ITBO20110382A1 - Apparato di sollevamento per un sommergibile e sommergibile comprendente detto apparato di sollevamento. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

APPARATO DI SOLLEVAMENTO PER UN SOMMERGIBILE E SOMMERGIBILE COMPRENDENTE DETTO APPARATO DI SOLLEVAMENTO.

La presente invenzione ha per oggetto un apparato di sollevamento per un sommergibile, o sottomarino ed un sommergibile, o sottomarino comprendente detto apparato di sollevamento.

La presente invenzione trova principale applicazione nel settore marino (o nautico), ed in particolare nella realizzazione di sommergibili militari.

I sommergibili, ed in particolare i sottomarini, della tecnica nota hanno la necessità di navigare, per periodi di tempo più o meno lunghi, a cavallo del pelo libero dell’acqua al fine di consentire la presa di aria dallo snorkel (ovvero un corpo tubolare ergentesi al di sopra dello scafo per garantire l'afflusso d'aria durante una navigazione a bassa profondità), per permettere un’osservazione periscopica, oppure in modo da consentire la comunicazione tramite apposite strumentazioni il cui funzionamento ottimale necessita della loro completa emersione.

Nel gergo, tale tipo di navigazione à ̈ chiamata “navigazione a quota periscopica†e prevede l’avanzamento dello scafo del sommergibile al di sotto del pelo libero dell’acqua con i soli dispositivi sopra menzionati (snorkel, periscopio, apparecchiature ottiche, radar o altri) in emersione.

Per quanto le due suddette quote possano differire leggermente, nel seguito, con la locuzione “quota periscopica†ci si riferirà, in generale e indifferentemente, sia alla quota periscopica che alla quota snorkel.

A tale proposito, ciascun sommergibile comprende uno o più apparati di sollevamento dei suddetti dispositivi. Ciascun apparato comprende una canna (in inglese mast) ergentesi dallo scafo del sommergibile lungo una direzione sostanzialmente verticale in modo tale da emergere dal pelo libero dell’acqua durante la suddetta navigazione a quota periscopica.

Generalmente, le canne sono in parte mobili (tipicamente in modo telescopico) in sollevamento od abbassamento tra una posizione ritratta, in cui un loro estremo libero à ̈ prossimo allo scafo, ed una posizione estratta, in cui tale estremo libero à ̈ distante dallo scafo.

Svantaggiosamente, quando sono in attraversamento del pelo libero dell’acqua, le canne perturbano l’acqua stessa in prossimità della superficie producendo un grande quantitativo di acqua bianca (o schiuma) nei pressi di ciascuna canna e determinando la creazione di una scia particolarmente turbolenta posteriormente ad esse.

Tali effetti sono dovuti al frangersi delle onde sulla canna ed alla perturbazione della vena fluida che ne consegue.

Considerando che i sommergibili (ed in particolare i sottomarini) sono progettati per essere difficilmente rintracciabili, questi inconvenienti assumono un’elevata rilevanza in quanto li rendono visibili otticamente anche a grande distanza.

Per ridurre la perturbazione dell’acqua à ̈ possibile agire sulla forma delle canne (in particolare della sezione) in modo da renderle il più possibile idrodinamiche.

La pubblicazione brevettuale US 7,204,197 si propone di risolvere il problema in tal modo, descrivendo un approccio specifico alla progettazione della forma della canna per ridurre l’effetto visivo della scia.

Svantaggiosamente, tale approccio trova un numero di applicazioni molto limitato, a causa dei vincoli dimensionali sulle canne o per ragioni costruttive e di costo.

In questa luce, nella pratica i profili delle canne sono voluminosi e tutt’altro che affusolati, ed anche nei casi di sezione classica (ovvero “a goccia†) l’efficacia sulla riduzione dell’acqua bianca e della scia stessa à ̈ minima.

Un’ulteriore soluzione a tale problema à ̈ nota dalla pubblicazione brevettuale US 1,272,873, in cui à ̈ descritto un dispositivo di riduzione della scia collegato al periscopio di un sottomarino.

Tale dispositivo comprende un occhiello calzato attorno al periscopio cui à ̈ collegato un telo flessibile avente un’estensione molto maggiore rispetto alla sezione del periscopio e realizzato con un materiale avente un peso specifico minore dell’acqua (ovvero galleggiante).

Più precisamente, il telo à ̈ collegato ad una traversa disposta frontalmente al periscopio e fissata all’occhiello tramite un apposito braccio aggettante dal periscopio e collocato al di sopra del pelo libero (ovvero in emersione).

Il telo dunque occupa un’area della superficie di galleggiamento (pelo libero) che si estende da una zona antistante al periscopio ed una zona posteriore al periscopio (con riferimento ad una direzione di avanzamento del sottomarino).

Tale telo ha la funzione di limitare le perturbazioni sul pelo libero dell’acqua smorzando principalmente gli effetti di scia dovuti all’attraversamento della linea di galleggiamento da parte del periscopio.

Svantaggiosamente tale soluzione à ̈ poco praticabile in quanto presenta un ingombro decisamente intollerabile e, pur risolvendo in parte il problema delle perturbazioni durante la navigazione a quota periscopica, introduce delle criticità nella navigazione subacquea.

Peraltro, si noti che la soluzione ivi descritta si prefigge di risolvere unicamente il problema della riduzione della scia, senza entrare nel merito della creazione di onde e schiume nei pressi del periscopio stesso.

Scopo del presente trovato à ̈ rendere disponibile un apparato di sollevamento ed un sommergibile che superino gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.

In particolare, à ̈ scopo del presente trovato mettere a disposizione un apparato di sollevamento per un sommergibile ed un sommergibile in grado di ridurre gli effetti visivi dell’acqua durante la navigazione a quota periscopica, in modo efficiente ed economico.

Detti scopi sono pienamente raggiunti dall’apparato di sollevamento e dal sommergibile oggetto della presente invenzione, comprendenti le caratteristiche di una o più delle rivendicazioni, ed in particolare da un apparato di sollevamento per un sommergibile, comprendente un elemento di guida (o primo corpo) sviluppantesi lungo un proprio asse di sviluppo principale ed alloggiabile in una porzione superiore di un sommergibile, una canna (o secondo corpo) scorrevolmente inserita in detto elemento di guida per scorrere lungo una direzione parallela a detto asse di sviluppo principale tra una posizione ritratta ed una posizione estratta al fine di emergere al di sopra del pelo libero dell’acqua, in attraversamento del pelo libero stesso, durante una navigazione alla quota periscopica del sommergibile e mezzi per la riduzione degli effetti visivi dell’acqua associati alla canna.

Secondo l’invenzione, i mezzi per la riduzione degli effetti visivi comprendono una tubatura presentante almeno un condotto di aspirazione dell’acqua avente una bocca di ingresso ricavata su detta canna e atta a generare una depressione nella vena fluida frontalmente alla canna durante la navigazione alla quota periscopica del sommergibile, ed almeno un condotto di scarico avente una bocca di uscita ricavata su detta canna e configurato per espellere l’acqua incamerata da detto condotto di aspirazione.

Tali caratteristiche risulteranno maggiormente evidenziate dalla descrizione seguente di una preferita forma realizzativa, illustrata a puro titolo esemplificativo e non limitativo nelle unite tavole di disegno, in cui:

- la figura 1 illustra una vista laterale schematica di un sommergibile secondo la presente invenzione;

- le figure 2-4 mostrano viste laterali schematiche di dell’apparato di sollevamento del sommergibile di figura 1, in differenti forme realizzative;

- le figure 5-8 mostrano viste laterali ed in pianta di differenti configurazioni dell’apparato di sollevamento secondo la presente invenzione.

Con riferimento alle allegate figure, con il numero 1 viene indicato un sommergibile secondo la presente invenzione.

Il sommergibile 1 à ̈ un'imbarcazione atta alla navigazione in superficie e che all'occorrenza può immergersi, per brevi o lunghi intervalli di tempo, e portare avanti una navigazione subacquea.

Nella presente invenzione, con il termine sommergibile vengono indicati, oltre ai sommergibili veri e propri, anche i sottomarini, ovvero mezzi navali progettati per operare principalmente in immersione ed in grado di navigare anche parzialmente in emersione.

In altre parole, il sottomarino à ̈ un’evoluzione del semplice sommergibile e può essere compreso in tale categoria.

Il sommergibile 1 comprende uno scafo 2 sviluppantesi longitudinalmente lungo una propria direzione principale “A†e configurato per operare in immersione al di sotto di un pelo libero “P†dell’acqua.

Tale scafo 2 presenta una forma allungata e preferibilmente dotata di una porzione anteriore 2a affusolata per aumentare la penetrazione dell’acqua in fase di navigazione.

Lo scafo 2 à ̈ dunque motorizzato per navigare lungo una propria direzione di avanzamento “B†, sia in immersione che in emersione (parziale).

Nella prassi, lo scafo 2 à ̈ provvisto di una coppia di scafi (non illustrati nel dettaglio) disposti l’uno all’interno dell’altro e tra i quali sono definite delle casse configurate per consentirne il riempimento o lo svuotamento (tramite apposite valvole) al fine di consentire sia la navigazione subacquea (casse piene) che in superficie (casse vuote).

Lo scafo 2 comprende inoltre una porzione superiore 2b (o dorso) da cui si erge una torretta 3 (o vela).

La torretta 3 definisce dunque una protrusione (o sporgenza) in corrispondenza della porzione superiore (o dorso) dello scafo 2 ergentesi ortogonalmente alla direzione principale “A†dello stesso.

Tale torretta 3 ha il compito di riunire in sé tutti i cablaggi per il controllo ed il funzionamento di una serie di dispositivi 15 (non illustrati nel dettaglio) di misura, comunicazione e ricarica del sommergibile. In particolare, la torretta 3 costituisce il supporto e la protezione di dispositivi 15 quali lo snorkel, i periscopi, le antenne radio, l’antenna radar, i visori ottici o simili (nonché di corrispondenti elementi di sollevamento).

In ogni caso, qualunque dispositivo 15 per il cui funzionamento sia necessaria o preferibile l’estrazione dall’acqua viene generalmente collegato alla torretta 3.

A tale proposito, i dispositivi 15 sono supportati da appositi elementi di supporto collegati alla torretta 3, i quali consentono loro di emergere dall’acqua (ovvero dal pelo libero “P†) durante la navigazione a quota periscopica del sommergibile 1.

Per “navigazione a quota periscopica†si intende comunemente un movimento del sommergibile 1 lungo una prefissata direzione di avanzamento “D†con lo scafo in immersione (i.e. interamente al di sotto del pelo libero “P†) ed i dispositivi 15 precedentemente descritti (tra cui appunto il periscopio, ove sia presente) emergenti dall’acqua.

Nel seguito, con la locuzione “quota periscopica†ci si riferirà in generale sia alla quota periscopica che alla quota snorkel.

In questa luce, il sommergibile 1 comprende almeno un apparato di sollevamento 4 configurato per sollevare i dispositivi 15 superiormente allo scafo 2, lungo un proprio asse di sviluppo principale “B†al fine di emergere al di sopra del pelo libero “P†, in attraversamento del pelo libero “P†stesso, durante la suddetta navigazione a quota periscopica del sommergibile.

In altre parole, il sommergibile 1 à ̈ dotato di almeno un corpo mobile verticalmente lungo un asse sostanzialmente ortogonale alla direzione principale “A†dello scafo 2. Preferibilmente, il sommergibile comprende apparati di sollevamento 4, ciascuno adibito al supporto (ed alla movimentazione) di almeno uno dei dispositivi 15 precedentemente elencati.

Nella forma realizzativa preferita, ciascun apparato di sollevamento 4 comprende una canna 6 (o elemento allungato) presentante una conformazione sostanzialmente prismatica e sviluppantesi, almeno in una sua configurazione operativa, a partire dalla torretta 3 in allontanamento dalla stessa (lungo una direzione sostanzialmente ortogonale alla direzione principale “A†dello scafo 2).

Preferibilmente, ciascun apparato di sollevamento 4 (ed in particolare la canna 6) à ̈ almeno in parte mobile in sollevamento ed abbassamento rispetto allo scafo 2 in modo da consentire una variazione della quota periscopica (ovvero la profondità di avanzamento durante la navigazione a quota periscopica).

Più precisamente, la canna 4 di sollevamento comprende un elemento di guida (o primo corpo) 5 sviluppantesi lungo l’asse di sviluppo principale “B†ed alloggiabile almeno in parte in una porzione superiore del sommergibile 1 (in particolare alloggiabile almeno in parte nella torretta 3).

L’elemento di guida 5 à ̈ dunque rigidamente collegato allo scafo 2 del sommergibile 1, preferibilmente alloggiato in un’apposita sede realizzata in corrispondenza della torretta 3.

Inoltre, l’apparato di sollevamento 4 comprende la suddetta canna 6, scorrevolmente inserita nell’elemento di guida 5 in modo da scorrere lungo una direzione parallela a detto asse di sviluppo principale “B†tra una posizione ritratta ed una posizione estratta al fine di emergere al di sopra del pelo libero “P†dell’acqua, in attraversamento del pelo libero “P†stesso, durante una navigazione alla quota periscopica del sommergibile 1.

I dispositivi 15 di misura e/o comunicazione e/o rilevamento e/o ricarica d’aria (snorkel) sono collegati ad un estremo libero 6a della canna 6 in modo da emergere completamente dall’acqua durante la navigazione a quota periscopica.

Dunque, l’apparato di sollevamento 4 presenta sostanzialmente una struttura telescopica in grado di variare la quota della canna 6 (e quindi dei dispositivi ad essa collegati) durate la navigazione a quota periscopica.

In altre parole, la canna 6 à ̈ telescopicamente collegata all’elemento di guida 5.

In alcune realizzazioni, la canna 6 a sua volta à ̈ composta da due elementi che sono scorrevolmente collegati telescopicamente uno all'altro.

Preferibilmente, l’elemento di guida 5 e la canna 6 sono definiti da elementi allungati (o barre) tra loro compenetranti e tra loro scorrevolmente associati.

Dunque, l’elemento di guida 5 comprende una cavità (non illustrata in dettaglio) estendentesi parallelamente all’asse di sviluppo “B†in cui à ̈ scorrevolmente inserita la canna 6.

Preferibilmente, nella posizione ritratta, la canna 6 à ̈ quasi completamente inserita nell’elemento di guida 5, dal quale rimane estratto unicamente il dispositivo o i dispositivi 15 associato/i alla canna 6 stessa.

In uso, la canna 6 à ̈ configurata per variare la propria quota (ovvero la propria porzione estratta dall’elemento di guida 5) fino ad un massimo, in cui à ̈ quasi totalmente estratta dall’elemento di guida 5.

In questo modo, specie in condizioni di mare agitato, non à ̈ necessario movimentare lo scafo, ma à ̈ sufficiente movimentare la canna 6 di ciascun apparato di sollevamento 4 al fine di mantenere i corrispondenti dispositivi 15 alla corretta quota.

In forme realizzative alternative (più rudimentali) le canne sono solidali allo scafo e non presentano alcuna porzione scorrevole.

In tali forme realizzative dunque la canna à ̈ definita da un elemento allungato solidale allo scafo e protrudente superiormente ad esso.

In questa luce, tutte le considerazioni che nel prosieguo verranno effettuate circa la canna 6 dell’apparato di sollevamento 4 (ovvero mobile) potrebbero essere ugualmente valide per l’unico elemento allungato definente una canna monolitica protrudente dallo scafo.

Si noti che, durante la navigazione a quota periscopica, ciascuna canna 6 subisce una forte azione di resistenza all’avanzamento da parte dell’acqua.

Come à ̈ noto, la presenza delle canne 6 emergenti dal pelo libero “P†comporta, durante l’avanzamento a quota periscopica, la nascita di importanti effetti visivi (formazione di schiuma e nascita di una scia persistente) dovuti alla brusca diminuzione di velocità della vena fluida al contatto con la canna 6 in prossimità del pelo libero “P†.

In altre parole, la brusca diminuzione di velocità della vena fluida (ovvero l’insieme dei filetti fluidi che scorrono in prossimità della canna 6) all’impatto con la canna 6, comporta un rapido aumento della pressione nella zona immediatamente antecedente la canna 6 stessa, il che porta alla formazione di un’onda avente uno sviluppo verticale particolarmente rimarcato.

A tale proposito, il sommergibile 1 (ed in particolare l’apparato di sollevamento 4) comprende mezzi 13 di riduzione degli effetti visivi dell’acqua, configurati per modificare il campo di pressione dell’acqua in prossimità della canna 6.

Secondo l’invenzione, i mezzi 13 comprendono una tubatura 7 per il passaggio dell’acqua presentante almeno un condotto di aspirazione 8 dell’acqua avente origine in corrispondenza di una prima porzione periferica 6b della canna 6 ed almeno un condotto di scarico 9 sfociante in corrispondenza di una seconda porzione periferica 6c della canna 6 e configurato per espellere l’acqua incamerata dal condotto di aspirazione 8.

Si noti che con “porzione periferica†à ̈ intesa una zona definita lungo il perimetro di una sezione trasversale (ovvero ortogonale alla direzione di sviluppo “B†) della canna 6.

Dunque, la tubatura 7 Ã ̈ configurata (o conformata) per generare una depressione (e quindi un effetto di risucchio) in corrispondenza del condotto di aspirazione 8 ed una corrispondente spinta (ovvero un getto di acqua) in corrispondenza del condotto di scarico 9.

Più precisamente, il condotto di aspirazione 8 della tubatura 7 comprende una bocca di ingresso 8a realizzata sulla canna 6, frontalmente ad essa (ovvero in corrispondenza della prima porzione periferica 6b), atta a definire un bordo di attacco per la vena fluida durante una navigazione alla quota periscopica del sommergibile 1.

Dunque, la prima porzione periferica 6b (e quindi la bocca di ingresso 8a) Ã ̈ definita in una semiparte anteriore della canna 6.

In altre parole, la prima porzione periferica 6b à ̈ sostanzialmente affacciata verso la porzione anteriore 2a dello scafo 2 del sommergibile.

I termini “anteriore†e “posteriore†, o sinonimi degli stessi, verranno nel seguito utilizzati con riferimento alla direzione di avanzamento del sommergibile 1.

Vantaggiosamente, in questo modo la tubatura 7 modifica il campo di pressione della vena fluida in corrispondenza della canna 6 (ovvero l’insieme di filetti fluidi che scorrono in prossimità della canna 6), riducendo così gli effetti visivi quali schiuma bianca e scia turbolenta durante la navigazione a quota periscopica.

A seconda della forma realizzativa, l’apparato di sollevamento 4 può comprendere uno o più condotti di aspirazione 8 e uno o più condotto di scarico 9.

In particolare, il condotto di aspirazione 8 à ̈ operativamente attivo sulla vena fluida incidente con la canna 6 risucchiandola, e conseguentemente generando una depressione frontalmente alla canna 6 stessa in modo da ridurre la violenza dell’onda che si genera al contatto con la vena fluida.

Il condotto di scarico 9 della tubatura 7 comprende una bocca di uscita 9a realizzata sulla superficie periferica della canna 6, ed in particolare in corrispondenza di una seconda porzione periferica 6c della stessa.

In altre parole, la bocca di uscita 9a à ̈ ricavata su una superficie laterale (perimetrale) della canna 6.

In una prima forma realizzativa, la seconda porzione periferica 6c della canna 6 (e di conseguenza la bocca di uscita 9a) Ã ̈ definita in una semiparte posteriore della canna 6 stessa.

Dunque, in tale forma realizzativa, la bocca di ingresso 8a e bocca di uscita 9a sono definite rispettivamente nella semiparte anteriore e nella semiparte posteriore dello stesso.

In tale modo, la bocca di ingresso 8a riduce la pressione anteriormente alla canna 6 e la bocca di uscita 9a riduce la depressione che si crea nel moto di avanzamento.

In una seconda forma realizzativa, sia la prima 6b che la seconda porzione periferica 6c sono definite in una semiparte anteriore della canna 6.

Dunque, in tal caso anche sia la bocca di ingresso 8a che la bocca di uscita 9a sono realizzate (ricavate) anteriormente alla canna 6 (ovvero nella semiparte anteriore).

In tale forma di realizzazione, la bocca di uscita 9a à ̈ orientata tangenzialmente ad una periferia della canna 6 per generare un flusso d’acqua scorrevole tangenzialmente alla canna 6 stessa.

Più precisamente, il condotto di scarico 9 comprende una porzione terminale, sfociante nella bocca di uscita 9a, orientato tangenzialmente ad un perimetro (superficie perimetrale) della canna 6 per generare un flusso d’acqua scorrevole tangenzialmente alla canna 6 stessa. In altre parole, la porzione terminale à ̈ sostanzialmente definita da un ugello (ovvero presenta una geometria convergente) collocato anteriormente alla canna 6 (e quindi anteriormente all’apparato di sollevamento 4) ed orientato tangenzialmente alla canna 6 stesso in modo da creare un velo (flusso) d’acqua aderente alla superficie della canna 6 stessa.

Questa tipologia bocca di uscita 9a ha la funzione di contribuire a ridurre la pressione frontalmente alla canna in seguito ad un effetto di trascinamento viscoso dell’acqua.

Ovviamente, tali forme di realizzazione possono essere combinate.

Infatti, come già accennato, la tubatura 7 può comprendere più di un condotto di scarico 9 e più di una bocca di uscita 9a.

In questa luce, à ̈ possibile prevedere una pluralità di bocche di uscita 9a disposte nella semiparte posteriore dell’apparato di sollevamento 4 (ed in particolare della canna 6), una pluralità di bocche di uscita 9a disposte nella semiparte anteriore dell’apparato di sollevamento 4 oppure una pluralità di bocche di uscita 9a in parte disposte nella semiparte posteriore ed in parte nella semiparte anteriore.

Le bocche di uscita 9a, oltre ai diversi posizionamenti, possono assumere diverse conformazioni, in funzione dell’effetto che si desidera ottenere.

In questa luce, ciascuna bocca di uscita può presentare la conformazione di un ugello, può essere definita da una semplice apertura, oppure essere schermata da una griglia.

La bocca di uscita 9a conformata ad ugello consente di direzionare e forzare il flusso d’acqua scaricato in una direzione precisa, in modo da ridurre la turbolenza.

La bocca di uscita 9a schermata da una griglia consente di allineare i filetti della vena fluida scaricata per diminuirne la turbolenza (e conseguentemente l’effetto di scia prodotto).

In analogia, si noti che anche le bocche di ingresso 8a possono essere più di una, collegate tutte ad un medesimo condotto di aspirazione 8 oppure ciascuna ad un rispettivo condotto di aspirazione 8.

Inoltre, anche la bocca di ingresso 8a può assumere differenti conformazioni (ugello, apertura divergente/convergente).

Preferibilmente, l’apparato di sollevamento 4 comprende un elemento sporgente 11 aggettante frontalmente alla canna 6, in avvicinamento alla porzione anteriore 2a dello scafo 2.

In altre parole, l’elemento sporgente 11 protrude dalla prima porzione periferica 6b della canna 6.

Vantaggiosamente, tale elemento sporgente 11 determina un’alterazione (o meglio un’ulteriore alterazione) del campo di pressione dell’acqua in prossimità dell’elemento sporgente 11 stesso.

Inoltre, tale elemento sporgente 11 determina uno spostamento in avanti rispetto alla direzione del moto del sommergibile del condotto di aspirazione 8, in modo da ottimizzare il punto di massima depressione sul bordo di attacco 6a.

In questo modo si può ottimizzarne l'effetto della tubatura 7 localizzando la depressione massima sul profilo di attacco della canna 6.

L’elemento sporgente 11 à ̈ conformato in modo che tale ulteriore alterazione del campo di pressione comporti la generazione di una depressione in corrispondenza della prima porzione periferica 6b della canna 6, durante la navigazione ad una prefissata velocità di avanzamento alla quota periscopica.

Più precisamente, una portata d’acqua incidente con la canna 6 viene aspirata dal condotto di aspirazione 8, non generando così alcun tipo di schiuma.

La restante porzione della vena fluida viene invece deviata dall’elemento sporgente 11 attorno ad esso, il che ne forza un aumento della velocità ed una conseguente diminuzione di pressione, così da ridurre l’effetto visivo dato dall’impatto tra la vena fluida stessa e la canna 6.

Si noti che, la prefissata velocità di cui sopra à ̈ una velocità di avanzamento del sommergibile 1 compresa in un predeterminato intervallo (range) di valori, in base ai quali il sommergibile 1 viene progettato.

In altre parole, la prefissata velocità à ̈ assimilabile alla (o alle) velocità di progetto del sommergibile 1. Preferibilmente, la bocca (o le bocche) di ingresso 8a à ̈ collocata in corrispondenza dell’elemento sporgente 11. Vantaggiosamente, ciò consente di combinare l’effetto dell’aspirazione e l’effetto di deviazione della vena fluida per ottimizzare lo smorzamento degli effetti visivi.

Infatti, l’elemento sporgente 11 non à ̈ altro che un corpo presentante un volume ed una rigidezza tali da impartire alla vena fluida un cambio di traiettoria rispetto a quella che percorrerebbe in assenza dell’elemento 11 stesso.

Dunque, l’elemento sporgente 11 à ̈ di tipo rigido in modo da esercitare un'azione sull'acqua e non viceversa. Nella forma realizzativa preferita, l’elemento sporgente 11 à ̈ realizzato in metallo.

In tal modo, l’elemento sporgente 11 impone alla vena fluida di percorrere un tragitto allungato attorno ad esso, aumentandone la velocità e generando così una corrispondente diminuzione di pressione in una zona immediatamente antistante (anteriore) alla canna 6.

La creazione di tale depressione rende meno critico il successivo aumento della pressione stessa, riducendo enormemente gli effetti visivi ad esso correlati.

Si noti che l’elemento sporgente 11 à ̈ configurato per operare al di sotto del pelo libero “P†, in prossimità dello stesso.

In condizioni d'uso, a causa della non linearità del pelo libero “P†, l’elemento sporgente 11 può lavorare ugualmente bene in corrispondenza del pelo libero “P†stesso o a cavallo dello stesso.

In altre parole, l’elemento sporgente 11 lavora in condizione di immersione o semi-immersione.

Preferibilmente, l’elemento sporgente 11 presenta la conformazione (sagoma) di un bulbo (in uso) aggettante frontalmente alla canna 6.

Con il termine “bulbo†si intende un elemento sostanzialmente tozzo presentante uno sviluppo longitudinale limitato (rispetto al suo sviluppo trasversale) in modo da deviare il flusso d’acqua in prossimità della canna 6.

Tale elemento sporgente 11 (o bulbo) può avere conformazioni differenti in funzione di diversi parametri, tra cui una velocità di progetto del sommergibile 1.

L’elemento sporgente 11 può presentare una sagoma poco idrodinamica, ovvero poco affusolata al fine di subire un forte resistenza all'avanzamento da parte dell'acqua. In questo modo, l'effetto del bulbo sulla vena fluida risulta particolarmente “violento†.

Alternativamente, il corpo 6 presenta una conformazione più affusolata in modo da generare un’onda più smorzata, la quale ha un effetto più smorzato sulla vena fluida. Tutte queste sono considerazioni di carattere progettuale e necessitano di approfondimenti sperimentali, in quanto variano in funzione di parametri quali dimensioni della canna, velocità di progetto, effetto preponderante sulla creazione di schiuma, effetto preponderante sulla generazione della scia o altri.

In una forma realizzativa non illustrata, il condotto di scarico 9 presenta un’unica bocca di uscita 9a presentante la conformazione di un ugello e collocata posteriormente alla canna 6, sostanzialmente in asse con la corrispondente bocca di ingresso 8a del condotto di aspirazione 8.

Nella forma realizzativa di figura 5, le bocche di uscita 9a sono due, ciascuna definita da una rispettiva apertura. Tali aperture sono orientate in modo da far fluire l’acqua espulsa lungo direzioni tra loro divergenti. In altre parole, le aperture presentano assi centrali (non illustrati) sviluppantisi in allontanamento reciproco.

Nella forma realizzativa di figura 7, le bocche di uscita 9a sono due, entrambe disposte in una semiparte posteriore della canna 6 ed orientate in allontanamento reciproco. Ciascuna di tali bocche di uscita 9a comprende una griglia 41 che le scherma per allineare i filetti della vena fluida scaricata diminuendone così la turbolenza.

Infatti, la griglia 41 presenta una maglia che suddivide la vena fluida in una pluralità di flussi paralleli meno turbolenti.

Con riferimento alla figura 8, la tubatura comprende una singola bocca di ingresso 8a ed una coppia di bocche di uscita 9a anch’esse disposte nella semiparte anteriore dell’apparato di sollevamento 4 (in particolare della canna 6) ed orientate in modo da contribuire a ridurre la pressione frontalmente alla canna 6 in seguito ad un effetto di trascinamento viscoso dell’acqua. Si noti che in tale forma realizzativa le bocche di uscita 9a sono conformate sostanzialmente ad ugello in modo da rafforzare l’effetto di trascinamento.

Una simile forma di realizzazione (non illustrata), prevede la presenza dell’elemento sporgente 11, nel quale sono realizzate una o più bocche di ingresso 8a. Anche in tale forma realizzativa, le bocche di uscita 9a sono disposte nella semiparte anteriore dell’apparato di sollevamento 4 (in particolare della canna 6), orientate e conformate (ad ugello) in modo da contribuire a ridurre la pressione frontalmente alla canna in seguito ad un effetto di trascinamento viscoso dell’acqua.

Preferibilmente, la tubatura 7 Ã ̈ provvista di un organo di pompaggio 10 interposto tra il condotto di aspirazione 8 ed il condotto di scarico 9.

Tale organo di pompaggio 10 à ̈ configurato per risucchiare l’acqua dal condotto di aspirazione 8 ed espellerla dal condotto di scarico 9.

Vantaggiosamente, in questo modo l’effetto di alterazione del campo di pressione nell’intorno della canna 6 à ̈ notevolmente aumentato e la riduzione degli effetti visivi resa più efficiente.

Nella forma realizzativa preferita, l’organo di pompaggio 10 à ̈ definito da una pompa 10a collegata alla bocca di ingresso 8a (o alle bocche di ingresso) tramite il condotto di aspirazione 8 ed alla bocca di uscita 9a (o alle bocche di uscita) tramite il condotto di scarico 9.

Tale pompa 10a può essere collocata opportunamente nell’apparato di sollevamento 4 e può essere di diverso tipo (fluidodinamico, volumetrico, o altri).

Si noti che, l’organo di pompaggio 10 può essere considerato un dispositivo di movimentazione dell’acqua, configurato per prelevare l’acqua in un punto (bocca di ingresso 8a) e per espellerla in un altro (bocca di uscita 9a).

Preferibilmente, l’apparato di sollevamento 4 comprende mezzi di movimentazione 12 della bocca di ingresso 8a e/o della bocca di uscita 9a tra una posizione prossimale all’estremo libero 6a della canna 6 ed una posizione distale dall’estremo libero 6a al fine di mantenere la bocca di ingresso 8a e/o la bocca di uscita 9a in prossimità del pelo libero “P†durante la navigazione a quota periscopica del sommergibile 1.

Vantaggiosamente, i mezzi di movimentazione 12 variano la quota della bocca di ingresso 8a e/o della bocca di uscita 9a per mantenerle alla quota ottimale per il loro funzionamento.

Di particolare interesse à ̈ la movimentazione della bocca di ingresso 8a, in quanto determina in modo diretto l’efficacia di riduzione della schiuma e dell’onda frangente.

Tuttavia, la collocazione (quota) della bocca di uscita 9a ha una rilevanza non trascurabile nel combattere la formazione della scia.

Si noti che la quota (ovvero la distanza della bocca dal pelo libero “P†) della bocca di ingresso 8a può essere differente dalla quota della bocca di uscita, in funzione di specifiche di progetto e del tipo di bocca (ugello, griglia, o altri).

Preferibilmente, i mezzi di movimentazione 12 comprendono un dispositivo di scorrimento 51 per movimentare la bocca di ingresso 8a e/o la bocca di uscita 9a lungo la canna 6, in avvicinamento ed allontanamento dall’estremo libero 6a della canna 6 stessa.

A tale proposito, la prima porzione periferica 6b della canna 6 (ovvero la porzione anteriore) comprende una fessura 52 passante, presentante un’estensione maggiore o uguale alla bocca di ingresso 8a.

La prima porzione periferica 6b della canna 6 comprende inoltre una parete 53, attestata alla fessura 52 per occluderla almeno in parte.

In particolare, la parete 53 presenta un’apertura 53a definente la bocca di ingresso 8a.

La parete 53 à ̈ scorrevole lungo la fessura 52 in modo da traslare l’apertura 53a lungo la canna 6 (ovvero lungo l’asse di sviluppo “B†) in modo da mantenersi in prossimità del pelo libero “P†.

In altre parole, la parete 53 à ̈ scorrevole lungo la fessura 52 in modo da movimentare l’apertura 53a (e di conseguenza la bocca di ingresso 8a) in avvicinamento ed allontanamento dall’estremo libero 6a della canna 6.

A tale proposito, i mezzi di movimentazione 12 (ed in particolare il dispositivo di scorrimento 51) sono collegati alla parete 53 per movimentarla lungo la fessura 52 in avvicinamento ed allontanamento da un estremo libero 6a della canna 6 al fine di variare la quota dell’apertura 53a durante la navigazione a quota periscopica del sommergibile 1.

Il dispositivo di scorrimento 51 può essere di tipo elettrico (ad esempio un motore brushless), meccanico (ad esempio un cinematismo biella-manovella), elettromeccanico, idraulico o pneumatico (ad esempio pistoni o cilindri).

Preferibilmente (per ragioni che saranno maggiormente chiare ne seguito), la parete 53 comprende una coppia di piastre 54 tra loro allineate e distanziate di uno spazio definente l’apertura 53a.

In altre parole, le due piastre 54 sono sostanzialmente complanari, definendo così la parete 53.

Preferibilmente, le due piastre 54 sono scorrevoli in avvicinamento ed allontanamento reciproco per variare la dimensione dell’apertura 53a (ovvero la luce di passaggio dell’acqua).

In analogia, anche la bocca di uscita 9a può essere movimentata nello stesso modo, ovvero tramite lo scorrimento (impartito da un apposito attuatore) di una propria parete forata lungo una fessura realizzata nella seconda porzione periferica 6c della canna 6.

Inoltre, anche la parete della bocca di uscita 9a può essere definita da due piastre mobili in avvicinamento od allontanamento reciproco, analoghe a quelle precedentemente descritte.

In una forma realizzativa alternativa (o complementare), la bocca di ingresso 8a e/o la bocca di uscita 9a sono definite da corpi tubolari sporgenti dalla canna 6.

In particolare, la bocca di ingresso 8a à ̈ definita da un becco 31 sporgente dalla canna 6 (sporgente radialmente, cioà ̈ in allontanamento dall’asse di sviluppo “B†).

Analogamente, la bocca di uscita 9a à ̈ definita da un ugello 32 sporgente dalla canna 6 (sporgente radialmente, cioà ̈ in allontanamento dall’asse di sviluppo “B†).

In tale forma realizzativa, i mezzi di movimentazione 12 comprendendo un dispositivo di rotazione 33 collegato al becco 31 ed all’ugello 32 per metterlo in rotazione attorno ad un proprio asse di rotazione “C†.

Si noti che potrebbe essere mobile per rotazione anche solo uno tra il becco 31 e l’ugello 32, e conseguentemente il dispositivo di rotazione 33 potrebbe essere collegato solo ad uno di essi.

Tale asse di rotazione “C†à ̈ preferibilmente ortogonale all’asse di sviluppo “B†tra una prima posizione angolare, in cui determina almeno in parte la posizione prossimale della bocca di ingresso 8a e/o di uscita 9a, ed una seconda posizione angolare, in cui determina almeno in parte la posizione distale della stessa.

In particolare, nella prima posizione angolare il primo 31 Ã ̈ orientato in allontanamento dallo scafo 2 del sommergibile 1.

Al contrario, nella seconda posizione angolare, il primo 31 Ã ̈ orientato in avvicinamento dallo scafo 2 del sommergibile 1.

Analoghe posizioni possono essere assunte dal secondo ugello 32, qualora questo sia girevole.

Anche in tal caso, il dispositivo di rotazione 33 può essere di diversi tipi, come elettrico (elettromeccanico) o meccanico.

Per consentire di mantenere le bocche (di uscita 9a e/o ingresso 8a) alla corretta quota, l’apparato di sollevamento 4 comprende un sensore 17 di profondità configurato per rilevare dati rappresentativi della propria profondità rispetto al pelo libero “P†dell’acqua.

Inoltre, l’apparato di sollevamento 4 comprende un’unità di controllo 18 collegata al sensore 17 ed ai mezzi di movimentazione 12, predisposta per ricevere un segnale rappresentativo della profondità rilevata da detto sensore 17 e configurata per comandare i mezzi di movimentazione 12 in funzione di tale segnale.

Vantaggiosamente, in questo modo la quota delle bocche 8a, 9a à ̈ gestita in automatico dall’unità di controllo 18 e non necessita di alcun intervento da parte dell’operatore a bordo del battello.

Alternativamente, il sensore 17 può essere configurato per mettere a disposizione dell’operatore dato rappresentativo della profondità. In tale circostanza, l’operatore agire sui mezzi di movimentazione 12 o direttamente sulla profondità del sommergibile 1 tramite un apposito pannello di controllo/comando (no illustrato).

Si noti che il sensore potrebbe essere anche corrispondente al sensore di profondità del sommergibile 1, senza la necessità di utilizzare un apposito sensore per l’apparato di sollevamento 4.

Preferibilmente, inoltre, l’apparato di sollevamento 4 comprende un sistema di regolazione 19 della portata d’acqua aspirata dal condotto di aspirazione 8 e/o della portata d’acqua rilasciata dal condotto di scarico 9. Tale sistema 19 agisce sulla portata aspirata (ovvero gestita) dall’organo di pompaggio 10, variando la sezione della bocca di ingresso 8a e la potenza dell’organo di pompaggio 10 stesso.

Al fine di variare la sezione della bocca di ingresso 8a (e della bocca di uscita 9a), le due piastre 54 precedentemente menzionate vengono movimentate (da un apposito attuatore) in allontanamento o avvicinamento reciproco. Tale movimento à ̈ preferibilmente governato dall’unità di controllo 18.

In altre parole, il sistema di regolazione 19 comprende un elemento di occlusione associato alla bocca di ingresso 8a e commutabile tra una configurazione non operativa, in cui consente l’ingresso dell’acqua nel condotto di aspirazione 8, ed una configurazione operativa, in cui occlude la bocca di ingresso 8a.

Preferibilmente, l’elemento di occlusione à ̈ definito dalle piastre 54 mobili in avvicinamento per occludere l’apertura 53a.

Dunque, le piastre 54 sono movimentabili in avvicinamento reciproco fino alla chiusura completa dell’apertura 53a.

Vantaggiosamente, ciò consente di evitare l’attraversamento della tubatura 7 da parte della vena fluida durante la navigazione subacquea del sommergibile 1.

Si noti che in tale configurazione, il sistema di regolazione 19 ed i mezzi di movimentazione 12 in parte coincidono.

L’unità di controllo 18 à ̈ inoltre predisposta per aumentare o diminuire l’operatività (ovvero la potenza) dell’organo di pompaggio 10 in funzione della portata di acqua da far fluire nella tubatura 7.

Preferibilmente, l’apparato di sollevamento 4 à ̈ associato ad un sensore 21 di velocità configurato per rilevare dati rappresentativi della velocità di avanzamento del sommergibile 1.

In tal modo, à ̈ possibile per l’operatore (tramite il succitato pannello di controllo) la gestione della portata di fluido in attraversamento della tubatura 7 (e dell’organo di pompaggio 10) in funzione della velocità di crociera del sommergibile.

Vantaggiosamente, la portata viene così controllata in base alla velocità di avanzamento del battello per regolare proporzionalmente il flusso di acqua utile alla compensazione della pressione.

Preferibilmente, l’unità di controllo 18 à ̈ associata al sensore 21 di velocità ed al sistema di regolazione 19 per ricevere un segnale rappresentativo della velocità di avanzamento rilevata dal sensore 21 ed à ̈ configurata per comandare il sistema di regolazione 19 della portata in funzione di tale segnale.

In questo modo, l’operatore à ̈ sgravato dal compito di gestire con continuità la portata dell’organo di pompaggio, aumentando l’efficienza smorzante della tubatura 7.

Analogamente a quanto detto in precedenza, anche in tal caso l’ulteriore sensore potrebbe essere configurato per mettere a disposizione dell’operatore informazioni circa la velocità del sommergibile, il quale avrebbe la possibilità di regolare la portata della tubatura 7 tramite un apposito pannello di controllo o controller (che in tale forma realizzativa fa parte del sistema di regolazione).

L'invenzione raggiunge gli scopi preposti e consegue importanti vantaggi.

Infatti, la presenza della tubatura in attraversamento della canna consente di diminuire la pressione dell'acqua in corrispondenza della canna stessa, riducendone gli effetti visivi (schiuma e scia).

Vantaggiosamente, la presenza di un organo di pompaggio incrementa l’efficienza e l’efficacia della tubatura, consentendo di massimizzarne gli effetti.

La possibilità di regolare la portata attraversante la tubatura ottimizza l’effetto smorzante della tubatura stessa in funzione della velocità di avanzamento del sommergibile.

Inoltre, tale ottimizzazione à ̈ ulteriormente favorita dalla possibilità di movimentare le bocche in avvicinamento ed allontanamenti dallo scafo tramite un'apposita unità di controllo.

La presenza dell’unità di controllo che gestisce tutti i segnali rilevati dal sensore e dall’ulteriore sensore per comandare i mezzi di movimentazione ed il sistema di regolazione sgrava l’operatore da numerosi compiti, rendendolo disponibile per altre operazioni a bordo del sommergibile.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato di sollevamento per un sommergibile, comprendente: - un elemento di guida (5) sviluppantesi lungo un proprio asse di sviluppo principale (B) ed alloggiabile in una porzione superiore di un sommergibile (1); - almeno una canna (6) scorrevolmente inserita in detto elemento di guida (5) per scorrere lungo una direzione parallela a detto asse di sviluppo principale (B) tra una posizione ritratta ed una posizione estratta al fine di emergere al di sopra del pelo libero (P) dell’acqua, in attraversamento del pelo libero (P) stesso, durante una navigazione alla quota periscopica del sommergibile (1); - mezzi (13) per la riduzione degli effetti visivi dell’acqua associati alla canna (6); caratterizzato dal fatto che detti mezzi (13) per la riduzione degli effetti visivi comprendono una tubatura (7) presentante almeno un condotto di aspirazione (8) dell’acqua avente una bocca di ingresso (8a) ricavata su detta canna (6) e atta a generare una depressione nella vena fluida frontalmente alla canna (6) durante la navigazione alla quota periscopica del sommergibile (1), ed almeno un condotto di scarico (9) avente una bocca di uscita (9a) ricavata su detta canna (6), detto condotto di scarico (9) essendo configurato per espellere l’acqua incamerata da detto condotto di aspirazione (8).
2. 2. Apparato di sollevamento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la tubatura (7) à ̈ provvista di un organo di pompaggio (10) interposto tra il condotto di aspirazione (8) ed il condotto di scarico (9) e configurato per risucchiare l’acqua dal condotto di aspirazione (8) ed espellerla dal condotto di scarico (9).
3. 3. Apparato di sollevamento secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di movimentazione (12) della bocca di ingresso (8a) e/o della bocca di uscita (9a) in avvicinamento ed allontanamento da un estremo libero (6a) della canna (6) al fine di mantenere detta bocca di ingresso (8a) e/o detta bocca di uscita (9a) in prossimità del pelo libero (P) durante la navigazione a quota periscopica del sommergibile (1).
4. 4. Apparato di sollevamento secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta bocca di ingresso (8a) à ̈ definita da un becco (31) sporgente frontalmente a detta canna (6) e/o detta bocca di uscita (9a) à ̈ definita da un ugello (32) sporgente dalla canna (6); detti mezzi di movimentazione (12) comprendendo un organo di rotazione (33) collegato al becco (31) e/o all’ugello (32) per metterlo in rotazione attorno ad un proprio asse di rotazione (C), ortogonale a detto asse di sviluppo principale (B), tra una prima posizione angolare, in cui definisce una posizione sollevata della bocca (8a, 9a), ed una seconda posizione angolare, in cui definisce una posizione abbassata della bocca (8a, 9a).
5. 5. Apparato di sollevamento secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la canna (6) comprende almeno una fessura (52) realizzata in corrispondenza di una propria superficie laterale ed una parete (53), attestata a detta fessura (52) per occluderla almeno in parte e presentante un’apertura (53a) definente la bocca di ingresso (8a) e/o la bocca di uscita (9a); detti mezzi di movimentazione (12) comprendendo un organo di scorrimento (51) collegato a detta parete (53) per movimentarla lungo la fessura (52) in avvicinamento ed allontanamento da un estremo libero (6a) della canna (6) al fine di variare la quota di detta apertura (53a) durante la navigazione a quota periscopica del sommergibile (1).
6. 6. Apparato di sollevamento secondo una qualunque delle rivendicazioni dalla 3 alla 5, caratterizzato dal fatto di comprendere un sensore di profondità (17) configurato per rilevare dati rappresentativi della propria profondità rispetto al pelo libero (P) dell’acqua; detta canna (4) comprendendo inoltre un’unità di controllo (18) collegata al sensore (17) ed ai mezzi di movimentazione (12), predisposta per ricevere un segnale rappresentativo della profondità rilevata da detto sensore (17) e configurata per comandare i mezzi di movimentazione (12) in funzione di detto segnale.
7. 7. Apparato di sollevamento secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un sistema di regolazione (19) della portata d’acqua attraversante la tubatura (7).
8. 8. Apparato di sollevamento secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto sistema di regolazione (19) comprende almeno un elemento di occlusione associato alla bocca di ingresso (8a) e commutabile tra una configurazione non operativa, in cui consente l’ingresso dell’acqua nel condotto di aspirazione (8), ed una configurazione operativa, in cui occlude detta bocca di ingresso (8a).
9. 9. Apparato di sollevamento secondo la rivendicazione 7 o 8, caratterizzato dal fatto di comprendere un sensore di velocità (21) configurato per rilevare dati rappresentativi della velocità di avanzamento del sommergibile (1); detta canna (4) comprendendo inoltre un’unità di controllo (18) collegata al sensore di velocità (21) ed al sistema di regolazione (19) della portata, predisposta per ricevere un segnale rappresentativo della velocità di avanzamento rilevata da detto sensore di velocità (21) e configurata per comandare il sistema di regolazione (19) della portata in funzione di detto segnale.
10. 10. Apparato di sollevamento secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la bocca di ingresso (8a) e la bocca di uscita (9a) sono definite rispettivamente in una semiparte anteriore ed in una semiparte posteriore dello stesso.
11. 11. Apparato di sollevamento secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto di comprendere una griglia disposta in corrispondenza di detta bocca di uscita (9a) e atta allineare i filetti della vena fluida scaricata dalla bocca di uscita (9a) stessa.
12. 12. Apparato di sollevamento secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 9, caratterizzato dal fatto che la bocca di ingresso (8a) e la bocca di uscita (9a) sono entrambe definite in una semiparte anteriore della canna (6); detto condotto di scarico (9) comprendendo una porzione terminale sfociante in detta bocca di uscita (9a) ed orientato tangenzialmente ad un perimetro di detta canna (6) per generare un flusso d’acqua scorrevole tangenzialmente alla canna (6) stessa.
13. 13. Apparato di sollevamento secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un elemento sporgente (11) frontalmente alla canna (6), per spostare anteriormente il condotto di aspirazione (8) rispetto alla canna (6) e determinare un’alterazione del campo di pressione dell’acqua in prossimità dell’elemento sporgente (11) stesso, e conformato in modo che detta alterazione del campo di pressione comporti la generazione di una depressione antecedente alla canna (6), durante la navigazione del sommergibile alla quota periscopica; detta bocca di ingresso (8a) del condotto di aspirazione essendo realizzata in corrispondenza di detto elemento sporgente (11).
14. 14. Sommergibile comprendente: - uno scafo (2) sviluppantesi longitudinalmente lungo una propria direzione principale (A) e configurato per operare in immersione al di sotto di un pelo libero (P) dell’acqua; - almeno un apparato di sollevamento (4) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti.