Libro, edito nel 1943 dalla Regia Accademia Navale, dai contenuti molto tecnici e quindi destinato ad una utenza qualificata, come erano appunto gli allievi ufficiali della Regia Marina.
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Il Comando di Grupsom Ringrazia il C.te Millelire per aver messo a disposizione questo prezioso Manuale.
Nomenclatura del Sommergibile - Emersione ed Immersione
Paragrafo 6 °
EMERSIONE
Dalla posizione di immersione se si vuole far tornare il sommergibile alla superfìcie, si chiudono gli sfoghi d’aria e si immette aria nelle casse di acqua di zavorra. Questa premendo sull'acqua la spinge
fuori dagli allagamenti e dà al sommergibile la spinta positiva necessaria per riportarlo alla superfìcie. Questa manovra può eseguirsi immettendo nelle casse aria ad alta pressione attraverso le apposite valvole. L'aria ad alta pressione però, richiede tempo e notevole consumo di energia per riprodurla a bordo a mezzo di compressori, e perciò è adoprata il meno possibile e solamente in casi di emergenza. Per la maggior parte dei casi, si procede in questo modo : si esaurisce la cassa emersione ad aria alta pressione e si mette il sommergibile nella posizione di affioramento in maniera da aprire il portello della torretta,creando una via di entrata d'aria nell'interno. Si aprono le opportune valvole di mandata aria bassa pressione, si mettono in moto i rotocompressori o i turbosoffianti che aspirando l'aria dal portello aperto la mandano con la dovuta
sovrapressione nelle casse, espellendone cosi l'acqua attraverso gli allagamenti. Questa operazione dura all'incirca 8--10 minuti, mentre che adoperando l'aria ad alta pressione occorre un tempo molto più breve per ottenere l'esaurimento completo. Una volta in affioramento, l'acqua dalle casse può essere esaurita anche con le pompe tenendo chiuso l'allagamento ed aperto lo sfogo d'aria. L'esaurimento con le pompe di limitata portata oraria, a secondo la classe dei sommergibili, richiede un tempo molto lungo. Generalmente si adopera sempre, il sistema a bassa pressione: l'impiego delle pompe in caso di avaria di esso, è una eventualità poco probabile. Finito l'esaurimento si richiudono gli allagamenti ed il sommergibile è pronto per la navigazione in superficie.
VALVOLE DI ALLAGAMENTO
Si è già accennato che per allagare le casse di acqua di zavorra queste debbono avere due aperture chiuse da valvole, tutte e due comandate dall'interno del sommergibile, il passaggio a scafo resistente delle trasmissioni di manovra è reso stagno da un premi trecce. La valvola inferiore prende il nome di allagamento e quella superiore di sfogo d'aria. Le valvole di allagamento sono generalmente a sezione rettangolare quelle grandi, ed a sezione rotonda le piccole. La loro luce è calcolata in modo da permettere il rapido allagamento delle casse. Generalmente le valvole di allagamento delle casse allagabili non
resistenti a sezione rettangolare, si aprono dall'esterno verso l’interno mentre quelle delle casse allagabili resistenti si aprono dall'interno verso l'esterno. Sono costruite in acciaio fuso. La tenuta è ottenuta con interposizione di una gomma.
La sezione della valvola si calcola in base al tempo richiesto per l'allagamento ed alla forma del compartimento.
Per la ricerca di hm è necessario conoscere oltre alle scale di solidità del sommergibile anche la scala di solidità di ogni singolo compartimento. Con queste due curve è possibile determinare dei valori istantanei ha qualunque di dislivello, misurati dalla distanza fra il grado (delta Q) di riempimento del compartimento e l’accrescimento del dislocamento del sommergibile e quindi sostituirli nella sopraddetta formula. I valori del coefficiente µ per valvole di efflusso rettangolari ( = 0,65) e per valvole di efflusso circolari (= 0,57) sono stati ricavati eseguendo numerose prove. Le formule sopra indicate, danno valori esatti nel caso di compartimenti in libera comunicazione con l'atmosfera. Siccome però i trombini e le valvole di sfogo aria offrono una certa resistenza si adotterà un coefficiente di riduzione di 0,9. In queste condizioni la formula
per il calcolo della sezione diventa:
Nella marina francese per calcolare la sezione dell'allagamento si riferiscono invece alla formula:
dove Vm è metà della velocità media teorica iniziale.
SFOGHI D'ARIA
Le valvole di sfogo d'aria, si cerca di metterle più alte che sia possibile per evitare che durante la fase di immersione esse possono essere coperte dall’acqua, e generare così contropressione che ritarderebbe il riempimento delle casse. Sulle casse è attaccato un tubo la cui sezione, che è poi quella della valvola di sfogo d'aria, è circa 1/10° - 1/15° della sezione della valvola di allagamento.Questi valori sono stati determinati dall'esperienza pratica, tenendo presente le resistenze incontrate lungo la tubazione e le valvole e i vortici dovuti ai vari gomiti di dette tubolature, I tubi attaccati sulla parte più alta della cassa, vanno a finire quasi tutti nella struttura della falsa torre, in modo tale che quando l'acqua li ricopre le casse sono già piene. Il sistema usato per gli sfoghi d'aria oggi si è generalizzato, e ogni cassa ha il suo tubo e valvola di sfogo d'aria manovrato singolarmente. Prima invece si era creduto opportuno per facilitare le manovre, specialmente sui sommergibili grandi, di centralizzare gli sfoghi d'aria. Si era così creato un unico collettore sul quale sfogavano tutte le casse, manovrato con una sola valvola. All'istante della immersione bastava aprire detta valvola per permettere il riempimento di tutte le casse. Esse però, avevano sul loro tubo di sfogo d'aria la valvola di intercettazione, che veniva aperta in precedenza, lasciando cosi la pos-
sibilità di manovrare un unico sfogo d'aria per eseguire l'immersione. Questo sistema benchè rapido e facilmente controllabile non ha dato buoni risultati. Infatti l’aria delle casse esterne incontra più difficoltà attraverso le tubolature a raggiungere detta valvola centrale, e quindi si verificava un imperfetto allagamento delle casse, che, portava molte volte a squilibri longitudinali e trasversali e ad un peggioramento delle condizioni di stabilità. I tedeschi con l ‘ U-81 tentarono di rimediare frazionando il collettore unico in tre, di prora, di poppa e del centro, manovrati ciascuno con una propria valvola di intercettazione. Oggi però la concezione è diversa e tutte le casse hanno il loro tubo e la loro valvola di sfogo di aria. Per quelle casse che come sui tipi « Cavallini » hanno i doppi fondi Divisi destra e sinistra, le valvole di sfogo d’aria sono abbinate e con un'unica manovra è possibile ottenere la contemporanea apertura e
chiusura. Ciò è stato fatto per impedire riempimenti non simultanei,che provocherebbero sbandamenti sul sommergibile durante la fase di immersione, e quindi più pericolosi perchè la stabilità è ridotta. In ogni cassa esiste una valvola di intercettazione che si apre in precedenza e che permette eventuali correzioni degli sbandamenti e offre la possibilità di sfogare separatamente i doppi fondi di dritta o di sinistra.
ARIA ALTA PRESSIONE
L'aria alta pressione necessaria per l'esaurimento delle casse dell'acqua di zavorra e per altri servizi quali : avviamento motori termici, lancio dei siluri, aria ambienti, servizi ausiliari a pressione ridotta, e contenuta in bombole alla pressione di 200 Kg/cm². Le bombole sono costruite in acciaio speciale al nichel ottenuto nei forni elettrici e provate idraulicamente con olio ad una pressione di. 380 Kg/cm². Esse prima della pressatura sono sottoposte ad un trattamento speciale (riscaldamento, lavaggio interno con olio di lino cotto e parkerizzazione) allo scopo di impedire formazioni dì ossido. Vi sono due tipi di bombole : bombole munite di un attacco ad ogni estremità e bombole munite di un attacco ad una sola estremità. Nel primo
caso l'estremità inferiore di ogni bombola disposta verticalmente è collegata con un collettore di spurgo. Nel secondo caso le bombole sono sistemate a bordo sempre pressochè verticalmente con l'attacco in basso in modo da evitare ogni deposito di acqua e sono sostenute nella parte alta da collari fissati alle ordinate e inferiormente da seggiolini che fanno da base. Le bombole hanno diversa capacita che può variare da 55 litri fino a 140. Il loro peso varia da 115 Kg. fino a 181. La rete per l’aria compressa è fatta con tubi di rame resistenti con un diametro interno variabile da 20 m/m fino a 8 m/m. Quelli di diametro più grosso, portano l'aria dalle bombole alle tastiere di servizio mentre,quelli di diametro più piccolo portano l'aria dalle tastiere alle casse. Le sezioni dei tubi sono studiate ed esaurientemente sperimentate in pratica, in modo che mandando aria in pieno nelle casse il valore della sovrappressione che esse creano non sia superiore ai 4 -- 5 m. ,valore largamente sufficiente per scacciare l'acqua attraverso le valvole di allagamento a qualunque profondità. L'orifizio del tubo che adduce l'aria nella cassa è posto sempre nella parte più alta di esse.
La perdita di carico che si verifica nelle condotte d'aria è molto forte e dagli esperimenti fatti risulta che essa arriva fino al 90 % per tubi di 8 m/m di diametro. Il tempo che impiega una cassa allagabile a vuotarsi sotto l’azione dell'aria, è pressappoco uguale a quello impiegato per il riempimento. È necessario ottenere ciò, specialmente nelle manovre di emergenza in modo da far riacquistare al smg tutta la spinta positiva nel minor tempo possibile. Circa la provvista di aria di cui dispone il sommergibile, essa è in relazione al dislocamento, e quindi alla quantità di acqua di zavorra da espellere. In generale la dotazione può variare da 8.000—20.000 litri alla pressione di 200 Kg/cm³. Le bombole contenenti l'aria alta pressione sono riunite in gruppi che possono variare da 4 a 6 a secondo i tipi di sommergibili. Ogni gruppo è diviso in un certo numero di sottogruppi variabili da 2 a 6, ognuno intercettato da una valvola, che fanno capo ad un'unica tastiera. Questa porta anche una valvola per lo spurgo degli eventuali depositi di acqua nelle bombole. Questo raggruppamento è studiato in modo che allorquando per una ragione qualsiasi si manifesta una perdita (perdita di un raccordo, lesione di un tubo o di una bombola) è possibile intercettare il solo sottogruppo della bombola incriminata, perdendo solo l'aria contenuta in esso e non tutta la provvista del gruppo. Dalle varie tastiere dei sottogruppi, ubicate nei vari locali dove sono disposte le bombole, parte un tubo che va a collegarsi ad una tastiera principale in camera di manovra, dove manovrando le opportune valvole è possibile disporre dell'intera provvista d'aria di bordo. A questa tastiera mediante altri tubi sono allacciate le tastiere di mandata aria
alle casse. Esistono altre due tastiere sistemate una in camera di lancio avanti e l'altra in camera lancio addietro allacciate tra di loro con un tubo collettore e collegate alla tastiera della camera di manovra, e servono per poter esaurire alcune o tutte le casse allagabili lanciando aria da prora o da poppa.Ciò in caso di avaria, o nell'impossibilità di poter adoperare le ta- stiere della camera di comando. Ogni cassa ha la sua valvola di mandata aria e, se come succede qualche volta due casse hanno un'unica mandata, esse sono però provviste di due valvole di intercettazione, che occorre aprire in precedenza prima dell’immersione. Dalla rete principale di distribuzione sono derivati gli altri servizi ausiliari
accennati .
ARIA BASSA PRESSIONE
L’aria bassa pressione è prodotta da uno o due turbo soffianti, oppure motocompressori, trascinanti da un motore elettrico.Essi comprimono l’aria a Kg 1,7 e la spingono nelle casse allagabili, creando quella sovrappressione sufficiente per l’espulsione dell'acqua attraverso le valvole di allagamento. Per poter produrre questa aria è necessario avere un portello aperto, quello della torretta, perche occorre aspirare dall'atmosfera. Perciò questo sistema non è adoperabile in immersione
ma solamente con il sommergibile in affioramento. Il poter eseguire con tutta sicurezza e quante volte si voglia l'operazione di esaurimento delle casse, senza consumare l’aria alta pressione aumenta notevolmente il potere offensivo del sommergibile, il quale può così eseguire numerose immersioni. Il sistema adoperato è il seguente: i rotocompressori o i turbosoffianti che generalmente sono in numero di due, aspirano aria dal locale attraverso la valvola A. e la comprimono fino a Kg. 1,7 mandandola nei tronchi di tubo a) che li allacciano al collettore d’aria, interno od esterno allo scafo resistente. Dal collettore si dipartono altri tubi che portano l'aria alle casse. I tubi hanno tutti un'intercettazione posta sul cielo di esse e manovrabile dall'interno dello scafo. Vi sono poi le valvole che possono escludere o l'uno o l'altro dei rotocompressori o turbosoffianti ed infine una valvola semiautomatica di non ritorno,per proteggere il roto, il turbosoffiante contro eventuali allagamenti della
tubolatura. Un polmone d'aria costituito da una cassetta, porta uno spurgo per le eventuali condensazioni o infiltrazioni di acqua di mare. Molte volte durante l'esaurimento a bassa pressione, per i sommergibili che hanno le casse allagabili laterali, come nei tipi «Cavallini», può verificarsi il caso che una cassa di SN per esempio, si vuoti, più rapidamente di un'altra di DR, provocando uno sbandamento sulla dritta. Se non si interviene prontamente, lo sbandamento aumenta perchè essendo diminuito il dislivello sulla cassa di sinistra, tra il pelo libero dell'acqua interna e quella del mare, l'aria in pressione cerca la via di minor resistenza e affluisce maggiormente in detto compartimento peggiorando lo sbandamento.
Per evitare questo bisogna immediatamente intercettare l’aria alla cassa di sinistra e riaprirla con sommergibile dritto.
ESAURIMENTO CON LE POMPE
L'esaurimento con le pompe per alcune casse resistenti munite anche di sfogo d'aria interno (emersione, rapida ed altre a seconda i tipi di sommergibili) può essere effettuato anche in immersione. Generalmente però le pompe si adoperano solo in emersione per l'esaurimento, e quando mancano altri mezzi. Questa manovra di esaurimento viene poco usata, perchè le pompe hanno una portata piccola circa 60 Tn./ora e quindi richiede molto tempo. Vero è che man mano che si esaurisce una cassa,e si ha l'accortezza di lasciare gli allagamenti e gli sfoghi d'aria aperti il sommergibile venendo sempre più a galla contribuisce automaticamente al vuotamento delle altre casse, ma per quanto la manovra con ciò sia facilitata si preferisce adottare sempre uno dei sistemi precedentemente esposti. II sommergibile a seconda i tipi possiede dalle tre alle quattro pompe per l'esaurimento, di cui una o due centrali disimpegnano anche le manovre di assetto.
Esse hanno una prevalenza fino a 150 metri. Schematizzando molto il sistema è così fatto: le pompe sono sistemate una a prora, una a poppa, una o due al centro. Un collettore detto di esaurimento e sentina corre da prora a poppa del sommergibile generalmente sul lato dritto. È diviso in tre tronchi da due valvole di intercettazione che permettono quindi alle tre pompe di funzionare anche simultaneamente aspirando dai tre tronchi suddetti e mandando a mare. Da questo col- lettore principale partono diversi tubi che vanno ad aspirare dalle sentine di tutti i locali interni, con le relative valvole di intercettazione. Esistono filtri sulle tubolature per impedire che corpi estranei possano deteriorare gli organi delle pompe, valvole di sicurezza per le tubolature e spurghi per l'aria che si dovesse raccogliere in qualche gomito. Il collettore di esaurimento e sentina dev'essere sempre pieno e va controllato ogni tanto, in modo che le pompe siano sempre pronte al funzionamento, altrimenti occorrerebbe un lungo tempo per l'innesco delle medesime, il che alcune volte non è tollerabile data l'urgenza del caso. La sezione dei tubi è proporzionata alla portata delle pompe e sulle mandate a mare sono sistemati dei contatori per tener esatto conto dell'acqua espulsa fuori bordo. Oltre a questo sistema vi sono anche delle pompe a mano di piccola portata per le sentine ed alcune con prevalenza di 100 metri. Qualcuna di queste pompe può anche essere raccordata su una o due casse allagabili resistenti, in modo da servire come mezzo di fortuna in caso che il sommergibile avesse tutte e tre i sistemi di esaurimento in avaria, cosa del resto molto improbabile.
