Tecnologia de los submarinos USS y UBOOT, USS Navy - Uboot Kriegsmarine

TECNOLOGIA DE SUBMARINOS

Preámbulo:
He recopilado información; de diferentes Webs, libros, documentales, etc, datos e informes de submarinos militares que participaron de forma activa en la Segunda Guerra Mundial, aceptando unos y desechando otros, al final he decidido realizar mi propio proyecto, porque en algunos informes y documentos se dice una cosa y en otros otra, variando de forma importante en los datos finales, induciendo a errores o no ajustandose a los valores, en ocasiones, ni siquiera aproximados. Agradezco a todas las fuentes sus informaciones.

Son dos, los tipos de submarinos que vamos a tratar técnicamente en esta sección los U-Boot alemanes y los US submarinos de Flota estadounidenses, y concretamente aquellos que tuvieron su vida activa entre los años 1.938 al 1945. De estos he escogido los U-Boot(Unterseeboot) el tipo VII-C y el clase Gato de los submarinos de flota estadounidenses, por ser en mi opinión de los más representativos de los submarinos militares de su época. El tipo VII-C/40/41 fue el mejor submarino (de su tiempo) de todos cuantos surcaban los mares. El clase Gato era el mejor por su potencia y eficacia en combate submarino, siendo su predecesor el clase Tambor y el sucesor a partir de 1.943 el clase Balao , aunque las tres clases actuaron hasta el final de la guerra, sobre todo en el Pacifico.

USS Gato US-237 Trigger.../...Uboot VII-C

Como son muchos los temas técnicos que atañen a un submarino, hidráhulica, eléctrica, electrónica, mecánica, termodinámica, hidrostática, estanqueidad, habitabilidad etc, iremos poco a poco, exponiendolo en esta sección por capítulos, comenzando por explicar qué es y para qué sirve. Teniendo en cuenta que los datos técnicos (muchas veces por la cantidad de números, parámetros, etc) pueden ser tediosos, es por esto que trataré reducirlos, aunque imprescindibles en muchos temas por el tipo de materia que se trata. Los textos iran acompañados de fotos y esquemas para hacer más amena y fácil su lectura.

INTRODUCCION (Historia breve y principios)

El submarino es un buque capaz de navegar tanto en superficie, como sumergido debajo del agua, gobernado por el hombre, y propulsado por diferentes sistemas generadores de energia que van desde el pedaleo con cadena-manivela-piñones (los primeros) hasta los de energia nuclear (los últimos).
Al principio los submarinos eran buques de navegación en superficie que en ocasiones se sumergian para pasar desapercibidos e intentar el ataque mediante torpedos cuando la ocasión lo permitia. Habitualmente el submarino atacaba en superficie con el cañon de cubierta hasta destruir su objetivo, por lo general buques mercantes poco o nada armados. aunque en 1940 eran armas muy efectivas de ataque y destrucción, su armamento consistia en uno o dos cañones en cubierta de diferentes calibres, también ametralladoras antiaéreas, dobles o sencillas, torpedos que lanzaban por tubos lanzatorpedos en popa y en proa, podian lanzar minas de contacto o magnéticas mediante un dispositivo en cubierta, disponian sistemas de detección por sonar, radar y periscopios para la observación seguimiento y solución de tiro, que hacian del submarino un arma fatal para los buques de superficie.

Submarino pionero , alrededor de 1860, con chimeneas y torpedo de botalón

Inicialmente en el ataque sumergido, la estrategia era la de acercarse al buque (normalmente en el dique en puerto) sumergido a poca profundidad , entonces salia un tripulante y colocaba manualmente una carga explosiva en la quilla del buque objetivo, volviendo al submarino y saliendo del lugar.
También se utilizaba el sistema de adjuntar una carga de pólvora en el casco del buque por un dispositivo de tornillo operado desde dentro de la nave (los Tortuga), el sistema era parecido al de un taladro que perforaba la estructura exterior del buque que estaba normalmente recubierta ( en los buques de la época) por una capa de cobre , este tornillo fijaba la carga al buque, pero la mayoria de las veces no explosionaba o lo hacia de forma poco controlada.

El tortuga (turtle)

Otro sistema era el torpedo de botalon, un torpedo-mina fijado al extremo de una pértiga en proa, que se accionaba al contacto, duró poco por su peligrosidad, normalmente se hundia el buque objetivo y el propio submarino, bien por la metralla de la explosión o por la onda expansiva. En 1861-1865 tuvo lugar la Guerra de Secesión norteamericana, fue entonces cuando se utilizó el submarino con fines militares entrando en combate a lo largo de la guerra.

CSS-David Drawing, sub a vapor con torpedo de botalon, de la guerra de secesión americana: 1.861-1.865, sudista

Si miramos varios siglos atrás en la historia veremos que sus comienzos son tan simples como arcáicos
Existen archivos que nos remontan al siglo 400 antes de Cristo, Alejandro Magno ensayó la observación y exploración del fondo marino mediante una campana de vidrio , también con un tonel hermético suspendido desde un barco en superficie.

Unos 400 años antes de Cristo, Alejandro Magno trataba de explorar las profundidades del mar, en una campana de vidrio de buceo

Alejandro el Grande dentro del tonel

Todos los submarinos utilizan para sumergirse el "principio de Arquímedes". Este principio físico establece que; donde estando un cuerpo sumergido en un fluido, se mantiene a flote por una fuerza igual al peso del fluido.
Este principio, también conocido como la ley de hidrostática, se aplica a los cuerpos, tanto en flotación, como sumergidos:

Principio de Arquímedes

Este principio es el que explica la flotabilidad de los objetos y si aumenta el peso de un objeto que está flotando (flotabilidad positiva), puede hacer que su peso sea mayor que el peso del agua desplazada (peso del agua de mar = 1030 kg/m3) y por lo tanto hacer que se sumerja. Los submarinos utilizan tanques de lastre que llenan o vacían de agua mediante mecanismos para cambiar sus propiedades de flotabilidad y pueden manejar a voluntad el paso de una flotabilidad positiva (el buque flota) a negativa (se sumerge) o viceversa. Esto es explicado de forma simple, para explicar el experimento con mayor exactitud teniendo en cuenta :
-del objeto ; pesos, geometria, materia (composición, si es de hierro, aluminio etc),de los fluidos( en este caso agua salada) etc, nos meteriamos en variables de influencia, componentes de incertidunbre (aire, fuerza de flotación,volumen del objeto, densidad masa del líquido desplazado etc), daria tema para un capítulo aparte por la cantidad de fórmulas matemáticas a exponer, a continuación los esquemas del proceso de inmersión y de emersión;

1.-INMERSION: TANQUES DE LASTRE ABIERTOS.../...2.-INMERSION: TANQUES DE LASTRE ABIERTOS, salida de aire, entrada de agua de mar

3.-INMERSION:TANQUES DE LASTRE ABIERTOS, entrada de agua de mar, salida de aire.../...4.-INMERSION COMPLETADA

Cascos y estructuras

La necesidad de obtener vehiculos submarinos de grandes cotas de inmersión ha obligado a investigar todos los fenómenos relacionados con el comportamiento de cascos y estructuras sometidos a presión hidrostática exterior.

A principios del siglo XX empiezan a sentarse las bases teóricas para la determinación aproximada de las deformaciones, tensiones y tipos de fallos relativos a estructuras especialmente diseñadas para soportar fuerzas hidrostáticas exteriores. Este esfuerzo a ido acompañado por la aparición progresiva de nuevos materiales, más tenaces y de mejores caracteristicas mecánicas, por lo que ha permitido ir obteniendo recintos más resistentes y por lo tanto, mayores profundidades.

Tradicionalmente la construcción de los submarinos ha obedecido a imperativos militares, y desde el punto de vista militar, la cota de profundidad juega un papel importante. A grandes cotas, la detección de un submarino es mucho mas dificil de realizar por la existencias de capas batitermográficas que desvian las ondas del sonar y de los sonidos en general. Además, seria necesario que el oponente ( en este caso destructores) poseyera un arma (cargas de profundidad), preparada para poder acceder a dichas profundidades, con la velocidad y autonomia suficientes para alcanzar el blanco dentro de su radio de acción.

Por lo tanto, un casco preparado para grandes presiones podrá soportar mayores cargas producidas por explosivos cuando navega a cotas inferiores a la máxima para la cual fue construido.

El casco de un VII-C alemán podia soportar una cota de 190 m, y un USGato 160 m, a partir de aquí en adelante la estructura empezaba a torsionar y a deformarse conduciendo a la ruina de la estructura, colapso y quiebra. Las cargas a las que está sometido un tubo cilindrico hueco de hierro, en la que su estructura sea la que fuera, en estos casos están realizada por mamparos unidos por soldadura y pernos, a profundidades de más de 100 metros son muy grandes, que se incrementan según vaya alcanzando mayor cota de profundidad, por ejemplo ;

-Sabemos que el factor que limita la obtención de grandes cotas de inmersión es la presión que existe a esas grandes profundidades. La presión varia casi linealmente con la cota, salvo pequeñas variaciones debidas a su ligero cambio de densidad y de salinidad, a razón de aproximadamente uno bar por cada incremento de 10 m en la profundidad. En la fosa de Las Marianas, con una profundidad de unos 10.900 m (abisal), la presión hidrostática es de unos 1.130 bares o sea unas 1.1 toneladas por cm2 en superficie del casco. Esta enorme presión nos puede dar una idea de la enorme resistencia que deben poseer los vehiculos submarinos que pretendan alcanzar estas profundidades.

Tratandose de un VII-C : a 160 m, - 1 bar :1.01325 = 1.03323 kgf/cm^2
por tanto : 16.212 bar = 16.53168 kgf/cm^2 = 16,50 kg por cm2 de presión al casco a unos 160m de cota de profundidad.

Los mamparos esféricos de simple forro exterior en casco que se utilizaban en la época tenian refuerzos por cuadernas en doble T que proporcionaban la resistencia a la estructura general. Los tanques de lastre adosados en el centro y a los lados contribuian a la hidrodinámica y estabilidad del submarino estos tenian un doble forro, por lo tanto se podria clasificar como doble casco, aunque no en su totalidad .

Propulsión

Propulsión Muscular:
Los primeros submarinos, basaban la fuerza necesaria para su tracción en la fuerza muscular de la tripulación.
Podemos comparar esta situación a la de los barcos movidos por remos o los vehículos terrestres movidos por pedales-cadena -piñon o de tracción animal.

El -Hunley- de Horace Lawson Hunley, 1863 -EE.UU- .Submarino de propulsión humana que participó en la guerra de Secesión americana, fué el primer sub. que hundió un buque enemigo el 17 de febrero de 1864.

Otro submarino pionero fué el Nautilus (1.800), de propulsión mixta (muscular-eólica) diseñado por Robert Fulton,
desplegaba una vela cuando estaba en superficie para propulsarse con el viento. Este ingenioso submarino pudo realizarse por una beca concedida por la subcomisión de Napoleón Bonaparte.

Planos del Nautilus. año 1.800.

Propulsión a Vapor:
Los primeros submarinos en utilizar un sistema de propulsión no muscular fueron los submarinos a vapor.

H. L. Hunley-1863

La propulsión que dá la fuerza del vapor era la más utilizada para tracción de buques hasta la Segunda Guerra Mundial, aunque en el caso de los submarinos a vapor se utilizaron sobre todo desde 1.860 (estuvieron en servicio en la guerra de secesión americana) hasta principios del siglo XX.

El sistema de vapor requiere de chimeneas para la expulsión de humos, y en un submarino esto es un problema cuando el submarino se sumerge, problema que se resolvió mediante el uso de chimeneas escamoteables, estas se plegaban cuando se sumergian, y empleando la energia del vapor de agua a presión que proporcionaban
las calderas, para la tracción de navegación en inmersión.

Propulsión mixta:

Gasolina-Eléctrico:
En esta tecnología electromecánica se utilizaban motores de explosión por combutible de gasolina de dos y cuatro tiempos para la navegación en superficie y motores eléctricos para la navegación en inmersión. La energía eléctrica necesaria para el funcionamiento de los motores eléctricos era almacenada en baterías que se recargaban por el motor de explosión cuando el submarino estaba en superficie.

El inconveniente del uso de gasolina, es el alto riesgo de explosión e incendio a bordo, los gases que emana la gasolina son altamente explosivos y tóxicos, dentro de un tubo de acero estanco el peligro es aún mayor. Su variante fué el queroseno, de menor octanage y por lo tanto menos explosivo, pero también muy peligroso para el uso en los motores de combustión interna en un submarino.

Holland1_motor gasolina

Definitivamente el sistema tecnológico Diesel-Eléctrico fué el que sustituyó al motor de combustión de Gasolina-Eléctrico, proporcionando mayor potencia hp-cv , eliminando el riesgo de explosión, y aumentando la autonomia así como las distancias en navegación por superficie

Famoso barco de la Segunda Guerra Mundial alemán Tipo VII C, 1941

Diesel-Eléctrico
Esta es la tecnología utilizada por la mayor parte de los submarinos desde la Segunda Guerra Mundial hasta mediados de los años 60, aunque a principios de los 60 se empezó a utilizar la energia nuclear, y el primero en utilizarla fué el US SSNautilus.en el 1966.

Los submarinos de la IIG.M. montaban 2 (U-Boot) o 4 (US-SS) motores diesel. y 2 o 4 motores eléctricos en popa.
Los dos motores diesel estaban montados en la popa del submarino en sentido longitudinal, uno a babor y el otro a estribor. Muy ajustados al espacio de manga, con un estrecho pasillo para acceso y manipulación en el centro de ellos.
Detrás de los motores diesel estaban los motores eléctricos montados en linea con los diesel y luego los tubos lanzatorpedos de popa.
Los motores eléctricos proporcionaban la tracción del submarino cuando navegaba en inmersión alimentados por las baterias que se cargaban mientras navegaban en superficie mediante los diesel.

Esquema motores propulsión Diesel-eléctrica

Es de destacar la diferencia de potencia entre los motores diesel y eléctricos, lo que se traduce en la diferente velocidad de navegación y autonomía en inmersión y en superficie.

Los submarinos de Flota US, eran más rápidos en superficie y en inmersión que los U-Boote alemanes. Un submarino de Flota clase Gato del 42 podia alcanzar en superficie una velocidad de 20,25 nudos a toda máquina sin marejada, frente a los 16.5-17 nudos de los U-Boote VII-C /42 en las mismas circunstancias. En inmersión el Gato/42, alcanza los 8,75 mudos y los VII-C/42 alrededor de 8 nudos. La autonomia para el Gato estaba en 11.000 millas (20.370 km) a 10 nudos en superficie, en inmersión podia resistir 48 horas a 2 nudos a una profundidad de 300 pies(104 metros y 40 cm.).

Los submarinos Gato montaban 4 motores diesel de diferentes fabricantes dependiendo del modelo y año :

Diesel
-4 Fairbanks -Morse (5400 CV), / 4 Hoover , Owens , Rentschler Co(5.400CV) / 4 General Motors (5.400 CV) estos motores desarrollaban una gran potencia, aunque directamente proporcional a su consumo en combustible, aunque tambien es cierto que disponian de depósitos con mayor capacidad de almacenamiento para el diesel.

8 cil.motor diesel General Motors submarino Gato

Eléctricos :
-4 Elliot Motor Co. (2740 CV), / 4 Allis Chalmers Manufacturing Co. (2.740 CV), / 4 de General Electric Co. (2740CV).
Potencia en MW = 4.0 MW en superficie / 2.0 MW sumergido.


Los U-Boote tipo VII-C alemanes montaban motores diesel Krupp de 6 cilindros modelo :F46 a 6pu, estos eran los más usados por los U-Boote tipo VII-B y VII-C, motores de combustión diesel de inyección directa, eran robustos y simples en su mecánica lo que ayudaba a la hora de repararlos y en su mantenimiento.a posteriori se desarrollaria el Krupp modelo de 9 cilindros F46a9pu, basado en el 6 cilindros pero con mayor potencia de alrededor de 2000 CV a 470 rpm.
Tambien se instalaron los MAN ( M6V40), de 6 cilindros de 1.500 CV de potencia y con turbo compresor.
Se instalaban en grupos de 2 : uno a babor y otro a estribor en paralelo

Esquema motor Man

Estos motores eran alimentados por diesel en depósitos de combustible que tenian una capacidad de 63.6 toneladas.
Los motores eléctricos variaron dependiendo del tipo y año:

Eléctrico
-2 x AEG GU 460/8-276 de 750 cv de potencia total. / 2 x BBC (Brown Boveri & Co) GG UB 720/8 de 750 cv de potencia total / 2 x GL (Garbe, Lahmeyer) RP 137/c de 750 cv de potencia total / 2 x SSW (Siemens-Schuckert-Werke) GU 343/38-8 de 750 cv de potencia total

Baterias:
Los motores eléctricos eran alimentados por grupos de baterias dispuestas bajo el piso en el interior del submarino , eran cargadas cuando el submarino naveganba en superficie o cuando mediante el shnorckel navegaba sumergido con los motores diesel en funcionamiento. Las baterias disponian de numerosas "células", una batería principal en dos secciones (62 celdas en dos secciones) y para los motores principales en tándem que proporciona la energía de cada eje a hélice.
En caso de los U-Boote las células eran TIPO 33 LMA. 800W, "célula de Tudor".

Hélices:
El submarino estaba dotado de dos hélices situadas en popa y alineadas con las respectivas parejas de motores Diesel-Eléctrico montados en las dos bandas del buque. Existía un mecanismo de acople del motor adecuado al eje de la hélice en cada momento para de esta forma cambiar de tracción diesel a eléctrica o viceversa.

El tamaño de las hélices no eran muy grandes por lo que para desarrollar su potencia debían de girar rápidamente. Esto produciría fenómenos de "cavitación" importantes.
La cavitación es un fenómeno originado por la diferencia de presión en cada una de las caras de las palas de la hélice del buque al girar. Esta diferencia de presión produce la formación de burbujas procedentes del aire disuelto en el agua, que
el golpear contra las palas de la hélice producen ruido. Uno de los puntos que facilitan la detección de un submarino es el ruido, por lo que en los diseños modernos, se aumenta el tamaño de las hélices para que puedan desarrollar su potencia a más bajas revoluciones eliminando el fenómeno de la cavitación.

Gobernabilidad:
Un submarino está gobernado por una dotación de hombres que varia según modelo y año, en los Gato de 1940, el personal de abordo estaba compuesto de unos 60 hombres entre oficiales 6 , y marineria 54. Cada uno de ellos desempeñaba un trabajo vital para el funcionamiento efectivo del sumergible, cuando un marinero enfermaba o resultaba herido en combate, la cosa se complicaba pues el trabajo se duplicaba para el resto de la tripulación, en realidad eran pocos los momentos de reposo dentro de un submarino.
Para tener una gobernabilidad óptima se adapta el sistema dual , es decir una hélice con eje directo al motor propulsor o direct drive, por tanto dos ejes principales , uno por cada motor-hélice.

Popa del U-Boot 873, en esta foto se aprecia los planos horizontales, doble hélice y timón

El elemento de control del rumbo de un buque es el timón, que permite modificar a voluntad el equilibrio de fuerzas de rozamiento del casco y el agua producidas por la arrancada del buque y por lo tanto cambiar el rumbo del mismo. Un buque dotado únicamente de timón como elemento de dirección es totalmente gobernable, pero la gobernabilidad se puede mejorar sustancialmente por el uso de dos hélices montadas en popa, simétricas con respecto al eje de crujía y lo más separadas posible. En los buques dotados de doble hélice, se combinan las revoluciones de cada una de ellas y la marcha "avante-atrás" para de esta forma gobernar de manera más ágil: Si quiero virar a estribor puedo conseguirlo de manera muy eficiente dando avante por el motor-hélice de babor y ciando (marcha atrás) por estribor. Para su buen gobierno era necesario que el centro de gravedad estuviera lo más centrado posible para tener buena estabilidad, es por esto que los mayores depósitos de lastre se encontraban en la parte central exterior del sumergible.

Los planos de popa situados cerca del propulsor y orientados por lo general horizontalmente, sirven para el control de la inclinación longitudinal del submarino, fundamental para la inmersión-emersión tienen una gran importancia para su maniobra arriba-abajo, cuando por causa de choque, explosión de cargas etc, los planos quedaban dañados, el submarino sólo podia subir o bajar llenando o vaciando los depósitos de lastre, de forma que su agilidad se reducia casi totálmente pues subian-bajaban "a plomo", dependiendo de las reservas de aire comprimido, siendo presa fácil de los destructores y cazasubmarinos.

Schnorkel:
El schnorkel es un artilugio ( tipo periscopio) que permite al submarino el intercambio de gases de combustión con el exterior, cuando el buque está sumergido. Básicamente dispone de dos conductos: uno de toma de aire fresco para la combustión del motor Diesel y el otro para la expulsión al exterior de los gases de escape. Este tubo estaba dotado de una válvula de seguridad terminal que permitia al submarino viajar en inmersión utilizando los motores térmicos, evitando la nvegación en superficie con las compuertas abiertas, presa fácil para los aviones. El primer submarino en utilizarlo fué el U-264.
Esa funcionalidad es exactamente la que proporcionaba el schnorkel, ya que el submarino podía navegar sumergido a poca profundidad con la energía de los motores diesel y hacer el intercambio de gases de combustión mediante el schnorkel, por tanto podriamos incluir este sistema en "medios de defensa pasivos"

Schnorkel con sistema de flotador por bola .../... funcionamiento simple del Schnorkel

El schnorkel se incorporó a la flota Alemana de submarinos durante la Segunda Guerra Mundial, invento holandés que los alemanes tomaron como suyo cuando invadieron Holanda . Hasta ese momento no había una gran necesidad de utilizar este dispositivo, pero la utilización y perfeccionamiento del radar por parte de los aliados convirtió a un submarino emergido en un elemento fácilmente vulnerable y detectable, esto hizo que el Almirante Karl Dónitz potenciara la fabricación y aplicación del sistema en los U-Boote.

Hidráhulica ;
Se disponia de un sistema hidráhulico en circuito cerrado en aquellos mecanismos donde era necesario fuerza de accionamiento, por ejemplo los flaps o planos de inmersión-emersión.

Esquema de hidráhulica de los planos de inmersión-emersión proa de un USS Gato

Sistemas de visión, detección y escucha:

Medios de detección "localización óptica" por vigias:
Cuando un submarino navegaba en superficie llevaba en la torreta cierto número de vigias, y cada uno de ellos vigilaba un limitado sector de mar. Otros hacian lo mismo con el cielo, por los ataques aéreos. Pero dado que la escasa altura limitaba el radio de localización, en 1942 la firma Focke Achgelis empezó a fabricar por encargo aparatos denominados FA 230 Bachsteize (aguzanieves), que no eran más que grandes cometas de palas rotatorias como un helicoptero, que arrastradas por los U-Boote podian subir a varias decenas de metros con un observador a bordo. Apenas localizaban una nave, la cometa era recuperada y el submarino tomaba rumbo hacia su presa. Los prismáticos o binoculares, proporcionaban la localización a una distancia media-corta, fijando la referencia en el humo de las chimeneas de los buques en el horizonte. Eran muy apreciadas los binoculares con lentes Zeiss (en el caso de los alemanes) por su calidad y dureza .Este sistema forma parte de los medios de detección de un sumergible.

IXC boat-U-523 con un autogiro Focke Achgelis FA-330 Bachstelze

Vigias del U-81 de patrulla en el Mediterraneo, el puente armado con doble ametralladora de 20mm flak y doble 13.2mm Breda

Vigias en la plataforma de observación en un USS Gato

Periscopios:
Tubo de acero retráctil con un sistema de espejos prismas en su interior que permiten ver por encima de la superficie estando en inmersión. Activados por motores eléctricos y cables de acero, se podia subir-bajar controlando la altura de la cabeza de periscópio.
En 1940 los sistemas de visión por mecanismos, eran los periscopios: 2, uno de observación y otro de ataque, para uso normalmente en inmersión. El "UZO" ( sistema de telemetria para orientación y ataque en superficie), en la torre de cubierta, que se utilizaba en superficie junto con los binoculares o prismáticos,

Principio del periscopio, cristales prismas invertidos.../... Periscopio tipo de la II G.M. (USS Gato)

Sistemas electricos, electromecánicos como los periscopios tenian su propio motor para moverlos, las baterias alimentaban estos motores continuamente.Todos los motores eléctricos, grandes y pequeños se montaban sobre "silent blocs", tacos de caucho para evitar vibraciones y ruidos, los ruidos se propagan rápidamente por el agua pudiendo ser detectados por los sistemas de escuchas de los destructores, también como medio de aislamiento eléctrico de estos motores respecto a su fijación y entorno.

Motor eléctrico del periscopio de Uboot, montado sobre Silent Blocks de caucho.

Hidrófono:
Aparato de escucha que permite descubrir la presencia en la cercania de una fuente de sonido ( los motores de un buque). Su principio es la transducción o conversión de sonidos en electricidad y esta en señal. normalmente eran receptores, aunque tambien podian funcionar como emisores.

Las ondas ultrasónicas que mejoran la capacidad de detección funcionaban por cristales de cuarzo, este sistema mucho más efectivo que los de oscilador de cobre electromagnético. Para que sea efectiva las frecuencias deben de estar por encima de los 150 KHz. Aun así tampoco eran infalibles, pues las ondas sonoras en el agua no son lineales, sino que tienen una marcha variada por diversos factores ; salinidad del agua, temperatura, etc. Además el hidrófono recoje rumores de fondo debidos a causas marinas o a otros motivos como "voces"de peces. Condicionaba que el sumergible tuviera los motores en marcha creando un "punto muerto" en popa al recojer el sonido de su propia hélice.

Para el sumergible dotado de una torreta de poca altura sobre el nivel del mar no era muy fácil divisar naves, en especial a cierta distancia. Pero el hidrófono garantizaba, a pesar de todos sus límites un mayor radio de localización. Forma parte del grupo de medios de detección de los submarinos

Esquema del funcionamiento del hidrófono

Radar:
Aparato de búsqueda electrónica llamado así por las iniciales de las palabras Radio detection and ranging.

El funcionamiento del radar se basa en la reflexión que sufren las ondas electromagnéticas que se propagan en el aire cuando chocan con un obstáculo. su uso, naturalmente dirigido al cielo, para la detección de aviones. Usadas en la superficie del mar, es de dificil empleo, cuando se trataba de localizar pequeños objetivos (náufragos), pues se ven perturbadas por el oleaje, pero con suficiente efectividad para localizar buques, solos o en grupos (convoys).

La utilización por los alemanes del radar fue un poco tardia con respecto a los aliados y sufrirán de esta desventaja durante todo el conflicto. Tanto el radar como el hidrófono y la localización óptica, entrarian en los medios de detección de los submarinos, y en el grupo de medios de defensa activos. Naturalmente, se hizo uso del radar para poder descubrir a tiempo al atacante, con lo cual si era posible atacar, tener tiempo para tomar posición y acercamiento previo al ataque, aunque resultaba mejor evitar entablar batalla, cuando se trataban de buques escoltas tipo destructores o cazasubmarinos.

Rsdar al cielo

Radar en superficie

Los alemanes hicieron uso del radar, pero empezaron retrasados respecto a los aliadso y por ello sufrirán de esta desventaja durante todo el conflicto.
Con este medio de detección podian alcanzar radios de 40 Km o más según factores de clima u obstaculos a nivel del mar.

Comunicaciones

Radio:
Se basa en la transmisión por ondas herzianas, estas ondas son capaces de transportar sonidos los cuales se propagan de un punto emisor a otro. Los submarinos como todos los buques de la época disponia de radio para los mensajes (radio-mensaje). Estos se podian efectuar sólo cuando estaban en superficie, y de forma discontinua, guardando silencio en largos periodos de tiempo, para evitar ser detectados.Las frecuencias operaban por encima de los 30MHz hasta los 300MHz aprox.

Las antenas de alambre, estaban dispuestas desde el bucle-enganche de la torreta a la proa del submarico : dos los U-Boote y tres los USS. .Las frecuencias de radio normalmente usabas por uno y otro bando eran las de alta frecuencia VHF.La calidad de recepción dependia de las condiciones meteorológicas, distancia del trasmisor, oleaje, campos magnéticos etc. Su uso no era sólo el de trabajo militar, sino que también se usaba como medio de ocio y diversión, la tripulación escuchaba música o noticias de las emisoras de radio que captaban cuando la pausa de guerra lo permitia.

Radiogoniómetro
Es un instrumento capaz de determinar la medida de angulos por radio ; la dirección de una señal radioeléctrica, y el lugar donde se produce esta señal, por tanto podemos saber posición, dirección, y distancia.

Normalmente consta de una antena direccional (circular o cuadrada) y de un transmisor-receptor, su funcionamiento es electromecánico, y funciona al girar la antena receptora circular captando las señales en ángulos (gonios), y tomando las referencias de los azimut (puntos de referencia), su posición en el submarino para captar mejor las ondas se ponian lo más alto posible en la torreta.

Los submarinos los utilizaban para determinar tanto su posición (por las ondas de antenas en tierra de estaciones transmisoras) como para descubrir y hacer seguimiento de emisores de onda de radio de otros submarinos o de buques enemigos. Conocido como HD-DF (Hig Frequency-Direction Finder) por los ingleses que las utilizaron en sus buques, los cazasubmarinos y destructores hacian particular uso de los radiogoniómetros pues con ellos localizaban los submarinos direcccionando las antenas con mucho éxito. Los aviones cazasubmarinos las llevaban entre sus sitemas de detección.

Antena circular .../... Receptor radiogoniómetro

Telégrafo eléctrico:
Consiste en un aparato eléctrico que transmite de forma individual por impulso-contacto una señal telegráfica intermitente llamada código o alfabeto Morse, este consiste en señal activa por rayas y puntos, según la cantidad de rayas-puntos su posición y cadencia significaran una palabra o pausa, pudiendo crear frases completa y por lo tanto textos.

Otra forma de usar el código Morse es mediante señales ópticas; haz de luz mediante reflectores, con el mismo principio. Era un medio eficaz para los radiooperadores en los submarinos cuando fallaban los otros sistemas de comunicación.

Telégrafo

Máquina Enigma:
Máquina de cifrado rotativo en clave secreta predeterminada. Al principio tuvo mucho éxito pues permitió las tácticas de ataques masivos o wolfpacks (manadas de lobos), hasta que los aliados fabricaron la Ultra para cifrar los mensajes interceptados de Enigma.

Máquina Enigma

Visual:
Se utilizaba mediante el lenguaje por signos-posición, con banderolas. Era útil cuando estaban en superficie y las distancias con otros buques eran cortas y habia buena visibilidad.

Métodos de evasión y esquiva:

Metox:
Detector de emisiones electromagnéticas, llamado "Cruz de Vizcaya" por su forma y porque habia sido ideado pra conseguir cruzar el Golfo de Vizcaya evitando la caza aérea aliada. Esta habia empezado a hacer uso del radar en esa zona contra los U-Boot y tras algún hundimiento, los alemanes habian buscado remedio dotando a las unidades de un detector que permitia sumergirse apenas el submarino entraba en el haz del radar.

La cosa funcionó hasta que los aliados fabricaron un radar que operaba con un centrímetro de longitud de onda, no detectable por el Metox. Este sistema forma parte de los medios de defensa pasivos de un submarino.

Señuelos-contramedidas:
Hacia 1942 algunos (según tipo y año) tenian dispositivos de evasión por señuelos o contramedidas, como el "Pillenwerfer" en los U-Boot, y las descargas químicas de los submarinos USS, que al contacto con el agua creaban una nube gigantesca de acetileno persistente que hacia reflejar los impulsos goniométricos despistando al atacante, y aumentando las probabilidades de salvación del submarino.

Se fueron aplicando a casi todos los sumergibles según fue avanzando el conflicto, como medio de defensa activo.

Soltando señuelos-USS Gato-

Silencio:
Dentro de los medios de defensa pasivos debemos incluir el silencio, pues para un sumergible atacado y obligado a la inmersión el principal medio de defensa pasiva era el silencio, una especie de oscurecimiento acústico, por así decir. desde el momento en que la velocidad de un submarino sumergido era irrisoria respecto a un barco de superficie (un destructor podia alcanzar con rapidez los 35 Kns) era inutil intentar la fuga, que seria ciertamente descubierta a causa de los motores funcionando, aunque éstos fueran eléctricos y muy silenciosos.

Tenian que permanecer en absoluto silencio, pues el aqua es un gran conductor de sonidos, el más mínimo golpe en el metal de cualquier parte del submarino, se convertia en una señal clara de su posición y por tanto localizado y atacado.

Estando en silencio y realizando de vez en cuando solo pequeños desplazamientos, los submarinos podian no ser localizados con precisión y salvarse. Como sucedió al U-763, comandante Ernst Cordes, que atacado el 6 de julio de 1944, escapó a los destructores y aviones adversarios después de 30 horas de caza y 550 bombas y cargas de profundidad, todo un record!.

Resinas y absorbentes de radar:
En cierto momento se pensó por parte de la Kriegsmarine en aislar todo el casco de los U-Boote recubriéndolo con resinas especiales a fin de absorber las ondas electromagnéticas sin reflejarlas. A pesar de algunos modestos resultados iniciales obtenidos en laboratorio, este camino fue abandonado. Grupo de medios de defensa pasivos.

Armamento:

Torpedos:
El principal armamento de los submarinos como medios de ataque eran los torpedos, fueron construidos torpedos de varios tipos, con sistemas de propulsión; eléctrico G7e (U-Boot), funcionaba por la propulsión de energia elèctrica generada por batería, sin dejar rastro de burbujas. Este fue uno de los tipo estándar de torpedo usado por los submarinos durante la Segunda Guerra Mundial. Torpedo TI G7a (U-Boot) propulsado por aire comprimido pudiendo alcanzar velocidaddes de hasta 44 nudos.

.-De percusión, que estallaban al chocar contra el blanco; de espoleta magnética, que estallaban pasando a cierta distancia de la masa magnética del blanco; acústicos, capaces de dirigirse automáticamente al blanco siguiendo el ruido de las máquinas, guiados por una cabeza especial dotada de elementos sensibles; en U-Boote tipos Fat y Lut, torpedos especiales que permitian lanzamientos de grandes distancias y seguian rutas predeterminadas, calculadas para tener el mayor número de probabilidades de alcanzar a un barco aun lanzandolos sólo en la dirección de un convoy. Decir que los torpedos fallaban frecuentemente, por tanto no todos los que se lanzaban explosionaban cuando daban en su objetivo, o explotaban antes de llegar al objetivo.

Torpedo eléctrico Tipo III, modelo G7-7 mt. de largo(U-Boot).../...Torpedo Mark 14 vapor(USS)

Los torpedos se intoducian en tubos de 21" para ser lanzados al exterior.
Los USS clase Gato utilizaron torpedos electricos Mark 14 con resultados en principio negativos, fueron reemplazados por los Mark 18 y 23, más seguros y eficientes, también modelos Mk5 y Mk6. Estos torpedos podian alcanzar velocidades de 46 nudos y alcance de 4.000 a 8.000 metros.


Artilleria:
En general, tanto los U-Boot como los USS estaban dotados de una pieza de artilleria (con frecuencia de 88 o 105 mm en los U-Boot) o de dos piezas dependiendo de la clase (3.50" o 4" en los USS), una en cubierta de proa y otra en popa, o sólo en la de popa como los clase Tambor, más algunas ametralladoras antiaéreas, también de diferentes calibres dependiendo del tipo-clase y año de construcción, por ejemplo el submarino de flota clase Gato/1940 USS Drum (SS -228), llevaba doble ametralladora calibre 50 mm y otra doble calibre 30 mm Bofors. con un cañón en cubierta-proa de calibre 3.50" Oerlikon.

Pieza de artilleria para cubierta Cal.3.50" Oerlikon (USS).

Cañón 88mlm Krupp en cubierta de Uboot

Hacia el final del conflicto se dará un notable incremento a estas últimas, suprimiendo muchas veces el cañón de cubierta como en los casos de varios tipos de U-Boote entre ellos los tipo VII-C/43/44/45.

Puesto que la lucha contra los buques se hacia mediante los torpedos, el cañón de cubierta quedó relegado a los ataques de pequeños barcos no armados o cuando el buque quedaba sériamente "tocado" por los torpedos y habia que acabar de destruirlo a cañonazos, las existencias de torpedos a bordo eran limitadas.

La artilleria se clasifica como medio de ataque activos, al aumentar la artilleria antiaérea (A.A.) a parttir de 1943 se comenron a dotar los U-Boote de armamentos aéreos cada vez más potentes, llegando a armarlos incluso con ocho ametralladoras de 20 mm, y un coñoncito de 37mm, cada uno. Considerando que este armamento podia situarse en poquísimo espacio, el submarino podia dirigir un verdadero haz de fuego sobre el avión atacante o crear una barrera de fuego capaz de derribar a uno o varios aviones a la vez.

Bateria antiaérea flak 1x4 + 2x2. (U-Boot)

Minas:
Algunos tipo de submarinos alemanes fueron adaptados a la colocación de minas, cosa que no encontró nunca el favor del mando de submarinos, aunque en algunos casos se infligieron graves daños al enemigo. Este medio de ataque activo se hacia en bocanas de puerto y en rutas de convoyes.

El sistema consistia en un mecanismo colocado en cubierta que sostenia la mina, que se soltaba al liberar de forma mecánica las fijaciones, quedando la mina suelta, a deriva o sujeta mediante peso al fondo. Otro sistema era el lanzamiento de la mina por los tubos de 21" lanzatorpedos.

Mina de orinque.../... mina mganética alemana

Para finalizar esta introducción y como breve alusión a la táctica para ataques usada sucesivamente por los U-Boote alemanes y que fueron variando según fue avanzando el conflicto. Es la de los ataques realizados aisladamente en los primeros tiempos, los U-Boote pasaron a utilizar la táctica "manada de lobos", que dió resultados tan favorables a los alemanes como trágicos para los aliados. Esta táctica será utilizada hasta finales de otoño de 1943, cuando la superioridad aérea aliada y el uso cada vez a mayor escala de la detección por radar hicieron imposible el uso de grandes concentraciones de sumergibles. Desde este momento los U-Boote volvieron a operar en pequeños grupos de dos o tres unidades o aisladamente.

FIN

Edited by Lince_246 - 23/7/2011, 14:16