Distancias al horizonte desde un sumergible

Descripción: Se trata de establecer a qué distancia tenían la línea del horizonte los vigías de un submarino en superficie y los artilleros del cañón de cubierta.

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Stephen Maturin
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Distancias al horizonte desde un sumergible

Mensaje por Stephen Maturin » 04 11 2012 20:08

Distancias al horizonte desde un sumergible

INTRODUCCIÓN

Recientemente he publicado una pequeña reseña sobre el tiro naval y las distancias al horizonte de los acorazados, esto me ha llevado a hacer un trabajo similar sobre estas distancias pero desde un Uboot, se trata de establecer a qué distancia tenían la línea del horizonte los vigías de un submarino en superficie y los artilleros del cañón de cubierta, así como a la distancia que se veía este desde el periscopio cuando se navegaba sumergido.

Para calcular la distancia al horizonte aplicaremos un sencillo problema de trigonometría, la explicación del mismo se puede ver en este dibujo del amigo forista Minoru Genda que me permito reproducir:
Cálculo de la disania al horizonte
Voy e eliminar el proceso de desarrollo para llegar a la formula, si denominamos R al radio de la tierra y h la altura de visión del observador la que obtenemos es
D = ? 2 R x ? h
Como el radio de la tierra es variable al ser esta una esfera achatada por los polos este varía desde un mínimo de 6.357 km en los polos a un máximo de 6.378 km en el ecuador vamos a usar un radio medio de 6.371 km que es el usado en las mediciones astronómicas, si aplicamos este valor del radio la fórmula queda reducida a:
D = 112.88 x ? h
CALCULO DISTANCIAS AL HORIZONTE

Una vez disponemos de la fórmula procede buscar la altura aproximada lo ojos de un vigía en la bañera de la vela de un submarino, en general la altura de los tripulantes sobre el nivel del agua en los submarinos alemanes era baja, lo que tenía sus ventajas pero no precisamente no para los vigías.

He estado mirando en unos dibujos a escala y calculo que aproximadamente para un tipo VII la altura de los ojos de un vigía sobre el nivel de la mar es de unos 6 m. y en un tipo IX de unos 6,5 m. Esto nos da una vez aplicada la fórmula indicada que el vigía de un tipo VII ve la línea del horizonte a unos 8,74 km mientras que el de un tipo IX la ve a unos 9,10 km, como se puede ver son distancias muy similares por lo que creo se puede establecer una distancia media de unos 9 km que expresado en millas náuticas serian unas 4,85 nm, es interesante el ponerlo en esta unidad de medida pues considerando que la velocidad de los buques la expresamos en nudos nos permite calcular más fácilmente los tiempos para recorrer estas distancias, así en este caso podemos decir que navegando en superficie a unos 10 nudos el sumergible esta a una 1/2 hora de navegación del horizonte.

Sin embargo aunque un buque este detrás de la línea del horizonte aún es visible parte sus superestructuras, principalmente chimeneas y puente que sobresalen de la misma, considerando que estos elementos pueden tener una altura de unos 15 - 20 m implica que serían visibles estando a unas distancias entre 13,82 km y 15,96 km lo que quiere decir que el vigía de un submarino puede ver a un mercante a una distancia entre 22 km y 25 km que es la suma de su distancia al horizonte y la de visibilidad de las superestructuras del buque, todo esto suponiendo que se tiene una buena visibilidad. Estas distancias en millas náuticas son unas 11,5 - 13,50 nm. aunque posiblemente antes se vería el humo de las chimeneas, muy abundante en mercantes antiguos.

Veamos que sucede si navegamos sumergidos y estamos observando por el periscopio, considerando que las lentes del mismo pueden estar a aproximadamente a 1 m. sobre la superficie la distancia a que se ve la línea del horizonte sería de unos 3,56 km que podría ser un poco superior y llegar a unos 4 km si sube el periscopio un poco más sobre la superficie de la mar, en este caso podría ver un barco situado más allá del horizonte a una distancia de 17 - 20 km. en millas alrededor de unas 10 nm.

Como ya se ha dicho anteriormente estas distancias se pueden considerar como distancias máximas con buena visibilidad, si está no es óptima pueden ser sensiblemente menores.

Aunque el uso de artillería para atacar un buque mercante fue desapareciendo paulatinamente llegando ser casi inexistente al final de la guerra, si era más habitual al principio de la misma y cuando el ataque era a buques que navegaban en solitario en zonas alejadas de poco tránsito marítimo, por eso y aunque sea a título de curiosidad voy a poner la distancia aproximada a que ve el horizonte el artillero del cañón de cubierta, por lo que he podido comprobar la altura de la vista del artillero debía estar a una altura aproximada de unos 3-3,5 m. lo que da una distancia media aproximada a la línea del horizonte de unos 6,5 km.

Creo interesante recordar que los sumergibles americanos disponían de puestos de vigía en unas plataformas elevadas sobre la vela situadas en la base de los periscopios, esto los situaba en un puesto más elevado que por lo que he podido ver hacía que tuvieran la altura de los ojos a unos 10 m. sobre la superficie de la mar, esto en consecuencia hacía que vieran la línea del horizonte a unos 11 - 11,5 km esta distancia de unos 2-2,5 km más que en un uboot puede parecer pequeña pero podía ser importante en determinadas circunstancias.

CONCLUSIONES

La conclusión principal que podemos sacar es la limitada capacidad de observación de los vigías de los sumergibles a la hora de localizar otros buques debido a su baja posición respecto a superficie de la mar lo que limitaba su visión por la proximidad del horizonte, por eso la necesidad de buscar medios aéreos que permitieran aumentar el alcance de su visión, desde aviones embarcados como el construido por Arado que dieron muy pobres resultados hasta el conocido como "giro cometa" F-223 cuyo funcionamiento se describe en la web de u-historia, este sencillo aparato que podía alcanzar alturas de superiores a los 120 m. lo que permitía que el observador tuviera el horizonte situado a mas de 40 km y permitía poder llegar a divisar buques a distancias del orden de 50 km o más, sin embargo estos medios propios fracasaron en general y la coordinación con elementos aéreos de su propia aviación nunca terminó de ser lo eficiente que hubiera sido necesario además de las limitaciones del alcance de los aviones con base en tierra, como contrapartida el uso de medios aéreos para detección de los sumergibles si funcionó por los mayores medios destinados a ello y el uso de la aviación embarcada, esto obligó a los sumergibles a navegar de día sumergidos y ya hemos visto que la observación por el periscopio era muy limitada.

El uso de radar por parte de los sumergibles poco aumento las posibilidades de observación diurna de otros buques con buena visibilidad, pues aunque las antenas de radar acostumbraban a estar a una altura algo mayor tampoco permitían ver más allá del horizonte, pero si fueron importantes en caso de mala visibilidad u observación nocturna.

Creo que los vigías de los sumergibles de la SGM debían añorar a sus antepasados de la época dorada de la vela en los siglos XVIII y principios del XIX cuando estos situados en la cofa de los palos a alturas de 30-40 metros daban el grito de vela a la vista cuando detectaban otro navío a distancias de más de 40 km sobre todo si llevaban izados los sobrejuanetes, pero esa es otra historia.
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Re: Distancias al horizonte desde un sumergible

Mensaje por Amarok » 04 11 2012 20:42

De nuevo una muy interesante aportación. Permíteme apuntar que, según lo que he leído acerca del tema de veteranos de los U-Boot, las alturas que das son algo generosas por arriba (tendría que revisar los datos, no los sé de memoria), especialmente en lo tocante a los artilleros, pero el problema es el mismo. También indicar que frecuentemente el comandante u otro tripulante se subía al bloque del UZO apoyado en el periscopio para "rascar" 1,20-1,30 más de altura. Con mar tranquila, claro. Por otro lado, cuando se usaba la artillería el objetivo estaba por lo general por debajo de 1200 m, lo que relativiza muy mucho la relevancia del problema para los artilleros.
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Re: Distancias al horizonte desde un sumergible

Mensaje por albertoa » 04 11 2012 23:07

Estimado Maturin, te felicito por tan notable información. El anterior ensayo que realizaste también captó mi interés y mi curiosidad al igual que éste. Soy de letras y la verdad, estos temas me quedan algo lejanos. El caso es que está muy sencillamente explicado y por eso lo he leído con sumo interés y me ha gustado.

Saludos.

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Re: Distancias al horizonte desde un sumergible

Mensaje por Gualtier Malde » 04 11 2012 23:30

Para mí también están resultando de gran interés tus aportaciones técnicas y me están ayudando a entender un poco más este arma que me resulta esquiva hasta la fecha. Espero con interés tú próxima aporación.


P.D.: Si me permites una sugerencia, para los que somos legos en las materias acuáticas una clara explicación de los puntos fuertes y débiles de los distintos tipos de navíos, y por tanto, su fin dentro de la armada sería altamente agradecido.
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Re: Distancias al horizonte desde un sumergible

Mensaje por Marklen » 04 11 2012 23:40

En materia matemática tampoco me encuentro en mi terreno, pero tu articulo me aclara bastantes dudas en el tema, solo me quedan unas preguntas que espero me puedas responder. ¿las distancias medias o normales para el uso de los torpedos?

Y tomando en cuenta la poca distancia para el uso de la artillería de un submarino, ¿Cual seria finalmente su utilidad?

Saludos amigo Maturin
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Re: Distancias al horizonte desde un sumergible

Mensaje por Stephen Maturin » 08 11 2012 09:36

Amarok escribió:De nuevo una muy interesante aportación. Permíteme apuntar que, según lo que he leído acerca del tema de veteranos de los U-Boot, las alturas que das son algo generosas por arriba (tendría que revisar los datos, no los sé de memoria), especialmente en lo tocante a los artilleros, pero el problema es el mismo. También indicar que frecuentemente el comandante u otro tripulante se subía al bloque del UZO apoyado en el periscopio para "rascar" 1,20-1,30 más de altura. Con mar tranquila, claro. Por otro lado, cuando se usaba la artillería el objetivo estaba por lo general por debajo de 1200 m, lo que relativiza muy mucho la relevancia del problema para los artilleros.
- Las distancias que he puesto, son con buenas condiciones meteorologicas y sin contar con la refracción de la luz, circunstancias estas no muy habituales, son muchas las variables que entran en circunstancias reales como por ejemplo la altura del sol en el horizonte que dependerá de la latitud, la época del año y la hora, neblinas, chubascos etc... tantas variables hacen que cada ocasión sea diferente, por eso me he limitado a indicar distancias máximas en circunstancias óptimas.

- Respecto a lo de subirse al soporte del UZO, puede ser factible pero es un apoyo muy inestable y un vigía necesita mucha estabilidad para poder mirar con los prismaticos a la distancia, normalmente los prismáticos marinos son 7x50, en ellos prima la claridad que los aumentos, cualquiera que haya estado de observación en un barco sabe que se necesita unas manos muy firmes aguantando los prismáticos y pocos aumentos para poder ver con claridad. En el fondo subiendose al soporte mencionado se logra algo similar a los soportes que tenían los sumergibles americanos.
marklen escribió:¿las distancias medias o normales para el uso de los torpedos? Y tomando en cuenta la poca distancia para el uso de la artillería de un submarino, ¿Cual seria finalmente su utilidad?
- Un torpedo es una pequeño buque que navega de una manera autónoma, para que alcance un buque hay que darle un rumbo de colisión, considerando que para que este rumbo sea correcto se necesita saber el rumbo y velocidad del buque enemigo que solo se saben de una manera aproximada calculada de manera estimativa y ademas que este rumbo se mantenga estable durante el recorrido del torpedo, para asegurar al máximo "la colisión" :D xse procura que la distancia sea lo menor posible, normalmente se procuraba con distancias se 0.5 nm, con distancias del orden de 1 nm las posibilidades disminuian mucho y obligaban a usar muchos torpedos para asegurar el blanco y estos eran un bien escaso y muy caro, posiblemente sea el arma mas cara después de las V2 y en algunos aspectos mas compleja.

- Hablar de los cálculos para el disparo de torpedos daría para un post entero, desde los torpedos de aire muy rápidos pero detectables por su estela hasta los eléctricos mas lentos pero indetectables.

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