مبادئ تصميم الغواصات

"المغوار" · 12 سبتمبر 2013

تصميم وتصنيع الغواصة 4 – مبادئ التصميم

يعتبر التصميم من الأعمال الهندسية المعقدة وخاصة بالنسبة للمعدات والمكائن الكبيرة، لذلك فإن تصميم الغواصة يمر بعدة مراحل تكمل إحداها الأخرى وتتعشق فيما بينها وتتطلب عملية التصميم لذلك مرونة وقابلية كبيرة في التخيل وحل المشاكل الهندسية للوصول إلى التصميم الأمثل.

4-1 مقدمة

بطريقة مختصرة فإن مرحلة التصميم يجب أن تمر بالمراحل التالية:

وضع الفكرة الرئيسية والرؤية العامة للتصميم والهدف منه.
وضع التصميم الأولي للغواصة: وتطبيق المبادئ العلمية الأساسية مثل مراعاة نسبة طول الغواصة إلى قطرها والمبادئ الأخرى. بالإضافة إلى الاستفادة من الاطلاع على خبرات الدول الأخرى والتصاميم القديمة والحديثة ودراستها للوصول إلى انتخاب التصميم الأنسب والأفضل.
دراسة التصميم من قبل مهندسين اختصاصيين لدراسة التصميم من حيث قوة التحمل ودرجة الأمان التي يتمتع بها وإخضاع التصميم للدراسة والبحث النظري واستعمال الحاسوب الآلي والبرامج الهندسية المتطورة لتحليل الاجهادات الميكانيكية والحرارية على التصميم وتثبيت وتصحيح الأخطاء الموجودة فيه. وعمل نموذج مصغر وإخضاعه للفحوصات الهيدروديناميكية وغيرها.
اختيار المعدات والمكائن والأجهزة المطلوبة لوضعها في الغواصة ودراسة تفاصيلها الدقيقة وإمكانية ملائمتها وإجراء التحوير الضروري والمطلوب على المعدة أو التصميم لإحداث التوافق بينها.
وضع التصميم الحاسوبي المجسم والمفصل للغواصة بأدق التفاصيل لمعرفة مدى توافق المعدات والأجهزة مع الحيز المتوفر في الغواصة وملائمة ذلك لتنقل البحارة وإجراء عمليات الإنقاذ والحفاظ على سلامة الطاقم.

في هذه الدراسة سنتناول النقطتين –1– و–2– وذلك لإمكانية عمل ذلك نظريا ولان النقاط الأخرى تطبيقية وتحتاج توفر فرق عمل من الباحثين والمهندسين.

4-2 الهدف من التصميم

ويقصد به المتطلبات العسكرية من الغواصة هل هي متطلبات إستراتيجية أم تكتيكية وهل هي هجومية أو مطاردة أو حراسة أو استطلاع وهكذا وهذه المتطلبات تختلف باختلاف الدول المصنعة لاختلاف عقائدهم العسكرية ورؤية كل جيش لمتطلباته الخاصة من سلاح الغواصات.

4-3 الرؤية العامة للتصميم

على ضوء الفقرة السابقة يتم تحديد ما هو المطلوب من التصميم تحقيقه لكي يلتزم به المصمم ويعمل على تحقيقه أثناء عملية التصميم مثل:

حجم حمولة المواد التي من المفترض أن تحملها الغواصة ويقصد بها هنا الوزن المتغير كالأسلحة ومواد التموين والوقود والمشاة المنقولين خلف خطوط العدو.
حجم وأنواع الأسلحة المطلوب توفيرها للغواصة مثل عدد الطوربيدات وحجمها وان كانت هناك صواريخ وحجم الصواريخ وطريقة إطلاقها أو نقل الألغام وعدد الألغام.
الميزات التشغيلية المطلوبة من الغواصة مثل المدى الأقصى للإبحار والعمق الأقصى للغطس والفترة الزمنية الأقصى للبقاء في البحر بدون تموين والقدرة القصوى للغواصة للغوص بدون الحاجة للطفو.
إمكانية التصنيع من ناحية الكلفة ومن ناحية الإمكانيات الصناعية.
نوع الطاقة المستعملة لتسيير الغواصة :بطاريات، بطاريات ومولد، بطاريات ومولد ومحرك، محرك بالهواء المسال،.. الخ.

بعض العناصر المهمة في التصميم الهيدروديناميكي للغواصة:

ثابت الحجم: نسبة الطول الى العرض، وهو ثابت مهم يؤثر على كمية الاعاقة (Drag) التي من الممكن ان تنتج اثناء الحركة تحت الماء. زيادة الاعاقة تعني زيادة الخسارة في الطاقة لتحقيق السرعة المطلوبة اثناء إبحار الغواصة. شكل (53).

شكل (53): العلاقة بين ثابت الحجم الى الاعاقة (Drag).

شكل (54) يمثل (a) الشكل المثالي لجسم الغواصة (b) الشكل الحالي لمعظم الغواصات.

خشونة السطح.
معامل الموشورية: يمثل نسبة حجم نهايتي الغواصة الى حجم الازاحة الكلي للغواصة. انظر الشكل 54.
عدد الطوابق: يحدد قطر الهيكل الداخلي عدد الطوابق التي من الممكن تصميمها داخل الغواصة ويبين الشكل (55) العدد المثالي لعدد الطوابق نسبة لقطر الغواصة.

شكل (55) علاقة قطر الغواصة بعدد طوابق الغواصة

4-4 نماذج من مخططات الغواصات

من المهم دراسة التصاميم المتوفرة القديم منها والحديث للتعرف على الافكار والتصاميم المطبقة فعليا في بناء الغواصات.

شكل (56): مخطط الغواصة الالمانية 209

4-4-1 الغواصة الالمانية 209
نستطيع من تصميم الغواصة 209 المبين في الشكل (56) ملاحظة الأفكار التصميمة الآتية:

شكل الغواصة مغزلي خالي من الأجسام التي تزيد من إعاقة الحركة، ومزودببرج يحوي صواري قابلة للرفع والخفض.
الغواصة مكونة من هيكل مفرد مع أقسام خارجية في المقدمة والمؤخرة تحوي خزانات الغطس.
أنابيب الطوربيد موضوعة في المقدمة في الطابق العلوي من الغواصة.
السونار موضوع فوق الطوربيدات وهو مخصص لكشف السفن والألغام.
البطاريات موضوعة في مجموعتين موزعة أماماً وخلفاً في الطابق السفلي لجعل مركز الثقل إلى الأسفل.
هناك مولدي ديزل موضوعين في الخلف فوق البطاريات.
اسطوانات الهواء المضغوط موضوعة في خزان الغطس الأمامي.
محرك كهربائي مفرد مع مروحة دفع واحدة.
هناك خزانات موازنة وتعمق موجودة داخل البدن الرئيسي بعض منها موضوعة على جانبي البطاريات.

شكل (57): الغواصة كولنز 2026

4-4-2 الغواصة كولنز

طول الغواصة أكثر من 70 متر وخالي من الأجسام الخارجية.
الغواصة مكونة من هيكل مفرد مع أقسام أمامية وخلفية.
الجسم الخارجي مغزلي واقرب إلى الشكل المثالي.
تحوي الغواصة على أربعة طوابق.
أجنحة الدفة موزعة على شكل X.
البطاريات موزعة أماما وخلفا.
هناك سونار فعال في مقدمة الغواصة يستعمل لكشف الغواصات والسفن من مسافات بعيدة.
أنابيب الطوربيد ستة موزعة على الجانبين وبشكل زاوية لكي لا تتعارض مع موقع السونار.

شكل (58): خرائط غواصات كورية شمالية صغيرة الحجم

4-4-3 الغواصات الكورية الشمالية
تمتاز الغواصات الكورية الشمالية في الشكل (58) بأنها صغيرة الحجم وبسيطة التصميم بسبب التكنولوجيا القديمة المتوفرة في كوريا لإنتاجها وقلة التكلفة. في الغواصة الكورية (IS- 120) شكل (59) والتي تم انتاج نماذج منها في ايران حيث سميت بـ " الغدير" نلاحظ الآتي:

طول الغواصة 29 متر وقطر هيكل داخلي يساوي 3.2 متر.
هيكل مفرد مع انبوبين قياس 533 ملم يحويان طوربيدين فقط للاطلاق.
صواري التنفس والرادار والاتصال مثبتة خارج البرج.
بطاريات موزعة على مقدمة ووسط الغواصة وبعض منها في الخلف مع مولد ديزل واحد ومحرك كهربائي واحد.

الشكل (59): مخطط الغواصة الكورية IS -120

فيديو (غواصة ذئب البحر)

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 الإليكتروني: [email protected] عنوان البريد الإلكتروني هذا محمي من روبوتات السبام. يجب عليك تفعيل الجافاسكربت لرؤيته.

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.

"المغوار" · 12 سبتمبر 2013

رد: مبادئ تصميم الغواصات

نقلت الموضوع من موقع اصنعها وفي الموقع توجد الكثير من الامور المثيرة والرائعة ارجو منكم زيارة الموقع لتجدوا امور اكثر ويوجد هناك صور توضيحية لهذا الموضوع وسواه .. تقبلوا تحياتي

مبادئ تصميم الغواصات

"المغوار"

راقب كلماتك .. فهي دليل شخصيتك

"المغوار"

راقب كلماتك .. فهي دليل شخصيتك

المواضيع المشابهة