Carga de profundidad
Una carga de profundidad es un arma de guerra antisubmarina (ASW). Su objetivo es destruir un submarino arrojándolo al agua cercana y detonando, sometiendo al objetivo a un poderoso y destructivo choque hidráulico. La mayoría de las cargas de profundidad usan cargas explosivas altas y una espoleta para detonar la carga, generalmente a una profundidad específica. Las cargas de profundidad pueden ser lanzadas por barcos, aviones de patrulla y helicópteros.
Las cargas de profundidad se desarrollaron durante la Primera Guerra Mundial y fueron uno de los primeros métodos viables para atacar un submarino bajo el agua. Fueron ampliamente utilizados en la Primera Guerra Mundial y la Segunda Guerra Mundial, y siguieron siendo parte de los arsenales antisubmarinos de muchas armadas durante la Guerra Fría, durante la cual fueron complementados y luego reemplazados en gran medida por torpedos autoguiados antisubmarinos.
Una carga de profundidad equipada con una ojiva nuclear también se conoce como "bomba de profundidad nuclear". Estos fueron diseñados para ser lanzados desde un avión de patrulla o desplegados por un misil antisubmarino desde un barco de superficie u otro submarino, ubicado a una distancia segura. A fines de la década de 1990, Estados Unidos, el Reino Unido, Francia, Rusia y China habían retirado del servicio todas las armas nucleares antisubmarinas. Han sido reemplazadas por armas convencionales cuya precisión y alcance han mejorado mucho a medida que mejoraba la tecnología ASW.
Historia
El primer intento de disparar cargas contra objetivos sumergidos fue con bombas aéreas unidas a cuerdas que las activaron. Una idea similar fue una carga de pólvora de 16 lb (7,3 kg) en una lata con cordón. Dos de estos atados juntos se conocieron como la "carga de profundidad Tipo A". Los problemas con los cordones que se enredaban y no funcionaban llevaron al desarrollo de un gatillo de perdigones químicos como el "Tipo B". Estos fueron efectivos a una distancia de alrededor de 20 pies (6,1 m).
Un informe de la Royal Navy Torpedo School de 1913 describía un dispositivo destinado a contrarrestar la minería, una 'mina que cae'. A pedido del almirante John Jellicoe, la mina Mark II estándar se equipó con una pistola hidrostática (desarrollada en 1914 por Thomas Firth and Sons of Sheffield) preconfigurada para disparar a 45 pies (14 m), para ser lanzada desde una plataforma de popa.. Con un peso de 520 kg (1150 lb) y una distancia efectiva de 30 m (100 pies), la "mina de crucero" era un peligro potencial para la nave de lanzamiento. El trabajo de diseño fue realizado por Herbert Taylor en la RN Torpedo and Mine School, HMS Vernon. La primera carga de profundidad efectiva, el Tipo D, estuvo disponible en enero de 1916. Era una carcasa en forma de barril que contenía un explosivo de alta potencia (generalmente TNT, pero también se usaba amatol cuando el TNT escaseaba). Inicialmente había dos tamaños: Tipo D, con una carga de 300 lb (140 kg) para barcos rápidos, y Tipo D* con una carga de 120 lb (54 kg) para barcos demasiado lentos para abandonar el área de peligro antes de que detone la carga más poderosa..
Una pistola hidrostática accionada por la presión del agua a una profundidad preseleccionada detonó la carga. Los ajustes iniciales de profundidad eran 40 u 80 pies (12 o 24 m). Debido a que la producción no pudo satisfacer la demanda, los buques antisubmarinos inicialmente solo llevaban dos cargas de profundidad, que se liberarían de una rampa en la popa del barco. El primer éxito fue el hundimiento del U-68 frente a Kerry, Irlanda, el 22 de marzo de 1916, por el Q-ship Farnborough. Alemania se dio cuenta de la carga de profundidad luego de los ataques fallidos contra el U-67 el 15 de abril de 1916 y el U-69 el 20 de abril de 1916. Los únicos otros submarinos hundidos por carga de profundidad durante 1916 fueron el UC-19 y el UB-29.
El número de cargas de profundidad transportadas por barco aumentó a cuatro en junio de 1917, a seis en agosto y de 30 a 50 en 1918. El peso de las cargas y bastidores causaba inestabilidad en el barco a menos que se retiraran los cañones pesados y los tubos de torpedos para compensar. Las pistolas mejoradas permitieron ajustes de mayor profundidad en incrementos de 50 pies (15 m), de 50 a 200 pies (15 a 61 m). Incluso los barcos más lentos podían usar con seguridad el Tipo D por debajo de los 100 pies (30 m) y a 10 nudos (19 km/h; 12 mph) o más, por lo que se retiró el relativamente ineficaz Tipo D*. El uso mensual de cargas de profundidad aumentó de 100 a 300 por mes durante 1917 a un promedio de 1745 por mes durante los últimos seis meses de la Primera Guerra Mundial. El Tipo D podría detonarse a una profundidad de hasta 91 m (300 pies) para esa fecha. Al final de la guerra, la RN había emitido 74.441 cargas de profundidad y 16.451 disparadas, logrando 38 muertes en total y ayudando en 140 más.
Estados Unidos solicitó dibujos de trabajo completos del dispositivo en marzo de 1917. Después de recibirlos, el comandante Fullinwider de la Oficina de Artillería Naval de EE. UU. y el ingeniero de la Armada de EE. UU. Minkler hicieron algunas modificaciones y luego lo patentaron en EE. UU. Se ha argumentado que esto se hizo para evitar pagar al inventor original.
La carga de profundidad tipo D de la Royal Navy se designó como "Mark VII" en 1939. La velocidad de hundimiento inicial fue de 7 pies/s (2,1 m/s) con una velocidad terminal de 9,9 pies/s (3,0 m/s) a una profundidad de 250 pies (76 m) si se desliza desde la popa o sobre contacto con el agua de un lanzador de carga de profundidad. Se colocaron pesos de hierro fundido de 68 kg (150 lb) en el Mark VII a finales de 1940 para aumentar la velocidad de hundimiento a 5,1 m/s (16,8 ft/s). Las nuevas pistolas hidrostáticas aumentaron la profundidad máxima de detonación a 900 pies (270 m). Se estimó que la carga de amatol de 290 lb (130 kg) del Mark VII era capaz de dividir un 7⁄ 8 in (22 mm) del casco de presión del submarino a una distancia de 20 pies (6,1 m), y obligando al submarino a salir a la superficie al doble de eso. Se estimó que el cambio de explosivo a Torpex (o Minol) a fines de 1942 aumentó esas distancias a 26 y 52 pies (7,9 y 15,8 m).
La carga de profundidad británica Mark X pesaba 3000 lb (1400 kg) y se lanzaba desde los tubos de torpedos de 21 pulgadas (530 mm) de los destructores más antiguos para alcanzar una velocidad de hundimiento de 21 pies/s (6,4 m/s). El barco de lanzamiento necesitaba despejar el área a 11 nudos para evitar daños, y rara vez se usaba la carga. Solo 32 fueron despedidos y se sabía que eran problemáticos.
La carga de profundidad Mark 9 de Estados Unidos con forma de lágrima entró en servicio en la primavera de 1943. La carga era de 91 kg (200 lb) de Torpex con una velocidad de hundimiento de 4,4 m/s (14,4 pies/s) y ajustes de profundidad de hasta 600 pies (180 m). Las versiones posteriores aumentaron la profundidad a 1000 pies (300 m) y la velocidad de hundimiento a 22,7 pies/s (6,9 m/s) con un mayor peso y una mejor aerodinámica.
Aunque las explosiones de las cargas de profundidad Mark 4 y Mark 7 de 600 lb (270 kg) estándar de los Estados Unidos utilizadas en la Segunda Guerra Mundial pusieron los nervios de punta al objetivo, el casco de presión de un submarino no se rompería a menos que la carga haya detonado dentro de unos 4,6 m (15 pies). Poner el arma dentro de este rango fue una cuestión de suerte y bastante improbable ya que el objetivo tomó una acción evasiva. La mayoría de los submarinos hundidos por cargas de profundidad fueron destruidos por el daño acumulado de un bombardeo prolongado en lugar de por una sola carga y muchos sobrevivieron a cientos de cargas de profundidad durante un período de muchas horas, como el U-427 que sobrevivió 678 cargas de profundidad disparadas contra él. en abril de 1945.
Mecanismos de entrega
El primer mecanismo de entrega consistía simplemente en hacer rodar los "contenedores de basura" de los bastidores en la popa del buque atacante en movimiento. Originalmente, las cargas de profundidad simplemente se colocaban en la parte superior de una rampa y se dejaban rodar. Los bastidores mejorados, que podían contener varias cargas de profundidad y liberarlas de forma remota con un gatillo, se desarrollaron hacia el final de la Primera Guerra Mundial. Estos bastidores se mantuvieron en uso durante la Segunda Guerra Mundial porque eran simples y fáciles de recargar.
Algunos arrastreros de la Royal Navy utilizados para trabajos antisubmarinos durante 1917 y 1918 tenían un lanzador en el castillo de proa para una sola carga de profundidad, pero no parece haber ningún registro de su uso en acción. Se desarrollaron lanzadores de carga de profundidad especializados para generar un patrón de dispersión más amplio cuando se usan junto con cargas desplegadas en bastidor. El primero de ellos se desarrolló a partir de un mortero de trinchera del ejército británico, se emitieron 1277, 174 se instalaron en auxiliares durante 1917 y 1918. Las bombas que lanzaron eran demasiado ligeras para ser realmente efectivas; solo se sabe que un submarino fue hundido por ellos.
Thornycroft creó una versión mejorada capaz de lanzar una carga de 40 yd (37 m). El primero se instaló en julio de 1917 y entró en funcionamiento en agosto. En total, se equiparon 351 destructores de torpederos y otras 100 embarcaciones. Proyectores llamados "Y-guns" (en referencia a su forma básica), desarrollado por la Oficina de Artillería de la Marina de los EE. UU. a partir del lanzador Thornycroft, estuvo disponible en 1918. Montado en la línea central del barco con los brazos del Y apuntando hacia el exterior, dos cargas de profundidad estaban acunadas en lanzaderas insertadas en cada brazo. Se detonó una carga propulsora explosiva en la columna vertical del cañón Y para impulsar una carga de profundidad de unos 41 m (45 yd) sobre cada costado del barco. La principal desventaja del Y-gun era que tenía que montarse en la línea central de la cubierta de un barco, que de otro modo podría estar ocupada por una superestructura, mástiles o cañones. Los primeros fueron construidos por New London Ship and Engine Company a partir del 24 de noviembre de 1917.
La pistola K, estandarizada en 1942, reemplazó a la pistola Y como el principal proyector de carga de profundidad. Los cañones K disparaban una carga de profundidad a la vez y podían montarse en la periferia de la cubierta de un barco, liberando así un valioso espacio en la línea central. Normalmente se montaban de cuatro a ocho cañones K por barco. Los cañones K a menudo se usaban junto con bastidores de popa para crear patrones de seis a diez cargas. En todos los casos, la nave atacante necesitaba moverse por encima de cierta velocidad o sería dañada por la fuerza de sus propias armas.
También se pueden lanzar cargas de profundidad desde un avión contra submarinos. Al comienzo de la Segunda Guerra Mundial, el principal arma antisubmarina aérea de Gran Bretaña era la bomba antisubmarina de 45 kg (100 lb), pero era demasiado ligera para ser eficaz. Para reemplazarlo, la carga de profundidad Mark VII de 450 lb (200 kg) de la Royal Navy se modificó para uso aéreo mediante la adición de un carenado de proa aerodinámico y aletas estabilizadoras en la cola, que luego entró en servicio en 1941 como Mark VII Aerotransportado DC. Otros diseños seguirían en 1942.
Al experimentar los mismos problemas que la RAF con bombas antisubmarinas ineficaces, el capitán Birger Ek, del escuadrón LeLv 6 de la Fuerza Aérea de Finlandia, se puso en contacto con un amigo de la marina para utilizar cargas de profundidad de aeronaves de la Marina de Finlandia, lo que condujo al Tupolev SB de su unidad. bombarderos modificados a principios de 1942 para llevar cargas de profundidad.
Las cargas de profundidad posteriores se desarrollarían específicamente para uso aéreo. Estos todavía son útiles hoy en día y siguen en uso, particularmente en situaciones de aguas poco profundas donde un torpedo guiado puede no ser efectivo. Las cargas de profundidad son especialmente útiles para "limpiar a la presa" en el caso de un submarino diesel escondido en el fondo.
Eficacia
El uso efectivo de cargas de profundidad requirió la combinación de recursos y habilidades de muchas personas durante un ataque. El sonar, el timón, las tripulaciones de carga de profundidad y el movimiento de otros barcos debían coordinarse cuidadosamente. Las tácticas de carga de profundidad de la aeronave dependían de que la aeronave usara su velocidad para aparecer rápidamente sobre el horizonte y sorprender al submarino en la superficie (donde pasaba la mayor parte del tiempo) durante el día o la noche (usando un radar para detectar el objetivo y una luz Leigh). para iluminar justo antes del ataque), y luego atacar rápidamente una vez que se haya localizado, ya que el submarino normalmente se sumergiría para escapar del ataque.
A medida que avanzaba la Batalla del Atlántico, las fuerzas británicas y de la Commonwealth se volvieron particularmente expertas en tácticas de carga de profundidad y formaron algunos de los primeros grupos de destructores cazadores-asesinos en buscar y destruir activamente los submarinos alemanes.
Los barcos de superficie generalmente usaban ASDIC (sonar) para detectar submarinos sumergidos. Sin embargo, para lanzar sus cargas de profundidad, un barco tenía que pasar por encima del contacto para dejarlas caer por la popa; el contacto del sonar se perdería justo antes del ataque, dejando ciego al cazador en el momento crucial. Esto le dio a un hábil comandante de submarino la oportunidad de tomar una acción evasiva. En 1942, el "erizo" mortero, que disparó una salva extendida de bombas con espoletas de contacto en un "punto muerto" distancia mientras aún estaba en contacto con el sonar, se introdujo y demostró ser eficaz.
Teatro del Pacífico y el Incidente de Mayo
En el Teatro del Pacífico durante la Segunda Guerra Mundial, los ataques de carga de profundidad japoneses inicialmente no tuvieron éxito. A menos que quede atrapado en aguas poco profundas, un submarino podría sumergirse por debajo del ataque de carga de profundidad japonés. Los japoneses no sabían que los submarinos podían sumergirse tan profundo. Los antiguos submarinos de clase S de los Estados Unidos (1918-1925) tenían una profundidad de prueba de 61 m (200 pies), pero los submarinos de clase Balao más modernos (1943) podían alcanzar los 120 m (400 pies).
En junio de 1943, las deficiencias de las tácticas japonesas de carga de profundidad se revelaron en una conferencia de prensa realizada por el congresista estadounidense Andrew J. May del Comité de Asuntos Militares de la Cámara de Representantes, quien había visitado el teatro del Pacífico y recibido información operativa y de inteligencia.
Varias asociaciones de prensa informaron sobre el problema de la profundidad. Pronto, los japoneses estaban configurando sus cargas de profundidad para explotar a una profundidad promedio más efectiva de 246 pies (75 m). El vicealmirante Charles A. Lockwood, comandante de la flota de submarinos de EE. UU. en el Pacífico, estimó más tarde que la revelación de May le costó a la Marina de los EE. UU. hasta diez submarinos y 800 marineros muertos en acción. La filtración se conoció como El incidente de mayo.
Desarrollos posteriores
Por las razones expresadas anteriormente, la carga de profundidad generalmente se reemplazó como arma antisubmarina. Inicialmente, esto fue mediante armas de proyección frontal como el Hedgehog desarrollado por los británicos y los morteros posteriores Squid. Estas armas lanzaron un patrón de ojivas delante de la nave atacante para delimitar un contacto sumergido. El Hedgehog tenía una espoleta de contacto, mientras que el Squid disparó un patrón de tres cargas de profundidad grandes (200 kg) con detonadores mecánicos. Los desarrollos posteriores incluyeron el Mark 24 "Fido" torpedo autoguiado acústico (y más tarde tales armas), y el SUBROC, que estaba armado con una carga de profundidad nuclear. La URSS, Estados Unidos y el Reino Unido desarrollaron bombas nucleares de profundidad. A partir de 2018, la Royal Navy conserva una carga de profundidad etiquetada como Mk11 Mod 3, que se puede desplegar desde sus helicópteros AgustaWestland Wildcat y Merlin HM.2.
Señalización
Durante la Guerra Fría, cuando era necesario informar a los submarinos del otro bando que habían sido detectados pero sin lanzar un ataque, las "cargas de profundidad de señalización" (también llamadas "cargas de profundidad de práctica"), lo suficientemente potentes como para ser detectadas cuando no era posible otro medio de comunicación, pero no destructivas.
Explosiones submarinas
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El alto explosivo en una carga de profundidad sufre una reacción química rápida a una velocidad aproximada de 8000 m/s (26 000 pies/s). Los productos gaseosos de esa reacción ocupan momentáneamente el volumen que antes ocupaba el explosivo sólido, pero a muy alta presión. Esta presión es la fuente del daño y es proporcional a la densidad del explosivo y al cuadrado de la velocidad de detonación. Una burbuja de gas de carga profunda se expande para igualar la presión del agua circundante.
Esta expansión de gas propaga una onda de choque. La diferencia de densidad de la burbuja de gas en expansión del agua circundante hace que la burbuja se eleve hacia la superficie. A menos que la explosión sea lo suficientemente superficial como para ventilar la burbuja de gas a la atmósfera durante su expansión inicial, el impulso del agua que se aleja de la burbuja de gas creará un vacío gaseoso de menor presión que el agua circundante. La presión del agua circundante colapsa la burbuja de gas con un impulso hacia adentro, lo que provoca un exceso de presión dentro de la burbuja de gas. La reexpansión de la burbuja de gas luego propaga otra onda de choque potencialmente dañina. La expansión y contracción cíclicas pueden continuar durante varios segundos hasta que la burbuja de gas se ventile a la atmósfera.
En consecuencia, las explosiones en las que la carga de profundidad se detona a poca profundidad y la burbuja de gas sale a la atmósfera poco después de la detonación son bastante ineficaces, aunque son más dramáticas y, por lo tanto, preferidas en las películas. Una señal de una profundidad de detonación efectiva es que la superficie se eleva ligeramente y solo después de un tiempo se ventila en un estallido de agua.
Las cargas de profundidad muy grandes, incluidas las armas nucleares, pueden detonarse a suficiente profundidad para crear múltiples ondas de choque dañinas. Tales cargas de profundidad también pueden causar daños a distancias más largas, si las ondas de choque reflejadas desde el fondo o la superficie del océano convergen para amplificar las ondas de choque radiales. Los submarinos o los barcos de superficie pueden sufrir daños si operan en las zonas de convergencia de sus propias detonaciones de carga de profundidad.
El daño que una explosión submarina inflige a un submarino proviene de una onda de choque primaria y secundaria. La onda de choque primaria es la onda de choque inicial de la carga de profundidad y causará daños al personal y al equipo dentro del submarino si se detona lo suficientemente cerca. La onda de choque secundaria es el resultado de la expansión y contracción cíclica de la burbuja de gas y doblará el submarino de un lado a otro y provocará una ruptura catastrófica del casco, de una manera que puede compararse con doblar una regla de plástico rápidamente de un lado a otro hasta que se rompa.. En las pruebas se han registrado hasta dieciséis ciclos de ondas de choque secundarias. El efecto de la onda de choque secundaria puede reforzarse si otra carga de profundidad detona en el otro lado del casco muy cerca de la primera detonación, razón por la cual las cargas de profundidad normalmente se lanzan en pares con diferentes profundidades de detonación preestablecidas.
El radio de destrucción de una carga de profundidad depende de la profundidad de la detonación, la carga útil de la carga de profundidad y el tamaño y la fuerza del casco del submarino. Una carga de profundidad de aproximadamente 220 lb (100 kg) de TNT (400 MJ) normalmente tendría un radio de destrucción (lo que resultaría en una brecha en el casco) de solo 9,8 a 13,1 pies (3 a 4 m) contra un submarino convencional de 1000 toneladas, mientras que el radio de inhabilitación (donde el submarino no se hunde pero se pone fuera de servicio) sería de aproximadamente 26 a 33 pies (8 a 10 m). Una carga útil más grande aumenta el radio solo ligeramente porque el efecto de una explosión submarina disminuye con el cubo de la distancia al objetivo.
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