Studio idroacustico delle diverse forme di prora di un sommergibile

                Introduzione 
Il Sommergibile o Sottomarino è salito alla ribalta durante la I
a
 Guerra Mondiale, quando la 
Germania Imperiale ha dimostrato tutte le sue potenzialità per la prima volta dopo un lungo 
processo di sviluppo portato avanti da una grande schiera di inventori. 
La costruzione del primo Sommergibile realmente funzionante è ufficialmente accreditata ad 
un Olandese, Cornelius Van Drebel, nel 1620; egli fece una dimostrazione del suo battello, 
propulso a remi, nel Tamigi, a Londra, e convinse persino, così si narra, Re Giacomo I a 
prendervi parte. 
Dagli inizi del diciottesimo secolo numerosi progetti per Sommergibili sono stati brevettati e, 
durante la guerra d’indipendenza americana, il Turtle, un Sommergibile con un solo uomo 
d’equipaggio, progettato da David Bushnell.La forma assomigliava proprio a due gusci di 
tartaruga, particolarmente adatto per resistere alla pressione dell’acqua.Durante la 
navigazione in immersione il battello riceveva aria dall’esterno attraverso due tubi d’ottone 
situati sulla guscio stesso.Fu impiegato la notte del 6 settembre 1776 nelle acque di Plateau 
Island, nell’attacco alla Fregata Britannica HMS Eagle, nel porto di New York. Era 
intenzione dei progettisti attaccare una carica esplosiva alla chiglia della nave con delle viti e 
farla esplodere con una spoletta a tempo, ma il tentativo fallì. 
Nel 1800 in Francia, sotto Napoleone, Robert Fulton progettò un battello, il Nautilus, capace 
di scendere fino a otto metri di profondità e di navigarvi.Gli esperimenti e le prove furono 
favorevoli, ma non si giunse all’impiego del mezzo, perché la Marina francese, in particolare 
l’ammiraglio Latouche-Tréville, rifiutò l’impiego del battello sottomarino come contrario alle 
tradizioni e all’onore marinaro! Fu offerto a Francia, Gran Bretagna e Stati Uniti nel 1801, 
senza successo. 
Svariati battelli Sommergibili apparvero durante la guerra civile americana e il 17 Febbraio 
1864, un battello Confederato, il CSS Hunley, affondò la Corvetta della Marina Federale 
USS Housatonic fuori dal porto di Carleston. 
L’Hunley era manovrata attraverso un’elica a vite, azionata da una manovella posta in 
rotazione da un equipaggio di otto uomini, e dotata di un siluro sospeso a proravia. 
Così come per lo sviluppo dell’aereo, che correva parallelamente con quello del 
Sommergibile, il problema di quest’ultimo non sarebbe stato risolubile fino a che non fosse 
stato disponibile un mezzo di propulsione adatto. 
Un sacerdote inglese, il Reverendo Barrett, sperimentò con successo un Sommergibile 
propulso a vapore, come aveva fatto lo Svedese Nordenfeldt, ma fu il motore elettrico che 
alla fine risolse definitivamente il problema. 
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                Introduzione 
Il primo sottomarino realmente funzionante ed impiegabile è ufficialmente accreditato a 
J.P.Holland, del New Jersey, il cui primo battello fu varato nel 1875: molte delle sue 
intuizioni sono ancora in uso oggi, come l’adozione di casse riempite d’acqua e di timoni 
orizzontali per immergere il battello.          
L’Holland, varato il 17 Maggio 1897, era lungo 16,45m ed era propulso da un motore a 
benzina in superficie e da un motore elettrico alimentato da batterie in immersione. 
A discapito del successo che ottenne in prova, una cauta U.S. Navy non accettò in servizio un 
mezzo così rivoluzionario fino al 11 Aprile 1900 (armato poi il 12 ottobre 1900), al comando 
del Tenente di Vascello Harry H. Caldwuell. 
La società che produceva questo battello, la Holland Submarine Torpedo Boat Company, fu 
riorganizzata nel 1900 per diventare la Electric Boat Company, e ancora oggi progetta e 
costruisce sottomarini come Electric Boat Division della General Dynamics Corporation a 
Groton, nel Connecticut. 
 Nell’Agosto del 1914, quando iniziò la I Guerra Mondiale: la Royal Navy possedeva la più 
grande flotta sommergibile del mondo, forte di 74 battelli. La I Guerra Mondiale vide i 
Sommergibili protagonisti fin dall’inizio, quando il Capitano di Corvetta Wedingen della 
Marina Imperiale Germanica colse un impressionante successo il 22 Settembre 1914, 
silurando e affondando tre incrociatori pesanti britannici. 
I Sommergibili britannici ebbero molto successo durante la guerra, ma furono i tedeschi che 
per primi lo usarono sia come un’arma tattica, sia come un’arma strategica. 
La II Guerra Mondiale vide due grandi campagne Sommergibilistiche, la prima 
nell’Atlantico, dove i Sommergibili tedeschi, tentarono ancora di tagliare i rifornimenti al 
Regno Unito provenienti dal Nord Atlantico e di nuovo fallirono, e la seconda nel Pacifico, 
dove la US Navy aveva dichiarato di distruggere l’intera flotta mercantile giapponese e vi 
riuscì. 
Durante la guerra furono introdotti molti nuovi equipaggiamenti, come il Radar, il Sonar, 
e strumenti elettronici, il Radiogoniometro e lo Snorkel. 
La velocità, invece, aumentò relativamente poco: la classe americana Balao, del 1943, 
aveva una velocità in immersione di appena 8,7 nodi, solo di poco migliore rispetto a quella 
dei battelli della I GM; ciò era dovuto al fatto che la carena dei Sommergibili di allora era 
disegnata e ottimizzata per la navigazione veloce in superficie; la carena era “Sporca” a causa 
della presenza di bitte, draglie, passacavi, tagliareti artiglieria, e inoltre erano battelli molto 
instabili alle alte velocità in immersione. 
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                Introduzione 
Ci furono, comunque, tre eventi significativi: la prima fu la scoperta, da parte tedesca, del 
fatto che dando forma idrodinamica allo scafo, eliminando cioè tutte le sporgenze non 
necessarie, e aumentando la potenza delle batterie, si poteva acquistare un enorme vantaggio 
in velocità e in autonomia. 
Queste affinamenti, accoppiati all’installazione dello Snorkel, come risposta all’adozione del 
Radar da parte degli Inglesi, dettero vita al primo battello sottomarino: il Type XXI e 
condussero alla creazione di nuovi programmi di costruzione e refitting di vecchie unità in 
tutte le Marine. 
Lo Schnorkel permetteva al Tipo XXI di navigare pressoché indefinitamente sotto la 
superficie ed era virtualmente invisibile ai radar aerei contemporanei, specialmente al di 
sopra dello Stato del Mare 2.  
L’idrodinamicità dello scafo e della torretta offrivano una segnatura Sonar significativamente 
più piccola, e l’effetto era ulteriormente incrementato dall’uso, in alcuni casi, di coperture 
AntiRadar e AntiSonar. 
La Il Tipo XXI raggiunse l’apice della sua carriera nella prima decade del dopoguerra, 
quando si formarono le basi per lo sviluppo del sottomarino Diesel-Elettrico. 
linea di ricerca iniziata subito dopo la fine della guerra attuata al fine di realizzare un 
nuovo progetto ottimizzato per la navigazione in immersione alle alte velocità, ha portato alla 
creazione di due linee di sviluppo tese rispettivamente alla ricerca di nuove forme 
idrodinamiche e di nuovi sistemi di propulsione sempre più potenti ma soprattutto sempre più 
indipendenti dall’ambiente. 
Nell’ottica della ricerca di tipo architettonico si possono individuare due fasi 
fondamentali: la realizzazione del programma G.U.P.PY (Great Underwater Propulsion Plan) 
e la realizzazione dell’USS Albacore. 
La US Navy perseguì per lungo tempo una politica di graduale miglioramento, 
producendo sommergibili che, senza eccellere in nessun singolo aspetto della loro 
performance, tuttavia fossero estremamente affidabili, con grande autonomia, buona 
abitabilità e possedessero un gran numero di siluri di riserva, tutti attributi essenziali in 
battelli che avrebbero dovuto operare per periodi prolungati a grande distanza dalla base. 
Il programma GUPPY prevedeva l’ammodernamento di tutte le classi precedenti 
sopravvissute al conflitto (19 battelli in tutto). La conversione era relativamente costosa (2,5 
milioni di dollari dell’epoca) e prevedeva  l’introduzione dello Schnorkel, l’eliminazione 
delle artiglierie, di bitte, l’adozione di passacavi a scomparsa e la riduzione della torretta. 
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                Introduzione 
Le modifiche comportarono, inoltre, l’introduzione di un maggior numero di batterie 
grazie al recupero di spazio derivato dall’eliminazione delle artiglierie. Questi miglioramenti 
portarono ad una maggiore velocità in immersione (da 9 kn a 18 kn) con una contemporanea 
diminuzione della velocità in superficie (da 20 – 25 kn a 12 kn). Per quanto riguarda le 
superfici di controllo, non furono introdotte modifiche, furono mantenute infatti timoni 
orizzontali prodieri abbattibili e un unico timone verticale poppiero con piccole alette 
orizzontali. 
Il secondo grande cambiamento nell’architettura dei moderni Sommergibili fu 
l’introduzione dello scafo a goccia, sperimentato per la prima volta dalla US Navy sul 
sottomarino Albacore. La nuova forma dello scafo era basata su quella di un aereo e a tale 
scopo fu costruito il battello Diesel-Elettrico sperimentale, USS Albacore. 
Concepito inizialmente come bersaglio subacqueo ad alta velocità per le forze AntiSom di 
superficie e finanziato dalla cancellazione di un programma di conversione per i 
cacciatorpediniere, l’Albacore fu la più grande pietra miliare della storia del sottomarino. 
La forma dello scafo era un solido di rivoluzione, come un siluro, simmetrico attorno 
l’asse longitudinale. 
I risultati mostrarono che il nuovo scafo più corto e più panciuto era molto più 
manovrabile essendo capace di virare di 3,2° al secondo in confronto ai 2,5°/sec e meno degli 
scafi tradizionali. 
Inoltre, l’Albacore dimostrò che un sottomarino poteva “librarsi” in tre dimensioni come 
un aereo, eseguendo virate con inclinazioni stagne e persino, così si dice, looping. 
Il nuovo scafo era anche dinamicamente stabile a tutte le velocità e a parità di potenza 
poteva essere condotto più velocemente; il battello necessitava di solo 136 hp per sostenere 
una velocità di 7 nodi, e con tutti i suoi 15.000 shp poteva viaggiare per brevi periodi a più di 
33 nodi, una velocità subacquea fino ad allora inimmaginabile. 
In più, l’elica singola era non soltanto più efficiente, ma anche molto più silenziosa, tale 
da poter evitare la rilevazione acustica da parte delle forze AntiSom nemiche. 
Ci furono anche notevoli benefici interni, infatti la forma dello scafo più panciuta 
permetteva l’accomodazione di un allestimento multi-deck, fornendo molto più spazio per 
l’immagazzinamento e una migliore abitabilità. 
L’Albacore fu utilizzato per testare un moltitudine di apparecchiature. Nella sua 
configurazione originale poteva viaggiare a 26 nodi in immersione, ma con le batterie ad 
Argento-Zinco e le eliche controrotanti - entrambe montate più tardi nella Phase IV del 
programma - poteva raggiungere l’incredibile velocità di 33 nodi. 
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                Introduzione 
Un’altra caratteristica fu l’adozione di timoni orizzontali di tipo aeronautico a proravia 
della vela per controllare le immersioni accidentali, inoltre, a prora, erano sottoposti a forti 
carichi impulsivi e inducevano forti rumorosità idrodinamiche in prossimità del Sonar. 
Sebbene la ricerca tedesca della II G.M. aveva dimostrato che per una velocità in 
immersione superiore ai 12 nodi i timoni orizzontali di prora tendevano a destabilizzare il 
battello in un piano verticale, l’Albacore fu costruito fornito di timoni orizzontali di prora; 
ciò fu apparentemente un successo, ma non fu adottato nella produzione delle classi 
successive, le quali erano dotate tutte di timoni orizzontali montati sulla vela. 
Originalmente era dotato di un impennaggio poppiero di tipo cruciforme ma in seguito fu 
modificato (Phase III) per testare un impennaggio poppiero a X. 
Sebbene questo presentasse certi vantaggi tanto da trovare in seguito molti favori nelle 
Marine svedesi e olandesi, non trovò seguito nella US Navy. 
Come risultato della drammatica rivoluzione dell’Albacore le forme dello scafo della 
successiva classe di sottomarini nucleari d’attacco della US Navy, la Classe Skipjack, e 
dell’ultima classe di sottomarini convenzionali, la Classe Barbel, furono modificate con 
grande beneficio delle loro performance. 
Oggi giorno i diversi stati acquistano o costruiscono Sommergibili per assolvere missioni 
nazionali. Negli scorsi conflitti, i sommergibili sono stati usati in maniera aggressiva per 
bloccare il commercio e distruggere le unità da combattimento nemiche; durante la Guerra 
Fredda, lo scopo principale dei Sottomarini era la deterrenza strategica, un ruolo passivo. In 
tutti i tempi essi sono stati usati per ragioni di ‘intelligence’, come aggiunta alle operazioni 
della flotta. 
Mentre il numero dei sommergibili d’attacco è in diminuzione, in gran parte a causa delle 
decommissioni di Stati Uniti e della Repubblica Russa delle loro precedenti classi di 
Sottomarini nucleari, il numero degli Stati dotati di Sottomarini d’attacco è in lenta crescita. 
Corea del Sud, Singapore ed Iran sono tre esempi di potenze sottomarine emergenti con il 
potenziale per condurre una guerra economica con le loro nuove unità. 
Uno degli insormontabili problemi dei Sottomarini Diesel-Elettrici è quello della periodica 
risalita in superficie per la ricarica delle batterie per mezzo dei motori Diesel, e per il 
rifornimento dei sistemi di supporto vitali, persino l’esposizione della sola testa dello 
Schnorkel poneva gravi problemi di scoperta e tracciatura. 
A seguito delle esperienze durante la seconda Guerra Mondiale di entrambi i contendenti, 
nella metà degli anni ’40 fu data maggior spinta nella risoluzione di questo problema e per 
caso la risposta tecnologica era a portata di mano, essendo stata sviluppata per tutt’altro 
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                Introduzione 
scopo. Fu riscontrato dapprima nel corso del programma d’armamento nucleare Statunitense, 
che una reazione nucleare controllata poteva produrre abbastanza calore per generare vapore 
sufficiente a muovere una turbina convenzionale a vapore. 
Già dal 1948 era iniziata negli USA un progetto di ricerca e sviluppo per un reattore 
sommergibile all’Argonne National Laboratory e in seguito trasferito alla Westinghouse nel 
Bettis Atomic Power Laboratory. 
Il Reattore Termico Sommergibile Mark II, che risultò da questo lavoro, fu più tardi 
redesignato S2W e fu installato nel nuovo scafo del Nautilus. 
L’S2W aveva inizialmente un nocciolo arricchito solo del 18-20%, ma la sua seconda 
carica e le seguenti furono arricchite al di sopra del 40%, fornendo una densità di energia più 
alta. 
Questo miglioramento è evidenziato dalla durata delle cariche: la prima carica guidò il 
Nautilus per 100.681 km, la seconda per 146.968 km e la terza per 240.000 km. 
Un fattore chiave in questo programma fu la nomina di uno dei più eminenti ufficiali 
sommergibilisti della storia, il Capitano di Vascello (più tardi Ammiraglio) Hyman G. 
Rickover, USN. L’USS Nautilus (SSN-571) entrò in servizio il 30 Settembre 1954 (3.764 
tonnellate in superficie; 4.040 tonnellate in immersione; Lunghezza 97,4 m; Larghezza 8,4 
m; Immersione 6,7 m), e il 17 Gennaio 1955 mandò lo storico segnale, “Under way on 
nuclear power”, dando alla US Navy un vantaggio assoluto di tre o quattro anni sulla 
controparte sovietica. 
Il Nautilus era di gran lunga il più grande sottomarino mai costruito a quel tempo e 
progettato con uno scafo convenzionale basato sul Tipo XXI e la tecnologia GUPPY 
piuttosto che su uno scafo di tipo Albacore, presumibilmente per evitare il rischio di troppi 
aspetti rivoluzionari in un unico progetto (infatti solo molto tempo dopo la US Navy adotto la 
nuova forma dello scafo, cosicché i cinque seguenti SSN - Sea Wolf e i quattro battelli della 
Classe Skate -  furono dotati del vecchio tipo di scafo). 
Il Nautilus era dotato di due alberi che muovevano piccole eliche esterne rotanti ad alta 
velocità che gli consentivano di sostenere una velocità in immersione di circa 22,5 nodi, 
considerevolmente migliore di qualsiasi battello in servizio. 
Per altre nazioni invece, la necessità di disporre di una forza subacquea risponde all’esigenza 
si poter contrastare quella degli stati confinanti. Cile Perù, Grecia e Turchia, India e 
Pachistan sono l’esempio azione-reazione della corsa agli armamenti, che porta al 
commissionamento o alla coproduzione di Sommergibili d’attacco di progettazione straniera. 
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                Introduzione 
Per grandi potenze poter disporre di un Sottomarino nucleare è una necessità militare. 
Significanti risorse sono state devolute per la ricerca, il progetto e la costruzione di un certo 
tipo di sommergibile. 
La Francia e l’Inghilterra hanno smesso la costruzione di battelli diesel-elettrici in favore di 
una forza subacquea interamente nucleare.Per potenze a carattere regionali come appunto la 
Francia, la Cina, il poter disporre d’unità sottomarine nasce dalla necessità in primo luogo di 
mantenere un minimo deterrente strategico, ma anche per far fronte prontamente alle crisi 
regionali. 
Anche se la Repubblica Russa non può essere considerata più una grande potenza, in ogni 
modo le potenzialità di questo stato erede di quella che un tempo era l’Unione Sovietica 
rimangono impressionanti: deterrenti nucleari imbarcati o in basi a terra, una flotta numerosa 
di sottomarini nucleari d’attacco, una costellazione di basi spaziali con funzioni di 
‘intelligence’, mezzi per l’assalto anfibio, aerei ad elevate prestazioni ed una consistente 
flotta navale. 
Sebbene questa consistenza militare attualmente si sia ridotta ad uno status regionale, la 
nazione continua a sostenere un’avanzata e onerosa ricerca, progetto e costruzione delle 
infrastrutture di unità subacquee. 
La fine della Guerra Fredda se da un lato consacrava gli Stati Uniti come unica potenza 
mondiale, dall’altro costituì un durissimo colpo per il settore sottomarino americano.La 
commissione di 29 battelli della classe Seawolf fu prima drasticamente tagliata e 
successivamente cancellata.Diminuirono anche i fondi per la ricerca e la produzione 
raggiunse livelli minimi. 
Il rinnovato interesse americano per la ricerca in ambito di guerra subacquea scaturì non solo 
dalle notizie contenute nel rapporto del segretario della Marina Americana John Dal ton nel 
1995, e miglioramenti che i sovietici stavano apportando agli Akula per renderli ancora più 
silenziosi, ma anche dal fatto che la realizzazione dei sottomarini stava proliferando in tutto il 
mondo.Preoccupati anche che, nonostante la fine della Guerra Fredda, la ricerca mondiale si 
era mossa verso più silenziosi e più potenti battelli.Attualmente è possibile trovare sul 
mercato alto ed avanzata tecnologia subacquea.La Germania e l’Italia stanno producendo 
sommergibili propulsi con l’ausilio di celle a combustibile che permette loro una capacità di 
restare in immersione misurabile in settimane: l’esportazione di questa tecnologia è 
inevitabile.  
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                Introduzione 
Nei primi cinquant’anni della sua esistenza, il Sommergibile è stato concepito come un 
natante che naviga principalmente in superficie rifugiandosi sott’acqua solo per nascondersi o 
per attaccare. 
Quando si immergeva non era in grado di raggiungere profondità operative sicure; infatti solo 
dopo la prima metà degli anni ’40 il Sommergibile riuscì a raggiungere una profondità 
maggiore della sua stessa lunghezza. 
All’inizio il sonar era uno strumento impreciso e le armi antisom erano in sostanza 
inoffensive e, quindi, così com’era concepito, il Sommergibile poteva avere qualche 
vantaggio sulle navi di superficie, anche se queste ultime avevano considerevole vantaggio in 
velocità. 
Durante la seconda Guerra Mondiale, lo sviluppo del radar navale e aereo forzavano i battelli 
a navigare immersi più a lungo che in superficie e mentre l’invenzione dello Snorkel dava 
loro la possibilità di ricaricare le batterie a profondità periscopica rimanendo parzialmente 
occulti, dall’altra parte le teste degli alberi potevano essere rintracciate sia visivamente sia, 
più facilmente, per mezzo del radar. 
La seconda Guerra Mondiale vide anche il sorgere di aerei specializzati nel ruolo antisom 
utilizzati come deterrente particolarmente efficace per i Sommergibili, sia in immersione che 
in superficie.Lo sviluppo del sonar, invece, rese il battello vulnerabile perfino nel suo 
elemento naturale, facendogli perdere l’unica caratteristica che fino allora lo aveva reso un 
sistema d’arma di sicura efficacia tattica: l’invisibilità. 
Questi cambiamenti hanno portato gli Stati Maggiori ad una rivisitazione sia in chiave tattica 
sia tecnologica del Sommergibile e delle sue funzioni.Bisognava pertanto realizzare un 
battello capace di elevate velocità, elevata quota operativa e autonomia subacquea, nonché 
dotato della capacità di captare la presenza del nemico prima di essere intercettato a sua 
volta.Esso doveva, inoltre, essere dotato d’armi subacquee intelligenti e doveva poter 
neutralizzare i più avanzati sistemi di scoperta navali nemici. 
Il secondo dopoguerra, fu un’epoca di profonde rivoluzioni in seno al concetto stesso di 
Sommergibile che lo trasformò definitivamente in Sottomarino.Gli impianti a vapore 
nucleari, infatti, permisero di raggiungere l’indipendenza dalle regolari uscite in superficie 
per sopravvivere e per la propulsione, fornendo ai battelli una resistenza effettivamente 
limitata solo dalla psicologia umana e da fattori fisiologici.Produssero cioè un vero e proprio 
sistema d’arma Sottomarino, in grado di uno spiegamento mondiale e capace di operare a 
velocità tali da costituire Task Groups insieme a navi di superficie.Furono costruiti infatti, 
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                Introduzione 
Sottomarini capaci di navigare immersi a velocità almeno uguali a quelle delle navi di 
superficie. 
Poche nazioni, però, possono avere il lusso di disporre di Sottomarini nucleari sia perché 
esigenze politiche ed economiche impongono il rigetto dell’energia nucleare, ma soprattutto 
perché, molto spesso, il teatro operativo entro cui devono agire non giustifica l’adozione di 
tale sofisticatissimo e costoso sistema d’arma.Il naturale progresso tecnologico fece 
gradualmente emergere alcune particolarità molto interessanti e specifiche dei Sommergibili 
convenzionali. L’introduzione dei nuovi materiali per gli scafi resistenti dei battelli, la 
progressiva diminuzione del rapporto Peso/Potenza degli apparati di propulsione tradizionale, 
l’applicazione estesa dell’automazione, l’installazione a bordo d’apparecchiature di scoperta 
sofisticate e un sistema d’arma particolarmente avanzato consentì la realizzazione di 
Sommergibili convenzionali dalle caratteristiche decisamente interessanti con dimensioni e 
quindi costi decisamente contenuti rispetto alle cifre astronomiche dei battelli nucleari. Si è 
osservato, quindi, un progressivo incremento dell’interesse scientifico e tecnologico nelle 
propulsioni anaerobiche alternative al nucleare che consentissero ai battelli convenzionali di 
avvicinarsi alle prestazioni di quelli nucleari mantenendo i costi più bassi.Con l’incremento 
della velocità, però, si sono avuti i problemi connessi con il comportamento dinamico dei 
corpi sommersi quali la stabilità, la facilità di risposta in manovra, specie nel piano verticale, 
e ciò, sia perché il battello deve operare in uno strato d’acqua d’altezza pari ad un certo 
numero di volte la sua lunghezza sia perché, se il corpo è instabile, diventa difficoltoso, se 
non addirittura impossibile, il suo governo manuale. 
 
 
 
  
       
 
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