Submarino é uma embarcação fechada, destinada a navegar abaixo da superfície da água. Os modelos atuais usam propulsão diesel-elétrica, de menor autonomia, ou nuclear, que permite operar por tempo indefinido. Nas marinhas, os submarinos militares carregam armamentos e sensores e podem permanecer longos períodos em alto mar com pouco apoio logístico.
A base do funcionamento é o Princípio de Arquimedes, segundo o qual um corpo mergulhado em um líquido recebe uma força de impulsão igual ao peso do volume de líquido que desloca. Essa ideia tem origem em observações antigas, como a do sino de mergulho, e foi aplicada a embarcações submersíveis a partir do século XVI.
Como o submarino submerge e volta à superfície?
Todo navio de superfície, e também o submarino quando está na superfície, tem flutuação positiva, pesando menos do que a água que desloca. Para submergir, ele precisa ganhar flutuação negativa, seja aumentando o próprio peso, seja diminuindo o volume de água deslocado. Para isso, usa tanques de lastro, que podem ser preenchidos com água ou esvaziados com ar pressurizado.
- Para submergir, os tanques de lastro principais, localizados na proa e na popa, são abertos e completamente preenchidos com água.
- Para voltar à superfície, esses tanques são preenchidos com ar pressurizado, que expulsa a água.
- Em submersão, os tanques de lastro principais costumam ficar cheios; em muitos submarinos, eles são simplesmente uma seção do espaço interno do casco.
Para um controle mais preciso da profundidade, são usados tanques de lastro de controle, menores e chamados de tanques duros, por resistirem a altas pressões. Eles podem estar próximos ao centro de gravidade ou distribuídos ao longo do corpo do submarino.
Como ele controla profundidade e direção?
Submerso, o submarino está em equilíbrio instável: tende a afundar ou a subir, e manter uma profundidade constante exige operação contínua dos tanques de controle. Para o balanceamento, há tanques de equilíbrio na popa e na proa, e bombas podem transferir água entre eles.
Além do efeito hidrostático, o controle é feito por superfícies hidrodinâmicas que, em velocidade suficiente, geram forças. Os estabilizadores de popa, ou hidroplanos, ficam atrás do hélice e são usados com frequência. Os estabilizadores da torre e da proa controlam a profundidade com menos eficiência.
Os submarinos modernos navegam submersos com sistema de direcionamento inercial. Como os desvios se acumulam com o tempo, o GPS pode ser usado de forma ocasional para obter uma posição precisa. O periscópio é usado apenas ocasionalmente, pois seu alcance de visão é curto. Os submarinos da classe Virginia, dos Estados Unidos, usam um sensor fotônico no lugar do periscópio tradicional, que capta luz visível, infravermelho, laser de marcação de perímetro e monitoramento eletromagnético.
Qual é a diferença entre propulsão convencional e nuclear?
No submarino convencional, motores elétricos recebem energia de baterias, recarregadas por dínamos movidos por motores diesel. Como o diesel é um motor de combustão interna, ele precisa de ar, e isso é sua maior restrição: o barco precisa subir à superfície para acionar os motores. Já o submarino nuclear não depende da atmosfera nem de reabastecimento de combustível. Ele produz o próprio oxigênio e a própria água, não fica sem energia para se deslocar e depende apenas de alimentação para a tripulação.
Quais são os principais tipos?
Basicamente, os submarinos se dividem em civis e militares.
- Civis: usados principalmente em pesquisas do fundo do oceano, conserto de plataformas petrolíferas, inspeção de cabos e dutos submarinos e, mais recentemente, para lazer. São menores e menos potentes que os militares.
- Militares: dotados de armamentos e sensores, capazes de encontrar e destruir alvos. Atuam de forma preventiva e dissuasiva no patrulhamento de áreas costeiras ou para projeção de poder, com capacidade de atacar inimigos fora do próprio território.
- Convencionais (SSK): também chamados de diesel-elétricos.
- Nucleares (SSN): movidos a propulsão nuclear, com autonomia de operação por tempo indefinido.
Quanto ao casco, os submarinos pequenos e os submersíveis têm casco simples. Nos grandes, a solução varia: os submarinos soviéticos pesados eram construídos com casco duplo, enquanto os norte-americanos costumam ter casco simples. O casco de pressão suporta a pressão da água do mar. Quando submerso, a pressão pode chegar a 3 MPa em submarinos de aço e a no máximo 10 MPa nos de titânio, como os Komsomolets.
Como surgiram os submarinos?
O primeiro submarino de combate foi o modelo Tartaruga, criado por David Bushnell em 1775, que foi usado sem êxito na Guerra de Independência dos Estados Unidos. Em 1864, durante a Guerra Civil Americana, o CSS Hunley se tornou o primeiro submarino da história a afundar um navio de guerra inimigo. Em 1890, o avanço dos motores de combustão interna, das baterias elétricas e do aço de melhor qualidade acelerou o desenvolvimento dos submarinos. O uso em larga escala começou na Primeira Guerra Mundial e se firmou na Segunda.
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