غواصة

A غواصة (أو فرعية ) هو مائية قادرة على الماء عملية مستقلة. إنها تختلف عن الغواصة ، التي لديها قدرة محدودة تحت الماء. كما أنها تستخدم في بعض الأحيان من الناحية التاريخية أو بالعامية للإشارة إلى مركبات تعمل عن بعد و الروبوتات ، فضلا عن السفن متوسطة الحجم أو أصغر، مثل الغواصات الصغيرة و الفرعية الرطب . يشار إلى الغواصات على أنها "قوارب" بدلاً من "سفن" بغض النظر عن حجمها. ^[1]

على الرغم من أن الغواصات التجريبية قد تم بناؤها من قبل ، إلا أن تصميم الغواصات انطلق خلال القرن التاسع عشر ، وتم اعتمادها من قبل العديد من القوات البحرية. تم استخدام الغواصات لأول مرة على نطاق واسع خلال الحرب العالمية الأولى (1914-1918) ، وهي تُستخدم الآن في العديد من القوات البحرية الكبيرة والصغيرة. تشمل الاستخدامات العسكرية مهاجمة سفن العدو السطحية (التجارية والعسكرية) أو الغواصات الأخرى ، وحماية حاملات الطائرات ، وتشغيل الحصار ، والردع النووي ، والاستطلاع ، والهجوم البري التقليدي (على سبيل المثال ، باستخدام صاروخ كروز ) ، والإدخال السري للقوات الخاصة . تشمل الاستخدامات المدنية للغواصات علوم البحار، إنقاذ ، والتنقيب، وتفتيش المرافق والصيانة. يمكن أيضًا تعديل الغواصات لأداء وظائف أكثر تخصصًا مثل مهام البحث والإنقاذ أو إصلاح الكابلات تحت سطح البحر . تستخدم الغواصات أيضًا في السياحة وعلم الآثار تحت سطح البحر . تنبع الغواصات الحديثة للغطس العميق من غواصة الأعماق التي تطورت من جرس الغوص .

تتكون معظم الغواصات الكبيرة من جسم أسطواني بنهايات نصف كروية (أو مخروطية) وهيكل عمودي ، يقع عادة في وسط السفينة ، والذي يضم أجهزة الاتصالات والاستشعار بالإضافة إلى المناظير . في الغواصات الحديثة ، هذا الهيكل هو " الشراع " في الاستخدام الأمريكي و "الزعنفة" في الاستخدام الأوروبي. كان " برج المخادع " سمة من سمات التصميمات السابقة: بدن ضغط منفصل فوق الجسم الرئيسي للقارب يسمح باستخدام مناظير أقصر. يوجد مروحة (أو مضخة نفاثة) في الخلف ، والعديد من زعانف التحكم الهيدروديناميكي. قد تنحرف الغواصات الأصغر والغوص العميق والمتخصصة بشكل كبير عن هذا التصميم التقليدي. تستخدم الغواصات طائرات الغوصوكذلك تغيير كمية الماء والهواء في صهاريج الصابورة لتغيير قابلية الطفو للغطس والسطوح.

تمتلك الغواصات واحدة من أوسع نطاقات أنواع وقدرات أي سفينة. وهي تتراوح بين الأمثلة الصغيرة المستقلة والغواصات المكونة من شخص أو شخصين والتي تعمل لبضع ساعات إلى السفن التي يمكن أن تظل مغمورة لمدة ستة أشهر - مثل فئة تايفون الروسية ، أكبر الغواصات التي تم بناؤها على الإطلاق. يمكن أن تعمل الغواصات على أعماق أكبر مما يمكن للغواصين البقاء على قيد الحياة أو العملي . ^[2]

تاريخ

علم أصول الكلمات

في حين أن المعنى الرئيسي لـ "الغواصة" هو سفينة حربية مسلحة مغمورة ، فإن المعنى الأكثر عمومية هو لأي نوع من المركبات الغاطسة. ^[3] كان التعريف اعتبارًا من عام 1899 لأي نوع من أنواع "القوارب البحرية". ^[4] حسب التقاليد البحرية ، لا تزال الغواصات يشار إليها عادة باسم "القوارب" بدلاً من "السفن" ، بغض النظر عن حجمها. ^[5] في الأساطيل البحرية الأخرى التي لها تاريخ من أساطيل الغواصات الكبيرة ، تعتبر أيضًا "قوارب". في اللغة الألمانية هو Unterseeboot ^[6] أو U-Boot (قارب تحت سطح البحر) ^[7] وفي الروسية هو подводная лодка (قارب تحت الماء). ^[8]على الرغم من الإشارة إليها بشكل غير رسمي باسم "القوارب" ، ^{[9] [10]} تستخدم الغواصات الأمريكية تسمية USS (سفينة الولايات المتحدة ) في بداية أسمائها ، مثل يو إس إس  ألاباما . في البحرية الملكية ، لا تزال الغواصات يشار إليها رسميًا باسم "القوارب" ، على الرغم من تسمياتها " سفينة صاحبة الجلالة ". ^{[11] [12]}

الغواصات التي تعمل بالطاقة البشرية في وقت مبكر

القرنان السادس عشر والسابع عشر

وفقا لتقرير نشر في Opusculum Taisnieri نشرت في 1562: ^[13]

غرق اثنان من اليونانيين وظهروا في نهر تاغوس بالقرب من مدينة توليدو عدة مرات في حضور الإمبراطور الروماني المقدس تشارلز الخامس ، دون أن يبتلوا ولا يزال اللهب الذي حملوه في أيديهم مشتعلًا. ^[14]

في عام 1578 ، سجل عالم الرياضيات الإنجليزي ويليام بورن في كتابه الاختراعات أو الابتكارات واحدة من أولى الخطط لمركبة ملاحة تحت الماء. بعد بضع سنوات ، كتب عالم الرياضيات واللاهوتي الاسكتلندي جون نابير في كتابه " الاختراعات السرية" (1596) أن "هذه الاختراعات إلى جانب ابتكار الغواصين تحت الماء ، وغيرها من الابتكارات والاستراتيجيات لإيذاء الأعداء بفضل الله وعمل الخبير. أتمنى أن أؤدي الحرفيين ". من غير الواضح ما إذا كان قد نفذ فكرته. ^[15]

تم تصميم وبناء أول غواصة من بنائها معلومات موثوقة في عام 1620 بواسطة Cornelis Drebbel ، وهو هولندي في خدمة جيمس الأول ملك إنجلترا . تم دفعها بواسطة المجاديف. ^[15]

القرن الثامن عشر بحلول منتصف القرن الثامن عشر ، تم منح أكثر من اثنتي عشرة براءة اختراع للغواصات / القوارب الغاطسة في إنجلترا. في عام 1747 ، حصل ناثانيال سيمونز على براءة اختراع وقام ببناء أول مثال عملي معروف لاستخدام خزان الصابورة للغمر. استخدم تصميمه الحقائب الجلدية التي يمكن أن تملأ بالماء لغمر المركبة. تم استخدام آلية لإخراج الماء من الأكياس وإعادة القارب إلى السطح. في عام 1749 ، ذكرت مجلة Gentlemen's Magazine أن تصميمًا مشابهًا قد اقترحه في البداية جيوفاني بوريلي في عام 1680. ظل تحسين التصميم الإضافي راكدًا لأكثر من قرن ، حتى تطبيق تقنيات جديدة للدفع والاستقرار. ^[16]

كانت أول غواصة عسكرية هي Turtle (1775) ، وهي عبارة عن جهاز يعمل باليد على شكل بلوط صممه الأمريكي David Bushnell لاستيعاب شخص واحد. ^[17] كانت أول غواصة تم التحقق منها قادرة على العمل والحركة المستقلة تحت الماء ، وأول غواصة تستخدم البراغي للدفع. ^[18]

القرن ال 19

في عام 1800 ، قامت فرنسا ببناء غواصة تعمل بالطاقة البشرية صممها الأمريكي روبرت فولتون ، نوتيلوس . تخلى الفرنسيون في النهاية عن التجربة في عام 1804 ، كما فعل البريطانيون عندما نظروا لاحقًا في تصميم غواصة فولتون.

في عام 1864، في وقت متأخر من الحرب الأهلية الأمريكية ، و القوات البحرية المتحالفة الصورة HL Hunley أصبح أول غواصة عسكرية لإغراق سفينة العدو والاتحاد السفينة الشراعية من الحرب المدمرة  Housatonic . في أعقاب هجومها الناجح على السفينة ، باستخدام برميل مليء بالبودرة على الصاري كشحنة طوربيد ، غرق HL Hunley أيضًا ، لأن موجات الصدمة من الانفجار قتلت الطاقم على الفور ومنعتهم من ضخ الآسن أو دفع الغواصة. ^[19]

في عام 1866 ، كانت Sub Marine Explorer أول غواصة تغوص بنجاح ، وتبحر تحت الماء ، وتطفو على السطح تحت سيطرة الطاقم. يتضمن التصميم الذي صممه الأمريكي الألماني Julius H. Kroehl (بالألمانية Kröhl ) عناصر لا تزال مستخدمة في الغواصات الحديثة. ^[20]

في عام 1866 ، تم بناء Flach بناءً على طلب من الحكومة التشيلية ، بواسطة كارل فلاخ ، مهندس ومهاجر ألماني . كانت خامس غواصة تُبنى في العالم ^[21] ، إلى جانب غواصة ثانية ، كانت تهدف إلى الدفاع عن ميناء فالبارايسو ضد هجوم البحرية الإسبانية خلال حرب جزر تشينشا .

الغواصات التي تعمل ميكانيكيًا

لا يمكن استخدام الغواصات في الخدمة على نطاق واسع أو روتيني من قبل القوات البحرية حتى يتم تطوير المحركات المناسبة. شهد الحقبة من 1863 إلى 1904 وقتًا محوريًا في تطوير الغواصات ، وظهرت العديد من التقنيات المهمة. قام عدد من الدول ببناء واستخدام الغواصات. أصبح الدفع الكهربائي للديزل هو نظام الطاقة المهيمن وأصبحت المعدات مثل المنظار موحدة. أجرت الدول العديد من التجارب على التكتيكات والأسلحة الفعالة للغواصات ، مما أدى إلى تأثيرها الكبير في الحرب العالمية الأولى .

1863 - 1904

كانت أول غواصة لا تعتمد على القوة البشرية للدفع هي الغواصة الفرنسية Plongeur ( الغواص ) ، التي تم إطلاقها في عام 1863 ، والتي استخدمت الهواء المضغوط عند 180  رطل / بوصة مربعة (1200  كيلو باسكال ). ^[22] نارسيس Monturiol تصميم أول الهواء مستقل و الاحتراق غواصة، بدعم، Ictíneo II ، الذي أطلق في برشلونة ، أسبانيا في عام 1864.

أصبحت الغواصة سلاحًا قابلاً للتطبيق مع تطوير طوربيد وايتهيد ، الذي صممه المهندس البريطاني روبرت وايتهيد في عام 1866 ، وهو أول طوربيد عملي ذاتي الدفع أو "قاطرة". ^[23] و نسف الصاري التي تم وضعها في وقت سابق من قبل دول متحالفة البحرية كان يعتبر غير عملي، كما كان يعتقد أنه قد غرقت كل من الهدف المقصود، وربما HL Hunley ، الغواصة التي نشرها.

قام المخترع الأيرلندي جون فيليب هولاند ببناء نموذج غواصة في عام 1876 وفي عام 1878 أظهر نموذج هولاند الأول . تبع ذلك عدد من التصاميم غير الناجحة. في عام 1896 ، صمم هولندا غواصة هولندية من النوع السادس ، والتي استخدمت طاقة محرك الاحتراق الداخلي على السطح وطاقة البطارية الكهربائية تحت الماء. بدأت يوم 17 مايو 1897 في الملازم البحرية لويس نيكسون الصورة السفن الهلال في إليزابيث، نيو جيرسي ، هولندا VI تم شراؤها من قبل البحرية الأمريكية يوم 11 ابريل عام 1900، لتصبح أول غواصة بتكليف البحرية، معمد USS  هولندا .^{[24] أدت} المناقشات بين رجل الدين الإنجليزي والمخترع جورج جاريت والصناعي السويدي ثورستن نوردنفيلت إلى أول غواصات عملية تعمل بالطاقة البخارية ، مسلحة بطوربيدات وجاهزة للاستخدام العسكري. الأول كان Nordenfelt I ، وهو 56 طنًا و 19.5 مترًا (64 قدمًا) سفينة مشابهة لسفينة غاريت المشؤومة Resurgam (1879) ، بمدى 240 كيلومترًا (130 نمي ؛ 150 ميل) ، مسلحة بطوربيد واحد، في عام 1885.

لم يكن من الممكن استخدام وسيلة دفع موثوقة للسفينة المغمورة إلا في ثمانينيات القرن التاسع عشر مع ظهور تقنية البطاريات الكهربائية اللازمة. وقد تم بناء القوارب أولا تعمل بالطاقة الكهربائية عن طريق إسحاق بيرال وكاباييرو في اسبانيا (الذي بنى بيرال )، دوبوي دي لومي (الذي بنى Gymnote ) و غوستاف Zédé (الذين بنوا SIRENE ) في فرنسا، وجيمس فرانكلين ادينغتون (الذين بنوا خنزير البحر ) في انكلترا . ^[25] تميز تصميم بيرال بطوربيدات وأنظمة أخرى أصبحت فيما بعد قياسية في الغواصات. ^{[26] [27]}

تم تشغيل المحرك البخاري والكهربائي الفرنسي Narval في يونيو 1900 باستخدام التصميم النموذجي للبدن المزدوج ، مع هيكل ضغط داخل الغلاف الخارجي. يبلغ مدى هذه السفن التي يبلغ وزنها 200 طن أكثر من 100 ميل (161 كم) تحت الماء. قامت الغواصة الفرنسية Aigrette في عام 1904 بتحسين المفهوم باستخدام محرك ديزل بدلاً من محرك بنزين للطاقة السطحية. تم بناء أعداد كبيرة من هذه الغواصات ، حيث تم الانتهاء من ستة وسبعين قبل عام 1914.

قامت البحرية الملكية بتكليف خمس غواصات من الدرجة الهولندية من فيكرز ، بارو-إن-فورنيس ، بموجب ترخيص من شركة هولندا توربيدو للقوارب من عام 1901 إلى عام 1903. استغرق بناء القوارب وقتًا أطول مما كان متوقعًا ، وكانت الأولى فقط جاهزة لتجربة الغوص في البحر في 6 أبريل 1902. على الرغم من أن التصميم قد تم شراؤه بالكامل من الشركة الأمريكية ، إلا أن التصميم الفعلي المستخدم كان عبارة عن تحسين غير مختبَر للتصميم الهولندي الأصلي باستخدام محرك بنزين جديد بقوة 180 حصانًا (130 كيلو وات). ^[28]

تم استخدام هذه الأنواع من الغواصات لأول مرة خلال الحرب الروسية اليابانية من 1904 إلى 055. بسبب الحصار في بورت آرثر ، أرسل الروس غواصاتهم إلى فلاديفوستوك ، حيث كان هناك بحلول 1 يناير 1905 سبعة قوارب ، وهو ما يكفي لإنشاء أول "أسطول غواصات عاملة" في العالم. بدأ أسطول الغواصات الجديد تسيير الدوريات في 14 فبراير ، وعادة ما يستمر كل منها حوالي 24 ساعة. وقعت المواجهة الأولى مع السفن الحربية اليابانية في 29 أبريل 1905 عندما أطلقت قوارب الطوربيد اليابانية النار على الغواصة الروسية سوم ، لكنها انسحبت بعد ذلك. ^[29]

الحرب العالمية الأولى

كان للغواصات العسكرية تأثير كبير لأول مرة في الحرب العالمية الأولى . شهدت القوات مثل غواصات U الألمانية العمل في معركة المحيط الأطلسي الأولى ، وكانت مسؤولة عن غرق RMS  Lusitania ، التي غرقت نتيجة حرب الغواصات غير المقيدة وغالبًا ما يتم الاستشهاد بها من بين أسباب دخول الولايات المتحدة. الدول في الحرب. ^[30]

عند اندلاع الحرب ، لم يكن لدى ألمانيا سوى عشرين غواصة متاحة على الفور للقتال ، على الرغم من أن هذه الغواصات تضمنت سفن من فئة U-19 التي تعمل بالديزل ، والتي يبلغ مداها 5000 ميل (8000 كم) وسرعة 8 عقدة (15). كم / ساعة) للسماح لهم بالعمل بفعالية حول الساحل البريطاني بأكمله. ، ^{[31] على} النقيض من ذلك ، كان لدى البحرية الملكية 74 غواصة ، على الرغم من الفعالية المختلطة. في أغسطس 1914 ، أبحر أسطول مكون من عشرة غواصات من قاعدتهم في هيليغولاند لمهاجمة السفن الحربية التابعة للبحرية الملكية في بحر الشمال في أول دورية حربية للغواصات في التاريخ. ^[32]

اعتمدت قدرة الغواصات على العمل كآلات حرب عملية على تكتيكات جديدة وأعدادها وتقنيات الغواصات مثل نظام الطاقة الكهربائية والديزل الذي تم تطويره في السنوات السابقة. غواصات أكثر من الغواصات الحقيقية ، تعمل غواصات U بشكل أساسي على السطح باستخدام محركات عادية ، وتغطس أحيانًا للهجوم تحت طاقة البطارية. كانت تقريبًا مثلثة في المقطع العرضي ، مع عارضة مميزة للتحكم في التدحرج أثناء الظهور ، وقوس مميز. خلال الحرب العالمية الأولى ، غرقت أكثر من 5000 سفينة من سفن الحلفاء بواسطة غواصات يو. ^[33]

حاول البريطانيون للحاق الألمان من حيث التكنولوجيا غواصة مع إنشاء الغواصات K الدرجة . ومع ذلك ، كانت هذه كبيرة للغاية وغالبًا ما تصطدمت مع بعضها البعض مما أجبر البريطانيين على إلغاء تصميم الفئة K بعد فترة وجيزة من الحرب. ^{[34] [ بحاجة لمصدر ]}

الحرب العالمية الثانية

خلال الحرب العالمية الثانية ، استخدمت ألمانيا الغواصات لتأثير مدمر في معركة المحيط الأطلسي ، حيث حاولت قطع طرق الإمداد البريطانية عن طريق إغراق عدد أكبر من السفن التجارية التي يمكن أن تحل محلها بريطانيا. (كان الشحن أمرًا حيويًا لتزويد سكان بريطانيا بالطعام ، والصناعة بالمواد الخام ، والقوات المسلحة بالوقود والأسلحة.) بينما دمرت غواصات يو عددًا كبيرًا من السفن ، فشلت الإستراتيجية في النهاية. على الرغم من تحديث قوارب U في سنوات ما بين الحربين العالميتين ، كان الابتكار الرئيسي هو تحسين الاتصالات المشفرة باستخدام آلة التشفير Enigma الشهيرة . سمح ذلك بتكتيكات الهجوم البحري الجماعي ( Rudeltaktik ، المعروف باسم " wolfpack")، ولكن أيضا في نهاية المطاف سقوط للزوارق U '. وبحلول نهاية الحرب، ما يقرب من 3000 الحلفاء السفن (175 السفن الحربية، 2825 merchantmen) قد غرقت التي كتبها U-القوارب. ^[35] وعلى الرغم من نجاحها في وقت مبكر من الحرب، في نهاية المطاف أسطول U-قارب ألمانيا عانت خسائر فادحة، وفقدان 793 U-القوارب والغواصات عن 28000 من 41000، ومعدل الإصابات حوالي 70٪. ^[36]

في البحرية الإمبراطورية اليابانية تعمل الأسطول الأكثر تنوعا من الغواصات من أي البحرية، بما في ذلك Kaiten يتكون طاقمها طوربيدات وغواصات القزم ( نوع A كو hyoteki و Kairyu الطبقات ) والغواصات متوسطة المدى وغواصات العرض بنيت لهذا الغرض وبعيدة المدى غواصات الأسطول . كان لديهم أيضا الغواصات وفقا لأعلى سرعات للغرق خلال الحرب العالمية الثانية ( I-201 من الدرجة الغواصات) والغواصات التي يمكن أن تحمل طائرة متعددة ( I-400 من الدرجة الغواصات). وقد تم تجهيزهم أيضًا بواحد من أكثر الطوربيدات تقدمًا في الصراع ، نوع 95 الذي يعمل بالدفع بالأكسجين. ومع ذلك ، على الرغم من براعتهم التقنية ، اختارت اليابان استخدام غواصاتها في حرب الأسطول ، وبالتالي كانت غير ناجحة نسبيًا ، حيث كانت السفن الحربية سريعة وقابلة للمناورة ومحمية جيدًا مقارنة بالسفن التجارية.

كانت قوة الغواصة أكثر الأسلحة المضادة للسفن فعالية في الترسانة الأمريكية. دمرت الغواصات ، على الرغم من 2 في المائة فقط من البحرية الأمريكية ، أكثر من 30 في المائة من البحرية اليابانية ، بما في ذلك 8 حاملات طائرات وسفينة حربية واحدة و 11 طرادات. كما دمرت الغواصات الأمريكية أكثر من 60 في المائة من الأسطول التجاري الياباني ، مما أدى إلى شل قدرة اليابان على إمداد قواتها العسكرية وجهودها الحربية الصناعية. دمرت غواصات الحلفاء في حرب المحيط الهادئ سفن الشحن اليابانية أكثر من جميع الأسلحة الأخرى مجتمعة. وقد ساعد هذا العمل الفذ بشكل كبير على فشل البحرية الإمبراطورية اليابانية في توفير قوات مرافقة كافية للأسطول التجاري للبلاد.

خلال الحرب العالمية الثانية ، خدمت 314 غواصة في البحرية الأمريكية ، تم نشر ما يقرب من 260 منها في المحيط الهادئ. ^[37] عندما هاجم اليابانيون هاواي في ديسمبر 1941 ، كان هناك 111 قاربًا في الخدمة. تم تكليف 203 غواصات من فصول Gato و Balao و Tench خلال الحرب. خلال الحرب ، فقدت 52 غواصة أمريكية لجميع الأسباب ، منها 48 غواصة بسبب الأعمال العدائية مباشرة. ^[38] غرقت الغواصات الأمريكية 1560 سفينة معادية ، ^[37] حمولتها الإجمالية 5.3 مليون طن (55٪ من إجمالي الغواصات ). ^[39]

و البحرية الغواصة خدمة الملكي كان يستخدم في المقام الأول في محور الكلاسيكي الحصار . كانت مناطق عملياتها الرئيسية حول النرويج ، في البحر الأبيض المتوسط (مقابل طرق إمداد المحور إلى شمال إفريقيا ) ، وفي الشرق الأقصى. في تلك الحرب ، غرقت الغواصات البريطانية مليوني طن من سفن العدو و 57 سفينة حربية كبرى ، الأخيرة بما في ذلك 35 غواصة. من بينها المثال الوحيد الموثق لغواصة تغرق غواصة أخرى بينما كلاهما كان مغمورًا. حدث هذا عندما HMS  بالمشروع تعمل U-864 . و بالمشروعقام الطاقم يدويًا بحساب حل إطلاق ناجح ضد هدف مناورة ثلاثي الأبعاد باستخدام تقنيات أصبحت أساسًا لأنظمة استهداف الكمبيوتر الحديثة للطوربيد. فُقدت 74 غواصة بريطانية ، ^[40] معظمها ، 42 غواصة ، في البحر الأبيض المتوسط.

النماذج العسكرية للحرب الباردة

حدث الإطلاق الأول لصاروخ كروز ( SSM-N-8 Regulus ) من غواصة في يوليو 1953 ، من سطح السفينة USS  Tunny ، وهو قارب أسطول من الحرب العالمية الثانية تم تعديله لحمل الصاروخ برأس حربي نووي . كانت توني وزورقها الشقيق ، باربيرو ، أول غواصات دورية للردع النووي للولايات المتحدة. في الخمسينيات من القرن الماضي ، حلت الطاقة النووية جزئيًا محل محركات الديزل والكهرباء. كما تم تطوير معدات لاستخراج الأكسجين من مياه البحر. أعطى هذان الابتكاران الغواصات القدرة على البقاء مغمورة لأسابيع أو شهور. ^{[41] [42]}تم تشغيل معظم الغواصات البحرية التي بنيت منذ ذلك الوقت في الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي / الاتحاد الروسي وبريطانيا وفرنسا بواسطة المفاعلات النووية .

في 1959-1960 ، تم وضع أول غواصات الصواريخ الباليستية في الخدمة من قبل كل من الولايات المتحدة ( فئة جورج واشنطن ) والاتحاد السوفيتي ( فئة الجولف ) كجزء من استراتيجية الردع النووي للحرب الباردة .

During the Cold War, the US and the Soviet Union maintained large submarine fleets that engaged in cat-and-mouse games. The Soviet Union lost at least four submarines during this period: K-129 was lost in 1968 (a part of which the CIA retrieved from the ocean floor with the Howard Hughes-designed ship Glomar Explorer), K-8 in 1970, K-219 in 1986, and Komsomolets in 1989 (which held a depth record among military submarines—1,000 m (3,300 ft)). Many other Soviet subs, such as K-19(أول غواصة نووية سوفيتية ، وأول غواصة سوفيتية تصل إلى القطب الشمالي) تعرضت لأضرار بالغة بسبب النيران أو تسرب الإشعاع. خسرت الولايات المتحدة غواصتين نوويتين خلال هذا الوقت: USS  Thresher بسبب عطل في المعدات أثناء اختبار الغوص أثناء الحد التشغيلي لها ، و USS  Scorpion لأسباب غير معروفة.

During India's intervention in the Bangladesh Liberation War, the Pakistan Navy's Hangor sank the Indian frigate INS Khukri. This was the first sinking by a submarine since World War II.^[43] During the same war, Ghazi, a Tench-class submarine on loan to Pakistan from the US, was sunk by the Indian Navy. It was the first submarine combat loss since World War II.^[44] In 1982 during the Falklands War, the Argentine cruiser General Belgrano was sunk by the British submarine HMS Conqueror، أول غرق بواسطة غواصة تعمل بالطاقة النووية في الحرب. ^{[45] بعد} بضعة أسابيع ، في 16 يونيو ، أثناء حرب لبنان ، قامت غواصة إسرائيلية غير مسماة بطوربيد وأغرقت السفينة اللبنانية ترانزيت ، ^[46] التي كانت تقل 56 لاجئًا فلسطينيًا إلى قبرص ، اعتقادًا منهم أن السفينة كانت تقوم بالإخلاء. مليشيات اسرائيلية. اصطدمت السفينة بطوربيدان ، وتمكنت من الركض لكنها غرقت في النهاية. كان هناك 25 قتيلاً ، بمن فيهم قبطانها. في البحرية الإسرائيلية الكشف عن الحادث الذي وقع في نوفمبر 2018. ^{[47] [46]}

القرن ال 21

إستعمال

جيش

قبل وأثناء الحرب العالمية الثانية ، كان الدور الأساسي للغواصة هو حرب السفن المضادة للسطح. ستهاجم الغواصات إما على السطح باستخدام مدافع سطح السفينة ، أو مغمورة باستخدام طوربيدات . كانت فعالة بشكل خاص في إغراق سفن الحلفاء عبر المحيط الأطلسي في كلتا الحربين العالميتين ، وفي تعطيل طرق الإمداد اليابانية والعمليات البحرية في المحيط الهادئ في الحرب العالمية الثانية.

تم تطوير الغواصات المزروعة بالألغام في أوائل القرن العشرين. تم استخدام المرفق في كلتا الحربين العالميتين. كما تم استخدام الغواصات لإدخال وإخراج العملاء السريين والقوات العسكرية في العمليات الخاصة ، ولجمع المعلومات الاستخباراتية ، ولإنقاذ الأطقم الجوية أثناء الهجمات الجوية على الجزر ، حيث سيتم إخبار الطيارين بأماكن آمنة للهبوط على الأرض حتى تتمكن الغواصات من إنقاذهم. . يمكن أن تنقل الغواصات البضائع عبر المياه المعادية أو تعمل كسفن إمداد للغواصات الأخرى.

يمكن للغواصات عادة تحديد موقع الغواصات الأخرى ومهاجمتها فقط على السطح ، على الرغم من أن HMS  Venturer تمكنت من غرق U-864 بأربعة طوربيد منتشر بينما كان كلاهما مغمورًا. طور البريطانية المتخصصة غواصة مضادة للغواصات في الحرب العالمية الأولى، و الطبقة R . بعد الحرب العالمية الثانية ، مع تطوير طوربيد موجه ، وأنظمة سونار أفضل ، ودفع نووي ، أصبحت الغواصات أيضًا قادرة على اصطياد بعضها البعض بشكل فعال.

The development of submarine-launched ballistic missile and submarine-launched cruise missiles gave submarines a substantial and long-ranged ability to attack both land and sea targets with a variety of weapons ranging from cluster bombs to nuclear weapons.

يكمن الدفاع الأساسي للغواصة في قدرتها على البقاء مختبئة في أعماق المحيط. يمكن اكتشاف الغواصات المبكرة من خلال الصوت الذي أحدثته. الماء موصل ممتاز للصوت (أفضل بكثير من الهواء) ، ويمكن للغواصات اكتشاف وتعقب السفن السطحية الصاخبة نسبيًا من مسافات طويلة. تم بناء الغواصات الحديثة مع التركيز على التخفي . تساعد تصميمات المروحة المتقدمة وعزل خفض الصوت المكثف والآلات الخاصة الغواصة على أن تظل هادئة مثل ضوضاء المحيطات المحيطة ، مما يجعل من الصعب اكتشافها. يتطلب الأمر تقنية متخصصة للعثور على الغواصات الحديثة ومهاجمتها.

يستخدم السونار النشط انعكاس الصوت المنبعث من معدات البحث للكشف عن الغواصات. تم استخدامه منذ الحرب العالمية الثانية من قبل السفن السطحية والغواصات والطائرات (عبر العوامات المتساقطة ومصفوفات "غمس" طائرات الهليكوبتر) ، لكنها تكشف عن موقع الباعث ، وهي عرضة للتدابير المضادة.

تمثل الغواصة العسكرية المخفية تهديدًا حقيقيًا ، وبسبب خللها ، يمكن أن تجبر بحرية العدو على إهدار الموارد في البحث عن مناطق واسعة من المحيط وحماية السفن من الهجوم. ظهرت هذه الميزة بوضوح في حرب فوكلاند عام 1982 عندما أغرقت الغواصة البريطانية التي تعمل بالطاقة النووية إتش إم إس  كونكرور الطراد الأرجنتيني الجنرال بلغرانو . بعد الغرق ، أدركت البحرية الأرجنتينية أنه ليس لديها دفاع فعال ضد هجوم الغواصة ، وانسحب الأسطول الأرجنتيني إلى الميناء لبقية الحرب ، على الرغم من بقاء الغواصة الأرجنتينية في البحر. ^[49]

مدني

Although the majority of the world's submarines are military, there are some civilian submarines, which are used for tourism, exploration, oil and gas platform inspections, and pipeline surveys. Some are also used in illegal activities.

تم افتتاح رحلة Submarine Voyage في ديزني لاند في عام 1959 ، ولكن على الرغم من أنها كانت تجري تحت الماء ، إلا أنها لم تكن غواصة حقيقية ، حيث كانت تسير على المسارات وكانت مفتوحة على الغلاف الجوي. ^[50] كانت أول غواصة سياحية هي Auguste Piccard ، والتي دخلت الخدمة في عام 1964 في Expo64 . ^[51] بحلول عام 1997 كان هناك 45 غواصة سياحية تعمل في جميع أنحاء العالم. ^{[52] يتم تشغيل} الغواصات التي يبلغ عمق سحقها في حدود 400-500 قدم (120-150 مترًا) في عدة مناطق في جميع أنحاء العالم ، وعادة ما يكون أعماقها حوالي 100 إلى 120 قدمًا (30 إلى 37 مترًا) ، مع قدرة تحمل تصل إلى من 50 إلى 100 راكب.

In a typical operation a surface vessel carries passengers to an offshore operating area and loads them into the submarine. The submarine then visits underwater points of interest such as natural or artificial reef structures. To surface safely without danger of collision the location of the submarine is marked with an air release and movement to the surface is coordinated by an observer in a support craft.

A recent development is the deployment of so-called narco-submarines by South American drug smugglers to evade law enforcement detection.^[53] Although they occasionally deploy true submarines, most are self-propelled semi-submersibles, where a portion of the craft remains above water at all times. In September 2011, Colombian authorities seized a 16-meter-long submersible that could hold a crew of 5, costing about $2 million. The vessel belonged to FARC rebels and had the capacity to carry at least 7 tonnes of drugs.^[54]

Civilian submarines

• 

  Model of the Mésoscaphe Auguste Piccard

• 

  Interior of the tourist submarine Atlantis whilst submerged

• 

  Tourist submarine Atlantis

Polar operations

• 1903 – Simon Lake submarine Protector surfaced through ice off Newport, Rhode Island.^[55]
• 1930 – USS O-12 operated under ice near Spitsbergen.^[55]
• 1937 – Soviet submarine Krasnogvardeyets operated under ice in the Denmark Strait.^[55]
• 1941–45 – German U-boats operated under ice from the Barents Sea to the Laptev Sea.^[55]
• 1946 – USS Atule used upward-beamed fathometer in Operation Nanook in the Davis Strait.^[55]
• 1946–47 – USS Sennet used under-ice sonar in Operation High Jump in the Antarctic.^[55]
• 1947 – USS Boarfish used upward-beamed echo sounder under pack ice in the Chukchi Sea.^[55]
• 1948 - طورت USS  Carp تقنيات للقيام بالصعود والنزول الرأسي عبر البولينيا في بحر تشوكشي. ^[55]
• 1952 - استخدمت يو إس إس  ريدفيش مجموعة أسلم موسعة ذات شعاع علوي في بحر بوفورت . ^[55]
• 1957 - وصلت USS  Nautilus إلى 87 درجة شمالًا بالقرب من Spitsbergen. ^[55]
• 3 أغسطس 1958 - استخدم نوتيلوس نظام ملاحة بالقصور الذاتي للوصول إلى القطب الشمالي. ^[55]
• 17 مارس 1959 - ظهر يو إس إس  سكيت عبر الجليد في القطب الشمالي. ^[55]
• 1960 - عبرت يو إس إس  سارجو 900 ميل (1400 كيلومتر) تحت الجليد فوق الجرف الضحل (125 إلى 180 قدمًا أو 38 إلى 55 مترًا) على رف بيرنج-تشوكشي. ^[55]
• 1960 - USS  Seadragon عبرت الممر الشمالي الغربي تحت الجليد. ^[55]
• 1962 - وصلت الغواصة السوفيتية K-3 Leninsky Komsomol من طراز نوفمبر إلى القطب الشمالي. ^[55]
• 1970 - قامت USS  Queenfish بإجراء مسح شامل لرسم الخرائط تحت سطح البحر للجرف القاري لسيبيريا. ^[56]
• 1971 - وصلت HMS  Dreadnought إلى القطب الشمالي. ^[55]
• يو إس إس  جورنارد أجرت ثلاث تمارين قطبية: 1976 (مع الممثل الأمريكي تشارلتون هيستون على متنها) ؛ 1984 عمليات مشتركة مع USS  Pintado ؛ و 1990 مناورات مشتركة مع يو إس إس  سيهورس . ^[57]
• 6 مايو 1986 - تلتقي USS  Ray و USS  Archerfish و USS  Hawkbill معًا وتطفو على السطح في القطب الشمالي الجغرافي . أول ثلاث غواصات تطفو على السطح في القطب. ^[58]
• 19 مايو 1987 - انضم HMS  Superb إلى USS  Billfish و USS  Sea Devil في القطب الشمالي. ^[59]
• March 2007 – USS Alexandria participated in the Joint US Navy/Royal Navy Ice Exercise 2007 (ICEX-2007) in the Arctic Ocean with the Trafalgar-class submarine HMS Tireless.^[60]
• March 2009 – USS Annapolis took part in Ice Exercise 2009 to test submarine operability and war-fighting capability in Arctic conditions.^[61]

Technology

Submersion and trimming

جميع السفن السطحية ، وكذلك الغواصات الموجودة على السطح ، في حالة ازدهار إيجابي ، حيث تزن أقل من حجم المياه التي يمكن أن تزيحها إذا غُمرت بالكامل. للغطس هيدروستاتيكيًا ، يجب أن يكون للسفينة طفو سلبي ، إما عن طريق زيادة وزنها أو تقليل إزاحتها من الماء. للتحكم في إزاحتها ، تحتوي الغواصات على خزانات الصابورة ، والتي يمكن أن تحتوي على كميات متفاوتة من الماء والهواء.

بالنسبة للغطس العام أو التسطيح ، تستخدم الغواصات الخزانات الأمامية والخلفية ، المسماة خزانات الصابورة الرئيسية (MBT) ، والتي تمتلئ بالماء لتغطس أو بالهواء إلى السطح. تظل MBTs مغمورة بشكل عام مغمورة بالمياه ، مما يبسط تصميمها ، وفي العديد من الغواصات ، تعتبر هذه الدبابات جزءًا من الفضاء البيني. لمزيد من الدقة والسرعة في التحكم في العمق ، تستخدم الغواصات خزانات أصغر للتحكم في العمق (DCT) - تسمى أيضًا الخزانات الصلبة (نظرًا لقدرتها على تحمل الضغط العالي) ، أو خزانات القطع. يمكن التحكم في كمية المياه في خزانات التحكم في العمق لتغيير العمق أو للحفاظ على عمق ثابت مع تغير الظروف الخارجية (كثافة الماء بشكل رئيسي). قد توجد خزانات التحكم في العمق إما بالقرب من مركز ثقل الغواصة ، أو منفصلة على طول جسم الغواصة لمنع التأثيرtrim.

When submerged, the water pressure on a submarine's hull can reach 4 MPa (580 psi) for steel submarines and up to 10 MPa (1,500 psi) for titanium submarines like K-278 Komsomolets, while interior pressure remains relatively unchanged. This difference results in hull compression, which decreases displacement. Water density also marginally increases with depth, as the salinity and pressure are higher.^[62] This change in density incompletely compensates for hull compression, so buoyancy decreases as depth increases. A submerged submarine is in an unstable equilibrium, having a tendency to either sink or float to the surface. Keeping a constant depth requires continual operation of either the depth control tanks or control surfaces.^[63][64]

Submarines in a neutral buoyancy condition are not intrinsically trim-stable. To maintain desired trim, submarines use forward and aft trim tanks. Pumps can move water between the tanks, changing weight distribution and pointing the sub up or down. A similar system is sometimes used to maintain stability.

التأثير الهيدروستاتيكي لخزانات الصابورة المتغيرة ليس هو الطريقة الوحيدة للتحكم في الغواصة تحت الماء. تتم المناورة الهيدروديناميكية من خلال العديد من أسطح التحكم ، والمعروفة مجتمعة باسم طائرات الغوص أو الطائرات المائية ، والتي يمكن تحريكها لإنشاء قوى هيدروديناميكية عندما تتحرك الغواصة بسرعة كافية. في تكوين المؤخرة الصليبي الكلاسيكي ، تخدم طائرات المؤخرة الأفقية نفس الغرض مثل خزانات القطع ، حيث تتحكم في التقليم. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي معظم الغواصات على طائرات أفقية أمامية ، توضع عادة على القوس حتى الستينيات ، ولكن غالبًا ما تكون على الشراع في التصميمات اللاحقة. وهي أقرب إلى مركز الثقل وتستخدم للتحكم في العمق مع تأثير أقل على الزخرفة. ^[65]

عندما تقوم الغواصة بعملية تسطيح طارئة ، يتم استخدام جميع طرق العمق والقطع في وقت واحد ، جنبًا إلى جنب مع دفع القارب لأعلى. هذا التسطيح سريع للغاية ، لذلك قد تقفز الغواصة جزئيًا من الماء ، مما قد يؤدي إلى إتلاف أنظمة الغواصات.

X- المؤخرة

بشكل بديهي ، يبدو أن أفضل طريقة لتهيئة أسطح التحكم في مؤخرة الغواصة هي منحها شكل صليب عند رؤيتها من الطرف الخلفي للسفينة. في هذا التكوين ، الذي ظل لفترة طويلة هو المهيمن ، تُستخدم الطائرات الأفقية للتحكم في التقليم والعمق والطائرات العمودية للتحكم في المناورات الجانبية ، تمامًا مثل دفة السفينة السطحية.

بدلاً من ذلك ، يمكن دمج أسطح التحكم الخلفية في ما أصبح يعرف باسم x-stern أو x-rudder. على الرغم من أن هذا التكوين أقل سهولة ، إلا أنه تبين أن له مزايا عديدة مقارنة بالترتيب الصليبي التقليدي. أولاً ، يحسن القدرة على المناورة أفقيًا وعموديًا. ثانيًا ، تقل احتمالية تعرض أسطح التحكم للتلف عند الهبوط أو المغادرة من قاع البحر وكذلك عند الإرساء وفك الرسو. أخيرًا ، من الأكثر أمانًا أن أحد الخطين القطريين يمكنه مواجهة الآخر فيما يتعلق بالحركة الرأسية والأفقية في حالة تعطل أحدهما عن طريق الخطأ. ^[66]

The x-stern was first tried in practice in the early 1960s on the USS Albacore, an experimental submarine of the US Navy. While the arrangement was found to be advantageous, it was nevertheless not used on US production submarines that followed due to the fact that it requires the use of a computer to manipulate the control surfaces to the desired effect.^[67] Instead, the first to use an x-stern in standard operations was the Swedish Navy with its Sjöormen class, the lead submarine of which was launched in 1967, before the Albacore had even finished her test runs.^[68] Since it turned out to work very well in practice, all subsequent classes of Swedish submarines (Näckenو Västergötland و Gotland و Blekinge ) تحتوي أو ستأتي مع x-rudder.

The Kockums shipyard responsible for the design of the x-stern on Swedish submarines eventually exported it to Australia with the Collins class as well as to Japan with the Sōryū class. With the introduction of the type 212, the German and Italian Navies came to feature it as well. The US Navy with its Columbia class, the British Navy with its Dreadnought class, and the French Navy with its Barracuda class are all about to join the x-stern family. Hence, as judged by the situation in the early 2020s, the x-stern is about to become the dominant technology.

Hull

Overview

الغواصات الحديثة على شكل سيجار. هذا التصميم ، الذي استخدم أيضًا في الغواصات المبكرة جدًا ، يُطلق عليه أحيانًا " بدن الدمعة ". يقلل من السحب الهيدروديناميكي عند غمر الغواصة ، ولكنه يقلل من إمكانيات حفظ البحر ويزيد السحب أثناء الظهور على السطح. نظرًا لأن قيود أنظمة الدفع للغواصات المبكرة أجبرتها على العمل في معظم الأوقات ، فقد كانت تصميمات بدنها بمثابة حل وسط. بسبب السرعات البطيئة المغمورة لتلك الغواصات ، عادة ، أقل بكثير من 10  كيلو طن (18 km/h), the increased drag for underwater travel was acceptable. Late in World War II, when technology allowed faster and longer submerged operation and increased aircraft surveillance forced submarines to stay submerged, hull designs became teardrop shaped again to reduce drag and noise. USS Albacore (AGSS-569) was a unique research submarine that pioneered the American version of the teardrop hull form (sometimes referred to as an "Albacore hull") of modern submarines. On modern military submarines the outer hull is covered with a layer of sound-absorbing rubber, or anechoic plating, to reduce detection.

هياكل الضغط المشغولة للغواصات العميقة مثل DSV  Alvin كروية وليست أسطوانية. هذا يسمح بتوزيع أكثر توازنا للضغط على أعماق كبيرة. عادة ما يتم لصق إطار من التيتانيوم على الجزء الخارجي من بدن الضغط ، مما يوفر ملحقات لأنظمة الصابورة والقطع ، والأجهزة العلمية ، وحزم البطاريات ، ورغوة التعويم النحوية ، والإضاءة.

A raised tower on top of a standard submarine accommodates the periscope and electronics masts, which can include radio, radar, electronic warfare, and other systems. It might also include a snorkel mast. In many early classes of submarines (see history), the control room, or "conn", was located inside this tower, which was known as the "conning tower". Since then, the conn has been located within the hull of the submarine, and the tower is now called the "sail". The conn is distinct from the "bridge", a small open platform in the top of the sail, used for observation during surface operation.

ترتبط "أحواض الاستحمام" بأبراج كونينج ولكنها تستخدم في الغواصات الأصغر. حوض الاستحمام عبارة عن أسطوانة معدنية تحيط بالفتحة تمنع الأمواج من الاقتحام مباشرة إلى المقصورة. هناك حاجة لأن الغواصات ذات السطح الطافي محدودة ، أي أنها تقع في مستوى منخفض في الماء. تساعد أحواض الاستحمام على منع غمر الوعاء.

هياكل مفردة ومزدوجة

عادة ما تحتوي الغواصات والغواصات الحديثة ، كما فعلت النماذج الأولى ، على بدن واحد. تحتوي الغواصات الكبيرة عمومًا على بدن إضافي أو أقسام بدن إضافية بالخارج. يُطلق على هذا الهيكل الخارجي ، الذي يشكل في الواقع شكل الغواصة ، الهيكل الخارجي ( الغلاف في البحرية الملكية) أو الهيكل الخفيف ، حيث لا يتعين عليه تحمل فرق الضغط. يوجد داخل الهيكل الخارجي هيكل قوي ، أو بدن ضغط ، يقاوم ضغط البحر وله ضغط جوي طبيعي بداخله.

في وقت مبكر من الحرب العالمية الأولى ، تم إدراك أن الشكل الأمثل لتحمل الضغط يتعارض مع الشكل الأمثل للتسلل والحد الأدنى من السحب ، وصعوبات البناء تزيد من تعقيد المشكلة. تم حل هذا إما عن طريق شكل حل وسط ، أو باستخدام هيكلين: داخلي للضغط ، وخارجي للحصول على الشكل الأمثل. حتى نهاية الحرب العالمية الثانية ، كان لمعظم الغواصات غطاء جزئي إضافي في الجزء العلوي والقوس والمؤخرة ، مبني من المعدن الرقيق ، والذي غمرته المياه عند غمرها. ذهبت ألمانيا إلى أبعد من ذلك مع النوع XXI ، وهو سلف عام للغواصات الحديثة ، حيث كان هيكل الضغط مغلقًا بالكامل داخل الهيكل الخفيف ، ولكن تم تحسينه للملاحة المغمورة ، على عكس التصميمات السابقة التي تم تحسينها للتشغيل السطحي.

بعد الحرب العالمية الثانية ، انقسمت المقاربات. غير الاتحاد السوفيتي تصاميمه ، مستندا إلى التطورات الألمانية. تم بناء جميع الغواصات السوفيتية والروسية الثقيلة بعد الحرب العالمية الثانية بهيكل مزدوج . تحولت الغواصات الأمريكية ومعظم الغواصات الغربية الأخرى إلى نهج بدن واحد في المقام الأول. لا يزال لديهم أقسام بدن خفيفة في مقدمة السفينة ومؤخرتها ، والتي تضم خزانات الصابورة الرئيسية وتوفر شكلًا محسَّنًا هيدروديناميكيًا ، لكن قسم الهيكل الأسطواني الرئيسي يحتوي على طبقة طلاء واحدة فقط. يتم النظر في هياكل مزدوجة للغواصات المستقبلية في الولايات المتحدة لتحسين قدرة الحمولة والتخفي والمدى. ^[69]

بدن الضغط

يتكون هيكل الضغط بشكل عام من الفولاذ السميك عالي القوة بهيكل معقد واحتياطي عالي القوة ، ويتم فصله بحواجز مانعة لتسرب الماء إلى عدة مقصورات . هناك أيضًا أمثلة على أكثر من هيكلين في غواصة ، مثل فئة تايفون ، التي تحتوي على هيكلين رئيسيين للضغط وثلاثة هياكل أصغر لغرفة التحكم والطوربيدات ومعدات التوجيه ، مع نظام إطلاق الصواريخ بين الهياكل الرئيسية.

في عمق الغوص لا يمكن زيادة بسهولة. يؤدي جعل الهيكل أكثر سمكًا إلى زيادة الوزن ويتطلب تقليل وزن المعدات الموجودة على متن السفينة ، مما يؤدي في النهاية إلى غواصة أعماق . هذا مقبول للغواصات البحثية المدنية ، ولكن ليس الغواصات العسكرية.

كانت غواصات الحرب العالمية الأولى تحتوي على أجسام من الصلب الكربوني ، بعمق 100 متر (330 قدمًا) كحد أقصى. خلال الحرب العالمية الثانية ، تم تقديم سبائك الصلب عالية القوة ، مما سمح بعمق 200 متر (660 قدمًا). يظل الفولاذ السبائكي عالي القوة المادة الأساسية للغواصات اليوم ، حيث يبلغ عمقها 250-400 متر (820-1،310 قدمًا) ، والتي لا يمكن تجاوزها في غواصة عسكرية دون تنازلات في التصميم. لتجاوز هذا الحد ، تم بناء عدد قليل من الغواصات بهياكل من التيتانيوم . يمكن أن يكون التيتانيوم أقوى من الفولاذ وأخف وزنًا وليس مغناطيسيًا، مهم للتسلل. تم بناء غواصات التيتانيوم من قبل الاتحاد السوفيتي ، الذي طور سبائك متخصصة عالية القوة. أنتجت عدة أنواع من غواصات التيتانيوم. تسمح سبائك التيتانيوم بزيادة كبيرة في العمق ، ولكن يجب إعادة تصميم الأنظمة الأخرى للتكيف ، لذلك كان عمق الاختبار مقتصرًا على 1000 متر (3300 قدم) للغواصة السوفيتية  K-278 Komsomolets ، أعمق غواصة قتالية غوص. و ألفا من الدرجة الغواصة قد عملت بنجاح في 1300 متر (4300 قدم)، ^[70]على الرغم من أن التشغيل المستمر في مثل هذه الأعماق من شأنه أن ينتج ضغطًا مفرطًا على العديد من أنظمة الغواصات. التيتانيوم لا ينثني بسهولة مثل الفولاذ ، وقد يصبح هشًا بعد العديد من دورات الغوص. على الرغم من فوائدها ، أدت التكلفة العالية لبناء التيتانيوم إلى التخلي عن بناء غواصة التيتانيوم مع انتهاء الحرب الباردة. استخدمت الغواصات المدنية التي تغوص في الأعماق أجسامًا سميكة من الأكريليك .

The deepest deep-submergence vehicle (DSV) to date is Trieste. On 5 October 1959, Trieste departed San Diego for Guam aboard the freighter Santa Maria to participate in Project Nekton, a series of very deep dives in the Mariana Trench. On 23 January 1960, Trieste reached the ocean floor in the Challenger Deep (the deepest southern part of the Mariana Trench), carrying Jacques Piccard (son of Auguste) and Lieutenant Don Walsh, USN.^[71]كانت هذه هي المرة الأولى التي تصل فيها سفينة ، مأهولة أو غير مأهولة ، إلى أعمق نقطة في محيطات الأرض. أشارت الأنظمة الموجودة على متن الطائرة إلى عمق 11،521 مترًا (37،799 قدمًا) ، على الرغم من أنه تم تعديل ذلك لاحقًا إلى 10916 مترًا (35،814 قدمًا) وقد وجدت القياسات الأكثر دقة التي تم إجراؤها في عام 1995 أن تشالنجر ديب ضحلة قليلاً ، على ارتفاع 10911 مترًا (35797 قدمًا).

يعد بناء بدن الضغط أمرًا صعبًا ، حيث يجب أن يتحمل الضغوط في عمق الغوص المطلوب. عندما يكون الهيكل مستديرًا تمامًا في المقطع العرضي ، يتم توزيع الضغط بالتساوي ، ويسبب ضغط الهيكل فقط. إذا كان الشكل غير مثالي ، يكون الهيكل مثنيًا ، مع وجود عدة نقاط متوترة بشدة. تتم مقاومة الانحرافات الطفيفة الحتمية بواسطة حلقات التقوية ، ولكن حتى الانحراف بمقدار بوصة واحدة (25 مم) عن الاستدارة يؤدي إلى انخفاض بنسبة تزيد عن 30 في المائة في الحمل الهيدروستاتيكي الأقصى وبالتالي عمق الغوص. ^[72] لذلك يجب أن يتم بناء الهيكل بدقة عالية. يجب أن يتم لحام جميع أجزاء الهيكل بدون عيوب ، ويتم فحص جميع الوصلات عدة مرات بطرق مختلفة ، مما يساهم في ارتفاع تكلفة الغواصات الحديثة. (على سبيل المثال ، كل فئة فرجينياتبلغ تكلفة الغواصة الهجومية 2.6 مليار دولار أمريكي ، أي أكثر من 200000 دولار أمريكي لكل طن من النزوح.)

الدفع

تم دفع الغواصات الأولى بواسطة البشر. كانت الغواصة الأولى مدفوعة ميكانيكيا 1863 الفرنسية Plongeur ، والتي تستخدم الهواء المضغوط لدفع. كان يعمل الدفع اللاهوائي أول مرة من قبل الأسبان Ictineo II في عام 1864، والتي تستخدم محلول الزنك ، ثاني أكسيد المنغنيز ، و كلورات البوتاسيوم لتوليد الحرارة كافية لقوة المحرك البخاري، مع توفير الأكسجين لأفراد الطاقم. لم يتم استخدام نظام مماثل مرة أخرى حتى عام 1940 عندما اختبرت البحرية الألمانية نظامًا قائمًا على بيروكسيد الهيدروجين ، وهو توربين والتر ، على الغواصة التجريبية V-80 وبعد ذلك في البحرية.U-791 و نوع السابع عشر غواصات. ^[73] تم تطوير نظام للبريطانيين مستكشف الدرجة ، الذي أنجز في عام 1958. ^[74]

حتى ظهور الدفع البحري النووي ، استخدمت معظم غواصات القرن العشرين محركات وبطاريات كهربائية لتشغيل محركات تحت الماء والاحتراق على السطح ، ولإعادة شحن البطاريات. استخدمت الغواصات المبكرة محركات البنزين (البنزين) ، لكن هذا سرعان ما أفسح المجال للكيروسين (البارافين) ثم محركات الديزل بسبب انخفاض القابلية للاشتعال ، مع الديزل ، تحسين كفاءة الوقود وبالتالي نطاق أكبر أيضًا. أصبح الجمع بين الديزل والدفع الكهربائي هو القاعدة.

Initially, the combustion engine and the electric motor were in most cases connected to the same shaft so that both could directly drive the propeller. The combustion engine was placed at the front end of the stern section with the electric motor behind it followed by the propeller shaft. The engine was connected to the motor by a clutch and the motor in turn connected to the propeller shaft by another clutch.

مع تعشيق القابض الخلفي فقط ، يمكن للمحرك الكهربائي قيادة المروحة ، كما هو مطلوب للتشغيل المغمور بالكامل. مع تعشيق كلا القابضين ، يمكن لمحرك الاحتراق أن يقود المروحة ، كما كان ممكنًا عند التشغيل على السطح أو في مرحلة لاحقة عند الغطس. يعمل المحرك الكهربائي في هذه الحالة كمولد لشحن البطاريات أو ، إذا لم تكن هناك حاجة إلى الشحن ، يُسمح له بالدوران بحرية. مع تعشيق القابض الأمامي فقط ، يمكن لمحرك الاحتراق تشغيل المحرك الكهربائي كمولد لشحن البطاريات دون إجبار المروحة على التحرك في نفس الوقت.

يمكن أن يكون للمحرك عدة محركات على العمود ، والتي يمكن أن تقترن كهربائيًا في سلسلة من أجل السرعة البطيئة وبالتوازي مع السرعة العالية (كانت تسمى هذه الوصلات "مجموعة لأسفل" و "مجموعة لأعلى" ، على التوالي).

ناقل حركة ديزل - كهرباء

في حين أن معظم الغواصات المبكرة استخدمت اتصالًا ميكانيكيًا مباشرًا بين محرك الاحتراق والمروحة ، فقد تم التفكير في حل بديل وكذلك تم تنفيذه في مرحلة مبكرة جدًا. ^[75] يتكون هذا الحل أولاً من تحويل عمل محرك الاحتراق إلى طاقة كهربائية عبر مولد مخصص. ثم يتم استخدام هذه الطاقة لدفع المروحة عبر المحرك الكهربائي ، وبالقدر المطلوب ، لشحن البطاريات. في هذا التكوين ، يكون المحرك الكهربائي مسؤولاً عن قيادة المروحة في جميع الأوقات ، بغض النظر عما إذا كان الهواء متاحًا بحيث يمكن أيضًا استخدام محرك الاحتراق أم لا.

من بين رواد هذا الحل البديل ، كانت أول غواصة للبحرية السويدية ، HMS Hajen (أعيدت تسميتها لاحقًا Ub no 1 ) ، والتي تم إطلاقها في عام 1904. في حين أن تصميمها كان مستوحى بشكل عام من الغواصة الأولى التي كلفتها البحرية الأمريكية ، USS Holland ، لقد انحرف عن الأخير بثلاث طرق مهمة على الأقل: عن طريق إضافة المنظار ، عن طريق استبدال محرك البنزين بمحرك نصف ديزل ( محرك المصباح الساخن الذي يُقصد به في الأساس أن يتم تغذيته بالكيروسين ، واستبدل لاحقًا بمحرك ديزل حقيقي) وبواسطة قطع الرابط الميكانيكي بين محرك الاحتراق والمروحة عن طريق ترك المحرك الأول يقود مولدًا مخصصًا بدلاً من ذلك. ^[76] من خلال القيام بذلك ، استغرق الأمر ثلاث خطوات مهمة نحو ما أصبح في النهاية التكنولوجيا المهيمنة للغواصات التقليدية (أي غير النووية).

In the following years, the Swedish Navy added another seven submarines in three different classes (2nd class, Laxen class, and Braxen class) using the same propulsion technology but fitted with true diesel engines rather than semidiesels from the outset.^[77] Since by that time, the technology was usually based on the diesel engine rather than some other type of combustion engine, it eventually came to be known as diesel–electric transmission.

Like many other early submarines, those initially designed in Sweden were quite small (less than 200 tonnes) and thus confined to littoral operation. When the Swedish Navy wanted to add larger vessels, capable of operating further from the shore, their designs were purchased from companies abroad that already had the required experience: first Italian (Fiat-Laurenti) and later German (A.G. Weser and IvS).^[78] As a side-effect, the diesel–electric transmission was temporarily abandoned.

ومع ذلك ، أعيد تقديم ناقل الحركة الديزل والكهرباء على الفور عندما بدأت السويد في تصميم غواصاتها الخاصة مرة أخرى في منتصف الثلاثينيات. من تلك النقطة فصاعدًا ، تم استخدامه باستمرار لجميع الفئات الجديدة من الغواصات السويدية ، وإن كان مدعومًا بالدفع المستقل الجوي (AIP) كما هو منصوص عليه في محركات ستيرلنغ بدءًا من HMS Näcken في عام 1988. ^[79]

Another early adopter of diesel–electric transmission was the US Navy, whose Bureau of Engineering proposed its use in 1928. It was subsequently tried in the S-class submarines S-3, S-6, and S-7 before being put into production with the Porpoise class of the 1930s. From that point onwards, it continued to be used on most US conventional submarines.^[80]

وبصرف النظر عن البريطاني U-الطبقة وبعض الغواصات في البحرية الإمبراطورية اليابانية التي تستخدم مولدات الديزل منفصلة عن سرعة منخفضة على التوالي، عدد قليل من القوات البحرية غير تلك من السويد والولايات المتحدة استفادت كثيرا من انتقال تعمل بالديزل والكهرباء قبل عام 1945. ^[81] وبعد على النقيض من ذلك ، أصبحت الحرب العالمية الثانية تدريجيًا النمط السائد للدفع للغواصات التقليدية. ومع ذلك ، لم يكن اعتماده سريعًا دائمًا. والجدير بالذكر أن البحرية السوفيتية لم تقم بإدخال ناقل الحركة الذي يعمل بالديزل والكهرباء في غواصاتها التقليدية حتى عام 1980 بفئة Paltus . ^[82]

If diesel–electric transmission had only brought advantages and no disadvantages in comparison with a system that mechanically connects the diesel engine to the propeller, it would undoubtedly have become dominant much earlier. The disadvantages include the following:^[83][84]

• It entails a loss of fuel-efficiency as well as power by converting the output of the diesel engine into electricity. While both generators and electric motors are known to be very efficient, their efficiency nevertheless falls short of 100 percent.
• It requires an additional component in the form of a dedicated generator. Since the electric motor is always used to drive the propeller it can no longer step in to take on generator service as well.
• لا يسمح لمحرك الديزل والمحرك الكهربائي بتوحيد قواهما من خلال قيادة المروحة ميكانيكيًا في وقت واحد للحصول على أقصى سرعة عند صعود الغواصة على السطح أو الغطس. ومع ذلك ، قد يكون هذا ذا أهمية عملية قليلة نظرًا لأن الخيار الذي يمنعه هو الخيار الذي من شأنه أن يترك الغواصة في خطر الاضطرار إلى الغوص وبطارياتها مستنفدة جزئيًا على الأقل.

السبب في أن ناقل الحركة الديزل والكهرباء أصبح البديل السائد على الرغم من هذه العيوب هو بالطبع أنه يأتي أيضًا بالعديد من المزايا وأنه ، بشكل عام ، تم العثور على هذه المزايا في النهاية أكثر أهمية. تشمل المزايا ما يلي: ^{[83] [85]}

• يقلل من الضوضاء الخارجية عن طريق قطع الرابط الميكانيكي المباشر والصلب بين محرك (محركات) الديزل الصاخبة نسبيًا من جهة وعمود (أعمدة) المروحة والبدن من جهة أخرى. نظرًا لأن التخفي له أهمية قصوى للغواصات ، فهذه ميزة مهمة جدًا.
• يزيد من الاستعداد للغطس ، وهو بالطبع ذو أهمية حيوية للغواصة. الشيء الوحيد المطلوب من وجهة نظر الدفع هو إغلاق المازوت.
• It makes the speed of the diesel engine(s) temporarily independent of the speed of the submarine. This in turn often makes it possible to run the diesel(s) at close to optimal speed from a fuel-efficiency as well as durability point of view. It also makes it possible to reduce the time spent surfaced or snorkeling by running the diesel(s) at maximum speed whithout affecting the speed of the submarine itself.
• It eliminates the clutches otherwise required to connect the diesel engine, the electric motor, and the propeller shaft. This in turn saves space, increases reliability and reduces maintenance costs.
• فهو يزيد من المرونة فيما يتعلق بكيفية تكوين مكونات مجموعة القيادة ووضعها وصيانتها. على سبيل المثال ، لم يعد من الضروري محاذاة الديزل مع المحرك الكهربائي وعمود المروحة ، ويمكن استخدام محركي ديزل لتشغيل مروحة واحدة (أو العكس) ، ويمكن إيقاف تشغيل محرك ديزل واحد للصيانة طالما أن الثانية متوفر لتوفير الكمية المطلوبة من الكهرباء.
• يسهل تكامل مصادر الطاقة الأولية الإضافية ، بجانب محرك (محركات) الديزل ، مثل أنواع مختلفة من أنظمة الطاقة المستقلة عن الهواء (AIP) . مع وجود محرك كهربائي واحد أو أكثر يعمل دائمًا على تشغيل المروحة (المروحة) ، يمكن بسهولة إدخال هذه الأنظمة كمصدر آخر للطاقة الكهربائية بالإضافة إلى محرك (محركات) الديزل والبطاريات.

اشنركل

خلال الحرب العالمية الثانية ، جرب الألمان فكرة سنورشل ( سنوركل ) من الغواصات الهولندية التي تم الاستيلاء عليها ، لكنهم لم يروا الحاجة إليها إلا في وقت متأخر من الحرب. و schnorchel هو أنبوب قابل للسحب ان امدادات الهواء لمحركات الديزل في حين غرقت في عمق المنظار ، والسماح للقارب لكروز وإعادة شحن بطارياتها مع الحفاظ على درجة من الشبح.

خاصة أنه تم تنفيذه لأول مرة ، إلا أنه تبين أنه بعيد كل البعد عن الحل الأمثل. كانت هناك مشاكل في إغلاق صمام الجهاز أو إغلاقه أثناء غمره في الطقس القاسي. نظرًا لأن النظام استخدم هيكل الضغط بالكامل كمخزن مؤقت ، فإن محركات الديزل تمتص على الفور كميات هائلة من الهواء من حجرات القارب ، وغالبًا ما عانى الطاقم من إصابات مؤلمة في الأذن. اقتصرت السرعة على 8 عقدة (15 كم / ساعة) ، خشية أن ينكسر الجهاز من الإجهاد. و schnorchel أيضا خلق الضجيج الذي جعل القارب أسهل للكشف مع السونار، ولكن من الصعب على السونار على متن للكشف عن اشارات من السفن الأخرى. أخيرًا ، أصبح الرادار المتحالف في النهاية متقدمًا بدرجة كافية بحيث يمكن اكتشاف صاري الشنورشيل خارج النطاق المرئي. ^[86]

While the snorkel renders a submarine far less detectable, it is thus not perfect. In clear weather, diesel exhausts can be seen on the surface to a distance of about three miles,^[87] while "periscope feather" (the wave created by the snorkel or periscope moving through the water) is visible from far off in calm sea conditions. Modern radar is also capable of detecting a snorkel in calm sea conditions.^[88]

لا تزال مشكلة محركات الديزل التي تسبب فراغًا في الغواصة عندما يكون الصمام الرئيسي مغمورًا موجودة في نموذج الغواصات التي تعمل بالديزل لاحقًا ، ولكن يتم التخفيف من حدتها بواسطة مستشعرات عالية الفراغ للقطع والتي تغلق المحركات عندما يصل الفراغ في السفينة إلى ما قبل نقطة محددة. تتميز الصواري الحثية الحديثة بأنبوب التنفس بتصميم آمن من الفشل باستخدام الهواء المضغوط ، يتم التحكم فيه بواسطة دائرة كهربائية بسيطة ، لإبقاء "صمام الرأس" مفتوحًا مقابل سحب زنبرك قوي. يؤدي غسل مياه البحر فوق الصاري إلى قطع الأقطاب الكهربائية المكشوفة من الأعلى ، وكسر التحكم ، وإغلاق "الصمام الرأسي" أثناء غمره. لم تعتمد الغواصات الأمريكية استخدام الغطس إلا بعد الحرب العالمية الثانية. ^[89]

دفع مستقل عن الهواء

خلال الحرب العالمية الثانية ، كانت الغواصات الألمانية من النوع XXI (المعروفة أيضًا باسم " Elektroboote ") أولى الغواصات المصممة للعمل تحت الماء لفترات طويلة. في البداية كان عليهم أن يحملوا بيروكسيد الهيدروجين من أجل دفع طويل الأمد وسريع ومستقل عن الهواء ، ولكن تم بناؤهم في النهاية باستخدام بطاريات كبيرة جدًا بدلاً من ذلك. في نهاية الحرب ، جرب البريطانيون والسوفييت محركات بيروكسيد الهيدروجين / الكيروسين (البارافين) التي يمكن أن تعمل على السطح وتغطس. النتائج لم تكن مشجعة. على الرغم من أن الاتحاد السوفيتي نشر فئة من الغواصات بهذا النوع من المحركات (التي أطلق عليها حلف الناتو اسم كيبيك ) ، إلا أنها اعتُبرت غير ناجحة.

استخدمت الولايات المتحدة أيضًا بيروكسيد الهيدروجين في غواصة قزمة تجريبية ، X-1 . كان يعمل في الأصل بواسطة بيروكسيد الهيدروجين / محرك الديزل ونظام البطارية حتى انفجار إمدادات بيروكسيد الهيدروجين في 20 مايو 1957. تم تحويل X-1 لاحقًا لاستخدام محرك الديزل والكهرباء. ^[90]

Today several navies use air-independent propulsion. Notably Sweden uses Stirling technology on the Gotland-class and Södermanland-class submarines. The Stirling engine is heated by burning diesel fuel with liquid oxygen from cryogenic tanks. A newer development in air-independent propulsion is hydrogen fuel cells, first used on the German Type 212 submarine, with nine 34 kW or two 120 kW cells. Fuel cells are also used in the new Spanish S-80-class submarines although with the fuel stored as ethanol and then converted into hydrogen before use.^[91]

إحدى التقنيات الجديدة التي يتم تقديمها بدءًا من الغواصة الحادية عشرة من فئة Sōryū التابعة للبحرية اليابانية (JS Ōryū ) هي بطارية أكثر حداثة ، وهي بطارية ليثيوم أيون . تحتوي هذه البطاريات على ضعف التخزين الكهربائي للبطاريات التقليدية ، وعن طريق تغيير بطاريات الرصاص الحمضية في مناطق التخزين العادية بالإضافة إلى ملء مساحة الهيكل الكبيرة المخصصة عادةً لمحرك AIP وخزانات الوقود بأطنان من بطاريات الليثيوم أيون ، يمكن للغواصات الحديثة أن تعود في الواقع إلى تكوين ديزل وكهربائي "نقي" ، ولكن لديها نطاق مضاف تحت الماء وقوة مرتبطة عادة بالغواصات المجهزة بنظام AIP. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

الطاقة النووية

تم إحياء الطاقة البخارية في الخمسينيات من القرن الماضي باستخدام توربين بخاري يعمل بالطاقة النووية يقود مولدًا. من خلال القضاء على الحاجة إلى الأكسجين الجوي ، كان الوقت الذي يمكن أن تظل فيه الغواصة مغمورة محدودًا فقط من خلال مخازن الطعام الخاصة بها ، حيث تم إعادة تدوير هواء التنفس وتقطير المياه العذبة من مياه البحر. الأهم من ذلك ، أن الغواصة النووية لديها نطاق غير محدود بأقصى سرعة. وهذا يسمح لها بالسفر من قاعدة عملياتها إلى منطقة القتال في وقت أقصر بكثير مما يجعلها هدفًا أكثر صعوبة بالنسبة لمعظم الأسلحة المضادة للغواصات. تحتوي الغواصات التي تعمل بالطاقة النووية على بطارية صغيرة نسبيًا ومحرك ديزل / مولد طاقة للاستخدام في حالات الطوارئ إذا كان يجب إغلاق المفاعلات.

تُستخدم الطاقة النووية الآن في جميع الغواصات الكبيرة ، ولكن بسبب التكلفة العالية والحجم الكبير للمفاعلات النووية ، لا تزال الغواصات الأصغر تستخدم الدفع بالديزل والكهرباء. تعتمد نسبة الغواصات الأكبر إلى الأصغر على الاحتياجات الاستراتيجية. تقوم البحرية الأمريكية والبحرية الفرنسية والبحرية الملكية البريطانية بتشغيل الغواصات النووية فقط ، ^{[92] [93]} وهو ما يفسره الحاجة إلى عمليات بعيدة. يعتمد المشغلون الرئيسيون الآخرون على مزيج من الغواصات النووية للأغراض الاستراتيجية والغواصات التي تعمل بالديزل والكهرباء للدفاع. لا تمتلك معظم الأساطيل غواصات نووية ، بسبب محدودية توافر الطاقة النووية وتكنولوجيا الغواصات.

تتمتع الغواصات التي تعمل بالديزل والكهرباء بميزة التخفي عن نظيراتها النووية. تولد الغواصات النووية ضوضاء من مضخات المبرد والآلات التوربينية اللازمة لتشغيل المفاعل ، حتى عند مستويات الطاقة المنخفضة. ^{[94] [95] يمكن} لبعض الغواصات النووية مثل فئة أوهايو الأمريكية أن تعمل مع مضخات تبريد المفاعل الخاصة بها مؤمنة ، مما يجعلها أكثر هدوءًا من الغواصات الكهربائية. ^{[ بحاجة لمصدر ]}تكون الغواصة التقليدية التي تعمل على البطاريات صامتة تمامًا تقريبًا ، والضوضاء الوحيدة القادمة من محامل العمود والمروحة وضوضاء التدفق حول الهيكل ، وكلها تتوقف عندما تحوم الغواصة في منتصف الماء للاستماع ، تاركة ضوضاء الطاقم فقط نشاط. تعتمد الغواصات التجارية عادة على البطاريات فقط ، لأنها تعمل بالاقتران مع السفينة الأم.

تضمنت العديد من الحوادث النووية والإشعاعية الخطيرة حوادث غواصات نووية. ^{[96] [97]} و السوفيتي الغواصة  K-19 حادث مفاعل في عام 1961 أسفرت عن مقتل 8 وجرح أكثر من 30 شخصا آخرين تتعرض الإفراط للإشعاع. ^[98] و السوفيتي الغواصة  K-27 حادث مفاعل في عام 1968 أسفرت عن 9 قتلى و 83 إصابات أخرى. ^[96] و السوفيتي الغواصة  K-431 حادث في عام 1985 أسفرت عن 10 حالة وفاة و 49 إصابات الإشعاع الأخرى. ^[97]

لبديل

Oil-fired steam turbines powered the British K-class submarines, built during World War I and later, to give them the surface speed to keep up with the battle fleet. The K-class subs were not very successful, however.

Toward the end of the 20th century, some submarines—such as the British Vanguard class—began to be fitted with pump-jet propulsors instead of propellers. Though these are heavier, more expensive, and less efficient than a propeller, they are significantly quieter, providing an important tactical advantage.

Armament

The success of the submarine is inextricably linked to the development of the torpedo, invented by Robert Whitehead in 1866. His invention is essentially the same now as it was 140 years ago. Only with self-propelled torpedoes could the submarine make the leap from novelty to a weapon of war. Until the perfection of the guided torpedo, multiple "straight-running" torpedoes were required to attack a target. With at most 20 to 25 torpedoes stored on board, the number of attacks was limited. To increase combat endurance most World War I submarines functioned as submersible gunboats, using their deck gunsضد أهداف غير مسلحة ، والغوص للهروب والاشتباك مع سفن حربية العدو. شجعت أهمية البنادق تطوير فاشلة كروزر الغواصة مثل الفرنسية SURCOUF و البحرية الملكية الصورة X1 و M-الطبقة الغواصات. مع وصول الطائرات الحربية المضادة للغواصات (ASW) ، أصبحت البنادق للدفاع أكثر منها للهجوم. كانت الطريقة الأكثر عملية لزيادة القدرة على التحمل القتالية هي أنبوب الطوربيد الخارجي ، الذي يتم تحميله فقط في المنفذ.

The ability of submarines to approach enemy harbours covertly led to their use as minelayers. Minelaying submarines of World War I and World War II were specially built for that purpose. Modern submarine-laid mines, such as the British Mark 5 Stonefish and Mark 6 Sea Urchin, can be deployed from a submarine's torpedo tubes.

بعد الحرب العالمية الثانية ، جربت كل من الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي صواريخ كروز التي تطلق من الغواصات مثل SSM-N-8 Regulus و P-5 Pyatyorka . تتطلب مثل هذه الصواريخ الغواصة إلى السطح لإطلاق صواريخها. كانوا رواد صواريخ كروز الحديثة التي تطلق من الغواصات ، والتي يمكن إطلاقها من أنابيب الطوربيد للغواصات المغمورة ، على سبيل المثال ، الولايات المتحدة BGM-109 Tomahawk والروسية RPK-2 Viyuga وإصدارات مضادة للسفن أرض-أرض صواريخ مثل Exocet و Harpoon, encapsulated for submarine launch. Ballistic missiles can also be fired from a submarine's torpedo tubes, for example, missiles such as the anti-submarine SUBROC. With internal volume as limited as ever and the desire to carry heavier warloads, the idea of the external launch tube was revived, usually for encapsulated missiles, with such tubes being placed between the internal pressure and outer streamlined hulls.

The strategic mission of the SSM-N-8 and the P-5 was taken up by submarine-launched ballistic missile beginning with the US Navy's Polaris missile, and subsequently the Poseidon and Trident missiles.

تعمل ألمانيا على صاروخ IDAS قصير المدى يطلق من أنبوب طوربيد ، ويمكن استخدامه ضد طائرات الهليكوبتر المضادة للغواصات ، وكذلك ضد السفن السطحية والأهداف الساحلية.

مجسات

يمكن أن تحتوي الغواصة على مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار ، اعتمادًا على مهامها. تعتمد الغواصات العسكرية الحديثة بشكل شبه كامل على مجموعة من السونار السلبي والنشط to locate targets. Active sonar relies on an audible "ping" to generate echoes to reveal objects around the submarine. Active systems are rarely used, as doing so reveals the sub's presence. Passive sonar is a set of sensitive hydrophones set into the hull or trailed in a towed array, normally trailing several hundred feet behind the sub. The towed array is the mainstay of NATO submarine detection systems, as it reduces the flow noise heard by operators. Hull mounted sonar is employed in addition to the towed array, as the towed array can't work in shallow depth and during maneuvering. In addition, sonar has a blind spot "through" the submarine, so a system on both the front and back works to eliminate that problem. As the towed array trails behind and below the submarine, it also allows the submarine to have a system both above and below the خط حراري عند العمق المناسب ؛ الصوت الذي يمر عبر الخط الحراري مشوه مما يؤدي إلى انخفاض نطاق الكشف.

تحمل الغواصات أيضًا معدات رادار لاكتشاف السفن السطحية والطائرات. من المرجح أن يستخدم قباطنة الغواصات معدات الكشف عن الرادار أكثر من الرادار النشط للكشف عن الأهداف ، حيث يمكن اكتشاف الرادار خارج نطاق العودة الخاص به ، مما يكشف عن الغواصة. نادرًا ما يتم استخدام Periscopes ، باستثناء إصلاحات الموضع وللتحقق من هوية جهة الاتصال.

تعتمد الغواصات المدنية ، مثل DSV  Alvin أو الغواصات الروسية Mir ، على مجموعات سونار نشطة صغيرة ومنافذ عرض للتنقل. لا تستطيع العين البشرية اكتشاف ضوء الشمس تحت الماء بحوالي 300 قدم (91 مترًا) ، لذلك تُستخدم الأضواء عالية الكثافة لإضاءة منطقة المشاهدة.

التنقل

Early submarines had few navigation aids, but modern subs have a variety of navigation systems. Modern military submarines use an inertial guidance system for navigation while submerged, but drift error unavoidably builds over time. To counter this, the crew occasionally uses the Global Positioning System to obtain an accurate position. The periscope—a retractable tube with a prism system that provides a view of the surface—is only used occasionally in modern submarines, since the visibility range is short. The Virginia-class and Astute-class submarines use photonics masts rather than hull-penetrating optical periscopes. These masts must still be deployed above the surface, and use electronic sensors for visible light, infrared, laser range-finding, and electromagnetic surveillance. One benefit to hoisting the mast above the surface is that while the mast is above the water the entire sub is still below the water and is much harder to detect visually or by radar.

Communication

Military submarines use several systems to communicate with distant command centers or other ships. One is VLF (very low frequency) radio, which can reach a submarine either on the surface or submerged to a fairly shallow depth, usually less than 250 feet (76 m). ELF (extremely low frequency) can reach a submarine at greater depths, but has a very low bandwidth and is generally used to call a submerged sub to a shallower depth where VLF signals can reach. A submarine also has the option of floating a long, buoyant wire antenna to a shallower depth, allowing VLF transmissions by a deeply submerged boat.

من خلال تمديد سارية الراديو ، يمكن للغواصة أيضًا استخدام تقنية " الإرسال المتواصل ". يستغرق الإرسال المتواصل جزءًا بسيطًا من الثانية ، مما يقلل من خطر اكتشاف الغواصة.

للتواصل مع الغواصات الأخرى ، يتم استخدام نظام يعرف باسم Gertrude. جيرترود هو في الأساس هاتف سونار . يتم نقل الاتصال الصوتي من غواصة واحدة بواسطة مكبرات صوت منخفضة الطاقة إلى الماء ، حيث يتم اكتشافه بواسطة السونار السلبي على الغواصة المستقبلة. من المحتمل أن يكون نطاق هذا النظام قصيرًا جدًا ، واستخدامه يشع الصوت في الماء ، والذي يمكن أن يسمعه العدو.

يمكن للغواصات المدنية استخدام أنظمة مماثلة ، وإن كانت أقل قوة ، للتواصل مع سفن الدعم أو الغواصات الأخرى في المنطقة.

أنظمة دعم الحياة

With nuclear power or air-independent propulsion, submarines can remain submerged for months at a time. Conventional diesel submarines must periodically resurface or run on snorkel to recharge their batteries. Most modern military submarines generate breathing oxygen by electrolysis of water (using a device called an "Electrolytic Oxygen Generator"). Atmosphere control equipment includes a CO₂ scrubber, which uses an amine absorbent to remove the gas from air and diffuse it into waste pumped overboard. A machine that uses a catalyst to convert carbon monoxide into carbon dioxide (removed by the CO₂ scrubber) and bonds hydrogen produced from the ship's storage battery with oxygen in the atmosphere to produce water, is also used. An atmosphere monitoring system samples the air from different areas of the ship for nitrogen, oxygen, hydrogen, R-12 and R-114 refrigerants, carbon dioxide, carbon monoxide, and other gases. Poisonous gases are removed, and oxygen is replenished by use of an oxygen bank located in a main ballast tank. Some heavier submarines have two oxygen bleed stations (forward and aft). The oxygen in the air is sometimes kept a few percent less than atmospheric concentration to reduce fire risk.

Fresh water is produced by either an evaporator or a reverse osmosis unit. The primary use for fresh water is to provide feedwater for the reactor and steam propulsion plants. It is also available for showers, sinks, cooking and cleaning once propulsion plant needs have been met. Seawater is used to flush toilets, and the resulting "black water" is stored in a sanitary tank until it is blown overboard using pressurized air or pumped overboard by using a special sanitary pump. The blackwater-discharge system is difficult to operate, and the German Type VIIC boat U-1206 was lost with casualties because of human error while using this system.^[99]يتم تخزين المياه من الدش والأحواض بشكل منفصل في خزانات " المياه الرمادية " ويتم تصريفها في الخارج باستخدام مضخات الصرف.

عادة ما يتم التخلص من القمامة في الغواصات الكبيرة الحديثة باستخدام أنبوب يسمى وحدة التخلص من القمامة (TDU) ، حيث يتم ضغطها في علبة فولاذية مجلفنة. يوجد في الجزء السفلي من TDU صمام كروي كبير. يتم وضع سدادة ثلجية أعلى الصمام الكروي لحمايته ، العلب الموجودة أعلى سدادة الثلج. يتم إغلاق باب المقعد العلوي ، ويتم غمر TDU وتعادله مع ضغط البحر ، ويتم فتح الصمام الكروي وتسقط العلب بمساعدة أوزان الحديد الخردة في العلب. يتم أيضًا شطف TDU بمياه البحر للتأكد من أنها فارغة تمامًا وأن الصمام الكروي واضح قبل إغلاق الصمام.

طاقم العمل

A typical nuclear submarine has a crew of over 80; conventional boats typically have fewer than 40. The conditions on a submarine can be difficult because crew members must work in isolation for long periods of time, without family contact. Submarines normally maintain radio silence to avoid detection. Operating a submarine is dangerous, even in peacetime, and many submarines have been lost in accidents.^[100]

Women

Most navies prohibited women from serving on submarines, even after they had been permitted to serve on surface warships. The Royal Norwegian Navy became the first navy to allow women on its submarine crews in 1985. The Royal Danish Navy allowed female submariners in 1988.^[101] Others followed suit including the Swedish Navy (1989),^[102] the Royal Australian Navy (1998), the Spanish Navy (1999),^[103][104] the German Navy (2001) and the Canadian Navy (2002). In 1995, Solveig Kreyمن البحرية الملكية النرويجية أصبح أول ضابطة لتولي قيادة على غواصة عسكرية، HNoMS Kobben . ^[105]

في 8 ديسمبر 2011، البريطاني وزير الدفاع فيليب هاموند أعلن أن المملكة المتحدة الحظر الصورة على النساء في الغواصات كان من المقرر أن يرفع من عام 2013. ^[106] مخاوف في السابق كانت هناك أن النساء هن أكثر عرضة للخطر من تراكم ثاني أكسيد الكربون في الغواصة. لكن أظهرت دراسة عدم وجود سبب طبي لاستبعاد النساء ، على الرغم من استمرار استبعاد النساء الحوامل. ^[106]منعت الأخطار المماثلة التي تعرضت لها المرأة الحامل وجنينها النساء من خدمة الغواصات في السويد في عام 1983 ، عندما تم توفير جميع الوظائف الأخرى لهن في البحرية السويدية. اليوم ، لا تزال النساء الحوامل ممنوعات من الخدمة في الغواصات في السويد. ومع ذلك ، اعتقد صانعو السياسة أنه تمييز مع فرض حظر عام وطالبوا بمحاكمة النساء على أساس مزاياهن الفردية وتقييم مدى ملاءمتهن ومقارنتها بالمرشحين الآخرين. علاوة على ذلك ، لاحظوا أن المرأة التي تمتثل لمثل هذه المطالب العالية من غير المرجح أن تحمل. ^[102] في مايو 2014 ، أصبحت ثلاث نساء أول غواصات من RN. ^[107]

Women have served on US Navy surface ships since 1993, and as of 2011–2012^[update], began serving on submarines for the first time. Until presently, the Navy allowed only three exceptions to women being on board military submarines: female civilian technicians for a few days at most, women midshipmen on an overnight during summer training for Navy ROTC and Naval Academy, and family members for one-day dependent cruises.^[108] In 2009, senior officials, including then-Secretary of the Navy Ray Mabus, Joint Chief of Staff Admiral Michael Mullen, and Chief of Naval Operations Admiral Gary Roughead, began the process of finding a way to implement women on submarines.^[109] The US Navy rescinded its "no women on subs" policy in 2010.^[110]

Both the US and British navies operate nuclear-powered submarines that deploy for periods of six months or longer. Other navies that permit women to serve on submarines operate conventionally powered submarines, which deploy for much shorter periods—usually only for a few months.^[111] Prior to the change by the US, no nation using nuclear submarines permitted women to serve on board.^[112]

في عام 2011 ، تخرجت الدفعة الأولى من ضابطات الغواصات من الدورة الأساسية لضباط الغواصات التابعة لمدرسة الغواصات البحرية (SOBC) في قاعدة الغواصات البحرية في لندن الجديدة . ^[113] بالإضافة إلى ذلك ، التحقت ضابطات الإمداد الأعلى رتبة وذات الخبرة من تخصص الحرب السطحية SOBC أيضًا ، حيث انتقلوا إلى أسطول الصواريخ الباليستية (SSBN) وغواصات الصواريخ الموجهة (SSGN) جنبًا إلى جنب مع ضابطات خط الغواصات الإناث الجديدات بدءًا من أواخر عام 2011 . ^[114] وبحلول أواخر عام 2011، تم تعيين العديد من النساء إلى أوهايو الدرجة غواصة الصواريخ البالستية USS  ايومنغ . ^[115] في 15 أكتوبر 2013 ، أعلنت البحرية الأمريكية أن اثنين من أصغر فيرجينياالغواصات الهجومية من الدرجة، USS  فرجينيا و USS  مينيسوتا أن، يكون الإناث طاقم أعضاء بحلول يناير كانون الثاني عام 2015. ^[110]

في عام 2020 ، قبلت أكاديمية الغواصات البحرية اليابانية أول مرشحة لها. ^[116]

هجر السفينة

في حالات الطوارئ ، يمكن للغواصات أن ترسل إشارة إلى السفن الأخرى. ^{[ التوضيح مطلوب ]} يمكن للطاقم استخدام معدات الغمر في الغواصة للتخلي عن الغواصة. ^{[ التوضيح مطلوب ] [117]} يمكن للطاقم تجنب إصابة الرئة من التمدد المفرط للهواء في الرئتين بسبب تغير الضغط المعروف باسم الرضح الضغطي الرئوي عن طريق الزفير أثناء الصعود. ^[118] بعد الهروب من غواصة مضغوطة ، ^{[ التوضيح مطلوب ]} الطاقم معرض لخطر الإصابة بمرض تخفيف الضغط . ^[119] وسيلة بديلة للهروب هي عبر أمركبة إنقاذ عميقة يمكن أن ترسو في الغواصة المعطلة. ^{[ التوضيح مطلوب ] [120]}

أنظر أيضا

حسب البلد

• قائمة مشغلي الغواصات
• أستراليا - غواصة كولينز
• بنجلاديش- غواصات تابعة للبحرية البنجلاديشية
• بريطانيا - قائمة غواصات البحرية الملكية ، قائمة فئات الغواصات التابعة للبحرية الملكية
• الصين - غواصات تابعة لبحرية جيش التحرير الشعبي
• فرنسا - الغواصات في البحرية الفرنسية ، قائمة غواصات البحرية الفرنسية ، قائمة فئات وأنواع الغواصات الفرنسية
• ألمانيا - قائمة قوارب U الخاصة بألمانيا
• الهند - غواصات تابعة للبحرية الهندية
• إسرائيل - غواصة من طراز Dolphin
• اليابان - غواصات البحرية اليابانية الإمبراطورية ، قائمة فئات السفن المقاتلة التابعة لقوة الدفاع الذاتي البحرية اليابانية § SS: الغواصة
• هولندا - قائمة غواصات هولندا
• باكستان - قائمة سفن البحرية الباكستانية النشطة § الغواصات
• رومانيا - الغواصات الرومانية في الحرب العالمية الثانية
• روسيا - قائمة فئات الغواصات السوفيتية والروسية ، الغواصات الروسية المستقبلية
• الاتحاد السوفيتي - قائمة سفن البحرية السوفيتية § الغواصات
• إسبانيا - قائمة الغواصات في البحرية الإسبانية
• سنغافورة - بحرية جمهورية سنغافورة § الغواصات
• تركيا - قائمة غواصات البحرية التركية
• الولايات المتحدة - الغواصات في البحرية الأمريكية ، قائمة غواصات البحرية الأمريكية ، قائمة فئات الغواصات الأمريكية ، مختبر الأبحاث الطبية للغواصات البحرية

مراجع

فهرس

External links

• براءة الاختراع الأمريكية 708553 - قارب الغواصة
• الفيلم القصير The Submarine: Part II Construction (1955) متاح للتنزيل المجاني في أرشيف الإنترنت
• كتيبات تدريب الغواصات البحرية الأمريكية على الإنترنت من نوع الأسطول ، 1944-1946
• الجمعية الأمريكية لمهندسي السلامة. مجلة السلامة المهنية. حوادث الغواصات: تقييم إحصائي لمدة 60 عامًا . C. الوخز. سبتمبر 2009 ، ص 31 - 39. طلب مقالة كاملة ؛ أو الاستنساخ بدون رسومات / جداول