خبر شکست ماموریت زیردریایی تایتان که برای بازدید از لاشه‌ی کشتی تایتانیک به اعماق آب رفته بود این روزها در رسانه‌ها منتشر شده است اما برخلاف این زیردریایی، زیردریایی‌های دیگر از فناوری‌های پیچیده‌تری بهره می‌برند.
به گزارش ایسنا، احتمالا نام زیردریایی خبرساز «تایتان» را شنیده‌اید. این زیردریایی که برای بازدید از لاشه کشتی تایتانیک سفری به اعماق ۳۸۰۰ متری در اقیانوس اطلس را با پنج سرنشین آغاز کرده بود، یک ساعت و ۴۵ دقیقه پس از آغاز ماموریتش ارتباط خود را با مرکز کنترل از دست داد. تلاش برای نجات سرنشینان از روز یکشنبه گذشته و همزمان با ناپدید شدن زیردریایی آغاز شد در حالی که ذخیره اکسیژن اضطراری تنها برای چهار روز کافی بود.
اما تنها چند روز بعد خبر جان باختن تمامی سرنشینان این زیردریایی منتشر شد. گارد ساحلی آمریکا اعلام کرد که پنج قطعه بزرگ بقایای زیردریایی تایتان را پیدا کرده است. مقام‌ها بر اساس مشاهده این قطعات می‌گویند تایتان به احتمال بسیار زیاد بر اثر فشار بیرونی در خود مچاله و خرد شده و سپس از هم پاشیده است.
این زیردریایی از فناوری پیچیده‌ای بهره نمی‌برد و براساس فیلم‌هایی از درون آن که پیش از شروع ماموریت منتشر شد، این زیردریایی تنها با فشار یک دکمه شروع به کار می‌کرد و با یک کنترلر گیمینگ هدایت می‌شد. اندازه آن نیز نسبت به سایر زیردریایی‌های موجود کوچک‌تر بوده و این زیردریایی کیفیت لازم برای انجام چنین ماموریتی را نداشته است.
با این وجود برخلاف تایتان، سایر زیر دریایی‌ها از فناوری‌های فوق پیشرفتهای بهره می‌برند و می‌توان آنها را قطعاتی بی‌نظیر از فناوری در نظر گرفت. در ادامه نگاهی به نحوه‌ی فعالیت زیردریایی‌های پیشرفته خواهیم انداخت و در خصوص ۱۰ مورد از پیشرفته‌ترین زیردریایی‌های سال ۲۰۲۳ اطلاعات بیشتری خواهیم آموخت.
در زمان‌های نه چندان دور نیروی دریایی تنها روی آب فعالیت می‌کرد اما با پیوستن زیردریایی‌ها به زرادخانه نیروی دریایی، دنیای زیر آب نیز به عرصه‌ای برای کاوش و البته میدان جنگ تبدیل شد.
اختراعاتی که به ملوانان اجازه می‌دهند ماه‌ها یا حتی سال‌ها زیر آب زندگی کنند برخی از درخشان‌ترین پیشرفتهای بشر در تاریخ نظامی به حساب می‌آیند.
زیردریایی‌ها چگونه روی سطح می‌مانند و به اعماق می‌روند؟
زیردریایی و کشتی از این جهت قابلیت شناوری دارند که وزن آبی که هنگام ورود آنها جابه‌جا می‌شود با وزن کل آنها برابر است. جابه‌جایی آب نیروی به سمت بالا به نام نیروی شناوری ایجاد می‌کند که مخالف جاذبه است. بر خلاف کشتی، زیردریایی می‌تواند شناوری خود را کنترل کند و بنابراین به عمق برود یا به سطح بازگردد.
برای کنترل شناوری، زیردریایی‌ها مجهز به مخازنی هستند که می‌توانند به طور متناوب با آب یا هوا پر شوند. هنگامی که یک زیردریایی روی سطح آب قرار دارد مخازن آن با هوا پر می‌شوند و چگالی آن کمتر از آب دریا می‌شود اما زمانی که زیردریایی می‌خواهد به اعماق آب برود مخازن آن از آب پر می‌شوند تا چگالی کلی آن از آب اطراف بیشتر شده و شناوری منفی ایجاد شود. یک منبع هوای فشرده نیز روی زیردریایی برای پشتیبانی از حیات وجود دارد. علاوه بر این، زیردریایی‌ها دارای مجموعه‌های متحرکی از باله‌های کوتاه به نام هیدروپلین در قسمت عقب هستند که به کنترل زاویه‌ی شیرجه کمک می‌کند.
برای حفظ زیردریایی در هر عمق تعیین شده‌ای، تعادل هوا و آب در مخازن حفظ می‌شود به طوری که چگالی کلی زیردریایی برابر با آب اطراف آن باشد که به این شناوری خنثی می‌گویند.
زیردریایی می‌تواند با استفاده از سکان دم به سمت راست یا چپ حرکت کند و هیدروپلین‌ها زاویه آن را تنظیم می‌کنند. برخی از زیردریایی‌ها مجهز به یک موتور پیشران ثانویه هستند که می‌تواند ۳۶۰ درجه بچرخد. در مواقع اضطراری مخازن را می‌توان به سرعت با هوای پرفشار پر کرد تا زیردریایی خیلی سریع به سطح آب برود.
پشتیبانی از حیات در زیردریایی
سه چالش اساسی در حفظ حیات در محیط بسته‌ی زیردریایی‌ها وجود دارد:
حفظ کیفیت هوا
هوایی که ما تنفس می‌کنیم از مقادیر قابل توجهی از چهار گاز تشکیل شده است: ۷۸ درصد نیتروژن، ۲۱ درصد اکسیژن، ۰.۹۴ درصد آرگون و ۰.۰۴ درصد دی‌اکسید کربن
بدن ما اکسیژن را مصرف و به دی‌اکسید کربن تبدیل می‌کند. هوای بازدم ما حدود ۴.۵ درصد دی‌اکسید کربن دارد. در یک زیردریایی اکسیژن باید دوباره تولید شود. اگر درصد اکسیژن هوا خیلی کم شود، فرد خفه می‌شود.
دی اکسید کربن نیز باید از هوا حذف شود زیرا با افزایش غلظت دی اکسید کربن، هوا برای انسان سمی می‌شود.
رطوبتی که هنگام تنفس تولید می‌کنیم نیز باید از بین برود.
سیستم‌های پیشرفته‌ی زیردریایی‌ها قابلیت انجام تمامی این موارد را دارند.
دی اکسید کربن را می‌توان با استفاده از سدیم هیدروکسید و هیدروکسید کلسیم در دستگاه‌هایی به نام اسکرابر به طور شیمیایی از هوا حذف کرد و رطوبت را می‌توان با رطوبت‌گیر یا مواد شیمیایی از بین برد. این امر از متراکم شدن آن بر روی دیوارها و تجهیزات داخل کشتی جلوگیری می‌کند. در نهایت از فیلترها برای حذف ذرات، کثیفی و گرد و غبار موجود در هوا استفاده می‌شود.
حفظ منبع آب شیرین
اکثر زیردریایی‌ها دستگاه تقطیر دارند که می‌تواند آب دریا را جذب کرده و آب شیرین تولید کند. دستگاه تقطیر، آب دریا را به بخار آب تبدیل می‌کند و نمک‌ها را خارج می‌کند و سپس بخار آب در مخزن جمع‌آوری آب شیرین، سرد می‌شود. دستگاه تقطیر در برخی زیردریایی‌ها می‌تواند ۱۰ هزار تا ۴۰ هزار گالن(۳۸ هزار تا ۱۵۰ هزار لیتر) آب شیرین در طول روز تولید کند. این آب عمدتا برای خنک کردن تجهیزات الکترونیکی مانند رایانه و تجهیزات ناوبری و برای حمایت از سرنشینان برای آشامیدن، پخت و پز و بهداشت شخصی استفاده می‌شود.
حفظ دما
دمای اقیانوس اطراف زیردریایی معمولا ۳۹ درجه فارنهایت (چهار درجه سانتیگراد) است. فلز زیردریایی گرمای داخلی را به آب اطراف هدایت می‌کند. بنابراین، برای حفظ دمای راحت برای خدمه، زیردریایی‌ها باید به صورت الکتریکی گرم شوند. نیروی الکتریکی برای بخاری‌ها از راکتور هسته‌ای، موتور دیزل یا باتری‌ها تامین می‌شود.
منبع تغذیه نیروی زیردریایی
منبع تغذیه زیردریایی‌های هسته‌ای از راکتورهای هسته‌ای، توربین‌های بخار و چرخ دنده‌های کاهنده تشکیل می‌شود که نیروی رانش به جلو و معکوس را در آب فراهم می‌کنند. زیردریایی‌ها همچنین برای کار با تجهیزات روی کشتی نیاز به برق دارند. برای تامین این نیرو، زیردریایی‌ها مجهز به موتورهای دیزلی هستند که سوخت می‌سوزانند یا راکتورهای هسته‌ای که از شکافت هسته‌ای استفاده می‌کنند. زیردریایی‌ها همچنین دارای باتری‌هایی برای تامین برق هستند. در مواقع اضطراری، باتری‌ها ممکن است تنها منبع انرژی الکتریکی برای راه اندازی زیردریایی باشند.
یکی دیگر از چالش‌های پیش روی زیردریایی‌ها عدم نفوذ نور تا عمق زیاد در دریا است. بنابراین زیردریایی باید تقریبا کورکورانه در آب حرکت کند. به همین دلیل زیردریایی‌ها به تجهیزات ناوبری پیچیده‌ای مجهز هستند.
هنگامی که آنها روی سطح آب قرار دارند، یک سیستم موقعیت‌یاب(GPS) طول و عرض جغرافیایی را به طور دقیق تعیین می‌کند اما این سیستم زمانی که زیردریایی زیر آب است، کارایی ندارد. در اعماق آب از سیستم‌های هدایت الکتریکی، مکانیکی استفاده می‌شود که با استفاده از ژیروسکوپ حرکت زیردریایی را از یک نقطه‌ی شروع ثابت پیگیری می‌کند. این سیستم تا ۱۵۰ ساعت کارکرد دقیق دارد و سپس باید توسط سایر سیستم‌های ناوبری وابسته به سطح تنظیم شود.
زیردریایی‌ها از روشی مشابه خفاش‌ها، نهنگ‌ها و دلفین‌ها برای بررسی تعیین مکان یک هدف نیز استفاده می‌کنند. آنها پالس‌هایی از امواج صوتی ارسال کرده و به وسیله آن فاصله‌ی میان هدف و زیردریایی را اندازه می‌گیرند.
هنگامی که یک زیردریایی به دلیل برخورد با چیزی مانند یک زیردیایی دیگر غرق می‌شود، خدمه یک تماس رادیویی هشدار برقرار می‌کنند یا شناوری را به سطح پرتاب می‌کنند که تماس اضطراری و موقعیت زیردریایی را مخابره کند. بسته به شرایط فاجعه، راکتورهای هسته‌ای خاموش می‌شوند و ممکن است زیردریایی تنها از باتری استفاده کند.
اگر اینطور باشد، خدمه‌ی زیردریایی چهار خطر اصلی پیش روی خود دارند:
ورود آب به زیردریایی باید مهار و به حداقل برسد.
استفاده از اکسیژن باید به حداقل برسد تا اکسیژن موجود بتواند به اندازه کافی برای تلاش‌های نجات احتمالی حفظ شود.
سطح دی اکسید کربن افزایش می‌یابد و می‌تواند اثرات خطرناک و سمی ایجاد کند.
اگر باتری‌ها تمام شود، سیستم‌های گرمایشی از کار می‌افتند و دمای زیردریایی کاهش می‌یابد.
تلاش برای نجات باید به سرعت انجام شود، معمولا ظرف ۴۸ ساعت پس از حادثه. این تلاش‌ها شامل پایین بردن نوعی وسیله نقلیه‌ی نجات برای خارج کردن خدمه یا اتصال نوعی وسیله برای بلند کردن زیردریایی از کف دریا است.
اکنون که با نحوه‌ی فعالیت و فناوری‌های به کار برده شده در زیر دریایی‌ها آشنا شده‌ایم، نگاهی به ۱۰ مورد از بهترین زیردریایی‌های جهان در سال ۲۰۲۳ می‌اندازیم.
زیردریایی کلاس سی‌ولف(Seawolf)
ایالات متحده آمریکا
طول: ۱۰۷ متر
پیچیده‌ترین و پرهزینه‌ترین زیردریایی‌های شکارچی قاتل در جهان، زیردریایی‌های کلاس سی‌ولف هستند. در نتیجه‌ی جاسوسی و تاکتیک‌های تجاری فریبنده برخی از متحدان ایالات متحده، مزیت فناورانه نیروی دریایی ایالات متحده نسبت به اتحاد جماهیر شوروی بین سال‌های ۱۹۴۵ و اواسط دهه‌ی ۱۹۸۰، زمانی که این زیردریایی‌ها ساخته شدند، به طور قابل توجهی از بین رفت.
موشک‌های بالستیک شوروی و زیردریایی‌های تهاجمی مانند کلاس‌های تایفون و آکولا قرار بود توسط زیردریایی‌های کلاس سی‌ولف هدف قرار بگیرند.
زیردریایی‌های کلاس سی‌ولف جزو بی‌صداترین زیردریایی‌هایی هستند که تاکنون ساخته شده‌اند. آنها حتی هنگام سفر با سرعت بالا، بسیار بی‌صدا باقی می‌مانند. گفته می‌شود که کلاس سی‌ولف می‌تواند با سرعت ۲۰ گره دریایی حرکت کند و همچنان غیرقابل شناسایی باقی بماند. در مقایسه با یک زیردریایی قدیمی‌تر به نام کلاس لس آنجلس، یک سی ولف با سرعت ۲۵ گره دریایی صدای کمتری منتشر می‌کند.
زیردریایی کلاس ویرجینیا
ایالات متحده آمریکا
طول:۱۱۵
زیردریایی‌های کلاس ویرجینیا، با نیروی محرکه هسته‌ای، جایگزین شناورهای کلاس لس آنجلس در ناوگان نیروی دریایی ایالات متحده خواهند شد. زیردریایی ویرجینیا به‌عنوان جایگزینی کوچک‌تر، کم‌هزینه‌تر و سازگارتر برای کلاس وی‌ولف ساخته شد. ساخت ۳۰ زیردریایی تهاجمی اتمی از کلاس ویرجینیا در حال حاضر آماده ساخت است.
زیردریایی‌های کلاس ویرجینیا برای به حداقل رساندن امضای صوتی خود، دارای یک پوشش بی‌پژواک anechoic جدید، ساختار مجزای عرشه و یک پیشرانه‌ی بازطراحی شده هستند. از نظر صدا، ویرجینیا را می‌توان با کلاس سی‌ولف مقایسه کرد.
در مجموع ۱۲ سیستم موشک‌انداز عمودی (VLS) بر روی زیردریایی‌های کلاس ویرجینیا نصب شده است.
کلاس استیوت(Astute)
بریتانیا
طول: ۹۷ متر
امسال، نیروی دریایی سلطنتی اولین زیردریایی تهاجمی هسته‌ای خود را از کلاس جدید استیوت تحویل گرفت. تاکنون هفت مورد از این نوع در دست ساخت است. زیردریایی‌های تهاجمی کلاس Swiftsure توسط این زیردریایی‌های جدید جایگزین خواهند شد.
زیردریایی جدید کلاس ترافالگار از کلاس استیوت نسبت به پیشینیان خود بی‌صداتر و مجهز به زرادخانه بیشتری هستند.
زیردریایی کلاس گرینی
روسیه
طول: ۱۲۰ متر
آخرین زیردریایی تهاجمی اتمی روسیه پروژه ۸۸۵ یاسن یا گرینی است. زیردریایی‌های کلاس گرینی با وجود تمام مزایای زیردریایی‌های آکولا تا حدودی بی‌صداتر از زیردریایی‌های کلاس آکولا هستند.
کلاس سیرا(Sierra II)
روسیه
طول: ۱۰۷ متر
جانشینان کلاس آلفا، زیردریایی‌های کلاس سیرا ساخت روسیه و با قیمت بالا بودند. با وجود هزینه‌های قابل توجه جاری، نیروی دریایی روسیه این زیردریایی‌های مدرن را حفظ می‌کند.
بدنه‌ی این شناورها از تیتانیوم ساخته شده که سبک و مقاوم است. در نتیجه‌ی عمق و سرعت بهتر بدنه‌های تیتانیوم شوروی، تعداد بیشتری از زیردریایی‌ها ساخته شدند.
زیردریایی‌هایی مانند این قادر به انجام عملیات در آب‌های بسیار عمیق هستند. در حالی که حداکثر عمق عملیاتی آنها ۷۵۰ متر است، آنها می‌توانند تا عمق ۵۲۰ متری شیرجه بزنند. زیردریایی‌های تهاجمی کلاس آکولا روسی یا کلاس ویرجینیا آمریکایی معمولا در حداکثر عمق تقریبا ۲۵۰ متر کار می‌کنند.
کلاس بهبود یافته لس آنجلس
ایالات متحده آمریکا
طول: ۱۱۰ متر
حدود ۴۰ زیردریایی قدیمی‌تر کلاس لس آنجلس، در کنار زیردریایی‌های جدیدتر کلاس سی‌ولف و ویرجینیا، هنوز توسط نیروی دریایی ایالات متحده مورد استفاده قرار می‌گیرند. قابلیت‌های ضد زیردریایی این زیردریایی‌ها بسیار چشمگیر بود. اولین زیردریایی کلاس لس آنجلس در سال ۱۹۸۸ ساخته شد.
در مقایسه با زیردریایی‌های کلاس اصلی لس آنجلس، این زیردریایی‌های بهبود یافته به طور قابل توجهی یعنی هفت برابر بی‌صداتر هستند.
کلاس آکولا
روسیه
طول: ۱۱۰ متر
اتحاد جماهیر شوروی در اواخر دهه‌ی ۱۹۸۰ تعدادی زیردریایی از کلاس آکولا تولید کرد. در مقایسه با زیردریایی‌های قبلی شوروی، این کلاس نشان دهنده‌ی پیشرفت قابل توجهی در طراحی زیردریایی این کشور بود.
زیردریایی های کلاس آکولا ۲ اولین زیردریایی‌های شوروی بودند که از پیشرفته‌ترین زیردریایی‌های تهاجمی ایالات متحده در آن دوره، از جمله موردهای ارتقا یافته‌ی کلاس لس آنجلس، بی‌صدا تر بودند. در مقایسه با زیردریایی‌های سابق شوروی، حسگرهای آنها نیز بسیار ارتقا یافته بود.
کلاس سوریو(Soryu)
ژاپن
طول: ۸۴ متر
در سال ۲۰۰۹ بود که نیروهای دفاع شخصی دریایی ژاپن اولین زیردریایی کلاس سوریو خود را تحویل گرفتند. زیردریایی‌های کلاس سوریو، برخلاف سایر زیردریایی هسته‌ای موجود در این فهرست، توسط موتورهای دیزلی-الکتریکی حرکت می‌کنند.
سیستم‌های محرکه مستقل از هوا به این شناورها اجازه می‌دهند تا برای مدت طولانی در زیر آب بمانند، بدون اینکه مجبور باشند برای شارژ مجدد باتری‌هایشان به سطح آب بیایند. روزها تا هفته‌ها استقامت در زیر آب برای این زیردریایی‌ها ممکن است.
زیردریایی‌های کلاس سوریو به صورت هیدرودینامیکی طراحی شده و پوشش بی‌پژواک دارند. بلندگوها و سایر تجهیزات صوتی نیز به همین ترتیب ضد صدا هستند.
کلاس اوهایو
ایالات متحده آمریکا
طول:۱۷۰ متر
زیردریایی کلاس اوهایو یک کلاس از زیردریایی است که طول آن ۵۶۰ فوت(۱۷۰ متر) است.
از آنجایی که زیردریایی‌های کلاس اوهایو برای حمل موشک‌های بالستیک قاره‌پیما ساخته شده‌اند، تحت عنوان SSBN شناخته می‌شوند.
اما نیروی دریایی ایالات متحده از سال ۲۰۰۲ تا ۲۰۰۸ چهار زیردریایی کلاس اوهایو خود را به ناوهای حامل موشک کروز SSGN تغییر داد.
کلاس اسکار ۲
روسیه
طول: ۱۵۰ متر
زیردریایی‌های موشک‌های کروز هسته‌ای روسیه از نظر وزن و طول، سومین زیردریایی بزرگی هستند که تا به حال ساخته شده است. طول آنها ۱۵۰ متر است که بزرگ‌تر از آنها تنها کلاس‌های شوروی تایفون و اوهایو آمریکایی هستند. این زیردریایی‌های روسی در حال حاضر جزو تواناترین زیردریایی‌های جهان به حساب می‌آیند.