Submarinos de la Armada Española

[siroco]

No le des mas vueltas,no ha hecho esa distancia a 8 nudos con AIP.

[Urbano Calleja]

Msm,

La pagina oficial que yo me creeria es la de MTU. A huevo, la familia 396 abarca motores desde los 8 hasta los 16 cilidros... No se cual va montado en el 212 pero sencillamente 3200kW es poco probable aun en el 16 cilindros (siempre en V) por motivos simples: no hay forma de lograr esa potencia con ese desplazamiento (alrededor de los 64l) sin jugar con mayores velocidades de motor que las declaradas. Y eso va en contra de otra serie de parametros como el peso total, el tamano final y el consumo (ese pequeno olvidado cuando hablamos de motores).

Ya postee que pese a no tener una potencia maxima de clarada, dudo que aun 'tuneando' las capacidades del motor jugando a militalizarlo podamos subir de los 2,2 Mw. Ni con turbos mas grandes de los que monta.

Por cierto, pregunta para Santi que comentaba que la version montada em subs no es la V16. Que motivos limitan su montaje en subs? Tamano? Preferencia por tres grupos independientes?

Saludos

[msm1]

Kalma_(FIN) » 19 Jul 2012, 16:30

Un submarino AIP tiene poco interes, en general, en navegar a 8 nudos por la sencilla razon de que en su zona de patrulla les interesa mantener la ratio de discrecion más alta posible, y en el ducto de superficie a más de 5 nudos se cavita. Por otro lado lo de los 8 nudos AIP es técnicamente factible y util para movilidades más elevadas, otra cosa es con qué hotel load, y cuanto limite eso la autonomia AIP que será en mucho: igualmente lo normal no son más de 4 o 5 nudos para las potencias de que hablamos. 8 nudos agotan la autonomía pronto,y se acaba la discreción. Si dices que el 212 es capaz de 15 días a 8 nudos, que a mi me parece una burrada, será capaz entonces de tirarse unas ¿6, 7, 8 semanas? a 4/5 nudos, cosa que me parece francamente exagerada.

Pues para aclarar conceptos, que mejor que los numeros.

El U212 tiene dos cilindros de aproximadamente 1,5m de diametro por 10 de largo, siendo la densidad del LOX comercial 1,114 TM/m3. Cada tanque almacena por tanto PI * (0,75)**2 * 10 * 1,114 = 19,68 TM de oxigeno. Loscertales lo calcula en 19 TM en el articulo de la revista de marina, así que aceptando sus numeros, el sub almacena 38 TM de oxigeno, y para que no haya dudas de que son dos los tanques LOX que lleva el submarino y no enfrascarnos en polemicas que mejor fuente que el BMVg : http://www.fuelcellseminar.com/assets/pdf/2008/wednesday/06_Giefer_J_DEM31-4.ppt.pdf.

La conocida ecuación 2H2 + 02 -> 2H20, nos dice (previo calculo de sus pesos atomicos) que con 4 gramos de hidrogeno y 32 de oxigeno se produce el balance de masas en la pila, el sub almacena por tanto (4/32) * 38 = 4,75 TM. Siendo la entalpia del hidrogeno 33 KWhora/kg (1wh=3,6Kjoule) y aplicando el corrector que es el rendimiento de la pila (0,62), la energia que almacena un U212 es de 4,75 * 1000 * 33 * 0,62 = 97 MWhora.

Supongamos por un momento que en baterias el 212 acumula 420/8 * 304 = 16 MWhora (las famosos 420 millas a 8 nudos y la polemica potencia nominal de 304 KW); por tanto es cierto que el AIP quintuplica la energia de las baterias -> 97 / 16 = 6, si tenemos las pequeñas variaciones que he podido cometer al no tener referencias muy exactas.

Vamos a continuacion a cuadrar las velocidades.

Nos enfrentamos de nuevo con un datos de partida polemicos, por ejemplo Loscertales afirma que con el PERMASYN a 1,7 MW el sub dá 20 nudos, muchos me parecen; puede que esa sea la potencia nominal del motor, pero tambien es cierto que muchas fuentes antiguas le daban al 212 solo unos 17/18 nudos a esa potencia. Sin embargo los Dolphin y los paises compradores del U214 y los italianos (todos equipados con el mismo motor electrico) dan siempre la cifra de 2,85 MW a 20 nudos, cifra mas conservadora que aceptaré como valida. Hay que tener en cuenta que los PERMASYN son muy extremos en cuanto a caracteristicas, incluso pueden llegar a triplicar su potencia nominal, estando sus limites constreñidos a la histeresis de su material magnetico y los distintos efectos electricos (Joule, efecto piel, ...) en los cables conductores. Con buenos materiales un PERMASYN da mucho de sí.

¿Que potencia necesitaria un U212 en el eje daria si aceptamos que con 2,85 MW rinde a 20 nudos? ... (8/20)**3 * 2,85 = 182,4 KW. Sumale los hipoteticos 85 KW de consumo hotel y los 34 KW de la pila de reserva (Libran, al final tienes razón, una pila está siempre cableada como reserva) y obtenemos la cifra magica de 301,4 KW.

Que nuneros mas bonitos

Saludos

[Kalma_(FIN)]

Entonces una de tres, o es verdad que el MTU 396 da una potencia máxima de 3,12 MW, sacando 1 MW de diferencia al máximo que la propia MTU cita en su web para la version comercial del motor, y los Dolphin tienen, en realidad, una potencia brutal de 9,36 MW que los hace los SSK con mejor planta diesel del mundo mundial, triplicando o casi la potencia diesel de cualquier otro submarino incluyendo a los submarinos más grandes del mundo, los Soryu, Oyashio y Collins, mientras que los 214 con dos motores de ese modelo duplicarían la potencia de todos los anteriores, o realmente como apuntaba Santi en realidad el MTU 396 da como máximo 1200 kW y los 3,12 MW hacen referencia en realidad al motor SIEMENS PERMASYN, dato que cuadra bien con los datos que MTU proporciona sobre la serie y con lo que dice la web de la Marine (que no dice en ningún momento que esos 3,12 MW salgan del diesel o sólo del diesel, creo), o bien los 3,12 MW que se les dan a los Dolphin son la potencia total contando con los 3 diesel, como tambien apuntan USNI o Jane's, con una potencia bastante más normalita.

Yo por lógica me quedo con una de las dos últimas opciones. La primera es de una diferencia excesiva con cualquier competidor que no se corresponde con la realidad. Con semejantes datos, francamente no se entiende cómo la competencia de MTU puede subsistir en el mercado de los submarinos, ni cómo los Scorpene han conseguido venderse en un solo país.

[msm1]

Kalma, la pagina de la Deutsche Marine te dice que tiene un total de 3,12 MW y sin decirte cuantos, somos nosotros (y la wiki) los que nos hemos equivocado al presuponer que esos 3,12 MW eran de un solo motor diesel.

Saludos

[J.MOVADO]

Este foro está animado y superinteresante. Muchas gracias por los post de alguno de vosotros, que son realmente ilustrativos de lo que es un AIP actual.

Lástima de un par de elementos discordantes, dícese Trolls, que están malmetiendo constantemente.

[siroco]

Kalma_(FIN) » 19 Jul 2012, 16:30

Un submarino AIP tiene poco interes, en general, en navegar a 8 nudos por la sencilla razon de que en su zona de patrulla les interesa mantener la ratio de discrecion más alta posible, y en el ducto de superficie a más de 5 nudos se cavita. Por otro lado lo de los 8 nudos AIP es técnicamente factible y util para movilidades más elevadas, otra cosa es con qué hotel load, y cuanto limite eso la autonomia AIP que será en mucho: igualmente lo normal no son más de 4 o 5 nudos para las potencias de que hablamos. 8 nudos agotan la autonomía pronto,y se acaba la discreción. Si dices que el 212 es capaz de 15 días a 8 nudos, que a mi me parece una burrada, será capaz entonces de tirarse unas ¿6, 7, 8 semanas? a 4/5 nudos, cosa que me parece francamente exagerada.

Pues para aclarar conceptos, que mejor que los numeros.

El U212 tiene dos cilindros de aproximadamente 1,5m de diametro por 10 de largo, siendo la densidad del LOX comercial 1,114 TM/m3. Cada tanque almacena por tanto PI * (0,75)**2 * 10 * 1,114 = 19,68 TM de oxigeno. Loscertales lo calcula en 19 TM en el articulo de la revista de marina, así que aceptando sus numeros, el sub almacena 38 TM de oxigeno, y para que no haya dudas de que son dos los tanques LOX que lleva el submarino y no enfrascarnos en polemicas que mejor fuente que el BMVg : http://www.fuelcellseminar.com/assets/pdf/2008/wednesday/06_Giefer_J_DEM31-4.ppt.pdf.

La conocida ecuación 2H2 + 02 -> 2H20, nos dice (previo calculo de sus pesos atomicos) que con 4 gramos de hidrogeno y 32 de oxigeno se produce el balance de masas en la pila, el sub almacena por tanto (4/32) * 38 = 4,75 TM. Siendo la entalpia del hidrogeno 33 KWhora/kg (1wh=3,6Kjoule) y aplicando el corrector que es el rendimiento de la pila (0,62), la energia que almacena un U212 es de 4,75 * 1000 * 33 * 0,62 = 97 MWhora.

Supongamos por un momento que en baterias el 212 acumula 420/8 * 304 = 16 MWhora (las famosos 420 millas a 8 nudos y la polemica potencia nominal de 304 KW); por tanto es cierto que el AIP quintuplica la energia de las baterias -> 97 / 16 = 6, si tenemos las pequeñas variaciones que he podido cometer al no tener referencias muy exactas.

Vamos a continuacion a cuadrar las velocidades.

Nos enfrentamos de nuevo con un datos de partida polemicos, por ejemplo Loscertales afirma que con el PERMASYN a 1,7 MW el sub dá 20 nudos, muchos me parecen; puede que esa sea la potencia nominal del motor, pero tambien es cierto que muchas fuentes antiguas le daban al 212 solo unos 17/18 nudos a esa potencia. Sin embargo los Dolphin y los paises compradores del U214 y los italianos (todos equipados con el mismo motor electrico) dan siempre la cifra de 2,85 MW a 20 nudos, cifra mas conservadora que aceptaré como valida. Hay que tener en cuenta que los PERMASYN son muy extremos en cuanto a caracteristicas, incluso pueden llegar a triplicar su potencia nominal, estando sus limites constreñidos a la histeresis de su material magnetico y los distintos efectos electricos (Joule, efecto piel, ...) en los cables conductores. Con buenos materiales un PERMASYN da mucho de sí.

¿Que potencia necesitaria un U212 en el eje daria si aceptamos que con 2,85 MW rinde a 20 nudos? ... (8/20)**3 * 2,85 = 182,4 KW. Sumale los hipoteticos 85 KW de consumo hotel y los 34 KW de la pila de reserva (Libran, al final tienes razón, una pila está siempre cableada como reserva) y obtenemos la cifra magica de 301,4 KW.

Que nuneros mas bonitos

Saludos

Sigues manipulando datos y otros te los sacas de la manga¿Que tiene que ver la reaccion de formacion del agua para calcular la cantidad de hidrogeno que transporta en el submarino?Te lo inventas.

Y distingue entre propulsion diesel/electrica y la AIP y aparte echas unas cuentas que te las inventas ,hasta que consigues los datos que quieres.¿Puedes por favor explicarme la relacion entre 2.85MW del motor diesel /electrico y lo s 301 que sacas ahi del AIP?
Y el AIP no quintuplica ninguna capacidad,con AIP puedes navegar 5 veces mas tiempo que con baterias diesel /electricas.
Partes del principio manipulando los datos de la capacidad de oxigeno,que es 19 Tm en total,es decir entre los dos,y ya te lo demostre el otro dia cuando intentaste olarnos un radio de un metro.Hoy cambias el radio a 0.75, y la densidad a 1.114.A partir de ahi vas mal.

[Kalma_(FIN)]

Msm, ¿Las baterías del 212 son convencionales, no? Lo digo porque resultan sorprendentes esas autonomías que se citan para ellas si las comparamos con otros submarinos diesel-electricos sin AIP (Esto es, que tienen que correr exclusivamente a baterias, pero tambien con mas volumen a dedicar exclusivamente a baterías) o con posibilidad de llevarlo.

212:


Scorpene:



2 cajones del Scorpene frente a 1 del 212. Aunque probablemente el Scorpene no tenga el doble de elementos que el 212, sí parece tener más: En buena lógica, como demuestra tambien la cuestión del único DG del 212, éste confía mucho más en su sistema AIP.

Pero sin embargo frente a esas 420 millas nauticas a 8 nudos el pobre Scorpene no publica más que 536 millas a 4 nudos (Velocidad de patrulla normal para un SSK).

Lo mismo le ocurre al Collins, con todos sus defectos, y con todos sus años que le hacen estar una generación por detrás uno de los SSK más grandes del mundo. Pero con prestaciones todavía más moderadas: Da sólo 480 millas nauticas a velocidad de patrulla de 4 nudos.



Que yo sepa el 212 lleva baterías convencionales y no de Li-Ion, ¿no? Porque si no, por brutal que sea el diseño, la diferencia parece excesiva. Más si echamos un vistazo a lo que los británicos dicen que el 214 (Según msm capaz igual de esas 420 millas nauticas a 8 nudos, aunque deberían ser más porque tiene más baterías) es capaz de hacer:



Que a vuela pluma no sé yo si estará tan cerca de las 52 horas y media de autonomía a 8 nudos sólo con batería que se le suponen pero me parece que no. Y que si no me equivoco debe tener más elementos que el mismo 212, ¿o no?

De hecho, en la siguiente imagen de la misma fuente de BMT el 214 aparece como un submarino bastante corriente en cuanto a su autonomía solo con baterías:



Donde destaca el 214 es clarísimamente con AIP, y lo que el documento trata de lanzar es la comparativa entre motores térmicos y pilas de combustible.

Pero volvemos a lo que nos interesa, las baterías lo mas sorprendente es que el pobre Scorpene en esa misma escala, en otra comparatoria con el Gotland, obtiene mejores prestaciones sólo con baterías:



Así que una de dos: O bien las 420 millas a 8 nudos solo a baterías no son tales, especialmente para el 212 si es cierto que tiene menos baterías que el 214, o bien no hay motivo para que esas prestaciones la alcancen y superen varios tipos de submarino, entre ellos, el Scorpene por lo que vemos.

http://media.bmt.org/bmt_media/resource ... nities.pdf

Volviendo a la autonomía "total" del AIP a 8 nudos, sobre los 15 días a 8 nudos del 212 obtenidos de la autonomía AIP que tú citabas de 11 días a 8 nudos + 2 dias a baterías a esa misma velocidad, sigue sin cuadrarme mucho por lo que te comentaba en el post anterior ¿Cómo es posible que el Vidar 36 de BMT, planificado para ser un submarino futuro - y con posibilidad de baterías Li-ion igualmente-, con mas espacio para tanques de hidruros metálicos y oxigeno publicase unas especificaciones teoricas de 200 horas a 8 nudos (8 días) tirando de PEM y baterías y el 212 con mucho menos desplazamiento, menos cajones de baterías y menos espacio para hidrógeno y oxígeno resulta que no se queda tan lejos de doblar esas prestaciones. Es más, sólo con AIP ya es capaz de superar en 3 días lo que obtiene el mucho mayor diseño británico (Diseñado, como deja claro el anterior PDF, tomando como modelo al 214) con la combinación de AIP + Baterías...

[siroco]

¿Que potencia necesitaria un U212 en el eje daria si aceptamos que con 2,85 MW rinde a 20 nudos? ... (8/20)**3 * 2,85 = 182,4 KW. Sumale los hipotéticos 85 KW de consumo hotel y los 34 KW de la pila de reserva (Libran, al final tienes razón, una pila está siempre cableada como reserva) y obtenemos la cifra magica de 301,4 KW.

Pues muy fácil,para dar 20 nudos necesita una potencia de 2,85mw ,ni mas ni menos

[msm1]

Pero sin embargo frente a esas 420 millas nauticas a 8 nudos el pobre Scorpene no publica más que 536 millas a 4 nudos (Velocidad de patrulla normal para un SSK).
Lo mismo le ocurre al Collins, con todos sus defectos, y con todos sus años que le hacen estar una generación por detrás uno de los SSK más grandes del mundo. Pero con prestaciones todavía más moderadas: Da sólo 480 millas nauticas a velocidad de patrulla de 4 nudos.

En los graficos british ... el U214 50 horas a 4 nudos = 200 mns, el Scorpene, Lada y Amur (almas gemelas) 105 horas a 4 nudos = 420 mns, el pequeñin Gotland y el grandote Collins 100 horas a 4 nudos = 400 mns ... una escala logaritmica muy brutish

Yo me quedaria mejor con estos numeros :

La potencia para alcanzar 4 nudos es de 187 * (4/8)**3 = 23,4 KW (el numero 187 proviene de restarle 85KW de hotel a la potencia a 8 pilas, 8x34-85=187KW).

Con una energia almacenada en baterias de 16MWhora, el U212 haria a 4 nudos (16*1000)/(23,4 + 85)=148 horas, unas 592 mn.
Tomando como base de energia quimica almacenada de 100MWhora seria de (100*1000)/(23,4 + 85)=923 horas, unas 3691 mn.

¿Cuadran estos datos mas, verdad?

Saludos

[siroco]

Pero sin embargo frente a esas 420 millas nauticas a 8 nudos el pobre Scorpene no publica más que 536 millas a 4 nudos (Velocidad de patrulla normal para un SSK).
Lo mismo le ocurre al Collins, con todos sus defectos, y con todos sus años que le hacen estar una generación por detrás uno de los SSK más grandes del mundo. Pero con prestaciones todavía más moderadas: Da sólo 480 millas nauticas a velocidad de patrulla de 4 nudos.

En los graficos brItish ... el U214 50 horas a 4 nudos = 200 mns, el Scorpene 105 horas a 4 nudos = 420 mns, el Gotland 100 horas a 4 nudos = 400 mns, el Collins 100 horas a 4 nudos = 400 mns ... lo dicho una escala muy brutish

Saludos

Hombre como el 214 solo tenga 50 horas,el galerna en su época de lo cepillaba

[Aby]

Llevo unos dias siguiendo el post... que esta la mar de interesante.
aunque aun estoy buscando datos como por la red... me gustaria incluir algun apunte en general que me parece que se estan tomando erroneamente. y tambien por que tampoco hay muchos datos que rascar que se esconden los joidos

Sobre potencias:
Tenemos la potencia de motores sobre los que estamos hablando generalmente motores de imanes permanentes
aunque habria que confirmarlo casi seguro que todos necesitan corriente alterna.

Generadores aqui si veo no errores, sino falta de informacion ya que generalmente nos dan la potencia del diesel, cuando realmente nos interesa la salida del generador, por ejemplo uno que he localizado es de los Scorpene Chilenos,
Usando 4 motores MTU 12V 396 SE84 632Kw a 1700 rpm estan acoplados a 4 generadores Jetmout 580 kw
normalmente seran de corriente Alterna y lo bueno seria que nos diran la potencia de salida en Kva (kilo voltio amperios) y no en Kw aunque para nuestras cuentas van a ser aproximadas los doy por buenos.

Potencia Aip esta generada en corriente continua, asi que para usarla directamente en el motor electrico principal hay que trasformarla en corriente alterna y depues modificarle la frecuencia, dependiendo de la velocidad que queramos, aqui vamos a tener perdidas de Kw si o si.

Baterias Tendriamos que tener el voltaje de estas, capacidad en Ah (como no lo encontraremos habra que tirar de imaginacion)nuevamente en corriente continua al igual que el Aip para usarlas en el motor principal y el resto de consumo del submarino hay que trasformala a alterna de nuevo perdidas

PD: perdon por la irrupcion en el tema... pero no me aguantaba mas

[Rotax]

Hola Aby.
Bienvenido al foro y al apasionante tema de los subs.
Especulando un poco y al hilo de lo que hablas, parece que toda la discusión sobre la potencia de los generadores diesel va a quedarse en agua de borrajas, salvo cualificadas opiniones de otros foristas.
Dado que la energía de propulsión se generará en el AIP en forma de corriente contínua, y dado que se almacenará en baterías (a la forma tradicional de los subs) , parece lógico pensar que los generadores diesel y el AIP actuarán principalmente como cargadores de las baterías,con lo que dudo mucho que su empleo sea el de suministro directo al motor. Es interesante que sean potentes porque podráan cargar las bats a mas alta corriente, y que haya varios para poder tener mas flexibilidad y disponibilidad en su empleo, dada su aplicación militar, pero mi opinión es que en este rubro gana Edison frente a Tesla.
Por lo tanto, todas las discusiones sobre potencias disponibles y otras zarandajas, relacionando la potencia de los diesel con la potencia del motor de IP parece que la vamos a tener que desacoplar. El motor puede ser muy bien de 3 MW y los generadores de 1, siempre y cuando las baterías den suficiente caña para colocar los amperios correspondientes a la tensión correspondiente. Digamos que en la situación de generación normal podríamos tener a los DG cargando baterías mientas estas se descargan simultáneamente al motor, y en "geneación silenciosa" tendíamos al AIP tomando el papel de los DG, pero nunca tendríamos al sistema colgando exclusivamente del AIP o del DG. El suministro pasará siempe por las baterías...
Reforzando la idea de que sean de continua, está el tema de la reactiva y la carga no lineal que supondría un motor de alterna de ese tamaño regulado por inversores... ==> hay que embarcar condensadores y reactáncias para suministrar la reactiva que necesite y esto supone peso....
Un saludo

[Aby]

Pues antiguamente si, de hecho los agosta ya delfin tenian motores de CC.
Pero la tecnologia de alterna al ser la mas extendida y empleada va por delante.Y actaulmente parece que todos estan tirando a estos motores de imanes permanentes de alterna L 61 destro de nuestra armada, scorpene, tengo alguna duda de los u212/214... la realidad pese a la energia reactiva tiene alguna ventajas muy interesantes primero son mas silenciosos y segundo se tiene un control mucho mas eficaz de la velocidad y el torque del motor.

enlaces interesantes:
http://www.google.es/url?sa=t&rct=j&q=m ... 4-D6kSQm0g


http://www.google.es/url?sa=t&rct=j&q=s ... -B0K9OGFwA

En este ultimo de Hynergreen puedes ver un unifilar basico

[JorgeF35]

Eso lo llevamos pidiendo todos aquí desde que Cristo dio las tres voces...
Pero hay momentos y momentos. Y tu don de la oportunidad está de vacaciones...

Sabes a lo que me refiero,el presupuesto militar es muy dificil que aumente,pero si tuviesemos 2 submarinos de propulsion nuclear mas de un politico estaria pendiente y se encargaria de que se aumentase el mismo.

Hombre desconfianza, lo que se dice desconfianza, no hay... Hay miedo, chato...
Y si eso solo se arreglara con los mas de 5000 millones de € que nos costarían los dos SNA y todo su armamento y parafernalia asociada (en el caso de apoyarse en Francia o EEUU para su construcción... si de buscar soluciones Made in Spain se tratara, multiplica por 2, 3 o 4 esa cifra) tendríamos, no dos, cuatro...

Jejjejeje se que hay miedo,pero desconfianza es lo mas nombrado, 2 submarinos a propulsion nuclear solo serian un coste inicial,pero 2 ya son menos que 4 que no necesitamos,con 2 vamos servidos.

4 seria caro,pero 2 no,2 serian rentables ademas de la tecnologia que adquiriria navantia.

A los politicos ya no hablo de los ecologistas les aterraria que no tuviesemos 2 submarinos de propulsion nuclear bien vigilados,estarian constantemente pendientes

Tu cabeza funciona de una manera rara, rara, rara...
Sin animo de ofender.
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