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Leutnant
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Nota Nuevo artículo
Hace poco miraba post antiguos que en su momento consideré que al ser cortos por su tamaño no merecían ser un artículo, sin embargo mirándolos nuevamente he pensado que su contenido puede ser interesante, como los post se olvidan y los artículos permanecen mas los he revisado y he unido tres de ellos para hacer un artículo.

Los tres son de tema náutico, dos de ellos relacionados con los sumergibles y otro con buques de superficie, espero que su revisión y nueva publicación pueda interesar.




Distancias de tiro naval


En muchas ocasiones he leído pequeñas controversias cuando se habla de comparaciones entre acorazados y uno de los puntos que destaca en las mismas es el alcance de la artillería habitualmente se comenta que un acorazado por tener un mayor alcance de artillería tiene ventaja sobre su oponente y se barajan cifras de más de 35 - 40 km., he llegado a leer comentarios de que un acorazado tenía ventaja sobre otro porque su artillería tenía un alcance de 41 km frente a otro que solo tenía 38 km. todos estos alcances son teóricos. Pero cuando hablamos de tiro a estas distancias hay que tener muy en cuenta la dispersión, tener mucho alcance pero con mucha dispersión poco aporta, en general los proyectiles pesados mantienen mejor su trayectoria que los más ligeros y tienen mayor precisión, pero las características del proyectil como forma aerodinámica, reparto de masas y el rayado del cañón también tiene mucha influencia, sin olvidar la homogeneidad de las cargas de proyección, punto este en que parece que las maestranzas de la Regia Marina fallaban mucho lo que provocaba una elevada dispersión de sus proyectiles. Pero la pregunta es ¿de verdad un gran alcance esto es tan importante?.

Se acostumbra a dar como el impacto a mayor distancia el obtenido por el HMS Warspite sobre el RMI Giulio Cesare a una distancia aproximada de unos 24.000 m. en el combate de Punta Stilo, así que en principio hablar de impactos a mayores distancias es una cosa bastante arriesgada y aparentemente solo sería algún tiro esporádico y afortunado. Hay algunas fuentes que dan como impacto más lejano uno logrado por los acorazados alemanes Sharnhorst y Gneisenau cuando hundieron el portaaviones británico HMS Glorius, en todo caso las distancias de impacto son similares y no cambia las conclusiones del artículo.


DISTANCIAS DE TIRO

Tras esta introducción voy a entrar sobre el tema que quiero tratar, las posibilidades de hacer puntería a grandes distancias en combates entre navíos, para ello lo primero que se tiene que hacer es la localización del navío enemigo, calcular su distancia, rumbo y velocidad aproximada, inicialmente partimos de que solo se usan telémetros ópticos. Es indudable que para que se pueda hacer un buen cálculo de distancias se necesita una buena visibilidad, pero aun suponiendo que esta sea buena también se tiene que tener en cuenta que el buque enemigo sea visible y no esté escondido tras el horizonte, y este el problema que vamos a tratar, ¿a qué distancia está el horizonte?.

Al ser la tierra redonda la distancia al horizonte depende de la altura a que esté el observador y en este caso que nos ocupa se puede establecer que esta altura será la del telémetro principal que es el más elevado del buque, a tal efecto he estado mirando en diversos dibujos a escala la altura aproximada de las lentes de los citados telémetros sobre el nivel del mar, que en este caso coincidirá con la de la línea de flotación, aquí pueden haber pequeñas variaciones pues sabemos que la línea de flotación varía con la carga pero a efectos prácticos de este pequeño estudio que es muy elemental vamos a tomar la de máxima carga, tras mirar los dibujos a escala de varios acorazados he visto que esta altura oscila alrededor de los 32-37 m, en buques más pequeños esta es menor por ejemplo en el Graf Spee es de solo unos 27 m. y en los cruceros de poco mas de 20 m. Los cálculos los he hecho con dos acorazados significativos el Yamato y el Bismarck, el primero según lo que he podido establecer tiene las lentes del telémetro principal a unos 37 m. sobre el nivel de la mar aproximadamente, mientras que en el Bismark esta es de 34 m.

Para calcular la distancia al horizonte aplicaremos un sencillo problema de trigonometría, la explicación del mismo se puede ver en este dibujo del amigo José Antonio Mediavilla que me permito reproducir con su autorización:

Imagen


Voy a eliminar el proceso de desarrollo para llegar a la formula ya que se limita a aplicar el teorema de Pitágoras. Si denominamos R al radio de la tierra y h la altura de visión del observador la que obtenemos la formula de la distancia es:

D = V 2 R x V h (*)



Como el radio de la tierra es variable al ser esta una esfera achatada por los polos este varía desde un mínimo de 6.357 km en los polos a un máximo de 6.378 km en el ecuador vamos a usar un radio medio de 6.371 km que es el usado en las mediciones astronómicas, si aplicamos este valor del radio la fórmula queda reducida a:

D = 112.88 x V h



Como el radio de la tierra lo hemos puesto en kilómetros la altura del observador tiene que ser en la misma magnitud y así el resultado también será en kilómetros.

Tras aplicar la fórmula indicada y considerando que no hay problemas de reflexión de la luz lo que obligaría a hacer correcciones obtenemos que la distancia al horizonte desde el telémetro del Yamato es de 21'71 km y en el Bismarck de 20'81 km.

A esta distancia veríamos el buque enemigo completo y su línea de flotación debería coincidir con la del horizonte, a medida que se va alejando va quedando escondido paulatinamente detrás del horizonte.

Sin embargo aunque el buque enemigo este detrás del horizonte aún son visibles sus partes más elevadas lo que podría servir para el cálculo de tiro, vamos a considerar que todo el casco del buque queda escondido en el horizonte y solo vemos los elementos situados encima de la cubierta, o sea torres de artillería, puente de mando, chimenea es decir todas las superestructuras, para que ello sea posible y que la línea de cubierta coincida para el observador con la del horizonte la distancia del buque a este será la misma a la que tendría el horizonte un observado con sus ojos a nivel de la mencionada cubierta, por lo que he visto la cubierta de los acorazados acostumbra a estar a unos 7-8 m sobre el nivel de la mar, en estas circunstancias el horizonte para 7 m. estaría a 9.44 km y para 8 m. a 10.09 km.

Así para que la dirección de tiro de un acorazado pueda ver las superestructuras del buque enemigo lo que se puede considerar como lo mínimo para los cálculos, la distancia entre ambos debería ser un máximo de unos 30-31 km que es la suma de la distancia al horizonte del observador que según hemos visto es de 20.81 km para el Bismark y 21.71 km para el Yamato y unos 10 km de distancia del enemigo a la línea del horizonte para ver sus superestructuras completas, a mayores distancias el cálculo con los telémetros sería muy problemático, además de una mayor dificultad para ver los piques y corregir el tiro.

TIRO POR RADAR

Respecto a la dirección de tiro por radar, el problema es similar, las ondas del radar tampoco pueden traspasar el horizonte, en realidad para que el radar pueda captar un objeto este debe estar en la línea visual, aunque puede captar los objetos a distancias mucho mayores siempre deben estar en la citada línea visual. La ventaja del radar es que al ser las antenas mucho más ligeras que los pesados telémetros de las direcciones de tiro se pueden colocar a mayor altura y es fácil que estén por encima de los 40 m. lo que aumenta su alcance útil, además tiene más fácil la detección de las superestructuras metálicas lo que permite localizar el buque a mayor distancia detrás del horizonte pero siempre dentro de la línea visual, sin embargo para poder ajustar el tiro debe estar a una distancia en que se pueda localizar bien los piques de los proyectiles que no han alcanzado el blanco, además el radar no está tan influenciado por la visibilidad, funciona bien de noche y en condiciones climáticas en que no es posible el tiro visual como niebla o lluvia, aunque hay que tener en cuenta que estos elementos dificultan la emisión de ondas y hacen perder precisión, un fuerte chubasco entre los dos buques puede cegar un radar y llegar a imposibilitar la localización.


CONCLUSIONES

De lo indicado se puede deducir que la distancias de tiro ideal puede rondar los 20 km y que a distancias superiores a los 30 km las posibilidades disminuyen mucho y en general puede ser un gasto inútil de munición, que puede ser necesaria si se acortan las distancias y todo sin olvidar el desgaste de las cañas de los cañones, punto este muy a tener en cuenta, por lo que creo que los disparos a estas distancias de más de 30 km son poco aconsejables.

Finalmente indicar que lo ideal es la corrección de tiro desde un avión, la visión aérea permite una apreciación excelente de los piques y si en el avión va de observador un oficial de artillería este puede hacer unas correcciones muy precisas, es lo que pasó en el combate de Punta Stilo, la corrección del tiro del Warspite se hizo desde un avión en que viajaba un oficial de artillería y el impacto conseguido ha pasado a la historia.


*.- Por problemas al gravar, ya que el sistema no reconoce el signo de la raíz cuadrada, lo he tenido que sustituir por una "V" mayúscula.





Distancias al horizonte desde un sumergible


INTRODUCCCION

Recientemente he publicado una pequeña reseña sobre el tiro naval y las distancias al horizonte de los acorazados, esto me ha llevado a hacer un trabajo similar sobre estas distancias pero desde un Uboot, se trata de establecer a qué distancia tenían la línea del horizonte los vigías de un submarino en superficie y los artilleros del cañón de cubierta, así como periscopio cuando se navegaba sumergido.
a la distancia que se veía este desde el.
Para calcular la distancia al horizonte aplicaremos la formula descrita en el artículo anterior sobre tiro naval y que paso a reproducir:

D = V 2 R x V h



Recordar que como el radio de la tierra es variable al ser esta una esfera achatada por los polos este varía desde un mínimo de 6.357 km en los polos a un máximo de 6.378 km en el ecuador vamos a usar un radio medio de 6.371 km que es el usado en las mediciones astronómicas, si aplicamos este valor del radio la fórmula queda reducida a:

D = 112.88 x V h



CALCULO DISTANCIAS AL HORIZONTE


Una vez disponemos de la fórmula procede buscar la altura aproximada lo ojos de un vigía en la bañera de la vela de un submarino, en general la altura de los tripulantes sobre el nivel del agua en los submarinos alemanes era baja, lo que tenía sus ventajas pero no precisamente no para los vigías.

Me he limitado a hacer el estudio con sumergibles alemanes, con otros modelos sería similar. He estado mirando en unos dibujos a escala y calculo que aproximadamente para un tipo VII la altura de los ojos de un vigía sobre el nivel de la mar es de unos 6 m. y en un tipo IX de unos 6,5 m. Esto nos da una vez aplicada la fórmula indicada que el vigía de un tipo VII ve la línea del horizonte a unos 8,74 km mientras que el de un tipo IX la ve a unos 9,10 km, como se puede ver son distancias muy similares por lo que creo se puede establecer una distancia media de unos 9 km que expresado en millas náuticas serian unas 4,85 nm, es interesante el ponerlo en esta unidad de medida pues considerando que la velocidad de los buques la expresamos en nudos nos permite calcular más fácilmente los tiempos para recorrer estas distancias, así en este caso podemos decir que navegando en superficie a unos 10 nudos el sumergible esta a una 1/2 hora de navegación del horizonte.

Sin embargo aunque un buque este detrás de la línea del horizonte aún es visible parte sus superestructuras, principalmente chimeneas y puente que sobresalen de la misma, considerando que estos elementos pueden tener una altura de unos 15 - 20 m implica que serían visibles estando a unas distancias entre 13,82 km y 15,96 km lo que quiere decir que el vigía de un submarino puede ver a un mercante a una distancia entre 22 km y 25 km que es la suma de su distancia al horizonte y la de visibilidad de las superestructuras del buque, todo esto suponiendo que se tiene una buena visibilidad. Estas distancias en millas náuticas son unas 11,5 - 13,50 nm. aunque posiblemente antes se vería el humo de las chimeneas, muy abundante en mercantes antiguos.

Veamos que sucede si navegamos sumergidos y estamos observando por el periscopio, considerando que las lentes del mismo pueden estar a aproximadamente a 1 m. sobre la superficie la distancia a que se ve la línea del horizonte sería de unos 3,56 km que podría ser un poco superior y llegar a unos 4 km si sube el periscopio un poco más sobre la superficie de la mar, en este caso podría ver un barco situado más allá del horizonte a una distancia de 17 - 20 km. en millas alrededor de unas 10 nm.

Como ya se ha dicho anteriormente estas distancias se pueden considerar como distancias máximas con buena visibilidad, si está no es óptima pueden ser sensiblemente menores.

Aunque el uso de artillería para atacar un buque mercante fue desapareciendo paulatinamente llegando ser casi inexistente al final de la guerra, si era más habitual al principio de la misma cuando el ataque era a buques que navegaban en solitario en zonas alejadas con poco tránsito marítimo, por eso y aunque sea a título de curiosidad voy a poner la distancia aproximada a que ve el horizonte el artillero del cañón de cubierta, por lo que he podido comprobar la altura de la vista del artillero debía estar a una altura aproximada de unos 3-3,5 m. lo que da una distancia media aproximada a la línea del horizonte de unos 6,5 km.

Creo interesante recordar que los sumergibles americanos disponían de puestos de vigía en unas plataformas elevadas sobre la vela situadas en la base de los periscopios, esto los situaba en un puesto más elevado que por lo que he podido ver hacía que tuvieran la altura de los ojos a unos 10 m. sobre la superficie de la mar, esto en consecuencia hacía que vieran la línea del horizonte a unos 11 - 11,5 km esta distancia de unos 2-2,5 km más que en un uboot puede parecer pequeña pero podía ser importante en determinadas circunstancias.

Imagen

En la imagen dos vigías de un sumergible americano en sus puestos elevados en la base del periscopio.


CONCLUSIONES

La conclusión principal que podemos sacar es la limitada capacidad de observación de los vigías de los sumergibles a la hora de localizar otros buques debido a su baja posición respecto a superficie de la mar lo que limitaba su visión por la proximidad del horizonte, por eso la necesidad de buscar medios aéreos que permitieran aumentar el alcance de su visión, desde aviones embarcados como el construido por Arado que dieron muy pobres resultados hasta el conocido como "giro cometa" F-223 cuyo funcionamiento se describe en la web de u-historia, este sencillo aparato que podía alcanzar alturas de superiores a los 120 m. lo que permitía que el observador tuviera el horizonte situado a mas de 40 km y permitía poder llegar a divisar buques a distancias del orden de 50 km o más, sin embargo estos medios propios fracasaron en general y la coordinación con elementos aéreos de su propia aviación nunca terminó de ser lo eficiente que hubiera sido necesario además de las limitaciones del alcance de los aviones con base en tierra, como contrapartida el uso de medios aéreos para detección de los sumergibles si funcionó por los mayores medios destinados a ello y el uso de la aviación embarcada, esto obligó a los sumergibles a navegar de día sumergidos y ya hemos visto que la observación por el periscopio era muy limitada.

El uso de radar por parte de los sumergibles poco aumento las posibilidades de observación diurna de otros buques con buena visibilidad, pues aunque las antenas de radar acostumbraban a estar a una altura algo mayor tampoco permitían ver más allá del horizonte, pero si fueron importantes en caso de mala visibilidad u observación nocturna.

Creo que los vigías de los sumergibles de la SGM debían añorar a sus antepasados de la época dorada de la vela en los siglos XVIII y principios del XIX cuando estos situados en la cofa de los palos a alturas de 30-40 metros daban el grito de vela a la vista cuando detectaban otro navío a distancias de más de 40 km sobre todo si llevaban izados los sobrejuanetes, pero esa es otra historia . . . .






El consumo de combustible y su influencia en el desplazamiento


- La lectura recientemente de un artículo sobre definiciones navales me ha hecho pensar en las variaciones del calado de un buque en función de las variaciones del desplazamiento, uno de los principales motivos de cambio del desplazamiento de un buque es el consumo de combustible, a medida que un buque va realizando un crucero de navegación va consumiendo combustible y a menos combustible, menos peso, menor desplazamiento y menor calado, pero esta regla general tiene una excepción, los sumergibles.

- En los sumergibles clásicos los depósitos de almacenamiento de combustible están abiertos en su parte inferior y por allí entra libremente el agua de mar, a medida que se va consumiendo el combustible entra más agua de mar y el depósito se mantiene siempre lleno, como el combustible es más ligero flota sobre el agua de mar, la salida del combustible se realiza por la parte superior del depósito y así se evita la mezcla, cuando por el tubo de alimentación sale agua de mar significa que se ha gastado todo el combustible de dicho depósito.

- Pero vamos a ver qué sucede con su peso, si tomamos una densidad del agua de mar de 1.027 gr/litro, aunque tiene variaciones según la zona tomaremos esta como media. Respecto al gasóleo que usan como combustible los sumergibles, la densidad media del mismo es de unos 890 gr/litro, aunque no todos los gasóleos usados por los sumergibles tendrán siempre la misma, dependiendo de las fuentes de suministro y del país. Para hacernos una idea de las variaciones según la fuente de suministro indicar que em España por ley el gasóleo actual de automoción tiene que tener por ley una densidad entre 820 gr/litro y 845 gr/litro a 15º.

- Con estos datos podemos ver que un litro de agua de mar pesa 1,154 veces más que uno de gasóleo.

- Al regresar de un crucero con las reservas de combustible agotadas un sumergible alemán tipo un tipo IXc con una capacidad teórica de 208 tn de combustible lleva en sus depósitos agua de mar, que al ser 1.154 veces más pesada tiene un peso de 240 tn aproximadamente es decir su desplazamiento a aumentado en 32 toneladas. Si hacemos el mismo cálculo con un tipo VIIc con una capacidad de depósitos de 113 tn llevara un peso de agua de mar de 130,4 tn aproximadamente, su desplazamiento habrá aumentado en 17,4 tn.

- Existe otra manera de hacer los cálculos, las 113 tn de combustible de un tipo VIIc con la densidad tomada de 890 gr/litro, ocupan un volumen de 127 m3, este volumen de agua de mar con una densidad de 1.027 gr/litro pesan 130,47 tn lo que coincide con el dato anterior. Si hablamos de un tipo IXc las 208 tn de combustible con una densidad de 890 gr/litro ocuparan 233,70 m3 lo que en agua de mar es un peso de 240 tn, nuevamente coincide.

- Siempre hablamos de cantidades aproximadas por las posibles diferencias en las densidades tanto del agua de mar como del combustible, pero creo que son bastante realistas aunque no exactas y sirven para estos cálculos.

- En un sumergible, diariamente el ingeniero de abordo realiza los cálculos para el llamado trimado diario, para ello tenía en cuenta el aumento de peso por el consumo de combustible, la pérdida de peso por el consumo de comida, agua dulce, torpedos, munición gastada y demás consumibles, después se comprobará la densidad del agua de mar en la zona y en base a estos datos se harán los cálculos para hacer el mencionado trimado diario para que cada día el sumergible tenga el mismo desplazamiento y en consecuencia el mismo calado para que no varíen sus características y cualidades de navegación e inmersión. Un desplazamiento menor hará que el sumergible navegue mal, le cueste más sumergirse y las inmersiones sean más lentas, un exceso de desplazamiento, aparte de hacer una cubierta más húmeda, hará que el sumergible tenga una inmersión demasiado rápida y baje a mas profundidad de la esperada lo que puede provocar graves problemas.

- Es una curiosidad con poca importancia pero que nos ayuda a comprender la complejidad del mundo de las sumergibles en general.


- Para complementarlo he intentado realizar el pequeño estudio de lo expuesto anteriormente desde un punto de vista práctico, para ello voy a poner un ejemplo con un sumergible tipo VIIc en una misión en aguas lejanas, es una zona poco concurrida y tranquila, estudiamos una singladura o sea 24 horas, navegando siempre en superficie sin buques a la vista, una velocidad de crucero normal, en esas circunstancias estimo se puede sacar con una potencia de unos 600 cv por motor para obtener un consumo económico (la potencia máxima es de 1.400 cv por motor o sea que usamos menos del 50% de la misma) en estas circunstancias la potencia total usada será de 1.200 cv entre los dos motores, considerando que por lo que he podido averiguar el consumo medio de estos motores era de unos 165 gr/cv/hora, con 1.200 cv el consumo estimado será de 198 kg/hora lo que en la singladura de 24 horas el consumo será de 4.752 kg de combustible. Si la potencia usada fuera solo de 1.000 cv el consumo bajaría a 3.960 kg.

- Si tomamos la cifra inicial de navegar usando 1.200 cv nos daría un consumo medio aproximado de unas 4.75 tn por 24 horas, lo que equivaldría con una densidad de combustible de 890 gr/litro a un volumen de unos 5.337 litros de combustible. El agua que entraría en los depósitos para compensar este volumen de 5.337 litros pesaría unos 5.481 kg, como el peso de combustible consumido era de 4.750 kg resultaría que hemos aumentado el desplazamiento en 0’731 tn.

- En una singladura tranquila como la que estamos estudiando, navegando en superficie y sin combates estimo que los únicos consumos serán los derivados de la alimentación de los tripulantes, unos dos litros de agua por persona, comida. desperdicios etc... podemos considerar unos 3-4 kg por tripulante, lo que nos daría un consumo total de unos 150 kg aproximadamente.

- Luego si restamos de los 731 kg que hemos aumentado por consumo de combustible los 150 por alimentación nos dará que el desplazamiento ha aumentado en unos 581 kg. lo que traducido en volumen de agua de mar equivaldría a 565 litros. Esto implica que al día siguiente al realizar el trimado diario hemos de descargar 565 litros de los depósitos de lastre, después habrá que calcular de que depósito la expulsamos para mantener el equilibrio en función de la situación del depósito de almacenamiento de combustible que ha aumentado de peso.

- Si fuera el ingeniero de a bordo y tuviera todos los datos exactos, tanto de consumos como de las diferentes densidades, muy importante verificar diariamente de del agua de mar de la zona, podría poner cifras exactas, pero con los datos de que dispongo solo pueda dar estas cifras aproximadas, aunque creo que son bastante indicativas.

- La verdad es que nunca me había planteado que para hacer el trimado diario de un sumergible se tuviera que expulsar lastre, la lógica me hacía pensar que se debía aumentar para compensar lo consumido.

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Última edición por Stephen Maturin el 14 Ene 2018 15:29, editado 1 vez en total



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Traducción al español por Huan Manwë para phpbb-es.com