تصميم وتصنيع الغـواصة 1 – الغواصة
سنقدم في ستة فصول فكرة عن عملية التصميم والتصنيع للغواصة عن طريق دراسة لتصميم وتصنيع غواصة صغيرة. |
مقدمة
خلال هذه المجموعة من المقالات سأقوم بتفصيل عملية تصميم وتصنيع الغواصة وسأحاول أن أبين تقنيات تصميمية وتصنيعية لـتصنيع الغواصة راجيا أن أقدم فائدة علمية لإخواني المهندسين والمبتكرين. |
لماذا الغواصة؟
نستطيع بسهولة إدراك أن هيمنة الدول الاستعمارية خلال القرون الماضية والقرن الحالي إنما يتأتى عن طريق أساطيلها البحرية التي توفر ذراع ضرب طويلة تسمح بإرسال الطائرات والرجال والأسلحة إلى مناطق الحرب، كما فعل الاستعمار البريطاني ومن قبله البرتغالي وفعلت أمريكا وفعلت دول الناتو في حروبها في الخليج ويوغسلافيا والصومال وليبيا. يعتبر سلاح الغواصات السلاح الأكثر رعبا للأساطيل البحرية، إذ أن بإمكان غواصة واحدة متخفية في أعماق البحر إحداث أضرار بالغة في الأسطول البحري، وهذا ما ثبت عمليا في الحربين العالميتين وفي حرب فولكلاند في ثمانينات القرن العشرين، فما بالك إذا وجدت مجموعات من الغواصات السريعة والقوية لحماية المياه الإقليمية. لماذا يجب صنع الغواصة؟ ولماذا لا ينصح بشرائها؟ نستطيع بسهولة دفع ملايين من الدينارات وشراء غواصة من بعض الدول كفرنسا أو ألمانيا أو روسيا. فهذه الدول تخصص جانبا من صناعة الغواصات للتصدير إلى دول الأقل منها تقدما. لكن هناك سؤالا يُطرح: هل سمعت دولة من الدول المتقدمة تشتري غواصة عسكرية من دولة أخرى؟ مثلا هل تشتري اليابان أو ألمانيا أو بريطانيا غواصات من بعضها البعض أو من أمريكا أو روسيا مثلا؟ بالرغم من العلاقات المتميزة بين هذه الدول! أو هل تتعاون دول الاتحاد الأوروبي في تصنيع الغواصات كما تتعاون في صناعة المقاتلة الأوروبية! الجواب كلا! لماذا؟ لان الأمر بسهولة متعلق بجوهر السلاح نفسه، فالغواصة تختلف عن باقي الأسلحة مثل الدبابة والطائرة المقاتلة بان قوتها تكمن في سريتها وتخفيها وإلا فإنها سلاح ضعيف من الممكن اصطياده وتدميره في حال رصده وكشفه تحت الماء. لذلك، فإن أي دولة تبيعك غواصة ستبيعك غواصة مكشوفة لها بأدق تفاصيلها وكذلك غواصة معروفة لدول العالم ولن تبيعك غواصة شبح أو متطورة وإضافة إلى ذلك ستبيعك إياها بمبلغ كبير، ولن تكون هذه الغواصة ذات فائدة سوى ضد الدول المجاورة أحيانا أو لدراسة تصميم هذه الغواصة لصنع أخرى أحسن منها. سؤال: هل نستطيع صنع غواصتنا بأيدينا؟ الجواب بسهولة نعم، لا تستغرب عزيزي القارئ، فإنك إذا قرأت تاريخ صناعة الغواصات فستجد أنها صنعت قبل ما يقرب من مئة سنة بإمكانيات متواضعة مقارنة لما تملكه بعض الدول العربية من صناعات هندسية ثقيلة. وإذا كنت تتابع قنوات العالم الوثائقية فستجد أن شركات سياحة صغيرة وهواة استطاعوا بجهودهم الذاتية المالية والصناعية المتواضعة صنع غواصات وتسييرها في البحر. سؤال: هل الغواصة التي سنصنعها ستكون بالمستوى التقني الذي نستطيع به مجاراة التقنيات الحربيةللدول المتقدمة وهل ستستطيع تحقيق ما صُنعت لأجله من حماية المياه الإقليمية وتحقيق الردع للأساطيلالأجنبية والقوى الإقليمية؟ هذا السؤال مهم جدا وجوابه يتوقف على قدر إخلاص النية من قبل الإرادة السياسية التي ستعطي قرار التصنيع وعلى الأشخاص الذين ستوكل إليهم مسؤولية انجاز هذا العمل. فالخبرات العربية العلمية والهندسية في معظم الدول العربية تمتلك إمكانيات رائعة إذا ما وظفت توظيفا صحيحا. كما أن أي مشروع جديد يحتاج إلى مراحل تطوير مستمرة وليس هناك تصميم مثالي من النموذج الأول ولكن كل تصميم يحتاج إلى تطوير دائم من اجل الوصول إلى الأفضل. وكما في المثل: مسيرة الألف ميل تبدأ بخطوة واحدة. |
1-1 الغواصة
الغواصة هي عبارة عن مركبة مائية قادرة على العمل تحت الماء، وخلافا للسفن التي تطفو فوق الماء فان الغواصات قادرة على الإبحار فوق سطح الماء وتحته. صممت أولى الغواصات في القرن التاسع عشر واستعملت الغواصة لأول مرة بشكل واسع في الحرب العالمية الأولى. وتراوح استخدامها للأغراض العسكرية من مهام مهاجمة السفن التجارية والغواصات المعادية إلى حماية حاملات الطائرات وتطور بعد ذلك إلى حمل الصواريخ النووية العابرة للقارات. كذلك استعملت الغواصة للأغراض المدنية في مجالات البحث العلمي والفحص والصيانة البحرية وتمديد الخيوط الضوئية في أعماق البحار والمحيطات. وتطلق كلمة الغواصة على مدى واسع من الغواصات تختلف بأحجامها وتطبيقاتها بدءا من الغواصات الصغيرة غير المأهولة التي يتحكم بها عن بُعد وغواصات أخرى تحمل شخص أو شخصين لأغراض الصيانة أو البحث العلمي وتعمل تحت البحر لساعات قليلة وصولا إلى الغواصات الحربية الضخمة التي يصل طولها لعشرات الأمتار وتحمل عشرات البحارة وقادرة على البقاء لأشهر طويلة تحت الماء. معظم الغواصات الكبيرة تكون اسطوانية الشكل مخروطية النهايات مع هيكل عمودي ينتصب عادة في منتصفها والذي يحوي أجهزة الاتصال والتحسس والمنظار البحري كما يظهر في الـشكل (1). في الغواصات الحديثة يسمى هذا الجزء بالبرج (الصارية حسب الترجمة الحرفية لـ Sail وهي التسمية الأمريكية) أو الزعنفة (Fin التسمية الغربية). سنطلق عليه في كتابنا هذا تسمية البرج لسهولة تلقيه من القراء. |
1-2 أجزاء الغواصة الرئيسية
نتكلم في هذا الفصل بصورة أساسية عن الغواصة الحربية إذ إن الغواصات الحديثة بمختلف أنواعها تصمم وفق نفس المبدأ مع اختلافات تصميمية تناسب الوظيفة المصنوعة لأجلها.
1-2-1 الهيكل
الغواصة عبارة عن حاوية ضخمة محكمة الإغلاق، اسطوانية الشكل، مستدقة النهايات، تتكون من هيكل مفرد أو من هيكلين داخلي وخارجي.
الهيكل الداخلي، ويسمى أيضا هيكل الضغط، يقوم بحماية البحارة وأجهزة الغواصة الحساسة من ضغط الماء في أعـماق المحيط ومن درجات الحرارة المنخفضة. بينما الهيكل الخارجي يؤلف شكل الغواصة العام الظاهر. |
خزانات الغطس أو الثقل وهي المسؤولة عن عملية الطفو والغطس توضع بين الهيكلين الخارجي والداخلي عادةً كما هو مبين في الـشكل (2). |
شكل (2) مقطع يوضح الهياكل الرئيسية للغواصة
ومكان خزانات الغطس.
أجهزة المراقبة والاتصال وغيرها وقد خرج منه بعض البحارة
1-2-2 برج القيادة
كماَ تُلاحظُ في الأشكال السابقة أن الغوّاصة تمتلك برجا معدنيا كبيرا يَرتفع خارج هيكلِ الغوّاصةَ. هذا البرج يسمى برج القيادة (conninig tower).
يحتوي برج القيادة على الناظور ولاقط الرادارَ وهوائي اللاسلكي والمتحسسات بالإضافة إلى أجهزة ومعدات مختلفة، إضافة إلى فتحة خروج البحارة.
سابقا، كانت توضع حجرة التحكم والقيادةفي هذا البرج ومنها اخذَ اسمه أعلاه، ولكن لاحقا انتقلت غرفة القيادة إلى داخل الهيكل وبقي البرج يحوي المعدات المهمة لعمليات التوجيه والقيادة.انظر الشكلين (3) و(4). | |
شكل (4) يظهر بعض الأجزاء الرئيسية للبرج. |
شكل (4) يظهر بعض الأجزاء الرئيسية للبرج.
1-3 السيطرة والتوجيه تحت الماءِ
عندما تكون الغوّاصة تحت الماء، هناك وسيلتان تستعملان للتوجيه (انظر الشكل (5)): الوسيلة الأولى: الدفّةُ وهي تعمل على توجيه الغواصة يمينا ويسارا، الوسيلة الثانية: أجنحة الغوص، التي تسيطر على صعود ونزول الغواصةَ، أَو استقرارها. |
للغواصة الحديثة مجموعتان من أجنحة الغوصِ (انظر الشكل (5)):
المجموعة الأولى: هي أجنحة المؤخرة، الواقعة في المؤخَّرةِ والمتصلة بالدفة والمروحة.
المجموعة الثانية: تكون في الأمام وهي قد تثبت في البرج وتسمى أجنحة البرج.وقد تثبت كما في بَعْض
الغوّاصاتِ، ومنها صنفِ فرجينيا الأمريكية في المقدمة وتسمى أجنحة المقدمة وكما في الغواصة النووية الانجليزية الحديثة UK’s HMS Astute. شكل (6).
1-4 استعمالات الغواصة
1-4-1 الاستعمالات العسكرية استعملت الغواصة بصورة مكثفة خلال الحرب العالمية الثانية لإغراق السفن المعادية حيث استعملت الطوربيدات في حال الغطس (شكل 7) واستعملت مدافع السطح عند طفو الغواصة كما في الشكل (8). وقد كان للغواصات تأثير فعال في إغراق سفن الشحن والنقل في كلا الحربين العالميتين الأولى والثانية. كذلك أوكلت للغواصات مهمة زرع الألغام في بداية الجزء الأول من القرن العشرين وفي عمليات إدخال وإخلاء الجواسيس ورجال المهمات الخاصة إلى ارض العدو بالإضافة إلى إنقاذ الطيارين في حال سقوط طائراتهم في المحيط خلال العمليات البحرية الكبرى. ومن المهمات التي قامت بها حمل الشحنات الخاصة أو مواد التموين إلى الغواصات الأخرى. |
| شكل (7) طوربيد أثناء التحميل للغواصة |
استطاعت الغواصات أيضا إغراق الغواصات المعادية العائمة فوق سطح الماء حيث استطاعت الغواصة فينتورر P68 إغراق الغواصة U-864 بواسطة أربع طوربيدات بينما كانت تطفو فوق سطح الماء. شكل(9).
بعد الحرب العالمية الثانية تم تطوير الطوربيدات وأنظمة السونار ومحركات الدفع النووية فأصبحت الغواصات قادرة على اصطياد بعضها البعض.
التطور في إمكانية الغواصات في إطلاق الصواريخ النووية والصواريخ الجوالة أعطت الغواصات القدرة على مهاجمة الأهداف البعيدة المدى الموجودة سواء في البحر أو على البر بمختلف الأسلحة التقليدية والنووية.
تعتمد القدرة الدفاعية للغواصة أساسا على قدرتها على الاختفاء في أعماق المحيط. الغواصات خلال الحرب العالمية الثانية كان يمكن اكتشافها تحت الماء بواسطة الصوت الذي تحدثه. فبسبب قابلية الماء الممتازة على نقل الصوت تستطيع سفن السطح كشف وتحديد موقع الغواصات عن طريق الضوضاء الذي تحدثه محركاتها.
حديثا ونتيجة تطوير تصاميم المراوح تم تقليل الأصوات الصادرة منها بصورة كبيرة مما سمح لها بالإبحار في هدوء وسط المحيط حيث أصبحت صعبة الكشف. شكل (10). وعلى نفس المنوال تم تطوير تقنيات متقدمة لكشف ومهاجمة الغواصات الحديثة.
| شكل (10) صورة لمروحة في مرحلة التصنيع |
يقوم السونار الفعال بإطلاق موجات صوتية ومن ثم رصد انعكاسات هذه الموجات لتحديد وجود الغواصات والأجسام الغاطسة كالألغام وغيرها في تقنية شبيهة بالرادار. هذه التقنية استعملت منذ الحرب العالمية الثانية من قبل السفن والغواصات وحتى الطائرات. ولكن الغواصات العسكرية الحديثة أصبحت أكثر اختفاء وشبيهة بالشبح فهي تستطيع إجبار القوات البحرية للعدو على خسارة سيطرته على البحر وتجعل قطعه البحرية فريسة سهلة، استخدمت ميزة الاختفاء هذه بصورة فعالة في حرب فولكلاند عام 1982 عندما استطاعت الغواصات البريطانية إغراق السفن الأرجنتينية وأجبرت القوات البحرية الأرجنتينية على الانسحاب لموانئها وبالتالي إلى خسارتها الحرب.
1-4-2 الاستخدامات المدنية
تستعمل الغواصات المدنية في مجالات متعددة مثل السياحة المائية والاستكشاف وفحص المنشآت البحرية سواء النفطية والغازية ومد خطوط الأنابيب والخيوط الضوئية. الشكلين (11) و(12).
| شكل (11) صورة غواصة الاستكشاف DSV Alvin |
فيديو (تطور الغواصات الحربية)
قاموس المصطلحات
| العربية | الإنجليزية | الفرنسية |
| الغواصة | Submarine | Sous-marin |
| البرج، الصارية، الزعنفة | Sail | Fin |
| الهيكل | Hull | Coque |
| الهيكل المفرد أو الهيكل الداخلي | Inner hull | Coque Interne |
| هيكل الضغط | Pressure Hull | Coque de pression |
| الهيكل الخارجي | Outer Hull | Coque externe |
| خزانات الغطس أو الثقل | Ballast Tanks | Réservoirs de ballast |
| برج القيادة | Conninig tower | Centre opérationnel |
| الدفّةُ | Rudder | Gouvernail |
| أجنحة الغوص | Diving planes | Ailes de plongée |
| أجنحة المؤخرة | Stern planes | Ailes arrière |
| المروحة | Propeller | Hélice |
| أجنحة البرج | Sail planes | Ailes de Fin |
| أجنحة المقدمة | Bow planes | Ailes d’avant |
| الناظور | Periscope | Périscope |
| لاقط الرادار | Radar | Radar |
| هوائي اللاسلكي | Radio Antenna | Antenne radioélectrique |
| هيكل الدمعة | Teardrop Hull | |
| الإعاقة الهيدروديناميكية | Drag | Traînée |
| قابلية الطفو | Seakeeping | Tenue en mer |
| هيكل مفرد واحد | Single Hull | Coque |
| الهيكل الخفيف | Light Hull | Coque légère |
| هيكل الضغط | Pressure Hull | Coque de pression |
| هيكل ثنائي | Double Hull | Double Coque |
| نظام ربط وفصل | Clutch | Embrayage |
| الطريقة الساكنة | Static diving | Plongée statique |
| الطريقة الحركية | Dynamic diving | Plongée dynamique |
| خزانات عمق | Trimming tanks | |
| خزانات الغطس الرئيسية | Main Ballast Tank (MBT) | Ballast Principal |
| خزانات العمق الرئيسية | Main Trimming Tank (MTT) | |
| الأجنحة الهيدروديناميكية | Hydrodynamic planes | Ailes hydrodynamiques |
| فعال | Active | Actif |
تأليف
تأليف: حارث الجبوري (العراق)
البريد الإلكتروني: harithaljobory@gmail.com
المراجع
- Some Aspects of Submarine Design, Part 2. Shape of a Submarine 2026, Prof. P. N. Joubert , University of Melbourne, Defense Science and Technology Organization , DSTO–TR–1920.
- Some Aspects of Submarine Design , Part 1. Hydrodynamics, Prof. P.N.Joubert, Under Contract to Maritime Platforms Division , Platforms Sciences Laboratory, DSTO-TR-1622.
- Submarine Dive Technology ,2001, Johan J. Heiszwolf.
About Post Author
