Newsgroup: it.hobby.scuba
Titolo: Lo sapevate che.........( HDS n.12)

Ciao a tutti
Nella vostra vita di sommozzatori avrete forse mai pensato di mettere un
erogatore in bocca al vostro cane o gatto di casa e portarli con voi
sott'acqua?
Forse sì forse no, in America è stato fatto sino alla piccola taglia di un
topo da laboratorio.
Ma avete mai pensato di mettere un erogatore in bocca al motore della vostra
auto e farvi portare da lei nel profondo?
Non dico un tubo tipo snorkel, che tutti sarebbero capaci di fare, ma un
vero e proprio sistema di respirazione.
No?
State a sentire allora, perché c'è chi lo ha fatto e non è stato neanche
creduto matto.
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
""""""""""""""""""""""""""""""""
IL MOTORE SUBACQUEO
Introduzione
In campo militare moderno, quando i dettati di un teatro operativo per
guerra sottomarina  richiedono un << coefficiente di indiscrezione >> zero
 ovvero navigazione completamente in immersione per tutta la durata ), per
il sommergibile in questione si pone un problema di base sulla sua fonte
energetica primaria che ha due sole possibili soluzioni:
- Essere fornito di  propulsione nucleare
- Poter ricorrere a tecnologia alternativa.
Sin da quando l'uomo si è avventurato sotto la superficie dell'acqua
trasportato da un mezzo da lui concepito, ha cercato di sviluppare una forma
di propulsione che potesse funzionare autonomamente in quell'ambiente. Gli
esempi più classici relativi all'argomento sono quelli della propulsione
umana, vedi le eliche mosse da pedivelle o manovelle del secolo scorso sui
primi sottomarini di legno, poi i motori elettrici alimentati da batterie di
bordo, sino ad arrivare all'odierna propulsione nucleare.
Se pertanto viene scartata l'opzione nucleare, resta aperta dunque la strada
dell'energia chimica e della sua trasformazione in lavoro meccanico.
Per quanto riguarda il motore a combustione classica, si arrivò a pensarlo
dotato di un sistema autonomo di alimentazione dell'aria o a << circuito
chiuso>>.
<<Circuito chiuso>> significa chiudere il circuito di aspirazione del motore
su quello di scarico, rimuovere i prodotti della combustione ( CO e CO2 )e
ripristinare  l'ossigeno consumato, così come per un sommozzatore che usi
l'ARO l'ossigeno viene aggiunto a necessità dal by-pass e la CO2 viene
fissata dalla calce sodata. Nel sistema così realizzato circola così un
fluido particolare, denominato <<aria sintetica>>, ed in questo circuito si
deve mantenere la massa rigorosamente costante; la composizione dell'aria
sintetica è variabile nel circuito, così come la sua temperatura e
pressione, ma all'aspirazione devono essere ripristinate le condizioni
iniziali.
Esistono illustri precedenti in questo campo: la prima applicazione di
motore a circuito chiuso di cui se ne ha notizia risale a Fritz Von Opel e
fu concepita negli anni venti.
Dal 1933 in poi i tedeschi, già leader nel campo dei sommergibili,
inizieranno con il prof. Hellmuth Walter lo studio e la realizzazione di
motori a turbina alimentati da perossido di idrogeno e acqua ( sia dolce che
salata ) senza necessità di apporto di aria atmosferica durante la
combustione, e nel 1940 la ditta tedesca Draeger proporrà uno studio per
propulsioni sottomarine prodotte da motori diesel alimentati da ossigeno sia
gassoso che liquefatto. Diversi esperimenti verranno portati avanti
soprattutto durante la fine della guerra per disporre di mini-battelli
subacquei mono-biposto dotati di forte velocità e discreta autonomia
mediante motori diesel o benzina a circuito chiuso per attaccare i convogli
nemici in località costiere, ma nulla uscirà dallo stadio di prototipo,
anche se avanzato.
Nel dopoguerra, Britannici, Statunitensi, Sovietici, Tedeschi, Svedesi  e
Giapponesi  si sono dedicati alla soluzione del problema. Fra questi gli
unici a tentare in tempi brevi sono stati i Britannici , con i sottomarini
Excalibur ed Explorer ( 3000 ton. 30 nodi )ed i Sovietici che hanno messo in
linea i 40 battelli da 650 ton della classe Quebec. Tedeschi e Svedesi hanno
sviluppato impianti sperimentali a terra, i primi dedicandosi alle <<fuel
cells>> ( ovvero alimentazione delle celle di batterie elettriche tramite
una combustione a freddo, principalmente fornita da perossido di idrogeno )
ed alla turbina <<Walter>> migliorata ( il << Walter Echange Process >> di
cui furono dotati i sottomarini Excalibur ed Explorer), ovvero dotata di
funzionali scambiatori di calore ed i secondi con il diesel a circuito
chiuso, realizzato con un otto cilindri da 1500 hp , accantonato in seguito
per le << fuel cells >> prima e il << motore Stirling>> poi.
Il motore Stirling, o motore a gas caldo della Philips, funziona col
principio fisico che un riscaldamento ed un raffreddamento esterni producono
un gradiente di calore in un cilindro, che può essere sfruttato per
espandere periodicamente un gas " azionante " e che può quindi essere
impiegato per azionare un pistone. La combustione uniforme e la possibilità
di equilibrarlo completamente permettono al piccolo motore a gas caldo di
funzionare silenziosamente e senza oscillazioni, come un motore elettrico.
I Britannici della Ricardo , infine, su contratto del Ministero della
Difesa, ed i Giapponesi della Hitachi, hanno entrambi sviluppato un piccolo
diesel incapsulato in un contenitore, collaudandolo in pochi metri d'acqua.
Tutti, è il caso di ricordarlo, hanno adottato una soluzione ibrida, dove
l'impianto di propulsione <<anaerobica>> forniva la velocità di picco,
oppure un ausilio per la carica delle batterie in immersione.
Comunque già dagli anni 50 in avanti quasi tutte le maggiori Marine da
guerra si convertiranno al nucleare per la sua enorme autonomia
La sperimentazione italiana
Nel panorama mondiale del lavoro subacqueo, una delle ditte che si
affacceranno per prime alle immersioni in saturazione nei mari del Nord per
la ricerca petrolifera sarà l'Italiana SSOS (Sub Sea Oil Service).
Creata da una branchia della Micoperi, altra ditta Italiana affermata nel
campo delle installazioni off-shore, la SSOS diventerà famosa per le sue
sperimentazioni quale ditta privata nel campo della saturazione ,
realizzando successivamente un laboratorio attrezzato a Zirconia ( BG ), ma
la ricerca non fu solo nel campo umano , bensì  anche nella realizzazione di
macchine.
Il progetto di un sottomarino a circuito chiuso venne intrapreso dalla SSOS
nel 1970, dopo prime alcune realizzazioni dotate di motore elettrico, per
rispondere ad allora esistenti esigenze del mercato relative alla attività
off-shore. Il progetto fu seguito direttamente dall'Ing. Guido G. Santi,
allora vicepresidente della SSOS prima e della Maritalia, ditta nata dal
frazionamento della SSOS dopo difficoltà finanziarie. Alla fine di
un'analisi approfondita dei pregi e difetti dei sistemi ideati, scartati
dopo un breve periodo di prove i monopropellenti per ragioni di sicurezza e
costo, fu optato per l'adozione dei bipropellenti, ed in questo campo la
scelta cadde sul gasolio per autotrazione e sull'ossigeno puro.
Dei due problemi fondamentali, quello di immagazzinare l'energia e quello di
trasformarla in maniera efficiente, fu inizialmente affrontato il secondo.
Dei cinque cicli esaminati ( Otto, Diesel, Rankine, Bryton, e Stirling ) si
scelse il Diesel per i motivi di concezione di progetto, in quanto il
battello sottomarino, dovendo navigare sempre in immersione, non poteva
prescindere né dall'affidabilità del sistema né dal consumo specifico
dell'ossigeno, che doveva essere il minimo possibile; di carattere pratico,
in quanto per il successo dell'impresa era di importanza fondamentale sia la
disponibilità sia la qualità del motore di base.
Sulla base delle ricerche effettuate dalle Marine Tedesca, Statunitense e
Svedese e da parte della Britannica Ricardo e della Giapponese Hitachi ai
primi anni 80, lo schema dell'apparato motore a circuito chiuso presentava,
a fronte della semplicità e dell'affidabilità, un certo numero di
controindicazioni , e precisamente:
- aumento del consumo specifico rispetto a quello dell'aria atmosferica del
15-20 %
- perdita dell'ossigeno presente nei gas di scarico
- diminuzione della potenza all'asse ( dell'ordine del 25% a 300 mt. di
profondità)
- profondità operativa massima sull'ordine dei 300 mt
I risultati ottenuti dalla SSOS alla fine dei suoi test furono:
- il motore si comporta indifferentemente con aria atmosferica od aria
sintetica, fornendo la massima potenza prevista
- si recupera totalmente l'ossigeno presente nei gas di scarico
- le prestazioni sono indipendenti dalla profondità
- è possibile la scelta dell'iniezione diretta o indiretta
Per ottenere questi risultati si lavorò per oltre quindici anni trasformando
in circuiti chiusi motori Lombardini, General Motors, Perkins, Fiat,
Mercedes e VM, accumulando oltre 20000 ore di moto.
Nei giorni 21 e 22 maggio 1986 l'I-MI-35, il primo sottomarino a circuito
chiuso realizzato dalla SSOS compiva al largo di Taranto una serie di
immersioni di collaudo a 350 mt. di profondità. Alle 14.28 del 22, il
piccolo battello riemergeva e veniva depositato dalla gru sulla coperta del
pontone Micoperi 30.
L'I-MI-35, il << tutto-diesel >> subacqueo con a bordo solo gasolio ed
ossigeno, senza batterie elettriche, aveva sviluppato la piena potenza per
oltre un'ora alla massima quota ed era riemerso con una riserva di energia
sufficiente per ulteriori 11 ore.
Ma gli incidenti nei Mari del Nord verificatisi a cavallo degli anni 70-80
nel campo off-shore anche a sottomarini da lavoro ed il successivo evolversi
delle normative sulla sicurezza in questo campo porteranno progressivamente
l'abbandono del progetto nei confronti di una maggiore versatilità dei ROV
 Remotely Operated Veichles ) .
Ciò che rimane del sommergibile si trova attualmente in stato d'abbandono in
un area di proprietà della ditta Micoperi a Fiumicino
La Svezia e la situazione attuale
Leggo su una rivista del settore di qualche mese fa delle ricerche e
sviluppo in solitario della Marina Svedese in questo campo, come avviene in
Svezia anche in campo aeronautico.
Durante la fine degli anni 50 ed inizio 60 , un programma di ricerca e
sviluppo fu portato avanti in Svezia per un nuovo tipo di propulsore che
potesse coprire le necessità dei sottomarini. Diverse alternative vennero
prese in esame, incluso il nucleare, il termico, il << fuel cells >> e il
motore a circuito chiuso. Prototipi di motori a celle combustibili e
circuito chiuso vennero costruiti e testati, ma difficoltà tecniche e
limitazioni economiche fermarono il progetto. Vennero pertanto prodotti
sottomarini convenzionali.
Le difficoltà di realizzare un motore aria-indipendente principale con tutta
la potenza richiesta fecero scivolare l'idea su un motore similare ma
ausiliare, cioè alternato al principale e usato solo quando la possibilità
di mantenere una quota snorkel non era fattibile; non avrebbe potuto coprire
tutte le necessità di potenza ma sarebbero state sufficienti per basse
velocità a stazionamento.
Dopo aver effettuato diverse prove la scelta è caduta sul motore Stirling
quale motore ausiliario, il quale è stato provato prima sotto test statico e
poi in operazioni subacquee.
Nell'autunno dell'87 il sottomarino Neacken venne messo in bacino e fu
inserita una nuova sezione di 8 mt circa contenete il motore Stirling fra la
sala motori e il comparto elettrico., mostrando eccellenti risultati nei
test in mare dell'89 con un tempo di propulsione dipendente dal motore
Stirling dell'85% del totale. Su queste esperienze il motore ed un nuovo
sottomarino denominato Gotland furono disegnati uno in funzione dell'altro,
all'inizio degli anni ottanta. Nel 1990 il Governo Svedese diede il via
libera al Ministero della Difesa di costruire tre nuovi sommergibili di
questa classe. Il contrattista incaricato della realizzazione dei
sottomarini è stata la Kocksums Submarine Systems AB, che iniziò la
costruzione ed effettuò il primo test in mare relativamente nel luglio 95
per il Gotland, nell'agosto 96 per l'Uppland e il 15 marzo 97 per l'Halland.
Da quei giorni ad ora i tre mezzi sono stati testati in mare per più di 5000
ore mostrando eccezionali doti di versatilità.
Vediamo pertanto che il motore subacqueo continua ad avere una possibilità
di sopravvivenza datagli dai costi ridottissimi se paragonati al nucleare, e
da limiti di sicurezza molto più ampi.
Il futuro ci dirà se a livello armatoriale sarà possibile sfruttare queste
esperienze acquisite.
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
""""""""""""""""""""""""""""""""
Una notizia importantissima per chi si immerge in acque a visibilità
ridottissima o praticamente nulla ( vedi Ravenna specialmente dopo una
stagione piovosa ).
Sta per arrivare un sonar di nuova concezione e di peso e dimensioni ridotte
tale da poter essere montato su una delle due lenti di una maschera
subacquea.
Tale sonar, sviluppato dal Laboratorio di Fisica Applicata dell'Università
di Washington, è stato chiamato LIMIS e produce una immagine di qualità
quasi fotografica ad una velocità di circa 12 frame al secondo.
Trattasi poi di un Close Range Sonar, ovvero di un sonar a limitate capacità
di portata, sponsorizzato dal Dipartimento della Marina, Ufficio Tecnologie
Speciali e gestito dalla Divisione Tecnologie Esplosivi Navali .
Un primo prototipo è stato provato nel luglio 98 ed un prossimo sarà provato
in questo periodo, con portate superiori, tale da poter captare presenze di
oggetti con buona definizione fino a 90 mt di distanza.
I due prototipi sono costruiti praticamente a mano e del costo singolo
orientativo di $ 80 milioni, ma i ricercatori pensano che una forte
richiesta di tipo militare-commerciale farebbe abbassare il prezzo di molto.
Che ne dite ragazzi, se ci prenotiamo tutti forse il costo si dimezza.
Ciao a tutti
Walter

 """"""""""""""""""""""""""""""""
..............

Ciao, credo che non avesse bisogno di compensare gli spazi aerei in quanto,
almeno da quanto ho potuto vedere da una foto, il cane indossava un vero e
proprio casco completamente trasparente, credo che in questa maniera la
pressione non dovrebbe creare problemi.
Ciao Luca ( icq 12123368)

 wrote in message 7f7q3k$6m6$1...@nslave1.tin.it...


 Quindi il cane deve compensare.
Bisognerebbe sapere qualcosa di piu' sull'anatomia dei cani: magari 
hanno delle tube di Eustachio piu' grandi di quelle degli umani e 
quindi la compensazione avviene in modo spontaneo...
Saluti,
	Ernesto Rossi
	Brevetto Fips **
	ICQ #: 30195860
 
http://reds.freeweb.org
-
Per rispondere in email sostituire cancellami con engineer

 wrote in message
bcDPpX2RHiiX-pn2-S8mX85Etceuq@localhost...
