Submarino é uma embarcação especializada para operar submersa, tendo sido largamente usadas pela primeira vez na Primeira Guerra Mundial, sendo usado por todas as grandes marinhas atualmente. Submarinos civis e submergíveis são usados com fins científicos tanto na água doce quanto salgada para trabalhar em profundidades muitos grandes para mergulhadores humanos.
Os submarinos englobam uma vasta gama de tamanho de embarcação. Desde embarcações de duas pessoas que são utilizadas para explorar a superfície marinha por poucas horas ate os submarinos russos da Classe Typhoon, os quais permanecem submersos por metade de um ano e carregam mísseis nucleares suficientes para destruir centenas de cidades. Há também submarinos especializados em resgate de submarinos e pequenos submarinos movidos por uma pessoa elaborados para competição entre as universidades. Um velho mecanismo para uso em exploração de águas profundas, salvamento, construção e recuperação é o sino mergulho.
A palavra submarino era originalmente um adjetivo que significava sob o mar. Algumas firmas que faziam montagem submarina mas não parte de submarinos chamaram este trabalho de engenharia submarina. Submarino como um nome que significa parte de uma embarcação submersível originou-se como uma redução para barco submarino e os antigos livros tais como Vinte mil léguas submarinas sempre usava tais termos.
Submarinos militares
Existem mais submarinos militares em operação do que civis. Os submarinos são úteis militarmente porque são difíceis de serem localizados e, quando abaixo da superfície, são difíceis de se destruir. Um grande esforço é empregue no projeto de um submarino para possibilitá-los atravessar a água tão silenciosamente quanto seja possível, de forma a prevenir sua detecção (o som viaja na água muito mais fácil do que a luz, isto significa que o som de um submarino é sua característica mais fácil de ser detectada). O meio mais fácil de localizar um submarino é escutar a água e procurar por sons ou pela falta deles, alguns submarinos cancelam seus sons tão bem que eles criam uma área de silencio em sua volta. Se um submarino permanecer escondido, ele é capaz de atacar de muito perto.
A Força de Submarinos da Marinha do Brasil possui atualmente 5 submarinos: O Submarino Tupi (S-30), o Submarino Tamoio (S-31), o Submarino Timbira (S-32), o Submarino Tapajó (S-33) e o Submarino Tikuna (S-34). Os quatro primeiros são submarinos da Classe Tupi ( IKL-1400 ton ) e o último da Classe Tupi Mod.
A Marinha Portuguesa possui atualmente apenas um submarino operacional, o N.R.P. Barracuda, segundo submarino da classe "Albacora", lançado à água em 24 de Abril de 1967. Estes submarinos serão substituídos por dois submarinos ""SS PO 2000", o N.R.P Tridente e o N.R.P. Arpão. Estes dois submarinos são uma versão do submarino Alemão U-209. O primeiro destes dois submarinos estará operacional no final de 2012, mais precisamente, dia 21 de Dezembro.
Submersão e navegação
Todos os navios de superfícies, como também um submarino na superfície, tem condições de flutuação positivas, pesando menos do que a água que ele desloca. Para submergir hidrostaticamente, um navio deve ganhar uma flutuação negativa, ou aumentando seu próprio peso ou diminuindo o deslocamento de água. Para controlar seu peso, os submarinos são equipados com tanques lastro, o qual pode ser preenchido com água ou esvaziado com ar pressurizado.
Para submersões em geral ou afloramento na superfície, os submarinos usam os tanques da frente e a popa, chamado de Tanque de Lastro Principal ou (TLP), os quais são abertos e completamente completados com água durante a submersão, ou completamente preenchidos com ar pressurizado para vir à tona. Sob condições de submersão, os TLP são geralmente mantidos cheios, então em muitos submarinos estes tanques são simplesmente uma seção do espaço interno do casco. Para um controle mais preciso e rápido da profundidade, os submarinos usam pequenos Tanques de Lastro de Controle ou TLC, também chamados de tanques duros(hard tanks) devido sua habilidade para se opor a altas pressões. O acréscimo de água nos tanques de controle pode ser controlado ou para refletir mudanças nas condições externas ou para mudança da profundidade de submersão. Os tanques de controle podem ser localizados próximos ao centro de gravidade do submarino, ou separados ao longo do corpo do submarino.
Quando submerso, a pressão da água nas paredes do submarino pode alcançar 3 MPa para submarinos de aço e no máximo de 10 MPa para submarinos de titânio como os Komsomolets, enquanto a pressão interna ao mesmo permanece a mesma. Estas diferenças resultam em uma pressão de compressão no casco, os quais diminuem de tamanho. A densidade da água também aumenta, a salinidade e pressão são maiores, mas isto não é compensado pela compressão do casco, então a flutuação diminui com a profundidade. Um submarino submerso está em um equilíbrio instável, tendo a tendência de ora afundar ora de vir à tona. Manter uma profundidade constante requer uma operação constante dos tanques de controle de profundidade.
Submarinos com uma condição de flutuação neutra não são intrinsecamente estáveis no balanceamento. Para obter o balanceamento desejado, os submarinos usam tanques de balanceamento traseiros e dianteiros. Bombas podem mover água entre estes tanques, alterando a distribuição do peso e além disto criando um momento para girar o mesmo para acima e para abaixo. Um sistema similar é algumas vezes usado para manter a estabilidade.
O efeito hidrostático dos tanques de lastro variáveis não é o único meio de controlar o submarino sob a água. A manipulação hidrodinâmica é feita por várias superfícies, as quais podem ser giradas para criar as correspondentes forças hidrodinâmicas quando um submarino se move a velocidade suficiente. Os estabilizadores de popa, localizado atrás da hélice e normalmente orientados na horizontal, servem para os mesmos propósitos do que os tanques de estabilização, controlando a estabilidade, e são usados freqüentemente, enquanto outras superfícies de controle não estão presentes em muitos submarinos. Os estabilizadores da sail e do bow, ambos horizontais, são localizados próximos ao centro de gravidade, e são usados para controlar profundidade com menos eficiência que para o balanceamento.
Quando um submarino realiza uma subida de emergência, todos os métodos de estabilização e lastro são usados simultaneamente, propelindo o barco para a superfície. Como o mesmo vem a tona muito rápido, tanto que o submarino deve parcialmente pular fora da água, isto pode infligir sérios danos a alguns sistemas do submarino, principalmente a tubulação.
Submarinos modernos usam um sistema direcionamento inercial para navegar enquanto submerso, mas inevitáveis desvios de curso acumulam-se no tempo. Para contornar isto, o Sistema de Posicionamento Global irá ocasionalmente ser usado para obter-se um apurado posicionamento. O periscópio – um tubo retangular com um prisma possibilita uma visão da superfície – é somente usado ocasionalmente em submarinos modernos, pois o seu alcance de visão é muito curto. Os submarinos da classe Virginia têm um sensor fotônico ao invés do tradicional periscópio. Este sensor pode ser posicionado acima da superfície, captando luz visível, infravermelhos, laser de marcação de perímetro e monitoramento eletromagnético.
Casco do submarino
Submarinos modernos são usualmente em forma de charuto. Esta forma, já visível nos primeiros submarinos é conhecida como casco de lagrima, e foi concebida inspirada no corpo das baleias. Ela reduz significativamente o arrasto hidrodinâmico do submarino quando submerso, mas diminui sua capacidade de permanecer a tona e aumenta o seu arrasto enquanto na superfície. Desde que as limitações do sistema de propulsão dos primeiros submarinos forçavam os a operar na superfície a maior parte do tempo, o projeto de seu casco era comprometido. Devido as baixa velocidade destes submarinos enquanto submersos, usualmente abaixo de 18 km/h, o aumento do arrasto para viagens submersas era considerado aceitável. Somente mais tarde na Segunda Guerra Mundial, quando a tecnologia permitiu operações submersas mais longas e rápidas e o aumento da vigilância pelas embarcações inimigas forçou os submarinos a permanecerem submersos, os cascos em forma de lagrima voltaram a aparecer, para reduzir o arrasto e o barulho. Nos submarinos militares modernos a superfície externa do casco é coberta com uma fina camada especial de borrachaanecóico, para tornar o submarino mais silencioso. que absorve o som, ou revestimento
Uma torre montada no topo do submarino acomoda a todo o periscópio e torre de eletrônicos, a qual pode incluir o rádio, radar, contramedidas eletrônicas, e outros sistemas. Em muitas das primeiras classes de submarinos (veja historia), a sala de controle, era localizada em dentro desta torre, a qual era conhecida como a torre de comando. Desde daquele tempo, contudo, o comando passou a se localizar em dentro do casco do submarino, e a torre é mais comumente chamada de sail. O comando não deve ser confundido com a ponte, a qual é uma pequena plataforma aberta localizada no topo da torre usada para observações visuais enquanto se opera na superfície.Aquela deve ser uma plataforma adicional fechada abaixo desta com janelas e quebra vento para mau tempo.
Todos os pequenos submarinos modernos e submersíveis, como também alguns dos antigos, têm um casco simples. Contudo, para grande submarinos, a abordagem tem sido diferente. Todos submarinos Soviéticos pesados são construídos com uma estrutura de casco duplo, mas submarinos Americanos usualmente possuem casco simples. Eles ainda têm seções suaves na proa e popa, as quais abrigam os tanques de lastro principais e proporciona uma forma hidrodinamicamente otimizada, mas a seção do casco principal, geralmente cilíndrica, tem somente uma única camada de revestimento. Existem exemplo de submarinos com mais de dois cascos, como os submarinos da classe Typhoon, os quais têm dois cascos principais para pressão e três menores para a sala de controle, torpedos e navegação, enquanto a sistema de lançamento de mísseis é localizado entre os cascos principais.
Um submarino de casco duplo é diferente de um navio de casco duplo. O casco externo, o qual dá forma ao submarino, e chamado de casco leve, e não tem que suportar nenhuma diferença de pressão. O casco leve pode ser usado para a montagem de equipamento, que se fossem ligados diretamente ao casco de pressão poderia gerar pontos de tensão nele. Uma abordagem de dois cascos também economiza espaço interno do casco de pressão, colocando-se os anéis de reforço e longitudinais do lado de fora do casco. Estas medidas permitem que o tamanho do casco de pressão, que é muito maior que o casco leve, sejam minimizadas. Também, no caso de danos ao submarino, o casco leve absorverá parte do impacto, sem comprometer a integridade da embarcação, pois o casco de pressão permanecera intacto. A maior desvantagem da estrutura de dois cascos é o significativo aumento da soldagem manual requerida para sua construção. A União Soviética tinha desenvolvido uma tecnologia de soldagem bem estabelecida e tinha bastante mão de obra barata qualificada disponível, mas o alto do custo do trabalho manual nos Estados Unidos torna mais barato a abordagem de casco simples. Outra razão para a construção de casco duplo na União Soviética era a operação no Oceano Ártico, onde os submarinos têm que quebrar camadas de gelo que podem danificar o casco.
Internamente ao casco externo há um forte casco, ou casco de pressão, o qual suporta a pressão da água do mar e a pressão interna normal do lado de dentro. O casco de pressão é geralmente constituído de chapas de aço de alta resistência com uma complexa estrutura e grande sobre-dimensionamento, sendo separado por portas estanques em vários compartimentos. Os cascos de pressão e leve formam uma estrutura tridimensional que aumenta sua resistência. O espaço inter-casco é usado para alguns equipamentos que não necessitam de pressão constante para operar.
A profundidade de mergulho não pode ser aumentada facilmente. Simplesmente tornar o casco maior aumenta o peso e requer a diminuição do peso dos equipamentos a bordo, finalmente resultando em um batiscafo. Isto é aceitável para submersíveis civis de pesquisa, mas não para submarinos militares, portanto a profundidade de mergulho foi sempre limitada pela tecnologia em uso no momento.
Submarinista
Submarinista é o termo que designa os tripulantes de um submarino militar, ou pessoas capacitadas á exercer esta atividade. Executando atividades nas profundezas dos mares, tais como patrulhas e exercícios militares.
No Brasil os submarinistas são formados pela Marinha do Brasil, no Centro de Instrução e Adestramento Almirante Áttila Monteiro Aché.
Primeira Guerra Mundial
Em Maio de 1915, o U-Boot U-20 afundou o RMS Lusitania. Embora tenha havido uma grande revolta por um navio mercante "inocente" ter sido afundado, os historiadores acreditam que o Lusitania transportava 10 toneladas de armas abordo, tornando-o um alvo válido sob as leis internacionais. Das 1,195 vidas perdidas, 123 eram civis Americanos. O evento fez com que a opinião pública Americana contra a Alemanha tivesse um factor significante no envolvimento dos EUA na guerra, ao lado dos Aliados.
Com os EUA no lado dos Aliados, a Alemanha anunciou a 31 de Janeiro, 1917, que os seus submarinos atacariam os navios mercantes sem qualquer aviso prévio. Dando origem à Primeira Batalha do Atlântico.
Segunda Guerra Mundial
Durante a Segunda Guerra Mundial, os submarinos alemães eram o maior componente da batalha do Atlântico, que durou até à invasão da Europa. Durante as fases iniciais da guerra, e após a entrada dos Estados Unidos na guerra, os submarinos alemães foram extremamente eficazes a destruir navios de carga aliados, aproximando-se da costa atlântica dos EUA e até mesmo do Golfo do México. Os avanços nas tácticas dos comboios navais, radar, sonar, cargas de profundidade, a descodificação dos códigos da Enigma e a introdução da escolta aérea diminui a eficácia dos submarinos alemães. No final da guerra, a frota alemã tinha sofrido extremas baixas, perdendo 743 embarcações e cerca de 30,000 marinheiros.
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