Carga de profundidad

Una carga de profundidad es un arma antisubmarina (ASW) diseñada para destruir submarinos detonando en el agua cerca del objetivo y sometiéndolo a un choque hidráulico destructivo . La mayoría de las cargas de profundidad utilizan explosivos de alta potencia con una espoleta programada para detonar la carga, generalmente a una profundidad específica desde la superficie. Las cargas de profundidad pueden ser lanzadas por buques (normalmente buques de combate de superficie rápidos y ágiles como destructores o fragatas ), aviones de patrulla y helicópteros .

Las cargas de profundidad se desarrollaron durante la Primera Guerra Mundial y fueron uno de los primeros métodos viables para atacar un submarino bajo el agua. Se utilizaron ampliamente en la Primera y la Segunda Guerra Mundial , y siguieron formando parte de los arsenales antisubmarinos de muchas armadas durante la Guerra Fría , periodo en el que fueron complementadas, y posteriormente sustituidas en gran medida, por torpedos antisubmarinos autoguiados .

Una carga de profundidad equipada con una ojiva nuclear también se conoce como " bomba de profundidad nuclear ". Estas fueron diseñadas para ser lanzadas desde un avión de patrulla o desplegadas mediante un misil antisubmarino desde un buque de superficie u otro submarino, ubicados a una distancia segura. A finales de la década de 1990, Estados Unidos , el Reino Unido , Francia , Rusia y China retiraron del servicio todas las armas antisubmarinas nucleares . Estas fueron reemplazadas por armas convencionales cuya precisión y alcance mejoraron considerablemente gracias al progreso de la tecnología antisubmarina.

El primer intento de disparar cargas contra objetivos sumergidos se realizó con bombas de avión sujetas a cordones que las activaban. Una idea similar consistía en una carga de algodón pólvora de 7,3 kg (16 lb) en una lata sujeta a un cordón. Dos de estas cargas, atadas entre sí, se conocieron como la "carga de profundidad tipo A". ^{[ 1 ]} Los problemas con los cordones, que se enredaban y no funcionaban correctamente, llevaron al desarrollo de un detonador de gránulos químicos, conocido como "tipo B". ^{[ 2 ]} Estas cargas eran efectivas a una distancia de unos 6 m (20 pies) . ^{[ 2 ]}    

Un informe de la Escuela de Torpedos de la Marina Real de 1913 describió un dispositivo destinado a la contramina , una "mina de lanzamiento". A petición del almirante John Jellicoe , la mina estándar Mark II fue equipada con una pistola hidrostática (desarrollada en 1914 por Thomas Firth and Sons de Sheffield) preajustada para disparar a 45 pies (14 m) , para ser lanzada desde una plataforma de popa. Con un peso de 1150 lb (520 kg) y efectiva a 100 pies (30 m) , la "mina crucero" era un peligro potencial para el barco que la lanzaba. ^{[ 2 ]} El trabajo de diseño fue realizado por Herbert Taylor en la Escuela de Torpedos y Minas de la Marina Real, HMS Vernon . La primera carga de profundidad efectiva, el Tipo D, estuvo disponible en enero de 1916. Era una carcasa en forma de barril que contenía un explosivo de alta potencia (generalmente TNT , pero también se usó amatol cuando el TNT escaseó). ^{[ 2 ]} Inicialmente había dos tamaños: Tipo D, con una carga de 300 lb (140 kg) para barcos rápidos, y Tipo D* con una carga de 120 lb (54 kg) para barcos demasiado lentos para abandonar la zona de peligro antes de que detonara la carga más potente. ^{[ 2 ] [ 3 ]}          

Una pistola hidrostática accionada por la presión del agua a una profundidad seleccionada detonaba la carga. ^{[ 3 ]} Los ajustes de profundidad iniciales eran 40 u 80 pies (12 o 24 m) . ^{[ 3 ]} Debido a que la producción no podía satisfacer la demanda, ^{[ 4 ]} los buques antisubmarinos inicialmente solo llevaban dos cargas de profundidad, que se liberaban desde una rampa en la popa del barco. ^{[ 3 ]} El primer éxito fue el hundimiento del U-68 frente al condado de Kerry , Irlanda, el 22 de marzo de 1916, por el buque Q Farnborough. ^{[ 3 ]} Alemania tuvo conocimiento de la carga de profundidad tras los ataques fallidos contra el U-67 el 15 de abril de 1916 y el U-69 el 20 de abril de 1916. ^{[ 3 ]} Los únicos otros hundimientos de submarinos que involucraron cargas de profundidad durante 1916 fueron el UC-19 y el UB-29 . ^{[ 3 ]}  

El número de cargas de profundidad transportadas por barco aumentó a cuatro en junio de 1917, a seis en agosto y a 30-50 para 1918. ^{[ 4 ]} El peso de las cargas y los soportes causaba inestabilidad en el barco a menos que se retiraran los cañones pesados ​​y los tubos lanzatorpedos para compensar. ^{[ 4 ]} Las pistolas mejoradas permitieron ajustes de profundidad mayores en incrementos de 50 pies (15 m) , de 50 a 200 pies (15 a 61 m) . ^{[ 2 ] [ 5 ]} Incluso los barcos más lentos podían usar de forma segura el Tipo D por debajo de 100 pies (30 m) y a 10 nudos (19 km/h; 12 mph) o más, ^{[ 4 ]} por lo que el Tipo D* relativamente ineficaz fue retirado. ^{[ 5 ]} El uso mensual de cargas de profundidad aumentó de 100 a 300 por mes durante 1917 a un promedio de 1745 por mes durante los últimos seis meses de la Primera Guerra Mundial . ^{[ 5 ]} El tipo D podía detonarse a una profundidad de hasta 90 m (300 pies ) para esa fecha. Al final de la guerra, la Marina Real Británica había distribuido 74.441 cargas de profundidad, de las cuales se dispararon 16.451, logrando 38 bajas en total y contribuyendo a otras 140. ^{[ 4 ]}           

Estados Unidos solicitó los planos de funcionamiento completos del dispositivo en marzo de 1917. Tras recibirlos, el comandante Fullinwider de la Oficina de Artillería Naval de EE. UU. y el ingeniero de la Armada estadounidense Minkler realizaron algunas modificaciones y luego lo patentaron en EE. UU. ^{[ 6 ]} Se ha argumentado que esto se hizo para evitar pagar al inventor original. ^{[ 7 ] [ 8 ]}

El primer mecanismo de lanzamiento consistía simplemente en hacer rodar los contenedores de cargas de profundidad desde soportes en la popa del buque atacante en movimiento. Originalmente, las cargas de profundidad se colocaban en la parte superior de una rampa y se dejaban rodar. Hacia el final de la Primera Guerra Mundial se desarrollaron soportes mejorados que podían contener varias cargas de profundidad y liberarlas a distancia mediante un gatillo. Estos soportes se siguieron utilizando durante toda la Segunda Guerra Mundial debido a su sencillez y facilidad de recarga.

Algunos arrastreros de la Royal Navy utilizados para trabajos antisubmarinos durante 1917 y 1918 tenían un lanzador en el castillo de proa para una sola carga de profundidad, pero no parece haber registros de su uso en acción. ^{[ 5 ]} Se desarrollaron lanzadores de cargas de profundidad especializados para generar un patrón de dispersión más amplio cuando se usaban junto con cargas desplegadas en bastidores. ^{[ 5 ]} El primero de estos se desarrolló a partir de un mortero de trinchera del Ejército Británico . ^{[ 12 ]} Se emitieron 1277, 174 instalados en auxiliares durante 1917 y 1918. ^{[ 13 ] [ 14 ]} Las bombas que lanzaban eran demasiado ligeras para ser realmente efectivas; solo se sabe que un submarino fue hundido por ellas. ^{[ 13 ]}

Thornycroft creó una versión mejorada capaz de lanzar una carga a 40 yardas (37 m) . ^{[ 13 ]} El primero se instaló en julio de 1917 ^{[ 13 ]} y entró en funcionamiento en agosto. ^{[ 5 ]} En total, 351 destructores de torpederos y 100 otras embarcaciones fueron equipadas. ^{[ 13 ]} Los proyectores llamados "cañones en Y" (en referencia a su forma básica), desarrollados por la Oficina de Artillería de la Armada de los EE. UU. a partir del lanzador Thornycroft, ^{[ 13 ]} estuvieron disponibles en 1918. Montados en la línea central del barco con los brazos de la Y apuntando hacia afuera, dos cargas de profundidad ^{[ 13 ]} se alojaban en lanzaderas insertadas en cada brazo. Una carga propulsora explosiva se detonaba en la columna vertical del cañón en Y para impulsar una carga de profundidad a unas 45 yardas (41 m) ^{[ 13 ]} por cada lado del barco. La principal desventaja del cañón Y era que debía montarse en la línea central de la cubierta del barco, que de otro modo podría estar ocupada por la superestructura, los mástiles o los cañones. Los primeros fueron construidos por New London Ship and Engine Company a partir del 24 de noviembre de 1917. ^{[ 13 ]}    

El cañón K, estandarizado en 1942, reemplazó al cañón Y como principal lanzador de cargas de profundidad. Los cañones K disparaban una carga de profundidad a la vez y podían montarse en la periferia de la cubierta del barco, liberando así valioso espacio en la línea central. Normalmente se instalaban entre cuatro y ocho cañones K por barco. A menudo se utilizaban junto con lanzadores de popa para crear patrones de seis a diez cargas. En todos los casos, el barco atacante debía moverse lo suficientemente rápido como para salir de la zona de peligro antes de que explotaran las cargas.

Las cargas de profundidad también podían lanzarse desde un avión contra submarinos. Al comienzo de la Segunda Guerra Mundial, el arma antisubmarina aérea principal de Gran Bretaña era la bomba antisubmarina de 45 kg (100 lb) , pero era demasiado ligera para ser efectiva. Para reemplazarla, la carga de profundidad Mark VII de la Royal Navy, de 200 kg (450 lb), fue modificada para uso aéreo mediante la adición de un carenado aerodinámico en la ojiva y aletas estabilizadoras en la cola; entró en servicio en 1941 como Mark VII Airborne DC. Otros diseños le siguieron en 1942.    

Al experimentar los mismos problemas que la RAF con las bombas antisubmarinas ineficaces, el capitán Birger Ek del escuadrón LeLv 6 de la Fuerza Aérea Finlandesa contactó a un amigo de la marina para utilizar cargas de profundidad de la Armada Finlandesa desde aviones, lo que llevó a que los bombarderos Tupolev SB de su unidad fueran modificados a principios de 1942 para transportar cargas de profundidad. ^{[ 15 ]}

Posteriormente se desarrollaron cargas de profundidad para uso aéreo específico. Estas siguen siendo útiles hoy en día y se utilizan, sobre todo en aguas poco profundas donde un torpedo autoguiado podría no ser efectivo. Las cargas de profundidad son especialmente útiles para acorralar a la presa en caso de que un submarino diésel se oculte en el fondo marino.

El uso eficaz de las cargas de profundidad requería la combinación de recursos y habilidades de muchos individuos durante un ataque. El sonar, el timón, las tripulaciones de las cargas de profundidad y el movimiento de otros buques debían coordinarse cuidadosamente. Las tácticas de cargas de profundidad aéreas dependían de que la aeronave utilizara su velocidad para aparecer rápidamente sobre el horizonte y sorprender al submarino en la superficie (donde pasaba la mayor parte del tiempo) de día o de noche (de noche, utilizando el radar para detectar el objetivo y una luz Leigh para iluminarlo inmediatamente antes del ataque), para luego atacar rápidamente una vez localizado, ya que el submarino normalmente se sumergía bruscamente para escapar del ataque.

A medida que se prolongaba la Batalla del Atlántico , las fuerzas británicas y de la Commonwealth se volvieron particularmente expertas en las tácticas de cargas de profundidad y formaron algunos de los primeros grupos de caza y destrucción que buscaron activamente los submarinos alemanes.

Los buques de superficie solían utilizar el sonar (ASDIC ) para detectar submarinos sumergidos. Sin embargo, para lanzar sus cargas de profundidad, el buque debía sobrevolar el punto de contacto para arrojarlas por la popa; el contacto sonar se perdía justo antes del ataque, dejando al cazador a ciegas en el momento crucial. Esto brindaba a un hábil comandante de submarino la oportunidad de realizar maniobras evasivas. En 1942 se introdujo el mortero de lanzamiento frontal "erizo" , que disparaba una salva dispersa de bombas con espoletas de contacto a una distancia segura mientras aún mantenía contacto sonar, y demostró ser eficaz.

Por las razones expuestas anteriormente, la carga de profundidad fue generalmente reemplazada como arma antisubmarina. Inicialmente, esto se logró con armas de lanzamiento frontal como el mortero Hedgehog, desarrollado en Gran Bretaña, y posteriormente el mortero Squid . Estas armas lanzaban un patrón de ojivas delante del buque atacante para rodear un contacto sumergido. El Hedgehog tenía espoleta de contacto, mientras que el Squid disparaba un patrón de tres grandes cargas de profundidad de 200 kg (440 lb) con detonadores mecánicos. Desarrollos posteriores incluyeron el torpedo autoguiado acústico Mark 24 "Fido" (y armas similares posteriores), y el SUBROC , que estaba armado con una carga de profundidad nuclear. La URSS , Estados Unidos y el Reino Unido desarrollaron bombas de profundidad nucleares . A partir de 2018  La Royal Navy conserva una carga de profundidad denominada Mk11 Mod 3, que puede desplegarse desde sus helicópteros AgustaWestland Wildcat y Merlin HM.2 . ^{[ 19 ] [ 20 ]}

Rusia también ha desarrollado cargas de profundidad guiadas (pero sin propulsión), incluyendo la S3V Zagon y la 90SG . ^{[ 21 ]} China también ha producido este tipo de armas. ^{[ 22 ]}

El explosivo de alta potencia de una carga de profundidad experimenta una rápida reacción química a una velocidad aproximada de 26 000 pies/s (8 000 m/s) . Los productos gaseosos de dicha reacción ocupan momentáneamente el volumen que antes ocupaba el explosivo sólido, pero a una presión muy elevada. Esta presión es la causante del daño y es proporcional a la densidad del explosivo y al cuadrado de la velocidad de detonación. Una burbuja de gas dentro de la carga de profundidad se expande hasta igualar la presión con la del agua circundante. ^{[ 24 ]}  

Esta expansión de gas propaga una onda de choque. La diferencia de densidad entre la burbuja de gas en expansión y el agua circundante provoca que la burbuja ascienda hacia la superficie. A menos que la explosión sea lo suficientemente superficial como para liberar la burbuja de gas a la atmósfera durante su expansión inicial, el impulso del agua que se aleja de la burbuja creará un vacío gaseoso de menor presión que el agua circundante. La presión del agua circundante colapsa entonces la burbuja de gas con un impulso hacia adentro, lo que provoca un exceso de presión en su interior. La reexpansión de la burbuja de gas propaga otra onda de choque potencialmente dañina. La expansión y contracción cíclica puede continuar durante varios segundos hasta que la burbuja de gas se libera a la atmósfera. ^{[ 24 ]}

Por consiguiente, las explosiones en las que la carga de profundidad detona a poca profundidad y la burbuja de gas se libera a la atmósfera poco después de la detonación resultan bastante ineficaces, aunque sean más espectaculares y, por lo tanto, las preferidas en las películas. Un indicio de una detonación efectiva a profundidad suficiente es que la superficie apenas se eleve y solo después de un rato se produzca una explosión en el agua.

Las cargas de profundidad de gran tamaño, incluidas las armas nucleares, pueden detonarse a profundidad suficiente para generar múltiples ondas de choque dañinas. Dichas cargas de profundidad también pueden causar daños a mayores distancias si las ondas de choque reflejadas desde el fondo o la superficie del océano convergen para amplificar las ondas de choque radiales. Los submarinos o buques de superficie pueden sufrir daños si operan en las zonas de convergencia de sus propias detonaciones de cargas de profundidad. ^{[ 24 ]}

El daño que una explosión submarina inflige a un submarino proviene de una onda expansiva primaria y una secundaria. La onda expansiva primaria es la inicial de la carga de profundidad y, si detona lo suficientemente cerca, causará daños al personal y al equipo dentro del submarino. La onda expansiva secundaria es el resultado de la expansión y contracción cíclica de la burbuja de gas y doblará el submarino hacia adelante y hacia atrás, provocando una brecha catastrófica en el casco, de forma similar a doblar una regla de plástico repetidamente hasta que se rompa. En las pruebas se han registrado hasta dieciséis ciclos de ondas expansivas secundarias. El efecto de la onda expansiva secundaria puede intensificarse si otra carga de profundidad detona al otro lado del casco poco después de la primera detonación, razón por la cual las cargas de profundidad normalmente se lanzan en pares con diferentes profundidades de detonación preestablecidas.

El radio letal de una carga de profundidad depende de la profundidad de detonación, la carga útil y el tamaño y la resistencia del casco del submarino. Una carga de profundidad de aproximadamente 100 kg (220 lb) de TNT (400 MJ ) normalmente tendría un radio letal (que provoca una brecha en el casco) de solo 3-4 m (10-13 pies ) contra un submarino convencional de 1000 toneladas, mientras que el radio de inhabilitación (donde el submarino no se hunde pero queda fuera de servicio) sería de aproximadamente 8-10 m (26-33 pies ) . Una carga útil mayor aumenta el radio solo ligeramente porque el efecto de una explosión submarina disminuye con el cubo de la distancia al objetivo.      

• Bomba rebotante , la bomba especializada lanzada desde el aire similar a una carga de profundidad utilizada para la Operación Chastise de la RAF.
• Mina naval
• factor de choque

• Blair, Clay Jr. (2001), Victoria silenciosa: La guerra submarina de Estados Unidos contra Japón , Annapolis, Maryland: Naval Institute Press
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• En el caso In re Hermans , 48 ​​F.2d 386 , 388 ( CCPA 1931) ("Mientras tanto, la Estación Naval de Torpedos de Newport había desarrollado un tipo de carga de profundidad de accionamiento hidrostático, que parecía al menos igualar incluso el último diseño británico. Este mecanismo de disparo fue principalmente obra del ingeniero de minas y explosivos de la Oficina, el Sr. CT Minkler. ... Las cargas de profundidad estadounidenses y británicas difieren en varios aspectos principales. La nuestra se dispara mediante presión hidrostática, mientras que la británica también utiliza el principio de filtración.").
• Cargas de profundidad, Mark 6, Mark 6 Mod. 1, Mark 7, Mark 7, Mod. 1 - PARTE 2 Ilustración y funcionamiento de la pistola