Porto, novembro de 2014 A Engenharia Mecânica nos Transportes Marítimos: MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA MECÂNICA Trabalho Realizado pela equipa 1 da turma 1M02: Ana Camões de Araújo n.º: 201 404 094 Ana Margarida Ervalho Azevedo n.º: 201405 706 Ana Sofia Touguinha Machado n.º: 201403 649 Ernesto António Morais Romano n.º: 201 404 532 João Pedro da Silva Rocha n.º: 201 405 199
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Porto, novembro de 2014
A Engenharia Mecânica nos Transportes Marítimos:
MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA MECÂNICA
Trabalho Realizado pela equipa 1 da turma 1M02:
Ana Camões de Araújo n.º: 201 404 094
Ana Margarida Ervalho Azevedo n.º: 201405 706
Ana Sofia Touguinha Machado n.º: 201403 649
Ernesto António Morais Romano n.º: 201 404 532
João Pedro da Silva Rocha n.º: 201 405 199
Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica
Projeto FEUP
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Equipa 1 - Turma 1M02
Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
Curso de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica
A Engenharia Mecânica nos Transportes Marítimos
A Artilharia Naval na Segunda Guerra Mundial
Trabalho realizado no âmbito da unidade curricular “Projeto FEUP”
Professora Coordenadora: Teresa Duarte
Supervisores:
Professora Ana Reis
Engenheiro João Duarte
Monitor: Carlos Ribeiro
Autores: equipa 1 da turma 1M02
2014/2015
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RESUMO
O presente trabalho procura abordar tópicos relacionados com a
artilharia naval na época da Segunda Guerra Mundial, segundo a perspetiva
de vários estudantes do primeiro ano de engenharia mecânica.
Portugal, outrora na frente do desenvolvimento marítimo, encontrava-se
à parte da evolução das potências como a Alemanha, os Estados Unidos e a
Inglaterra, não tendo participado ativamente na guerra. Assim, o trabalho
incide-se em países estrangeiros.
Ao longo do trabalho são apresentadas notas históricas relativas à
Segunda Guerra Mundial, mais particularmente relativas à evolução da
tecnologia e ao papel da artilharia naval. É, também, abordado o papel dos
submarinos e dos navios na guerra. Esses subtópicos são ilustrados com um
exemplo de um tipo de submarino e de navio específico. Além da mecânica
envolvida na construção e funcionamento dos meios de transporte e seus
componentes são, também, referidos fundamentos físicos básicos que
suportam a viabilidade de tais fenómenos.
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Agradecemos a todos os que
nos ajudaram durante
a conceção do nosso trabalho
contribuindo, para o mesmo, com
apoio, ideias, conselhos e experiências.
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ÍNDICE
Lista de figuras 4
Glossário 5
Introdução 6
I Papel da artilharia naval na Segunda Guerra Mundial 9
II Os Submarinos
i) Generalidades 11
ii) Exemplo específico - U-Boat tipo XXI 16
III Os Navios
i) Generalidades 21
ii) Exemplo específico - HMS Hood (51) 22
IV Fundamentos Físicos envolvidos na navegação 25
Conclusões 27
Referências Bibliográficas 28
Anexo 32
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LISTA DE FIGURAS E TABELAS
Figura 1 – Detetor acústico – página 10
Figura 2 – Sala de controlo por radares - página 10
Figura 3 – Funcionamento do submarino à superfície – página 15
Figura 4 – Funcionamento do submarino quando submerso – página 16
Figura 5 – U-Boat tipo XXI – página 16
Figura 6 – Diagrama do U-Boat tipo XXI – página 16
Figura 7 – MAN M6V 40/46 (motor a diesel presente no U-Boat tipo XXI) – página
19
Figura 8 – Snorkel articulado – página 19
Figura 9 – Periscópio – página 20
Figura 10 – SSW GU 365/30 (tipo de motor elétrico presente no U-Boat tipo XXI) –
página 20
Figura 11 – Estaleiro naval japonês – página 21
Figura 12 – MKVI4 – página 23
Figura 13 – Torpedos – página 24
Figura 14 – Radar 284M – página 24
Figura 15 – Descida do submarino – página 25
Figura 16 – Subida do submarino – página 26
Tabela 1 – Características de 5 submarinos – página 12
Tabela 2 – Tipos de baterias produzidas pela AFA entre 1935 e 1945 – página 14
Tabela 3 – Características do aço – página 17
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GLOSSÁRIO
Snorkels - são uma invenção Holandesa que caiu nas mãos da marinha
Alemã em 1940 que, contudo, ignoraram o seu potencial. Nas versões
primitivas, o aparelho, consistia num tubo que recolhia ar do exterior e
libertava gases de escape e numa válvula que impedia a água de entrar
quando o U-Boat submergia. É de extrema importância visto que permitia a
utilização dos motores diesel mesmo quando debaixo de água. Esta
capacidade constituiu numa vantagem tática pois permitia aos submarinos
da marinha alemã maior velocidade, alcance e a capacidade de passar
despercebidos aos radares inimigos, visto que ainda ninguém estava a par
destas possibilidades da frota alemã.
Torpedeiro – embarcação naval de reduzidas dimensões e cuja velocidade
permitia lançar torpedos contra navios de maiores dimensões.
Torpedo - projétil com propulsão, de trajetória definida cuja função é explodir
no casco dos navios.
Mina - objeto explosivo normalmente estacionário que é ativado pelo toque,
por exemplo, de uma embarcação.
Periscópio – aparelho ótico destinado a transmitir imagens de objetos
inacessíveis pela visão direta do observador.
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INTRODUÇÃO
O tema atribuído foi: A Engenharia Mecânica nos Transportes Marítimos
e o subtema escolhido para o presente relatório foi: A Artilharia Naval na
Segunda Guerra Mundial.
Assim sendo, o presente trabalho foi realizado com os objetivos de:
Compreender o contexto histórico e tecnológico vivido na Segunda
Guerra Mundial;
Estudar as bases da mecânica dos transportes marítimos;
Abordar especificamente dois meios de transportes marítimos utilizados
na época;
Refletir acerca da evolução da mecânica no período de guerra.
O século XX ficou marcado por períodos negros de guerra mas também
pela inovação científica. Apareceram novas teorias, como a mecânica
quântica e a relatividade geral, que revolucionaram os pensamentos que o
Homem tinha em relação a si próprio e, também, acerca do universo. Foi assim
que nasceu a Big Science (a grande ciência)1. As nações mais poderosas e as
grandes companhias industriais compreenderam a importância que a ciência
poderia ter. Procuraram assim reunir grandes números de cientistas de forma a
criar investigações significativas e ambiciosas. Dada esta preocupação ter
sido dos mais poderosos, o financiamento foi muito grande e os instrumentos
ao serviço dos cientistas foram fornecidos em grande quantidade. Foi, assim,
possível atingir objetivos marcantes como a “conquista da Lua”, a descoberta
de partículas elementares ou desenvolvimentos relativos ao ADN. Contudo, o
acontecimento mais significativo da Big Science foi também o mais negativo,
quando no verão de 1945 foram lançadas as bombas atómicas sobre
Hiroshima e Nagasaki (cidades japonesas).
1 1. Fraioli, Luca. (2001). “História da Ciência e da Tecnologia – O século da Ciência”. Hiperlivro
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As guerras surgem como uma extensão da atividade política e
baseiam-se no conceito “might is right” (ou lei do mais forte)2. São muitas as
pessoas que consideram admissível que os “mais fortes” dominem os “mais
fracos”. Estes princípios provocam um uso desregrado e frequente das forças
militares. Há também que considerar a tentativa secular de dividir o mundo
entre “eles e nós”3.
““O dia do ataque é fixado para 1 de setembro de 1939, hora 4h 45
mins..” Assim está redigida a diretiva n.º1, que, no dia 31 de agosto de 1939, dá
a ordem para a invasão da Polónia, que vai provocar o envolvimento da
Europa na guerra.”4
No caso particular da Segunda Guerra Mundial, ao contrário do que
Hollywood e os estúdios britânicos de Pinewood procuram relatar, esta guerra
foi mais do que uma guerra entre a Grã-Bretanha e a Alemanha na Europa e
entre os Estados Unidos e o Japão no Oceano Pacífico. O que despoletou a
guerra foi a expansão da Alemanha Nazi, que se estendeu ao Império
Britânico e à União Soviética, acabando também por atingir o Norte de África.
Estes acontecimentos começaram na década de 1930. Em 1941 os Estados
Unidos entraram na guerra no Pacífico e na Ásia acabando por reforçar o
estado de violência já existente entre o Japão e a China.
Esta foi uma guerra moderna mas a sua principal característica foi ter
sido travada em terra, nos mares e nos céus. Isto só foi possível graças à
utilização do petróleo (que permitiu a “exploração” dos céus) e aos
desenvolvimentos da ciência que permitiram melhores submarinos e barcos
2 2. Abbott, Chris. (2010). “21 Discursos que mudaram o mundo”(parte II). Bertrand Editora
3 2. Abbott, Chris. (2010). “21 Discursos que mudaram o mundo”(parte II). Bertrand Editora
4 3. Astier, Clarisse et al. (1997). “Memória do Mundo – das origens ao ano 2000” (páginas 545, 548, 556, 557 e
560). Círculo de Leitores.
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em relação aos utilizados na Primeira Guerra Mundial. Certos aspetos foram
aperfeiçoados como, por exemplo, os motores de turbinas a vapor.
O desembarque de 6 de junho de 1944 constituiu a maior operação
anfíbia de todos os tempos. A nível naval a frota era constituída por cerca de
3 000 canhões, 500 navios de guerra (sete couraçados modernos, 23
cruzadores e 148 contratorpedeiros). Foi uma mega operação para iludir e
vencer os alemães.
A exploração naval dos mares envolveu preocupações relacionadas
com a engenharia nomeadamente o desenvolvimento de máquinas
marítimas, a preocupação com a arquitetura naval e mapeamento oceânico.
A construção de navios, em tempo de guerra, teve de ser acelerada
tendo aumentado rapidamente o desenvolvimento de certos processos de
produção. O tempo médio de construção tornou-se de aproximadamente 70
dias (55 de construção e 15 de acabamentos, armamento e testes no mar).
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I - PAPEL DA ARTILHARIA NAVAL NA SEGUNDA GUERRA MUNDIAL
As nações envolvidas na Segunda Guerra Mundial procuraram, através
da tecnologia, desenvolver sistemas de defesa. Todas estas necessidades
foram satisfeitas a fim de provocar morte e destruição. Grande parte das
descobertas foram mantidas em sigilo sendo apenas utilizadas para fins
militares. Contudo, quando a guerra terminou, estas tecnologias foram postas
ao serviço da sociedade.
Com a entrada dos Estados Unidos na guerra foi necessário transportar
uma maior quantidade de combustíveis pelo que foram precisos barcos para
fazer tais travessias. Inicialmente, foram adaptados alguns já existentes mas as
condições de segurança no transporte não eram as melhores, levando a que
a produtividade das viagens fosse menor. Uma classe de navios, os Liberty,
tinham sido idealizados e construídos para o período de guerra. Começou por
só existir a variante Collier (especializado no transporte de carvão) mas face às
necessidades deu-se a construção de outra “gama” de navios Liberty. Além
de pequenas diferenças em termos de segurança, os navios petroleiros
distinguiam-se dos restantes por procurarem passar despercebidos. Caso
fossem identificados como navio-tanque (navio de carga líquida) seriam alvos
importantes pois quando atacados impediam a carga de chegar a tempo,
dificultando operações. Os Liberty representam apenas um exemplo deste tipo
de navios, pois existiam outros equivalentes.
Por outro lado, as dimensões reduzidas dos aviões permitiram a
construção de porta-aviões muito eficazes, verdadeiras fortalezas flutuantes
capazes de levar para qualquer ponto da terra dezenas de aviões de
combate dispostos a aterrar e a descolar. Contudo, os enormes porta-aviões,
tornaram-se muito débeis por serem facilmente detetados pelo inimigo.
Face a estes acontecimentos e sendo os detetores acústicos (Figura 1)
muito pouco precisos e bastante falíveis, tornou-se imprescindível a invenção
do radar (Figura 2). O seu princípio é bastante simples: uma antena emite
ondas eletromagnéticas e uma outra recebe as que são refletidas por objetos
metálicos. Através do estudo da onda refletida consegue-se determinar a
posição do objeto metálico que refletiu as ondas. Nas mãos dos aliados foi
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crucial para deter a aviação alemã. Ainda hoje é utilizado para o controlo do
tráfego aéreo e naval. E os princípios que estão na sua base contribuíram para
o forno micro-ondas, por exemplo.
Figura 1: Detetor Acústico (*4) Figura 2: Sala de controlo por radares (*5)
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II - OS SUBMARINOS
i) Generalidades
Dentro dos submarinos utilizados na Segunda Guerra Mundial, os
alemães U-Boats são os que deverão ter causado maior impacto. A sua
presença na Batalha do Atlântico foi fulcral para a ofensiva alemã e revelou-
se como um dos maiores obstáculos para a Grã-Bretanha, tendo Winston
Churchill até admitido que esse foi o único momento em que pensou na
rendição.
Devido ao tratado de Versalhes os alemães ficaram impedidos de se
restituírem de novos submarinos. Mesmo assim, os alemães, continuaram a
deixar a sua marca na área vendendo designs a outros países. Por volta de
1932, sobre o comando de Adolf Hitler deu-se inicio o rearmamento secreto da
marinha alemã.
Cinco tipos de submarinos que fizeram parte do rearmamento:5
a) Os de 500 a 700 toneladas, utilizados em zonas marítimas;
b) Os de1 000 toneladas, utilizados no oceano;
c) Os U-cruisers de 1 500 toneladas;
d) Os submarinos costeiros, de 250 a 500 toneladas;
e) Os submarinos de colocação de minas, de 250 a 500 toneladas.
A tabela 1 caracteriza outros 5 exemplos de submarinos de extrema
importância nas batalhas da Segunda Guerra Mundial.
5 6. Military Factory. 2014. Acedido a 01-10-2014. Última atualização 30/09/2013.