Carga de profundidade -Depth charge

Carga de profundidade Mark IX da Segunda Guerra Mundial dos EUA. Simplificado e equipado com aletas para dar rotação, permitindo que ele caia em uma trajetória reta com menos chance de desviar do alvo. Esta carga de profundidade continha 200 lb (91 kg) de Torpex .

Uma carga de profundidade é uma arma de guerra anti-submarina (ASW). Destina-se a destruir um submarino ao ser jogado na água nas proximidades e detonar, submetendo o alvo a um choque hidráulico poderoso e destrutivo . A maioria das cargas de profundidade usa altas cargas explosivas e uma espoleta para detonar a carga, normalmente em uma profundidade específica. Cargas de profundidade podem ser lançadas por navios , aeronaves de patrulha e helicópteros .

As cargas de profundidade foram desenvolvidas durante a Primeira Guerra Mundial e foram um dos primeiros métodos eficazes de atacar um submarino debaixo d'água. Eles foram amplamente utilizados na Primeira Guerra Mundial e na Segunda Guerra Mundial , e permaneceram parte dos arsenais anti-submarinos de muitas marinhas durante a Guerra Fria , durante a qual foram suplementados, e mais tarde amplamente substituídos, por torpedos anti-submarinos .

O Mk 101 Lulu foi uma bomba de profundidade nuclear dos EUA operacional de 1958-1972

Uma carga de profundidade equipada com uma ogiva nuclear também é conhecida como " bomba de profundidade nuclear ". Estes foram projetados para serem lançados de um avião de patrulha ou implantados por um míssil anti-submarino de um navio de superfície, ou outro submarino, localizado a uma distância segura. No final da década de 1990, todas as armas nucleares anti-submarinas foram retiradas de serviço pelos Estados Unidos , Reino Unido , França , Rússia e China . Eles foram substituídos por armas convencionais cuja precisão e alcance melhoraram muito à medida que a tecnologia ASW melhorou.

História

Cargas de profundidade no USS  Cassin Young  (DD-793)

A primeira tentativa de disparar cargas contra alvos submersos foi com bombas de aeronaves presas a cordões que os acionaram. Uma ideia semelhante era uma carga de algodão de 16 lb (7,3 kg) em uma lata com cordão. Dois destes amarrados juntos ficaram conhecidos como a "carga de profundidade Tipo A". Problemas com os talabartes emaranhados e não funcionarem levaram ao desenvolvimento de um gatilho químico de pellets como o "Tipo B". Estes foram eficazes a uma distância de cerca de 20 pés (6,1 m).

Um relatório da Escola de Torpedo da Marinha Real de 1913 descreveu um dispositivo destinado à contra -mina, uma "mina caindo". A pedido do Almirante John Jellicoe , a mina Mark II padrão foi equipada com uma pistola hidrostática (desenvolvida em 1914 por Thomas Firth and Sons of Sheffield) predefinida para disparo de 45 pés (14 m), a ser lançada de uma plataforma de popa. Pesando 1.150 lb (520 kg) e eficaz a 100 pés (30 m), a "mina do cruzador" era um perigo potencial para o navio em queda. O trabalho de design foi realizado por Herbert Taylor na RN Torpedo and Mine School, HMS Vernon . A primeira carga de profundidade efetiva, o Tipo D, tornou-se disponível em janeiro de 1916. Era um invólucro semelhante a um barril contendo um alto explosivo (geralmente TNT , mas o amatol também foi usado quando o TNT se tornou escasso). Havia inicialmente dois tamanhos - Tipo D, com uma carga de 300 lb (140 kg) para navios rápidos, e Tipo D * com uma carga de 120 lb (54 kg) para navios muito lentos para deixar a área de perigo antes que a carga mais poderosa fosse detonada .

Uma pistola hidrostática acionada pela pressão da água a uma profundidade pré-selecionada detonou a carga. As configurações iniciais de profundidade eram de 40 ou 80 pés (12 ou 24 m). Como a produção não conseguia acompanhar a demanda, as embarcações antissubmarinas carregavam inicialmente apenas duas cargas de profundidade, a serem liberadas de um chute na popa do navio. O primeiro sucesso foi o naufrágio do U-68 ao largo de Kerry , na Irlanda, em 22 de março de 1916, pelo navio Q Farnborough. A Alemanha tomou conhecimento da carga de profundidade após ataques malsucedidos ao U-67 em 15 de abril de 1916 e ao U-69 em 20 de abril de 1916. Os únicos outros submarinos afundados por carga de profundidade durante 1916 foram o UC-19 e o UB-29 .

O número de cargas de profundidade transportadas por navio aumentou para quatro em junho de 1917, para seis em agosto e 30-50 em 1918. O peso das cargas e racks causava instabilidade no navio, a menos que canhões pesados ​​e tubos de torpedos fossem removidos para compensar. Pistolas aprimoradas permitiram configurações de profundidade maiores em incrementos de 15 m (50 pés), de 15 a 61 m (50 a 200 pés). Navios ainda mais lentos poderiam usar com segurança o Tipo D abaixo de 100 pés (30 m) e a 10 kn (19 km/h; 12 mph) ou mais, então o relativamente ineficaz Tipo D * foi retirado. O uso mensal de cargas de profundidade aumentou de 100 para 300 por mês durante 1917 para uma média de 1.745 por mês durante os últimos seis meses da Primeira Guerra Mundial . O Tipo D pode ser detonado até 300 pés (91 m) até essa data. No final da guerra, 74.441 cargas de profundidade foram emitidas pelo RN e 16.451 disparadas, marcando 38 mortes no total e auxiliando em mais 140.

Carga de profundidade explodindo após ser liberada pelo HMS Ceylon

Os Estados Unidos solicitaram desenhos completos de trabalho do dispositivo em março de 1917. Tendo-os recebido, o Comandante Fullinwider do Bureau of Naval Ordnance dos EUA e o engenheiro da Marinha dos EUA Minkler fizeram algumas modificações e depois o patentearam nos EUA. para evitar pagar o inventor original.

A carga de profundidade Tipo D da Marinha Real foi designada "Mark VII" em 1939. A velocidade inicial de afundamento era de 2,1 m/s (7 pés/s) com uma velocidade terminal de 3,0 m/s (9,9 pés/s) a uma profundidade de 250 pés (76 m) se rolado para fora da popa, ou em contato com a água de um lançador de carga de profundidade. Pesos de ferro fundido de 150 lb (68 kg) foram anexados ao Mark VII no final de 1940 para aumentar a velocidade de afundamento para 16,8 pés/s (5,1 m/s). Novas pistolas hidrostáticas aumentaram a profundidade máxima de detonação para 900 pés (270 m). A carga de amatol de 290 lb (130 kg) do Mark VII foi estimada como capaz de dividir um casco de pressão submarino de 7 / 8  pol (22 mm) a uma distância de 20 pés (6,1 m), e forçar o submarino a emergir duas vezes mais. . A mudança de explosivo para Torpex (ou Minol) no final de 1942 foi estimado para aumentar essas distâncias para 26 e 52 pés (7,9 e 15,8 m).

A carga de profundidade britânica Mark X pesava 3.000 lb (1.400 kg) e foi lançada dos tubos de torpedo de 21 pol (530 mm) de contratorpedeiros mais antigos para atingir uma velocidade de afundamento de 21 pés/s (6,4 m/s). O navio lançador precisava limpar a área a 11 nós para evitar danos, e a carga raramente era usada. Apenas 32 foram realmente demitidos, e eles eram conhecidos por serem problemáticos.

A carga de profundidade United States Mark 9 em forma de lágrima entrou em serviço na primavera de 1943. A carga era de 200 lb (91 kg) de Torpex com uma velocidade de afundamento de 14,4 pés/s (4,4 m/s) e configurações de profundidade de até 600 pés (180 m). Versões posteriores aumentaram a profundidade para 300 m (1.000 pés) e a velocidade de afundamento para 6,9 m/s (22,7 pés/s) com peso aumentado e racionalização aprimorada.

Embora as explosões das cargas de profundidade Mark 4 e Mark 7 padrão dos Estados Unidos de 600 lb (270 kg) usadas na Segunda Guerra Mundial fossem estressantes para o alvo, o casco de pressão de um U-boat não se romperia a menos que a carga detonasse dentro de cerca de 15 minutos. pés (4,6 m). Colocar a arma dentro desse alcance foi uma questão de sorte e bastante improvável, pois o alvo tomou uma ação evasiva. A maioria dos U-boats afundados por cargas de profundidade foram destruídos por danos acumulados de uma barragem estendida em vez de uma única carga e muitos sobreviveram a centenas de cargas de profundidade durante um período de muitas horas, como o U-427 que sobreviveu a 678 cargas de profundidade disparadas contra ele em abril de 1945.

Mecanismos de entrega

Carregando uma carga de profundidade Mark VII do tipo tambor na K-gun de uma corveta da classe Flower
Lançador de carga de profundidade Y-gun

O primeiro mecanismo de entrega era simplesmente rolar os "latões de cinzas" das prateleiras na popa do navio atacante em movimento. Originalmente, as cargas de profundidade eram simplesmente colocadas no topo de uma rampa e permitidas a rolar. Cremalheiras aprimoradas, que podiam conter várias cargas de profundidade e liberá-las remotamente com um gatilho, foram desenvolvidas no final da Primeira Guerra Mundial . Esses racks permaneceram em uso durante a Segunda Guerra Mundial, porque eram simples e fáceis de recarregar.

Alguns arrastões da Marinha Real usados ​​para o trabalho anti-submarino durante 1917 e 1918 tinham um lançador no castelo de proa para uma única carga de profundidade, mas não parece haver nenhum registro de seu uso em ação. Lançadores de carga de profundidade especializados foram desenvolvidos para gerar um padrão de dispersão mais amplo quando usados ​​em conjunto com cargas implantadas em rack. A primeira delas foi desenvolvida a partir de um morteiro de trincheira do Exército Britânico , 1277 foram emitidos, 174 instalados em auxiliares durante 1917 e 1918. As bombas que eles lançaram eram leves demais para serem realmente eficazes; apenas um submarino é conhecido por ter sido afundado por eles.

Thornycroft criou uma versão melhorada capaz de lançar uma carga de 40 jardas (37 m). O primeiro foi montado em julho de 1917 e entrou em operação em agosto. Ao todo, foram equipados 351 contratorpedeiros torpedeiros e 100 outras embarcações. Projetores chamados "Y-guns" (em referência à sua forma básica), desenvolvidos pelo Bureau of Ordnance da Marinha dos EUA a partir do lançador Thornycroft, ficaram disponíveis em 1918. Montados na linha central do navio com os braços do Y apontando para fora, duas cargas de profundidade foram aninhadas em lançadeiras inseridas em cada braço. Uma carga propulsora explosiva foi detonada na coluna vertical do canhão Y para impulsionar uma carga de profundidade de cerca de 45 m (41 m) sobre cada lado do navio. A principal desvantagem do Y-gun era que ele tinha que ser montado na linha central do convés de um navio, que poderia ser ocupado por superestrutura, mastros ou canhões. Os primeiros foram construídos pela New London Ship and Engine Company a partir de 24 de novembro de 1917.

O K-gun, padronizado em 1942, substituiu o Y-gun como o principal projetor de carga de profundidade. Os canhões K disparavam uma carga de profundidade de cada vez e podiam ser montados na periferia do convés de um navio, liberando assim um valioso espaço na linha central. Quatro a oito canhões K eram normalmente montados por navio. As K-guns eram frequentemente usadas em conjunto com racks de popa para criar padrões de seis a dez cargas. Em todos os casos, o navio atacante precisava estar se movendo acima de uma certa velocidade ou seria danificado pela força de suas próprias armas.

Bombas de profundidade penduradas sob as asas de um barco voador RAF Short Sunderland

Cargas de profundidade também podem ser lançadas de uma aeronave contra submarinos. No início da Segunda Guerra Mundial, a principal arma anti-submarina aérea da Grã-Bretanha era a bomba anti-submarina de 100 lb (45 kg), mas era leve demais para ser eficaz. Para substituí-lo, a carga de profundidade Mark VII de 450 lb (200 kg) da Marinha Real foi modificada para uso aéreo pela adição de uma carenagem aerodinâmica do nariz e barbatanas estabilizadoras na cauda, ​​que entrou em serviço em 1941 como Mark VII Airborne DC. Outros projetos seguiriam em 1942.

Experimentando os mesmos problemas que a RAF com bombas anti-submarino ineficazes, o capitão Birger Ek do esquadrão da Força Aérea Finlandesa LeLv 6 contatou um amigo da marinha para usar cargas de profundidade da Marinha finlandesa de aeronaves que levaram os bombardeiros Tupolev SB de sua unidade a serem modificados no início de 1942 para carregam cargas de profundidade.

Cargas de profundidade posteriores seriam desenvolvidas especificamente para uso aéreo. Eles ainda são úteis hoje e permanecem em uso, principalmente para situações de águas rasas onde um torpedo de retorno pode não ser eficaz. As cargas de profundidade são especialmente úteis para "descarregar a presa" no caso de um submarino a diesel escondido no fundo.

Eficácia

Para serem efetivas, as cargas de profundidade tinham que ser ajustadas para a profundidade correta. Para garantir isso, um padrão de cargas em diferentes profundidades seria colocado no topo da posição suspeita do submarino.

O uso eficaz de cargas de profundidade exigia a combinação de recursos e habilidades de muitos indivíduos durante um ataque. Sonar, leme, tripulações de carga de profundidade e o movimento de outros navios tinham que ser cuidadosamente coordenados. As táticas de carga de profundidade da aeronave dependiam da aeronave usar sua velocidade para aparecer rapidamente do horizonte e surpreender o submarino na superfície (onde passava a maior parte do tempo) durante o dia ou a noite (usando radar para detectar o alvo e uma luz Leigh para iluminar pouco antes do ataque), então atacando rapidamente uma vez que foi localizado, já que o submarino normalmente mergulharia para escapar do ataque.

À medida que a Batalha do Atlântico avançava, as forças britânicas e da Commonwealth tornaram-se particularmente hábeis em táticas de carga de profundidade e formaram alguns dos primeiros grupos de caçadores-assassinos de contratorpedeiros a procurar e destruir ativamente os submarinos alemães.

Navios de superfície geralmente usavam ASDIC ( sonar ) para detectar submarinos submersos. No entanto, para entregar suas cargas de profundidade, um navio tinha que passar pelo contato para derrubá-las na popa; o contato do sonar seria perdido pouco antes do ataque, deixando o caçador cego no momento crucial. Isso deu a um habilidoso comandante de submarino a oportunidade de tomar uma ação evasiva. Em 1942 , o morteiro "ouriço" de arremesso para a frente , que disparou uma salva de bombas espalhadas com espoletas de contato a uma distância "importante" enquanto ainda em contato com o sonar, foi introduzido e provou ser eficaz.

Teatro do Pacífico e o Incidente de Maio

No Teatro do Pacífico durante a Segunda Guerra Mundial , os ataques de carga de profundidade japoneses foram inicialmente mal sucedidos. A menos que seja pego em águas rasas, um submarino pode mergulhar abaixo do ataque de carga de profundidade japonês. Os japoneses não sabiam que os submarinos podiam mergulhar tão fundo. Os antigos submarinos da classe S dos Estados Unidos (1918-1925) tinham uma profundidade de teste de 200 pés (61 m), mas os submarinos mais modernos da classe Balao (1943) podiam atingir 400 pés (120 m).

Em junho de 1943, as deficiências das táticas japonesas de carga de profundidade foram reveladas em uma entrevista coletiva realizada pelo congressista norte -americano Andrew J. May, do Comitê de Assuntos Militares da Câmara , que visitou o teatro do Pacífico e recebeu informações operacionais e de inteligência.

Várias associações de imprensa relataram a questão da profundidade. Logo, os japoneses estavam definindo suas cargas de profundidade para explodir a uma profundidade média mais efetiva de 246 pés (75 m). O vice-almirante Charles A. Lockwood , comandante da frota de submarinos dos EUA no Pacífico, calculou mais tarde que a revelação de maio custou à Marinha dos Estados Unidos até dez submarinos e 800 marinheiros mortos em ação . O vazamento ficou conhecido como O Incidente de Maio .

Desenvolvimentos posteriores

Pelas razões expressas acima, a carga de profundidade foi geralmente substituída como uma arma antissubmarina. Inicialmente, isso foi por armas de arremesso à frente, como o Hedgehog desenvolvido pelos britânicos e depois os morteiros Squid . Essas armas lançaram um padrão de ogivas à frente do navio atacante para conter um contato submerso. O Hedgehog foi espoletado por contato, enquanto o Squid disparou um padrão de três grandes cargas de profundidade (200 kg) com detonadores mecânicos. Desenvolvimentos posteriores incluíram o torpedo acústico Mark 24 "Fido" (e mais tarde essas armas) e o SUBROC , que estava armado com uma carga nuclear de profundidade. A URSS , Estados Unidos e Reino Unido desenvolveram bombas nucleares de profundidade . A partir de 2018, a Royal Navy mantém uma carga de profundidade rotulada como Mk11 Mod 3, que pode ser implantada a partir de seus helicópteros AgustaWestland Wildcat e Merlin HM.2 .

Sinalização

Durante a Guerra Fria, quando era necessário informar aos submarinos do outro lado que eles haviam sido detectados, mas sem realmente lançar um ataque, às vezes eram usadas "cargas de profundidade de sinalização" de baixa potência (também chamadas de "cargas de profundidade de prática"), poderosas o suficiente ser detectado quando nenhum outro meio de comunicação fosse possível, mas não destrutivo.

Explosões subaquáticas

USS Agerholm (DD-826) lança um foguete anti-submarino ASROC , armado com uma bomba de profundidade nuclear, durante Dominic Swordfish (1962)

O alto explosivo em uma carga de profundidade sofre uma rápida reação química a uma taxa aproximada de 8.000 m/s (26.000 pés/s). Os produtos gasosos dessa reação ocupam momentaneamente o volume anteriormente ocupado pelo explosivo sólido, mas em altíssima pressão. Esta pressão é a fonte do dano e é proporcional à densidade explosiva e ao quadrado da velocidade de detonação. Uma bolha de gás de carga de profundidade se expande para se igualar à pressão da água circundante.

Esta expansão de gás propaga uma onda de choque. A diferença de densidade da bolha de gás em expansão da água circundante faz com que a bolha suba em direção à superfície. A menos que a explosão seja rasa o suficiente para liberar a bolha de gás para a atmosfera durante sua expansão inicial, o momento da água se afastando da bolha de gás criará um vazio gasoso de pressão mais baixa do que a água ao redor. A pressão da água circundante então colapsa a bolha de gás com impulso para dentro, causando excesso de pressão dentro da bolha de gás. A reexpansão da bolha de gás então propaga outra onda de choque potencialmente prejudicial. A expansão e a contração cíclicas podem continuar por vários segundos até que a bolha de gás seja liberada para a atmosfera.

Consequentemente, explosões em que a carga de profundidade é detonada a uma profundidade rasa e a bolha de gás é liberada para a atmosfera logo após a detonação são bastante ineficazes, embora sejam mais dramáticas e, portanto, preferidas em filmes. Um sinal de uma profundidade de detonação efetiva é que a superfície se eleva levemente e somente depois de um tempo se abre em uma explosão de água.

Cargas de profundidade muito grande, incluindo armas nucleares, podem ser detonadas em profundidade suficiente para criar múltiplas ondas de choque prejudiciais. Essas cargas de profundidade também podem causar danos a distâncias maiores, se as ondas de choque refletidas do fundo do oceano ou da superfície convergirem para amplificar as ondas de choque radiais. Submarinos ou navios de superfície podem ser danificados se operarem nas zonas de convergência de suas próprias detonações de carga de profundidade.

O dano que uma explosão submarina inflige a um submarino vem de uma onda de choque primária e secundária. A onda de choque primária é a onda de choque inicial da carga de profundidade e causará danos ao pessoal e ao equipamento dentro do submarino se detonada perto o suficiente. A onda de choque secundária é resultado da expansão e contração cíclica da bolha de gás e irá dobrar o submarino para frente e para trás e causar uma ruptura catastrófica do casco, de uma forma que pode ser comparada a dobrar uma régua de plástico rapidamente para frente e para trás até que ela se parta. . Até dezesseis ciclos de ondas de choque secundárias foram registrados em testes. O efeito da onda de choque secundária pode ser reforçado se outra carga de profundidade detonar do outro lado do casco próximo à primeira detonação, razão pela qual as cargas de profundidade são normalmente lançadas em pares com diferentes profundidades de detonação pré-definidas.

O raio de abate de uma carga de profundidade depende da profundidade da detonação, da carga útil da carga de profundidade e do tamanho e força do casco do submarino. Uma carga de profundidade de aproximadamente 220 lb (100 kg) de TNT (400 MJ ) normalmente teria um raio de morte (resultando em uma violação do casco) de apenas 9,8–13,1 pés (3–4 m) contra um submarino convencional de 1000 toneladas, enquanto o raio de desativação (onde o submarino não é afundado, mas é colocado fora de serviço) seria de aproximadamente 26–33 pés (8–10 m). Uma carga maior aumenta o raio apenas ligeiramente porque o efeito de uma explosão submarina diminui à medida que o cubo da distância até o alvo.

Veja também

Notas

Referências

links externos

  • in re Hermans , 48 F.2d 386 , 388 (Court of Customs and Patent Appeals 15 de abril de 1931) ("Enquanto isso, no entanto, a Naval Torpedo Station em Newport havia desenvolvido um tipo de carga de profundidade operada hidrostaticamente, que parecia pelo menos o igual até mesmo ao mais recente projeto britânico. Este mecanismo de disparo foi principalmente o trabalho do engenheiro de minas e explosivos do Bureau, Sr. CT Minkler. ... As cargas de profundidade americanas e britânicas diferem em vários detalhes principais. pressão, enquanto os britânicos também utilizam o princípio de infiltração.").
  • Cargas de Profundidade, Mark 6, Mark 6 Mod. 1, Marco 7, Marco 7, Mod. 1 - PARTE 2 ilustração e funcionamento da pistola