De Russische Komsomolets bereikte in 1985 een diepte van bijna 1.000 meter, een record dat tot op de dag van vandaag staat. Geen ander operationeel onderzeeërs-type duikt ook maar in de buurt. Maar het principe achter elke duik, van die recordpoging tot de dagelijkse patrouille van een Nederlandse Walrus-klasse boot, is verrassend eenvoudig: speel met het gewicht van water.
Hoe zorgen ballasttanks voor duiken en stijgen?
Een onderzeeër heeft grote ballasttanks die zich tussen de binnenste en buitenste romp bevinden. Aan de oppervlakte staan die tanks vol lucht. Het totale gewicht van het schip is dan lager dan het gewicht van het verdrongen water: positief drijfvermogen. Om te duiken, opent de bemanning kleppen aan de onderkant van de tanks. Zeewater stroomt naar binnen en duwt de lucht via ventielen aan de bovenkant naar buiten. Naarmate meer water de tanks vult, neemt het totale gewicht toe totdat het schip zwaarder is dan het water dat het verdringt. Het schip zinkt.
Op de gewenste diepte wordt neutraal drijfvermogen ingesteld: water en lucht in de hulptanks zijn precies in balans met de omgevingsdruk. Stijgen werkt omgekeerd: perslucht uit hogedrukflessen wordt in de ballasttanks geblazen, het water wordt eruit gedrukt en het schip wordt weer lichter. Roerbladen, de zogenoemde duikroeren, sturen de helling van het schip tijdens het manoevreren.
Hoe overleeft de romp de waterdruk?
Op 300 meter diepte bedraagt de waterdruk circa 30 bar, dertig keer de atmosferische druk aan het oppervlak. De drukhuid van een onderzeeër is een cilindrische romp van hoogwaardig staal of, bij geavanceerde modellen, van titanium. De dikte varieert van een paar centimeter bij kleinere boten tot meer dan 10 centimeter bij grote kernonderzeeërs. Doorgangen, luiken en leidingen zijn de zwakste plekken en worden met precisietoleranties gemaakt.
De Walrusklasse, de vier dieselelektrische onderzeeërs van de Koninklijke Marine, heeft een maximale duikdiepte die de marine niet openbaar maakt. Dat geldt voor vrijwel alle marines ter wereld. Alleen de captain kent het precieze getal. Van de Amerikaanse Virginia-klasse kernonderzeeërs is bekend dat ze meer dan 244 meter diep kunnen gaan, maar de werkelijke limiet ligt hoogstwaarschijnlijk dieper.
Hoe ademen en navigeren de bemanningsleden?
Zuurstof wordt opgeslagen in hogedrukflessen of opgewekt door elektrolyse van water. Kooldioxide, het uitgeademde gas, wordt chemisch gebonden door CO2-wassers met lithiumhydroxide. Moderne kernonderzeeërs kunnen wekenlang onder water blijven zonder aan de oppervlakte te komen voor verse lucht. Een stelsel van luchtreinigers, ontvochtiger en klimaatregeling houdt de lucht op peil.
- Navigatie via traagheidsnavigatie (INS): geen GPS-signaal nodig onder water
- Sonar (actief of passief) detecteert obstakels, de zeebodem en andere schepen
- Periscoop en snorkel worden alleen vlak onder het oppervlak gebruikt
- Communicatie via laagfrequente radiogolven (ELF) die water penetreren
