SOMMERGIBILE
SOMMERGIBILE (XXXII, p. 126; App. I, p. 1008; II, 11, p. 862)
Alla fine della seconda guerra mondiale il s. convenzionale sembrò definitivamente battuto dalle nuove apparecchiature e dalle armi impiegate per combatterlo, almeno per quanto riguarda il suo impiego più caratteristico: quello di silurante. Per eludere la ricerca da parte delle navi e degli aerei dotati di radar il s. è costretto a tenere l'immersione il più possibile. Tende perciò a rivalutare le sue qualità di nave subacquea. Cerca cioè di trasformarsi in un vero e proprio sottomarino, indicando con questa parola una nave studiata e costruita unicamente allo scopo di operare sott'acqua.
L'applicazione dello Schnörchel è stata solo un compromesso per ottenere ciò. Il problema fondamentale era quello di trovare un sistema di propulsione da sostituire a quello elettrico, con alimentazione di batterie di accumulatori, i cui limiti di potenza sono stati ormai raggiunti. Nell'immediato dopoguerra tutte le grandi marine delle nazioni vincitrici intensificarono gli studî e gli esperimenti per risolvere questo problema. Si ribatté la vecchia via del motore Diesel a circuito chiuso e si riprese in esame il motore Walter alimentato a perossido di ossigeno. Contemporaneamente agli studî sui motori che dovevano servire alla propulsione, vennero sperimentati scafi idonei a grandi velocità in immersione. Uno degli esperimenti più riusciti di cui si ha notizia è quello del s. convenzionale americano Albacore. Si sono abbandonate completamente le linee tradizionali che davano al sommergibile in superficie delle buone qualità nautiche, avvicinandosi invece a linee che ricordano quelle dei grandi cetacei, per ottenere i massimi vantaggi da una buona penetrazione a scafo completamente immerso.
È a questo punto che un fatto nuovo si è inserito nella storia dell'evoluzione dell'arma subacquea: l'uso dell'energia nucleare per la propulsione navale. Se si pensa che la fissione di un chilogrammo di Uranio 235 produce energia termica in quantità pari a quella prodotta dalla combustione di 4 milioni di litri di nafta, si deve concludere che un'unità navale a propulsione nucleare può avere un'autonomia pressoché illimitata e una velocità condizionata soltanto dal suo apparato motore convenzionale. Ma la nave che avrebbe maggiormente beneficiato dei vantaggi della propulsione nucleare navale era senza dubbio il sommergibile. Il reattore nucleare, fornendo al sommergibile, indipendentemente dal fatto di navigare in superficie o in immersione, tutta la possibile energia richiesta per un tempo praticamente indeterminato, risolveva in maniera definitiva i problemi rimasti insoluti nel sommergibile convenzionale: velocità ed autonomia in immersione. Si poteva ottenere veramente il sottomarino con possibilità di navigare in immersione a forte velocità e per il quale la navigazione in superficie poteva essere considerata un'eccezione.
La Marina degli S. U. A. intravide immediatamente queste possibilità e già nell'aprile del 1948 impostò Presso l'Argonne National Laboratory il suo primo reattore sperimentale per sottomarini. Il 17 gennaio 1955 scendeva in mare la prima unità del mondo a propulsione nucleare: il Nautilus. Questo sottomarino, impostato nel 1952 nei cantieri della Electric Boat di Groton Connecticut, ha un dislocamento di 3180-3319 tonnellate ed è fornito di un reattore ad acqua pressurizzata Westinghouse.
Il funzionamento di un reattore termico per sottomarini (v. fig.) è concettualmente questo: nella parte attiva del reattore (nucleo; ingl. core) il processo di fissione produce una grande quantità di calore. Questo è sottratto da un fluido che agisce anche come refrigerante e che nel caso del reattore termico del Nautilus è acqua mantenuta, a mezzo di pompe, ad un'alta pressione (acqua pressurizzata) perché non giunga al punto di ebollizione. Essa è contenuta in un circuito, chiamato "primario", perfettamente stagno e di materiale tale da impedire la propagazione delle radiazioni che il fluido emana per essere stato a contatto con il materiale fissile. Deve inoltre resistere alle corrosioni. Il calore del fluido primario viene trasferito, per mezzo di uno scambiatore di calore a tubi, ad un circuito secondario in cui circola acqua a bassa pressione. Tale acqua riscaldata si trasforma in vapore in apposito generatore (caldaia). Il vapore secco e saturo alimenta le turbine principali per la propulsione e i macchinarî di bordo; il vapore umido, insieme a quello che ha lavorato nei macchinarî, viene mandato al condensatore che rialimenta il circuito secondario. L'apparato motore non si discosta di molto da un normale impianto a vapore per la propulsione navale.
I particolari tecnici del reattore di questo primo sottomarino atomico sono ancora coperti da segreto militare, come pure la massima profondità raggiunta. Dati frammentarî delle prestazioni si possono però ricavare dalle notizie che sono state date alla stampa su alcune sue crociere di prova. Sembra sicuro che la sua velocità in immersione sia superiore ai 20 nodi. È certo che ha coperto in immersione in una delle sue prime prove la distanza tra Key West (Florida) a New London (Connecticut) alla media di 20 nodi. Resterà famosa nella storia dell'umanità la sua navigazione di circa 3000 miglia sotto i ghiacci della calotta artica.
La sua sorgente di energia (materiale fissionabile) è stata cambiata più per un controllo che per stretta necessità, dopo che il Nautilus aveva percorso 69.138 miglia marine durante 5393 ore di funzionamento; circa 40.000 miglia sono state percorse in immersione. Il Nautilus deve considerarsi, insieme al Seawolf, impostato poco più tardi, il banco di prova di tutte le esperienze nel campo della propulsione nucleare sottomarina.
Nel Seawolf è stato sperimentato con esito poco soddisfacente un reattore raffreddato, invece che ad acqua pressurizzata, a sodio metallico. Dopo poche ore di funzionamento però sono stati rilevati, nei generatori di vapore ed in altri organi dell'apparato motore, corrosioni dovute a raggi gamma generati proprio dal sodio. Lo scopo di questo esperimento era di cercare di ridurre il peso e le dimensioni dei reattori nucleari impiegati nei sottomarini, peso e dimensioni che condizionano il dislocamento minimo di essi.
Il Nautilus ed il Seawolf (3260 t) hanno un dislocamento circa doppio dei sommergibili impiegati nella seconda guerra mondiale.
Contemporaneamente alla soluzione dei problemi inerenti la propulsione nucleare, si sono dovuti risolvere i problemi sorti o che si sono esaltati in conseguenza delle prestazioni del s. atomico. Uno dei problemi che la possibilità del s. atomico di permanere lungamente in immersione ha riproposto è quello della rigenerazione dell'aria ambiente; un problema del tutto nuovo è invece quello della protezione del personale dalle radiazioni nucleari.
Nei sommergibili convenzionali il problema della rigenerazione dell'aria ambiente veniva considerato solo per i casi di emergenza e risolto con l'ausilio di poche bombole di ossigeno. Nel s. atomico il rifornimento di ossigeno è assicurato da un'imponente riserva di questo gas in bombole e da candele chimiche che lo producono in quantità sufficiente, pare, per una sessantina di giorni. La depurazione dell'aria è stata realizzata a mezzo di un bruciatore di CO che viene trasformato in CO2 e di un gorgogliatore per la definitiva eliminazione di quest'ultimo. Un precipitatore elettrostatico assicura inoltre l'eliminazione delle sostanze contaminanti: fumo di sigarette, fumo delle cucine, emanazioni contaminanti dei tessuti, pitture, ecc.
Circa le protezioni del personale dalle radiazioni nucleari, il perfetto schermaggio del locale contenente il reattore e il circuito primario riduce le radiazioni totali ad un livello tale che l'equipaggio del s. atomico assorbe, durante una lunga crociera, le medesime radiazioni che riceverebbe normalmente dai raggi cosmici, dalla naturale radioattività dell'aria, dell'acqua e della terra, dalle radiazioni che vengono emanate dagli apparati per i raggi X, dagli schermi televisivi e dalle sostanze luminescenti. Non per questo nei s. nucleari mancano i sistemi di rilevazione della radioattività. Esistono dei rilevatori della radioattività dell'aria nel locale del reattore e in quelli adiacenti. Rilevatori di raggi gamma sono installati nei diversi locali del sottomarino. Sensibili rilevatori di radioattività sono posti nello scambiatore di calore in modo da dare l'allarme nel caso che una rottura o una perdita di un tubo del circuito primario permetta al fluido di questo, altamente radioattivo, di entrare nel circuito secondario che non è schermato. Esiste inoltre un sistema di indicatori di radioattività dell'acqua con cui ci si assicura che non venga scaricata fuori bordo dell'acqua radioattiva che potrebbe provocare un pericolo di contaminazione nei porti o negli specchi d'acqua circoscritti.
Anche molte apparecchiature convenzionali si sono dovute riprogettare con nuovi limiti di funzionamento dato che nelle unità a propulsione nucleare sono sottoposte a sforzi non richiesti in nessun tipo di nave convenzionale. Basti pensare che un impianto nucleare sperimentale per sottomarini ha funzionato senza fermarsi, alla massima potenza, per 66 giorni.
Nei riguardi dell'impiego bellico, il Nautilus ed il Seawolf, proprio per il loro carattere sperimentale, non sono stati costruiti per particolari compiti bellici. Le prove hanno forse superato le previsioni di studio; essi si sono dimostrati vettori di una tale capacità e flessibilità bellica, che, armati sia con siluri o mine, sia con missili tattici o balistici, possono considerarsi completamente idonei ad espletare un gran numero di compiti anche di quelli sino ad ora affidati ad unità di superficie di vario tipo.
Il programma di costruzione dei s. atomici impostato dalla marina statunitense dà un'idea dell'importanza che questi hanno assunto nella lotta per la conquista del potere marittimo, e della molteplicità dei compiti loro affidati. Esso prevede in un periodo di tempo relativamente breve la costruzione dei seguenti tipi di s. atomici:
a) Sommergibili d'attacco: compito di questi è di attaccare, naturalmente in immersione, bersagli navali con siluri, missili tattici o altri eventuali tipi di armi nuove. Il primo di questa classe è lo Skate, già in servizio. Esso disloca 2370 t standard ed è fornito di un reattore ad acqua pressurizzata Westinghouse. La sua linea è molto simile a quella del Nautilus, con dislocamento però inferiore di circa il 25%. È questo un notevole passo avanti rispetto al Nautihts. È stato realizzato un tipo di reattore ad acqua pressurizzata - dimostratosi largamente il più conveniente ai bisogni della propulsione sottomarina soprattutto per la sicurezza di funzionamento -, di minor peso, che ha permesso una riduzione di dislocamento. Altri sottomarini di questa classe già in servizio sono: il Swordfish, il Sargo ed il Seadragon.
b) Sommergibili picchetto-radar: un solo sottomarino di questo tipo è stato varato: il Triton. L'imponenza delle apparecchiature elettroniche ha obbligato i progettisti ad un dislocamento insolito per una unità subacquea.. Il Triton disloca infatti 5900 t standard ed è la più grande unità subacquea che mai sia stata costruita al mondo. È anche la prima unità a propulsione nucleare fornita di due reattori. I suoi compiti potranno essere svariati. Il principale sembra essere quello di operare in collegamento con una grossa forza navale d'attacco con il compito di fornire ad essa tutte le possibili informazioni radar.
c) Sommergibili caccia-sommergibili: il compito di caccia-sommergibili era sino ad ora affidato esclusivamente a navi di superficie. Il sottomarino atomico, veloce e silenzioso, è parso subito un mezzo perfettamente idoneo per tale compito. Una caratteristica particolare dei s. antisommergibili è la manovrabilità e quindi si deve tendere ad un modesto tonnellaggio. Si è detto precedentemente che il dislocamento dei s. atomici è condizionato al peso ed all'ingombro del reattore. Per i s. caccia-sommergibili in programma sono stati studiati e sono già in fase di costruzione i più piccoli reattori per la propulsione navale (v. anche antisommergibile, difesa, in questa Appendice).
d) Sommergibili armati con missili guidati e missili balistici: il s., ed in particolare il s. atomico, presenta due caratteristiche essenziali per servire come ottima piattaforma di lancio per missili: la mobilità e le possibilità di un perfetto occultamento. I primi esperimenti sono stati fatti dalla Marina americana con due s. convenzionali, il Tunny e il Barbero, armati con missili guidati del tipo Regulus. Sebbene il Regulus debba essere lanciato stando in superficie, tale combinazione, sommergibile-missile, si è dimostrata buona e sarebbe divenuta ottima se si fossero sostituiti ai missili tipo Regulus missili che hanno la possibilità di essere lanciati stando in immersione e se si fosse sostituito al sommergibile convenzionale un sommergibile atomico. Il primo sommergibile atomico in servizio armato con missili è l'Halibut, da 2900 t. Sono state programmate per il 1961 tre unità subacquee armate con missili balistici del tipo Polaris che possono essere lanciati dal sottomarino in immersione. I compiti di questi sottomarini sono, generalmente, di carattere strategico.
e) Sommergibili da attacco veloce: la più fantastica unità che mai abbia solcato il mare è senza dubbio il prototipo di questa classe di sottomarini atomici, lo Skipjack, che pare abbia raggiunto la velocità di 50-60 nodi in immersione.
Il progetto della sua carena è stato ricavato da quello del s. sperimentale Albacore che, come già detto, si distacca completamente dalle usuali linee dei s. convenzionali. Qualunque sporgenza è stata eliminata al di fuori della torretta che assomiglia a una pinna dorsale di uno squalo. È scomparso il piano di coperta; si cammina, quando il sottomarino è in porto, sul dorso arrotondato dello scafo resistente. Lo Skipjack, a differenza dei precedenti sottomarini atomici, è ad una sola elica. I suoi timoni orizzontali sono sistemati a poppa e sulla pinna dorsale. Data la sua alta velocità viene guidato, a somiglianza di un aereo, per mezzo di una cloche manovrata da un pilota e da un copilota. Il suo dislocamento è di circa 2850 t standard ed è dotato di un reattore S5W Westinghouse ad acqua pressurizzata al confronto del quale il reattore del Nautilus pare debba considerarsi sorpassato. In particolare è stato notevolmente semplificato il sistema nucleo-circuito di raffreddamento-scambiatore di calore.
Si può immaginare che molti altri compiti possono essere affidati ai s. atomici. Allo stato attuale delle apparecchiature di scoperta subacquea e delle armi antisommergibili, esso appare un portatore di armi e di apparecchiature quasi invulnerabile. Naturalmente il suo attuale predominio andrà affievolendosi con l'aumentare dell'efficacia delle esistenti apparecchiature e armi di difesa e con la scoperta di nuove.
Tutte le grandi marine tendono a costruire s. atomici, ma dovrà ancora passare del tempo prima che la trasformazione delle flotte subacquee da convenzionali in atomiche sia completata. Tutte le marine posseggono ancora centinaia di s. convenzionali che seppure non più idonei ad espletare, con accettabile rischio, compiti di attacco contro bersagli navali scortati, possono venire impiegati con successo in altri compiti. Tra questi si possono enumerare: a) basi mobili per missili di media e piccola portata; l'eccentricità delle zone di dislocazione diluirà il pericolo di scoperta; b) compiti di scoperta, se non di attacco, di altri sommergibili o sottomarini atomici. Anche la sola informazione del passaggio di sommergibili o sottomarini nemici può essere preziosa; c) basi di scoperta radar lontana; per fare un esempio può essere necessario completare sul mare una catena di scoperta radar; d) basi meteorologiche; è tuttavia chiaro che i vantaggi della propulsione nucleare sono così evidenti che solo le difficoltà tecniche e l'alto costo impediscono una più rapida trasformazione. Vedi tav. t. f.
Bibl.: Nucleonics, VII, 7 luglio 1957); U. S. Navy, Nuclear propulsion plant of the USS Nautilus, Washington 1958.