Como funciona el motor de un submarino

Como funciona el motor de un submarino

Primeros submarinos

En la última década, la propulsión independiente del aire (AIP) para submarinos se ha extendido rápidamente por todo el mundo. Esta tecnología, que permite a los submarinos de propulsión convencional operar sin acceso al aire exterior, tiene el potencial de cambiar el equilibrio de los grandes submarinos nucleares de ataque (SSN) que han dominado la guerra submarina desde la década de 1950 y volver a los pequeños barcos convencionales.En términos globales, esto podría volver a convertir a los submarinos en el gran ecualizador estratégico: armas pequeñas y baratas que pueden destruir los costosos buques de guerra de las armadas más poderosas del mundo. ¿Significa esto que Estados Unidos debe invertir en este tipo de barcos? Probablemente no.Invención

Varias armadas experimentaron con el AIP durante el siglo XX. Los primeros trabajos se iniciaron en la Segunda Guerra Mundial en las armadas alemana y soviética, aunque ninguno de los experimentos produjo barcos operacionalmente adecuados.

Después de la guerra, Gran Bretaña, Estados Unidos y la Unión Soviética aprovecharon la investigación alemana para producir sus propios barcos experimentales, pero la propulsión nuclear parecía ofrecer una dirección más fructífera para el desarrollo de submarinos.A mediados de la década de 2000, los avances tecnológicos convergentes permitieron que varios de los principales productores de submarinos de todo el mundo comenzaran a desarrollar sistemas prácticos de AIP.Francia, Alemania, Japón, Suecia y China construyeron barcos con capacidad de AIP, y en algunos casos exportaron esos submarinos a clientes de todo el mundo.Ingeniería

Suministro de aire submarino

La propulsión marina nuclear es la propulsión de un buque o submarino con el calor proporcionado por un reactor nuclear. La central calienta el agua para producir vapor para una turbina que se utiliza para hacer girar la hélice del barco a través de una caja de cambios o a través de un generador y un motor eléctricos. La propulsión nuclear se utiliza principalmente en los buques de guerra, como los submarinos nucleares y los supertransportes. Se ha construido un pequeño número de buques nucleares civiles experimentales[1].

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En comparación con los buques de petróleo o carbón, la propulsión nuclear ofrece la ventaja de que los intervalos de funcionamiento antes de repostar son muy largos. Todo el combustible está contenido en el reactor nuclear, por lo que el combustible no ocupa espacio de carga ni de suministros, ni tampoco las chimeneas de escape o las tomas de aire de combustión[2]. Sin embargo, el bajo coste del combustible se ve compensado por los elevados costes de explotación y la inversión en infraestructuras, por lo que casi todos los buques de propulsión nuclear son militares[2].

La mayoría de los reactores nucleares navales son del tipo de agua presurizada, con la excepción de algunos intentos de utilizar reactores refrigerados por sodio líquido[2]. Un circuito primario de agua transfiere el calor generado por la fisión nuclear en el combustible a un generador de vapor; esta agua se mantiene bajo presión para que no hierva. Este circuito funciona a una temperatura de unos 250 a 300 °C (482 a 572 °F). Cualquier contaminación radiactiva en el agua primaria queda confinada. El agua circula por medio de bombas; a niveles de potencia más bajos, los reactores diseñados para submarinos pueden confiar en la circulación natural del agua para reducir el ruido generado por las bombas[cita requerida].

Escape de los submarinos de gasóleo

Dado que Australia ha llegado a un acuerdo con Estados Unidos y el Reino Unido para iniciar un programa de submarinos de propulsión nuclear, cabe esperar que los submarinos australianos se parezcan mucho a las últimas versiones de los arsenales estadounidenses y británicos.

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Las flotas de la US Navy y de la Royal Navy tienen dos tipos de submarinos, clasificados como de ataque y de misiles balísticos. Ambos funcionan con reactores nucleares, que convierten el agua en vapor a alta presión que hace girar las turbinas para propulsar los submarinos.

Pero los submarinos de ataque y los de misiles balísticos -a menudo denominados "boomers"- tienen propósitos muy diferentes. Australia se ha decantado por la opción de los submarinos de propulsión nuclear, o de ataque, en lugar de los boomers, que cuentan con armamento nuclear y cabezas nucleares en sus misiles balísticos.

Los delfines adoran los submarinos. El comandante del USS John Warner, Dan Caldwell, dijo que cuando los submarinos navegan por la superficie, los delfines nadan con ellos el 90% del tiempo. Aquí un delfín nada frente al USS John Warner, durante sus pruebas de mar en mayo. Los submarinos llevan medallas en sus uniformes con delfines, tal vez por eso los delfines son tan aficionados a los submarinos.

Tripulación del submarino

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

Cuando se mueve, el eje del submarino gira y hace un ruido a la velocidad de rotación. Se llama velocidad del eje.  Si una máquina giratoria gira a 3.600 RPM, está girando 60 veces por segundo. Como 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 se monta en el casco de un barco o de un submarino, el casco actuará como el cono del altavoz de su sistema de sonido doméstico y producirá una onda sonora en el agua.

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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 palas, la tasa de las palas sería de 12 Hz. Como 12 Hz es un armónico de 2 Hz, la tasa de las palas y la sexta tasa del eje se reforzarían mutuamente, haciendo que la tasa de las palas sea mucho más fuerte.

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