Come mai il sottomarino Ottobre Rosso era invisibile ai sonar nemici?

Nel romanzo La grande fuga dell’Ottobre Rosso, Tom Clancy aveva ideato un sottomarino invisibile ai sonar. Il motivo? Non soffriva di cavitazione.

Un sottomarino sovietico della classe Typhoon

Tom Clancy è stato con ogni probabilità l’inventore del techno-thriller, una variante del genere che copre geopolitica, spionaggio e tecnologia militare. La sua fortuna è dovuta al personaggio di Jack Ryan, recentemente protagonista di una serie di Prime Video, apparso per la prima volta nel romanzo La grande fuga dell’Ottobre Rosso.

Il sottomarino sovietico Ottobre Rosso fu al centro del primo romanzo di Clancy

La trama del libro, datato 1984, riguarda l’ammutinamento dell’equipaggio del sottomarino lanciamissili balistici Ottobre Rosso (Krasniy Oktyabr) e del capitano Marko Ramius. L’obiettivo di quest’ultimo è scappare negli Stati Uniti, dove chiedere asilo politico. In questo modo egli vuole vendicarsi dell’Unione Sovietica, che reputa corrotta, inefficiente e responsabile della morte della moglie.

Come prevedibile, la scomparsa del sottomarino lanciamissili è causa di una crisi internazionale. Non conoscendo le reali intenzioni di Ramius, sia gli Stati Uniti che l’Unione Sovietica dispiegano le loro forze nell’Atlantico, in quella che dovrebbe essere una ricerca, ma che ben presto si trasforma in una caccia. A risolvere la situazione, sarà proprio il personaggio di Jack Ryan, che cercherà in tutti i modi di mettersi in contatto con Ramius.

Come già annunciato nel titolo, la speranza di Marko Ramius di portare a termine la sua fuga disperata risiede nelle caratteristiche tecniche dell’Ottobre Rosso. Quest’ultimo, infatti, gode di un sistema propulsivo in grado di isolare acusticamente i rumori prodotti dalla cavitazione.

Wallpaper della serie Prime Video su Jack Ryan

La cavitazione insorge in ogni macchina a fluido che opera con acqua

La cavitazione è un fenomeno che può insorgere in qualunque macchina operante con acqua. Nello specifico ci si riferisce a turbine, pompe ed eliche propulsive (quest’ultimo è il caso dell’Ottobre Rosso). Per spiegare questo fenomeno in modo completo è necessario riportare alcuni concetti di aerodinamica e del comportamento di liquidi e gas.

In primis, è necessario capire cosa succede a un fluido quando deve aggirare un profilo alare (come può essere l’ala di un aeroplano, oppure la palettatura di un’elica propulsiva, o di una turbomacchina in generale). Trovandosi di fronte a un ostacolo, il fluido deve accelerare per aggirarlo. Nel farlo, trasforma parte della sua energia di pressione in energia cinetica (è come se convertisse una quota di pressione in velocità). Questo implica che, attorno all’ostacolo, il fluido diminuisce la propria pressione. Tale pressione viene recuperata al termine dell’ostacolo, dove il fluido può finalmente rallentare.

Elica propulsiva su un vecchio sottomarino

La depressione attorno al profilo alare è un problema. Infatti, sotto un certo valore di pressione, l’acqua liquida evapora spontaneamente. Un esempio di questo fenomeno nella vita di tutti i giorni è osservabile in montagna. In baita, a pressione minore di quella atmosferica, l’acqua bolle a temperatura minore dei canonici 100 gradi. Se la pressione continua a diminuire, arriverà un punto in cui l’acqua evaporerà a temperatura ambiente.

È ciò che succede nelle turbomacchine. La depressione a cui l’acqua va incontro perché deve aggirare le pale della macchina idraulica può causare la formazione di bollicine di vapore.

Scia delle bollicine di vapore prodotte dalla cavitazione

Le bollicine di vapore sono fonte di rumore

È in seguito alla formazione di queste bollicine che insorgono una serie di problemi racchiusi sotto il termine cavitazione. Il principale insorge nel momento in cui l’acqua recupera pressione al termine del profilo alare. Questa pressione schiaccia le bollicine di vapore finché esse non implodono. Come conseguenza avvengono tre fenomeni. Il primo è un danneggiamento strutturale della palettatura. La bolla, nell’implodere, rimuove lo strato protettivo della pala, esponendola agli agenti corrosivi. Il secondo è la trasmissione di vibrazioni al rotore, effetto ancora una volta deleterio per l’integrità strutturale della turbomacchina. Infine, l’implosione è fonte di rumore. Nel caso di cavitazione su eliche marine, questo rumore può essere misurato attraverso un sonar. Si può, di conseguenza, rintracciarne la fonte. Questo fatto è assolutamente da evitare se si vuole essere invisibili agli occhi dei nemici.

Danni causati dalla cavitazione su una pompa idraulica

Come mai l’Ottobre Rosso non aveva questo problema?

Nella descrizione che ne fornisce Tom Clancy, l’Ottobre Rosso era stato progettato per isolare il più possibile il rumore prodotto dalla cavitazione. Contrariamente agli altri sottomarini, l’Ottobre Rosso utilizzava un sistema propulsivo in cui ciascuna elica era posta all’interno di un lungo tubo piuttosto che essere lasciata allo scoperto. In questo modo il rumore della cavitazione si disperdeva all’interno del tubo e non era intercettabile dai sonar nemici.

È questa peculiarità a muovere la trama del libro. Non potendo rintracciare l’Ottobre Rosso con metodi convenzionali, sia la Russia che gli Stati Uniti dispiegheranno le loro forze nell’Atlantico. La vicinanza delle due flotte militari sarà motivo di alta tensione e solamente Jack Ryan riuscirà a risolvere la crisi.

Marko Ramius, Jack Ryan e un altro membro dell’equipaggio dell’Ottobre Rosso nell’omonimo film degli anni ’90

 

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