Distancias de tiro naval

Barcos, submarinos y demás ingenios marítimos.

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Distancias de tiro naval

Notapor Stephen-Maturin el Mié 21 Nov 2012 19:52

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INTRODUCCION

En muchas ocasiones he leído pequeñas controversias cuando se habla de comparaciones entre acorazados y uno de los puntos que destaca en las mismas es el alcance de la artillería habitualmente se comenta que un acorazado por tener un mayor alcance de artillería tiene ventaja sobre su oponente y se barajan cifras de mas de 35 - 40 km., he llegado a leer comentarios de que un acorazado tenía ventaja sobre otro por que su artillería tenía un alcance de 41 km frente a otro que solo tenía 38 km. todos estos alcances son teóricos. Pero cuando hablamos de tiro a estas distancias hay que tener muy en cuenta la dispersión, tener mucho alcance pero con mucha dispersión poco aporta, en general los proyectiles pesados mantienen mejor su trayectoria que los mas ligeros y tienen mayor precisión, pero las características del proyectil como forma aerodinámica, reparto de masas y el rayado del cañón también tiene mucha influencia, sin olvidar la homogeneidad de las cargas de proyección, punto este en que parece que las maestranzas de la Regia Marina fallaban mucho lo que provocaba una elevada dispersión de sus proyectiles. Pero la pregunta es ¿de verdad un gran alcance esto es tan importante?.

Se acostumbra a dar como el impacto a mayor distancia el obtenido por el HMS Warspite sobre el RMI Giulio Cesare a una distancia aproximada de unos 24.000 m. en el combate de Punta Stilo, así que en principio hablar de impactos a mayores distancias es una cosa bastante arriesgada y aparentemente solo sería algún tiro esporádico y afortunado.

DISTANCIAS DE TIRO

Tras esta introducción voy a entrar sobre el tema que quiero tratar, las posibilidades de hacer puntería a grandes distancias en combates entre navíos, para ello lo primero que se tiene que hacer es la localización del navío enemigo, calcular su distancia, rumbo y velocidad aproximada, inicialmente partimos de que solo se usan telémetros ópticos. Es indudable que para que se pueda hacer un buen cálculo de distancias se necesita una buena visibilidad, pero aún suponiendo que esta sea buena también se tiene que tener en cuenta que el buque enemigo sea visible y no esté escondido tras el horizonte, y este el problema que vamos a tratar, ¿a que distancia está el horizonte?.

Al ser la tierra redonda la distancia al horizonte depende de la altura a que esté el observador y en este caso que nos ocupa se puede establecer que esta altura será la del telémetro principal que es el mas elevado del buque, a tal efecto he estado mirando en diversos dibujos a escala la altura aproximada de las lentes de los citados telémetros sobre el nivel del mar, que en este caso coincidirá con la de la línea de flotación, aquí pueden haber pequeñas variaciones pues sabemos que la línea de flotación varía con la carga pero a efectos prácticos de este pequeño estudio que es muy elemental vamos a tomar la de máxima carga, tras mirar los dibujos a escala de varios acorazados he visto que esta altura oscila alrededor de los 32-37 m, en buques mas pequeños esta es menor por ejemplo en el Graf Spee es de solo unos 27 m. y en los cruceros de poco mas de 20 m. Los cálculos los he hecho con dos acorazados significativos el Yamato y el Bismarck, el primero según lo que he podido establecer tiene las lentes del telémetro principal a unos 37 m. sobre el nivel de la mar aproximadamente, mientras que en el Bismark esta es de 34 m.

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:

Imagen

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

Como el radio de la tierra lo hemos puesto en kilómetros la altura del observador tiene que ser en la misma magnitud y así el resultado también será en kilómetros.

Tras aplicar la fórmula indicada y considerando que no hay problemas de reflexión de la luz lo que obligaría a hacer correcciones obtenemos que la distancia al horizonte desde el telémetro del Yamato es de 21'71 km y en el Bismarck de 20'81 km.

A esta distancia veríamos el buque enemigo completo y su línea de flotación debería coincidir con la del horizonte, a medida que se va alejando va quedando escondido paulatinamente detrás del horizonte.

Sin embargo aunque el buque enemigo este detrás del horizonte aún son visibles sus partes más elevadas lo que podría servir para el cálculo de tiro, vamos a considerar que todo el casco del buque queda escondido en el horizonte y solo vemos los elementos situados encima de la cubierta, o sea torres de artillería, puente de mando, chimenea es decir todas las superestructuras, para que ello sea posible y que la línea de cubierta coincida para el observador con la del horizonte la distancia del buque a este será la misma a la que tendría el horizonte un observado con sus ojos a nivel de la mencionada cubierta, por lo que he visto la cubierta de los acorazados acostumbra a estar a unos 7-8 m sobre el nivel de la mar, en estas circunstancias el horizonte para 7 m. estaría a 9.44 km y para 8 m. a 10.09 km.

Así para que la dirección de tiro de un acorazado pueda ver las superestructuras del buque enemigo lo que se puede considerar como lo mínimo para los cálculos, la distancia entre ambos debería ser un máximo de unos 30-31 km que es la suma de la distancia al horizonte del observador que según hemos visto es de 20.81 km para el Bismark y 21.71 km para el Yamato y unos 10 km de distancia del enemigo a la línea del horizonte para ver sus superestructuras completas, a mayores distancias el cálculo con los telémetros sería muy problemático, además de una mayor dificultad para ver los piques y corregir el tiro.

TIRO POR RADAR

Respecto a la dirección de tiro por radar, el problema es similar, las ondas del radar tampoco pueden traspasar el horizonte, en realidad para que el radar pueda captar un objeto este debe estar en la línea visual, aunque puede captar los objetos a distancias mucho mayores siempre deben estar en la citada línea visual. La ventaja del radar es que al ser las antenas mucho más ligeras que los pesados telémetros de las direcciones de tiro se pueden colocar a mayor altura y es fácil que estén por encima de los 40 m. lo que aumenta su alcance útil, además tiene más fácil la detección de las superestructuras metálicas lo que permite localizar el buque a mayor distancia detrás del horizonte pero siempre dentro de la línea visual, sin embargo para poder ajustar el tiro debe estar a una distancia en que se pueda localizar bien los piques de los proyectiles que no han alcanzado el blanco, además en radar no está tan influenciado por la visibilidad, funciona bien de noche y en condiciones climáticas en que no es posible el tiro visual como niebla o lluvia, aunque hay que tener en cuenta que estos elementos dificultan la emisión de ondas y hacen perder precisión, un fuerte chubasco entre los dos buques puede cegar un radar y llegar a imposibilitar la localización.

CONCLUSIONES

De lo indicado se puede deducir que la distancias de tiro ideal puede rondar los 20 km y que a distancias superiores a los 30 km las posibilidades disminuyen mucho y en general puede ser un gasto inútil de munición, que puede ser necesaria si se acortan las distancias y todo sin olvidar el desgaste de las cañas de los cañones, punto este muy a tener en cuenta, por lo que creo que los disparos a estas distancias de más de 30 km son poco aconsejables

Finalmente indicar que lo ideal es la corrección de tiro desde un avión, la visión aérea permite una apreciación excelente de los piques y si en el avión va de observador un oficial de artillería este puede hacer unas correcciones muy precisas, según tengo entendido es lo que pasó en el combate de Punta Stilo, la corrección del tiro del Warspite se hizo desde un avión en que viajaba un artillero y el impacto conseguido ha pasado a la historia.


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Re: Distancias de tiro naval

Notapor LSanzSal el Mar 04 Dic 2012 12:43

Sobre este aspecto creo que quedan bastantes cuestiones en el aire.

Por de pronto, hay discusiones sobre el máximo alcance, porque otras fuenets hablan del Schanhorst disparando contra el Glorious, también unos 25.000 m, y con la diferencia que el Glorious sufrió daños suficientemente serios como para condenarlo. También hay dudas respecto al Yamato en el combate de Samar, pues los portaaviones norteamericanos recibieron varios proyectiles pesados que los atravesaron, por lo que no se pudo asegurar el calibre. Según testimonios japoneses, el Yamato disparó contra lso portaaviones de Sprague desde 20 millas (37.000 m) consiguiendo un impacto en la primera salva. El tiro fue observado por un hidro japonés, y el portaaviones alcanzado empezó a humear.

Sin embargo, este tiro es dudoso. Aunque varios portaaviones norteamericanos fueron tocados por proyectiles pesados (que los atravesaron sin estallar) los registros indican que no empezaron a ser alcanzados hasta una hora después.

Por lo que sé, el tiro realizado a mayor distancia por buques aliados durante la guerra fue del Iowa y del New Jersey contra el destructor japonés Nowaki, que no fue alcanzado y pudo escapar. El fuego se suspendió a 35.000 m. Por tanto, el récord de distancia estaría entre el Yamato y el New Jersey, en ambos casos fallando.

También hubo casos de bombardeos a gran distancia en operaciones de apoyo a tierra, especialmente en Normandía, cuando el Nelson y el Rodney llegaron a inundar tanques para conseguir una escora artificial y mayor alcance, disparando más allá de Caen.

Por otra parte: el gran alcance de los cañones es, en principio, beneficioso, no por el alcance en sí, sino porque eso implica mayor velocidad inicial y una trayectoria más tensa. Nadie esperaba hundir nada a 30 km (salvo por algún tiro de suerte) pero facilitaba el tiro a distancias “medias”, entre 10.000 y 20.000 m. Pero…

Pero eso puede ser contraproducente, pues en principio suele ser más difícil perforar la coraza vertical que la horizontal. A grandes distancias la energía cinética del proyectil es menor, y su trayectoria oblicua, por lo que la coraza vertical detiene o desvía los proyectiles con relativa facilidad. Sin embargo, si caen sobre la protección horizontal lo hacen con ángulos agudos (entre 30 y 50º), atacando la protección horizontal que es menos gruesa.

Por eso y a grandes distancias se consideraba más efectivo el cañón de 406/45 de los acorazados clases North Carolina y South Dakota, que los 406/50 de los Iowa. Pero eso no se pudo comprobar, aunque el récord de puntería nocturna lo lograse un cañón de 406/45 (modelo anterior), cuando el West Virginia alcanzó al Yamashiro con la primera salva a 20.800 m en el combate del estrecho de Surigao.

Un aspecto que no se ha citado es que el radar consigue marcaciones más exactas que las visuales. Estas últimas dependen de la anchura del telémetro, pero también de la atmósfera, la refracción afecta a la medición. Además la precisión disminuye a mayores distancias. El radar se ve menos afectado en este sentido.

Otro problema que nos e ha citado es la corrección del tiro, porque no basta solo con observar al enemigo si no se puede apreciar la desviación de los piques.

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Re: Distancias de tiro naval

Notapor Stephen-Maturin el Mar 04 Dic 2012 15:23

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- En primer lugar gracias por tus comentarios :dpm: , casi siempre del contraste de opiniones se pueden sacar conclusiones interesantes.

- Respecto al impacto a mayor distancia he puesto Se acostumbra a dar como el impacto a mayor distancia, por que es cierto que no es una cosa del todo clara, como bien indicas en el caso del Schanhorst disparando contra el Glorious se da una distancia de tiro similar, aunque es mas habitual ver el caso del buque británico quizas por aquello de que fueron los vencedores, a efectos de lo que quería desarrollar en el tema esto es de una importancia muy relativa, no deja de ser anecdótico. Respecto al supuesto impacto del Yamato pues eso "supuesto" no está demostrado y es poco creible, que hay bombardeos en tierra a mayor distancia, pues si pero normalmente ya no son disparos de precisión, es fuego de cobertura sobre una zona determinada. Creo que el ejemplo que he puesto de HMS Warspite como impacto a mayor distancia es correcto como indicativo, pero si alguién quiere poner el del Schanhorst no importa, el desarrollo del artículo sería el mismo.

- Respecto a que el mayor alcance es por una mayor velocidad inicial, es cierto, cierto pero quizas es mas importante el angulo de elevación de la caña del cañón, en buques de la IGM se ganó alcance con una mayor elevación de caña, y tampoco hay que olvidar que la mayor velocidad a veces se consigue usando proyectiles mas ligeros, lo que repercute en una menor energía terminal, en un mismo cañón con la misma carga de proyección un proyectil mas pesado aunque mas lento conserva mejor la energía y le influye menos el viento exterior, aunque como para tener el mismo alcance debe tener un angulo de elevación mayor esto repercute en el tiempo de vuelo del proyectil y a mayor altura y mas tiempo en el aire menos posibilidades de impacto, pensemos por ejemplo que si el tiempo de vuelo de un proyectil es de 30 segundos un buque a 20 nudos recorre 1/6 de milla lo que es mas de una eslora (1), en algunos casos hasta 1,5 esloras, pero si el tiempo de vuelo es de un minuto la distancia recorrida puede ser de hasta tres esloras, lo que teniendo en cuenta que la velocidad y rumbo del objetivo son estimativos y por lo tanto no exactos hace mas dificil la predicción de la posición del blanco. Además a mayor altura de un proyectil y mas tiempo en el aire mas posibilidades de desvios por el viento. Los proyectiles ligeros de 280 mm del Schanhorst debén perder proporcionalmente mucha mas energía a distancia que un proyectil pesado de 406 mm aunque este sea mas lento.

- Efectivamente en la observación de tiro visual es fundamental la base del telémetro para una mayor precisión, pero no solo esto, también es muy importante la colocación del telémetro en una base lo mas estable posible, en buques de la IGM algunas direccíones de tiro se montaban el palos tripodes que en determinadas circunstancias tenían unas vibraciones que dificultaban la precisión, después estaría la calidad de las ópticas, el sistema de medición de distancias etc... hay muchos factores que pueden hacer que la dirección de tiro de un buque sea mejor que la de otro, pero en principio este es un tema que se sale del planteamiento que tenía. Hablas de la refracción pero si lees he puesto considerando que no hay problemas de reflexión de la luz , aquí tambien pueden influir otros muchos puntos, la hora, la latitud, si se está de cara o de espaldas al sol etc..., de nuevo muchas variables que darían para muchos comentarios.

- La dirección de tiro por radar siendo mucho mejor que la óptica sigue teniendo el límite del horizonte y como he comentado y aunque en menor grado que la óptica las condiciones atmosféricas tambien le influyen.

- Respecto a la corrección de tiro, he mencionado que en mi opinión lo ideal es la corrección de tiro desde un avión, la visión aérea permite una apreciación excelente de los piques y si en el avión va de observador un oficial de artillería este puede hacer unas correcciones muy precisas, o sea que si lo he tratado, pero si alguién opina que hay mejores opciones estoy abierto a comentarios.


1.- En nautica el uso de la eslora como medida es muy interesante para ver la maniobralidad de un buque y a la hora de medir distancias a poca velocidad.

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Re: Distancias de tiro naval

Notapor LSanzSal el Mié 05 Dic 2012 8:59

De acuerdo en lo que indicas, no creo que se pueda asegurar si el impacto a mayor distancia lo consiguió el Warspite o el Schanhorst. Creo que podemos descartar al Yamato. Con todo, es interesante ver que el Warspite usaba un tipo de cañón, y el Schanhorst, otro. Y a eso voy.

Básicamente, tendríamos dos tipos de cañones pesados navales:

- Cañones con proyectiles de alta velocidad pero relativamente ligeros. El prototipo es el 280/54,5 de los Schanhorst que, además de tener una velocidad inicial bastante alta, tenía una cadencia de tiro mayor.

- Cañones con proyectiles pesados de velocidad inicial relativamente baja. El prototipo podría ser el 406/45 de los North Carolina, pero el 381/42 del Warspite entraría en ese tipo.

En principio el primero sería mejor para acciones a corta distancia, donde la velocidad inicial y la cadencia de tiro tienen algo que decir. Pero a distancias mayores el factor limitante en el tiro es el vuelo de los proyectiles y no la cadencia del cañón. Aunque se pueden hacer correcciones “estimadas”. De hecho el Bismarck en el Estrecho de Dinamarca disparó medias salvas para ir corrigiendo el tiro sobre la marcha. Los barcos con disposiciones de torres que no fuesen cuatro torres dobles estaban menos preparados para hacerlo, de hecho no sé si esa táctica se usaba en la Royal Navy o en la US Navy, creo que no.

En el caso de cañones del mismo calibre y con el mismo proyectil (406/45 vs 406/50) en principio el segundo sería más preciso, al tener menor tiempo de vuelo los proyectiles, pero en la práctica su eficacia era algo inferior. Además los Iowa sufrieron un problema parecido al de los Nelson, erosiones en los tubos, por lo que se acabó usando cargas de proyección reducidas: en los barcos aliados, que hicieron muchos disparos en misiones de apoyo, la vida de los tubos era un factor más importante que en los acorazados del Eje. En esta línea, el Revenge haría un millar de disparos en Normandía, que no está nada mal. Pero volviendo a los Nelson y los Iowa, los segundos al menos ya disponían de proyectiles pesados, los primeros no, y su uso necesitaba cambios importantes en ascensores y pañoles, por lo que no se hicieron, y la capacidad de los 406/45 de los Nelson era inferior a la de los 381/42 usados previamente.

Respecto al ángulo de elevación, eso solo era un factor importante en buques viejos, los acorazados modernos ya tenían ángulos de elevación grandes: los Nelson, de 40º, los Iowa de 45º.

Y de la corrección del tiro, para los medios ópticos hay más factores que los que indicas, por ejemplo, la fatiga de las dotaciones, o los desajustes en telémetros y plotters debidos a la concusión de los disparos: este efecto hacía que la precisión del tiro en loa barcos alemanes fuese muy buena al principio de la acción, y luego disminuyese. El radar es menos susceptible a esos efectos, especialmente no se afecta por la fatiga. A eso uniría que algunos buques dispusieron de calculadores de tiro mejorados que les permitían maniobrar y disparar a la vez: especialmente los norteamericanos a partir de 1943, aunque el compañero forista Flashman indicó que los alemanes tenían un sistema similar en las mismas fechas.

Respecto a la corrección desde un avión, de acuerdo que es lo ideal, pero tiene limitaciones. Especialmente, que es preciso detenerse para recoger el avión. Pero también hay que asegurar las comunicaciones, y no sé que tal se lleva ese tipo de corrección con las direcciones electrónicas que aparecieron a partir de 1943. Aunque el Missisipi usó un hidro de observación cuando disparó contra el castillo de Shuri en Okinawa, una de las últimas acciones (no la última) efectuadas por un acorazado durante la guerra.

Saludos
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Re: Distancias de tiro naval

Notapor Lutzow el Mié 05 Dic 2012 11:46

Los barcos con disposiciones de torres que no fuesen cuatro torres dobles estaban menos preparados para hacerlo, de hecho no sé si esa táctica se usaba en la Royal Navy o en la US Navy, creo que no.


Durante la WWI la RN sí usaba las medias salvas para centrar el buque rival, o al menos así lo hicieron los cruceros de batalla de Beatty durante la "carrera hacia el sur" en Jutlandia. Supongo que las torres triples o cuádruples de los Nelson y King George V complicaban esta táctica, de hecho tengo entendido que en el combate final contra el Bismarck se dispararon salvas completas. Otra cosa son los R y QE, pero en la en la única batalla que podría servirnos de ejemplo (Punta Stilo) el hecho de que el HMS Warspite dividiese sus blancos entre el Cavour y el Cesare nos impide conocer la disposición táctica.

Saludos.
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