Ik wil alles weten

Onderzeeër

Pin
Send
Share
Send


Russisch Tyfoon-klasse nucleaire ballistische raket onderzeeër

EEN onderzeeër is een gespecialiseerd waterscootersysteem dat onder zeer hoge drukken onder water kan werken, buiten het bereik van onbeperkte menselijke overlevingskansen. Onderzeeërs, voor het eerst veel gebruikt in de Eerste Wereldoorlog, worden tegenwoordig door alle grote marines gebruikt, met name de Amerikaanse, Russische en Britse mariniers. Civiele onderzeeërs en duikboten worden gebruikt voor mariene en zoetwaterwetenschappen en voor werk op diepten die te groot zijn voor menselijke duikers.

Onderzeeërs worden altijd "boten" genoemd, behalve in sommige formele documenten. De voorwaarde U-Boat wordt soms gebruikt voor Duitse onderzeeërs in het Engels. Dit komt van het Duitse woord voor onderzeeër, U-Boot, zelf een afkorting voor Unterseeboot ("Onderzeese boot").

Onderzeeërs omvatten een van de grootste vermogensmogelijkheden van elk vaartuig. Ze variëren van kleine een- of tweepersoonsschepen die de zeebodem een ​​paar uur kunnen onderzoeken tot de Russische Typhoon-klasse, die een half jaar onder water kan blijven en nucleaire raketten kan vervoeren die meerdere steden kunnen vernietigen. Er zijn ook gespecialiseerde onderzeeërs zoals reddingsonderzeeërs (zoals de Deep Submergence Rescue Vehicle (DSRV) of Priz-klasse) en kleine, door een persoon aangedreven, door mensen aangedreven subs bedoeld voor wedstrijden tussen universiteiten. Een ouder apparaat voor gebruik bij onderwaterverkenning, berging, bouw en redding is de duikbel.

Het woord 'onderzeeër' was oorspronkelijk een bijvoeglijk naamwoord dat 'onder de zee' betekende. Sommige bedrijven die duikuitrusting maken, maar geen onderdelen voor onderzeeërs, noemden hun werk 'onderzeeërtechniek'. "Onderzeeër" als zelfstandig naamwoord - wat betekent dat een onderwatervaartuig is ontstaan ​​als afkorting voor "onderzeebootboot" en oudere boeken zoals Jules Verne's Twintig duizend competities onder de zee gebruik altijd deze term.

EEN Virginia-klasse nucleaire aanval (SSN) onderzeeër van de Amerikaanse marineDuitse UC-1 klasse onderzeeër uit de Eerste WereldoorlogEen model van Günther Prien's (U-47), een Duitse onderzeeër type VII diesel-elektrische jager uit de Tweede Wereldoorlog

Civiele onderzeeërs en duikboten

Civiele onderzeeërs zijn meestal veel kleiner dan militaire onderzeeërs. Toeristische onderzeeërs werken voornamelijk in tropische resortgebieden of andere gebieden met helder water en goed zicht. Tegen 1996 waren er meer dan 50 onderzeeërs actief over de hele wereld, die ongeveer twee miljoen passagiers per jaar bedienen. De meeste van hen vervoerden tussen de 25 en 50 passagiers tegelijk en maakten soms tien of meer duiken per dag. In ontwerp lenen deze onderzeeërs voornamelijk van onderzoeksonderzeeërs, met grote patrijspoorten voor het bekijken en vaak plaatsen van belangrijke mechanische systemen buiten de romp om de binnenruimte te behouden. Desalniettemin, zelfs aan boord van toeristische onderzeeërs, kunnen de zitplaatsen nogal krap zijn. Ze werken hoofdzakelijk op batterijen en zijn erg traag.

Vanaf januari 2005 was de grootste in gebruik zijnde onderzeeër de Atlantis XIV gebaseerd vanuit Waikiki strand. De grootste Atlantis-klasse onderzeeër van zijn vloot, gelanceerd in 1994, kan 64 passagiers en drie bemanning (twee gidsen en een piloot) vervoeren tot 150 voet (50 meter) diep voor de kust van het eiland O'ahu in Hawaï. Daar kunnen toeristen een groot aantal oceaanspecimens bekijken die rond kunstmatige riffen leven.

In algemeen gebruik betekent "onderzeeër" een schip dat boven en onder het oppervlak werkt, ongebonden. Onderwaterschepen met beperkte mobiliteit, bedoeld om tijdens het grootste deel van hun gebruik op één plaats te blijven, zoals schepen die worden gebruikt voor reddings-, onderzoeks- of reddingsdoeleinden, worden meestal "onderwatervoertuigen" genoemd. Dompelpompen worden typisch naar hun werkgebied getransporteerd door oppervlakteschepen of grote onderzeeërs en hebben een zeer korte afstand. Veel duikboten werken op een "ketting" of "navelstreng", verbonden met een tender (een onderzeeër, oppervlakteschip of platform).

Bathsferen zijn onderzeeërs die zelfaandrijving missen en worden gebruikt voor zeer diep duiken. Een voorloper van de bathysphere, de duikbel, bestond uit een kamer met een open bodem, verlaagd in het water. Bathyscaphes zijn zelfaangedreven diepduikboten die afhankelijk zijn van een moederschip aan de oppervlakte.

Een vrij recente ontwikkeling, zeer kleine, onbemande duikboten genaamd "marine op afstand bediende voertuigen" (MROV's) worden tegenwoordig op grote schaal gebruikt om te werken in te diep of te gevaarlijk water voor duikers. Op afstand bediende voertuigen (ROV's) repareren bijvoorbeeld offshore aardolieplatforms en bevestigen kabels aan gezonken schepen om ze te hijsen. Een dikke kabel die stroom en communicatie levert, verbindt deze op afstand bediende voertuigen naar een controlecentrum op een schip. Bestuurders op het schip zien videobeelden teruggestuurd door de robot en kunnen de propellers en manipulatorarmen besturen. Het wrak van de RMS reusachtig werd onderzocht door een dergelijk voertuig, evenals door een bemand vaartuig.

Particulieren hebben onderzeeërs ontworpen, gebouwd en geëxploiteerd voor recreatief gebruik. Een voorbeeld is de K-250 duikboot ontworpen door George Kittredge. Het is een één-persoon, 2,5 ton, 1-ATM, droge onderzeeër met een maximale diepte van 250 voet. Claus Noerregaard en Peter Madsen uit Kopenhagen, Denemarken hebben met succes een grotere diesel-elektrische onderzeeër gebouwd Kraka en bediende het in de Baltische Zee. Kraka is 42 voet lang en verplaatst zes ton. Deze onderzeeër, grotendeels gebaseerd op militaire concepten, is een van de weinige zeegaande privé-onderzeeërs. Gebouwd voor kustwateren, Kraka is geclassificeerd voor een maximale duikdiepte van 120 voet.

Militaire onderzeeërs

Er zijn meer militaire onderzeeërs in gebruik dan civiele. Onderzeeërs zijn militair bruikbaar omdat ze moeilijk te vinden zijn en moeilijk te vernietigen wanneer ze diep onder het oppervlak zijn. Bij het ontwerp van een onderzeeër is veel aandacht besteed aan het zo stil mogelijk door het water laten reizen om detectie te voorkomen. Geluid reist veel gemakkelijker onder water dan licht. Omdat de atomen in water dichter bij elkaar liggen dan de atomen van gasvormige materie, reizen de trillingen van geluid gemakkelijker door water dan lucht, wat betekent dat het geluid van een onderzeeër het meest waarschijnlijk is om detectie mogelijk te maken. Sommige onderzeeërs verbergen hun geluid zo goed dat ze in feite een stil gebied in hun omgeving creëren, dat kan worden gedetecteerd als het andere omgevingsgeluiden blokkeert. Als een onderzeeër niet wordt gedetecteerd, kan deze van dichtbij toeslaan.

Onderdompeling en navigatie

Controle oppervlakken van een onderzeeër

Alle oppervlakteschepen, evenals opgedoken onderzeeërs, zijn in positief drijvende toestand en wegen minder dan het water van hun volume. Om hydrostatisch onder te dompelen, moet een schip een negatief drijfvermogen krijgen, hetzij door zijn eigen gewicht te vergroten of door de verplaatsing van het water te verminderen. Om hun gewicht te beheersen, zijn onderzeeërs uitgerust met ballasttanks, die kunnen worden gevuld met buitenwater of perslucht.

Voor algemene onderdompeling of oppervlaktebehandeling gebruiken onderzeeërs de voorste en achterste tanks, hoofdballasttanks (MBT's) genoemd, die worden geopend en volledig gevuld met water om onder te dompelen, of gevuld door perslucht naar het oppervlak. Onder verzonken omstandigheden blijven MBT's over het algemeen altijd onder water, wat hun ontwerp vereenvoudigt; op veel onderzeeërs zijn deze tanks gewoon een deel van de tussenruimte. Voor een preciezere en snellere diepteregeling gebruiken onderzeeërs kleinere dieptecontroletanks of DCT's, ook wel "harde tanks" genoemd vanwege hun vermogen om hogere druk te weerstaan. De hoeveelheid water in dieptetanks kan worden geregeld om veranderingen in externe omstandigheden weer te geven of om de onderdompelingsdiepte te wijzigen. Dieptecontroletanks kunnen zich in de buurt van het zwaartepunt van de onderzeeër bevinden, of gescheiden langs het onderzeeërlichaam om de trim te beïnvloeden.

Onder water kan de waterdruk op de romp van de onderzeeër 4 MPa bereiken voor stalen onderzeeërs en tot 10 MPa voor titanium onderzeeërs zoals Sovjet-Komsomolets, terwijl de druk binnenin hetzelfde blijft. Dit verschil resulteert in rompcompressie, waardoor de verplaatsing afneemt. Waterdichtheid neemt toe naarmate het zoutgehalte en de druk hoger zijn, maar dit compenseert de rompcompressie niet, dus drijfvermogen daalt met de diepte. Een ondergedompelde onderzeeër bevindt zich in een onstabiel evenwicht en heeft de neiging om op de oceaanbodem te vallen of naar de oppervlakte te drijven. Het handhaven van een constante diepte vereist een continue werking van de dieptecontroletanks of controlevlakken.1

Onderzeeërs in een neutraal drijfvermogen zijn niet intrinsiek stabiel in trimmen. Om de gewenste trim te behouden, gebruiken onderzeeërs gespecialiseerde voorwaartse en achterste trimtanks. Pompen kunnen water tussen deze tanks verplaatsen, waardoor de gewichtsverdeling verandert en daardoor een moment ontstaat om de duikboot naar boven of naar beneden te draaien. Een soortgelijk systeem wordt soms gebruikt om de stabiliteit te handhaven.

Zeil van de Franse nucleaire onderzeeër Casabianca; let op de duikvliegtuigen, gecamoufleerde masten, periscopen, elektronische oorlogsmasten, deuren en ramen

Het hydrostatische effect van variabele ballasttanks is niet de enige manier om de onderzeeër onder water te beheersen. Hydrodynamisch manoeuvreren wordt gedaan door verschillende oppervlakken, die kunnen worden gedraaid om overeenkomstige hydrodynamische krachten te creëren wanneer een onderzeeër met voldoende snelheid beweegt. De spiegelvlakken, die zich in de buurt van de schroef bevinden en normaal horizontaal zijn georiënteerd, dienen hetzelfde doel als de trimtanks, regelen de trim en worden vaak gebruikt, terwijl andere besturingsoppervlakken mogelijk niet aanwezig zijn op veel onderzeeërs. De fairwatervlakken op het zeil en / of boegvlakken op het hoofdlichaam, beide ook horizontaal, bevinden zich dichter bij het zwaartepunt en worden gebruikt om de diepte te regelen met minder effect op de trim.

Wanneer een onderzeeër een noodopruiming uitvoert, worden alle diepte- en trimmethoden tegelijkertijd gebruikt, samen met het voortstuwen van de boot. Dergelijk opduiken gaat heel snel, dus de duikboot kan zelfs gedeeltelijk uit het water springen, maar het veroorzaakt ernstige schade aan sommige onderzeese systemen, voornamelijk pijpen.

Moderne onderzeeërs gebruiken een traagheidsgeleidingssysteem voor navigatie terwijl ze onder water zijn, maar driftfouten bouwen zich onvermijdelijk in de loop van de tijd op. Om dit tegen te gaan, zal het globale positioneringssysteem af en toe worden gebruikt om een ​​nauwkeurige positie te verkrijgen. De periscoop - een intrekbare buis met prisma's die zicht op het oppervlak mogelijk maken - wordt slechts af en toe gebruikt in moderne onderzeeërs, omdat het bereik van de zichtbaarheid kort is. De Virginia-klasse onderzeeërs hebben "fotonica masten" in plaats van romp penetrerende optische buis periscopen. Deze masten moeten nog steeds boven het oppervlak worden gehesen en maken gebruik van elektronische sensoren voor zichtbaar licht, infrarood, laserbereikbepaling en elektromagnetische bewaking.

Onderzeese romp

De Los Angeles klasse aanval onderzeeër USS Greeneville in droogdok, met typische sigaarvormige romp

Moderne onderzeeërs zijn meestal sigaarvormig. Dit ontwerp, al zichtbaar op zeer vroege onderzeeërs (zie hieronder), wordt een "traanvormige romp" genoemd en is gevormd naar de lichamen van walvissen. Het vermindert de hydrodynamische weerstand op de onderzeeër aanzienlijk, maar vermindert de zeewaardigheid en verhoogt de luchtweerstand terwijl u aan de oppervlakte komt. Omdat de beperkingen van de voortstuwingssystemen van vroege militaire onderzeeërs hen meestal dwongen om aan de oppervlakte te opereren, vormden hun rompontwerpen een compromis. Vanwege de trage onderdompeling van die boten - meestal ruim onder de 10 knopen (18 kilometer per uur) - werd de verhoogde luchtweerstand voor reizen onder water aanvaardbaar geacht. Pas laat in de Tweede Wereldoorlog, toen technologie snellere en langere onder water operaties mogelijk maakte en meer toezicht door vijandelijke vliegtuigen dwong onderzeeërs onder water te blijven, werden rompontwerpen weer traanvormig, om weerstand en lawaai te verminderen. Op moderne militaire onderzeeërs is de buitenste romp bedekt met een dikke laag speciaal geluidabsorberend rubber, of echoloze laag, om de onderzeeër stiller te maken.

Een verhoogde toren bovenop een onderzeeër herbergt de lengte van de periscoop en elektronische masten, waaronder radio, radar, elektronische oorlogsvoering en andere systemen. In veel vroege klassen van onderzeeërs (zie geschiedenis) bevond de controlekamer of 'Conn' zich in deze toren, die bekend stond als de 'conning tower'. Sinds die tijd bevindt de "Conn" zich echter in de romp van de onderzeeër, en de toren wordt tegenwoordig vaker het "zeil" genoemd. De "Conn" moet niet worden verward met de "brug", een klein, open platform dat zich in de top van het zeil bevindt en wordt gebruikt voor visuele observatie terwijl het op het oppervlak vaart. Er kan ook een extra gesloten platform zijn met ramen en ruitenwissers voor slecht weer.

Dubbele romp

U-995, een Duitse Type VI U-boot uit de Tweede Wereldoorlog, met de typische combinatie van een schipachtige niet-waterdichte buitenromp met een dikke stevige romp hieronderEen Type XXI U-boot, uit de late Tweede Wereldoorlog, met drukromp bijna volledig ingesloten in de lichte romp

Alle kleine moderne onderzeeërs en duikboten, evenals de oudste, hebben een enkele romp. Grote onderzeeërs hebben meestal een extra romp of rompsecties buiten. Deze externe romp, die eigenlijk de vorm van onderzeeër vormt, wordt de buitenromp of lichte romp genoemd, omdat deze geen drukverschil hoeft te hebben. Binnen de buitenromp bevindt zich een sterke romp, of drukromp, die zeedruk weerstaat en binnenin normale atmosferische druk heeft.

Al in de Eerste Wereldoorlog werd vastgesteld dat de optimale vorm voor het weerstaan ​​van druk in strijd was met de optimale vorm voor zeewaardigheid en geminimaliseerde waterbestendigheid, en bouwproblemen het probleem nog ingewikkelder maakten. Dit werd opgelost door een compromisvorm of door twee rompen te gebruiken; intern voor het vasthouden van druk en extern voor optimale vorm. Tot het einde van de Tweede Wereldoorlog hadden de meeste onderzeeërs een extra gedeeltelijke dekking op de bovenkant, boeg en achtersteven, gebouwd van dunner metaal, dat onder water liep onder water. Duitsland ging verder met het Type XXI, de algemene voorloper van moderne onderzeeërs, waarin de drukromp volledig was ingesloten in de lichte romp, maar geoptimaliseerd voor ondergedompelde navigatie, in tegenstelling tot eerdere ontwerpen.

Na de Tweede Wereldoorlog, naderingen splitsen. De Sovjetunie veranderde zijn ontwerpen en baseerde ze op de nieuwste Duitse ontwikkelingen. Alle zware Sovjet- en Russische onderzeeërs na de Tweede Wereldoorlog zijn gebouwd met een dubbele rompstructuur. Amerikaanse en de meeste andere westerse onderzeeërs behouden een enkelwandige aanpak. Ze hebben nog steeds lichte rompsecties in de boeg en achtersteven, die hoofdballasttanks huisvesten en een hydrodynamisch geoptimaliseerde vorm bieden, maar het belangrijkste cilindrische rompgedeelte heeft slechts een enkele plateringslaag.

Hoewel het niet langer nodig is voor verschillende vormen, heeft de dubbelwandige aanpak nog steeds een aantal voordelen. De ringverstijvers en lengtegeleiders bevinden zich tussen de rompen en de lichte romp kan ook worden gebruikt om bepaalde apparatuur te monteren waarvoor geen constante druk nodig is om te werken, terwijl het rechtstreeks aan de drukromp bevestigen kan gevaarlijke lokale stress veroorzaken. Deze maatregelen besparen veel ruimte in de drukromp, die veel zwaarder is en langer duurt om te bouwen dan de lichte romp. In het geval dat de onderzeeër is beschadigd, kan de lichte romp de meeste schade oplopen, wat de integriteit van de boot niet schaadt, zolang de sterke romp intact is. Een lichte romp kan ook akoestisch worden losgekoppeld van de drukromp, wat het lawaai van interne apparatuur aanzienlijk vermindert, stealth verbetert of het gebruik van een eenvoudiger interne lay-out en montage van apparatuur mogelijk maakt.

Het grote nadeel van de dubbelwandige structuur is de aanzienlijk grotere hoeveelheid handmatig werk die nodig is om het te bouwen. De Sovjetunie had de vereiste lastechnologie eerder geïmplementeerd en beschikte over voldoende goedkope, gekwalificeerde werknemers, maar de hoge kosten van handarbeid in de Verenigde Staten maakten de goedkopere enkelwandige aanpak te prefereren. Een andere reden voor de dubbelwandige constructie in de Sovjetunie was de operatie onder de Noordelijke IJszee, waar onderzeeërs dik ijs moesten breken om hun raketten te lanceren, die de romp konden beschadigen. Echter, de dubbelwandige aanpak wordt vandaag overwogen voor toekomstige onderzeeërs in de Verenigde Staten als een middel om de laadcapaciteit, stealth en operationeel bereik te verbeteren.2

Drukromp

De drukromp is in het algemeen gemaakt van dik, zeer sterk staal met een complexe structuur en een hoge sterkte reserve en wordt met waterdichte schotten gescheiden in verschillende compartimenten. Er zijn ook voorbeelden van meer dan twee rompen in een onderzeeër, zoals de Tyfoon-klasse, met twee hoofddrukrompen en drie kleinere voor controlekamer, torpedo's en stuurinrichting, terwijl het raketlanceersysteem zich tussen de hoofdrompen bevindt.

De duikdiepte kan niet gemakkelijk worden verhoogd. Het eenvoudig dikker maken van de romp verhoogt het gewicht en vereist een vermindering van het gewicht van de uitrusting aan boord, wat uiteindelijk resulteert in een badkuip. Dit is betaalbaar voor civiele onderzeeërs, maar niet voor militaire onderzeeërs, dus hun duikdiepte was altijd gebonden aan de huidige technologie.

De onderzeeërs uit de Eerste Wereldoorlog hadden hun romp gebouwd van koolstofstaal en konden niet onder de 100 meter duiken. Tijdens de Tweede Wereldoorlog werd gelegeerd staal van hoge sterkte geïntroduceerd voor duikdiepten tot 200 meter. Gelegeerd staal met hoge sterkte is nog steeds het belangrijkste materiaal voor onderzeeërs, met een limiet van 250-400 meter die niet kan worden overschreden op een militaire onderzeeër zonder andere kenmerken op te offeren. Om die limiet te overschrijden, werden een paar onderzeeërs gebouwd met titaniumrompen. Titanium is bijna net zo sterk als staal, maar lichter en is ook niet ferromagnetisch, wat belangrijk is voor stealth. Titanium-onderzeeërs werden begunstigd door de Sovjet-Unie, die gespecialiseerde legeringen met een hoge sterkte ontwikkelde en een industrie bouwde die in staat was titanium te produceren tegen een betaalbare prijs. Het heeft verschillende soorten titanium onderzeeërs geproduceerd. Titaniumlegeringen laten een aanzienlijke dieptevergroting toe, maar andere systemen moeten opnieuw worden ontworpen om het hoofd te bieden, dus de testdiepte was beperkt tot duizend meter voor K-278 Komsomolets, de diepst duikende militaire onderzeeër. Een Alfa- onderzeeër van klasse kan met succes hebben gewerkt op 1.300 meter,3 hoewel continue werking op dergelijke diepten voor veel onderzeese systemen een overmatige stress zou zijn. Ondanks de voordelen, hebben de hoge kosten van titaniumconstructie geleid tot het verlaten van de titanium onderzeeërconstructie toen de Koude Oorlog eindigde.

De taak om een ​​drukromp te bouwen is erg moeilijk, omdat deze bestand is tegen een kracht van enkele miljoenen ton. Wanneer de romp perfect rond is in dwarsdoorsnede, is de druk gelijkmatig verdeeld en veroorzaakt alleen rompcompressie. Als de vorm niet perfect is, is de romp gebogen, met verschillende punten zwaar gespannen. Onvermijdelijke kleine afwijkingen worden weerstaan ​​door de verstijvingsringen, maar zelfs een afwijking van een inch (25 millimeter) van rondheid resulteert in een afname van de maximale hydrostatische belasting met meer dan 30 procent en bijgevolg duikdiepte.4 De romp moet daarom met zeer hoge precisie worden gebouwd. Alle rompdelen moeten zonder defecten worden gelast en alle verbindingen worden verschillende keren gecontroleerd met behulp van verschillende methoden. Dit draagt ​​bij aan de zeer hoge kosten van moderne onderzeeërs (bijvoorbeeld elk) Virginia-aanval onderzeeër kost $ 2,6 miljard, meer dan $ 200.000 per ton verplaatsing).

Voortstuwing

HMCS Windsor, een Victoria-klasse onderzeeër diesel-elektrische jager-moordenaar (SSK)Type 212 onderzeeër met AIP-voortstuwing van de Duitse marine in dok bij HDW / Kiel

De eerste mechanisch aangedreven onderzeeër was de Franse uit 1863 Plongeur, die perslucht gebruikte voor voortstuwing en anaërobe voortstuwing werd voor het eerst gebruikt door de Spanjaarden Ictineo II in 1864. Ictineo'De motor gebruikte een chemisch mengsel dat een peroxideverbinding bevat om warmte voor stoomaandrijving te genereren en tegelijkertijd de bemanning van zuurstof te voorzien. Het systeem werd pas in 1940 opnieuw gebruikt toen de Duitse marine een systeem testte met dezelfde principes, de Walter-turbine, op de experimentele onderzeeër V-80 en later op de U-791-onderzeeër.

Tot de komst van nucleaire voortstuwing gebruikten de meeste twintigste-eeuwse onderzeeërs batterijen om onderwater en benzine (benzine) of dieselmotoren aan de oppervlakte te laten draaien en om de batterijen op te laden. Vroege onderzeeërs gebruikten benzine, maar dit maakte snel plaats voor paraffine en vervolgens voor diesel vanwege de verminderde ontvlambaarheid. Dieselelektrisch werd het standaard aandrijfmiddel. De diesel- of benzinemotor en de elektromotor, gescheiden door koppelingen, bevonden zich aanvankelijk op dezelfde as en reden de propeller. Hierdoor kon de motor de elektromotor als een generator aandrijven om de batterijen op te laden en indien nodig ook de onderzeeër voort te stuwen. De koppeling tussen de motor en de motor zou worden uitgeschakeld wanneer de onderzeeër dook, zodat de motor kon worden gebruikt om de propeller te draaien. De motor zou meer dan één anker op de as kunnen hebben - deze zouden elektrisch in serie gekoppeld zijn voor lage snelheid en parallel voor hoge snelheid (respectievelijk bekend als "groep omlaag" en "groep omhoog").

Het principe werd gewijzigd voor sommige onderzeeërontwerpen in de jaren 1930, met name die van de Amerikaanse marine en de Britse "U" -klasse onderzeeërs. De motor was niet langer bevestigd aan de aandrijfas van de motor / schroef, maar dreef een afzonderlijke generator aan om de motoren op het oppervlak aan te drijven terwijl de batterijen werden opgeladen. Deze diesel-elektrische aandrijving maakte veel meer flexibiliteit mogelijk; de onderzeeër kon bijvoorbeeld langzaam reizen terwijl de motoren op vol vermogen liepen om de batterijen zo snel mogelijk op te laden, waardoor de tijd aan het oppervlak werd verkort of de snorkel kon worden gebruikt. Het was toen mogelijk om de lawaaierige dieselmotoren van de drukromp te isoleren, waardoor de onderzeeër stiller werd.

Andere krachtbronnen werden geprobeerd. Oliegestookte stoomturbines aangedreven de Britse "K" -klasse onderzeeërs gebouwd tijdens de Eerste Wereldoorlog en in de daaropvolgende jaren, maar deze waren niet erg succesvol. Dit werd gekozen om hen de nodige oppervlaktesnelheid te geven om de Britse strijdvloot bij te houden. Duitse onderzeeërs van het type XXI probeerden de toepassing van waterstofperoxide om langdurige, snelle luchtonafhankelijke voortstuwing te bieden, maar werden uiteindelijk gebouwd met zeer grote batterijen.

Aan het einde van de Tweede Wereldoorlog experimenteerden de Britten en Russen met waterstofperoxide / kerosine (paraffine) motoren die zowel boven als onder het oppervlak konden worden gebruikt. De resultaten waren niet bemoedigend genoeg om deze techniek op dat moment te kunnen gebruiken en hoewel de Russen een klasse onderzeeërs met dit motortype (codenaam Quebec door de NAVO) hadden ingezet, werden ze als mislukt beschouwd. Tegenwoordig gebruiken verschillende marines, met name Zweden, luchtonafhankelijke voortstuwingsboten die vloeibare zuurstof vervangen door waterstofperoxide. Een nieuwere ontwikkeling in luchtonafhankelijke voortstuwing is het gebruik van waterstofbrandstofcellen, voor het eerst toegepast in serie op de Duitse onderzeeër type 212, met negen cellen van 34 kilowatt of twee cellen van 120 kilowatt.

Stoomkracht werd opgewekt in de jaren 1950 met de komst van de nucleair aangedreven stoomturbine die een generator aandrijft. Door de eis van atmosferische zuurstof te verwijderen, kunnen deze onderzeeërs voor onbepaalde tijd onder water blijven (lucht wordt gerecycled en zoet water wordt gedestilleerd uit zeewater). Deze schepen hebben altijd een kleine batterij en dieselmotor en generatorinstallatie voor noodgevallen als de reactoren moeten worden uitgeschakeld.

Kernenergie wordt nu in alle grote onderzeeërs gebruikt, maar vanwege de hoge kosten en de grote omvang van kernreactoren gebruiken kleinere onderzeeërs nog steeds dieselelektrische voortstuwing. De verhouding tussen grotere en kleinere onderzeeërs hangt af van strategische behoeften; de Amerikaanse marine exploiteert bijvoorbeeld alleen nucleaire onderzeeërs, wat meestal wordt verklaard door de noodzaak van overzeese operaties. Andere grote exploitanten vertrouwen op een mix van nucleaire onderzeeërs voor strategische doeleinden en diesel-elektrische onderzeeërs voor defensieve behoeften. De meeste vloten hebben helemaal geen nucleaire onderzeeërs, vanwege de beperkte beschikbaarheid van kernenergie en onderzeese technologie. Commerciële onderzeeërs vertrouwen meestal alleen op batterijen, omdat van hen nooit wordt verwacht dat ze onafhankelijk van een moederschip werken.

Tegen het einde van de twintigste eeuw, sommige onderzeeërs, zoals de Britten Voorhoede-klasse, begon te worden uitgerust met pomp-jet propulsors in plaats van propellers. Hoewel deze zwaarder, duurder en minder efficiënt zijn dan een schroef, zijn ze aanzienlijk stiller, wat een belangrijk tactisch voordeel oplevert.

Een mogelijk voortstuwingssysteem voor onderzeeërs is de magnetohydrodynamische aandrijving, of "rupsaandrijving", die geen bewegende delen heeft. Het werd gepopulariseerd in de filmversie van De jacht op de rode oktober, geschreven door Tom Clancy, die het afbeeldde als een vrijwel stil systeem (in het boek werd een vorm van aandrijving gebruikt in plaats van een MHD). Hoewel sommige experimentele oppervlakteschepen met dit voortstuwingssysteem zijn gebouwd, zijn de snelheden niet zo hoog als verwacht. Bovendien betekenen het geluid dat wordt veroorzaakt door bubbels en de hogere vermogensinstellingen die de reactor van een onderzeeër nodig heeft, dat het onwaarschijnlijk is dat deze voor militaire doeleinden in aanmerking komt.

Bemanning

Met kernenergie kunnen onderzeeërs maandenlang onder water blijven. Dieselonderzeeërs moeten periodiek weer boven water komen of snorkelen om hun batterijen op te laden. De meeste moderne militaire onderzeeërs kunnen zuurstof voor hun bemanning genereren door elektrolyse van water. Sfeerbeheersingsapparatuur omvat een CO2 gaswasser, die een katalysator gebruikt om het gas uit de lucht te verwijderen en te verspreiden in overboord gepompt afval. Een machine die een katalysator gebruikt om koolmonoxide om te zetten in koolstofdioxide (verwijderd door de CO2 scrubber) en bindt waterstof geproduceerd uit de scheepsaccu met zuurstof in de atmosfeer om water te produceren, vond ook zijn toepassing. Een atmosfeercontrolesysteem bemonstert de lucht uit verschillende delen van het schip op stikstof, zuurstof, waterstof, R12- en R114-koelmiddel, koolstofdioxide, koolmonoxide en andere. Giftige gassen worden verwijderd en zuurstof wordt aangevuld met behulp van een zuurstofbank in een hoofdballasttank. Sommige zwaardere onderzeeërs hebben twee zuurstofbloedstations (vooruit en achteruit). De zuurstof in de lucht wordt soms een paar procent lager gehouden dan de atmosferische concentratie om brandgevaar te verminderen.

Zoet water wordt geproduceerd door een verdamper of een omgekeerde osmose-eenheid. Het wordt gebruikt voor douches, wastafels, koken en schoonmaken. Zeewater wordt gebruikt om toiletten door te spoelen en het resulterende "zwarte water" wordt opgeslagen in een sanitaire tank totdat het overboord wordt geblazen met perslucht of overboord wordt gepompt met behulp van een speciale sanitaire pomp. De methode voor het overboord blazen van sanitaire voorzieningen is moeilijk te bedienen en de Duitse Type VIIC boot U-1206 is verloren gegaan met slachtoffers vanwege een fout met het toilet. Water uit douches en wastafels wordt apart opgeslagen in "grijs water" tanks, die overboord worden gepompt met behulp van de afvoerpomp.

Afval op moderne grote onderzeeërs wordt meestal weggegooid met behulp van een buis die een afvalverwijderingseenheid (TDU) wordt genoemd, waar het wordt samengeperst in een gegalvaniseerd stalen blik. Aan de onderkant van de TDU bevindt zich een grote kogelkraan. Een ijsstop wordt bovenop de kogelkraan geplaatst om deze te beschermen, de blikken bovenop de ijsstop. De bovenste deur van de stuitligging is gesloten en de TDU staat onder water en wordt gelijkgesteld met zeedruk, de kogelkraan wordt geopend en de blikken vallen naar de oceaanbodem met behulp van schrootgewichten in de blikken.

Een typische nucleaire onderzeeër heeft een bemanning van meer dan 120; niet-nucleaire boten hebben meestal minder dan de helft zoveel. De omstandigheden op een onderzeeër kunnen moeilijk zijn omdat bemanningsleden langdurig in afzondering moeten werken, zonder contact met hun familie. Onderzeeërs houden normaal gesproken radiostilte aan om detectie te voorkomen. Een onderzeeër besturen is gevaarlijk, zelfs in vredestijd, en veel onderzeeërs zijn verloren gegaan bij ongelukken.

Vrouwen op onderzeeërs

In 1995 werd de Koninklijke Noorse Marine de eerste marine ter wereld die een vrouwelijke kapitein van de onderzeeër benoemde. In 1998 werd de Royal Australian Navy (RAN) de tweede natie die vrouwen toeliet om op onderzeeërs te dienen. Canada en Spanje volgden vervolgens vrouwen toe te staan ​​op militaire onderzeeërs te dienen. De gebruikelijke redenen voor het blokkeren van gegeven vrouwen zijn gebrek aan privacy en "hot bunking" of "hot racking", een gangbare praktijk op onderzeeërs waar drie matrozen op een roterende basis twee stapelbedden delen om ruimte te besparen. De Amerikaanse marine, die vrouwen toestaat om op bijna elk ander schip in de vloot te dienen, staat slechts drie uitzonderingen toe voor vrouwen aan boord van militaire onderzeeërs: (1) vrouwelijke civiele technici voor een paar dagen maximaal; (2) Vrouwelijke midshipmen op een overnachting tijdens de zomertraining voor zowel Navy ROTC als Naval Academy; (3) Gezinsleden voor cruises die afhankelijk zijn van één dag. De Amerikaanse marine beweert dat het $ 300.000 per stapelbed zou kosten om vrouwen toe te staan ​​om onderzeeërs te dienen, versus $ 4.000 per stapelbed om vrouwen toe te staan ​​om te dienen op vliegdekschepen. Deze berekening is echter gebaseerd op de veronderstelling van semi-segregatie van de vrouwelijke bemanning, mogelijk tot het structurele herontwerp van het schip.5

Soorten militaire onderzeeërs

Militaire onderzeeërs zijn over het algemeen onderverdeeld in aanvalsonderzeeërs, ontworpen om te opereren tegen vijandelijke schepen - inclusief andere onderzeeërs - in een jager-moordenaar rol, of strategische ballistische-raket onderzeeërs, ontworpen om aanvallen op land-gebaseerde doelen vanuit een stealth positie te lanceren, ook bekend als 'boomers' bij de Amerikaanse marine of 'bommenwerpers' bij de Royal Navy. De verdeling tussen deze klassen verwijst naar de rol in plaats van de constructie, en onderzeeërs die zijn ontworpen om vijandelijke vloten van lange afstanden met meerdere nucleaire raketten te vernietigen, zijn qua grootte, bewapening en andere faciliteiten vergelijkbaar met ballistische raketten.

Elke bekende strategische, ballistisch-raket dragende onderzeeër (SSBN) die vandaag wordt gebruikt, is nucleair aangedreven. Wat tactische nucleaire wapens betreft, wordt algemeen gezegd dat Israël nucleaire kruisraketten testte van twee in Duitsland gebouwde Dolfijn-klasse onderzeeërs in mei 2000; zo ja, dan zijn deze waarschijnlijk vandaag operationeel.

Amerikaanse aanvalsonderzeeërs dragen niet langer nucleaire raketten met Tomahawk-cruiseschepen als gevolg van overeenkomsten voor nucleaire wapenbeheersing. Wat ouder, Drietand-klasse ballistische raket onderzeeërs worden omgezet om meerdere conventionele kernkop, "geleide" Tomahawk-raketten te dragen en worden dus opnieuw ontworpen als geleide-raket onderzeeërs. De Russische Federatie bezit ook verschillende nucleaire onderzeeërs die SS-N-19 anti-schip kruisraketten kunnen lanceren. NAVO-troepen wijzen deze vaartuigen ook aan als SSGN-onderzeeërs.

Aanvalsonderzeeërs kunnen worden onderverdeeld in twee algemene typen: nucleair (wat de VS een snelle aanvalsonderzeeër noemt; SSN) of diesel-elektrisch (SS). Onderzeeër aangedreven door kernen zijn sneller en groter, en hebben meer vuurkracht en een langer uithoudingsvermogen van de missie dan dieselelektrisch. Afhankelijk van de algemene missie van de onderzeeër, is de diesel-elektrische onderzeeër soms meer geschikt voor ondiep water of kustoperaties. Om de kloof tussen de twee zeer verschillende ontwerpen te dichten, zijn verschillende marines begonnen met de ontwikkeling van luchtonafhankelijke voortstuwingsboten, die worden gebruikt als diesel-elektrische onderzeeërs met een langere duikperiode.

Various sp

Pin
Send
Share
Send