiede che i parametri vettoriali di distanza e velocità del bersaglio vengano definiti e impostati dall’equipaggio della nave o del sottomarino sul quale è imbarcato. Per questa versione del siluro è necessario anche fornire i dati per il pilota automatico.

Nel 1990 la Russia ha venduto 40 esemplari di Shkval-E, armati con testa in guerra convenzionale, alla Cina.

 

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Figura 6: Il siluro SHKVAL

 

Non esistono contromisure specifiche per un’arma di tal guisa; il suo impiego può infatti portare le forze navali avversarie in una condizione di considerevole svantaggio. Un possibile scenario è una situazione di attacco rapido durante il quale vi è un’improvvisa scoperta di una minaccia sottomarina, magari ad una distanza relativamente piccola, nella quale è necessaria un’immediata risposte per far si che l’arma raggiunga il bersaglio e che quindi venga assicurata la propria sopravvivenza

 

 

2.3 I programmi di ricerca del NUWC

Il NUWC (Naval Undersea Warfare Center) è l’ente tecnico dell’US Navy che si occupa delle tecnologie relative alla guerra subacquea ed ha la responsabilità di tutti i sistemi d’arma destinati a tale impiego attualmente in via di sviluppo. Una delle aree di sviluppo recentemente al centro delle attenzioni è rappresentata dai sistemi d’arma subacquei ad elevata velocità che sfruttano il principio della supercavitazione. Con il supporto di altri due enti, la DARPA (Defence Advanced Research Project Agency) e dell’ONR (Office of Naval Research), nel corso dell’ ultimo decennio il NUWC ha esplorato due tecnologie emergenti relative alla supercavitazione per possibili applicazioni navali. La prima è basata sullo sviluppo del sistema AHSUM, riguardo a munizionamento subacqueo ad alta velocità, mentre la seconda è incentrata sulla progettazione concettuale, realizzazione e valutazione di un banco di prova per esplorare le tecnologie relative alla supercavitazione applicate ai veicoli subacquei di maggiori dimensioni: quest’ultima si fonda sul programma SUPERCAV.

 

2.3.1 Proiettili subacquei - Il programma AHSUM

L’autodifesa dei sottomarini e delle unità di superficie nei confronti delle minacce subacquee può essere assicurata con sistemi sia passivi che attivi. Contromisure basate sull’inganno e tecniche di prevenzione rientrano nella prima categoria. Il loro successo dipende essenzialmente dal comportamento della minaccia.

Data l’incertezza dell’approccio di attacco dei futuri sistemi d’arma, i sistemi di contromisura che oggi risultano efficaci potrebbero essere completamente inutili in futuro. Sistemi attivi di autodifesa consentono di non dover fare affidamento unicamente sulle capacità di “pensare” più velocemente della minaccia e garantiscono la difesa nei confronti di mine ed altri sistemi d’arma meno intelligenti. Un cannone subacqueo può consentire capacità attive per l’autodifesa di sottomarini ed unità di superficie utilizzando proietti ad elevata velocità in grado di danneggiare seriamente bersagli subacquei grazie alla semplice energia cinetica o ad una carica esplosiva.

Il traguardo del programma AHSUM (Adaptable High Speed Underwater Munitions) è di fornire le tecnologie necessarie per sistema di difesa integrato. Quando completo, il sistema d’arma AHSUM assicurerà una possibilità difensiva hard-kill per i mezzi da combattimento navali. Il progetto iniziale prevede un sistema di lancio sommerso e conseguentemente gran parte dei suoi sviluppi tecnologici potranno essere usati per applicazioni sia navali che sottomarine.

Il sistema prevede un costo per ogni singolo colpo molto più basso rispetto agli altri programmi in via di sviluppo o esistenti di sistemi di autodifesa. Quando completamente installato e sperimentato inoltre, ulteriori risparmi sul costo potrebbero essere implementati eliminando sistemi di autodifesa ridondanti.

L’attuale filosofia di progettazione di questo sistema di difesa di punto prevede l’impiego di un cannone Gattling di piccolo calibro capace di sparare proiettili ad energia cinetica tramite una torretta subacquea retrattile.

I proiettili sparati dal cannone potranno effettivamente percorrere lunghe distanze facendo uso della supercavitazione. Grazie ad un particolare progetto costruttivo la cavità vaporosa ricopre l’intero proiettile. Come è intuibile quindi l’attrito viscoso sul proiettile è significativamente ridotto, in quanto quest’ultimo non è in contatto con l’acqua (escludendo una minuscola punta del cavitatore e collisioni occasionali con il muro di cavitazione.

Il programma AHSUM viene curato dal NUWC che da oltre un decennio sta studiando un progetto ottimale per il munizionamento subacqueo. Sono state condotte prove preliminari allo scopo di valutare piccoli razzi, ma la complessità di questi sistemi ha spinto ben presto i tecnici del NUWC a passare alla progettazione di munizionamento puramente balistico. I progressi nella progettazione del munizionamento hanno consentito al NUWC di effettuare una serie di dimostrazioni pratiche, fra cui la sperimentazione dei proiettili in un poligono di tiro. Simulazioni al computer di possibili ingaggi fra forze ostili e piattaforme navali statunitensi confermano inoltre, che le attuali tecnologie utilizzate per la designazione dei bersagli e per il munizionamento supercavitante dei cannoni possano assicurare efficaci capacità di difesa.

 

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Figura 7: schema delle possibilità di difesa di un’unità di superficie nei confronti di armi subacquee impiegando sistemi AHSUM

 

2.3.2 Veicoli subacquei - Il programma SUPERCAV

L’elevata velocità della futura famiglia di sistemi d’arma supercavitanti è in grado di assicurare alle piattaforme navali una serie di capacità difensive. Esse possono essere rappresentate da:

-fuoco preventivo di risposta;

-disimpegno preventivo del bersaglio;

-spiegamento preventivo di contromisure da parte del bersaglio;

-interruzione dell’attacco in corso.

Le principali aree sulle quali il NUWC si è concentrato nell’ambito del programma SUPERCAV sono costituite da: sviluppo e valutazione dei concetti relativi a sistemi di guida, sensori e algoritmi di controllo; dinamica delle cavità e idrodinamica di controllo; integrazione dei sistemi del veicolo e definizione delle specifiche che riguardano le prove al poligono. Per lo sviluppo di questi compiti, il NUWC ha utilizzato una serie di infrastrutture sperimentali, fra cui la grande vasca per prove idrodinamiche ubicata ad Hampton (Virginia), dove è stata effettuata la maggior parte degli esperimenti di supercavitazione.

La vasca, lunga 8,78 metri, larga 7,3 metri e profonda 3,65 metri, dispone di un carrello capace di raggiungere una velocità massima di 17 m/sec. Grazie alle sue dimensioni, possono essere evitati i problemi di blocco da parte delle pareti agli angoli di incidenza del modello che viene sperimentato. La vasca ha mostrato una maggiore flessibilità per la sperimentazione rispetto ad una galleria idrodinamica, in particolare per i test di modelli di grande diametro a differente angolo di attacco. Sebbene i tempi di corsa risultino brevi (10-15 secondi) alle alte velocità in questione, questa limitazione è stata superata dalle illimitate velocità di ventilazione utilizzate per eseguire i test sulle cavità. Nella piccola sezione di una galleria idrodinamica, ad elevate velocità di ventilazione possono insorgere effetti di blocco che alterano il gradiente di pressione del flusso sopra il modello. Inoltre, ad elevate velocità di iniezione, il tasso di permeabilità del gas all’interno della galleria aumenta rapidamente, rendendo difficile mantenere condizioni costanti di velocità e pressioni durante la prova.

Con l’aiuto di macchine fotografiche subacquee ed altri strumenti ottici, è stato possibile ottenere la visualizzazione “in volo” della cavità e seguire i movimenti del veicolo rispetto al carrello.

2.3.2a Idrodinamica e controllo della supercavitazione

La capacità di un veicolo di mantenere la velocità desiderata è strettamente legata alla stabilità della cavità che incapsula il veicolo stesso.

Quindi la possibilità di comprendere e controllare le proprietà fisiche della supercavità è un’esigenza fondamentale per qualsiasi veicolo di questo tipo. Allo scopo di esplorare queste caratteristiche fondamentali della dinamica della supercavità ventilata, il NUWC ha realizzato e valutato una seria di modelli supercavitanti per prove sia in galleria idrodinamica che in vasca aperta. In generale questi esperimenti erano destinati a valutare cavitatori di varie forme, quali dischi e coni, oltre che il profilo dei proiettili e della dinamica della cavitazione.

Queste prove hanno consentito di raccogliere una grande quantità di informazioni, che sono state utilizzate per aggiornare e valicare modelli di calcolo esistenti dei flussi supercavitanti.

 

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Figura 8: Esperimenti di cavitazione in galleria idrodinamica

2.3.2b Progetto dei cavitatori.

Anche le proprietà idrodinamiche del cavitatore risultano importanti, in quanto giocano un ruolo critico nel controllo dinamico del veicolo durante il “volo” supercavitante. Dal momento che il cavitatore è progettato per essere sempre completamente bagnato, si trova in regione di elevata pressione dinamica; ciò affinché le superfici di controllo possano guidare il veicolo nell’acqua. Quindi questa piccola superficie è critica sia per i sensori che per le superfici di controllo.

Le soluzioni adottate per i cavitatori si possono di solito suddividere in due categorie in base alla forma: sono infatti conici o a forma di disco.

Vengono anche prese in considerazione configurazioni combinate, che sommano i vantaggi di entrambe le forme alterando meccanicamente la loro forma o la funzione.

2.3.2c Sistemi di guida

L’utilità di un sistema d’arma supercavitante ad elevata velocità è strettamente correlata al suo sistema di guida. Sebbene sia stato sviluppato un sistema d’arma supercavitante non guidato (lo SHKVAL di progettazione russa), ingenti investimenti hanno fatto sì che il NUWC lavorasse alla realizzazione di sistemi di guida concepiti e valutati per il possibile impiego su questo tipo di veicoli; il NUWC sta utilizzando un’ ampia gamma di modelli computerizzati allo scopo di restringere il campo di ricerca ai sensori ed alle tecniche più affidabili. Ciò comporta l’utilizzo di materiali nuovi e componenti miniaturizzate, lo sviluppo di nuovi sistemi di elaborazione dei segnali e algoritmi relativi alla dinamica del volo, per poter sfruttare le condizioni consentite da questi veicoli ad alta velocità. Questo tipo di approccio permette di analizzare gli studi che prevedono compromessi fra le tecniche acustiche e non acustiche attualmente disponibili per le esigenze di guida prima di decidere dove concentrare gli investimenti. Permette anche di valutare l’influenza delle piccole differenze fra le configurazioni dei veicoli sul sistema di guida nel suo complesso. Ovviamente viene anche preso in considerazione il livello di rumorosità generato da ogni singolo progetto.

2.3.2d Integrazione dei sistemi del veicolo

La capacità di analizzare le singole tecnologie per massimizzare i rispettivi livelli delle prestazioni ha scarso valore se l’integrazione dei sottosistemi non può essere valutata nella sua globalità. La possibilità di effettuare studi sull’integrazione dei sistemi è stata radicalmente migliorata grazie al programma Undersea Weapon Design and Optimization, attualmente in corso di sviluppo presso il NUWC ed altri laboratori. Questo ambiente virtuale costituisce l’infrastuttura mediante la quale i diversi sistemi possono essere modellati e valutati come parte integrante del concetto di un veicolo prima che le componenti vengano realizzate o fisicamente sperimentate. Avendo a disposizione queste risorse, il NUWC ha progettato un veicolo sperimentale supercavitante in modo da fornire agli enti di ricerca dell’US Navy una piattaforma idonea a validare i modelli e valutare le componenti per sistemi futuri. La sua configurazione prevede un cavitatore conico, un razzo di propulsione a propellente solido e sistemi di controllo basati sia su appendici idrodinamiche che sulla spinta vettoriale.

2.3.2e Obiettivo delle applicazioni del SUPERCAV.

L’ esigenza più sentita a breve termine è costituita dalla difesa delle unità di superficie dai siluri in avvicinamento. Un sistema anti-siluro ad elevate velocità a controllo vettoriale della spinta SUPERCAV, dotato di un adeguato sensore, potrebbe avere ottime capacità operative. Con alcune modifiche, sistemi d’arma leggere SUPERCAV a controllo vettoriale della spinta potrebbero migliorare le capacità delle piattaforme aeree di ingaggiare bersagli subacquei con superiori portate stand-off senza ritardare l’arma nel raggiungere il suo bersaglio. Infine, combinando un sistema d’arma SUPERCAV con una piattaforma stealth dotata di grande autonomia, le prestazioni risultanti possono essere sfruttate in aree caratterizzate da elevati rischi.

 

2.4 Il programma BARRACUDA.

In Germania gli studi relativi alla supercavitazione sono stati concentrati principalmente su veicoli subacquei propulsi mediante motori a razzo. Lo spettro degli studi interessa la ricerca teorica e sperimentale relativa al fenomeno della supercavitazione, ma riguarda anche tutte le tecnologie necessarie a sviluppare un’ arma subacquea ad elevata velocità. Nel medio termine, l’obiettivo è rappresentato dall’accelerare le attività relative alle tecnologie interessate, allo scopo di raggiungere contemporaneamente lo stesso livello di maturità. Tali tecnologie riguardano le componenti principali di un sistema d’arma supercavitante, e cioè: un sistema di propulsione a razzo, sensore di guida, unità di controllo, testata bellica e dispositivi di lancio.

Gli studi condotti su razzi supercavitanti vennero intrapresi in Germania nel 1998, sulla base dei risultati delle ricerche teoriche e delle prove relative ai proietti supercavitanti.

In breve tempo fu possibile dimostrare che i razzi seguivano sott’acqua una traiettoria idrobalistica stabile. Tuttavia l’applicazione della supercavitazione ai sistemi d’arma subacquei richiede lo sviluppo di ulteriori capacità. Di conseguenza in Germania già nel 1991 iniziarono gli studi sui sistemi di guida e controllo di razzi subacquei supercavitanti. Ricerche successive furono concentrate sulla capacità di guida, che costituisce una delle sfide più significative per ciò che concerne le applicazioni militari dei razzi subacquei supercavitanti, tali ricerche si sono configurate nel programma BARRACUDA.

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Figura 9: Siluro con configurazione sperimentale BARRACUDA

 

2.4.1 Guida e Controllo.

Controllare un razzo supercavitante in un ambiente estremamente dinamico e sviluppare un idoneo sistema di guida e controllo costituisce uno dei compiti più difficili. È stato dimostrato che risulta possibile controllare la traiettoria di un razzo supercavitante mediante opportuni movimenti del cavitatore. Approfonditi studi e numerose prove in acqua effettuate in Germania hanno dimostrato che mediante questo concetto risulta possibile controllare in modo efficacie un razzo supercavitante.

 

2.4.2 Scoperta.

Per poter progettare un sistema operativo, deve essere trovata una soluzione che consenta di fornire al razzo dati precisi relativi al bersaglio. In particolare, nel caso di veicoli ad elevata velocità, la generazione dei dati deve essere effettuata da sensori e sistemi di elaborazione installati a bordo. Quindi, dato che il cavitatore è l’unica parte del sistema che sia continuamente in contatto con l’acqua, deve essere dotato di un sistema sonar.

L’integrazione nel cavitatore del sistema sonar e del meccanismo di controllo dell’attuatore, oltre alla generazione di dati utili in condizioni ambientali estreme (rumorosità autogenerata) rappresenta un’impegnativa sfida per scienziati e tecnici. I risultati delle prove in acqua effettuate in Germania indicano che è possibile generare dati utili mediante un sonar integrato nel cavitatore.

 

2.4.3 Dipendenza dalla profondità.

Come detto in precedenza, la forma e le dimensioni della bolla di cavitazione dipendono essenzialmente dalla velocità del corpo e dalla pressione esterna. Ciò significa che, allo scopo di mantenere una velocità costante a profondità diverse, risulta necessario supportare la cavità mediante iniezione di gas. L’elegante soluzione sperimentata con successo nel programma BARRACUDA è quella di disporre un generatore integrato che fornisce la quantità di gas necessaria a mantenere inalterate le dimensioni della bolla.

 

2.4.4 Sistema di propulsione.

Per fornire la spinta necessaria a mantenere il razzo subacqueo nelle condizioni di supercavitazione, è stato sviluppato un particolare tipo di motore a razzo. La caratteristica principale del propellente è costituita dalla sua elevata densità di potenza, combinata con una bassa velocità di combustione.

Le prestazioni del motore a razzo a propellente solido sono state testate mediante uno speciale sistema che simula profondità fino a 100 metri e nel corso di prove in acqua. Il motore a razzo propellente solido rappresenta una soluzione caratterizzata da un positivo rapporto costo/efficacia per soluzioni a breve portata. Per poter estendere la portata di armi subacquee supercavitanti occorre sviluppare nuovi sistemi di propulsione ad esempio basati su combustibili idrogenati.

 

2.4.5 Testata bellica.

In generale, le testate belliche destinate ad equipaggiare un sistema d’arma subacqueo supercavitante non sono diverse da quelle dei siluri convenzionali, e dipendono dall’ambiente operativo. Grazie all’elevata velocità dell’arma supercavitante, l’energia cinetica del corpo può essere utilizzata per danneggiare la struttura del bersaglio prima della detonazione della testata bellica convenzionale.

 

2.4.6 Infrastruttura delle prove.

Per sfruttare le componenti e le funzioni dei veicoli supercavitanti e dei razzi subacquei, all’ interno del programma BARRACUDA, in Germania è disponibile una serie di infrastrutture. Uno dei centri sperimentali più importanti è ubicato a Meldorf nella zona settentrionale del paese e fa parte del Centro Tecnico 71 della Bundeswehr per Navi e Armamenti Navali.

Tale infrastruttura per prove subacquee venne realizzata nel 1978 per sperimentare le capacità di proietti e veicoli supercavitanti. È stata ampliata due volte, rispettivamente nel 1990 e nel 1999, fino ad assumere le sue dimensioni attuali. Il secondo ampliamento divenne necessario a causa dei positivi progressi fatti registrare dal programma BARRACUDA.

L’infrastruttura dispone di una serie di sonde magnetiche per effettuare il tracking della traiettoria e della velocità del razzo subacqueo in movimento. Lamine posizionate sulla traiettoria prevista del razzo forniscono indicazioni precise sul percorso descritto dal veicolo. Inoltre i veicoli sono equipaggiati con sensori inerziali e sistemi per la registrazione dei dati, che immagazzinano tutte le informazioni relative alle prove per le valutazioni successive.

Per osservare e studiare i particolari fenomeni che avvengono all’interno della cavità, è anche possibile installare, di fronte al complesso di lancio, un sistema di ripresa dotato di una telecamera ad elevata velocità.

Alcuni sistemi di ripresa di tipo tradizionale sono ubicati lungo la traiettoria per seguire la scia dei gas di scarico del razzo; tale scia fornisce una prima indicazione sulle prestazioni.

Un secondo sito sperimentale principale è ubicato nella Germania meridionale, integrato nel Centro Tecnico 52 della Bundeswehr per Esplosivi e Tecnologie Speciali.

Per sperimentare e studiare i fenomeni fisici relativi alla dipendenza dalla profondità delle caratteristiche della cavità, tale infrastruttura è dotata di una galleria idrodinamica verticale profonda 60metri e del diametro di circa 5 metri, realizzata per valutare le capacità di mine navali supercavitanti (SMG3). Sensori magnetici posti lungo la galleria consentono di misurare con precisione la traiettoria e la velocità dell’ordigno. È inoltre disponibile un sistema di ripresa ad elevata velocità per osservare gli effetti della profondità sulla supercavitazione.

 

2.4.7 Considerazioni.

In Germania le future attività nel campo dei razzi subacquei supercavitanti saranno focalizzate su aree tecnologicamente critiche quali la guida, il controllo e il lancio, ma si concentreranno anche su aspetti relativi al sistema. In considerazione dei positivi sviluppi fatti registrare dal programma BARRACUDA, è iniziato un primo studio di sistema con lo scopo di investigare le capacità operative di questa tecnologia per futuri sistemi d’arma subacquei. L’obiettivo di tale studio è quello di sviluppare e valutare i primi concetti basati su razzi supercavitanti. L’applicazione più promettente per quanto riguarda questa tecnologia dovrebbe riguardare sistemi per la difesa nei confronti di siluri, da installare sia a bordo di unità di superficie, sia su sottomarini.

Le notevoli risorse industriali disponibili in Germania e l’esperienza dei Centri Tecnici della Bundeswehr nel campo della sperimentazione di razzi subacquei supercavitanti forniscono le basi per poter conseguire enormi progressi in quest’area così impegnativa sia dal punto di vista fisico che da quello tecnico.

 

CONCLUSIONI.

Evitando cospicuamente o addirittura totalmente la resistenza totale idrodinamica del mezzo, la supercavitazione apre strade e prospettive che erano in passato solo immaginabili attraverso la fantasia.

La supercavitazione potrebbe essere l’oggetto di una vera e propria rivoluzione copernicana della guerra sottomarina. I programmi di ricerca oltre che allo sviluppo di sistemi d’arma subacquei, ovvero siluri e proiettili supercavitanti, si rivolgono alla possibile creazione di veri e propri battelli sottomarini supercavitanti in grado di stravolgere radicalmente la logica dei combattimenti al di sotto della superficie marina.

Un combattimento subacqueo si è sempre tradizionalmente configurato come un silenzioso “gioco tra il gatto ed il topo”, nel quale l’intento principale di ogni battello era quello di non farsi scoprire dal nemico aspettando l’attimo propizio per infliggergli un attacco e successivamente dileguarsi invisibile.

La supercavitazione offre schemi di combattimento del tutto differenti, combattimenti dinamici, veloci, rumorosi e anche caotici, nei quali gli avversari si inseguono tentando di trovare la giusta linea di mira per i propri razzi e cannoni subacquei, come in una trasposizione degli attuali combattimenti aerei nell’ambiente sottomarino.

La conoscenza dei modelli matematici e fisici connessi alla supercavitazione diventa sempre più approfondita e numerosi paesi, rendendosi conto della sua portata innovativa investono in maniera sempre maggiore fondi e risorse nello sviluppo delle sue possibili applicazioni.

I programmi di impiego di tecnologie che sfruttano il fenomeno della supercavitazione investono molteplici campi ed hanno possibilità di perfezionamento e crescita ancora non visualizzabili; essi, dai succitati ambiti navali, arrivano fino ad applicazioni nella navigazione spaziale e in tentativi di avvicinare la velocità della luce, cercando sempre nuove sfide durante la continua ascesa allo sviluppo e al progresso.

 

 

S.T.V. ****

 

(scusate ma il nome non mi va di metterlo online)

 

 

BIBLIOGRAFIA

1) Yuriy Savchenko. Supercavitation – Problem and perspectives . National Academy of Sciences – Institute of Hydromechanics, Kyiv, Ukraine.

2) Steven Ashley. Scientific American Maggio 2001.

3) Duncan Graham-Rowe. New Scientist n0013/ Gennaio 2001.

4) David R. Stinebring, John E. Dzielski, Jules W. Lindau, e Robert F. Kunz. Supercavitation research and development. Applied Research Laboratory/Penn State University.

5) RID 01/02

6) http://www.fas.org/man/dod-101/sys/missile/row/shkval.htm

7) http://www.periscope.ucg.com/mdbsmpl/weapo.../w0004768.shtml

8) http://www.chinfo.navy.mil/navpalib/cno/n8.../torpedoes.html

Modificato 20 Maggio 2009 da Sangria

[pandur]

ottimo lavoro sangria!!

[Alpino_sommerso]

Davvero molto interessante.

[ANDREADORIAD553]

se non ricordo male all'interno del documentario "megasottomarini" o "l'uss texas" ce una parte in cui si parla del barracuda