Sala de Física

Como Funciona

SUBMARINO 

O princípio de funcionamento do sino de mergulho era conhecido há mais de dois mil anos e, no século XV, Leonardo da Vinci desenhou o projeto de uma nave submarina. No entanto, apenas em 1580, como o trabalho de William Bourne sobre o assunto, é que foram examinados os aspectos práticos da utilização de lastro para a submersão. Imerso em um fluido, um corpo sofre a ação de um empuxo, isto é, de uma força igual ao peso do volume de líquido que ele desloca. Esse é o princípio de Arquimedes, a partir do qual se considerou a possibilidade de construir uma nave capaz de ser mantida submersa, bastando para isso que o seu peso fosse aumentado com a admissão de água. Inversamente, com a expulsão da água seria possível fazer a nave voltar à superfície.

Muitos projetos foram desenvolvidos entre 1578 e 1801, dos quais apenas o USS Turtle, de David Bushnell (usado durante a Guerra da Independência Americana, 1776-7) e o Nautilus, de Fulton, são dignos de menção. Experiências adicionais, particularmente as realizadas por engenheiros franceses e norte-americanos, produziram alguns progressos no século 19. A introdução do motor de combustão interna por volta de 1890, juntamente com a de motores elétricos suficientemente poderosos e baterias eficientes, tornaram o submarino uma real possibilidade. Os primeiros projetos factíveis eram franceses e norte-americanos. Todos possuíam as mesmas características básicas: tanques de lastro, que eram inundados durante a submersão e esvaziados para emergir; motores elétricos para a propulsão submarina; motores a vapor ou a gasolina (e mais tarde a óleo diesel) para recarregar as baterias e para a propulsão na superfície.

A profundidade máxima que um submarino pode atingir depende da resistência do casco principal à pressão da água. Originalmente as placas de aço utilizadas em sua construção eram rebitadas, mas esse processo foi depois substituído pela solda. O casco dos submarinos atuais tem a forma aproximada de um charuto; para maior resistência. A seção transversal deve ser circular, como o menor número possível de orifícios - escotilhas de acesso, aberturas dos tubos de torpedos, camisas de periscópio e de mastros, escotilhas de fuga, sistema de admissão de ar e escapamento do motor. Cada um deles é equipado com um sistema de vedação capaz de suportar, com margem de segurança, a pressão da profundidade máxima de mergulho.
Cada tanque de lastro deve ter duas aberturas: uma no fundo, para permitir a entrada de água (necessária à imersão) e a saída desta, que é expulsa por ar comprimido na operação de emersão; e outra na parte superior, pela qual sai o ar para que possa entrar a água.
Para a embarcação submergir abrem-se as aberturas, sendo expelido o ar que mantinha os tanques secos. Isso conduz o submarino a um estado de flutuação neutra, no qual uma pequena força pode levar a embarcação ao fundo. O processo complementa-se com o impulso dos propulsores, que empurram o submarino para a frente, e pelos lemes horizontais colocados em pares na frente e atrás da embarcação, que o dirigem para o fundo.
A invenção do torpedo deu aos submarinos uma arma eficiente e, em pouco tempo, foi adotado por muitas marinhas. Durante as duas grandes guerras mundiais, os submarinos desempenharam um papel extremamente importante.

(Nautilus)

Em 1955, com o advento do submarino americano Nautilus, movido a energia nuclear, as operações submarinas sofreram uma alteração fundamental. Ao contrário de seus predecessores, que dependiam da atmosfera para suas atividades, o Nautilus e outros submarinos semelhantes podem operar durante anos sem reabastecimento, produzindo seu próprio ar e água potável, viajando em velocidades constantes até então impossíveis para esse tipo de embarcação e permanecendo submersos por períodos inacessíveis aos submarinos de motor diesel.
Atualmente é possível adaptar ogivas nucleares a qualquer submarino. Graças a isso, vários tipos de submarino são equipados com mísseis balísticos para ataques a longa distância.

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