Sea 1000: os futuros ‘super submarinos’ australianos e suas novas tecnologias

A Marinha Real Australiana (Royal Australian Navy) está desenvolvendo um projeto, denominado Sea 1000, para uma nova geração de submarinos diesel-elétricos da ataque, que vão substituir seus seis SSG (submarinos de mísseis guiados) da classe “Collins”, a partir de 2025.

As especificações dos novos submarinos serão bem diferentes dos atuais submarinos convencionais em uso ao redor do globo: altas velocidades de trânsito, grande autonomia e grande capacidade de processamento acústico – capacidades associadas normalmente a submarinos nucleares de ataque.

O programa de desenvolvimento Sea 1000 será o mais caro já feito pela Austrália na área militar. Serão US$ 23 bilhões para construir, equipar e operar os submarinos.

O programa colocará em competição, em 2010, um projeto desenvolvido localmente com um design COTS (commercial off-the-shelf). A opção COTS será baseada no “Collins”, com melhoramentos atendendo à especificações para operações litorâneas e ataque terrestre.

A nova geração de submarinos vai incorporar as tecnologias de vanguarda australianas, européias e americanas na área submarina, principalmente na área de propulsão e armazenamento de energia.

A razão disto é que os submarinos australianos necessitam transitar pelo menos 1.600 milhas para alcançar suas áreas de patrulha no Mar do Timor e 4.500 milhas para chegar ao Golfo Pérsico ou o Mar do Japão.

Os atuais “Collins” foram especificados originalmente com uma velocidade de trânsito submersa de 16 nós, com snorkel, para 10.000 milhas náuticas de autonomia. Mas a velocidade de trânsito teve que ser reduzida para 10 nós, devido às limitações tecnológicas da época.

Quando um submarino convencional transita, ele passa 70% do dia navegando com baterias e 30% do tempo “esnorqueando”, usando os motores diesel para recarregar as baterias. A velocidade de trânsito é determinada pela capacidade de armazenamento de energia elétrica, pela energia necessária para mover o motor elétrico e pela habilidade do submarino de gerar energia, enquanto mantém a velocidade trânsito. A maioria dos atuais SSKs mantém 8 nós de velocidade de trânsito.

Novas tecnologias na área de motores elétricos e armazenamento de energia vão possibilitar maiores velocidades de trânsito, bem como maiores velocidades táticas e mais energia para os sistemas de gerenciamento de combate.

O desenvolvimento e o emprego de supercondutores de alta temperatura (HTS) tornou possível a produção de motores elétricos e geradores que tem somente 20-35% do peso e menos da metade do volume dos motores antigos.

Motores HTS serão de importância fundamental para os submarinos, pois são de 3 a 4 vezes mais eficientes, com cargas parciais.

Um submarino em patrulha, usando de 30-40% do potencial de um motor HTS, consumirá muito menos suas baterias. Isto terá um impacto significativo na “taxa de indiscrição” do submarino, reduzindo o tempo de uso do snorkel.
Motores HTS também são mais silenciosos e atingem densidades de força que eram antes alcançáveis somente por uma turbina a vapor em submarinos nucleares.

Somando-se ao desenvolvimento dos novos motores, estão chegando as baterias de íons de Lítio (Li-ion), que oferecerão 4 vezes mais densidade de energia que as atuais de chumbo-ácido. As baterias Li-ion têm melhor ciclo de durabilidade, permitindo recargas mais rápidas e pesam muito menos.

A eficiência na força e energia dos motores HTS e das baterias Li-ion proverão espaço para a adoção de um sistema AIP nos novos submarinos.

Um sistema AIP fornecerá energia para velocidades de patrulha e será fundamental para enfrentar táticas inimigas de “hold-down”, quando forças adversárias cercam uma determinada área e aguardam o fim da energia do submarino para que ele venha à superfície.

Diminuindo o “gap” entre o submarino convencional e o nuclear

As novas tecnologias HTS e de baterias Li-ion, somadas às AIP, farão com que os novos SSG possam competir com os submarinos nucleares em muitas características operacionais.

Os desenhos preliminares dos futuros SSG australianos sugerem um comprimento de 86,5m, boca de 11,3m, deslocamento de 4.250 toneladas (com 10% de reserva de flutuabilidade), motor de 12 MW, 3 geradores diesel de 4 MW e baterias de 60 MW/h.

Com motores HTS e baterías Li-ion, o SSG poderá conseguir velocidades de 25 a 27 nós, sustentáveis por 5h, e velocidades de trânsito de 16 nós, com alcance de 10.000 milhas náuticas (com 30% de indiscrição).

Com velocidades de patrulha de 4 nós, o SSG terá uma indiscrição diária de apenas 2,5% (em torno de 30min), para “esnorquear” e manter as baterias em carga plena.

Para diminuir a vulnerabilidade do submarino enquanto usa o snorkel, a Austrália tem feito avanços significativos no uso da técnica “active cancelation”, para a redução das emissões em banda larga provocadas pelos motores diesel. Os novos submarinos vão empregar uma versão aperfeiçoada do sistema de gerenciamento de assinaturas usado nos “Collins”.

A diminuição da seção reta-radar (RCS) dos periscópios e do snorkel também está sendo buscada, através do emprego de RAM (radar absorbent material) e formas facetadas.

Várias empresas estão trabalhando em conceitos de SSG para a Austrália, entre elas a Kockums (que agora pertence à Thyssenkrupp Marine Systems alemã) e a Northrop Grumman americana.

Alguns setores políticos americanos estão interessados em trabalhar junto no projeto dos novos submarinos australianos, fornecendo tecnologias, para tornarem os EUA novamente um fabricante de submarinos convencionais e, se possível, um exportador.

Alguns defendem que o sensível aumento no desempenho dos futuros submarinos também possibilitará a adoção dos mesmos pela US Navy e Royal Navy, pois ambas as marinhas estão lutando para manter suas forças de submarinos nucleares, com os orçamentos cada vez mais limitados.

Por outro lado, as marinhas menores que adotarem as novas tecnologias em seus submarinos convencionais, poderão aumentar sensivelmente sua área de influência e capacidade de dissuasão, por uma fração do preço de aquisição e de operação de um submarino nuclear.