¿Por qué son diésel?

Jul 15, 2023

El movimiento produce ruidos. Cuando los objetos submarinos vibran, crean ondas de presión sonora que alternativamente comprimen y descomprimen las moléculas de agua a medida que la onda sonora viaja a través del mar. Las ondas sonoras se irradian en todas direcciones lejos de la fuente, como ondas en la superficie de un estanque.

Cuando se mueve, el eje del submarino gira y emite un ruido a la velocidad de rotación. Se llama velocidad del eje. Si una máquina giratoria gira a 3600 RPM, gira 60 veces por segundo. Dado que ninguna máquina es perfecta, cualquier pequeño error en la máquina en un punto provocará un ligero cambio en el ruido que hace. Eso genera un tono. Ese tono sería de 60 Hz. Si esa máquina está montada en el casco de un barco o submarino, el casco actuará como el cono del altavoz del sistema de sonido de su hogar y producirá una onda sonora en el agua.

Si la máquina es una bomba rotativa, hace ruido según la frecuencia con la que las paletas pasan por un punto. Por ejemplo, si la bomba tiene 5 paletas, emitirá un tono a 300 Hz.

Todas las máquinas rotativas hacen un ruido similar. Por ejemplo, si el motor tiene 12 devanados de rotor, emitirá un tono a 720 Hz.

Este método también funciona para las hélices de un barco. Si el tornillo gira a 120 RPM, la velocidad del eje sería de 2,0 Hz. Si tuviera seis aspas, el Blade Rate sería de 12 Hz. Dado que 12 Hz es un armónico de 2 Hz, la velocidad de la cuchilla y la sexta velocidad del eje se reforzarían entre sí, haciendo que la velocidad de la cuchilla sea mucho más fuerte.

Esta lista se puede ampliar con todos los equipos de los submarinos que tienen partes móviles.

Esa onda sonora viaja muy lejos (debido a su baja frecuencia) y puede ser detectada por cualquier hidrófono (un micrófono en el agua).Eliminar estos sonidos es el factor clave para mantener su activo sin ser detectado.

Volver a las preguntas:

Un barco nuclear tiene muchas cosas en su interior que hacen ruido:

Las bombas de refrigerante del reactor y las turbinas de propulsión de alta velocidad, con sus engranajes reductores asociados. Las bombas de refrigerante de los reactores de los submarinos nucleares tienen tres cubiertas de altura y eclipsan con creces cualquier otra pieza de equipo mecánico de la planta de ingeniería. Los equipos más grandes suelen hacer más ruido.

La mayoría de los reactores navales son PWR (reactor de agua a presión), porque eran los más seguros, en combate, que los otros diseños. En ese sistema, el reactor calienta su refrigerante, que se utiliza en un generador de vapor (similar a una caldera), para producir vapor. El vapor hace girar una turbina, que hace girar el tornillo o un generador eléctrico (o alternador).

El flujo de vapor y los ruidos de las tuberías y de las bombas de turbina son más fuertes que simplemente hacer funcionar un motor eléctrico con baterías en el modo submarino.

Entonces, lo exclusivo de las armas nucleares es un conjunto de bombas, turbinas y engranajes reductores, que un barco diésel en modo batería no tiene en absoluto. Lo único que escuchará de un barco con batería (o de un barco de propulsión independiente del aire (AIP) que utilice el equipo AIP.

Además, el casco hace ruido al pasar por el agua y un casco más grande también hace más ruido: un barco diésel-eléctrico más pequeño y más lento hace menos ruido que un submarino nuclear más rápido.

La maquinaria generadora diésel puede provocar mucho ruido. Los sistemas eléctricos diésel sólo son silenciosos cuando funcionan en modo eléctrico.

De hecho, los barcos diésel deben levantar un snorkel para que entre aire fresco para la combustión cuando funcionan con diésel, recargando las baterías y luego sea visible para el mundo.

No se puede circular en silencio con los diésel en marcha y cargando los eléctricos, sólo se puede circular en silencio en el modo sólo eléctrico, sumergido. Y como no tiene pilas, su resistencia sumergida es limitada.

Los submarinos eléctricos diésel solo utilizan el modo diésel cuando viajan en superficie o practican snorkel. Sin embargo, existe el submarino con motor Stirling, que puede hacer funcionar sus dos sistemas de propulsión totalmente sumergidos.

Esos problemas fueron abordados por la Marina de los EE. UU., con tres submarinos experimentales, el USS Tullibee, el USS Glenard P. Lipscomb y el USS Narwhal. Tullibee y Lipscomb eran turbinas eléctricas de vapor. Sin engranajes reductores. Narwhal tenía un reactor de circulación natural (no necesitaba bombas de refrigerante principales en operaciones normales) y un motor principal de conexión directa de baja velocidad. Sin bombas ruidosas a baja velocidad y sin engranajes reductores. Las clases de Ohio y Virginia son las aplicaciones más recientes. El próximo SSBN clase Columbia irá un paso más allá, utilizando el propulsor eléctrico de turbina.

China está trabajando para reducir el ruido de sus submarinos de propulsión nuclear. Los nuevos submarinos Clase Yasen de la armada rusa están recubiertos con 10.000 elementos de goma para hacerlos más silenciosos. Francia MOD anunció que sus submarinos nucleares de tercera generación serán tan silenciosos que el ruido irradiado puede ser menor que el ruido ambiental en el océano.

Con las tecnologías AIP, los submarinos diésel-eléctricos dependen menos del snorkel, mientras que los submarinos nucleares son cada día más silenciosos.

Consulte la aplicación de la Biblioteca Naval para conocer todas las especificaciones de los submarinos nucleares.