Submarino

Submarino
Submarino estadounidense de clase Virginia en marcha en Groton, Connecticut , julio de 2004
Clasificación	Embarcación
Industria	Brazos
Solicitud	Guerra submarina
Inventor	Cornelis Drebbel [1]
Inventado	1620 (hace 404 años) ( 1620 )

Un submarino (o sub ) es una embarcación capaz de operar de forma independiente bajo el agua. (Se diferencia de un sumergible , que tiene una capacidad submarina más limitada). ^[2] El término "submarino" también se utiliza a veces históricamente o de manera informal para referirse a vehículos y robots operados a distancia , o a embarcaciones de tamaño mediano o más pequeñas (como el submarino enano y el submarino húmedo ). Los submarinos se denominan barcos en lugar de barcos, independientemente de su tamaño. ^[3]

Aunque los submarinos experimentales se habían construido antes, el diseño de submarinos despegó durante el siglo XIX y los submarinos fueron adoptados por varias armadas. Se utilizaron ampliamente por primera vez durante la Primera Guerra Mundial (1914-1918), y ahora se utilizan en muchas armadas , grandes y pequeñas. Sus usos militares incluyen: atacar a los buques de superficie enemigos (mercantes y militares) u otros submarinos; protección de portaaviones ; violación de bloqueos ; disuasión nuclear ; operaciones furtivas en áreas denegadas al recopilar inteligencia y hacer reconocimiento ; negar o influir en los movimientos enemigos; ataques terrestres convencionales (por ejemplo, lanzar un misil de crucero ); e inserción encubierta de hombres rana o fuerzas especiales . Sus usos civiles incluyen: ciencia marina ; salvamento ; exploración; e inspección y mantenimiento de instalaciones. Los submarinos pueden modificarse para funciones especializadas como misiones de búsqueda y rescate y reparación de cables submarinos . También se utilizan en la industria del turismo y en la arqueología submarina . Los submarinos modernos de buceo profundo derivan del batiscafo , que evolucionó a partir de la campana de buceo .

La mayoría de los submarinos de gran tamaño constan de un cuerpo cilíndrico con extremos hemisféricos (o cónicos) y una estructura vertical, normalmente situada en el centro del barco, que alberga dispositivos de comunicación y detección, así como periscopios . En los submarinos modernos, esta estructura se denomina " vela " en el uso estadounidense y "aleta" en el uso europeo. Una característica de los diseños anteriores era la " torre de mando ": un casco de presión separado sobre el cuerpo principal del barco que permitía el uso de periscopios más cortos. Hay una hélice (o chorro de bomba) en la parte trasera y varias aletas de control hidrodinámico. Los submarinos más pequeños, de inmersión profunda y especializados pueden desviarse significativamente de este diseño tradicional. Los submarinos se sumergen y vuelven a la superficie utilizando planos de inmersión y cambiando la cantidad de agua y aire en los tanques de lastre para afectar su flotabilidad .

Los submarinos abarcan una amplia gama de tipos y capacidades. Van desde pequeños ejemplos autónomos, como los submarinos para una o dos personas que funcionan durante unas pocas horas, hasta buques que pueden permanecer sumergidos durante seis meses, como la clase rusa Typhoon (los submarinos más grandes jamás construidos). Los submarinos pueden trabajar a profundidades que son mayores que las que son practicables (o incluso sobrevivibles) para los buceadores humanos . ^[4]

La palabra submarino significa 'bajo el agua' o 'bajo el mar' (como en cañón submarino , tubería submarina ), aunque como sustantivo generalmente se refiere a una embarcación que puede viajar bajo el agua. ^[5] El término es una contracción de barco submarino . ^{[6] [7]} y aparece como tal en varios idiomas, por ejemplo, francés ( sous-marin ) y español ( submarino ), aunque otros conservan el término original, como holandés ( Onderzeeboot ), alemán ( Unterseeboot ), sueco ( Undervattensbåt ) y ruso ( подводная лодка : podvodnaya lodka ), todos los cuales significan 'barco submarino'. Por tradición naval , los submarinos suelen denominarse barcos en lugar de barcos , independientemente de su tamaño. ^[3] Aunque informalmente se los denomina barcos , ^{[8] [9]} los submarinos estadounidenses emplean la designación USS ( United States Ship ) al comienzo de sus nombres, como el USS  Alabama . En la Marina Real, la designación HMS puede referirse a "His Majesty's Ship" o "His Majesty's Submarine", aunque esta última a veces se traduce como "HMS/m" ^{[10] [Nota 1]} y los submarinos generalmente se denominan barcos en lugar de barcos . ^{[Nota 2]}

Según un informe del Opusculum Taisnieri publicado en 1562: ^[11]

Dos griegos se sumergieron y emergieron en el río Tajo cerca de la ciudad de Toledo varias veces en presencia del Sacro Emperador Romano Germánico Carlos V , sin mojarse y con la llama que llevaban en sus manos todavía encendida. ^[12]

En 1578, el matemático inglés William Bourne registró en su libro Invenciones o inventos uno de los primeros planos de un vehículo de navegación submarina. ^[13] Unos años más tarde, el matemático y teólogo escocés John Napier escribió en sus Invenciones secretas (1596) que "estos inventos, además de los dispositivos para navegar bajo el agua con buzos, otros dispositivos y estratagemas para dañar a los enemigos por la gracia de Dios y el trabajo de artesanos expertos, espero realizarlos". No está claro si llevó a cabo su idea. ^[14]

Jerónimo de Ayanz y Beaumont (1553-1613) diseñó detalladamente dos tipos de vehículos sumergibles que se renovaban con aire. Estaban equipados con remos, tubos de respiración autónomos que funcionaban con bombas internas, ojos de buey y guantes que la tripulación usaba para manipular objetos submarinos. Ayanz planeó usarlos para la guerra, utilizándolos para acercarse a los barcos enemigos sin ser detectados y colocar cargas de pólvora temporizadas en sus cascos. ^[15]

El primer sumergible de cuya construcción existen datos fidedignos fue diseñado y construido en 1620 por Cornelis Drebbel , un holandés al servicio de Jaime I de Inglaterra . Se impulsaba mediante remos. ^[14]

A mediados del siglo XVIII, se habían concedido en Inglaterra más de una docena de patentes para submarinos y embarcaciones sumergibles. En 1747, Nathaniel Symons patentó y construyó el primer ejemplo conocido de funcionamiento del uso de un tanque de lastre para la inmersión. Su diseño utilizaba bolsas de cuero que se podían llenar de agua para sumergir la embarcación. Se utilizaba un mecanismo para extraer el agua de las bolsas y hacer que la embarcación volviera a la superficie. En 1749, la revista Gentlemen's Magazine informó de que Giovanni Borelli había propuesto inicialmente un diseño similar en 1680. Las mejoras posteriores del diseño se estancaron durante más de un siglo, hasta que se aplicaron nuevas tecnologías para la propulsión y la estabilidad. ^[16]

El primer sumergible militar fue el Turtle (1775), un dispositivo con forma de bellota impulsado manualmente diseñado por el estadounidense David Bushnell para acomodar a una sola persona. ^[17] Fue el primer submarino verificado capaz de operar y moverse de forma independiente bajo el agua, y el primero en utilizar tornillos para la propulsión. ^[18]

En 1800, Francia construyó el Nautilus , un submarino de propulsión humana diseñado por el estadounidense Robert Fulton . En 1804, abandonaron el experimento, al igual que los británicos, cuando reconsideraron el diseño del submarino de Fulton.

En 1850 se construyó en Alemania el Brandtaucher de Wilhelm Bauer , que sigue siendo el submarino más antiguo que se conoce que se conserva en el mundo. ^[19]

En 1864, a finales de la Guerra Civil estadounidense , el HL Hunley de la marina confederada se convirtió en el primer submarino militar en hundir un buque enemigo, el balandro de guerra de la Unión USS  Housatonic , utilizando un barril lleno de pólvora en un mástil como carga de torpedo. El Hunley también se hundió. Las ondas de choque de la explosión pueden haber matado a su tripulación instantáneamente, impidiéndoles bombear la sentina o propulsar el submarino. ^[20]

En 1866, el Sub Marine Explorer fue el primer submarino que logró sumergirse, navegar bajo el agua y salir a la superficie con éxito bajo el control de la tripulación. El diseño del alemán estadounidense Julius H. Kroehl (en alemán, Kröhl ) incorporó elementos que todavía se utilizan en los submarinos modernos. ^[21]

En 1866, a pedido del gobierno chileno, el Flach fue construido por Karl Flach , ingeniero e inmigrante alemán. Fue el quinto submarino construido en el mundo ^[22] y, junto con un segundo submarino, estaba destinado a defender el puerto de Valparaíso contra el ataque de la Armada española durante la Guerra de las Islas Chincha .

Los submarinos no pudieron ser utilizados de forma generalizada o rutinaria por las armadas hasta que se desarrollaron los motores adecuados. La era de 1863 a 1904 marcó un momento crucial en el desarrollo de submarinos, y aparecieron varias tecnologías importantes. Varias naciones construyeron y utilizaron submarinos. La propulsión diésel-eléctrica se convirtió en el sistema de energía dominante y equipos como el periscopio se estandarizaron. Los países realizaron muchos experimentos sobre tácticas y armas efectivas para submarinos, lo que llevó a su gran impacto en la Primera Guerra Mundial .

El primer submarino que no dependía de la fuerza humana para su propulsión fue el francés Plongeur ( Diver ), botado en 1863, que utilizaba aire comprimido a 1.200  kPa (180  psi ). ^{[ cita requerida ]} Narcís Monturiol diseñó el primer submarino independiente del aire y propulsado por combustión , el Ictíneo II , que fue botado en Barcelona , ​​España, en 1864.

El submarino se volvió factible como arma potencial con el desarrollo del torpedo Whitehead , diseñado en 1866 por el ingeniero británico Robert Whitehead , el primer torpedo autopropulsado o "locomotora" práctico. ^[23] El torpedo de mástil que había sido desarrollado anteriormente por la Armada de los Estados Confederados se consideró impracticable, ya que se creía que había hundido tanto a su objetivo previsto como al HL Hunley , el submarino que lo desplegó.

El inventor irlandés John Philip Holland construyó un modelo de submarino en 1876 y en 1878 presentó el prototipo Holland I. A esto le siguieron varios diseños fallidos. En 1896, diseñó el submarino Holland Tipo VI, que utilizaba la energía de un motor de combustión interna en la superficie y la energía de una batería eléctrica bajo el agua. Botado el 17 de mayo de 1897 en el Astillero Crescent del teniente de la Marina Lewis Nixon en Elizabeth, Nueva Jersey , el Holland VI fue comprado por la Marina de los Estados Unidos el 11 de abril de 1900, convirtiéndose en el primer submarino comisionado de la Marina, bautizado como USS  Holland . ^[24]

Las conversaciones entre el clérigo e inventor inglés George Garrett y el industrial sueco Thorsten Nordenfelt dieron lugar a los primeros submarinos prácticos propulsados ​​por vapor, armados con torpedos y listos para el uso militar. El primero fue el Nordenfelt I , un buque de 56 toneladas y 19,5 metros (64 pies) similar al malogrado Resurgam (1879) de Garrett, con un alcance de 240 kilómetros (130 millas náuticas; 150 millas), armado con un solo torpedo , en 1885.

Un medio fiable de propulsión para el buque sumergido sólo fue posible en la década de 1880 con la llegada de la tecnología de baterías eléctricas necesaria. Los primeros barcos con propulsión eléctrica fueron construidos por Isaac Peral y Caballero en España (que construyó Peral ), Dupuy de Lôme (que construyó Gymnote ) y Gustave Zédé (que construyó Sirène ) en Francia, y James Franklin Waddington (que construyó Porpoise ) en Inglaterra. ^[25] El diseño de Peral incluía torpedos y otros sistemas que más tarde se convirtieron en estándar en los submarinos. ^{[26] [27]}

El submarino francés Narval, que se puso en servicio en junio de 1900, utilizaba el diseño de doble casco, ahora típico, con un casco presurizado dentro de la cubierta exterior. Estos barcos de 200 toneladas tenían un alcance de más de 160 km (100 mi) bajo el agua. El submarino francés Aigrette, lanzado en 1904, mejoró aún más el concepto al utilizar un motor diésel en lugar de un motor de gasolina para la propulsión en superficie. Se construyeron grandes cantidades de estos submarinos, y setenta y seis se completaron antes de 1914.

La Marina Real encargó cinco submarinos de la clase Holland a Vickers , Barrow-in-Furness , bajo licencia de la Holland Torpedo Boat Company desde 1901 a 1903. La construcción de los barcos tomó más tiempo de lo previsto, y el primero solo estuvo listo para una prueba de buceo en el mar el 6 de abril de 1902. Aunque el diseño había sido comprado en su totalidad a la empresa estadounidense, el diseño real utilizado fue una mejora no probada del diseño original de Holland utilizando un nuevo motor de gasolina de 180 caballos de fuerza (130 kW). ^[28]

Este tipo de submarinos se utilizaron por primera vez durante la guerra ruso-japonesa de 1904-05. Debido al bloqueo de Port Arthur , los rusos enviaron sus submarinos a Vladivostok , donde el 1 de enero de 1905 había siete barcos, suficientes para crear la primera "flota de submarinos operativa" del mundo. La nueva flota de submarinos comenzó a patrullar el 14 de febrero, y normalmente duraba unas 24 horas cada una. El primer enfrentamiento con buques de guerra japoneses se produjo el 29 de abril de 1905, cuando el submarino ruso Som fue atacado por torpederos japoneses, pero luego se retiró. ^[29]

Los submarinos militares tuvieron su primer impacto significativo en la Primera Guerra Mundial . Fuerzas como los submarinos alemanes entraron en acción en la Primera Batalla del Atlántico y fueron responsables del hundimiento del RMS  Lusitania , que se hundió como resultado de una guerra submarina sin restricciones y que a menudo se cita entre las razones de la entrada de los Estados Unidos en la guerra. ^[30]

Al estallar la guerra, Alemania sólo contaba con veinte submarinos disponibles para el combate, aunque entre ellos había buques de la clase U-19 con motor diésel , que tenían un alcance suficiente de 5.000 millas (8.000 km) y una velocidad de 8 nudos (15 km/h) para permitirles operar de forma eficaz en toda la costa británica. ^[31] En cambio, la Marina Real tenía un total de 74 submarinos, aunque de eficacia mixta. En agosto de 1914, una flotilla de diez submarinos zarpó desde su base en Heligoland para atacar a los buques de guerra de la Marina Real en el mar del Norte en la primera patrulla de guerra submarina de la historia. ^[32]

La capacidad de los submarinos para funcionar como máquinas de guerra prácticas dependía de nuevas tácticas, su número y tecnologías submarinas como el sistema de energía combinado diésel-eléctrico desarrollado en los años anteriores. Más sumergibles que verdaderos submarinos, los submarinos operaban principalmente en la superficie utilizando motores normales, sumergiéndose ocasionalmente para atacar con energía de batería. Tenían una sección transversal aproximadamente triangular, con una quilla distintiva para controlar el balanceo mientras estaban en la superficie y una proa distintiva. Durante la Primera Guerra Mundial, más de 5000 barcos aliados fueron hundidos por submarinos. ^[33]

Los británicos respondieron a los avances alemanes en tecnología submarina con la creación de los submarinos de clase K. Sin embargo, estos submarinos eran notoriamente peligrosos de operar debido a sus diversos defectos de diseño y poca maniobrabilidad. ^{[34] [35]}

Durante la Segunda Guerra Mundial , Alemania utilizó submarinos con efectos devastadores en la Batalla del Atlántico , donde intentó cortar las rutas de suministro de Gran Bretaña hundiendo más barcos mercantes de los que Gran Bretaña podía reemplazar. Estos barcos mercantes eran vitales para abastecer a la población británica con alimentos, a la industria con materia prima y a las fuerzas armadas con combustible y armamento. Aunque los submarinos habían sido actualizados en los años de entreguerras, la principal innovación fue la mejora de las comunicaciones, cifradas mediante la máquina de cifrado Enigma . Esto permitió tácticas navales de ataque masivo ( Rudeltaktik , comúnmente conocidas como " manada de lobos "), que finalmente dejaron de ser efectivas cuando se descifró la Enigma del submarino . Al final de la guerra, casi 3.000 barcos aliados (175 buques de guerra, 2.825 mercantes) habían sido hundidos por submarinos. ^[36] Aunque tuvo éxito al principio de la guerra, la flota de submarinos alemanes sufrió muchas bajas: perdió 793 submarinos y alrededor de 28 000 submarinistas de un total de 41 000, una tasa de bajas de alrededor del 70 %. ^[37]

La Armada Imperial Japonesa operaba la flota de submarinos más variada de cualquier armada, incluyendo torpedos tripulados Kaiten , submarinos enanos ( clases Tipo A Ko-hyoteki y Kairyu ), submarinos de alcance medio, submarinos de suministro construidos especialmente y submarinos de flota de largo alcance . También tenían submarinos con las mayores velocidades sumergidas durante la Segunda Guerra Mundial ( submarinos de clase I-201 ) y submarinos que podían transportar múltiples aviones ( submarinos de clase I-400 ). También estaban equipados con uno de los torpedos más avanzados del conflicto, el Tipo 95 propulsado por oxígeno . Sin embargo, a pesar de su destreza técnica, Japón eligió usar sus submarinos para la guerra de flotas y, en consecuencia, no tuvieron mucho éxito, ya que los buques de guerra eran rápidos, maniobrables y bien defendidos en comparación con los buques mercantes.

La fuerza submarina era el arma antibuque más eficaz del arsenal estadounidense. Los submarinos, aunque sólo constituían alrededor del 2 por ciento de la Armada de Estados Unidos, destruyeron más del 30 por ciento de la Armada japonesa, incluidos 8 portaaviones, 1 acorazado y 11 cruceros. Los submarinos estadounidenses también destruyeron más del 60 por ciento de la flota mercante japonesa, paralizando la capacidad de Japón para abastecer a sus fuerzas militares y su esfuerzo bélico industrial. Los submarinos aliados en la Guerra del Pacífico destruyeron más barcos japoneses que todas las demás armas juntas. Esta hazaña se vio considerablemente ayudada por el fracaso de la Armada Imperial Japonesa en proporcionar fuerzas de escolta adecuadas para la flota mercante del país.

Durante la Segunda Guerra Mundial, 314 submarinos sirvieron en la Armada de los Estados Unidos, de los cuales casi 260 fueron desplegados en el Pacífico. ^[38] Cuando los japoneses atacaron Hawái en diciembre de 1941, 111 barcos estaban en servicio; 203 submarinos de las clases Gato , Balao y Tench fueron comisionados durante la guerra. Durante la guerra, 52 submarinos estadounidenses se perdieron por todas las causas, con 48 directamente debido a las hostilidades. ^[39] Los submarinos estadounidenses hundieron 1.560 buques enemigos, ^[38] un tonelaje total de 5,3 millones de toneladas (55% del total hundido). ^[40]

El Servicio Submarino de la Marina Real Británica se utilizó principalmente en el clásico bloqueo del Eje . Sus principales áreas operativas fueron alrededor de Noruega, en el Mediterráneo (contra las rutas de suministro del Eje al norte de África) y en el Lejano Oriente. En esa guerra, los submarinos británicos hundieron 2 millones de toneladas de barcos enemigos y 57 buques de guerra importantes, estos últimos incluidos 35 submarinos. Entre ellos se encuentra el único caso documentado de un submarino que hundió a otro submarino mientras ambos estaban sumergidos. Esto ocurrió cuando el HMS  Venturer se enfrentó al U-864 ; la tripulación del Venturer calculó manualmente una solución de disparo exitosa contra un objetivo que maniobraba tridimensionalmente utilizando técnicas que se convirtieron en la base de los modernos sistemas de objetivos por computadora con torpedos. Se perdieron setenta y cuatro submarinos británicos, ^[41] la mayoría, cuarenta y dos, en el Mediterráneo.

El primer lanzamiento de un misil de crucero ( SSM-N-8 Regulus ) desde un submarino ocurrió en julio de 1953, desde la cubierta del USS  Tunny , un barco de la flota de la Segunda Guerra Mundial modificado para llevar el misil con una ojiva nuclear . Tunny y su barco gemelo, Barbero , fueron los primeros submarinos de patrulla de disuasión nuclear de los Estados Unidos. En la década de 1950, la energía nuclear reemplazó parcialmente a la propulsión diésel-eléctrica. También se desarrolló equipo para extraer oxígeno del agua de mar. Estas dos innovaciones dieron a los submarinos la capacidad de permanecer sumergidos durante semanas o meses. ^{[42] [43]} La mayoría de los submarinos navales construidos desde entonces en los EE. UU., la Unión Soviética (ahora Rusia), el Reino Unido y Francia han sido propulsados ​​​​por un reactor nuclear .

Entre 1959 y 1960, los primeros submarinos con misiles balísticos fueron puestos en servicio por los Estados Unidos ( clase George Washington ) y la Unión Soviética ( clase Golf ) como parte de la estrategia de disuasión nuclear de la Guerra Fría .

Durante la Guerra Fría, Estados Unidos y la Unión Soviética mantuvieron grandes flotas de submarinos que se dedicaban a jugar al gato y al ratón. La Unión Soviética perdió al menos cuatro submarinos durante este período: el K-129 se perdió en 1968 (una parte del cual la CIA recuperó del fondo del océano con el barco Glomar Explorer diseñado por Howard Hughes ), el K-8 en 1970, el K-219 en 1986 y el Komsomolets en 1989 (que ostentaba un récord de profundidad entre los submarinos militares: 1000 m (3300 pies)). Muchos otros submarinos soviéticos, como el K-19 (el primer submarino nuclear soviético y el primer submarino soviético en llegar al Polo Norte) resultaron gravemente dañados por incendios o fugas de radiación. Estados Unidos perdió dos submarinos nucleares durante este tiempo: el USS  Thresher debido a una falla del equipo durante una inmersión de prueba mientras estaba en su límite operativo, y el USS  Scorpion debido a causas desconocidas.

Durante la Guerra Indo-Pakistaní de 1971 , el Hangor de la Armada de Pakistán hundió la fragata india INS  Khukri . Este fue el primer hundimiento de un submarino desde la Segunda Guerra Mundial. ^{[ cita requerida ]} Durante la misma guerra, Ghazi , un submarino de clase Tench prestado a Pakistán por los EE. UU., fue hundido por la Armada de la India . Fue la primera pérdida de combate de un submarino desde la Segunda Guerra Mundial. ^[44] En 1982, durante la Guerra de las Malvinas , el crucero argentino General Belgrano fue hundido por el submarino británico HMS  Conqueror , el primer hundimiento de un submarino de propulsión nuclear en la guerra. ^[45] Algunas semanas después, el 16 de junio, durante la Guerra del Líbano , un submarino israelí sin nombre torpedeó y hundió el cabotaje libanés Transit , ^[46] que transportaba a 56 refugiados palestinos a Chipre , creyendo que el buque estaba evacuando milicias antiisraelíes. El barco fue alcanzado por dos torpedos, logró encallar pero finalmente se hundió. Hubo 25 muertos, incluido su capitán. La Armada israelí reveló el incidente en noviembre de 2018. ^{[47] [46]}

Se ha sugerido que esta sección se divida en otro artículo titulado Submarino militar . ( Discutir ) (marzo de 2024)

Antes y durante la Segunda Guerra Mundial , la función principal del submarino era la guerra contra buques de superficie. Los submarinos atacaban en la superficie utilizando cañones de cubierta o sumergidos utilizando torpedos . Fueron particularmente eficaces en el hundimiento de barcos transatlánticos aliados en ambas guerras mundiales y en la interrupción de las rutas de suministro y las operaciones navales japonesas en el Pacífico durante la Segunda Guerra Mundial.

Los submarinos minadores se desarrollaron a principios del siglo XX y se utilizaron en ambas guerras mundiales. También se utilizaron para introducir y retirar agentes encubiertos y fuerzas militares en operaciones especiales , para recopilar información y para rescatar a tripulaciones durante ataques aéreos a islas, donde se les indicaba a los aviadores dónde podían aterrizar de manera segura para que los submarinos pudieran rescatarlos. Los submarinos podían transportar carga a través de aguas hostiles o actuar como buques de suministro para otros submarinos.

Los submarinos normalmente podían localizar y atacar a otros submarinos solo en la superficie, aunque el HMS  Venturer logró hundir al U-864 con una serie de cuatro torpedos mientras ambos estaban sumergidos. Los británicos desarrollaron un submarino antisubmarino especializado en la Primera Guerra Mundial, la clase R. Después de la Segunda Guerra Mundial, con el desarrollo del torpedo autoguiado, mejores sistemas de sonar y propulsión nuclear , los submarinos también pudieron cazarse entre sí de manera efectiva.

El desarrollo de misiles balísticos lanzados desde submarinos y de misiles de crucero lanzados desde submarinos proporcionó a los submarinos una capacidad sustancial y de largo alcance para atacar objetivos tanto terrestres como marítimos con una variedad de armas que van desde bombas de racimo hasta armas nucleares .

La defensa principal de un submarino reside en su capacidad de permanecer oculto en las profundidades del océano. Los primeros submarinos podían detectarse por el sonido que emitían. El agua es un excelente conductor del sonido (mucho mejor que el aire) y los submarinos pueden detectar y rastrear barcos de superficie relativamente ruidosos desde largas distancias. Los submarinos modernos se construyen con énfasis en el sigilo . Los diseños avanzados de hélices , el amplio aislamiento que reduce el sonido y la maquinaria especial ayudan a que un submarino permanezca tan silencioso como el ruido ambiental del océano, lo que los hace difíciles de detectar. Se necesita tecnología especializada para encontrar y atacar a los submarinos modernos.

El sonar activo utiliza la reflexión del sonido emitido por el equipo de búsqueda para detectar submarinos. Se ha utilizado desde la Segunda Guerra Mundial en buques de superficie, submarinos y aviones (mediante boyas lanzadas al mar y conjuntos de "inmersiones" de helicópteros), pero revela la posición del emisor y es susceptible de contramedidas.

Un submarino militar oculto es una amenaza real y, debido a su sigilo, puede obligar a una armada enemiga a desperdiciar recursos buscando grandes áreas del océano y protegiendo a los barcos contra ataques. Esta ventaja se demostró vívidamente en la Guerra de las Malvinas de 1982, cuando el submarino nuclear británico HMS  Conqueror hundió al crucero argentino General Belgrano . Después del hundimiento, la Armada Argentina reconoció que no tenía una defensa efectiva contra el ataque submarino, y la flota de superficie argentina se retiró a puerto durante el resto de la guerra. Sin embargo, un submarino argentino permaneció en el mar. ^[49]

Aunque la mayoría de los submarinos del mundo son militares, hay algunos submarinos civiles que se utilizan para el turismo, la exploración, la inspección de plataformas de petróleo y gas y el estudio de oleoductos. Algunos también se utilizan en actividades ilegales.

El paseo Submarine Voyage se inauguró en Disneyland en 1959, pero aunque corría bajo el agua no era un verdadero submarino, ya que funcionaba sobre rieles y estaba abierto a la atmósfera. ^[50] El primer submarino turístico fue Auguste Piccard , que entró en servicio en 1964 en la Expo64 . ^[51] En 1997, había 45 submarinos turísticos operando en todo el mundo. ^[52] Los submarinos con una profundidad de aplastamiento en el rango de 400 a 500 pies (120 a 150 m) se operan en varias áreas en todo el mundo, generalmente con profundidades de fondo de alrededor de 100 a 120 pies (30 a 37 m), con una capacidad de transporte de 50 a 100 pasajeros.

En una operación típica, un buque de superficie transporta pasajeros a una zona de operaciones en alta mar y los carga en el submarino. A continuación, el submarino visita puntos de interés submarinos, como estructuras de arrecifes naturales o artificiales. Para que el submarino pueda salir a la superficie de forma segura sin peligro de colisión, se marca la ubicación del submarino con un dispositivo de liberación de aire y el movimiento hacia la superficie lo coordina un observador en una embarcación de apoyo.

Un desarrollo reciente es el despliegue de los llamados narcosubmarinos por parte de los narcotraficantes sudamericanos para evadir la detección de las fuerzas del orden. ^[53] Aunque ocasionalmente despliegan verdaderos submarinos , la mayoría son semisumergibles autopropulsados , donde una parte de la embarcación permanece sobre el agua en todo momento. En septiembre de 2011, las autoridades colombianas incautaron un sumergible de 16 metros de largo que podía albergar a una tripulación de 5 personas, con un costo de alrededor de 2 millones de dólares. El buque pertenecía a los rebeldes de las FARC y tenía capacidad para transportar al menos 7 toneladas de drogas. ^[54]

• Submarinos civiles
• 
  Maqueta del Mésoscaphe Auguste Piccard
• 
  Interior del submarino turístico Atlantis mientras está sumergido
• 
  Submarino turístico Atlantis

• 1903 – El submarino Simon Lake Protector emerge a través del hielo frente a Newport, Rhode Island . ^[55]
• 1930 – El USS  O-12 operó bajo el hielo cerca de Spitsbergen . ^[55]
• 1937 – El submarino soviético Krasnogvardeyets operó bajo el hielo en el estrecho de Dinamarca . ^[55]
• 1941–45 – Los submarinos alemanes operaron bajo el hielo desde el mar de Barents hasta el mar de Láptev . ^[55]
• 1946 – El USS  Atule utilizó un sondador de haz ascendente en la Operación Nanook en el estrecho de Davis . ^[55]
• 1946–47 – El USS  Sennet utilizó un sonar bajo el hielo en la Operación High Jump en la Antártida. ^[55]
• 1947 – El USS  Boarfish utilizó una ecosonda de haz ascendente bajo el hielo marino en el mar de Chukchi . ^[55]
• 1948 – El USS  Carp desarrolló técnicas para realizar ascensos y descensos verticales a través de polinias en el mar de Chukchi. ^[55]
• 1952 – El USS  Redfish utilizó un conjunto de sondas con haz ascendente ampliado en el mar de Beaufort . ^[55]
• 1957 – El USS  Nautilus alcanzó los 87 grados norte cerca de Spitsbergen. ^[55]
• 3 de agosto de 1958 – Nautilus utilizó un sistema de navegación inercial para llegar al Polo Norte. ^[55]
• 17 de marzo de 1959 – El USS  Skate emergió del hielo en el polo norte. ^[55]
• 1960 – El USS  Sargo recorrió 900 millas (1400 km) bajo el hielo sobre la plataforma poco profunda (de 125 a 180 pies o de 38 a 55 metros de profundidad) de Bering-Chukchi. ^[55]
• 1960 – El USS  Seadragon transitó el Paso del Noroeste bajo el hielo. ^[55]
• 1962 – El submarino soviético de clase noviembre K-3 Leninsky Komsomol llega al polo norte. ^[55]
• 1970 – El USS  Queenfish llevó a cabo un extenso estudio cartográfico submarino de la plataforma continental siberiana. ^[56]
• 1971 – El HMS  Dreadnought llega al Polo Norte. ^[55]
• El USS  Gurnard realizó tres ejercicios polares: en 1976 (con el actor estadounidense Charlton Heston a bordo); en 1984 operaciones conjuntas con el USS  Pintado ; y en 1990 ejercicios conjuntos con el USS  Seahorse . ^[57]
• 6 de mayo de 1986: el USS  Ray , el USS  Archerfish y el USS  Hawkbill se encuentran y emergen juntos en el Polo Norte geográfico . Es el primer submarino de tres dimensiones que emerge en el Polo. ^[58]
• 19 de mayo de 1987 – El HMS  Superb se unió al USS  Billfish y al USS  Sea Devil en el Polo Norte. ^[59]
• Marzo de 2007 – El USS  Alexandria participó en el Ejercicio de Hielo Conjunto de la Marina de los EE. UU. y la Marina Real de los EE. UU . 2007 (ICEX-2007) en el Océano Ártico con el submarino de clase Trafalgar HMS  Tireless . ^[60]
• Marzo de 2009 – El USS  Annapolis participó en el Ejercicio Ice 2009 para probar la operatividad del submarino y su capacidad de combate en condiciones árticas. ^[61]

Todos los buques de superficie, así como los submarinos de superficie, se encuentran en una condición de flotabilidad positiva , pesando menos que el volumen de agua que desplazarían si estuvieran completamente sumergidos. Para sumergirse hidrostáticamente, un buque debe tener flotabilidad negativa, ya sea aumentando su propio peso o disminuyendo su desplazamiento de agua. Para controlar su desplazamiento y peso, los submarinos tienen tanques de lastre , que pueden contener cantidades variables de agua y aire. ^[62]

Para la inmersión general o la salida a la superficie, los submarinos utilizan los tanques de lastre principales (MBT), que son tanques de presión ambiental, llenos de agua para sumergirse o de aire para salir a la superficie. Mientras están sumergidos, los MBT generalmente permanecen inundados, lo que simplifica su diseño, ^[62] y en muchos submarinos, estos tanques son una sección del espacio entre el casco ligero y el casco de presión. Para un control más preciso de la profundidad, los submarinos utilizan tanques de control de profundidad (DCT) más pequeños, también llamados tanques duros (debido a su capacidad para soportar una mayor presión) o tanques de compensación. Estos son recipientes de presión de flotabilidad variable , un tipo de dispositivo de control de flotabilidad. La cantidad de agua en los tanques de control de profundidad se puede ajustar para cambiar hidrostáticamente la profundidad o para mantener una profundidad constante a medida que cambian las condiciones externas (principalmente la densidad del agua). ^[62] Los tanques de control de profundidad pueden ubicarse cerca del centro de gravedad del submarino , para minimizar el efecto sobre el asiento, o separados a lo largo del casco para que también puedan usarse para ajustar el asiento estático mediante la transferencia de agua entre ellos.

Cuando está sumergido, la presión del agua sobre el casco de un submarino puede alcanzar los 4  MPa (580  psi ) para los submarinos de acero y hasta 10 MPa (1500 psi) para los submarinos de titanio como el K-278 Komsomolets , mientras que la presión interior permanece relativamente sin cambios. Esta diferencia da como resultado la compresión del casco, lo que reduce el desplazamiento. La densidad del agua también aumenta marginalmente con la profundidad, ya que la salinidad y la presión son mayores. ^[63] Este cambio en la densidad compensa de forma incompleta la compresión del casco, por lo que la flotabilidad disminuye a medida que aumenta la profundidad. Un submarino sumergido está en un equilibrio inestable, con tendencia a hundirse o flotar hasta la superficie. Mantener una profundidad constante requiere el funcionamiento continuo de los tanques de control de profundidad o de las superficies de control. ^{[64] [65]}

Los submarinos en condiciones de flotabilidad neutra no son intrínsecamente estables en cuanto a equilibrio. Para mantener el equilibrio longitudinal deseado, los submarinos utilizan tanques de equilibrio delanteros y traseros. Las bombas mueven el agua entre los tanques, modificando la distribución del peso y haciendo que el submarino se incline hacia arriba o hacia abajo. Se puede utilizar un sistema similar para mantener el equilibrio transversal. ^[62]

El efecto hidrostático de los tanques de lastre variables no es la única forma de controlar el submarino bajo el agua. Las maniobras hidrodinámicas se realizan mediante varias superficies de control, conocidas colectivamente como planos de inmersión o hidroplanos, que pueden moverse para crear fuerzas hidrodinámicas cuando un submarino se mueve longitudinalmente a una velocidad suficiente. En la configuración clásica de popa cruciforme, los planos horizontales de popa cumplen la misma función que los tanques de compensación, controlando el ajuste. La mayoría de los submarinos tienen además planos horizontales delanteros, normalmente colocados en la proa hasta la década de 1960, pero a menudo en la vela en los diseños posteriores, donde están más cerca del centro de gravedad y pueden controlar la profundidad con menos efecto en el ajuste. ^[66]

Una forma obvia de configurar las superficies de control en la popa de un submarino es utilizar planos verticales para controlar la guiñada y planos horizontales para controlar el cabeceo, lo que les da la forma de una cruz cuando se las ve desde la popa del buque. En esta configuración, que durante mucho tiempo fue la dominante, los planos horizontales se utilizan para controlar el asiento y la profundidad y los planos verticales para controlar las maniobras laterales, como el timón de un buque de superficie.

Como alternativa, las superficies de control traseras se pueden combinar en lo que se ha dado en llamar un timón en X o en forma de X. ^[67] Aunque menos intuitiva, esta configuración ha resultado tener varias ventajas sobre la disposición cruciforme tradicional. En primer lugar, mejora la maniobrabilidad, tanto horizontal como verticalmente. ^{[ aclaración necesaria ]} En segundo lugar, es menos probable que las superficies de control se dañen al aterrizar o despegar del lecho marino, así como al amarrar y desamarre. Por último, es más seguro porque una de las dos líneas diagonales puede contrarrestar a la otra con respecto al movimiento vertical y horizontal si una de ellas se atasca accidentalmente. ^{[68] [ aclaración necesaria ]}

El timón en X se probó por primera vez en la práctica a principios de la década de 1960 en el USS Albacore , un submarino experimental de la Armada de los EE. UU. Si bien se consideró que la disposición era ventajosa, no se utilizó en los submarinos de producción estadounidenses que siguieron debido al hecho de que requiere el uso de una computadora para manipular las superficies de control con el efecto deseado. ^[69] En cambio, el primero en usar un timón en X en operaciones estándar fue la Armada sueca con su clase Sjöormen , cuyo submarino líder se lanzó en 1967, antes de que el Albacore hubiera terminado sus pruebas. ^[70] Dado que resultó funcionar muy bien en la práctica, todas las clases posteriores de submarinos suecos ( clase Näcken , Västergötland , Gotland y Blekinge ) tienen o vendrán con un timón en X.

El astillero Kockums, responsable del diseño de la popa en X de los submarinos suecos, acabó exportándola a Australia con la clase Collins , así como a Japón con la clase Sōryū . Con la introducción del tipo 212 , las armadas alemana e italiana también empezaron a utilizarla. La Armada estadounidense con su clase Columbia , la Armada británica con su clase Dreadnought y la Armada francesa con su clase Barracuda están a punto de unirse a la familia de la popa en X. Por tanto, a juzgar por la situación a principios de la década de 2020, la popa en X está a punto de convertirse en la tecnología dominante.

Cuando un submarino sale a la superficie de emergencia, se utilizan simultáneamente todos los métodos de control de profundidad y compensación, ^{[ cita requerida ]} junto con la propulsión del barco hacia arriba. Esta salida a la superficie es muy rápida, por lo que el buque puede incluso saltar parcialmente fuera del agua, lo que podría dañar los sistemas del submarino. ^{[ aclaración necesaria ]}

Los submarinos modernos tienen forma de cigarro. Este diseño, que también se utilizó en los primeros submarinos, a veces se denomina " casco en forma de lágrima ". Reduce la resistencia hidrodinámica cuando el submarino está sumergido, pero disminuye la capacidad de navegación y aumenta la resistencia cuando está en la superficie. Dado que las limitaciones de los sistemas de propulsión de los primeros submarinos los obligaban a operar en la superficie la mayor parte del tiempo, sus diseños de casco eran un compromiso. Debido a las bajas velocidades sumergidas de esos submarinos, por lo general, muy por debajo de los 10  nudos (18 km/h), el aumento de la resistencia para el viaje bajo el agua era aceptable. A finales de la Segunda Guerra Mundial, cuando la tecnología permitió un funcionamiento sumergido más rápido y durante más tiempo y la mayor vigilancia aérea obligó a los submarinos a permanecer sumergidos, los diseños de casco volvieron a tener forma de lágrima para reducir la resistencia y el ruido. El USS  Albacore  (AGSS-569) fue un submarino de investigación único que fue pionero en la versión estadounidense de la forma de casco en forma de lágrima (a veces denominado "casco Albacore") de los submarinos modernos. En los submarinos militares modernos, el casco exterior está cubierto con una capa de caucho que absorbe el sonido, o revestimiento anecoico , para reducir la detección.

Los cascos de presión ocupados de los submarinos de buceo profundo, como el DSV  Alvin, son esféricos en lugar de cilíndricos. Esto permite una distribución más uniforme de la tensión y un uso eficiente de los materiales para soportar la presión externa, ya que proporciona el mayor volumen interno para el peso estructural y es la forma más eficiente para evitar la inestabilidad por pandeo en la compresión. Por lo general, se fija un marco al exterior del casco de presión, que proporciona sujeción para los sistemas de lastre y compensación, la instrumentación científica, los paquetes de baterías, la espuma de flotación sintáctica y la iluminación.

Una torre elevada en la parte superior de un submarino estándar aloja el periscopio y los mástiles electrónicos, que pueden incluir radio, radar , guerra electrónica y otros sistemas. También puede incluir un mástil de snorkel. En muchas de las primeras clases de submarinos (ver historia), la sala de control, o "conn", estaba ubicada dentro de esta torre, que se conocía como la " torre de mando ". Desde entonces, la conn ha estado ubicada dentro del casco del submarino, y la torre ahora se llama "vela" o "aleta" . La conn es distinta del "puente", una pequeña plataforma abierta en la parte superior de la vela, utilizada para la observación durante la operación de superficie.

Las "bañeras" están relacionadas con las torres de mando, pero se utilizan en submarinos más pequeños. La bañera es un cilindro de metal que rodea la escotilla y que evita que las olas rompan directamente en la cabina. Es necesaria porque los submarinos que se encuentran en la superficie tienen un francobordo limitado , es decir, se encuentran a poca profundidad en el agua. Las bañeras ayudan a evitar que el buque se inunde.

Los submarinos y sumergibles modernos suelen tener, al igual que los primeros modelos, un solo casco. Los submarinos de gran tamaño suelen tener un casco adicional o secciones de casco en el exterior. Este casco externo, que en realidad forma la forma del submarino, se llama casco exterior ( carcasa en la Royal Navy) o casco ligero , ya que no tiene que soportar una diferencia de presión. En el interior del casco exterior hay un casco fuerte, o casco de presión , que soporta la presión del mar y tiene una presión atmosférica normal en su interior.

Ya en la Primera Guerra Mundial se advirtió que la forma óptima para soportar la presión entraba en conflicto con la forma óptima para el comportamiento en el mar y la mínima resistencia en la superficie, y las dificultades de construcción complicaron aún más el problema. Esto se resolvió mediante una forma de compromiso o mediante el uso de cascos de dos capas: el casco de resistencia interna para soportar la presión y un carenado externo para la forma hidrodinámica. Hasta el final de la Segunda Guerra Mundial, la mayoría de los submarinos tenían una carcasa parcial adicional en la parte superior, proa y popa, construida con un metal más delgado, que se inundaba cuando se sumergía. Alemania fue más allá con el Tipo XXI , un predecesor general de los submarinos modernos, en el que el casco de presión estaba completamente encerrado dentro del casco ligero, pero optimizado para la navegación sumergida, a diferencia de los diseños anteriores que estaban optimizados para la operación en superficie.

Después de la Segunda Guerra Mundial, los enfoques se dividieron. La Unión Soviética cambió sus diseños, basándose en los desarrollos alemanes. Todos los submarinos pesados ​​soviéticos y rusos posteriores a la Segunda Guerra Mundial se construyen con una estructura de doble casco . Los submarinos estadounidenses y la mayoría de los demás submarinos occidentales cambiaron a un enfoque principalmente de casco único. Todavía tienen secciones de casco ligero en la proa y la popa, que albergan los tanques de lastre principales y proporcionan una forma optimizada hidrodinámicamente, pero la sección principal del casco cilíndrico tiene solo una capa de revestimiento. Los cascos dobles se están considerando para futuros submarinos en los Estados Unidos para mejorar la capacidad de carga útil, el sigilo y el alcance. ^[71]

El casco de presión generalmente está construido de acero grueso de alta resistencia con una estructura compleja y una gran reserva de resistencia, y está separado por mamparos estancos en varios compartimentos . También hay ejemplos de más de dos cascos en un submarino, como la clase Typhoon , que tiene dos cascos de presión principales y tres más pequeños para la sala de control, torpedos y mecanismo de gobierno, con el sistema de lanzamiento de misiles entre los cascos principales, todo rodeado y sostenido por el casco hidrodinámico ligero exterior. Cuando está sumergido, el casco de presión proporciona la mayor parte de la flotabilidad para todo el buque.

La profundidad de inmersión no se puede aumentar fácilmente. Simplemente haciendo el casco más grueso se aumenta el peso estructural y se requiere la reducción del peso del equipo a bordo, y aumentando el diámetro se requiere un aumento proporcional del espesor para el mismo material y arquitectura, lo que finalmente resulta en un casco de presión que no tiene suficiente flotabilidad para soportar su propio peso, como en un batiscafo . Esto es aceptable para sumergibles de investigación civiles, pero no para submarinos militares, que necesitan llevar una gran carga de equipo, tripulación y armas para cumplir su función. Se necesitan materiales de construcción con mayor resistencia específica y módulo específico .

Los submarinos de la Primera Guerra Mundial tenían cascos de acero al carbono , con una profundidad máxima de 100 metros (330 pies). Durante la Segunda Guerra Mundial, se introdujo el acero aleado de alta resistencia , lo que permitió profundidades de 200 metros (660 pies). El acero de aleación de alta resistencia sigue siendo el material principal para los submarinos en la actualidad, con profundidades de 250 a 400 metros (820 a 1310 pies), que no se pueden superar en un submarino militar sin comprometer el diseño. Para superar ese límite, se construyeron algunos submarinos con cascos de titanio . Las aleaciones de titanio pueden ser más fuertes que el acero, más ligeras y, lo que es más importante, tienen una mayor resistencia específica sumergida y un módulo específico . El titanio tampoco es ferromagnético , importante para el sigilo. Los submarinos de titanio fueron construidos por la Unión Soviética, que desarrolló aleaciones especializadas de alta resistencia. Ha producido varios tipos de submarinos de titanio. Las aleaciones de titanio permiten un aumento importante de la profundidad, pero otros sistemas deben rediseñarse para hacer frente a ello, por lo que la profundidad de prueba se limitó a 1.000 metros (3.300 pies) para el submarino soviético  K-278 Komsomolets , el submarino de combate de inmersión más profunda. Un submarino de clase Alfa puede haber operado con éxito a 1.300 metros (4.300 pies), ^[72] aunque la operación continua a tales profundidades produciría una tensión excesiva en muchos sistemas submarinos. El titanio no se flexiona tan fácilmente como el acero y puede volverse quebradizo después de muchos ciclos de inmersión. A pesar de sus beneficios, el alto costo de la construcción de titanio llevó al abandono de la construcción de submarinos de titanio cuando terminó la Guerra Fría. Los submarinos civiles de inmersión profunda han utilizado cascos de presión acrílicos gruesos . Aunque la resistencia específica y el módulo específico del acrílico no son muy altos, la densidad es de solo 1,18 g/cm ³ , por lo que es solo ligeramente más denso que el agua, y la penalización de flotabilidad del aumento de espesor es correspondientemente baja.

El vehículo de inmersión profunda (DSV) más profundo hasta la fecha es el Trieste . El 5 de octubre de 1959, el Trieste partió de San Diego hacia Guam a bordo del carguero Santa María para participar en el Proyecto Nekton , una serie de inmersiones muy profundas en la Fosa de las Marianas . El 23 de enero de 1960, el Trieste llegó al fondo del océano en el abismo Challenger (la parte más profunda del sur de la Fosa de las Marianas), llevando a Jacques Piccard (hijo de Auguste) y al teniente Don Walsh , de la Marina de los Estados Unidos. ^[73] Esta fue la primera vez que un buque, con tripulación o sin tripulación, había llegado al punto más profundo de los océanos de la Tierra. Los sistemas de a bordo indicaron una profundidad de 11.521 metros (37.799 pies), aunque posteriormente esta cifra se revisó a 10.916 metros (35.814 pies) y mediciones más precisas realizadas en 1995 encontraron que el Challenger Deep era ligeramente menos profundo, a 10.911 metros (35.797 pies).

Construir un casco de presión es difícil, ya que debe soportar presiones a su profundidad de buceo requerida. Cuando el casco es perfectamente redondo en sección transversal, la presión se distribuye uniformemente y solo causa compresión del casco. Si la forma no es perfecta, el casco se desvía más en algunos lugares y la inestabilidad por pandeo es el modo de falla habitual . Las desviaciones menores inevitables se resisten con anillos de refuerzo, pero incluso una desviación de una pulgada (25 mm) de la redondez da como resultado una disminución de más del 30 por ciento de la carga hidrostática máxima y, en consecuencia, de la profundidad de inmersión. ^[74] Por lo tanto, el casco debe construirse con alta precisión. Todas las partes del casco deben soldarse sin defectos y todas las juntas se revisan varias veces con diferentes métodos, lo que contribuye al alto costo de los submarinos modernos. (Por ejemplo, cada submarino de ataque de la clase Virginia cuesta US$2.6 mil millones , más de US$200.000 por tonelada de desplazamiento).

Los primeros submarinos fueron propulsados ​​por humanos. El primer submarino impulsado mecánicamente fue el Plongeur francés de 1863 , que utilizaba aire comprimido para la propulsión. La propulsión anaeróbica fue empleada por primera vez por el Ictineo II español en 1864, que utilizaba una solución de zinc , dióxido de manganeso y clorato de potasio para generar suficiente calor para alimentar un motor de vapor, al mismo tiempo que proporcionaba oxígeno a la tripulación. Un sistema similar no se empleó nuevamente hasta 1940, cuando la Armada alemana probó un sistema basado en peróxido de hidrógeno , la turbina Walter , en el submarino experimental V-80 y más tarde en los submarinos navales U-791 y tipo XVII ; ^[75] el sistema se desarrolló aún más para la clase Explorer británica , completada en 1958. ^[76]

Hasta la llegada de la propulsión nuclear marina , la mayoría de los submarinos del siglo XX utilizaban motores eléctricos y baterías para funcionar bajo el agua y motores de combustión en la superficie, y para recargar las baterías. Los primeros submarinos utilizaban motores de gasolina , pero pronto estos motores dieron paso a los de queroseno y, después, a los diésel , debido a su menor inflamabilidad y, con el diésel, a una mejor eficiencia del combustible y, por tanto, a una mayor autonomía. La combinación de propulsión diésel y eléctrica se convirtió en la norma.

Inicialmente, el motor de combustión y el motor eléctrico estaban conectados en la mayoría de los casos al mismo eje para que ambos pudieran accionar directamente la hélice. El motor de combustión se colocaba en el extremo delantero de la sección de popa con el motor eléctrico detrás de él seguido por el eje de la hélice. El motor estaba conectado al motor mediante un embrague y el motor a su vez conectado al eje de la hélice mediante otro embrague.

Con solo el embrague trasero acoplado, el motor eléctrico podría impulsar la hélice, como se requiere para el funcionamiento totalmente sumergido. Con ambos embragues acoplados, el motor de combustión podría impulsar la hélice, como era posible cuando se operaba en la superficie o, en una etapa posterior, al bucear con esnórquel. El motor eléctrico en este caso serviría como generador para cargar las baterías o, si no fuera necesario cargarlas, se le permitiría girar libremente. Con solo el embrague delantero acoplado, el motor de combustión podría impulsar el motor eléctrico como generador para cargar las baterías sin forzar simultáneamente el movimiento de la hélice.

El motor podría tener múltiples armaduras en el eje, que podrían estar acopladas eléctricamente en serie para baja velocidad y en paralelo para alta velocidad (estas conexiones se llamaban "grupo abajo" y "grupo arriba", respectivamente).

Aunque la mayoría de los primeros submarinos utilizaban una conexión mecánica directa entre el motor de combustión y la hélice, en una etapa muy temprana se consideró y se implementó una solución alternativa. ^[77] Esa solución consiste en convertir primero el trabajo del motor de combustión en energía eléctrica a través de un generador dedicado. Esta energía se utiliza luego para impulsar la hélice a través del motor eléctrico y, en la medida necesaria, para cargar las baterías. En esta configuración, el motor eléctrico es responsable de impulsar la hélice en todo momento, independientemente de si hay aire disponible, de modo que también se puede utilizar el motor de combustión.

Entre los pioneros de esta solución alternativa estuvo el primer submarino de la Armada sueca , el HSwMS Hajen  [sv] (más tarde rebautizado como Ub no 1 ), botado en 1904. Aunque su diseño se inspiró en general en el primer submarino encargado por la Armada de los EE. UU., el USS Holland , se desvió de este último en al menos tres formas significativas: añadiendo un periscopio, sustituyendo el motor de gasolina por un motor semidiésel (un motor de bulbo caliente destinado principalmente a ser alimentado por queroseno, sustituido posteriormente por un auténtico motor diésel) y cortando el vínculo mecánico entre el motor de combustión y la hélice dejando que el primero accionara un generador dedicado. ^[78] Al hacerlo, dio tres pasos importantes hacia lo que finalmente se convertiría en la tecnología dominante para los submarinos convencionales (es decir, no nucleares).

En los años siguientes, la Armada sueca añadió otros siete submarinos de tres clases diferentes (2.ª clase  [sv] , clase Laxen  [sv] y clase Braxen  [sv] ) utilizando la misma tecnología de propulsión, pero equipados con verdaderos motores diésel en lugar de semidiésel desde el principio. ^[79] Dado que en ese momento, la tecnología generalmente se basaba en el motor diésel en lugar de algún otro tipo de motor de combustión, finalmente llegó a conocerse como transmisión diésel-eléctrica .

Al igual que muchos otros submarinos antiguos, los diseñados inicialmente en Suecia eran bastante pequeños (menos de 200 toneladas) y, por lo tanto, estaban confinados a operaciones litorales. Cuando la Armada sueca quiso añadir buques más grandes, capaces de operar más lejos de la costa, sus diseños se compraron a empresas extranjeras que ya tenían la experiencia requerida: primero italianas ( Fiat - Laurenti ) y más tarde alemanas ( AG Weser e IvS ). ^[80] Como efecto secundario, la transmisión diésel-eléctrica se abandonó temporalmente.

Sin embargo, la transmisión diésel-eléctrica se reintrodujo inmediatamente cuando Suecia comenzó a diseñar sus propios submarinos nuevamente a mediados de la década de 1930. Desde ese momento en adelante, se ha utilizado consistentemente para todas las nuevas clases de submarinos suecos, aunque complementada con propulsión independiente del aire (AIP) como la proporcionada por los motores Stirling a partir del HMS Näcken en 1988. ^[81]

Otro de los primeros en adoptar la transmisión diésel-eléctrica fue la Armada de los Estados Unidos , cuya Oficina de Ingeniería propuso su uso en 1928. Posteriormente se probó en los submarinos de clase S S-3 , S-6 y S-7 antes de ponerse en producción con la clase Porpoise de la década de 1930. A partir de ese momento, continuó utilizándose en la mayoría de los submarinos convencionales estadounidenses. ^[82]

Aparte de la clase U británica y algunos submarinos de la Armada Imperial Japonesa que utilizaban generadores diésel independientes para navegar a baja velocidad, pocas armadas, aparte de las de Suecia y los EE. UU., hicieron un uso considerable de la transmisión diésel-eléctrica antes de 1945. ^[82] Después de la Segunda Guerra Mundial, en cambio, se convirtió gradualmente en el modo de propulsión dominante para los submarinos convencionales. Sin embargo, su adopción no siempre fue rápida. Cabe destacar que la Armada Soviética no introdujo la transmisión diésel-eléctrica en sus submarinos convencionales hasta 1980 con su clase Paltus . ^[83]

Si la transmisión diésel-eléctrica sólo hubiera aportado ventajas y ninguna desventaja en comparación con un sistema que conecta mecánicamente el motor diésel a la hélice, sin duda se habría convertido en dominante mucho antes. Entre las desventajas se incluyen las siguientes: ^{[84] [85]}

• Esto implica una pérdida de eficiencia de combustible y de potencia al convertir la potencia del motor diésel en electricidad. Si bien se sabe que tanto los generadores como los motores eléctricos son muy eficientes, su eficiencia no llega al 100 por ciento.
• Se necesita un componente adicional en forma de un generador dedicado. Dado que el motor eléctrico siempre se utiliza para impulsar la hélice, ya no puede intervenir para realizar también el mantenimiento del generador.
• No permite que el motor diésel y el motor eléctrico unan sus fuerzas impulsando simultáneamente la hélice mecánicamente para alcanzar la velocidad máxima cuando el submarino está en la superficie o haciendo snorkeling. Sin embargo, esto puede tener poca importancia práctica, ya que la opción que impide es una que dejaría al submarino en riesgo de tener que sumergirse con sus baterías al menos parcialmente agotadas.

La razón por la que la transmisión diésel-eléctrica se ha convertido en la alternativa dominante a pesar de estas desventajas es, por supuesto, que también tiene muchas ventajas y que, en conjunto, estas han resultado ser las más importantes. Las ventajas incluyen las siguientes: ^{[84] [85]}

• Reduce el ruido externo al cortar el vínculo mecánico directo y rígido entre el motor o los motores diésel relativamente ruidosos, por un lado, y el eje o los ejes de la hélice y el casco, por el otro. Como el sigilo es de suma importancia para los submarinos, esta es una ventaja muy significativa.
• Aumenta la preparación para la inmersión , algo que, por supuesto, es de vital importancia para un submarino. Lo único que se requiere desde el punto de vista de la propulsión es apagar el o los motores diésel.
• Hace que la velocidad del motor o motores diésel sea temporalmente independiente de la velocidad del submarino. Esto, a su vez, suele permitir que el motor o motores diésel funcionen a una velocidad cercana a la óptima desde el punto de vista de la eficiencia de combustible y la durabilidad. También permite reducir el tiempo que se pasa en la superficie o haciendo esnórquel al hacer funcionar el motor o motores diésel a la velocidad máxima sin afectar la velocidad del propio submarino.
• Elimina los embragues que de otro modo serían necesarios para conectar el motor diésel, el motor eléctrico y el eje de la hélice, lo que a su vez ahorra espacio, aumenta la confiabilidad y reduce los costos de mantenimiento.
• Aumenta la flexibilidad en cuanto a la configuración, la posición y el mantenimiento de los componentes de la transmisión. Por ejemplo, ya no es necesario alinear el motor diésel con el motor eléctrico y el eje de la hélice, se pueden utilizar dos motores diésel para alimentar una sola hélice (o viceversa) y se puede apagar un motor diésel para realizar tareas de mantenimiento siempre que haya un segundo motor disponible para proporcionar la cantidad de electricidad necesaria.
• Facilita la integración de fuentes de energía primarias adicionales, además de los motores diésel, como varios tipos de sistemas de energía independientes del aire (AIP) . Con uno o más motores eléctricos que impulsan siempre las hélices, estos sistemas pueden introducirse fácilmente como otra fuente de energía eléctrica además de los motores diésel y las baterías.

Durante la Segunda Guerra Mundial, los alemanes experimentaron con la idea del schnorchel (snorkel) en submarinos holandeses capturados, pero no vieron la necesidad de usarlo hasta bastante tarde en la guerra. El schnorchel es un tubo retráctil que suministra aire a los motores diésel mientras están sumergidos a la profundidad del periscopio , lo que permite que el barco navegue y recargue sus baterías mientras mantiene un cierto grado de sigilo.

Sin embargo, en su primera implementación, resultó estar lejos de ser una solución perfecta. Había problemas con la válvula del dispositivo, que se quedaba atascada o se cerraba cuando se sumergía en condiciones meteorológicas adversas. Dado que el sistema utilizaba todo el casco presurizado como amortiguador, los motores diésel succionaban instantáneamente enormes volúmenes de aire de los compartimentos del barco y la tripulación a menudo sufría dolorosas lesiones en los oídos. La velocidad se limitaba a 8 nudos (15 km/h), para que el dispositivo no se rompiera por la tensión. El schnorchel también creaba ruido que hacía que el barco fuera más fácil de detectar con el sonar, pero más difícil para el sonar de a bordo detectar señales de otros barcos. Finalmente, el radar aliado llegó a ser lo suficientemente avanzado como para que el mástil del schnorchel pudiera detectarse más allá del alcance visual. ^[86]

Aunque el snorkel hace que un submarino sea mucho menos detectable, no es perfecto. En condiciones meteorológicas despejadas, los gases de escape de los motores diésel se pueden ver en la superficie a una distancia de unas tres millas ^[87] , mientras que la "pluma de periscopio" (la ola creada por el snorkel o periscopio al moverse a través del agua) es visible desde lejos en condiciones de mar en calma. El radar moderno también es capaz de detectar un snorkel en condiciones de mar en calma ^{[88] .}

El problema de que los motores diésel provoquen un vacío en el submarino cuando la válvula de cabeza está sumergida todavía existe en los submarinos diésel de modelos posteriores, pero se mitiga con sensores de corte de alto vacío que apagan los motores cuando el vacío en el barco alcanza un punto preestablecido. Los mástiles de inducción de esnórquel modernos tienen un diseño a prueba de fallas que utiliza aire comprimido , controlado por un circuito eléctrico simple, para mantener la "válvula de cabeza" abierta contra la tracción de un poderoso resorte. El agua de mar que se lava sobre el mástil provoca un cortocircuito en los electrodos expuestos en la parte superior, rompiendo el control y cerrando la "válvula de cabeza" mientras está sumergida. Los submarinos estadounidenses no adoptaron el uso de esnórqueles hasta después de la Segunda Guerra Mundial. ^[89]

Durante la Segunda Guerra Mundial, los submarinos alemanes Tipo XXI (también conocidos como " Elektroboote ") fueron los primeros submarinos diseñados para operar sumergidos durante períodos prolongados. Inicialmente, iban a llevar peróxido de hidrógeno para una propulsión rápida, independiente del aire y a largo plazo, pero finalmente se construyeron con baterías muy grandes. Al final de la guerra, los británicos y los soviéticos experimentaron con motores de peróxido de hidrógeno/queroseno (parafina) que podían funcionar en la superficie y sumergidos. Los resultados no fueron alentadores. Aunque la Unión Soviética desplegó una clase de submarinos con este tipo de motor (denominados en código Quebec por la OTAN), se consideró que no tuvieron éxito.

Estados Unidos también utilizó peróxido de hidrógeno en un submarino enano experimental , el X-1 . Originalmente estaba propulsado por un motor de peróxido de hidrógeno/diésel y un sistema de batería hasta que se produjo una explosión de su suministro de peróxido de hidrógeno el 20 de mayo de 1957. El X-1 fue posteriormente adaptado para utilizar un sistema de propulsión diésel-eléctrico. ^[90]

En la actualidad, varias armadas utilizan propulsión independiente del aire. Cabe destacar que Suecia utiliza tecnología Stirling en los submarinos de las clases Gotland y Södermanland . El motor Stirling se calienta quemando combustible diésel con oxígeno líquido de tanques criogénicos . Un desarrollo más reciente en propulsión independiente del aire son las pilas de combustible de hidrógeno , utilizadas por primera vez en el submarino alemán Tipo 212 , con nueve celdas de 34 kW o dos de 120 kW. Las pilas de combustible también se utilizan en los nuevos submarinos españoles de la clase S-80, aunque el combustible se almacena como etanol y luego se convierte en hidrógeno antes de su uso. ^[91]

Una nueva tecnología que se está introduciendo a partir del undécimo submarino de la clase Sōryū (JS Ōryū ) de la Armada japonesa es una batería más moderna, la batería de iones de litio . Estas baterías tienen aproximadamente el doble de capacidad de almacenamiento eléctrico que las baterías tradicionales y, al reemplazar las baterías de plomo-ácido en sus áreas de almacenamiento normales y llenar el gran espacio del casco normalmente dedicado al motor AIP y los tanques de combustible con muchas toneladas de baterías de iones de litio, los submarinos modernos pueden volver a una configuración diésel-eléctrica "pura" y, al mismo tiempo, tener el alcance submarino adicional y la potencia normalmente asociados con los submarinos equipados con AIP. ^{[ cita requerida ]}

La energía a vapor resucitó en la década de 1950 con una turbina de vapor impulsada por energía nuclear que impulsaba un generador. Al eliminar la necesidad de oxígeno atmosférico, el tiempo que un submarino podía permanecer sumergido estaba limitado únicamente por sus reservas de alimentos, ya que el aire respirable se reciclaba y el agua dulce se destilaba a partir del agua de mar. Más importante aún, un submarino nuclear tiene un alcance ilimitado a máxima velocidad. Esto le permite viajar desde su base de operaciones a la zona de combate en un tiempo mucho más corto y lo convierte en un objetivo mucho más difícil para la mayoría de las armas antisubmarinas. Los submarinos de propulsión nuclear tienen una batería relativamente pequeña y un motor diésel/generador para uso de emergencia si los reactores deben apagarse.

La energía nuclear se utiliza ahora en todos los grandes submarinos, pero debido al alto coste y al gran tamaño de los reactores nucleares, los submarinos más pequeños siguen utilizando propulsión diésel-eléctrica. La proporción de submarinos grandes y pequeños depende de las necesidades estratégicas. La Armada de los EE. UU., la Armada francesa y la Marina Real británica operan solo submarinos nucleares , ^{[92] [93]} lo que se explica por la necesidad de operaciones a distancia. Otros operadores importantes dependen de una combinación de submarinos nucleares para fines estratégicos y submarinos diésel-eléctricos para defensa. La mayoría de las flotas no tienen submarinos nucleares, debido a la disponibilidad limitada de energía nuclear y tecnología submarina.

Los submarinos diésel-eléctricos tienen una ventaja de sigilo sobre sus contrapartes nucleares. Los submarinos nucleares generan ruido de las bombas de refrigerante y la turbomaquinaria necesaria para operar el reactor, incluso a niveles bajos de potencia. ^{[94] [95]} Algunos submarinos nucleares como la clase Ohio estadounidense pueden operar con sus bombas de refrigerante del reactor aseguradas, lo que los hace más silenciosos que los submarinos eléctricos. ^{[ cita requerida ]} Un submarino convencional que opera con baterías es casi completamente silencioso, el único ruido proviene de los cojinetes del eje, la hélice y el ruido del flujo alrededor del casco, todo lo cual se detiene cuando el submarino se cierne en mitad del agua para escuchar, dejando solo el ruido de la actividad de la tripulación. Los submarinos comerciales generalmente dependen solo de baterías, ya que operan en conjunto con un barco nodriza.

Varios accidentes nucleares y de radiación graves han involucrado accidentes con submarinos nucleares. ^{[96] [97]} El accidente del reactor del submarino soviético  K-19 en 1961 resultó en 8 muertes y más de 30 personas fueron sobreexpuestas a la radiación. ^[98] El accidente del reactor del submarino soviético  K-27 ^{en 1968 resultó en 9 muertes y otras 83 lesiones. [96]} El accidente del submarino soviético  K-431 en 1985 resultó en 10 muertes y otras 49 lesiones por radiación. ^[97]

Las turbinas de vapor alimentadas con petróleo impulsaron los submarinos británicos de clase K , construidos durante la Primera Guerra Mundial y posteriormente, para darles la velocidad en superficie necesaria para seguir el ritmo de la flota de batalla. Sin embargo, los submarinos de clase K no tuvieron mucho éxito.

Hacia finales del siglo XX, algunos submarinos, como la clase Vanguard británica , comenzaron a equiparse con propulsores de chorro de aire en lugar de hélices. Aunque estos son más pesados, más caros y menos eficientes que una hélice, son significativamente más silenciosos, lo que proporciona una importante ventaja táctica.

El éxito del submarino está indisolublemente ligado al desarrollo del torpedo , inventado por Robert Whitehead en 1866. Su invención (básicamente la misma ahora que hace 140 años) permitió que el submarino diera el salto de novedad a arma de guerra. Antes del desarrollo y la miniaturización del sonar lo suficientemente sensible como para rastrear a un submarino sumergido, los ataques se limitaban exclusivamente a los barcos y submarinos que operaban cerca o en la superficie. La selección de objetivos de torpedos no guiados se hacía inicialmente a simple vista, pero en la Segunda Guerra Mundial comenzaron a proliferar las computadoras de selección de objetivos analógicas , capaces de calcular soluciones de disparo básicas. No obstante, podían ser necesarios varios torpedos "de carrera recta" para garantizar que se alcanzara un objetivo. Con un máximo de 20 a 25 torpedos almacenados a bordo, el número de ataques que podía realizar un submarino era limitado. Para aumentar la resistencia al combate a partir de la Primera Guerra Mundial, los submarinos también funcionaron como cañoneros sumergibles, utilizando sus cañones de cubierta contra objetivos desarmados y sumergiéndose para escapar y atacar a los buques de guerra enemigos. La importancia inicial de estos cañones de cubierta alentó el desarrollo de cruceros submarinos que no tuvieron éxito , como el Surcouf francés y los submarinos de clase X1 y M de la Marina Real Británica . Con la llegada de los aviones de guerra antisubmarina (ASW), los cañones pasaron a ser más defensivos que ofensivos. Un método más práctico para aumentar la resistencia en combate fue el tubo de torpedos externo, que se cargaba solo en el puerto.

La capacidad de los submarinos para acercarse a los puertos enemigos de forma encubierta condujo a su uso como minadores . Los submarinos minadores de la Primera y la Segunda Guerra Mundial se construyeron especialmente para ese propósito. Las minas modernas colocadas por submarinos , como las británicas Mark 5 Stonefish y Mark 6 Sea Urchin, se pueden colocar desde los tubos lanzatorpedos de un submarino.

Después de la Segunda Guerra Mundial, tanto los EE. UU. como la URSS experimentaron con misiles de crucero lanzados desde submarinos , como el SSM-N-8 Regulus y el P-5 Pyatyorka . Dichos misiles requerían que el submarino saliera a la superficie para disparar sus misiles. Fueron los precursores de los modernos misiles de crucero lanzados desde submarinos, que pueden dispararse desde los tubos de torpedos de submarinos sumergidos, por ejemplo, el BGM-109 Tomahawk estadounidense y el RPK-2 Viyuga ruso y versiones de misiles antibuque superficie-superficie como el Exocet y el Harpoon , encapsulados para el lanzamiento submarino. Los misiles balísticos también pueden dispararse desde los tubos de torpedos de un submarino, por ejemplo, misiles como el antisubmarino SUBROC . Con el volumen interno tan limitado como siempre y el deseo de transportar cargas de guerra más pesadas, se revivió la idea del tubo de lanzamiento externo, generalmente para misiles encapsulados, colocándose dichos tubos entre la presión interna y los cascos aerodinámicos externos. Los torpedos guiados también proliferaron ampliamente durante y después de la Segunda Guerra Mundial, aumentando aún más la resistencia y letalidad del combate de los submarinos y permitiéndoles atacar a otros submarinos en profundidad (siendo esta última ahora una de las misiones principales del submarino de ataque moderno ).

La misión estratégica del SSM-N-8 y del P-5 fue asumida por misiles balísticos lanzados desde submarinos, empezando por el misil Polaris de la Marina de los EE. UU. , y posteriormente por los misiles Poseidon y Trident .

Alemania está trabajando en el misil IDAS de corto alcance lanzado mediante tubos de torpedos , que puede utilizarse contra helicópteros ASW, así como contra buques de superficie y objetivos costeros.

Un submarino puede tener una variedad de sensores, dependiendo de sus misiones. Los submarinos militares modernos dependen casi por completo de un conjunto de sonares pasivos y activos para localizar objetivos. El sonar activo se basa en un "ping" audible para generar ecos que revelen los objetos alrededor del submarino. Los sistemas activos rara vez se utilizan, ya que al hacerlo revelan la presencia del submarino. El sonar pasivo es un conjunto de hidrófonos sensibles instalados en el casco o arrastrados en un conjunto remolcado, que normalmente se arrastra varios cientos de pies detrás del submarino. El conjunto remolcado es el pilar de los sistemas de detección de submarinos de la OTAN, ya que reduce el ruido de flujo que escuchan los operadores. El sonar montado en el casco se utiliza además del conjunto remolcado, ya que el conjunto remolcado no puede funcionar a poca profundidad y durante las maniobras. Además, el sonar tiene un punto ciego "a través" del submarino, por lo que un sistema tanto en la parte delantera como en la trasera funciona para eliminar ese problema. Como el conjunto remolcado se arrastra detrás y debajo del submarino, también permite que el submarino tenga un sistema tanto por encima como por debajo de la termoclina a la profundidad adecuada; El sonido que pasa a través de la termoclina se distorsiona, lo que da como resultado un rango de detección más bajo.

Los submarinos también llevan equipos de radar para detectar buques y aeronaves de superficie. Es más probable que los capitanes de submarinos utilicen equipos de detección de radar que radares activos para detectar objetivos, ya que el radar puede detectarse mucho más allá de su propio alcance de retorno, revelando el submarino. Los periscopios se utilizan raramente, excepto para fijar la posición y verificar la identidad de un contacto.

Los submarinos civiles, como el DSV  Alvin o los sumergibles rusos Mir , dependen de pequeños equipos de sonar activo y puertos de observación para navegar. El ojo humano no puede detectar la luz solar a una profundidad de unos 91 m (300 pies) bajo el agua, por lo que se utilizan luces de alta intensidad para iluminar el área de observación.

Los submarinos antiguos tenían pocas ayudas a la navegación, pero los submarinos modernos tienen una variedad de sistemas de navegación. Los submarinos militares modernos utilizan un sistema de guía inercial para la navegación mientras están sumergidos, pero el error de deriva se acumula inevitablemente con el tiempo. Para contrarrestar esto, la tripulación utiliza ocasionalmente el Sistema de Posicionamiento Global para obtener una posición precisa. El periscopio , un tubo retráctil con un sistema de prismas que proporciona una vista de la superficie, solo se utiliza ocasionalmente en los submarinos modernos, ya que el rango de visibilidad es corto. Los submarinos de clase Virginia y clase Astute utilizan mástiles fotónicos en lugar de periscopios ópticos que penetran el casco. Estos mástiles aún deben desplegarse sobre la superficie y utilizan sensores electrónicos para luz visible, infrarrojos, telémetro láser y vigilancia electromagnética. Una ventaja de izar el mástil sobre la superficie es que mientras el mástil está sobre el agua, todo el submarino sigue estando debajo del agua y es mucho más difícil de detectar visualmente o por radar.

Los submarinos militares utilizan varios sistemas para comunicarse con centros de mando distantes u otros barcos. Uno de ellos es la radio VLF (muy baja frecuencia), que puede llegar a un submarino tanto en la superficie como sumergido a una profundidad relativamente baja, normalmente menos de 250 pies (76 m). La radio ELF (frecuencia extremadamente baja) puede llegar a un submarino a mayores profundidades, pero tiene un ancho de banda muy bajo y se utiliza generalmente para llamar a un submarino sumergido a una profundidad menor a la que pueden llegar las señales VLF. Un submarino también tiene la opción de flotar una antena de cable larga y flotante a una profundidad menor, lo que permite transmisiones VLF desde un barco profundamente sumergido.

Al extender un mástil de radio, un submarino también puede utilizar una técnica de " transmisión en ráfaga ". Una transmisión en ráfaga dura sólo una fracción de segundo, lo que minimiza el riesgo de detección del submarino.

Para comunicarse con otros submarinos se utiliza un sistema conocido como Gertrude. El Gertrude es básicamente un teléfono sonar . La comunicación de voz de un submarino se transmite por altavoces de baja potencia al agua, donde es detectada por sonares pasivos en el submarino receptor. El alcance de este sistema es probablemente muy corto y, al usarlo, se emite sonido al agua, que puede ser escuchado por el enemigo.

Los submarinos civiles pueden utilizar sistemas similares, aunque menos potentes, para comunicarse con barcos de apoyo u otros sumergibles en la zona.

Con energía nuclear o propulsión independiente del aire , los submarinos pueden permanecer sumergidos durante meses seguidos. Los submarinos diésel convencionales deben resurgir periódicamente o funcionar con esnórquel para recargar sus baterías. La mayoría de los submarinos militares modernos generan oxígeno respirable mediante electrólisis de agua dulce (utilizando un dispositivo llamado " generador de oxígeno electrolítico "). El oxígeno de emergencia se puede producir quemando velas de clorato de sodio . ^[99] El equipo de control de la atmósfera incluye un depurador de dióxido de carbono , que utiliza un rocío de absorbente de monoetanolamina (MEA) para eliminar el gas del aire, después de lo cual el MEA se calienta en una caldera para liberar el CO ₂ que luego se bombea por la borda. El depurador de emergencia también se puede realizar con hidróxido de litio, que es consumible. ^[99] También se utiliza una máquina que utiliza un catalizador para convertir el monóxido de carbono en dióxido de carbono (eliminado por el depurador de CO ₂ ) y une el hidrógeno producido por la batería de almacenamiento del barco con el oxígeno de la atmósfera para producir agua. ^{[ cita requerida ]} Un sistema de monitoreo de la atmósfera toma muestras del aire de diferentes áreas del barco en busca de nitrógeno , oxígeno, hidrógeno, refrigerantes R-12 y R-114 , dióxido de carbono, monóxido de carbono y otros gases. ^{[ 99 ]} Los gases venenosos se eliminan y el oxígeno se repone mediante el uso de un banco de oxígeno ubicado en un tanque de lastre principal. ^{[ cita requerida ] [ aclaración necesaria ]} Algunos submarinos más pesados ​​tienen dos estaciones de purga de oxígeno (a proa y a popa). El oxígeno en el aire a veces se mantiene un pequeño porcentaje menor que la concentración atmosférica para reducir el riesgo de incendio.

El agua dulce se produce mediante un evaporador o una unidad de ósmosis inversa . El uso principal del agua dulce es proporcionar agua de alimentación para el reactor y las plantas de propulsión de vapor. También está disponible para duchas, lavabos, cocina y limpieza una vez que se han satisfecho las necesidades de la planta de propulsión. El agua de mar se utiliza para descargar los inodoros, y el "agua negra" resultante se almacena en un tanque sanitario hasta que se sopla por la borda utilizando aire presurizado o se bombea por la borda utilizando una bomba sanitaria especial. El sistema de descarga de aguas negras requiere habilidad para operar, y las válvulas de aislamiento deben cerrarse antes de la descarga. ^[100] El barco alemán Tipo VIIC U-1206 se hundió con víctimas debido a un error humano al utilizar este sistema. ^[101] El agua de las duchas y lavabos se almacena por separado en tanques de " aguas grises " y se descarga por la borda utilizando bombas de drenaje.

La basura de los grandes submarinos modernos se suele desechar mediante un tubo llamado unidad de eliminación de basura (TDU), donde se compacta en un recipiente de acero galvanizado. En la parte inferior de la TDU hay una válvula de bola grande. Se coloca un tapón de hielo sobre la válvula de bola para protegerla, y las latas se colocan encima del tapón de hielo. Se cierra la compuerta superior y se inunda la TDU y se iguala con la presión del mar. Se abre la válvula de bola y las latas caen con la ayuda de pesos de chatarra en las latas. La TDU también se enjuaga con agua de mar para asegurarse de que esté completamente vacía y la válvula de bola esté despejada antes de cerrarla. ^{[ cita requerida ]}

Un submarino nuclear típico tiene una tripulación de más de 80 personas; los barcos convencionales suelen tener menos de 40. Las condiciones en un submarino pueden ser difíciles porque los miembros de la tripulación deben trabajar aislados durante largos períodos de tiempo, sin contacto familiar y en condiciones de hacinamiento. ^[102] Los submarinos normalmente mantienen silencio de radio para evitar ser detectados. Operar un submarino es peligroso, incluso en tiempos de paz, y muchos submarinos se han perdido en accidentes. ^[103]

La mayoría de las armadas prohibieron a las mujeres servir en submarinos, incluso después de que se les hubiera permitido servir en buques de guerra de superficie. La Marina Real Noruega se convirtió en la primera marina en permitir mujeres en sus tripulaciones de submarinos en 1985. La Marina Real Danesa permitió mujeres submarinistas en 1988. ^[104] Otras siguieron su ejemplo, incluida la Armada sueca (1989), ^[105] la Marina Real Australiana (1998), la Armada Española (1999), ^{[106] [107]} la Armada Alemana (2001) y la Armada Canadiense (2002). En 1995, Solveig Krey de la Marina Real Noruega se convirtió en la primera oficial femenina en asumir el mando de un submarino militar, el HNoMS Kobben . ^[108]

El 8 de diciembre de 2011, el secretario de Defensa británico , Philip Hammond, anunció que la prohibición del Reino Unido de que las mujeres trabajaran en submarinos se levantaría a partir de 2013. ^[109] Anteriormente, se temía que las mujeres estuvieran más expuestas a la acumulación de dióxido de carbono en el submarino, pero un estudio no mostró ninguna razón médica para excluir a las mujeres, aunque las mujeres embarazadas seguirían estando excluidas. ^[109] Peligros similares para la mujer embarazada y su feto impidieron que las mujeres prestaran servicio en submarinos en Suecia en 1983, cuando se pusieron a disposición de ellas todos los demás puestos en la Armada sueca. Hoy en día, las mujeres embarazadas siguen sin poder servir en submarinos en Suecia. Sin embargo, los responsables políticos pensaron que era discriminatorio con una prohibición general y exigieron que se juzgara a las mujeres por sus méritos individuales y se evaluara su idoneidad y se comparara con otros candidatos. Además, señalaron que es poco probable que una mujer que cumpla con exigencias tan elevadas quede embarazada. ^[105] En mayo de 2014, tres mujeres se convirtieron en las primeras submarinistas de la Marina Real. ^[110]

Las mujeres han servido en los buques de superficie de la Armada de los EE. UU. desde 1993, y a partir de 2011-2012 ^[actualizar], comenzaron a servir en submarinos por primera vez. Hasta ahora, la Armada solo permitía tres excepciones para que las mujeres estuvieran a bordo de submarinos militares: técnicas civiles femeninas durante unos días como máximo, mujeres guardiamarinas en una noche durante el entrenamiento de verano para el ROTC de la Armada y la Academia Naval , y miembros de la familia para cruceros dependientes de un día. ^[111] En 2009, altos funcionarios, incluido el entonces secretario de la Armada Ray Mabus , el jefe del Estado Mayor Conjunto, almirante Michael Mullen , y el jefe de Operaciones Navales, almirante Gary Roughead , comenzaron el proceso de encontrar una manera de implementar mujeres en submarinos. ^[112] La Armada de los EE. UU. rescindió su política de "no mujeres en submarinos" en 2010. ^[113]

Tanto la armada estadounidense como la británica utilizan submarinos de propulsión nuclear que permanecen en servicio durante períodos de seis meses o más. Otras armadas que permiten que las mujeres presten servicio en submarinos utilizan submarinos de propulsión convencional, que permanecen en servicio durante períodos mucho más cortos, normalmente sólo unos pocos meses. ^[114] Antes del cambio introducido por los EE. UU., ninguna nación que utilizase submarinos nucleares permitía que las mujeres prestaran servicio a bordo. ^[115]

En 2011, la primera clase de oficiales de submarinos femeninos se graduó del Curso Básico de Oficiales de Submarinos (SOBC) de la Escuela Naval de Submarinos en la Base Naval de Submarinos New London . ^[116] Además, también asistieron al SOBC oficiales de suministro femeninas de mayor rango y con más experiencia de la especialidad de guerra de superficie, y procedieron a los submarinos de misiles balísticos (SSBN) y misiles guiados (SSGN) de la flota junto con los nuevos oficiales de línea de submarinos femeninos a partir de finales de 2011. ^[117] A finales de 2011, varias mujeres fueron asignadas al submarino de misiles balísticos de clase Ohio USS  Wyoming . ^[118] El 15 de octubre de 2013, la Armada de los EE. UU. anunció que dos de los submarinos de ataque más pequeños de clase Virginia , el USS  Virginia y el USS  Minnesota , tendrían tripulantes femeninas en enero de 2015. ^[113]

En 2020, la academia nacional de submarinos navales de Japón aceptó a su primera candidata femenina. ^[119]

En caso de emergencia, los submarinos pueden contactar con otros barcos para ayudar en el rescate y recoger a la tripulación cuando abandonan el barco. La tripulación puede utilizar equipos de escape como el Equipo de Inmersión para Escape de Submarinos para abandonar el submarino a través de un tronco de escape , que es un pequeño compartimento con esclusa de aire que proporciona una ruta para que la tripulación escape de un submarino hundido a presión ambiente en grupos pequeños, al tiempo que minimiza la cantidad de agua admitida en el submarino. ^[120] La tripulación puede evitar lesiones pulmonares por sobreexpansión de aire en los pulmones debido al cambio de presión conocido como barotrauma pulmonar manteniendo una vía aérea abierta y exhalando durante el ascenso. ^[121] Después de escapar de un submarino presurizado, en el que la presión del aire es más alta que la atmosférica debido a la entrada de agua u otras razones, la tripulación corre el riesgo de desarrollar enfermedad por descompresión al regresar a la presión de la superficie. ^[122]

Un medio de escape alternativo es a través de un vehículo de rescate de inmersión profunda que pueda atracar en el submarino averiado, establecer un sello alrededor de la escotilla de escape y transferir al personal a la misma presión que el interior del submarino. Si el submarino ha sido presurizado, los sobrevivientes pueden encerrarse en una cámara de descompresión en el barco de rescate submarino y transferirse bajo presión para una descompresión segura en la superficie . ^[123]

• Lista de operadores de submarinos
• Australia – Submarino clase Collins
• Bangladesh - Submarinos de la Armada de Bangladesh
• Gran Bretaña – Lista de submarinos de la Marina Real Británica , Lista de clases de submarinos de la Marina Real Británica
• China – Submarinos de la Armada del Ejército Popular de Liberación
• Francia – Submarinos de la Marina Francesa , Lista de submarinos de la Marina Francesa , Lista de clases y tipos de submarinos franceses
• Alemania – Lista de submarinos alemanes
• India – Submarinos de la Armada de la India
• Israel – Submarino clase Dolphin
• Japón – Submarinos de la Armada Imperial Japonesa , Lista de clases de buques de combate de la Fuerza de Autodefensa Marítima de Japón § SS: Submarino
• Países Bajos – Lista de submarinos de los Países Bajos
• Pakistán – Lista de buques activos de la Armada de Pakistán § Submarinos
• Rumania – Submarinos rumanos de la Segunda Guerra Mundial
• Rusia – Lista de clases de submarinos soviéticos y rusos , Futuros submarinos rusos
• Unión Soviética – Lista de buques de la Armada Soviética § Submarinos
• España – Listado de submarinos de la Armada Española
• Singapur – Armada de la República de Singapur § Submarinos
• Turquía – Lista de submarinos de la Armada Turca
• Estados Unidos – Submarinos de la Armada de los EE. UU ., Lista de submarinos de la Armada de los EE. UU ., Lista de clases de submarinos de los EE. UU ., Laboratorio de Investigación Médica de Submarinos Navales

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• Patente estadounidense 708.553 – Barco submarino
• El submarino: Parte II: Construcción (1955) está disponible para visualización y descarga gratuita en Internet Archive
• Manuales de entrenamiento de submarinos de la Armada de EE. UU. en línea de The Fleet Type Submarine, 1944-1946
• Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Seguridad. Revista de Seguridad Profesional. Accidentes submarinos: una evaluación estadística de 60 años . C. Tingle. Septiembre de 2009. Págs. 31-39. Pedido del artículo completo Archivado el 4 de julio de 2014 en Wayback Machine ; o Reproducción sin gráficos ni tablas