بخشی از مقاله
چکیده
ایران از لحاظ تعداد زیردریاییهای نظامی، یکی از 10 کشور برتر دنیا و از لحاظ قابلیت طراحی و ساخت زیردریایی، جزء 13 کشور مطرح در دنیا است. ارتقاء کیفیت و کارایی زیردریایی همواره نیازمند دریافت دیدگاههای انتقادی کارشناسان نسبت به خصوصیات فنی و عملیاتی آنها و اقدام جهت رفع نواقص و بهبود قابلیتها میباشد. این مقاله با دیدگاه ارزیابی نیازهای آینده و لزوم حضور ناوگان ایران تا مدار 10 درجه کره زمین، خصوصیات زیردریاییهای ایران را تا حدودی بررسی کرده و به ارائه پیشنهاداتی پرداخته است.
این مقاله ابتدا به تعریف خصوصیات فنی و خصوصیات عملیاتی پرداخته و بر نکات کلیدی آنها تاکید میکند. جهتگیری کلی بر این است که با تکیه بر بهبود ویژگیهای عملیاتی به بهینه-سازی ویژگیهای فنی پرداخته شود. برای ارائه پیشنهادات، دو مبنا در نظر گرفته شده است: مشخصات زیردریاییهای مدرن امروزی در دنیا و نیازهای آینده ایران. این مقاله در پایان به پیشنهاد دو زیردریایی میپردازد که میتوانند بیشترین تطابق را با نیازهای آینده ایران داشته باشد.
مقدمه
زیردریایی همواره به عنوان مخوفترین تجهیز نظامی مطرح بوده است به گونهای که میتواند با داشتن قابلیت اختفاء در اعماق آب و امکان ذخیره، حمل و پرتاب انواع مختلف از تسلیحات نظامی، ضمن غافلگیر نمودن دشمن، ضربات سنگینی را بر وی وارد کند. به همین دلیل است که در لیست فروش تجهیزات نظامی در دنیا، به ندرت نامی از زیردریایی دیده میشود و اگر هم خرید و فروشی انجام شود، بین کشورهای خاص و با لحاظ کردن شرایط سیاسی و استراتژیک خاص انجام میشود.
بطور مثال، فروش انواع هواپیماهای جنگنده نظامی به کشورهای عربی انجام میشود ولی فروش زیردریایی به آنها تقریبا ممنوع است حتی به قیمتهای گزاف. علت اصلی این تفاوت این است که امکان اختفاء برای هواپیما وجود ندارد و روی سطح زمین و در آسمان براحتی توسط رادارها و ماهوارهها از فاصله چند صد کیلومتری قابل ردیابی و سپس قابل انهدام است. ضمن اینکه یک هواپیمای جنگنده وزن سلاح اندکی را حمل میکند و مدت زمان بسیار محدودی میتواند در آسمان باشد - معمولا زمانی کمتر از 10 ساعت - . ولی یک زیردریایی از لحظهای که به زیر سطح آب میرود دیگر توسط رادار و ماهواره قابل ردیابی نیست چراکه امواج الکترومغناطیس در عمق آب نفوذ نمیکنند.
مهمترین وسیله ردیابی زیردریایی، همان سونار و تجهیزات صوتی است که آن هم کارایی بسیار محدودی دارد و ممکن است زیردریایی را - در صورت رعایت اصول اختفاء - حتی تا فاصله چند صد متری هم نتواند ردیابی کند .[1,2] پس اولین پارامتر مهم زیردریایی این است که این قابلیت را دارد که بصورت پنهان، خود را به دشمن نزدیک کند[3] در صورتیکه هیچ جنگندهای چنین قابلیتی ندارد. به همین دلیل است که اصطلاحا گفته میشود که "پیدا کردن یک زیردریایی در دریا همانند پیدا کردن یک سوزن در انبار کاه است". پارامتر مهم دوم، وزن زیاد و انواع سلاحهای مختلفی است که یک زیردریایی میتواند حمل کند.
یک زیردریایی میتواند دهها تن انواع اژدر، مین، موشکهای معمولی و قاره-پیما را ذخیره، حمل و پرتاب کند.[4] پارامتر مهم سوم، مدت زمان بسیار طولانی است که یک زیردریایی میتواند در عمق آب بماند. یک زیردریایی دیزل الکتریک معمولی مدت زمان عملیات 45-30 روزه میتواند داشته باشد و اگر مجهز به سیستمهای رانش مستقل از هوا باشد این مقدار میتواند به بیش از 2 برابر افزایش یابد.[5] پس با این مقایسه ساده میتوان براحتی درک نمود که چرا در دنیا زیردریایی، منحصربفردترین تجهیز نظامی محسوب میگردد.
ایران از لحاظ تعداد زیردریاییهای نظامی، یکی از 10 کشور برتر دنیا و از لحاظ قابلیت طراحی و ساخت زیردریایی، جزء 13 کشور مطرح در دنیا - روسیه، چین، فرانسه، انگلیس، آلمان، آمریکا، ایتالیا، سوئد، کره، هند، برزیل، ژاپن و ایران - است. ارتقاء کیفیت و کارایی زیردریایی همواره نیازمند دریافت دیدگاههای انتقادی کارشناسان نسبت به خصوصیات فنی و عملیاتی آنها و اقدام جهت رفع نواقص و بهبود قابلیتها میباشد. جهتگیری کلی بر این است که با تکیه بر بهبود ویژگیهای عملیاتی به بهینهسازی ویژگیهای فنی پرداخته شود.
مهمترین مشخصههای عملیاتی یک زیردریایی عبارتند از: نسبت آشکاری - خطر - 1 ، مدت زمان دوام در دریا2، برد زیرسطحی3، حداکثر برد، حداکثر عمق ، سرعت زیرسطحی، سرعت اسنورکلی و تسلیحات. [2] از بین این مشخصات، نسبت آشکاری - IR - مهمترین ویژگی یک زیردریایی محسوب میشود که مشخصات عملیاتی دیگر - برد و سرعت - را در دل خود جای داده و تمامی خصوصیات زیردریایی را تحت تاثیر قرار میدهد.[5]
وجه تمایز کشتی و زیردریایی و اصلیترین مشخصه یک زیردریایی
تفاوتهای ظاهری و فنی بسیاری بین کشتی و زیردریایی وجود دارد ولی وجه تمایز اصلی کشتی و زیردریایی، شکل کلی بدنه، داشتن بدنه فشار، باطری، موتور الکتریکی و غیره نیست بلکه همان نسبت آشکاری - IR - است که بصورت زیر تعریف میشود. برای تعریف نسبت آشکاری ابتدا باید نمودار حرکتی زیردریایی - سیکلوگرام - آن تعریف شود. اصولا در سیکلوگرام زیردریایی سه مرحله وجود دارد - شکل : - 1 رفت- گشتزنی- برگشت.
نمودار حرکتی زیردریایی
مسیر رفت با مسیر برگشت یکسان فرض میشود و لذا زمان و مسافت رفت با برگشت یکسان در نظر گرفته میشود. مطابق شکل 1، برد کلی زیردریایی همان مقدار L1+L2+L1 و مدت زمان حضور در دریا نیز برابر با مقدار T1+T2+T1 میباشد. زیردریایی کل این مسیر را مطابق شکل 2 بصورت زیرسطحی و اسنورکلی - تنفس - طی میکند و اصولا حالت حرکت سطحی در سیکلوگرام حرکتی زیردریایی تعریف نمیشود.
نمودار حرکت زیرسطحی و اسنورکلی در مسیر حرکتی زیردریایی
معمولا بازه حرکتی مطابق شکل 3 بصورت تکرار شونده و یکسان در نظر گرفته میشود و نسبت آشکاری هم بر همین اساس و مطابق رابطه 1 تعریف میشود. مطابق این رابطه، نسبت زمان تنفس - اسنورکل - به کل زمان یک سیکل را نسبت آشکاری میگوییم. برای تقریب به ذهن میتوان گفت برای یک کشتی این نسبت برابر 1 است و حالت ایدهآل برای یک زیردریایی برابر صفر است. صفر بودن ضریب IR تداعی کننده حالتی است که زیردریایی نیازی به آمدن به نزدیکی سطح آب برای تنفس ندارد شبیه شرایط زیردریاییهای اتمی. بنابراین هرچه نسبت آشکاری کمتر باشد مطلوبتر است و البته در زیردریاییهای دیزل- الکتریک دارای یک محدوده قابل قبول است که حتما باید تامین شود که بدان اشاره خواهد شد.
تعریف زمان حرکت زیرسطحی و اسنورکلی و مجموع زمان در یک سیکل
اهمیت نسبت آشکاری
بطور خلاصه میتوان گفت که پایین بودن نسبت آشکاری به معنای طراحی و ساخت مطلوب و حرفهای بسیاری از سیستمهای زیردریایی بخصوص سیستم رانش است. به عبارت دیگر اگر مقدار IR در محدوده مطلوب باشد، کل فرآیند طراحی و ساخت زیردریایی میتواند نمره مطلوبی بگیرد. در اینجا برای تشریح اهمیت و جایگاه موضوع، میتوان بطور مثال به چند عامل اشاره کرد:
- 1 اگر باطریهای زیردریایی از کیفیت و ذخیره انرژی مناسبی برخوردار نباشند نسبت IR افزایش مییابد چراکه زمان حرکت زیرسطحی به شدت کاهش مییابد.
- 2 اگر دیزل-ژنراتور دارای توان مناسب یا کارکرد مطلوبی نباشد، نسبت IR افزایش مییابد چراکه زمان حضور در عمق تنفس، برای شارژ باطری-ها مستقیما افزایش مییابد.
- 3 اگر بدنه هیدرودینامیکی خوب طراحی نشده باشد، نسبت IR بالاتر از محدوده مطلوب بدست میآید چراکه مقاومت افزایش مییابد و با افزایش مقاومت، انرژی مورد نیاز برای حرکت افزایش مییابد و لذا در یک ذخیره انرژی باطری ثابت، مدت زمان حرکت زیرسطحی کاهش مییابد.
- الف - - ب -
نمونهای از یک دیاگرام حرکتی فرضی برای گشتزنی یک زیردریایی در خلیج فارس
- 4 اگر ابعاد بدنه کاذب نسبت به بدنه فشار و تناژ زیردریایی بزرگتر از حد استاندارد، طراحی شده باشد نسبت IR بالاتر از محدوده مطلوب بدست میآید چراکه مقاومت افزایش مییابد.
- 5 اگر بازدهی هریک از اجزاء سیستم رانش - هم بازدهی برقی و هم مکانیکی - به هر دلیلی و در هر قسمتی پایین باشد، اتلاف انرژی باعث می-شود که مدت زمان مطلوب برای تامین برد زیرسطحی تامین نشده و IR افزایش مییابد.
بنابراین در ارزیابی خصوصیات و قابلیتهای زیردریایی باید توجه خاص و منحصربفردی به مقدار IR مبذول گردد که البته متاسفانه معمولا بجای این پارامتر به پارامتر سرعت بیشتر توجه میشود. متخصصان و طراحان زیردریایی بخوبی با این موضوع آشنا هستند که زیردریایی اصولا همانند شناورهای سطحی نمیتواند به سرعتهای بالا برسد چراکه در صورت تامین سرعتهای بالا، باطریها به سرعت دشارژ شده و زیردریایی مدت زمان بسیار اندکی را میتواند در زیر آب بماند - مثلا نیم ساعت - . علت این موضوع را باید در تناسب توان - قدرت - با توان 3 سرعت دانست . - 3 93 - یعنی مثلا با 2 برابر شدن سرعت زیرسطحی، مصرف توان 8 برابر میشود! و ذخیره انرژی باطریها به سرعت تخلیه میگردد و لذا مقدار IR افزایش چشمگیری پیدا میکند که نامطلوب است.
ملاحظه میشود که افزایش سرعت، اثر بسیار نامطلوبی بر نسبت آشکاری دارد. از آنجاکه سرعت کروز زیرسطحی - سرعت اقتصادی - زیردریاییها معمولا برابر 4 گره در نظر گرفته میشود لذا محدوده IR برابر 0/07-0/1 برای زیردریاییهای دیزل الکتریک معمولی میتواند به عنوان یک مبنا در نظر گرفته شود. توجه شود که این مقدار، مستقل از تناژ و ابعاد است و برای هر تناژی از زیردریایی میتواند استفاده شود چراکه با افزایش ابعاد زیردریایی، علی رغم افزایش توان مصرفی، مقدار ذخیره انرژی نیز افزایش مییابد.
