{"id":112176,"date":"2024-12-12T00:02:00","date_gmt":"2024-12-11T23:02:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/?p=112176"},"modified":"2024-12-12T07:59:50","modified_gmt":"2024-12-12T06:59:50","slug":"il-motore-diesel-navale-la-sua-apparizione-e-le-necessita-della-propulsione-navale","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/archives\/112176","title":{"rendered":"Il motore diesel navale: la sua apparizione e le necessit\u00e0 della propulsione navale"},"content":{"rendered":"<span class=\"span-reading-time rt-reading-time\" style=\"display: block;\"><span class=\"rt-label rt-prefix\">tempo di lettura: <\/span> <span class=\"rt-time\"> 7<\/span> <span class=\"rt-label rt-postfix\">minuti<\/span><\/span><p><span style=\"color: #ffffff;\">.<\/span><\/p>\n<a class=\"maxbutton-8 maxbutton maxbutton-livello-2\" href=\"javascript:void(0);\"><span class='mb-text'>livello medio<\/span><\/a>\n<p><span style=\"color: #ffffff;\">.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #008000;\"><strong>ARGOMENTO: STORIA NAVALE<\/strong><\/span><br \/><span style=\"color: #008000;\"><strong>PERIODO: XX SECOLO<\/strong><\/span><br \/><span style=\"color: #008000;\"><strong>AREA: MOTORI NAVALI<\/strong><\/span><br \/>parole chiave: Diesel<\/p>\n<p align=\"justify\">Il motore endotermico \u00e8 uno dei tanti esempi d\u2019invenzione collettiva, anche se gli \u201cstorici\u201d per semplicit\u00e0 lo fanno risalire solo a <strong><span style=\"color: #008000;\">Rudolf Diesel<\/span><\/strong>, per un tipo di ciclo di combustione (accensione spontanea) e a <strong><span style=\"color: #008000;\">Nikolaus August Otto<\/span><\/strong>, per un altro tipo di ciclo di combustione (accensione comandata), genericamente collegato alla benzina.<\/p>\n<p align=\"justify\"><div class=\"lyte-wrapper fourthree\" style=\"width:420px;max-width:100%;margin:5px;\"><div class=\"lyMe\" id=\"WYL_bLzMvbqMVQE\"><div id=\"lyte_bLzMvbqMVQE\" data-src=\"\/\/i.ytimg.com\/vi\/bLzMvbqMVQE\/hqdefault.jpg\" class=\"pL\"><div class=\"tC\"><div class=\"tT\"><\/div><\/div><div class=\"play\"><\/div><div class=\"ctrl\"><div class=\"Lctrl\"><\/div><div class=\"Rctrl\"><\/div><\/div><\/div><noscript><a href=\"https:\/\/youtu.be\/bLzMvbqMVQE\" rel=\"nofollow\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/i.ytimg.com\/vi\/bLzMvbqMVQE\/0.jpg\" alt=\"YouTube video thumbnail\" width=\"420\" height=\"295\" \/><br \/>Guarda questo video su YouTube<\/a><\/noscript><\/div><\/div><div class=\"lL\" style=\"max-width:100%;width:420px;margin:5px;\"><\/div><\/p>\n<p align=\"justify\">Normalmente la storia tecnica, con una visione eurocentrica, parla di un percorso complesso iniziato nel 1862 da <strong><span style=\"color: #008000;\">Beau de Roches<\/span><\/strong> in Francia poi messo a punto nel 1893 da uno scienziato bavarese, <strong><span style=\"color: #008000;\">Rudolf Diesel<\/span><\/strong><sup><span style=\"color: #008000;\"><strong> 1<\/strong><\/span><\/sup>, uno scienziato bavarese.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/wp-content\/uploads\/2024\/12\/Experimental_Diesel_Engine-554x1024.jpg\" alt=\"Questa immagine ha l'attributo alt vuoto; il nome del file \u00e8 Experimental_Diesel_Engine-554x1024.jpg\" width=\"840\" height=\"1553\" \/><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"color: #008000;\"><strong>il secondo motore diesel sperimentale nel museo MAN di Augsburg, Germania<\/strong><\/span> <a href=\"https:\/\/commons.wikimedia.org\/wiki\/File:Experimental_Diesel_Engine.jpg\">Experimental Diesel Engine.jpg &#8211; Wikimedia Commons<\/a><\/p>\n<p align=\"justify\">In realt\u00e0 il percorso dello sviluppo dei motori endotermici dovrebbe prendere in considerazione anche gli studi e le applicazioni industriali e navali dello statunitense <strong><span style=\"color: #008000;\">Brayton<\/span><\/strong>, con il suo <strong><span style=\"color: #008000;\">Ready Motor Hydrocarbon Engine<\/span><\/strong>, studiato a partire dagli anni\u201950 del XIX^ secolo, brevettato nel 1872, ed applicato sui sommergibili progettati e costruiti da <strong><span style=\"color: #008000;\">Holland<\/span> <\/strong>tra il 1874 ed il 1878; un lungo percorso con motori policarburanti precursori sia del <strong><span style=\"color: #008000;\">ciclo Otto<\/span><\/strong> che del <span style=\"color: #008000;\"><strong>ciclo Diesel<\/strong><\/span>, sia a 2 Tempi che a 4 Tempi, che furono in seguito oggetto di lunghissime controversie relative a diritti e brevetti.<\/p>\n<table style=\"border-collapse: collapse; width: 100%;\">\n<tbody>\n<tr>\n<td style=\"width: 100%; text-align: justify;\"><strong><span style=\"color: #008000;\">Un motore alternativo a combustione interna \u00e8 costituito essenzialmente da uno o pi\u00f9 cilindri <\/span><\/strong><strong><span style=\"color: #008000;\">dentro i quali scorrono a tenuta i pistoni che, collegati mediante altrettanti meccanismi biella-manovella ad <\/span><\/strong><strong><span style=\"color: #008000;\">un albero motore, permettono di trasferire a quest\u2019ultimo un moto di rotazione. I cilindri vengono riempiti ciclicamente da una carica di fluido fresco mediante opportuni sistemi di valvole o di luci. Il fluido immesso nei cilindri \u00e8 costituito da miscela aria e combustibile oppure da sola aria a cui viene successivamente aggiunto combustibile. Nel caso dei motori diesel motori la combustione \u00e8 resa possibile dall&#8217;iniezione di una certa quantit\u00e0 di combustibile nel cilindro in cui si \u00e8 precedentemente introdotta aria.<\/span><\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p align=\"justify\"><div class=\"lyte-wrapper fourthree\" style=\"width:420px;max-width:100%;margin:5px;\"><div class=\"lyMe\" id=\"WYL_EriMTRQnXSE\"><div id=\"lyte_EriMTRQnXSE\" data-src=\"\/\/i.ytimg.com\/vi\/EriMTRQnXSE\/hqdefault.jpg\" class=\"pL\"><div class=\"tC\"><div class=\"tT\"><\/div><\/div><div class=\"play\"><\/div><div class=\"ctrl\"><div class=\"Lctrl\"><\/div><div class=\"Rctrl\"><\/div><\/div><\/div><noscript><a href=\"https:\/\/youtu.be\/EriMTRQnXSE\" rel=\"nofollow\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/i.ytimg.com\/vi\/EriMTRQnXSE\/0.jpg\" alt=\"YouTube video thumbnail\" width=\"420\" height=\"295\" \/><br \/>Guarda questo video su YouTube<\/a><\/noscript><\/div><\/div><div class=\"lL\" style=\"max-width:100%;width:420px;margin:5px;\"><\/div><\/p>\n<p>Quando s\u2019impose la necessit\u00e0 di un\u2019alternativa al motore a benzina, la macchina Diesel non era una novit\u00e0 ma era la scelta obbligata di una soluzione ormai matura e conosciuta: la sfida era adattare \u2013 in primo luogo all\u2019impiego navale \u2013 una macchina ormai accettata ma che nella mentalit\u00e0 dell&#8217;epoca era destinata ad altri scopi.<\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"color: #008000;\"><strong>L\u2019applicazione sui sommergibili, un passo obbligato per la sicurezza nel ristretto ambiente dove dovevano essere impiegati i motori endotermici, fu quella che maggiormente diede impulso allo sviluppo delle motrici diesel, cambiandone la percezione di impiego, da macchina industriale fissa a quella di apparato motore ideale per navi o veicoli pesanti.<\/strong><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\">I requisiti per l\u2019impiego sui sommergibili influirono profondamente sugli sviluppi di questo tipo di motore, ma bisogna anche ricordare che la sua adozione e evoluzione per uso navale (unit\u00e0 militari) comport\u00f2 un importante lavoro di sviluppo di combustibili e lubrificanti adatti alle specifiche e pesanti condizioni di funzionamento, senza citare la logistica relativa ai necessari carburanti e oli, a bordo ed a terra. <strong><span style=\"color: #008000;\">In ogni Paese il maggior contributo allo sviluppo dei motori diesel si deve alla Marina, e sempre con un orientamento specifico ovvero la necessit\u00e0 assoluta di disporre di macchine affidabili per i sommergibili.<\/span><\/strong> Ci\u00f2 comport\u00f2 che le principali Marine (accettando insuccessi) si assunsero lo sforzo costoso della sperimentazione e messa a punto di questi motori per non parlare dei rischi connessi.\u00a0<\/p>\n<p align=\"justify\">Il fatto che i sommergibili operino indifferentemente sopra e sotto la superficie del mare impone precisi limiti alle dimensioni, al disegno ed alle forme dello scafo; l\u2019esponente di peso totale dell\u2019apparato motore (non solo il motore propriamente detto ma anche tutti i suoi accessori e servizi) \u00e8 un fattore determinate per qualsiasi unit\u00e0 navale ma ha un impatto maggiore e significativo sui battelli subacquei. Le caratteristiche dello scafo, comprese le forme, limitano le dimensioni dei motori e non solo i volumi ma anche la distribuzione ed il posizionamento a bordo dei locali destinati all\u2019apparato motore. Il peso del motore deve essere quindi proporzionato alla percentuale ottimale dell\u2019esponente di peso ed ovviamente al dislocamento della nave, nonch\u00e9 ai requisiti di potenza e velocit\u00e0 da sviluppare.<\/p>\n<p align=\"justify\">Nei primi sottomarini a propulsione meccanica, il motore era collegato rigidamente all&#8217;elica tramite la linea d\u2019asse. Questo collegamento (in inglese direct drive) present\u00f2 immediati problemi sia costruttivi che di funzionamento: le forme dello scafo imponevano una certa inclinazione, sia sul piano orizzontale che su quello verticale, ed una certa lunghezza della linea d\u2019assi; inoltre l\u2019allineamento con la stessa determinava la posizione e l\u2019ingombro del motore all\u2019interno dello scafo, mentre le velocit\u00e0 di rotazione di maggior efficienza dell\u2019elica non sempre corrispondevano alle velocit\u00e0 di rotazione del motore di maggior efficienza.<\/p>\n<p align=\"justify\"><div class=\"lyte-wrapper fourthree\" style=\"width:420px;max-width:100%;margin:5px;\"><div class=\"lyMe\" id=\"WYL_cxhakWu75Rc\"><div id=\"lyte_cxhakWu75Rc\" data-src=\"\/\/i.ytimg.com\/vi\/cxhakWu75Rc\/hqdefault.jpg\" class=\"pL\"><div class=\"tC\"><div class=\"tT\"><\/div><\/div><div class=\"play\"><\/div><div class=\"ctrl\"><div class=\"Lctrl\"><\/div><div class=\"Rctrl\"><\/div><\/div><\/div><noscript><a href=\"https:\/\/youtu.be\/cxhakWu75Rc\" rel=\"nofollow\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/i.ytimg.com\/vi\/cxhakWu75Rc\/0.jpg\" alt=\"YouTube video thumbnail\" width=\"420\" height=\"295\" \/><br \/>Guarda questo video su YouTube<\/a><\/noscript><\/div><\/div><div class=\"lL\" style=\"max-width:100%;width:420px;margin:5px;\"><\/div><\/p>\n<p align=\"justify\">Ulteriore problema, le velocit\u00e0 critiche (o vibrazioni torsionali sincrone) che si amplificavano. Non si trattava di problemi noti n\u00e9 predeterminabili e spesso non fu possibile rispettare le velocit\u00e0 di progetto, a causa dei transitori a velocit\u00e0 critiche a cui erano soggetti i motori, in particolare su unit\u00e0 che necessitavano variazioni continue dei regimi.\u00a0 I problemi maggiori erano come progettare e collegare le eliche all\u2019 asse, o le pale delle eliche sul mozzo, ed allo stesso tempo come eventualmente separare i motori dalla linea d\u2019assi in modo che non esistesse una rigidit\u00e0 meccanica. Inoltre, la progettazione di una motrice in grado di selezionare diverse velocit\u00e0 di rotazione per motori ed eliche alla massima efficienza reciproca. Non ultimo come assicurare la reversibilit\u00e0 del moto. Le soluzioni furono profondamente diverse, da Marina a Marina, con innumerevoli prove e varie combinazioni. Il motore diesel nacque come un motore policarburante, sperimentato ed impiegato con ogni genere di alimentazione, dal gas all\u2019olio di arachidi, alla polvere di carbone, per arrivare solo molto tardi a derivati ed infine a distillati del petrolio.<\/p>\n<p align=\"justify\">Dopo un\u2019infinita serie di prove ed applicazioni in campo terrestre, nell\u2019impiego iniziale navale, l\u2019iniezione del combustibile avveniva a mezzo di aria compressa. Il sistema rimase tale, con una certa complicazione degli ausiliari a bordo, sino alla fine degli anni 20 del secolo scorso, quando, poco dopo il 1929, l&#8217;iniezione di tipo meccanico o solido fu adottata su<strong><span style=\"color: #008000;\"> motori MAN<\/span><\/strong> e subito entusiasticamente diffusa negli Stati Uniti, a cominciare dalla US Navy.<\/p>\n<p align=\"justify\">I vantaggi di questo tipo di iniezione furono immediatamente evidenti; utilizzando l&#8217;iniezione di tipo \u201csolido\u201d (o meccanico), il peso dei motori poteva essere notevolmente ridotto. L&#8217;eliminazione del compressore d&#8217;aria con i suoi accessori e collegamenti comport\u00f2 un risparmio sull\u2019esponente di peso di circa il 14% e numerosi vantaggi <sup><span style=\"color: #008000;\">2<\/span><\/sup>. In Italia il sistema ad iniezione diretta fu introdotto gi\u00e0 alla fine degli anni 30, ma fu generalizzato sui motori di nuova produzione solo a partire dal 1934\/1935.<\/p>\n<p align=\"justify\">Voglio ricordare che la mia analisi, pur considerando l\u2019evoluzione globale e alcune esperienze parallele, segue principalmente l\u2019evoluzione italiana dei motori diesel a due tempi, di media potenza, in gran parte compresa fra i 1300 e 2500 HP, con velocit\u00e0 di rotazione sui 350 &#8211; 450 giri\/min., che erano destinati ai sommergibili, in grado di essere accoppiati direttamente alle eliche senza la complicazione, costo e peso di un riduttore. Salvo pochi, e vani casi, nello sviluppo dei sommergibili tutte le Marine adottarono il motore a combustione interna per la propulsione in superficie e per caricare le batterie destinate all\u2019alimentazione della propulsione subacquea. <strong><span style=\"color: #008000;\">Le prime unit\u00e0 utilizzavano motori a ciclo Otto a benzina, che rapidamente risult\u00f2 incompatibile, tossica ed esplosiva, a maggior ragione nel ristretto ambiente dei battelli subacquei.<\/span><\/strong><\/p>\n<p align=\"justify\"><span style=\"color: #008000;\"><strong>In questa breve fase la motoristica italiana non solo si rivel\u00f2 adeguata alle necessit\u00e0 di battelli di ridotte dimensioni ma registr\u00f2 alcuni successi, anche di esportazione, tra i quali, non unica, l\u2019adozione di motori FIAT e TOSI per i sommergibili prodotti dalla CRAMP statunitense (che aveva anche rapporti progettuali con la Fiat San Giorgio e per certi aspetti costruttivi inizialmente si rifaceva ai progetti Laurenti).<\/strong><\/span><\/p>\n<p align=\"justify\">La repentina necessit\u00e0 di passare ad altro combustibile rispetto alla benzina, con l\u2019inevitabile passaggio al ciclo Diesel, scaten\u00f2 una vera competizione internazionale per sviluppare e testare una vasta gamma di motori diesel, per trasformare macchine nate per uso statico, industriale, in motrici compatte e leggere per l\u2019imbarco sui sommergibili. Competizione e ricerche iniziate con le prime unit\u00e0 per tutto il quinquennio precedente la prima guerra mondiale, per poi riproporsi &#8211; dopo la stasi e l\u2019incertezza dei trattati &#8211; fino alla seconda guerra mondiale. I primi sommergibili richiedevano motori compatti, insolitamente leggeri per gli standard dell\u2019epoca, e questa fu la prima sfida tra i costruttori o potenziali costruttori dell\u2019epoca. I primi diesel adottavano un ciclo a 4 tempi analogo a quello di un motore a benzina standard, anche se pochi costruttori, tra cui l\u2019italiana FIAT, tentarono sin dall\u2019inizio di seguire la strada del ciclo a 2 tempi che era ritenuto, almeno in teoria, la vera possibilit\u00e0 di produrre un motore pi\u00f9 leggero e compatto, poich\u00e9 il peso e l&#8217;ingombro risultavano prioritari per l\u2019imbarco sui sommergibili.<\/p>\n<p align=\"justify\">Scelta che present\u00f2 all\u2019inizio serie difficolt\u00e0 per le maggiori sollecitazioni a cui con tale ciclo sono soggetti struttura e basamenti. Malgrado le croniche difficolt\u00e0 di reperire materiali speciali e di pregio di produzione nazionale, la soluzione a 2 tempi fu quella maggiormente adottata dai costruttori italiani, seppur con certi compromessi, che portarono a motori non tanto leggeri quanto sarebbe stato auspicabile ma affidabili, seppur a scapito dell\u2019ottimizzazione e della massima efficienza. In parallelo si dovettero definire nuove procedure che influirono sulla scelta, la struttura, il peso dei motori e fu analizzata e testata un&#8217;ampia serie di combinazioni propulsive. Alcuni motori erano reversibili e potevano essere utilizzati per le manovre, altri non lo erano e per le manovre si doveva ricorrere ai motori elettrici alimentati dalle batterie. I motori potevano essere utilizzati per la propulsione o per la ricarica della batteria, e questo comportava la necessit\u00e0 di studiare giunti affidabili sui segmenti della linea d\u2019 assi relativi ai motori termici ed ai motori elettrici, ai fini di effettuare la carica delle batterie sia in banchina che, con qualche maggiore difficolt\u00e0 iniziale, in navigazione.<\/p>\n<p align=\"justify\">La massima flessibilit\u00e0 operativa per qualsiasi combinazione di gruppi diesel \/ generatori per operazioni di carica, propulsione e manovre dei battelli si raggiunse finalmente con l\u2019adozione della propulsione diesel\/elettrica, soluzione che risult\u00f2 per\u00f2 preveggente e tempestiva solo nella US Navy, tardiva nella marina tedesca, nulla in altre marine, soprattutto nella Regia Marina Italiana.<\/p>\n<p><span style=\"color: #008000;\"><strong>Fine I parte &#8211; continua<\/strong><\/span><br \/><span style=\"color: #008000;\"><strong>Gian Carlo Poddighe<br \/><span style=\"color: #ffffff;\">.<\/span><\/strong><\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #008000;\"><strong>Note<\/strong><\/span>\u00a0<\/p>\n<p align=\"justify\">1 per curiosit\u00e0, la prima versione del motore diesel, monocilindrica, utilizzava come combustibile polvere di carbone<\/p>\n<p align=\"justify\">2 I vantaggi derivati dall&#8217;uso dell&#8217;iniezione meccanica furono numerosi, tra cui:<br \/>\u00a0 1) semplificazione del disegno del motore e dei suoi accessori, con migliore accessibilit\u00e0<br \/>\u00a0 2) minore lunghezza del motore<br \/>\u00a0 3) peso notevolmente ridotto per unit\u00e0 di potenza<br \/>\u00a0 4) ridotto consumo di carburante<br \/>\u00a0 5) miglioramento del bilanciamento del carico nel motore<br \/>\u00a0 6) affidabilit\u00e0 molto maggiore<br \/>\u00a0 7) manutenzione ridotta.<\/p>\n<p><span style=\"color: #ffffff;\">.<\/span><\/p>\n<p><a class=\"maxbutton-3 maxbutton maxbutton-pagina-principale\" target=\"_blank\" title=\"tooltip\" rel=\"nofollow noopener\" href=\"http:\/\/www.ocean4future.org\"><span class='mb-text'>PAGINA PRINCIPALE - HOME PAGE<\/span><\/a><br \/><span style=\"color: #ffffff;\">.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Alcune delle foto presenti in questo blog possono essere state prese dal web, citandone ove possibile gli autori e\/o le fonti. Se qualcuno desiderasse specificarne l\u2019autore o rimuoverle, pu\u00f2 scrivere a infoocean4future@gmail.com e provvederemo immediatamente alla correzione dell\u2019articolo<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<p><a class=\"maxbutton-13 maxbutton maxbutton-parte-i\" target=\"_blank\" title=\" tooltip\" rel=\"nofollow noopener\" href=\"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/archives\/112176\"><span class='mb-text'>PARTE I<\/span><\/a> <a class=\"maxbutton-14 maxbutton maxbutton-parte-ii\" target=\"_blank\" title=\" tooltip\" rel=\"nofollow noopener\" href=\"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/archives\/112177\"><span class='mb-text'>PARTE II<\/span><\/a>\u00a0<br \/><span style=\"color: #ffffff;\">.<\/span><\/p>\n\n\n\n\n\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p><span class=\"span-reading-time rt-reading-time\" style=\"display: block;\"><span class=\"rt-label rt-prefix\">tempo di lettura: <\/span> <span class=\"rt-time\"> 7<\/span> <span class=\"rt-label rt-postfix\">minuti<\/span><\/span>. . 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