Primele submarine erau barci subacvatice cu vasle, facute din lemn si din piele. In prezent, submarinul nuclear este o masina militara puternica, capabila sa parcurga peste 500000 km cu doar 5 kg de combustibil.
Un submarin a fost pentru prima data folosit pentru a ataca un vas inamic in anul 1776, in timpul Razboiului de Independenta american (1775- ). Minisubmarinul Turtle a incercat sa ataseze o mina la fregata britanica Eagle in New York Bay. Planul a esuat, dar Turtle reusise sa ajunga nedetectat la vasul inamic, aratand ca submarinele puteau fi folosite in razboi. Turtle era propulsat de un barbat care pedala o elice.
Gasirea unui mijloc potrivit de actionare a submarinelor nu a fost un lucru usor. Motoarele electrice pentru barci fusesera concepute pana in anii 1830 si erau ideale pentru actionarea unui vas submersibil pentru ca nu eliminau gaze si nu consumau oxigen. Totusi, motoarele electrice nu au adus raspunsul complet, pentru ca bateriile necesare se descarcau curand.
In anii 1860 s au conceput baterii electrice reincarcabile numite acumulatoare sau baterii de acumulatoare si dinamuri capabile sa le reincarce. Totusi, in ciuda faptului ca un submarin propulsat de un motor electric putea folosi un dinam pentru a si reincarca bateriile electrice, trebuia sa se adauge un fel de motor pentru actionarea dinamului.
Progrese
pentru a si arde combustibilul si un cos pentru eliminarea fumului si a gazelor. Motorul putea fi actionat in timp ce vasul era la suprafata, dar, inainte de scufundare, echipajul trebuia sa etanseze cosul si sa inchida boilerele. Aceasta provoca o intarziere inacceptabila pentru un vas militar care trebuia sa se scufunde brusc pentru a evita inamicul. De asemenea, caldura reziduala de la boilere ridica temperatura la nivele insuportabile.
Raspunsul parea sa fie motorul cu benzina, desi un dezavantaj grav al acestuia este faptul ca aburii combustibilului volatil pot exploda usor. Cu toate acestea, in anii 1900, multe asemenea vase cu motoare cu benzina erau folosite in operatiunile navale.
Primele submarine ale Marii Britanii erau de tip Holland, numite dupa constructorul lor american. Aceste ambarcatii erau lungi de 19,3 m cu o raza (latime) de 3,6 m. In timp ce erau la suprafata, un motor cu benzina actiona un dinam care incarca bateriile electrice. Acest motor propulsa de asemenea vasul la suprafata, dandu-I o viteza maxima de 12 noduri. Cand era scufundat, dinamul functiona ca motor actionat de bateriile electrice. Aceasta dadea vasului o viteza subacvatica de pana la 8 noduri.
Energia Diesel
In cele din urma, totusi, motoarele Diesel au inlocuit motoarele cu benzina la submarine. La inceput, propulsia la suprafata se facea prin actionare directa de la motoarele Diesel ale vasului. Mai tarziu, s au introdus submarine cu actionare Diesel-electrica. In acest tip de vas, motoarele electrice sunt folosite atat sub apa, cat si la suprafata, dar se folosesc si generatoare electrice actionate de motoare Diesel pentru a le actiona si pentru a incarca bateriile.
In 1943, germanii au introdus "teava de respiratie . Aceasta era un tub continand tevile de admisie si de evacuare ale motorului. Un submarin putea sa ramana sub suprafata si, cu teava de respiratie" iesind din apa, sa isi porneasca motoarele pentru a-si reincarca bateriile electrice. Functionand astfel, submarinele erau extrem de greu de detectat de inamic.
O revolutie in constructia de submarine a avut loc in 1955. Flota Militara SUA a lansat USS Nautilus primul submarin cu propulsie nucleara. Actionat de o bucata de uraniu, de marimea unei mingi de golf, intr un reactor nuclear. Nautilus putea parcurge peste 110000 km in doi ani, fara a trebui realimentat.
Energia nucleara
Reactorul unui submarin nuclear produce caldura prin fisiunea nucleelor. Prin acest proces se divid nucleele atomice, eliberand cantitati mari de caldura. Un lichid de racire extrage caldura din reactor si o transfera la apa dintr un boiler. Apa fierbe, generand aburi, trecuti apoi in turbinele de propulsie principale si in turbine legate la generatoare electrice. Caldura transforma apa in aburi. Apoi, aburii rotesc turbinele care actioneaza elicele.
Vanatoare distrugatoare
Submarinele cu propulsie nucleara sunt foarte costisitoare si doar flotele militare ale celor mai bogate tari si le pot permite. Ele sunt de doua tipuri. Submarinele nucleare vanatoare distrugatoare, cunoscute ca SSN uri, se folosesc la urmarirea si la distrugerea navelor si a submarinelor inamice. Ele sunt dotate cu sonar sensibil pentru a detecta "semnatura sonora" unica, un sunet de identificare, a unui vas inamic. Operatorii de sonar priceputi pot sa identifice multe vase pur si simplu dupa tipul de zgomot pe care il fac. Acesta este in mare parte determinat de viteza cu care se roteste elicea si de numarul de pale pe care il are aceasta. Indiferent cat de silentios ar fi un submarin, de obicei, el poate fi detectat prin folosirea unui sistem sonor activ. Acesta transmite unde sonore prin apa si receptioneaza ecourile, inclusiv pe cele provocate de submarine.
SSN-ul rusesc clasa Alfa, cunoscut sub numele de "pestisorul auriu", se poate scufunda la 700 m si poate sa atinga o viteza maxima de 110 km/h. Pe vremea Razboiului Rece dintre SUA si fosta Uniune Sovietica, ambele tari si au construit flote mari de submarine vanatoare distrugatoare cu scopul si rezistenta de a astepta langa porturile terminale ale inamicului si de a si urmari prada in zonele de patrulare oceanice.
Submarinele balistice
Cele mai mari submarine cu propulsie nucleara sunt cele concepute pentru aruncarea proiectilelor balistice cu raza mare de actiune, purtand focoase nucleare. Aceste vase, cunoscute ca SSBN uri, pot lansa proiectile pe sub apa, pentru a lovi tinte la mii de kilometri departare. SSBN uri se afla in functiune in SUA, Rusia, Marea Britanie, Franta si China. Capacitatea SSBN urilor de a evita detectarea, ramanand sub apa luni intregi daca este necesar, la protejeaza de atacul nuclear un mare avantaj fata de punctele de lansare a proiectilelor pe uscat. Daca un inamic lanseaza un atac cu arme nucleare, SSBN urile pot contraataca devastator. Aceasta le face foarte eficiente in tinerea la distanta a inamicilor. SSBN urile include cele mai mari submarine din lume clasa Typhoon ruseasca, lunga de 170 m.
In era submarinelor cu propulsie nucleara, submarinele Diesel electrice au inca un rol important. Sunt mai mici si mai putin costisitoare decat submarinele nucleare si deplasarea lor foarte silentioasa le face greu de depistat de detectorii sonor ai unui submarin inamic.
Viata in adancuri
Toate submarinele, atat cele nucleare, cat si cele Diesel electrice, imerseaza la fel. Cand se pregateste de scufundare, un submarin isi umple cu apa tancurile de imersiune pana cand vasul devine neutru din punct de vedere al portantei. Aceasta inseamna ca densitatea medie a vasului este aceeasi cu a apei din jurul sau, adica vasul nu pluteste si nici nu se scufunda, ci doar "sta" in apa. Pentru ca submarinul sa coboare, el este ghidat in jos cu ajutorul unor suprafete de imersiune. Acestea functioneaza ca niste carme, cu deosebirea ca ele controleaza miscarea de sus-jos a vasului, si nu dintr-o parte in alta.
Daca un submarin trebiue sa faca o scurta vizita la suprafata, el urca pur si simplu orientandu si in sus suprafetele de imersiune. Pentru a se intoarce la suprafata pentru o perioada mai lunga, un submarin foloseste in mod normal are comprimat pentru a expulza apa din tancurile sale de imersiune.
Un submarin nuclear poate ramane sub apa luni in sir, de aceea trebuie sa contina depozite mari de hrana. Este esentiala si prezenta unui sistem de climatizare. Acesta mentine aerul la o temperatura confortabila, inlatura dioxidul de carbon expirat de oameni si il inlocuieste cu oxigen. Oxigenul este produs la bord prin folosirea unui curent electric pentru a decompune apa marii in componentele sale principale - hidrogen si oxigen. Apele reziduale se depoziteaza in rezervoare, care se pompeaza in apa din cand in cand.
Apa marii se distileaza pentru a asigura echipajului apa de baut. Apa sarata a marii se fierbe, aburii produsi se racesc pentru a fi transformati in apa pura, stransa apoi in alt recipient. Sarea si alte impuritati raman in boiler.
Navigatia
Unele dintre primele periscoape (tuburi de observare) folosite la submarine erau simple si grosolane, proiectand o imagine rasturnata a marii pe un ecran din sticla mata.
Mai tarziu s-au introdus aparaturi sofisticate pentru a da navigatorilor posibilitatea de a examina in detaliu cerul, marea si fundul marii. Asemenea aparatura include sextanti periscop pentru observarea soarelui, a lunii si a stelelor, aparatura radar, sisteme de televiziune cu lumina redusa si aparatura de sondaj ultrasonic. In prezent, Sistemul de Navigatie Submarin (SINS), un sistem complex cu giroscoape, produce un grafic extrem de exact care necesita doar o data la cateva zile reglare de catre NAUSAT, un sistem de navigatie prin satelit.
Submarinel controleaza torpilele cu un sistem computerizat. Cand o torpila ajunge in zona tinta, ea este preluata de mecanisme de ghidare preprogramate, care se orienteaza dupa sunetul elicei, magnetismul carcaselor si alte perturbatii subacvatice.
Proiectilele de croaziera pot fi lansate de deasupra apei sau de sub apa. Acestea se mentin aproape de suprafata valurilor, sub nivelul radar, pana cand isi lovesc tinta. Proiectilele de croaziera ale submarinelor au o raza de actiune de pana la 400 km. Principalele arme purtate de SSBN-uri sunt rachetele intercontinentale (ICBM-uri) cu focoase nucleare. Acestea includ Polaris (raza de actiune de circa 4500 km), Poseidon (4800 km) si Trident (7200 km).
Pericole
Daca un submarin defectat nu poate sa urce la suprafata, dar este etans, stabil si sta pe fundul marii la o adancime nu foarte mare, atunci echipajul poate folosi trapele de salvare. Membrii echipajelor submarinelor britanice avariate folosesc o vesta de salvare asemanatoare cu o gluga pentru a urca la suprafata. Cand intra in turnul de salvare, membrul echipajului isi umfla vesta conectand-o la un stut de alimentare cu aer. Apoi, o data inundata, camera se deschide si membrul echipajului pur si simplu urca liber la suprafata, respirand normal in interiorul vestei de salvare.
Echipajul unui submarin esuat la adancimile extreme ale oceanului nu se poate retrage prin aceasta metoda, deoarece corpul uman nu rezista la presiunea mare a apei. Singura cale de scapare este prin intermediul unui submarin in miniatura numit submersibil. Flota Militara SUA si Flota Militara Regala a Marii Britanii sunt ambele dotate cu submersibile de salvare. LR5, un tip folosit de flota militara britanica, este coborat in apa de pe un vas de la suprafata si apoi ghidat spre submarinul aflat in sinistru maritim. Un cos metalic, numit liziera de transfer, se potriveste la trapa de urgenta a submarinului si asigura echipajului o cale de a trece in submersibil pentru calatoria inapoi la suprafata.
