Hispanopedia Wiki
El casco de un submarino consta de dos componentes principales: la superestructura y el casco de presión . La parte externa del casco —aquella que no resiste la presión del mar y está expuesta a la inundación— se conoce como «superestructura» en la terminología estadounidense de submarinos y como «casco» en la terminología británica. A veces también se la denomina «casco ligero» u otros términos descriptivos.
La superestructura de un submarino le confiere una forma hidrodinámicamente eficiente. El casco de presión es el casco interior del submarino, que resiste la presión del mar y mantiene la integridad estructural del submarino a profundidad operativa.
Formas
Los submarinos modernos suelen tener forma de cigarro . Este diseño, ya presente en los primeros submarinos, se conoce como « casco de lágrima ». Su estructura es eficiente para soportar la presión externa y reduce significativamente la resistencia hidrodinámica del submarino sumergido, pero disminuye su estabilidad en el mar y aumenta la resistencia cuando está en superficie.
Historia
El concepto de una superestructura externa hidrodinámicamente aerodinámica separada del casco de presión interno se introdujo por primera vez en el submarino pionero Ictineo I diseñado por el inventor español Narcís Monturiol en 1859. [ 1 ] [ 2 ] Sin embargo, cuando los submarinos militares entraron en servicio a principios del siglo XX, las limitaciones de sus sistemas de propulsión requerían operar en superficie la mayor parte del tiempo; sus diseños de casco fueron un compromiso, con el casco externo similar al de un buque de superficie, lo que permitía una buena navegación en superficie, y una superestructura más aerodinámica que ayudaba a minimizar la resistencia bajo el agua. La velocidad sumergida de un submarino de la Segunda Guerra Mundial era baja, generalmente inferior a 10 nudos (19 km/h) , por lo que la resistencia causada por la superestructura similar a la de un buque, o casco externo, no se redujo de manera efectiva hasta más tarde, cuando el casco en forma de lágrima se convirtió en estándar. Solo hacia finales de la Segunda Guerra Mundial, cuando la mejora de la tecnología submarina permitió periodos de inmersión más prolongados y el radar aerotransportado aumentó considerablemente la probabilidad de detección de los submarinos en superficie, obligándolos a pasar mucho más tiempo sumergidos, se volvieron a considerar y posteriormente se adoptaron los diseños de casco en forma de lágrima, con el fin de reducir la resistencia y el ruido . Los cascos de submarino en forma de lágrima también permitieron una mayor velocidad sumergida, pero este diseño no se estandarizó hasta la década de 1950, mucho después del inicio de la Guerra Fría. Al mismo tiempo, se desarrollaron e implementaron importantes avances en la tecnología submarina. El USS Albacore (AGSS-569) fue un submarino de investigación único que fue pionero en la versión estadounidense del casco en forma de lágrima (a veces denominado "casco Albacore") de los submarinos modernos. En algunos submarinos militares modernos, el casco exterior (y a veces también la hélice) está recubierto con una gruesa capa de caucho especial fonoabsorbente, o con un revestimiento anecoico , para que el submarino sea más difícil de detectar mediante sonar activo y pasivo .
Tipos
Todos los submarinos y sumergibles modernos de pequeño tamaño , así como los más antiguos, tienen un solo casco. Sin embargo, en el caso de los submarinos grandes, los enfoques han variado. Todos los submarinos pesados soviéticos se construyen con una estructura de doble casco , mientras que los submarinos estadounidenses suelen tener un solo casco. Conservan secciones de casco ligero en proa y popa, que albergan los tanques de lastre principales y proporcionan una forma hidrodinámicamente optimizada, pero la sección principal del casco, generalmente cilíndrica, tiene una sola capa de revestimiento.
Casco ligero
El doble casco de un submarino es diferente al de un buque. El casco externo, que da forma al submarino, se denomina casco exterior, revestimiento o casco ligero. Este define el rendimiento hidrodinámico del submarino, lo que afecta la potencia necesaria para su propulsión. Este término es especialmente apropiado para la construcción de submarinos rusos, donde el casco ligero suele estar hecho de chapa de acero delgada, ya que soporta la misma presión en ambos lados. El casco ligero se puede utilizar para montar equipos que, si se acoplaran directamente al casco de presión, podrían generar tensiones innecesarias. El diseño de doble casco también ahorra espacio dentro del casco de presión, ya que los refuerzos anulares y longitudinales se pueden ubicar entre ambos cascos. Estas medidas ayudan a minimizar el tamaño del casco de presión, que es mucho más pesado que el casco ligero. Además, en caso de daños al submarino, el casco ligero absorbe parte del impacto y no compromete la integridad de la embarcación, siempre que el casco de presión permanezca intacto.
Casco de presión
Dentro del casco exterior se encuentra un casco robusto, o casco de presión, que soporta la presión externa y mantiene la presión atmosférica normal en su interior. El casco de presión suele estar construido con acero grueso de alta resistencia, con una compleja estructura de refuerzo y una gran reserva de resistencia, y está dividido por mamparos estancos en varios compartimentos . Los cascos de presión y ligero están separados por un espacio en el que numerosos elementos estructurales de acero conectan ambos, formando una estructura tridimensional que proporciona mayor resistencia y estabilidad al pandeo. El espacio entre cascos se utiliza para albergar algunos equipos que pueden soportar la alta presión externa a máxima profundidad y la exposición al agua. Este equipo varía significativamente entre submarinos y generalmente incluye varios tanques de agua y aire. En un submarino monocasco, el casco ligero es discontinuo y se ubica principalmente en la proa y la popa.
Los cascos de presión tienen una sección transversal circular, ya que cualquier otra forma sería sustancialmente más débil. La construcción de un casco de presión requiere un alto grado de precisión. Esto es cierto independientemente de su tamaño. Incluso una desviación de una pulgada (25 mm) de la redondez de la sección transversal resulta en una disminución de más del 30 por ciento de la capacidad de carga hidrostática. [ 3 ] Las pequeñas desviaciones son resistidas por los anillos de refuerzo, y la fuerza de presión total de varios millones de toneladas orientadas longitudinalmente debe distribuirse uniformemente sobre el casco utilizando un casco con sección transversal circular. Este diseño es el más resistente a la tensión de compresión y sin él ningún material podría resistir la presión del agua a profundidades submarinas. Un casco de submarino requiere una costosa construcción de entramado transversal , con marcos de anillo muy juntos para rigidizar contra la inestabilidad por pandeo. Ninguna pieza del casco puede contener defectos, y todas las juntas soldadas se revisan varias veces utilizando diferentes métodos.
Los submarinos de la clase Typhoon cuentan con múltiples cascos de presión que simplifican el diseño interno, a la vez que aumentan considerablemente la anchura de la embarcación en comparación con un submarino convencional. En el cuerpo principal, dos largos cascos de presión se disponen en paralelo, uno al lado del otro, con un tercer casco más corto situado encima y parcialmente entre ellos (que sobresale justo debajo de la vela), y otros dos cascos de presión centrales, uno para torpedos en la proa y otro para el sistema de dirección en la popa. Esto también incrementa notablemente su capacidad de supervivencia: incluso si un casco de presión se perfora, la tripulación en los demás se encuentra relativamente a salvo si se evita que el submarino se hunda, y el riesgo de inundación es menor.
Profundidad de buceo
La profundidad de inmersión no se puede aumentar fácilmente. Simplemente aumentar el grosor del casco incrementa el peso y requiere reducir el peso del equipo a bordo, lo que finalmente resulta en un batiscafo . Esto es asequible para sumergibles de investigación civil, pero no para submarinos militares, por lo que su profundidad de inmersión siempre ha estado limitada por la tecnología disponible.
Los submarinos de la Primera Guerra Mundial tenían sus cascos construidos de acero al carbono y, por lo general, sus pruebas de profundidad no superaban los 100 metros (330 pies) . Durante la Segunda Guerra Mundial, se introdujo el acero aleado de alta resistencia, lo que permitió profundidades de hasta 200 metros (660 pies) ; cálculos posteriores a la guerra sugieren profundidades de aplastamiento superiores a los 300 metros (980 pies) para los submarinos alemanes Tipo VII de finales de la guerra . El acero aleado de alta resistencia sigue siendo el material principal para los submarinos actuales, con un límite de profundidad de 250 a 350 metros (820 a 1150 pies) , que no puede superarse en un submarino militar sin sacrificar otras características. Para superar ese límite, algunos submarinos se construyeron con cascos de titanio . El titanio tiene una mejor relación resistencia-peso y durabilidad que la mayoría de los aceros, y es no magnético. Los submarinos de titanio eran especialmente populares entre los soviéticos, ya que habían desarrollado aleaciones especializadas de alta resistencia, creado una industria para producir titanio a precios asequibles y contaban con varios tipos de submarinos de este material. Las aleaciones de titanio permiten un aumento considerable de la profundidad de inmersión, pero también requieren el rediseño de otros sistemas, por lo que la profundidad de prueba se limitó a 1000 metros (3300 pies) para el submarino soviético Komsomolets , el submarino militar con mayor capacidad de inmersión. A pesar de sus ventajas, los elevados costes de construcción de los submarinos de titanio llevaron a su abandono al finalizar la Guerra Fría.
Otros tipos
Existen ejemplos de submarinos con más de dos cascos. El casco ligero de los submarinos de la clase Typhoon alberga dos cascos de presión principales, un tercer casco de presión más pequeño que constituye la mayor parte de la vela, otros dos para torpedos y el mecanismo de dirección, y entre los cascos principales 20 misiles balísticos lanzados desde submarinos MIRV, junto con tanques de lastre y otros sistemas. Los submarinos de las clases Dolfijn y Potvis de la Armada Real de los Países Bajos albergaban tres cascos de presión principales. El submarino ruso Losharik es capaz de sumergirse a más de 2000 m gracias a su casco multiesférico.
Véase también
Referencias
- ↑ Tom Chaffin (2010). El HL Hunley: La esperanza secreta de la Confederación . Farrar, Straus and Giroux. págs. 55–. ISBN 978-1-4299-9035-6.
- ↑ Matthew Stewart (2003). El sueño de Monturiol: La extraordinaria historia del inventor del submarino que quería salvar el mundo . Pantheon Books. ISBN 978-0-375-41439-8.
- ↑ Academia Naval de los Estados Unidos
- Diseño de submarinos
- Arquitectura naval