A+ A A-
  • Kategoria: Oceany
  • Odsłony: 2976

Okręty podwodne poruszają się w ciszy, w przestrzeni wodnej świata. Jednak możliwości współczesnych okrętów podwodnych są niewspółmierne z ogromną przestrzenią wodną. Okręty podwodne mogą schodzić na ok. 850 m, (Rosyjski typ OP Alfa).

Penetracja głębin morskich jest możliwa tylko dzięki specjalnym pojazdom badawczym. Przykładem może tu być amerykański podwodny pojazd badawczy Alvin, który może schodzić na głębokość ok. 4000m. Batyskafem który zszedł na niesamowitą głębokość 11000 m był Trieste. Batyskaf ten osiągnął tą głębokość podczas badania Rowu Mariańskiego, wytrzymując ogromne ciśnienie 1101 atmosfer czyli 1101 kG na centymetr kwadratowy (nie uwzględniając zasolenia wody i zmian gęstości wody wraz z głębokością).

Głębiny oceanów są jednym z najmniej poznanych obszarów naszej planety. Charakterystyka, właściwości wód sprawiły iż to środowisko jest tak bardzo obce i niesprzyjające człowiekowi. Ciśnienie wodne jest wielką barierą, którą człowiek powoli przełamuje, konstruując okręty podwodne z coraz to lepszych i wytrzymalszych materiałów.

Topografia oceanów

Na naszej planecie mamy trzy oceany:

  • Ocean Spokojny,
  • Ocean Atlantycki,
  • Ocean Indyjski.

Każdy z tych oceanów możemy podzielić na trzy podstawowe strefy:

  • szelf kontynentalny,
  • głębię oceaniczną,
  • oraz głębokie rowy oceaniczne.

Ważnym miejscem dla okrętów podwodnych są głębie oceaniczne. Średnia głębokość wynosi 3700 metrów. W tej przestrzeni wodnej można spotkać równiny, baseny i góry, których wierzchołki czasami mogą występować nad powierzchnię wody. Podwodne szczyty górskie ciągną się aż od Spitsbergenu na północy, aż do Antarktydy (Ocean Atlantycki), grzbiet Wschodniopacyficzny, który biegnie od południa Australii do Ameryki Południowej po Meksyk.

Podwodne masywy górskie są rozleglejsze niż Himalaje, Andy. Piętrzące się pod wodą szczyty są idealnymi miejscami w których mogą chować się okręty podwodne.

Prawdopodobnie Rosjanie dysponują najdokładniejszymi mapami podwodnych łańcuchów górskich i wykorzystują ich położenie by prześlizgnąć się niepostrzeżenie na poszczególne akweny morskie.

Formy ukształtowania dna morskiego. / Autor: M. Majdecki, źródło: http://pl.wikipedia.org

Charakterystyki fizyczne wód

Charakter środowiska wodnego jest tak samo skomplikowany jak masy powietrza w atmosferze. Zjawiska te są trudne do przewidzenia lub scharakteryzowania, szczególnie z powodu ograniczonych możliwości obserwacyjnych ludzkiego oka, które może ocenić tylko aktywność fal, przypływy czy lokalną pogodę.

Jedną z lepiej poznanych, w miarę stałych cech oceanu, jest jakość i ilość składników chemicznych rozpuszczonych w wodzie, oczywiście z solą. na czele oraz wzrost ciśnienia postępujcy proporcjonalnie w głąb otchłani wodnej. Znacznie trudniejsze jest ustalenie stopnia zasolenia w danych akwenach wodnych, rozkładu temperatur czy prądów powierzchniowych.

Właściwością oceanu jest jego zdolność tłumienia większości form energii, z wyjątkiem energii akustycznej, która może przemieszczać się w wodzie na duże odległości. Prędkość rozchodzenia się dźwięku w wodzie może być uzależniona od kilku czynników:

  • ciśnienia,
  • zasolenia,
  • układu temperatur.

Prędkość dźwięku wynosi około 1.450 m./s czyli ok. cztery razy szybciej niż w powietrzu. Dźwięk pod wodą odbija się od różnych obiektów, a czuły czujnik może łatwo go wychwycić.

Rozkład temperatur

Ważnym czynnikiem dla działania okrętów podwodnych jest rozkład temperatur w wodach morskich. Temperatury mają istotny wpływ na zachowanie się oceanów.

Słońce nagrzewa powierzchniową warstwę wody, która może sięgać od kilkudziesięciu do ponad 100 m. Poniżej tej głębokości temperatura wody zaczyna spadać, aż do warstwy termokliny, gdzie temperatura wody spada gwałtownie.

Stała warstwa termokliny może wahać się w granicach 300-400 metrów, a w rejonach podzwrotnikowych od 500-1000 m.

W oceanach można spotkać termokliny sezonowe, powyżej stałych zwane nieraz "popołudniowe" (termokliny uzależnione od pory dnia). Termokliny oddzielają warstwy wody o nieznacznie różnej gęstości i różnej koncepcji cząsteczek organicznych i nieorganicznych.

Rozkład temperatur ma wpływ na prędkość rozchodzenia się dźwięku w wodzie, a tym samym na wykrycie okrętów podwodnych.

Ciśnienie

Nieodłączną barierą w poznawaniu świata podwodnego, było właśnie ciśnienie. Strach przed tym zjawiskiem paraliżował nie jedno serce podwodniaka. Nie jeden okręt podwodny podczas I i II wojny światowej zginął zgnieciony przez panujące głęboko pod wodą olbrzymie ciśnienie.

Nawet współczesne okręty podwodne, są również bardzo wrażliwe na to zjawisko. Zjawisko ciśnienia krótko scharakteryzować można tak:

"Wraz ze wzrostem głębokości proporcjonalnie wzrasta ciśnienie hydrostatyczne, jest to uzależnione od występującego w danej wodzie zasolenia."

W wodzie morskiej ciśnienie wzrasta o 3,13 kg/cm2 na każde 100 stóp (30,48 m) zanurzenia, a w wodzie słodkiej o 3,06 kg/cm2.

Jedynymi współczesnymi okrętami podwodnymi schodzącymi na głębokość ok. 1000m były radzieckie Alfy. Większe głębokości są dostępne tylko dla wyspecjalizowanych pojazdów lub batyskafów.

Zjawiska batymetryczne i powierzchniowe

Dno oceanów i mórz jest różnie ukształtowane. Może to wpływać w różny sposób na działanie ZOP. Gdy topografia dna morskiego jest nieregularna i skalista, zakłócenia w wykrywaniu okrętu podwodnego mogą być tak wielkie iż okręt podwodny może nie zostać w ogóle wykryty. Takie zakłócenia echa zwane są rewerberacją (pogłosem).

Jeżeli nierówności dna są dobrze znane, a mapy skrupulatnie opracowane, okręt podwodny może schować się w cieniu podwodnego wzniesienia i być niewidocznym dla sił ZOP.

Ważniejsze prądy morskie

Okręty podwodne nosiciele rakiet balistycznych, działając na pełnym oceanie lub pod pokrywą lodową bieguna północnego nie muszą znać dokładnie charakterystyki dna morskiego. Ta znajomość jest przydatna dla myśliwskich okrętów podwodnych, które patrolując wyznaczone akweny mogą wykorzystywać do swych skrytych działań topografię oceanu.

Dla działań sił ZOP bardzo ważne są zjawiska powierzchniowe. Powierzchniowe prądy morskie mogą spowodować rozproszenie się pław radiohydroakustycznych a tym samym zniekształcenie danych o pozycji okrętu podwodnego.

Gdy zajdą pewne okoliczności zrzucona pława może informować że cel przesuwa się w kierunku przeciwnym prądowi, w rzeczywistości stojąc nieruchomo.

Dużym utrudnieniem dla sił ZOP przy stosowaniu pław radiohydroakustycznych, czy hydrolokatorów holowanych są sztormy. Przy falach o wysokości 3 metrów urządzenia te mogą tracić nawet 75% transmisji i całkowicie utracić przy falach o wysokości 4,6 m.

Sztormy mogą spowodować wymieszanie się wody po obu stronach termokliny, dając w efekcie grubą warstwę o stałej temperaturze, która w znacznym stopniu komplikuje działania systemów hydrolokacyjnych.

Warunki atmosferyczne mają znaczący wpływ na pracę urządzeń sił ZOP. Zjawisko falowania, szum fal, burza, deszcz wszystko to wpływa na zmniejszenie wartości sygnału a tym samym na możliwość wykrycia lub rozpoznania celu.

Fale dźwiękowe

Dźwięk w wodzie potrafi rozchodzić się na setki mil morskich. Sam ocean jest środowiskiem bardzo hałaśliwym: fale morskie, ławice ryb, statki morskie, platformy wiertnicze. W tym zgiełku "ciszy" przemierzają głębiny okręty podwodne.

Szum własny okrętu podwodnego może być słyszalny w odległości ponad 1000 km (nawet jeżeli posiada tylko 1% energii mierzonej).

Znajomość prędkości rozchodzenia się dźwięku w wodzie ma zasadnicze znaczenie w taktyce zwalczania okrętów podwodnych. Na zdjęciu przyrząd do pomiaru tych prędkości używany przez jednostki nawodne, pozwalający mierzyć je z dokładnością do 0,25 m/s do głębokości 2.000 m. Dane przekazywane są bezpośrednio do komputera pokładowego gdzie są gromadzone, przetwarzane i analizowane.

Wykrycie okrętu podwodnego nie jest jednak takie proste, gdyż jeżeli przetwornik hydrolokatora ułożony jest poziomo, a słup wody przekracza 3650m głębokości to odbicie fali dźwiękowej od dna spowoduje odgięcie toru i powrót na powierzchnię w bardzo oddalonym miejscu. Powstająca duża luka może służyć jako idealna kryjówka dla okrętu podwodnego. Na płytszych wodach użycie hydrolokatora może być mniej skuteczne, gdyż fale dźwiękowe mogą być tłumione jeśli dno jest mulaste, gliniaste czy piaszczyste a inne przy dnie skalistym.

W wodzie są warstwy rozpraszające składające się z jednej warstwy zasadniczej i trzech podwarstw zawierających zooplankton i fitoplankton, które również odbijają i rozpraszają fale dźwiękowe.

Ważnym elementem do zwalczania okrętów podwodnych jest termoklina.

Termoklina oddziałuje na prędkość dźwięku, a w przypadku występowania ciągłej termokliny prędkość ta spada do minimum. Taka warstwa ma właściwość przenoszenia fal dźwiękowych na ponad 1000 km. Rozróżniamy trzy warstwy rozchodzenia się dźwięku w wodzie:

  • kanał powierzchniowy,
  • strefy konwergencji,
  • podwodny kanał dźwiękowy.

Rozchodzenie się fal dźwiękowych:

Stopień zasolenia waha się w granicach od 32 do 37 części tysiącznych (promili), lecz w fiordach może spaść nawet do 23. Poniższy wykres przedstawia prędkość dźwięku w wodzie, której zasolenie wynosi 35 promili. Dla przykładu na głębokości 948 m i w temperaturze 5oC prędkość wynosi 1.494 m/s Stopień zasolenia jest zmienny. Wykres wskazuje sposób określenia poprawki na zmianę prędkości dźwięku w wodzie w zależności od zmiany zasolenia. Dla przykładu jeżeli stopień zasolenia wynosi 30 promili to prędkość dźwięku wynosi 1.494 m/s minus 7,9 m/s co daje 1.486 m/s.

Zasolenie wody

Zasolenie mórz i oceanów ma bardzo duże znaczenie dla działalności okrętów podwodnych. Okręty podwodne które są przygotowane (wytrymowane) do pływania w wodzie słonej mają zanurzenie głębsze w wodzie słodkiej. Jest to związane z mniejszą gęstością wody słodkiej niż słonej.

Jest to szczególnie ważne gdy okręty podwodne prowadzą działania w pobliżu ujść wielkich rzek, lub w przybrzeżnych fiordach, gdzie zasolenie jest dużo mniejsze. Prowadzone w tych warunkach działania powinny odbywać się z bardzo dużą ostrożnością.

Różny stopień zasolenia ma określone znaczenie dla działalności okrętów podwodnych.
Jest wynikiem takich zjawisk jak parowanie i tworzenie się lodu, które podwyższają stopień zasolenia,
a opady deszczu, spływ wód rzecznych i topnienie lodu obniżają tenże stopień.

Prawdopodobnie taki właśnie skok stopnia zasolenia i temperatury był przyczyną zatonięcia amerykańskiego okrętu podwodnego USS Thresher. Na skutek występującego zjawiska okręt podwodny zanurzył się na głębokość której nie wytrzymał kadłub.

Zasolenie może mieć również pewien wpływ na załamywanie się biegu fal dźwiękowych, ale tylko wtedy gdy nałoży się na to zespół różnych cech: temperatura wody, głębokość, duże zasolenie wody. Inaczej zasolenie ma tylko nieznaczny wpływ na rozchodzenie się fal dźwiękowych.

Badania oceanograficzne

Oceany świata dla wielu flot morskich są akwenami wciąż mało poznanymi i tajemniczymi. Ze względu na swoje właściwości oceany mają poważne znaczenie strategiczne.

Wiele flot morskich posiada liczne jednostki przeznaczone tylko do badań oceanograficznych. By lepiej wykorzystać własny potencjał morski floty wielu państw są niemalże zmuszone do badań przestrzeni morskiej, głębin morskich. Lepsze poznanie przestrzeni morskiej daje możliwość konstruowania nowych urządzeń, czy nawet nowych kształtów okrętów podwodnych.

Najwięcej takich jednostek posiada Rosja aż 54 i MW USA 30, a Wielka Brytania 10.

Poznawanie oceanów wiąże się również z możliwością wykorzystania tych wielkich przestworzy dla celów gospodarczych, jak i również dla zapewnienia bardziej skutecznej i bezpiecznej działalności podwodnej.

Wrogą naturę środowiska podwodnego doskonale ilustruje widok nurka, wykonującego zdawałoby się proste zadanie fotografowania. Czynności wykonywane na powierzchni bez żadnych problemów, pod wodą poważnie się komplikują. W tym przypadku należy poszczególnych nurków wyposażać w odpowiednie kombinezony czy w odpowiedni sprzęt by mogli swobodnie wykonywać swoją pracę. Sprzęt używany pod wodą często musi być odpowiednio zabezpieczony przez niszczącym działaniem wodnego środowiska.

Oceany, morza fascynują człowieka, przyciągają jego uwagę swym pięknem. Często człowiek zapomina jak niebezpiecznym środowiskiem jest otaczające nas środowisko wodne. Poniższe zdjęcia pokazują niesamowite piękno ukryte pod wodą.

Dodaj komentarz


Kod antyspamowy


Odśwież