Sistema Hidráulico

El aceite a presión se usa en todos los buques por su eficacia cuando se necesitan grandes fuerzas, tiene múltiples aplicaciones. En los buques de superficie se usa principalmente para el gobierno de los timones, y otros dispositivos hidráulicos. En los submarinos se usa para el gobierno de los timones verticales, (de rumbo) horizontales, (para inmersión y regreso a la superficie) izado y calado de periscopios, apertura y cierre de las tapas externas de los tubos lanzatorpedos, extensión y abatimiento de los timones horizontales, etc. Es imprescindible por cuanto el sistema produce poco ruido y el aceite es almacenado en botellas o acumuladores de presión, lo cual permite que en caso de una caida del suministro eléctrico los elementos que funcionan con aceite a presión pueden seguir funcionando por algún tiempo.
La instalación de aceite a presión con acumuladores (botellas de aceite a presión) de los cuales se alimentan todos los dispositivos hidráulicos tiene la ventaja de que se le puede instalar una bomba hidráulica de potencia menor que la suma de las potencias absorbidas por los diferentes aparatos acoplados, es obvio que para que se cumpla la condición nunca se usan todos los aparatos a la vez por un tiempo largo y algunos son incompatibles para ser usados a un tiempo (no se da la condición de que se usen ambos periscopios a la vez, tampoco que se saquen los hidroplanos y al tiempo se maniobre con ellos,....)
La ventaja más importante es que si el sistema eléctrico falla y las bombas hidráulicas dejan de funcionar todos los timones siguen operativos gracias a la presión almacenada en los acumuladores o botellas de aceite a presión, presión que se puede mantener un tiempo con ayuda de una bomba manual de emergencia.


Circuito Hidráulico
En la Central:

1.- Conmutadores para control manual y flotador automático de los tanques de aceite hidráulico, 2.-Bomba manual de pistón para dar presión al circuito, 3.- Bomba hidráulica principal, 4.- Bomba hidráulica auxiliar, 5.- Nivel del tanque de aceite hidráulico, 6.- Tubos de ventilación de los tanques, 7.- Tubo de comunicación entre tanques, 8.- Boca con tapa para llenado de los tanques, 9.- Tanques hidráulicos con una capacidad de 354 litros, 10.- Botellas de aceite a presión con una capacidad de 118 litros cada una, 11.- Separador de alta presión para aceite y aire, 12.- Válvula para control de izado y calado del periscopio de observación, 13.- Válvula de control de izado y calado de periscopio de observación, 14.- Interruptor automático o limitador de fin de carrera, 15.- Motor del periscopio de observación, 16.- Grupo, colector o piano de alta presión de aire, 17.- Válvula reductora de presión de entre 100 y 200 atmósferas a 40 y 80 atmósferas.

En la Torre:
18.- Motor del periscopio de ataque, 19.- Válvula de control, 20.- Interruptor automático o limitador de fin de carrera, 21.- Motor para girar el periscopio de ataque, 22.- Válvula de control, 23.- Válvula para control de izado y calado del periscopio de ataque, 24.- Válvula para el control de la altura de izado-calado del periscopio de ataque, 25.- Selector para el control de la elevación del periscopio
Válvulas y otros mecanismos (todas las figuras iguales corresponden a marcas iguales)

26.- Válvulas de seguridad, 27.- Válvulas de cierre y retención, 28.- Válvulas de cierre y paso recto, 29.- Macho de tres vías con aberturas en L, 30.- Filtros, 31.- Macho de paso recto cierre a 1/4, 32.- Grifos para manómetros y purgas, 33.- Manómetros,
34.-
Engranajes de motores a limitadores, 35.- Cruce de líneas de tubería, 36.- Empalmes de líneas de tuberías

Código de Colores:

Naranja: aceite a presión, Verde: aceite de retorno, Gris: aceite desde los tanques hacia las bombas, Azul: aire comprimido, Negro: circulación de aceite entre sistemas de control y motores


Funcionamiento Circuito Hidráulico

El aceite de los tanques (9) es aspirado por la bomba principal (3) o la auxiliar (4) desde donde es impulsado a presión hacia las botellas (10) desde las botellas el aceite sigue su camino hacia las válvulas de izado o calado de uno de los periscopios (según el comandante solicite o ice uno u otro) cuando el periscopio llega a una altura determinado el interruptor automático o limitador (14) hace que la presión de aceite mantenga el periscopio en la posición de izado obligando a la válvula de izado a abrirse cediendo parte de la presión y enviándola por la línea de retorno al tanque de aceite hidráulico (9) todo ello en combinación con la válvula de control y de izado-calado (12),
En caso de fallos en las bombas (3) y (4) la presión de las botellas puede ser mantenida o subida con ayuda de la bomba de pistón (2)
El circuito anexo de aire a presión posiblemente sirva para subir la presión en las botellas por un medio alternativo y rápido en caso de averías en las bombas principal y auxiliar (3) y (4). En éste caso la alta presión de entre 100 y 200 kilos se reduce hasta los 40 u 80 con ayuda de la válvula reductora (17). El periscopio de ataque funciona de un modo similar.


Popa
1-
Popa hidrodinámica
2-
Pasacables para amarre
3-
Brazos de las cañas de timones
4-
Anclajes de las antenas de radio
5-
Cañas de los timones
6-
Detalle de la limera de los timones (hueco o tubo por donde pasan las cañas)
7-
Bitas de amarre (en ocasiones también llamadas bolardos)
8-
Barras de unión entre los brazos de las cañas y el brazo de gobierno
9-
Botella de aire comprimido (en babor al lado del tubo lanzatorpedos se encuentra la de servicio para el tubo, no representada en el dibujo),
10-
Soportes de las antenas de radio
11-
Carenado y contenedor de la luz de tope de popa
12-
Aisladores de las antenas de radio
13-
Cables de las antenas
14-
Brazo de gobierno
15-
Tapa de acceso a la parte inferior de la cubierta donde se encuentra un contenedor de torpedos además de varios mecanismos (válvulas, tubos de escape, etc.),
16-
Mecanismo estanco para el paso del eje de gobierno de los timones
17-
Cilindros y émbolos hidráulicos para gobierno de los timones verticales y horizontales (cada mecanismo tiene el suyo)
18-
Cierre cóncavo-convexo del casco resistente
19-
Tubo lanzatorpedos de popa
20-
Brazo de gobierno y acoplamiento entre la barra interior de gobierno y los cilindros hidráulicos
21-
Palanca para cambiar de gobierno principal a gobierno auxiliar de los timones verticales
22-
Bomba hidráulica para gobierno de los timones verticales,
23-
Válvula y tubo para disparo de torpedos
24-
Tubo escape del motor diesel de estribor (babor simétrico, ver escapes)
25-
Interruptor automático ( ver equipo eléctrico), motor eléctrico y compresor de embolos de cuatro fases (ver aire comprimido)
26-
Volante y barra de gobierno auxiliar para los timones verticales.
27-
Polín del compresor eléctrico
28-
Registro para acceso al tanque de compensación de torpedos de babor (estribor simétrico, ver fotos de popa),
29-
Compresor de pistón libre de cuatro etapas (compresor Junkers, ver aire comprimido),
30-
Botella de oxigeno
31-
Interior del casco resistente
32-
Tapa del tubo lanzatorpedos, en el centro de la tapa se ve la manilla de tope para los torpedos
33-
Indicador de los parámetros a introducir en los torpedos, (profundidad y rumbo) la operación se hace por medio de mecanismos propios del torpedo
34-
Bomba hidráulica para gobierno de los timones horizontales
35-
Tanque de nivelación de popa
36-
Pieza estanca en la que se aloja la bocina del eje de la hélice
37-
Eje de cola o eje de la hélice
38-
Pieza de refuerzo para el carenado de los apoyos de los timones
39-
Carenado para soporte de los apoyos de los timones
40-
Arbotante para soporte del eje de cola y la defensa y soporte de los timones horizontales
41-
Balancines o brazos para gobierno de los timones verticales
42-
Apoyos de los timones verticales
43-
Hélice
44-
Defensa y cojinete para soporte de los timones horizontales y su eje (estribor simétrico)
45-
Timón horizontal de babor (estribor simétrico)
46-
Timones verticales    

Vista exterior de la Popa
1-
Popa hidrodinámica
2-
Imbornales para la salida de agua
3-
Caña del timón
4-
Pala del timón de estribor
5-
Pala del timón de babor
6-
Timón horizontal de estribor
7-
Apoyo y eje del timón horizontal de estribor
8-
Hélice de estribor
9-
Abotante de la hélice con el protector y soporte del timón horizontal
10-
Carenado para soporte de apoyos de los timones verticales
11-
Defensa de los timones horizontales que también sirve de apoyo para el eje
12-
Pieza de refuerzo para el carenado de los apoyos de los timones
13-
Eje de cola (también eje de la hélice)
14-
Bloque para apoyo del submarino(no es pieza que lleve de serie)
15-

Apoyos de los timones verticales ( todos los submarinos Tipo VII y IX los llevaban de serie, el U 995 no los tiene porque están rotos y perdidos) -Ver la foto de la derecha-

Detalle de los apoyos de los timones verticales

Vista Interior Popa Estribor
1-
Compresor rotativo o de pistón por ciclo diesel de dos tiempos tipo Junkers
2-
Tubo acústico
3-
Lanzador de señuelos -cartuchos de carburo- (ver lanzaseñuelos)
4-
Caja de conexiones eléctricas
5-
Cuaderna
6-
Volante de apertura y bloqueo de la tapa exterior del lanzaseñuelos (ver lanzaseñuelos)
7-
Barra de telemando del tanque de lastre de popa (ver telemandos)
8-
Palanca para cambio de gobierno hidráulico a gobierno con timón auxiliar
9-
Indicador de parámetros de torpedo (para indicar profundidad y rumbo que deben introducir en los torpedos los operadores de torpedo y lanzamiento
10-
Motor eléctrico para la bomba de gobierno de los timones horizontales de popa
11-
Caja solidaria del indicador posiblemente para repetir la orden dada y así que quien la da sepa que ha sido recibida correctamente
12-
Caja hidráulica de gobierno de timónes verticales
13-
Valvula de disparo de torpedos
14-
Acoplamiento por brida entre la válvula de disparo y el tubo de aire procedente de la botella de aire comprimido.
15-
Tapa y tubo lanzatorpedos.

Timones Horizontales (Hidroplanos)

Los timones horizontales son elementos esenciales para la inmersión y la navegación submarina, cada vez que se accionan producen fuerzas en ambos extremos del submarino que contribuyen con ayuda de la propulsión a orientar la proa en dirección hacia la superficie o el fondo.
Dichas fuerzas son necesarias para contrarrestar diferencias de peso del submarino, que no está completamente trimado, oleaje, lanzamiento de torpedos, movimiento de tripulantes, de líquidos, u otras causas alteran con frecuencia el equilibrio del submarino y además está la necesidad de llevar al submarino a diferentes cotas de profundidad, por arriba o por abajo de la que en cada momento ocupa.
Como ya comentamos para los timones verticales los mecanismos de funcionamiento de los timones horizontales son similares a los de dichos timones verticales (un servomecanismo y una serie de balancines y barras para cada par de timones horizontales) la diferencia tal y como se comentó en su momento es que para los timones horizontales y solidario con la caja hay un volante (ver fotos) dicho volante, comunicado con los timones por medio de barras, sirve para gobernar manualmente los timones.
Durante el proceso de inmersión, se meten los timones a bajar, para ello, el canto delantero del de proa baja y la presión del agua sobre su parte superior empuja la proa hacia abajo, en popa mientras tanto el canto se situa hacia arriba y la presión se ejerce sobre la parte inferior por lo que la popa sube y el submarino se coloca con la inclinación precisa en dirección al fondo (ver dibujos) una vez sumergido se endereza con los timones y se le hace oscilar durante breve tiempo para que el aire de los lastres y espacios de inundación libres salga, una vez transcurrido ese tiempo se cierran todas las ventilaciones de los lastres.
En caso de avería de los timones horizontales durante la inmersión es posible (si estos se encuentran en ángulo 0 y la vela del submarino está en posición lo más al centro) conseguir orientar la proa hacia la superficie para lograrlo se debe meter toda la caña de los timones verticales a una banda (babor o estribor). El efecto inmediato es el siguiente: Al caer a la banda el submarino recibe la corriente de través y queda sometido en sus costados a bajas presiones que no afectan a la vela por lo que el peso de esta añadido a una ligera escora a la banda hace que la popa baje y la proa se oriente hacia arriba. 


Timones Horizontales de Proa
1-
Puerta de salida para visitas situada a proa (ni la puerta ni la estructura o escaleras y accesorios anexos de la misma, forma parte del submarino en su concepción original)
2-
Huecos o imbornales para inundación
3-
Tirante tensor del carenado protector y soporte del hidroplano
(el U-995 no lo lleva porque seguramente se ha roto y perdido)
4-
Hidroplano o timón horizontal de proa a estribor (en babor simétrico)
5-
Protector y soporte del eje del hidroplano o timón horizontal
6-
Vista de la disposición original del casco remachado
7-

Parte del casco sometida a reparación o mantenimiento posterior a la construcción


Botella de aceite hidráulico a presión
1-
Manómetro para control de presión
2-
Caja de conexiones
3-
Botella de aceite a presión, (capacidad 118 litros)
4-
Tubo de ventilación
5-
Bandeja y cables eléctricos
6-
Caja de conexiones
7-
Válvulas de aire
8-
Conmutador/interruptor de motor eléctrico de bomba hidráulica
9-
Colector o piano de aire,
10-
Tablero o cuadro de interruptores auxiliares
11-
Bomba principal de aceite hidráulico

Vista del mamparo de proa en la central
1-
Escotilla de acceso a Sala de radio y Compartimento de oficiales
2-
Volante de ventilación para tanques de lastre
3-
Interruptores/conmutadores
4-
Telégrafo de órdenes de los motores de babor
5-
Telégrafo de órdenes de los motores de estribor
6-
Indicador de ángulo de metida del timón vertical
7-
Pulsador para dar a la caña a babor
8-
Pulsador para dar a la caña a estribor
9-
Caja de control para el gobierno de los timones verticales situada en la central (en la torre hay otra)
10-
Mamparo de proa en la central (en ese hueco debería ir un compás para marcar el rumbo)
11-
Válvula y tubo para renovación de aire
12-
Grupo de cartuchos para renovación de aire (ver ventilaciónes de aire)
13-
Asiento para el marinero-timonel

Esquema hidráulico, gobierno y otros servicios

1.-Cilindro y émbolo (en lo sucesivo servomecanismo) para gobierno de los timones horizontales de popa, 2.- Bomba de gobierno auxiliar para los timones horizontales, 3.- Caja o dispositivo de gobierno , 4.- Bomba de gobierno auxiliar para los timones verticales , 5.- Caja de gobierno auxiliar para los timones verticales (volante de rumbo situado a popa),
6.- Servomecanismo de los timones verticales, 7.- Tubo de comunicación entre tanques, 8.- Boca con tapa para llenado de los tanques, 9.- Tanques hidráulicos con una capacidad de 354 litros, 10.- Tubos de ventilación de los tanques, 11.- Botellas de aceite a presión con una capacidad de 118 litros cada una, 12.- Caja de gobierno para los timones verticales situada en la torre, 13.- Caja de gobierno de los timones verticales situada en la central, 14.- Caja de gobierno de los timones horizontales de popa situada en la central, 15.- Caja de gobierno de los timones horizontales de proa situada en la central, 16.- Caja para apertura y cierre de las compuertas externas de los tubos lanzatorpedos, 17.- Caja para abatir los timones horizontales de proa (este circuito solo en los tipo XXI y otros modelos posteriores), 18.- Servomecanismo para abatir los timones horizontales (solo en Los submarinos tipo XXI y otros modelos posteriores, 19.- Servomecanismo para aprertura y cierre de las compuertas exteriores de los tubos lanzatorpedos, 20.- Servomecanismo para gobierno de los timones horizontales de proa.

Válvulas (a figuras iguales no marcadas corresponde número y definición igual)

21.- Válvulas de cierre y paso recto, 22.- Válvulas dobles de seguridad, 23.- Macho de paso recto, 24.- Grifos para manómetros, 25.- Válvulas de seguridad.

Colores para líneas de tuberia

Naranja.- Circuito de presión, Verde.- Circuito de retorno de aceite al tanque de aceite, Gris.- Circuito de aspiración de aceite desde los tanques a las bombas principal, auxiliar y manual de emergencia, Negro.- Circuitos de doble dirección de aceite hidráulico.

Nota: La parte correspondiente a las botellas y circuitos sin conexión corresponden con el esquema hidráulico para ver esos circuitos completos mirar dicho esquema
Colores para líneas de tuberia.-


Detalle de los mecanismos del periscopio de observación
1-
Válvula del circuito de aceite
2-
Tambor del cable del periscopio
3-
Motor para izado y calado de periscopio
4-
Palanca de bombeo posiblemente para cebado de la bomba manual
5-
Tubos o conductos de aceite a presión
6-
Posiblemente bomba manual
7-
Cables de izado y calado del periscopio de observación,
8-
Protección para las poleas de los cables
9-
Protección para los cables,
10-

Vista parcial del periscopio de observación


Gobierno del Timón

Muchas veces la gente se pregunta dónde se encuentra el timón de gobierno en un uboot. La duda surge ya que en un uboot el timón no es del tipo convencional y con convencional nos referimos al que tiene forma de rueda, de volante. Otras veces los no iniciados en el tema suelen confundir los controles de los hidroplanos por el control del timón, más que nada ya que son redondos aunque se accionan hidráulicamente. Algunos Tipo II si que montaban un timón “redondo” incluso lo habían llevado en la torreta.
El Timón en un uboot también se acciona de forma hidráulica y su caja de control es prácticamente igual a los controles de los hidroplanos salvo, como ya hemos indicado, que no tiene un volante para el control manual de emergencia como los hidroplanos. El control de emergencia (manual) del timón de gobierno se encuentra en otro lugar, en la sala de motores eléctricos.


Detalle Caja control Hidroplanos Detalle Caja Timón de Gobierno

Funcionamiento Caja Control Timón de Gobierno
1-
Pulsador para giro a babor
2-
Pulsador para giro a estribor
3-
Válvulas
4-
Barras de pilotaje
5-
Línea de entrada de aceite a presión
6-
Línea de retorno de aceite
Giro a Babor Giro a Estribor

Gobierno Timones Verticales
1-
Palas de los timones, por lo general son de inundación libre para que no les afecte la presión cuando el submarino navega sumergido
2-
Brazos de las cañas de los timones
3-
Balancín
4-
Brazo de gobierno (dentro del casco resistente)
5-
Vástago y émbolo del servo
6-
Cilindro del servo
7-
Válvula de seguridad doble
8-
Pulsador para meter la caña a babor
9-
Pulsador para meter la caña a estribor
10-

Caja de gobierno

Funcionamiento

Para el giro a babor se baja el pulsador (8) (ver caja de gobierno) el aceite a presión sigue el trayecto naranja que empuja el  vástago y émbolo (5) hacia la izquierda del dibujo el aceite de la otra parte del émbolo es empujado por éste de retorno siguiendo el trayecto verde si por exceso de presión (los timones reciben un fuerte golpe de mar o llegan al tope) ésta aumenta se abre la válvula de seguridad (7) y la presión se mantiene sin aumento ni disminución, una vez tomado el rumbo se sube el pulsador (8) para que los timones vuelvan a la vía. La operación es similar para el giro a estribor.
El funcionamiento del sistema es orientativo y resulta más complejo que el representado pues lleva además una serie de válvulas para permitir que la presión en el émbolo se compense una vez se devuelven los pulsadores a su posición inicial.


Vista de sistema de gobierno a popa
1-
Tubo lanzatorpedos de popa
2-
Horquilla del brazo de gobierno del timón
3-
Bocina estanca de eje de timón
4-
Estanteria para cartuchos de potasio u otros objetos
5-
Cuaderna
6-
Bóveda de cierre del casco resistente
7-
Válvulas para paso de aire a la parte delantera del tubo lanzatorpedos, posiblemente para soplado del tubo
8-
Botella de servicio para el tubo lanzatorpedos
9-

Vista parcial del embolo que sirve para impulsar los torpedos evitando la salida de aire al exterior


Vista de gobierno auxiliar de timones
1-
Barra para mantener el timón tricado a babor cuando está fuera de servicio
2-
Volante para gobierno auxiliar de los timones verticales
3-
Caja de engranajes del volante
4-
Tubo protector de la barra de gobierno
5-
Carátula para indicar el ángulo de metida de los timones
6-
Caja de engranajes entre ejes
7-
Barra de gobierno hacia el timón
8-

Tapa de registro para mantenimiento y reparación del sistema de engranajes.


Vista a popa y crujía
1-
Timón horizontal de babor
2-
Timón vertical de babor
3-
Hélice de babor
4-
Codaste de los timones horizontales
5-
Timón horizontal de estribor
6-
Hélice de estribor
7-
Timón vertical de estribor
8-
Imbornales para inundación
9-
Tapa exterior del tubo lanzatorpedos
10-
Carenado del tubo lanzatorpedos
11-

Apoyo de los timones (el U 995 no lo lleva porque esta roto y extraviado).
Ver imágen en el apartado "Vista exterior de la Popa"


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