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.
Apparato Motore di Propulsione in Immersione
Paragrafo 3 °
APPARECCHI DI SEGNALAZIONE E CONTROLLO.
Installati a bordo esistono degli apparecchi di segnalazione e controllo ai quali brevemente si accennerà. I contagiri Molinari che sono simili a quelli sistemati sulle navi, servono per indicare il numero di giri al minuto primo di ciascun asse delle motrici. Essi sono sistemati in camera motori termici, vicino ai quadri di manovra dei motori elettrici e in camera di comando per in controllo del comandante. Le indicazioni dell’apparecchio non sono continue, per cui il numero di giri segnalato non è il valore istantaneo, ma quello medio riferito ad un intervallo di 10 secondi. Il trasmettitore è composto di un orologio regolatore e di un apparecchio di contatto collegato all'asse di cui si vuol indicare il numero
di giri. I telegrafi di macchina ed i trasmettitori di ordini adoperati per i tubi di lancio sono del sistema a trasmissione univoca a distanza, tipo R.Marina a corrente alternata. I trasmettitori ed i ricevitori sono uguali dal punto di vista elettrico. Essi constano di un sistema induttore formato da da due avvolgimenti di eccitazione portati d,a due espansioni polari, diametralmente opposti. Il rotore è invece costituito da un avvolgimento trifase a triangolo, i cui vertici fanno capo a tre anelli collettori, posti sull'asse di rotazione del rotore stesso. Il funzionamento dell'apparecchio si basa sul fenomeno dell'induzione elettromagnetica.Se i due rotori del trasmettitore e ricevitore sono ruotati dello stesso angolo si ha uguaglianza delle forze elettromotrici indotte negli avvolgimenti, altrimenti si genera una corrente, che reagendo con il campo induttore, genera una coppia che sposta il rotore del ricevitore.Questi apparecchi presentano notevoli vantaggi come quello di non essere influenzati dalle variazioni della tensione di bordo, perchè quando i rotori sono in equilibrio non sono percorsi da corrente e possono rimanere in funzione senza pericoli di riscaldamenti. Essi richiamano l'attenzione del personale con spostamenti di indici su quadranti, e con cicalini e suonerie, ed inoltre ripetono sul trasmettitore l'esecuzione dell’ordine mediante un controindice. I telegrafi, posti in plancia,sono sistemati in casse stagne e resistenti a 100 metri.
BATTERIE ACCUMULATORI PER SOMMERGIBILI.
I criteri costruttivi, sui quali si basa la costruzione degli accumulatori al piombo destinanti alla propulsione dei sommergibili, sono quelli di ottenere una elevata capacità specifica, ed una grande durata e sicurezza di funzionamento. Per il primo criterio deve essere molto grande il rapporto tra la capacità di scarica misurata in ampere e il peso o volume; per il secondo la durata deve essere la più lunga possibile, in maniera, da conservare alla batteria la sua completa efficienza e ridurre conseguentemente il periodo di immobilizzazione delle unità, per il cambio o la riparazione di essa. Naturalmente questi due criteri sono per realizzazione uno all'opposto dell’altro e più si aumenta la capacità specifica, più diminuisce la durata e viceversa. Le piastre positive sono di solito della nota formazione PLANTE’, cioè di ossido di piombo, mentre le piastre negative sono del tipo FAURE,cioè pasta di piombo spugnoso contenuta in telai di piombo antimonioso ; l'elettrolito è formato da una soluzione di acido solforico in acqua distillata, con un peso specifico di 1,25 ÷ 1,26. Il tutto è contenuto in una cassetta impermeabile, resistente, composta di materiale isolante come l'ebanite. L'applicazione di questi accumulatori sui sommergibili presenta notevoli inconvenienti tra i quali :
Il peso eccessivo per Kw/Ora al regime di scarica di 1 ora (circa80 ÷ 90 kg ) che scende a circa 35÷40 kg per scarica al regime di 20 ore.
Durante la carica si sviluppano gas tossici e più pericolosa ancora,la miscela esplosiva di idrogeno e ossigeno. L'acido solforico è un potente corrosivo, che attacca i metalli e quindi in caso di rovesciamento di esso sulle lamiere dello scafo, le corrode profondamente. Per evitare questo si cerca di coprire le lamiere con pitture antiacide. In contatto con acqua di mare sviluppa gas velenosi come il cloro. Nonostante questi inconvenienti, l'accumulatore a piombo è preferito agli altri per la propulsione dei sommergibili. Difatti paragoniamolo ad un altro tipo per esempio: a ferro nichel. L'accumulatore a ferro nichel, ha le piastre positive formate da tubi di acciaio perforati contenenti ossido di nichelio e le piastre negative formate da cassette parallelepipede di acciaio perforato contenente ossido di ferro. L’elettrolito è una soluzione liquida di potassa caustica. Il tutto è contenuto in una cassetta di acciaio, contenuta a sua volta in una di legno per l'isolamento. Il peso Kw/Ora di questo elemento al più basso regime di scarica è superiore a quello dell’accumulatore a piombo. La tensione elementare varia da volta 1,45 all'inizio scarica, a volta 1 a fine scarica, mentre per quello a piombo le tensioni sono rispettivamente di 2,2 e di 1,78 volta. Il che vuol dire che per raggiungere per esempio una tensione di 240 volta ci vogliono molto più elementi a ferro-nichel e quindi aumento di peso e di ingombro. Inoltre questo tipo di accumulatore è più costoso di quello a piombo. Esso però è più solido, e sopporta bene i regimi di carica e scarica forte, ma sviluppa anch'esso gas esplosivi della miscela idrogeno-ossigeno. Esperimenti di questo accumulatore fatti nella marina americana hanno dato pessimo risultato per i sommergibili. Invece per le navi essi sono ottimi e sono molto adoperati. Gli accumulatori a piombo usati nelle varie marine sono venuti sempre più perfezionandosi ed aumentando di peso, finchè si sono pressochè stabilizzati sui 500÷750 kg. in Italia ed in qualche altra nazione. Alcune marine preferiscono forti velocità in immersione e grande autonomia, ma ciò comporta notevole aumento di peso, oltre il 15% del dislocamento, che però va a vantaggio della stabilità, essendo le batterie sistemate sotto il centro di gravità. Gli accumulatori a causa del rollio e del beccheggio e delle forti inclinazioni longitudinali in immersione debbono avere i coperchi perfettamente stagni lungo il loro perimetro per evitare la fuoruscita dell’elettrolito. Gli accumulatori devono essere costruiti in maniera da resistere a forti regimi di scarica senza deteriorarsi e si è già accennato come essi possono essere sottoposti a scariche fortissime al regime di un'ora e ricaricati ad intensità notevoli in circa 6÷7 ore. In Italia, per merito di alcune case tra le quali la Società Generale Italiana Accumulatori Elettrici, la Hensemberger, la Marelli, si costruiscono accumulatori per sommergibili, studiati nei più minuti particolari e realizzati in maniera tale da avere durata e capacità specifica molto elevate. Inoltr essi sono quasi tutti unificati, come capacità,peso ed ingombro, la qualcosa permette l'intercambiabilità delle batterie o la sostituzione di elementi di essi, in maniera da immobilizzare le unità il minor tempo possibileTEORIA DELL'ACCUMULATORE A PIOMBO.
Spetta al PLANTE’ il merito di aver scoperto l'accumulatore a piombo e le reazioni fisico-chimiche che in esso avvengono. Tra gli elettrodi, di piombo spugnoso (negativo) e di ossido di piombo (positivo), immersi in una soluzione di acido solforico diluito al passaggio della corrente eletrica si verificano i seguenti fenomeni chimici e cioè
reazione che con la freccia verso destra indica la scarica e con la frecciaverso sinistra indica la carica. Durante la scarica si trasforma acido solforico e si produce acqua distillata quindi la densità diminuisce gradatamente. Durante la carica invece si trasforma acqua e si produce acido solforico, cioè l'immissione di corrente ha per conseguenza un aumento di concentrazione.
La forza elettromotrice che si sviluppa durante le reazioni arriva fino a volta 2,65 ÷ 2,75 a fine carica ed a volta 1,7 a fine scarica varia con il variare della densità e della temperatura.
CAPACITÀ.
Capacità è la quantità di elettricità espressa in ampere-ore, che un accumulatore, funzionando secondo le norme prescritte, può erogare.Se la scarica dura “H” ore e l'intensità di scarica è “I”, l'accumulatore possiede una capacità di Ampere “IxH”. La intensità di scarica è in relazione al tipo di accumulatore. La scarica si deve interrompere quando la tensione ai morsetti è diminuita del 10 % circa del valore iniziale. Con le densità normali l'accumulatore ha una tensione di inizio scarica di 2 volta ed essa deve arrestarsi quando la tensione ai morsetti raggiunge il valore di volta 1,78. Il valore della capacità è tanto più alto quanto maggiore sostanza si trova nell'accumulatore, perchè essa con la reazione fa aumentare l'energia elettrica. La reazione avviene solo per la materia attiva in contatto con l'acido, e perciò le piastre devono essere molto estese e sottili, perchè la penetrazione delle linee di corrente è dell'ordine di frazioni di millimetro. Per aumentare la capacità,bisogna aumentare la superficie delle piastre, ed è uso corrente di metterne insieme un certo numero collegate tra loro da connessioni di piombo. Le piastre negative superano di una unità quelle positive. Non si mettono le positive esternamente perchè lavorando su una sola faccia tenderebbero ad incurvarsi. Una scarica regolare non deve essere mai inferiore alle tre ore. I dati seguenti valgono per,un accumulatore del tipo TUDOR
S.G.I.A.E. a piastre piane:
La capacità cresce col crescere della densità dell'acido. Ciò è vero per date concentrazioni di acido. Difatti la conducibilità dell'acido solforico è ottima per una concentrazione di 1,25 e le linee di corrente penetrano nella materia attiva facendole lavorare di più. La capacità aumenta anche con la temperatura e per riferimento si considera l'aumento di capacità oltre i 20° C. Sopra o sotto di tale temperatura si usa apportare la variazione data dalla formula :
Tale formula di correzione della capacità vale solo per accumulatori a piastre piane. Cto è la capacità ad un determinato regime e alla temperatura C20 è la capacità indicata per lo stesso regime ed alla temperatura di 20°. Alfa è un coefficiente che varia col variare del regime di scarica e precisamente :
0,008 per la scarica al regime di 1 ora
0,006 -“- -“- 3 e 5 ore
0,004 -“- -“- 10 e 20 ore
