الغواصات من الفئة جوتلاندGOTLAND Class Submarines (SSK
مقدمه
إن هيبة الغواصات وقيمتها الردعية المؤكدة، تعني أن الكثير من الترسانات، في مختلف البلدان، تأمل الحصول عليها في القوات البحرية. ولكن نفقة الغواصات النووية (SSN) وعدم ملاءمتها للعمل قرب الشواطئ، يعنيان أن الغواصات التقليدية SSK ستبقى خياراً أكثر ملاءمة من أنواع الغواصات الأخرى، خاصة في البلدان محدودة الموارد، أو التي تفتقر إلى من يشغل هذه التقنيات.
الغواصات النوويه و غواصات الديزل ( بصفه عامه )
الغواصات النوويه بصفه عامه تصدر ضوضاء مستمره لاحتياج المفاعل النووى المستمر الى ضخ دوره التبريد المستمره فى جميع الاحوال .. بعكس غواصات الديزل الاكثر هدوءا ، و بالذات غواصه تستعمل محرك ستيرلنج مثل جوتلاند
الغواصه التى اغرقت حامله طائرات و غواصات نوويه فى حرب واقعيه ( افتراضيه )
احب ان انوه فى البدايه ان تلك الغواصه الفريده جوتلاند تمكنت فى ( War Game ) حرب افتراضيه حقيقيه واقعيه من اغراق حامله الطائرات " ريجان " مرتين بكفاءه , ( و كانت الحامله ريجان ضمن مجموعه حاملات ضاربه فى المحيط الهادئ ) و تمكنت الغواصه من التقاط عده صور لحامله الطائرات فى مرات اخرى , و ايضا تمكنت من اغراق غواصات نوويه امريكيه حديثه كانت ضمن مجموعه الحاملات الضاربه
و هذه الحرب الافتراضيه جرت فى اطار تقييم مدى كفاءه الاسطول الامريكى فى مواجهه خطر غواصات الديزل الكهربائيه , و قد قام الجيش الامريكى باستدعاء هذه الغواصه تحديدا لامكانيتها الفريده ( Gotland ) و استاجرها لمده عام و جدده لعام آخر اضافى لاستكمال دراسه هذا الخطر
" الشرح الكامل لتلك الحرب الافتراضيه فى الاسفل فى النصف الثانى من الموضوع "
المهام القتاليه للغواصه
و هى غواصة هجومية مضاده للسفن و الغواصات ، و تشمل مهامها أيضا جمع المعلومات الاستخباراتية سواء ( استخبارات الاتصالات (COMINT) ، استخبارات الاشارات الالكترونية ELINT ) ، المراقبة المتقدمه ، العمليات الخاصة و مهام زرع الألغام. و الغواصه صعبة الإكتشاف جدا تحت الماء، خصوصا في منطقتها الطبيعية من العمليات ( البحر البلطيقي )
و قد درست أوساط سلاح البحرية السويدية على مدى عدة سنوات، أفكاراً عامة حول بناء غواصات حديثه ذات صفات متميزة ، و في عام 1996، دخلت أول غواصة من فئة جوتلاند Gotland Class الخدمة في الترسانة البحرية السويدية. ثم تلتها غواصتان من هذا النوع، هما أيلاند Aeland ، وهالند Haland؛ وقد دخلتا في العام التالي 1997. وقد تم تصميم و بناء الغواصات في حوض بناء شركة كوكومس Kockums السويدية
اولا : تصميم فريد طبقا لاحدث تقنيات التخفى
قوه الدفع ( المحرك ) ( Propulsion System)
The silent Stirling AIP system
نظريه عمل محركات ستيرلنج ( AIP ) ، لاحظ شحن البطاريات اثناء الغوص
الغواصه جوتلاند كانت اول غواصه فى العالم تستخدم محرك ستيرلنج للدفع المستقل عن الاحتياج للهواء (AIP) air-independent propulsion ، الذى يتيح غوصها المستمر تحت الماء لمده تصل إلى بضعة أسابيع مما يعتبر من احد اهم عوامل التخفى ، و كانت هذه التقنيه لا تتوفر الا للغواصات النوويه
محرك ستيرلنج للدفع المستقل عن الاحتياج للهواء يستعمل الاكسجين السائل و وقود الديزل في بيئة هليوم مسيطر عليها. و توضع خزانات الأوكسجين السائل فى الطابق الذى اسفل المحرّكات. و تعتمد مده الغوص المستمر على كمية الأوكسجين السائل المخزنه , و طول مده الغوص المستمر ( التى قد تصل الى شهر ) هى ميزه لا تتوافر لغواصات الديزل العاديه الاخرى
و من الجدير بالذكر ان محركات ستيرلنج غاليه الثمن و اكبر حجما من المحركات العاديه ، و لكنها تتميز بالكفاءه الكبيره ، و عديم التوليد للاهتزازات تقريبا ، و بصمته الحراريه منخفضه جدا ، و ايضا يتم تبريد الغازات الناتجه من غرفة إحتراق ستيرلنج قبل خروجها من الغواصه لتقلّيل البصمه الحراريه . و يستعمل ماء البحر المحيط بالغواصه كمبرد حرارى لزيادة الكفاءة للمحرك .
و محرّك ستيرلنج اختيار مناسب جدا للغوّاصات لأن المحرّك شبه صامت ، و يتميز ببصمته السمعية المنخفضة , و مثبت بداخل وحدات مرنه عازله للصوت و المحرك مثبت على مخمدات مطاطيه لتقليل للاهتزازات
الجزء الاوسط هو محرك ستيرلنج AIP , يتم تصنيع المحرك بالكامل خارجيا
و يتم تثبيته فى القسم الاوسط من الغواصه
محرك ستيرلنج AIP فى الجزء الاوسط من الغواصه
محركات كهروديزل 2x Diesel-electric MTU ( تستعمل اثناء الطفو على سطح الماء )
منطقه التحكم فى الدفع و المناوره ( Maneuverabiliy ) فى القسم الخلفى من الغواصه
التحكم فى المحركات الستيرلنج و المحركات الديزل و المواتير الكهربائيه
اثناء الغوص ، الغوّاصة مجهّزة بعدد 2 محرك ستيرلنج (AIP ) يعملان على الديزل 2xKockums V 4-275R ، Stirling AIP units ، و يولد كل محرك قدره a 75 كيلو واط (101 shp) تستعمل أمّا للدفع أو لشحن البطاريات. الغوّاصة لها القدرة على الغوص المستمر لمده من إسبوعين باستعمال الدفع المستقل عن الهواء بسرعة 5 عقده بدون شخير ( الحث الهوائى ) , و قد و تمتد الى شهر
، تستعمل الغوّاصة اثناء الطفو على سطح الماء عدد 2 محرك كهروديزل 2x Diesel-electric MTU engines
السرعة اثناء الطفو : 11 عقدة ( 20 كم/س )
السرعة اثناء الغوص باستعمال البطاريات : 20 عقدة ( 37 ك/س )
السرعة اثناء الغوص باستعمال AIP : خمس عقد ( 9.3 كم/س )
طريقه استعمال قوه الدفع فى غواصات الديزل ( بصفه عامه )
اثناء سير الغواصه على سطح الماء تستعمل محركات الديزل للدفع ( اداره مروحه الدفع ) ، و فى نفس الوقت يتم تعشيق المواتير الكهربائيه لشحن البطاريات عند الغوص يتم ايقاف محركات الديزل و تستعمل البطاريات للدفع ( اداره مروحه الدفع ) تحت الماء ، بعد اتمام شحنها اثناء السير على السطح ، و هذا ما يعطى غواصات الديزل العاديه هدوئها ، حتى تضطر للصعود مره اخرى للسطح لاعاده الشحن للبطاريات
محرك ستيرلنج ( مزايا اضافيه )
فى الصوره ( باعلى ) لنظريه عمل محركات ستيرلنج ( AIP ) لاحظ ان محرك ستيرلنج يقوم بشحن البطاريات تحت الماء و لا تضطر الغواصه للصعود للسطح لشحن البطاريات ، و هو ما يعطيها القدره للبقاء مده طويله تحت الماء ، هذا بالاضافه الى قدرته على دفع الغواصه و الاستغناء عن دفع البطاريات ( و هذا لا يتوافر لغواصات الديزل العاديه ) ، بالاضافه لما سبق بيانه من ميزات هذا المحرك من عدم توليد حراره او اى اهتزاز او ضجيج و الفارق بين الطريقتين هو ان دفع البطاريات هو الذى يوفر السرعه العاليه للغواصه , اما محرك ستيرلنج فيوفر لها سرعه بطيئه و مده سير مستمر لاسابيع ( طبقا لكميه الاوكسيجين السائل المخزن )
قدره مناوره فائقه
Extreme Maneuverabiliy - A Method for Staying Concealed
قياده الغواصه بتحكم كامل بواسطه شخص واحد فقط
التصميم الثوري للدفّة على شكل X ( المطوّر من Kockums ) - ( مثال توضيحى فقط )
لاحظ ان زاويه التقاطع على شكل X , و ايضا الدفه فى وضع مائل و ليس رأسى
مثال : غواصه اوهايو ، لاحظ ان زاويه التقاطع هو 90 درجه ، و ايضا الدفه فى وضع رأسىتماما
قدره المناوره الفائقه بسرعة و بدون ضوضاء عامل حاسم لتجنّب العدو في بعض الظروف. غوّاصات قليله هى التى تستطيع تجاري قدرات المناورة الفائقه ل Gotland سواء لسرعه تغيير الاتجاه او الاستداره بدون ضوضاء ، و هذه القدره هى محصله ثلاث عوامل هى ، اولا التصميم الجيد الهيكل، و ثانيا التصميم الثوري للدفّة ( Rudder ) على شكل X ( المطوّر من Kockums ) و موقع الدفّة الذى تم أختياره بعنايه ، و دفه التحكم مزوّده ب أربعة اسطح تحكم ، بالاضافه الى إثنان خريان على الشراع ، و ثالثا قياده الغواصه بتحكم كامل بواسطه شخص واحد فقط عن طريق القياده الاليه و التوجيه باستعمال الكمبيوتر مما يسمح بقابلية المناورة الحاده ويمكّنها أيضا من العمل قريبا جدا من قاع البحر
الحركه الصامته و تخفيض الضوضاء ( Moving silently )
تصميم هيدرودينامكى بأحدث التقنيات و على اعلى مستوى تصميمى
تمت مراعاه التصميم الهايدروديناميكي لشكل الهيكل والدفّة والمروحة ( وخصوصا تصميم المروحة ) لما له من تأثير رئيسي على خفض الضوضاء للغوّاصة ، و بسبب ان صوت تدفق الماء حول الغواصه اثناء الحركه تحت الماء يؤثر على هيدروفون الغوّاصة " hydrophones " ، و أيضا يمكن أن يسمعه العدو.
و فى داخل الغواصه تم تخفيض اصوات حركه السوائل داخل المضخات و الخراطيم و المواسير الى اقصى حد , و اثناء ملئ و تفريغ خزان الغواصه بالماء ايضا
عزل الصوت و الاهتزازات ( Sound and Vibrations )
جميع الاسطح و المنصات Platform و الطوابق العلويه و السفليه decks تم تركيبها على مخمدات مطاطيه لعزلها عن جسم الغواصه الخارجى ،
المحركات الستيرلينج لا تولد اهتزازات بطبيعتها ، و قد تم عزل المحرك و جميع الآلات و الاجزاء المتحركه الاخرى فى الغواصه ككل على dampeners مطاطية لتخفيض الإهتزازات والضوضاء ، بالاضافه الى تصميم مروحة الدوران البطيئة السرعه لمنع حدوث التجوف cavitation , ( التجوف يتسبب فى ضوضاء شديده و اهتزازات , و شرح الظاهره له عنوان مستقل بالاسفل )
تخفيض البصمه الحراريه (Infrared Signature )
لاحظ البصمه الحراريه المنخفضه لمعظم الغواصه , و ايضا تصميم المروحه للسير الصامت
المحركات الستيرلينج بصمتها الحراريه منخفضه جدا ، , و ايضا يتم تبريد الغازات الناتجه من غرفة إحتراق ستيرلنج قبل خروجها من الغواصه لتقلّيل البصمه الحراريه ، و المحرك مثبت بداخل وحدات مرنه عازله ، و يستعمل ماء البحر المحيط بالغواصه كمبرد حرارى لزيادة الكفاءة للمحرك و تخفيض البصمه الحراريه
تجنب السونار النشط ( Avoiding Active Sonar )
السونار النشيط تهديد خطير و إنّ العوامل الرئيسية في تفاديه ترجع الى هندسة الهيكل، سطوح السيطرة والزعنفة، والمواد إستعملت فى التصنيع و قد روعى هذا اثناء تصميم هيكل الغواصه ، كما تم استعمال عده طبقات طلاء مختلفه (طلاء او بلاط anechoic ) فى طلاء الهيكل لتخفيض ردّ السونار النشيط ؛ و تقليل البصمه التحت مائيه باستعمال طبقه طلاء مخفض للصدى
تجنب موجات الرادار (Incident Radar Waves )
مقطع الرادار باصغر حجم ممكن
و لتجنّب موجات الرادار الساقطة اثناء السير على السطح ، تم تصميم الشراع ( The Sail ) بحيث تكون له اقل مقطع رادارى ممكن و بزوايا تعمل على تشتيت موجات الرادار ، بالاضافه الى طلاء الصارى بمواد ماصه للرادار (Radar Absorbing ) ، والصواري الأخرى ( صوارى للإتصالات والمراقبة، هوائى الرادار و صاري الحث الهوائى ) يتم كشفها فوق سطح الماء لأقصر وقت ممكن.
تقنيات التخفى لمواجهه تأثيرات الظواهر الفيزيائيه الطبيعيه
صدّ الحقل المغناطيسي - البصمه المغناطيسيه
Counteracting magnetic field
المجال المغناطيسى المعاكس الحقول المغناطيسية الطبيعيه الدائمة ، اوالمستحدثّة نتيجه الحركه
أي سفينة تسير على السطح أو تحت الماء تسبّب إضطرابات محليّة قابلة للكشف في حقل الأرض المغناطيسي ، و هذا يمكن تتفاديه بإزالة مغناطيسية السفينة بتوليد صدّ (معادله ) الحقل المغناطيسي. Gotland تقوم بتوليد حقل صدّ معاكس لمعادله البصمه المغناطيسيه ، النظام مكون من 27 مجموعة من المغناطيسات المستقله مرتبه في ثلاث مستويات متعامدة على بعضها البعض ( X,Y,Z ) ، و تستعمل مجال كهربائي ذو تردّد واطئ جدا extremely low frequency ELF) . و النظام يستعمل لمعادله كل من الحقول المغناطيسية الطبيعيه الدائمة ، اوالمستحدثّة نتيجه الحركه
ظاهره التجوف ( cavitation )
تم التغلب على التجوف باستعمال مروحه بطيئه السرعه
و تم زياده عدد شفرات المروحه للحصول على نفس قوه الدفع و لكن مع مروحه بطيئه
ظاهره التجوف هى ظاهره طبيعيه ( التجوف يتسبب فى ضوضاء شديده و اهتزازات ) , تحدث عند التحول السريع فى اتجاه سريان السوائل و انخفاض كبير فى الضغط " خلخه - Vacuum " , و يتسبب فى غليان الماء عند 20 درجه مئويه فقط و تكون فقاعات غازات " بخار " تنفجر محدثه ضوضاء شديده و اهتزازات , و هى ايضا تتسبب فى تآكل شديد للمعدات المعدنيه القريبه منها
فى الغواصات يحدث التجوف بسبب الدوران السريع لمروحه الدفع , و يتسبب فى كشف الغواصه
بسبب الضوضاء الشديده , و تم التغلب على هذا باستعمال مروحه بطيئه لمنع حدوث التجوف , و استعواض قوه الدفع المفقوده للغواصه بسبب بطئ المروحه بتصميم جديد به عدد اكبر من لشفرات المروحه للحصول على نفس قوه الدفع و لكن على سرعه مروحه بطيئه , و هذا التصميم للمروحه يعتبر ايضا من ميزات التخفى التى تتحلى بها الغواصه
الحقول الكهربائية ذات التردّد الواطئ جدا (ELF ) (ELF signature )
التخلص من اثار الكهربية الكامنه االتى قد تسبب حقول كهربائية ذات تردّد واطئ جدا (ELF )
الكهربية الكامنه الموجوده فى الهيكل او في الماء حول الهيكل يمكن أن تتسبّب فى بعض الاحوال الخاصه فى حدوث حقول كهربائية ذات تردّد واطئ جدا (ELF ) الّتي يمكن ان تشعّ إلى الماء و يمكن كشفها ، و قد تم منع هذا التأثير للتيار الكهربائي باستعمال Short Circuiting لاحداث تفريغ ارضى Earthing
تأثيرات الاثر - ظاهرة هايدروديناميكية
Wake effects - a hydrodynamic phenomenon
سير الغواصه على السطح او تحت السطح على عمق البيروسكوب يسبب Wake Effect
اثناء التصميم , تم الاخذ بالاعتبار الحد تأثيرات الاثر ( Wake effects ) التى تحدث اثناء سير الغواصه على السطح او تحت السطح على عمق البيروسكوب ، و هو مما يتسبب فى حدوث دوّامات و إختلافات في الضغط ، تسبب تأثيرات الاثر للغواصه وهى ظاهره قابلة للكشف.
و ايضا عند الغوص تحت السّطح مباشره بعمق بسيط ، فان الغوّاصة يمكن أن تولّد موجات سطحيّة قابلة للكشف و تغييرات لسرعة الماء و درجة حرارة الماء السطحي ايضا ، وهذه يمكن اكتشافه حراريا IR sensors أو بالرادار
اقسام الهيكل ( Hull Sections )
صوره Gotland توضح عدد 2 قسم منفصل ( امامى و خلفى ) بينهما خزان الغواصه
صوره توضح عدد 2 قسم منفصل ( امامى و خلفى ) بينهما محرك ستيرلنج ( الجزء الاصفر )
صوره توضيحيه مقاربه فى الشبه فقط ( لتوضح شرح اقسام الهيكل )
صوره توضيحيه مقاربه فى الشبه فقط ( لتوضح شرح اقسام الهيكل )
الهيكل مصمم باحدث تقنيات التخفى و ذو تصميم هايدروديناميكي و له مقاومه شديده جدا للصدمات ( و فى التطوير القادم و هو الغواصه A-26 مخطط لتصميم الهيكل لكى يتحمل اصابه طوربيد مباشره )
الهيكل مقسم إلى قسمان محكمان ضد الماء watertight و يتوسطهما قسم ( محرك ستيرلنج والخزان ) ، جميع الاسطح و المنصات Platforms و الطوابق decks تم تركيبها على مخمدات مطاطيه لعزل الصوت ،
القسم الأمامي يحتوى على طابقين decks ، الطابق السفلى يحتوى على غرفه أنابيب الطوربيد و رفوف اعاده التحميل وتجهيز الاسلحه و تحت هذه المقصورة مكان للبطاريات والمكائن المساعدة.
الطابق الأعلى يحتوى على غرفة السيطرة و منطقه السكن وغرف الاجهزة المرتبطه باجهزه السونار والإتصالات.
القسم الخلفي يحتوى على مولّدات الديزل و مكان للبطاريات والمكائن المساعدة ، و ايضا محرك ستيرلنج و الموتور الكهربائى وأجهزة التحكم فى قوه الدفع و المناوره
الشراع ( The Sail )
بيروسكوب الهجوم والبحث، صوارى للإتصالات والمراقبة، هوائى الرادار و صاري الحث الهوائى
صوره اخرى , لاحظ الجزء الصغير المدبب فى الامام ( سونار البحث و الهجوم )
الشراع يحتوي على بيروسكوب الهجوم والبحث، صوارى للإتصالات والمراقبة، هوائى الرادار و صاري الحث الهوائى و البيروسكوب هو الصارى الوحيد الذى يخترق هيكل الغواصه ، و قد تم تصميم شكل الشراع ليشتت اكبر قدر من موجات الرادار
منطقه الاعاشه (Accommodation )
الاوتوماتيكيه الكبيره اسهمت فى تقليل عدد الطاقم و تحسين معايير الاعاشه للطاقم
الاوتوماتيكيه الكبيره سواء فيما يخص الاسلحه و قياده الغواصه بشخص واحد فقط ، اسهم فى تقليل عدد الطاقم و ايضا فى تكاليف التشغيل للغواصه و تحسين معايير الإسكان للطاقم
ثانيا : نظم اداراه القتال
وصف النظام
الرئيسية 
البوابة 
