Em um possível confronto entre
uma grande potência e uma média, a vitória total
por parte da mais desfavorecida pode ser considerada muito
difícil de ser obtida.
No entanto, se a mais fraca delas estiver dotada de armas e sistemas de
combate capazes de infligir danos consideráveis à sua
rival mais poderosa, a possibilidade de ocorrência desse conflito
será em muito minimizada.
Nessa perspectiva, ao projetarmos nossa Força Naval para
o futuro próximo de 20 anos, teremos que levar em
consideração as suas capacidades, dotando-a com sistemas
de armas muito mais eficazes e condizentes com o desafio que
terão de enfrentar.
Entre outras características, os sistemas de armas futuros
deverão possuir capacidades de contramedidas e de engajamento
em estado da arte.
Neste Projeto intitulado TRIDENTE DE NETUNO,
consideramos o desenvolvimento nacional de três modelos de
torpedos navais, os quais equipariam nossas forças de
submarinos, navios de superfície e plataformas aéreas.
Serão divididos em três tipos de torpedos, onde TP-01
considera o desenvolvimento de um torpedo pesado, que seria empregado
unicamente pelas Forças de Submarinos de Ataque (FSA) da
Força Naval.
O tipo de torpedo TP-02 considera o desenvolvimento de um torpedo leve,
que se destina ao uso das Forças de Superfície,
Oceânica (FSO), Costeira (FSC) e Fluvial (FSF), bem como
aviões, helicópteros, VANT e plataformas estáticas
dispersas pelo litoral brasileiro.
O último tipo de torpedo, intitulado TPSC-01, considera o
desenvolvimento, via parceria, de um torpedo supercavitante nacional
destinado
a equipar as unidades da FSA.
As empresas brasileiras envolvidas neste projeto, via DENAPROM,
seriam ATECH (software), MECTRON (eletrônica e projeto), EMGEPRON
(projeto e desenho), CBC (explosivos), CELMA (turbinas e motores),
AVIBRAS
( propelentes e combustíveis especiais, sistemas
optrônicos).
TIPO 1 -
TORPEDO PESADO
TP-01
O torpedo TP-01
compreende o desenvolvimento nacional de um torpedo pesado de 533 mm de
diâmetro, 6 m de comprimento e peso total de 1.600 kg, cujo
sistema de orientação seria baseado numa cabeça de
busca composta por diferentes sistemas e que seria guiado por cabo de
fibra óptica.
Sua cabeça de guerra teria em sua espoleta uma carga 300
kg de explosivo de alto desempenho, o que eqüivaleria em peso a
600 kg de TNT e cuja tecnologia empregaria o conceito de “energia
direcionada”.
Essa tecnologia consiste em direcionar a energia da onda de choque
provocada pelo acionamento da carga explosiva, concentrando-a para uma
determinada direção (especificamente à frente do
torpedo), aumentando assim a energia no impacto frontal com o alvo e,
consequentemente, multiplicando o fator destrutivo da arma.
Tal tecnologia é possível de ser desenvolvida, bastando
para isso construir o receptáculo da carga explosiva aplicando
materiais de diferentes resistências mecânicas.
Como pode ser observado na figura abaixo, as duas
seções do torpedo estão representadas
pelos números 1 e
2. Suas
resistências mecânicas diferem umas das outras, sendo que a
seção
1 representa a estrutura com menor resistência mecânica e a
seção
2 a de maior resistência.
(Clique na
arte abaixo para ampliação)
Ilustração
da campo de propagação da energia concentrada da
explosão do torpedo.
(Arte Edilson Moura Pinto)
Ao ser detonada a carga explosiva, a
tendência natural da energia liberada pela expansão dos
gases liberados pela combustão, bem como a onda de choque
resultante, é a de escapar pelo ponto de menor resistência
(seção 1 frontal do torpedo). Sendo assim, o efeito
devastador causado pela detonação da carga bélica
se propagara direcionalmente para a frente do torpedo.
(Clique na
arte abaixo para ampliação)
Representação
do ataque de dois torpedos a uma seção do casco de um
submarino, onde:
em verde, apresentamos a explosão de um
torpedo tradicional, cuja propagação da onda
de choque se
dispersa radialmente, em vermelho, a representação da
propagação
direcional da onda de choque, cujo efeito concentra uma maior energia
em uma
área
menor e que, consequentemente, aumenta o fator destrutivo da arma.
(Arte
Edilson Moura Pinto)
Associando-se a isso tecnologias
como a detonação cronometrada e a aplicação
de propelentes especiais, o poder de destruição
direcional do torpedo seria em muito aumentado.
Esse torpedo teria ainda um sistema de aquisição de alvos
desenvolvido de forma a minimizar a vulnerabilidade a ECM e ESM,
reduzindo as possibilidades de interferências
e contra-medidas inimigas, e realçando a eficácia e
travamento dos alvos.
O torpedo operaria guiado por cabo de fibra ótica e seria
composto por uma cabeça múltipla de
aquisição, atuando nos dois modos, ativo e/ou
múltiplo homing, tendo a possibilidade de engajar alvos no modo
passivo.
Os sistemas de guiagem seriam baseados em um avançado sistema
composto por sonar, receptor análogo do Sonar, um
pré-amplificador e sistemas de hidrofones posicionados na
cabeça de busca do torpedo. Isso daria ao torpedo a habilidade
de transmitir e receber informações sobre o alvo mesmo
depois do lançamento, transmitindo essas
informações via Enlace de Dados.
Os sistemas seriam desenvolvidos para operarem até mesmo
na possibilidade de rompimento do cabo de fibra ótica. Para
tanto, o sistema diretor do torpedo assumiria, automaticamente, o seu
comando. Atualizaria as informações até
então recebidas e controlaria a sua trajetória, ativando
para isso os sistemas ativos de sonar.
O sistema de propulsão seria do tipo hélices
contra-rotativas acionadas por motores movidos a combustível
líquido, cujo desenvolvimento basearia-se em técnicas e
conceitos destinados a minimizar o ruído, permitindo-lhe uma
aproximação silenciosa ao alvo e, consequentemente,
dificultando os alertas dos sistemas de detecção e, com
isso, aumentado a letalidade da arma.
(Clique na
arte abaixo para ampliação)
Ilustração do Torpedo Naval
Pesado TP-01, empregado
pelas Forças de Submarinos de Ataque.
(Arte
Edilson Moura Pinto)
Essa arma seria projetada para ter um
alcance máximo de 75 km e velocidade de deslocamento submerso de
90 km/h, sendo capacitados a engajar alvos a profundidades de 600 m.
Devido às suas dimensões, só seriam operados
unicamente pelos Submarinos de Ataque da Força Naval, onde
atuariam como arma de longo alcance das Forças de Submarinos de
Ataque
(FSA).
TIPO 2 -
TORPEDO LEVE
TP-02
Com dimensões e pesos menores, o TP-02 seria um
torpedo de categoria leve, o
que se pode chamar de irmão menor do TP-01.
Essa arma teria um diâmetro de 323,7 mm, 3 m de comprimento e
pesaria 360 kg; teria um alcance máximo de 30 km e viajaria
a uma velocidade máxima de 95 km/h.
Seria concebido para operar em águas rasas, desviando-se
das irregularidades do relevo, mas também seria capaz de engajar
alvos a profundidades de 600 m, o que o tornaria o torpedo adequado
para
operações navais lançadas de aeronaves e de navios
de superfície.
Seu sistema de orientação e de propulsão, bem
como, todos os conceitos tecnológicos aplicados, seriam
variantes dos sistemas encontrados no programa TP-01.
(Clique na
arte abaixo para ampliação)
Ilustração do Torpedo Naval
Leve TP-02
(Arte
Edilson Moura Pinto)
(Clique na
arte abaixo para ampliação)
NH-24 armado com um par de torpedos
TP-02
(Arte Edilson Moura
Pinto)
TIPO 3 -
TORPEDO SUPERCAVITANTE
TPSC-01
A utilização de armas mais
capazes que os atuais torpedos convencionais deverá ser
considerada pela Futura Força Naval Brasileira como
prioritária, porque as táticas e tecnologias empregadas
pelas futuras Forças Navais restringirão o uso e a
eficiência dos atuais torpedos convencionais.
Como é sabido, no decorrer do ano de 1995, uma
revelação feita pelos russos chocou o mundo: eles haviam
desenvolvido um torpedo supercavitante capaz de deslocar-se submerso a
velocidades de 360 km/h.
Tratava-se de um aniquilador de submarinos sem equivalentes no
ocidente, imune a quaisquer tipos de contra-medidas e sistemas
defensivos até então desenvolvidos.
Tal “besta” marinha foi batizada com o nome de SHKVAL,
o qual opera em sistema de disparo direto ao alvo,
locomovendo-se
em linha reta até sua presa.
SHKVAL
Míssil Submarino Supercavitante
Este fato deu ao mundo a luz do
desenvolvimento de uma nova geração de armas submarinas
baseadas no fenômeno físico da
supercavitação, o qual pode ter alterado por completo as
estratégias e táticas navais, bem como o
paradigma da guerra naval.
Como é sabido, para se obter o efeito de
supercavitação, é necessário que o corpo
(torpedo), o qual se acelera para viajar, tenha de dispor de um sistema
propulsor capaz de lhe conferir uma potência descomunal, dado que
o atrito hidrodinâmico produzido pela água é cerca
de mil vezes superior ao atrito aerodinâmico produzido pelo ar em
contato com a superfície do corpo; e mais, esse atrito aumenta
progressivamente com a velocidade.
Quando um corpo se desloca sob a água, a componente da
velocidade tangencial à superfície do corpo diminui na
parte frontal e aumenta na parte posterior, enquanto que a
pressão exercida pelo fluido (água do mar) em contato com
a superfície do corpo, assume um comportamento contrário.
Se o aumento da velocidade causar uma pontual queda de pressão
suficientemente intensa, o líquido muda de estado,
vaporizando-se e mudando para a fase gasosa; com isso são
formadas minúsculas cavidades de vapor de água adjacentes
ao corpo e que surgem caoticamente em pontos localizados.
O fenômeno da cavitação é normalmente
evitado pelos engenheiros e construtores navais por causar perda de
eficiência na propulsão, desvio de rota e mesmo
erosão e/ou desgaste das superfícies.
A supercavitação é um caso especial em que
o fenômeno da cavitação é levado ao extremo.
Nele, são considerados que o corpo em movimento desloca-se
totalmente
envolvido por uma cavidade de gás de baixa pressão, como
se navegasse protegido por um escudo de gás, o que reduz
drasticamente
o atrito hidrodinâmico.
Uma vez formada, a cavidade pode ser mantida e aumentada, injetando
gás produzido pelo sistema de propulsão, de modo a evitar
o contato do líquido circundante (água do mar) com a
superfície do corpo (torpedo).
Essa utilização artificiosa do fenômeno
físico da cavitação só é
possível através de um processo de análise
extremamente complexo, dado que se trata de um problema de escoamento
bifásico (o escoamento envolve, simultaneamente, duas fases,
líquida e gasosa, sobre a superfície do corpo).
Outro fator importante, no que se refere à
supercavitação, afere diretamente no desenho e geometria
do “nariz” do torpedo e ao dispositivo de controle da cavidade, visto
que a formação caótica do túnel de
gás sobre o torpedo pode comprometer drasticamente a sua
trajetória, debilitando seu rendimento e alterando por completo
o seu comportamento.
Isso sem contar que tal tipo de armas necessita vitalmente de sistemas
de propulsão e de orientação topo de linha, dada a
complexidade do controle de sua trajetória (estes serão
tratados posteriormente).
Atualmente, a Rússia é a líder mundial na
tecnologia e desenvolvimento de armas submarinas baseadas na
supercavitação. Sem dúvida alguma, a tecnologia
russa encontra-se fundamentada em décadas de
investigação.
Teve como conseqüência prática a
produção do torpedo SHKVAL
e, mais recentemente, o desenvolvimento de torpedo de igual performance
anunciado pelas autoridades iranianas em decorrência do
exercício naval Espada do Profeta III.
Durante décadas, a US Navy buscou, incessantemente,
desenvolvimentos tecnológicos da guerra submarina, mas
encontra-se, em muitos aspectos, décadas defasada em
relação à Rússia, quando o assunto é
o desenvolvimento de armas supercavitantes.
No entanto, o alerta já foi dado, e por isso seus engenheiros e
seu parque industrial estão recorrendo às capacidades e
recursos do país no campo da mecânica de fluidos
computacional e dinâmica de fluidos computacional (CFD –
Computational Fluid Dynamics) para simular os escoamentos
bifásicos ordenados em torno de objetos, com o intuito de
desenvolverem muito em breve uma arma de igual capacidade.
Pegando carona no projeto russo do SHKVAL
tal qual o fez o Irã, propomos o desenvolvimento nacional de uma
arma de igual categoria, sob a orientação dos
escritórios russos, e tratar-se-ia de um desenvolvimento de uma
nova versão do SHKVAL.
As empresas nacionais envolvidas seriam basicamente as já
citadas (MECTRON, AVIBRAS, ATECH, CELMA, CBC e EMGEPRON) e estariam sob
a administração e a coordenação do DENAPROM.
Esse novo torpedo supercavitante faria uso dos mesmos sistemas de
orientação presentes no TP-01 e teria as seguintes
dimensões: 533 mm de diâmetro, 6 m de comprimento, peso
total de 2.800 kg
e alcance máximo de 12 km.
Sua velocidade máxima em trajetória retilínea
seria de 500 km/h. Sua cabeça de guerra levaria uma espoleta de
300 kg de explosivo de alto desempenho, também concebida sob o
conceito de energia direcionada, tal qual os demais torpedos aqui
tratados.
(Clique na
arte abaixo para ampliação)
Ilustração do Torpedo
Super-Cavitante TPSC-01, empregado pelas
Forças de Submarinos de Ataque da Força Naval.
(Arte Edilson Moura
Pinto)
O projeto em si
demandaria ainda muitos desafios tecnológicos, os quais
capacitariam nossas indústrias a desenvolverem novas
tecnologias, que poderiam ser posteriormente transferidas para o
mercado civil de bens de consumo.
Entre esses desafios, podemos citar as dificuldades inerentes a impedir
o contato do torpedo com a água durante as curvas, visto que
essa versão seria concebida de forma a poder manobrar, dando
menos chance de evasão aos alvos.
Outro problema a ser solucionado é o de colocar os transdutores
e sensores acústicos de busca em contato com a água do
mar, sem prejudicar o rendimento das superfícies que produzem
a supercavitação.
A geometria do torpedo, em especial a do “nariz”, apresenta-se
como um desafio descomunal, dado que neste encontrariam-se as
câmaras de injeção de gás, e nelas a
problemática de ter que injetar e manter bolhas de gás de
mesmas dimensões e distribuições sobre a
superfície envolvendo, homogeneamente, a superfície do
torpedo ao longo da trajetória.
Um outro problema a ser considerado refere-se ao sistema de
orientação da arma, pois é necessário que
este seja capaz de, durante eventuais alterações de
trajetória (por exemplo, numa fase de busca terminal), manter o
contato com a fase líquida minimizado, pois de outra forma o
torpedo pode perder a estabilidade ou mesmo desintegrar-se.
A orientação pode ser efetuada alterando a geometria do
nariz da arma, usando para isso aletas móveis (tal como
demonstramos na figura representativa do torpedo), garantindo assim a
estabilidade do torpedo durante sua trajetória no interior do
túnel de gás.
Existe além disso, o problema de dotar os futuros torpedos
supercavitantes com sistemas de sonar ativo para
aquisição de informação sobre o alvo, bem
como o contato com o água dos hidrofones e sensores que,
imperativamente, deveriam ser colocados exatamente no nariz do torpedo,
região esta que sofrerá maiores interferências
acústicas devido ao extremo atrito e pressão.
Finalmente, existe o problema da propulsão, pois, para atingir
velocidades em regime de supercavitação, é
necessário dispor de sistemas de propulsão de grande
potência. Os sistemas aparentemente mais promissores recorrem a
turbinas de gás ou propulsão a jato, queimando
combustíveis metálicos e utilizando a água como
oxidante e fluido de resfriante.
O desenvolvimento de armas submarinas supercavitantes com grande
alcance e orientação por cabo de fibra ótica de
busca autônoma, (homing) poderá ter um impacto enorme em
futuras operações navais.
Sistemas como radares, equipamentos ESM/ECM e sonares, adquirem
informação a uma velocidade muito superior à das
armas de ataque e defesa, sejam mísseis, peças de
artilharia ou torpedos. Com essa nova geração de armas
submarinas, tal situação seria drasticamente invertida.
Dando a essas armas a possibilidade de atingir o alvo antes do
eco dos sonares chegar aos hidrofones o que, consequentemente,
inviabilizaria o uso das atuais contramedidas, forçaria o
desenvolvimento de
uma nova geração de sistemas de detecção e
de contra-ataque.
Indubitavelmente, o impacto conseqüente do desenvolvimento desse
tipo de armas poderá atingir proporções
inimagináveis até então, as quais
aumentarão os níveis de vulnerabilidade das grandes
forças navais, incluindo-se aqui a
utilização dos poderosos grupos de batalha capitaneados
por navios-aeródromos, seguidos de navios de apoio a grandes
operações anfíbias, tradicionalmente, usadas para
desencadear operações militares de grande escala em
cenários distantes.
As grandes potências terão que se adequar à nova
realidade e até mesmo repensar o uso desse tipo de tática
de guerra em detrimento da não exposição de sua
força naval ao perigo mortífero do uso contra si de armas
supercavitantes.
Por outro lado, a guerra submarina e anti-submarina poderá
sofrer enormes alterações em nível tático,
o que pode vir a por em causa alguns dos atuais desenvolvimentos
tecnológicos nessas áreas. Transformando o tradicional
jogo de “gato e rato”, comumente caracterizado por um combate
silencioso entre dois submarinos, em combates ferozes, rápidos e
ruidosos, nos quais a estratégia será a de atirar antes
de perguntar.
Em todo caso, parece evidente que o desenvolvimento de tal tipo de
armas aumentaria, significativamente, o fator de dissuasão, o
qual nossa Força Naval poderia dispor sem muitos investimentos.
Como reserva, aumentaríamos muito o valor estratégico de
nossos submarinos, como elementos decisivos de dissuasão, na
proporção em que os demais meios navais (incluindo os
grandes NAes) tornariam-se, potencialmente, mais vulneráveis aos
ataques súbitos e letais das devastadoras armas supercavitantes.
