آشنایی با عملکرد زیردریایی

بدون شک زیردریایی یک از جنگ افزارهای رایج با کاربرد بسیار است و برای بسیاری از علاقه مندان به جنگ افزار همواره این پرسش وجود داشته است که زیردریایی ها چگونه کار می کنند و راز غوطه وری و چگونگی انجام این عمل در چیست ؟ برای پاسخ به این پرسش و قبل از شروع بحث معرفی زیردریایی هالازم است تا با تصاویری ساده طرز کار آنها را نمایش دهیم.
1) در این تصویر نمای برش خورده و ساده یک زیردریایی را مشاهده می کنید. وزن زیردریایی و مخازن هوا در آن به گونه ای محاسبه می شود تا زیردریایی در هنگام خالی بودن مخازن ، بین دیواره داخلی و خارجی بصورت شناور بر روی سطح آب قرار بگیرد.
2) با شروع غوطه وری دو یا چند دریچه که در بالای بدنه قرار دارد باز شده و موجب می شود تا آب در اثر وزن زیردریایی و پمپاژ آب به داخل مخازن بین دیواره داخلی و خارجی وارد شود.
3) این کار تا پر شدن مخازن ادامه پیدا می کند بگونه ای که در اثر وزن آب ، وزن کل زیردریایی زیاد شده و آرام در آب غوطه ور شود. (البته برای غوطه وری بیشتر در عمق ، مخازن بیشتری را از آب پر می کنند.)
4) در این تصویر پر شدن آب در مخازن بین دیواره داخلی و خارجی دیده می شود و زیردریایی غوطه ور شده است.
5) سپس دریچه های تعبیه شده در بالا بسته می شود.
6) برای شناور شدن در سطح آب کافی است تا آبی را که به داخل مخازن وارد شده است به خارج پمپاژ نمود. برای انجام این کار دریچه های تعبیه شده داخلی باز می شود تا فشار هوا بتواند موجب خروج آب از دریچه های پایین زیر دریایی شود.
7) در این مرحله آب داخل مخازن خارج شده و زیردریایی که مجداداً سبک تر شده است به سطح آب بر می گردد.

تأمین نیرو(توان) زیردریایی

زیر دریایی های هسته ای از راکتورهیی هسته ای ،توربین های بخار و گیربکس های کاهشی برای حرکت دادن شفت اصلی ملخ استفاده می کنند که نیروی تراستی به سمت جلو و یا عقب را تولید می کند همچنین از یک موتور الکتریکی نیز که کار یکسانی انجام می دهد در مواقع اضطراری کمک می گیرند.
همچنین زیر دریایی ها نیاز به نیروی الکتریکی دارند که بتوانند تجهیزات الکتریکی را به کار گیرند که برای این کار زیر دریایی ها مجهز به موتور های دیزل (که سوخت را می سوزانند)و یا راکتورهای هسته ای (که هسته اتم را می شکافند)هستند.
همچنین زیر دریایی ها می توانند از نیروی باتری استفاده کنند که خود این باتری ها توسط باتری های دیزل و یا راکتورهای هسته ای شارژ می شوند
در مواقع ضروری از نیروی الکتریکی باتری ها فقط برای حرکت اولیه زیر دریایی استفاده می شود. زیر دریایی های دیزلی مثال های خوبی از ترکیب نیرو هستند چرا که اغلب از تعداد دو یا بیشتر موتور دیزلی استفاده می کنند. ممکن است همه موتور ها با هم کار چرخاندن شفت ملخ و شارژ باتری ها را انجام دهند و یا ممکن است یک موتور شفت ملخ را بچرخاند و بقیه موتورها ژنراتور را بچرخانند.
موتور های دیزلی برای کار نیاز به هوا دارند بنابرین زیر دریایی باید روی سطح آب باشد و در هنگام غوطه ور شدن کامل زیر دریایی با موتور دیزلی باتری ها باید کاملاً شارژ باشند و محدودیت در تکنولوژی شارژ باتری ها به طرز شدیدی بر مدت زمانی که زیر دریایی با موتور دیزلی می تواند در زیر آب باشد تأثیر گذاشته و آن را دچار محدودیت می کند.
حال آن که به کار گیری نیروی هسته ای مزیت بزرگی در زیر دریایی ها دارد ژنراتورهای هسته ای به اکسیژن نیازی ندارند بنابرین یک زیر دریایی هسته ای تا هفته ها می تواند در زیر آب بماند همچنین مدت زمان نگهداری (طول عمر)سوخت هسته ای بسیار بیشتر از سوخت دیزلی است و یک زیر دریایی هسته ای برای سوخت گیری مجدد نیازی به آمدن به سطح آب را ندارد.
راکتور با تولید گرما بخار کمورد نیاز یک توربین بخار را تأمین می کند و توربین شفت ملخ را به خوبی موتور الکتریکی حرکت می دهد.
دو تفاوت عمده مابین راکتورهای تجاری و راکتورهای به کار رفته در کشتی های هسته ای وجود دارد:
_راکتور موجود در کشتی ها کوچکتر است.
_راکتور در کشتی هسته ای از سوخت غنی شده استفاده می کند تا بتوان با راکتوری کوچکتر انرژی بیشتری دریافت کرد.

آشنایی با یک سلاح ضد زیر دریایی

در اوائل قرن نوزدهم با پیشرفت سریع زیر دریایی ها و افزایش توانایی آنها در درگیری با شناور های مختلف اهمیت این سلاح نوظهور به تدریج آشکار گردید .
پس از به کارگیری اژدرها توسط زیر دریایی ها به منظور هدف قرار دادن کشتی ها به خصوص در جنگ جهانی اول کشور های صاحب ناوگان دریایی قدرتمند مانند انگلستان از این نقطه آسیب پذیر گردیدند . از ابتدایی ترین ایده ها برای مواجهه با این خطر جدید مین های انداختنی(Draping mine) بودند که پس از انداختن به داخل آب منفجر می گردیدند .
در سال 1916 اولین خرج عمیق (Depth charge )توسط آکامی علوم دریایی پورتس موث ساخته شد . این سلاح در حقیقت یک محفظه ی بشکه مانند بود که درون آن انباشته از مواد منفجره ای مانند تی ان تی (TNT) یا آماتول( Amatol) بود که پس از رسیدن به عمق خاصی توسط یک فیوز هیدرواستاتیک منفجر میگردید . شوک ایجاد شده توسط انفجار در سیال ملقب به ضربه ی قوچ یا (Water hammer) که به صورت سه بعدی منتشر می گردد آنقدر قدرتمند است که می تواند در شعاع وسیعی صدمات مرگباری به زیر دریایی وارد سازد که البته بستگی به قدرت انفجارو فاصله ی زیر دریایی از مرکز انفجار دارد .
انواع اولیه ی سلاح حاوی 150 کیلوگرم ماده ی منفجره برای کشتی های سریع تر و 55 کیلو گرم خرج برای کشتی های کند تر بودند تا بتوانند از مهلکه بگریزند . در سال 1916 کشتی ها فقط 2 عدد Depth charge حمل میکردند که در سال 1918 این تعداد به 40 عدد افزایش یافت. عدم اطلاع دقیق از مکان وعمق زیر دریایی ونیز جابجایی زیر دریایی در خلال رسیدن Depth charge به عمق مورد نظریکی از مشکلات اولیه در بکارگیری Depth charge بود . برای این منظور کشتی ها مجبور بودند تعداد زیادی Depth chargeرا به صورت پراکنده به عمق آب بفرستند. با تجهیز زیر دریایی ها در خلال جنگ جهانی دوم به سیستم سونار آنها می توانستند صدای موتور کشتی ها و نیز برخورد Depth charge به سطح آب را حس کرده وبه سرعت از مهلکه بگریزند. برای مقابله با این ترفند Depth charge ها سنگین تر شدند برای مثال mark x ساخت انگلستان حاوی 1383kg ماده ی منفجره ی TNT بود. همچنین با تغییر فرم آنها از حالت بشکه ای به حالت آیرودینامیک سرعت فرو روی و رسیدن به عمق مورد نظر افزایش یافت .همچنین مکانیزمی برای پرتاب آنها به فواصل مورد نظر در اطراف کشتی به نام K gun ابداع گردید تا فرصت عکس العمل زیردریایی ها کمتر از پیش گردد .
با جایگزینی HBX ، Tropex بجای TNT با قدرت 1.5 برابر انقلابی در زمینه ی Depth charge پدید آمد وبه تدریج سرنوشت نبرد در دریا را رقم زد . امروزه برای مواجهه با زیر دریایی ها Depth charge هایی با خرج
هسته ای پدید آمده که قدرتی بسیار مهیب وغیر قابل تصور دارند که توسط هواپیماهای ضد زیر دریایی به درون آب پرتاب می گردند.
کشور های امریکا ، روسیه و انگلستان از این سلاح ها در اختیار دارند که به NDB مشهورند (Nuclear Depth Bomb). همچنین فیوز های سونار جایگزین فیوز هیدرواستاتیک شده است تا سلاح در نزدیکترین عمق به زیر دریایی منفجر گردد . همچنین در فیلم ضمیمه شاهد تست نوعی Depth charge مدرن خواهیم بود .

مقدمه :

زیردریایی یک وسیلهٔ نقیله شناور است که می‌تواند در زیر سطح آب حرکت کند. شناوری است که همانگونه که از نامش پیداست توانایی شنا در زیر آبها را دارد. زیر دریایی برای نخستین بار در زمان جنگ داخلی آمریکا استفاده شد. در جنگهای جهانی اول و دوم بویژه جنگ جهانی دوم نبرد زیر دریایی‌ها یکی از ویژه ترین نبردهای آن جنگ شمرده می‌شود که از آن فیلمهای زیادی ساخته شده. در دوران جنگ سرد آمریکا و اتحاد جماهیر شوروی هر کدام روی به ساخت زیر دریایی اتمی کردند. این زیر دریایی‌ها توانایی ترابری و شلیک موشکهای بین قاره‌ای با کلاهک هسته‌ای هستنداما نام زیر دریایی هسته‌ای بخاطر داستن موتور با سوخت هسته‌ای است که این زیر دریایی‌ها را از سوخت گیری دوباره بینیاز می‌کند. کشورهای انگلیس و فرانسه نیز دارای این زیر دریایی می‌باشند و به تازگی هند با خرید دو فروند زیر دریایی هستهای از روسیه به جمع کشورهای دارای این زیر دریایی پیوسته. نوع دیگر و قدیمی تر زیر دریایی‌ها زیردریایی موتور دیزل است که ایران نیز با خرید مدل نهنگ از روسیه و ساخت وارون این نمونه به فن آوری ساخت دست یافته.کشورهای زیادی از جمله هلند، آلمان، کشورهای اسکاندیناوی، مصر و اسرائیل دارای این کلاس زیر دریایی هستند. کلاس آخر زیر دریایی‌های عملیاتی هستند که بعد از جنگ جهانی دوم کمتر ساخته یا از آن بهره برداری شده. این زیر دریایی‌ها کوچک و بیشتر برای عملیات واکنش سریع یا در آبهای کم ژرفا بهره برداری می‌شوند. در جنگ جهانی دوم ژاپن با بهره گیری از این گونه زیر دریایی به بندر پرل هاربر در خشکچه‌های هاوایی آمریکا پاتک زد.

تاریخچه ساخت زیردریایی‌ها :

در زیردریایی‌های اولیه از نیروی دست برای حرکت دادن زیردریایی در اعماق کمک گرفته می‌شد. در سال ۱۶۲۰ شخص بنام ون دربل اولین زیردریایی را ساخت که می‌توانست در عمق ۵/۴ متری حرکت کند.
حجم داخل این زیردریایی بسیار کم بود، بطوریکه فقط یک نفر می‌توانست داخل آن قرار گیرد و برای حرکت دادن آن در عمق به یک فرد بسیار نیرومند نیاز بود تا بتواند پره‌های جلو و فوقانی را بچرخاند
درحدود سال ۱۷۷۰، دیود باشنل زیردریایی را طراحی کرد که می‌توانست بکمک دست و پدالهای پایی حرکت کند. حدود ۳۰ سال بعد روبرت فولتون، زیردریایی دیگری ساخت که ۳ نفر گنجایش داشت و برای اولین بار، بالهایی برای تنظیم عمق در زیردریایی تعبیه شد.
فولتون سپس تلاش کرد تا زیردریایی دیگری با موتور بخار بسازد. مشکل طراحی این موتورها در آن بود که در زیر آب اکسیژن نبود. بنابراین موتوری طراحی شد که ابتدا آب در سطح آب داخل مخزنی با موتور دیزل (با سوخت گازوئیل) داغ و تبدیل به بخار می‌شد، سپس موتور خاموش می‌شد و زیردریایی به داخل آب شیرجه می‌زد و تا وقتی که بخار داخل مخزن سرد نشده بود، زیردریایی می‌توانست با موتور بخار در عمق دریا حرکت کند.
در سال ۱۸۶۰ زیردریایی دیگری طراحی شد که بطور کامل زیر آب نمی‌رفت و از طریق لوله‌ای که به سطح آب راه داشت، اکسیژن را برای سوخت موتور به داخل زیردریایی مکش می‌کرد.
- در سال ۱۹۰۴ اولین زیردریایی که با موتور دیزل- الکتریکی کار می‌کرد، در فرانسه ساخته شد. موتورهای دیزل در سطح آب، باطری‌های الکتریکی را شارژ می‌کردند و سپس زیردریایی در آب فرو می‌رفت در این هنگام موتور دیزل خاموش می‌شد و موتور الکتریکی بکمک باطری‌های شارژشده، زیردریایی را حرکت می‌داد.
مشکل این نوع زیردریایی در آنجا بود که اولاً باطری‌ها خیلی بزرگ و سنگین بودند و ثانیاً پس از گذشت چندساعت زیردریایی مجبور بود به سطح آب بیاید تا موتور دیزل روشن شده و باطری‌ها را دوباره شارژ کند. اسید داخل باطری‌ها هم در ترکیب با آب دریا، بخار خطرناک و کشنده‌ای تولید می‌کردند.
- درسال ۱۹۵۴ اولین زیردریایی با سوخت هسته‌ای ساخته شد. از مزایای این زیردریایی‌ها، عدم نیاز به هوا است. این نوع زیردریایی‌ها می‌توانند به مدت طولانی (حتی سالها) زیر دریا بمانند و فقط درصورت نیاز به سطح آب بیایند و نیز با سرعت بالای ۵۰ کیلومتر در ساعت در زیر و یا سطح دریا حرکت کنند. در این موتورها، حرارت راکتور از طریق لوله‌های آب به توربین بخار می‌رسد و آن را می‌چرخاند. در نمونه زیردریایی شکل زیر، دو مدار گردش آب طراحی شده است. در مدار اولی، آب در اثر حرارت زیاد (عمل شکافت هسته‌ای) راکتور، به شدت داغ می‌شود و با گردش آب در مدار اولیه محفظه تبدیل هم داغ می شود. سپس محفظه تبدیل ،‌ آب مدار ثانویه را تبدیل به بخار می‌کند و آن را سوی توربین بخار می‌فرستد.
بخار آب ، توربین را می‌چرخاند تا نیروی محرکه و برق زیردریایی تامین شود. سپس بخار آب در محفظه تراکم تبدیل به آب می‌شود و دوباره به محفظه تبدیل بخار ارسال می‌شود.