Jak to celé funguje
Z konstrukčního hlediska je hlubinná nálož poměrně jednoduchá. Jde o tenkostěnný kontejner naplněný dostatečným množstvím trhaviny, většinou TNT, Amatolu (TNT s přídavkem dusičnanu amonného) nebo Torpexu (40 % TNT, 42 % hexogenu a 18 % hliníkového prášku). Hlubinné nálože jsou „těžký kalibr“ (když vynecháme letecké verze, které musí být z principu lehké), běžná hmotnost se pohybuje v řádu 100 až 250 kg. Nicméně Britové v roce 1942 zavedli těžké hlubinné nálože Type X, ráže 3 000 lb (1 383 kg), odpalované z torpédometů ráže 533 mm. Type X byly určené pro boj s ponorkami ve velkých hloubkách.
Hlubinné nálože explodují v předem nastavené hloubce. Mohou být vybaveny třemi typy zapalovačů. Plovákovým, již v článku popsaným, časovým, který nálož odpálí po uplynutí nastaveného času (předem je samozřejmě nutné změřit rychlost klesání nálože), nebo tlakovým, který reaguje na hydrostatický tlak a po jeho dosažení nálož odpálí. Ve druhém a třetím případě jsou hlubinné nálože vybavené stavěcí stupnicí, která je kalibrovaná v hodnotách hloubky, aby to obsluhy nemusely přepočítávat, protože ze sonaru dostanou údaj o hloubce. Japonci na konci druhé světové války začali vyvíjet i akustický přibližovací zapalovač, ale neúspěšně.
Hlava zapalovače s diskem pro nastavení hloubky
Účinnost hlubinných náloží závisí na mnoha faktorech. Tím základním je samozřejmě ráže hlubinné nálože, respektive množství trhaviny, dále velikost a konstrukce ponorky. Za druhé světové války dokázala 200liberní (90 kg) hlubinná nálož zničit (protržením trupu) ponorku s výtlakem 1 000 tun v okruhu 3–4 m. Poloměr vyřazení ponorky (poškození strojů nebo narušení těsnosti trupu) byl kolem 8–10 m. K poškození ponorky (omezení bojeschopnosti nebo plavbyschopnosti) mohlo dojít až do vzdálenosti 30 m od exploze.
Ráže 200 lb (100 kg) je považovaná za optimální. Zvyšování množství trhaviny nemá příliš velký efekt, protože účinek exploze klesá se čtvercem vzdálenosti. Proto je praktičtější místo jedné 200kg nálože použít dvě 100kg. Hlubinné nálože menších ráží stačily zpočátku, ale na začátku druhé světové se ukázaly jako málo účinné. S rostoucí hloubkou ponoru vzrůstala i pevnost tlakových trupů ponorek a rázová vlna náloží ráže pod 50 kg nebyla dostatečná k jeho poškození.
Hlubinná nálož funguje trochu jinak, než si většina lidí představuje. Primární exploze je chemická reakce, postupující rychlostí zhruba 8 000 m/s, generující obrovské množství plynů pod vysokým tlakem. Tyto plyny vytvářejí rázovou vlnu, která je zdrojem primárních poškození, jako jsou popraskaná potrubí, rozbitá skla, utržená zařízení a ve filmech často zobrazovaná zranění posádky, způsobená vržením těl proti vnitřním stěnám ponorky.
„Bublina“ žhavých plynů postupuje k hladině a prostor vytvořený expandujícími plyny se zaplní vodou, čímž vznikne druhá, „implozivní“ rázová vlna. K vyrovnání tlaků nedojde okamžitě, ale v sérii slábnoucích cyklických rázových vln. Celý proces trvá přes deset sekund a cyklů může být až šestnáct. Pro štíhlý trup ponorky jsou tyto cyklické exploze mnohem nebezpečnější než primární exploze, protože namáhají konstrukci střídavým ohybem na jednu a druhou stranu, což může způsobit rozlomení trupu s fatálními následky.
Celá situace se „zhoršuje“ (nebo zlepšuje – záleží na úhlu pohledu), pokud dojde k explozi dvou a více hlubinných náloží a rázové vlny se sečtou. Proto se hlubinné nálože shazují po dvojicích, případně se další odpalují pomocí vrhačů do stran, v předem stanovených obrazcích s různě nastavenými hloubkami, aby se dosáhlo maximálního efektu.
Pokud bychom měli účinek k něčemu přirovnat, tak je to podobné, jako když jste vzali ve škole 30 cm dlouhé pravítko za jeden konec a rozkmitali ho ze strany na stranu. Když dosáhly kmity určité amplitudy (výchylky), pravítko se zlomilo. Přesně totéž se stane s trupem ponorky.
Hlubinná nálož dosahuje maximální účinnosti, pokud dojde k implozi dříve, než první „bublina“ plynů dorazí k hladině. Z paluby lodi by mělo být vidět jen „přizvednutí“ hladiny, „vařící“ vodu a kruhy směrem od výbuchu. Filmové gejzíry vody jsou exploze v malých hloubkách, kdy primární exploze „prorazí“ hladinu a zvedne sloup vody. Ve filmu je to sice efektní, ale z hlediska účinnosti úplně k ničemu.
