Submarinos convencionais e nucleares de ataque

Conheça as características operacionais dos submarinos convencionais e nucleares, comparando as vantagens e desvantagens dos dois tipos de plataformas

Os submarinos modernos, tanto os convencionas (SSK) quanto os de propulsão nuclear (SSN) são plataformas de armas que podem se manter por longos períodos em alto mar, com um mínimo de apoio logístico.

Sua operação, diferentemente dos navios de superfície, é menos dependente das condições climáticas. Os submarinos continuam sendo de difícil detecção, apesar da evolução tecnológica dos sensores e das táticas antissubmarino; ao contrário das forças de superfície, eles dificilmente podem ser detectados por satélite.

A grande vantagem dos submarinos reside no fato de que eles operam totalmente no meio líquido, aproveitando-se da propagação anômala do som na água para se ocultar. os submarinos podem também detectar quase sempre com antecedência as forças de superfície, o que lhes dá a iniciativa das ações.

A maneira como as ondas sonoras podem ser refletidas ou refratadas nos oceanos ainda não é bem conhecida. Na maioria das vezes, temperatura da água do mar, salinidade e pressão da água prejudicam o desempenho dos sonares ativos (que emitem o característico “ping”) e passivos dos navios.

Essas características de comportamente das ondas sonoras no mar na maioria das vezes favorecem os submarinos, que usam sonar passivo (apenas de escuta). Aproveitando-se disso, os submarinos podem ser enviados a qualquer zona marítima, mesmo aquelas sob controle do inimigo.

A relação custo/benefício dos submarinos também é muito favorável, já que estes possuem um elevado poder de combate por baixo custo operacional, no caso dos submarinos convencionais.

Mesmo sem usar suas armas, a presença provável de um submarino já compromete importantes recursos do oponente, que passa a usar navios, equipamentos e horas de voo em busca de uma posição precisa da ameaça.

Os submarinos podem operar contra alvos de superfície e são as armas ideais contra outros submarinos, já que operam no mesmo meio e podem mudar de profundidade para melhorar o desempenho do sonar. São apropriados para tarefas de reconhecimento e de coleta de informações (Inteligência), graças à sua discrição e também são perfeitos para o patrulhamento de zonas marítimas próprias e para atacar forças navais hostis.

Em tempos de crise, os submarinos podem operar em apoio a outras unidades navais. As capacidades já mencionadas dos submarinos são fatores vantajosos a serem empregados na busca de soluções pacíficas para uma crise diplomática, graças ao seu poder de dissuasão. O submarino tem a capacidade de impedir que um inimigo, mesmo mais poderoso, utilize zonas e vias marítimas impunemente.

O submarino representa ainda a terceira dimensão em operações combinadas antissubmarino (ASW). Para que as operações ASW sejam realmente eficazes, é preciso dispor de capacidade para atacar um submarino inimigo do ar, da superfície ou de debaixo d’água. O submarino é parte essencial do conceito de operações navais combinadas, onde forças aeronavais e submarinos se complementam com grande eficiência para alcançar objetivos comuns.

Os tipos de submarinos quanto à propulsão

O submarino nuclear (SSN) é propulsado por turbinas, que funcionam movidas com vapor produzido num gerador, aquecido por um reator nuclear. Alguns submarinos nucleares usam um motor elétrico para movimentar o hélice, com o propósito de diminuir o nível de ruído (ver diagrama simplificado da propulsão nuclear no gráfico abaixo).

Ao contrário dos motores diesel, o reator não precisa de ar fresco para funcionar e seu ciclo de abastecimento de combustível é anual. A renovação de ar a bordo é feita por um gerador de oxigênio que também extrai o CO2. Em consequência disso, o período de imersão de um SSN fica limitado apenas ao estado moral da tripulação e enquanto durarem os alimentos ou a munição a bordo.

O submarino convencional (SSK), por outro lado, é equipado com motores elétricos que recebem energia de baterias, as quais são carregadas por dínamos movidos por motores diesel. O motor diesel, sendo um tipo de motor de combustão interna, precisa de ar para misturar com o combustível, tornando-se esta sua maior restrição.

Depois que a energia das baterias se esgota, o submarino precisa recarregá-las usando o respirador esnorquel (aportuguesamento do nome original alemão schnorkel), um mastro que permite ao submarino em profundidade de periscópio renovar o ar ambiente e fazer funcionar os motores diesel.

Mesmo sem precisar vir à superfície, o uso do esnorquel representa uma desvantagem, pois seus mastros expõem o submarino à detecção visual, radar e de IR — se bem que o uso de sistemas de alerta-radar ESM pelos submarinos enquanto esnorqueiam, reduz a probabilidade de detecção.

Por outro lado, os motores diesel são bem mais ruidosos que os motores elétricos, aumentando as chances de detecção do submarino por navios, aeronaves e por submarinos inimigos.

Mais recentemente, começaram a surgir os primeiros submarinos de propulsão híbrida, que permitem aos SSK permanecer mais tempo sob a água, sem que seja necessário recorrer ao uso do esnorquel. Esses sistemas, conhecidos como AIP (Air Independent Propulsion), começaram a ser pesquisados no fim da Segunda Guerra Mundial, como o sistema Walter de peróxido de hidrogênio, mas não obtiveram sucesso na época, devido aos elevados custos e problemas técnicos. Com a tecnologia atual, porém, os motores de circuito fechado se tornaram viáveis e estão sendo oferecidos por fabricantes franceses e suecos.

Outro tipo de sistema AIP que está sendo cada vez mais empregado é o de células de combustível do tipo PEM (Polymer Electrolyte Membrane).

Os sistemas AIP são uma fonte auxiliar de energia que dão ao SSK a capacidade de se manter mergulhado por duas ou três semanas em sua zona de patrulha, impulsionado por estes motores, sem a necessidade de recarregar as baterias e consequentemente, sem precisar usar o esnorquel com muita frequência.

Velocidade

No submarino nuclear a velocidade é função direta da quantidade de vapor que entra na turbina. Uma alta velocidade, quando submerso, não representa problema, pois o reator tem capacidade de produzir mais energia do que realmente é necessário ao gerador. Sendo assim, tanto os SSBN – Submarinos Lançadores de Mísseis Balísticos, como os SSN (Submarinos Nucleares de Ataque), são capazes de atingir pelo menos 25 nós submersos, sendo que a maioria dos SSN pode atingir velocidades maiores que 30 nós (55,5 Km/h)

Nessas velocidades, porém, o submarino nuclear fica “surdo”, incapaz de detectar outros alvos e faz muito ruído, sendo facilmente detectável por outros submarinos, navios e aeronaves. O uso de altas velocidades só é feito em deslocamentos em grande profundidade, onde as camadas termais e a pressão da água atenuam o ruído das hélices.

Nos submarinos convencionais, a velocidade quando em imersão depende do tamanho e da capacidade das baterias. A qualidade das baterias tem sido melhorada, sendo que hoje em dia, a velocidade média dos SSK submersos fica em torno de 17 nós; em alguns tipos de submarinos, essa velocidade passa de 20 nós.

O submarino de projeto alemão TR-1700 usado na Marinha Argentina e a classe “Upholder” britânica (adquirida pelo Canadá), são capazes de atingir 25 nós submersos. Entretanto, é importante notar que o tempo de permanência nesta velocidade é bem reduzido (aproximadamente uma hora), sendo necessário logo após recarregar as baterias.

Custos e tripulação

O investimento para a construção de um submarino nuclear é muito alto. Um novo SSN custa, de US$ 1,3 bilhão (classe Barracuda francesa) a US$ 3,4 bilhões (classe Virginia americana, com lançadores verticais de mísseis de cruzeiro), enquanto um submarino convencional de 2.000 toneladas custa cerca de US$ 500 milhões.

Em outras palavras, um submarino diesel-elétrico custa cerca de 30% de um nuclear e precisa de cerca de 30% da tripulação daquele.

Um SSN típico embarca cerca de 120 homens, enquanto um SSK precisa somente de 40. É interessante notar que os antigos submarinos convencionais precisavam de mais de 70 homens para funcionar, pois não contavam com o nível de automação dos submarinos de hoje.

Armamento, equipamentos e sensores

Existe muita variedade de armas e equipamentos normalmente utilizados nos dois tipos de submarinos. O torpedo continua sendo a principal arma de ambos e para tanto, tem sido constantemente aperfeiçoado.

A maioria dos torpedos atuais têm 533mm de diâmetro e são guiados a fio na primeira fase da trajetória, recebendo atualizações de rumo do submarino lançador, para compensar as mudanças de rumo do alvo.

Na fase intermediária e final da trajetória, os torpedos passam a usar seu próprio sistema de guiagem, que emprega um sonar ativo/passivo.

Os torpedos modernos são cada vez mais resistentes a contramedidas, podendo discernir entre falsos ecos e o alvo verdadeiro, através de software programável. Cada submarino pode ter até oito tubos para lançamento de torpedos.

A sofisticação cada vez maior dos torpedos e dos sistemas de direção de tiro dos submarinos têm causado alguns problemas de integração torpedo/submarino em algumas Marinhas.

Na Guerra das Malvinas, o submarino nuclear britânico HMS Conqueror afundou o cruzador argentino ARA General Belgrano usando torpedos antigos Mk.8 de trajetória reta, mesmo tendo modernos torpedos Tigerfish Mk.24 a bordo.

Em contrapartida, o submarino argentino San Luis, tipo IKL-209, lançou diversos torpedos modernos SST-4 de fabricação alemã contra navios ingleses, sem contudo conseguir acertar nenhum alvo.

Além dos torpedos, alguns submarinos podem lançar mísseis antinavio através dos tubos de torpedo, e podem lançá-los em imersão. Para isso os tubos têm que ser adaptados para tal, já que, diferentemente dos torpedos, o casulo que encerra o míssil não dispõe de propulsão e tem que ser “empurrado” para fora do tubo.

Os britânicos, americanos, israelenses, holandeses, canadenses, japoneses e australianos, entre outros, usam o Sub-Harpoon. Já os franceses e outros clientes, usam o Exocet SM-39.

Alguns submarinos americanos também são capazes de lançar mísseis de cruzeiro Tomahawk através de tubos de torpedo ou lançadores verticais especiais, que podem ser usados contra navios e alvos em terra. Submarinos russos e chineses também empregam mísseis antinavio e de cruzeiro de vários tipos.

Os submarinos também podem lançar minas especiais pelos tubos de torpedos, o que viabiliza a minagem de entrada de portos e bases navais inimigas, já que podem realizar o trabalho sem serem vistos.

O sonar passivo é o sensor mais usado pelo submarino moderno, mas pode-se usar o sonar ativo também em casos especiais, embora este denuncie a posição do submarino. Normalmente os hidrofones e transdutores de sonar são montados na proa, mas existem submarinos em que os hidrofones são distribuídos ao longo do casco.

Alguns submarinos usam sonares rebocados (“towed array”), que consistem em vários hidrofones dispostos em linha, em cabos de até 1.000m de comprimento. Os sonares tipo “towed array” são pouco afetados pelo ruído do próprio submarino, desde que sejam rebocados a baixas velocidades e são ideais para a detecção de submarinos inimigos a longa distâncias.

Inicialmente os sonares só podiam obter a direção do alvo, mas não podiam obter a distância. Atualmente, porém, existem vários métodos para a determinação da distância do alvo, dado essencial para o uso de qualquer arma. Um método muito usado é o TMA (“Target Motion Analysis”) é o de tomar uma série de marcações (direção) do contato em intervalos regulares, estimando a velocidade do alvo e usando um computador para calcular a distância por geometria.

O uso do periscópio ainda é necessário em muitas ocasiões; a maioria dos modelos modernos são dotados de visores infravermelho, com capacidade de emprego noturno e alguns submarinos também dispõem de antenas de ESM acopladas, garantindo o alarme antecipado contra radares de navios e aeronaves que possam estar detectando o periscópio.

Submarino convencional X submarino de propulsão nuclear

A tecnologia empregada nos submarinos convencionais (SSK) têm evoluído muito nos últimos anos. Eles têm recebido baterias de maior capacidade, o que lhes permite operar por muito mais tempo entre cargas e usar altas velocidades por maiores períodos; os materiais e projeto dos cascos permitem maiores profundidades de operação; coberturas de borracha anecóica nos cascos absorvem as ondas de sonar ativo, minimizando a probabilidade de detecção por navios e helicópteros; sonares mais modernos, acoplados a modernos sistemas computadorizados de combate, têm multiplicado a capacidade de combate do submarino convencional.

Entretanto, a baixa velocidade dos SSK continua sendo um fator limitativo de sua operação. O mastro do esnorquel periodicamente é içado para que os motores diesel recarreguem as baterias, e o período em que o submarino passa esnorqueando corresponde normalmente a cerca de 5% do tempo total que ele passa submerso.

Para um submarino de porte médio, o raio de ação submerso na velocidade econômica, após esnorquear, pode atingir até 500 milhas marítimas, ou 100 horas, mas terá que em seguida esnorquear por cerca de 5 horas, para recarregar suas baterias completamente. Os novos SSK, porém, dotados de propulsão híbrida AIP, vão poder permanecer submersos por muito mais tempo antes de esnorquear.

Em termos de comparação com um SSK, um SSN pode escolher qualquer velocidade para seu trânsito, mas para manter o baixo nível de ruído, a velocidade normalmente é limitada a 10 nós. A velocidade também é fator importante em missões de patrulha numa área com poucos submarinos disponíveis.

As primeiras informações que os submarinos receberiam da aproximação dos submarinos inimigos, seriam dadas pelo serviço de Inteligência ou pelos aviões de patrulha antissubmarino que, normalmente, fazem patrulha avançada na direção da ameaça. Sendo a distância do contato inimigo e o submarino em patrulha bastante grande, a velocidade do submarino em patrulha é importante, para que ele possa posicionar-se vantajosamente visando o ataque.

Se apenas SSK forem empregados em patrulha, será necessário uma quantidade maior desses submarinos do que nucleares. Adicionalmente, será necessário colocar as aeronaves em patrulha mais avançada, a fim de prover informações suficientes a tais submarinos. Com as informações provenientes das aeronaves, referentes aos contatos obtidos e ao acompanhamento dos submarinos inimigos, os submarinos de patrulha poderão melhor se posicionar para detectar o invasor com seus próprios sensores.

Os SSK podem ser usados em conjunto com os SSN, sendo os convencionais mais silenciosos que os nucleares, o que é uma vantagem dos primeiros, sobretudo em águas rasas.

Os convencionais são menores em comprimento e boca e, logicamente, são mais difíceis de serem detectados por sonar ativo. O investimento financeiro e operativo dos SSK é também menor, mas por outro lado, a baixa velocidade quando submersos, impõe a utilização de um maior número de submarinos deste tipo para patrulhar determinada área.

Não há dúvida de que a melhor arma contra um SSN inimigo é outro SSN, simplesmente pelo fato de que estes possuem velocidade e autonomia similares. Um submarino nuclear inimigo, tentando penetrar numa linha de barragem pode, quando detectar a presença de submarinos convencionais em patrulha, sair da área em alta velocidade caso perceba que está em desvantagem.

Um SSK não teria suficiente velocidade para fechar distância em perseguição (talvez até tenha velocidade, mas somente enquanto durarem as baterias), enquanto um SSN poderia com maior possibilidade, aproximar-se do inimigo e desfechar o ataque.

Proteção de comboios e forças-tarefas

Outra vantagem do SSN é a de poder acompanhar um comboio e forças-tarefas de superfície. Um SSK não tem a alta velocidade constante necessária para acompanhar comboios e forças-tarefas, como também para retornar rapidamente à sua posição depois de perseguir ou atacar um inimigo. Nestas missões, o submarino nuclear é ideal. Ele pode, se necessário, esconder-se abaixo dos navios de superfície maiores (sombreá-los), onde terá seu ruído abafado pelo ruído dos navios.

Alternativamente, o SSN pode ser posicionado a alguma distância do corpo principal, na escuta de possíveis submarinos hostis que se aproximem. O ideal é posicioná-los a vante, a ré e por ambos os bordos para atingir completa proteção, mas não é provável que este número de submarinos esteja disponível, exceto em ocasiões muito especiais. Em decorrência do longo alcance atual dos mísseis submarino-superfície, é desejável atacar os navios adversários com eles, fazendo com que os navios aliados permaneçam fora do alcance inimigo.

O submarino usado para escoltar comboios e forças-tarefas precisa permanecer imerso por períodos muito longos e possuir grande autonomia, particularmente quando após escoltar um grupo de navios ele recebe a tarefa de voltar e escoltar outro grupo.

A autonomia média em imersão de um submarino convencional, freqüentemente esnorqueando, pode chegar a cerca de 9.000 milhas marítimas, considerando-se uma velocidade lenta de trânsito, abaixo de 10 nós. Esta distância é, logicamente, função da quantidade de combustível transportado.

Outra diferença entre SSK e os SSN reside na máxima profundidade de operação. Os submarinos nucleares são estruturalmente bem mais fortes e especialmente projetados para imersão profunda.

A classe americana de SSN “Los Angeles”, por exemplo, tem uma profundidade de imersão operacional de 450 m, enquanto os convencionais atingem em média 250 m. Isto não quer dizer que eles não possam atingir profundidades maiores, em caso de emergência. Na verdade, os SSN podem ir a uma profundidade de quase 1.000m sem colapso do casco, enquanto para os SSK essa profundidade é bem menor.

Tarefas para submarinos pequenos

Além dos submarinos oceânicos, existem os submarinos costeiros de pequeno porte, de menos de 1.000 toneladas de deslocamento que são ideais para operações especiais, tais como desembarque de espiões ou sabotadores e para reconhecimento do litoral.

Os minissubmarinos tipo “Midget” semelhantes aos usados na Segunda Guerra Mundial são usados por algumas marinhas.

Em águas rasas e restritas, os submarinos pequenos podem ser usados como piquetes. Os submarinos de 900 a 1.600t podem também ser usados em operações de minagem e em missões especiais, mas sua principal função é patrulhar o litoral e áreas próximas.

Do ponto de vista de uma marinha de porte pequeno ou médio, que provavelmente não venha a se envolver numa guerra oceânica, o submarino de tamanho médio é o tipo mais adequado para uso geral.

NOTA DO EDITOR: Reeditamos este artigo atualizado por causa do interesse do público sobre o tema, devido à crise provocada pelo cancelamento do Programa de Submarinos da Austrália com a França e a criação da aliança AUKUS.