משתמש:Ybaryam/ארגז חול/צוללת גרעינית

היסטוריה

הצוללת הגרעינית הראשונה הייתה הנאוטילוס (Nautilus), אשר הושקה בשנת 1954. היא יכלה להשאר בצלילה ללא צורך לעלות אל פני הים תקופות של עד ארבעה חודשים.

הבניה של הנאוטילוס התאפשר לאחר פיתוח מוצלח של מערכת הנעה גרעינית על ידי קבוצת מדענים ומהנדסים באגף הכורים הימיים של הוועדה לאנרגיה אטומית של ארה"ב. האישור לבנות את הצוללת הגרעינית הראשונה נתנה על ידי הקונגרס של ארה"ב בחודש יולי 1951. תחת פיקודו של אל"מ (אז) היימן ג. ריקובר (Hyman G. Rikover).

הכור נבנה על ידי ווסטינגהאוס. את ניפוץ בקבוק השמפניה על חרטום הצוללת בעת ההשקה בצע הנשיא הרי ס. טרומן. וב 17 בינואר 1955, החלו ניסויי הים של הצוללת. אורך הצוללת היה 320 רגל (כ 97.5 מטרים) ובנייתה עלתה בסביבות 55 מיליון דולרים.

הסובייטים מיהרו ללכת בעקבות האמריקאים, וכבר בשנות החמישים המוקדמות פיתחו מערכת הנעה גרעינית לצוללת, במוסד לפיזיקה והנדסת מכונות באובנינסק (Oninsk), תחת פיקודו של אנטולי פ. אלכסנדרוב (Anatoly p. Alexandrov). בשנת 1956 נערכו ניסויים עם מערכת ההנעה. במקביל נבנתה הצוללת עבור מערכת ההנעה.

התכנון והבנייה התעכבו בגלל מספר רב של מיכשולים בדרך, ובסופו של דבר, הצוללת הגרעינית הראשונה הוכנסה לשרות בצי הסובייטי בשנת 1958.

הצוללת הגרעינית הכבדה בעולם

דגם הצוללות הרוסי אקולה (Akula) או ברוסית Акула, נקראת בלשון נאטו טייפון (Typhoon), היא הצוללת הגרעינית הכבדה שנבנתה בעולם בכל הזמנים.

אורכה 574 רגל (175 מטרים), הדחי העל-מימי הוא 24,000 טון(בצלילה 40,000 טון). מהירות מירבית על מימית 22.2 קשרים ימיים, ו- 27 קשרים בצלילה.

שהיה בצלילה עד 180 ימים. עומק צלילה מירבי 400 מטרים, והצוות מנה 163 צוללנים.

הבריטים היו הבאים בתור להצטייד בצוללות גרעיניות, כאשר הראשונה הושקה במספנת ויקרס בשנת 1960.

אחרי הבריטים הגיעו הצרפתים אשר השיקו את הצוללת הגרעינית הראשונה שלהם בשנת 1971.

אחרי הצרפתים הגיעו הסינים אשר השיקו את שלהם בשנת 1974.

המדינה האחרונה (עד היום, דצמבר 2010), להשיק צוללת גרעינית היא הודו אשר השיקה את הצוללת הגרעינית הראשונה שלהם בחודש יולי 2009. לפני כן היא שכרה מרוסיה צוללת רוסית שבה התאמן הצוות ההודי.

כיום מחזיקות שש מדינות בצוללות המונעות באנרגיה גרעינית : ארצות הברית, רוסיה, צרפת, בריטניה, הודו וסין. מספר מדינות נוספות, בהן ארגנטינה וברזיל, נמצאות בשלבים שונים של פרויקטים לבניית צוללות המונעות באנרגיה גרעינית.

טכנולוגיה

הצוללת הגרעינית א.ה.מ. אסטוט (Astute), הבריטית

הבטים יחודיים לצוללת גרעינית

מטבע הדברים, צוללת שיוצאת למשימות שאורכות חודשים ארוכים, חושפת את המפעילים והמתחזקים של הצוללת בבעיות ייחודיות הן בתחום המבצעי/תפעולי הן בתחום ההנדסי והלוגיסטי והן בתחום האנושי, שעד אז לא היו ידועות ואשר דרשו פתרונות.

תחום מבצעי/תפעולי

• נצילות מערכת ההנעה נעה בסביבות 30%. השאר נפלט בצורת חום אל הים. כיוון שמדובר בכמות חום עצומה, משאירה הצוללת מאחוריה שובל של מי-ים חמים יותר, אשר עולה לפני הים ומאפשר גילוי הצוללת בעזרת שובל זה. הפתרון חייב להיות בבחירת משטר הפלגה הולם. העדפה של הפלגה בעומקים, ושינוי כיוון הפלגה בצורה רנדומלית.

• מהירות הצוללת מאד גבוהה יחסית למהירויות שיוט של צוללות קונבנציונאליות. הדבר דורש זהירות גדולה כי שינוי עומקים במהירויות גבוהות קורות מאד מהר. במצבי חרום התגובה חייבת להיות מיידית, לכן דרושה הערכות מיוחדת כדי לתת מענה למצבים כאלה.

• כפי שיוסבר בהמשך, בעית טהור האוויר הופכת מאד קריטית, ככל שהשהיה בצלילה מתמשכת. חייבת להיות הקפדה של מעקב צמוד על מערכת ניטור טהור האוויר.

• צוללת היא כלי שיט, אשר בגלל שיקולי בטיחות הצוות, דורשת תחזוקה מפורטת ומדויקת בתדירות גבוהה. בהשואה לצוללות קונבנציונליות, שאינן שוהות בים תקופות כה ארוכות, הצוללות הגרעיניות חייבות להיות מאוישות גם בטכנאים ואמצעים נוספים שיאפשרו לצוות לבצע תיקונים של דרג ב' ואף יותר.

תחום הנדסי ולוגיסטי

בתחום ההנדסי רב הנסתר מן הגלוי. הציים השונים שומרים בדרך כלל את המידע לעצמם. יחד עם זה המתואר כאן הוא מתוך כנסים ומאמרים שפורסמו.

טהור אוויר

אחד הפרמטרים שקובעים את משך השהייה האפשרי של צוללת בצלילה הוא בעיית טהור האוויר. תשומת לב מיוחדת מוקדשת לטיפול ושמירה על איכות האוויר בחלל הצוללת. המדובר גם בסלוק גזים לא רצויים והעשרה של חמצן לאוויר. בנוסף לכל מערכות הטהור מותקנות בצוללת מערכות ניטור והתראה לנוכחות גזים לא רצויים ולמחסור בחמצן.

• חמצן ודו תחמוצת הפחמן: שני המרכיבים העיקריים הם שני גזים: החמצן שאנשי הצוות צורכים, ודו תחמוצת הפחמן שאנשי הצוות פולטים. לגבי צריכת החמצן הבעיה למעשה פתורה, כיוון שאנרגיה חשמלית ישנה בשפע, על ידי אלקטרוליזה של מים אפשר להפיק חמצן ומימן. בתהליך האלקטרוליזה נאסף המימן ונפלט אל תוך הים. באשר לסלוק דו-תחמוצת הפחמן מחלל הצוללת, ישנן שיטות רבות, אבל כל צי שומר לעצמו בסוד את פרטי התהליך. בעקרון, מעבירים את האוויר שבחלל הצוללת דרך מכשיר שבו תהליך מסוים קולט את דו-תחמוצת הפחמן באמצעים מסוימים ולאחר מכו נפלט הגז אל תוך הים.

• מימן: האלקטרוליזה להפקת חמצן, מפיקה גם מימן. מימן זה הוא פשוט לאיסוף וסלוק לים. אבל זה לא המקור היחידי למימן בחלל הצוללת. בתהליך טעינת מצברים, ישנה פליטת מימן ומימן זה מתפזר בחלל, אותו יש לסלק. הסכנה העקרית של מימן היא שבריכוז של 4% הוא מהווה תערובת נפיצה שכל ניצוץ במנוע חשמלי כלשהו עלול לגרום למה שקרוי בעגה המקצועית "נביחה מימנית".

• גזים נוספים:

מזון

בעית המזון בהפלגות ארוכות דורשת הערכות מיוחדת. ירקות ופירות ישארו טריים לזמן קצר מאד. להמשך, מובאת אספקת הירקות והפירות כשהם מיובשים ומאוכסנים בשקיות אטומות תחת ואקום. בצורה כזאת נשמרת הטריות שלהם ולפני השמוש הם עוברים השרייה במים, אשר מגדילה אותם שוב לגודלם הטבעי. גם רוב המרכיבים הבריאותיים בהם ויטמינים, מינרלים ועוד נשמרים בצורת שמור כזאת.

כל דברי המאפה השונים נאפים בצוללת.

תחזוקה

כפי שצויין כבר, נטל האחזקה המתוכננת (לעיתים משתמשים במונח אחזקה מונעת), עד רמה חצי שנתית, נופלת כמובן על הצוות. תכנון המערכות השונות חייב להיות מראש כזה, שיאפשר אחזקה בים, תוך הפלגה בצלילה.

טכנאי הצוות חייבים להיות מוסמכים לבצע את הטיפולים, בתנאים המיוחדים ששוררים בים בצלילה.

תחום אנושי

צוות של צוללת, הנמצאת במשך ששה חודשים בצלילה רצופה, חייב לעבור הכשרה מיוחדת, על מנת להסתגל לתנאים המאד מיוחדים שבו כל איש צוות יימצא.

• נתוק מן האוויר החיצון ששה חודשים בצלילה גורם לכך שהצוות מחמיץ עונות שנה שלמות. ישנן לעובדה זאת השלכות בריאותיות ולעיתים נפשיות, ונדרשת תשומת לב מיוחדת לבעיות שמתעוררות עקב זה.

• נתוק מן הבית מטבע הדברים, צוללת היא כלי שיט חשאי. המשמעות היא שלא רק שאיש הצוות מנותק ממשפחתו במשך ששה חודשים, אלא גם אין לו כל קשר עם משפחתו לחלוטין. לא מכתבים, ואפילו לא טלפון. ומאחר ויש בצוות גם אנשים נשואים עם משפחות, הניתוק הזה אינו קל.

• תרבות הפנאי פיצוי מה לנתק מן העולם החיצון מתקיים בתשומת לב מיוחדת לאספקה של סרטים, ספרים, מכון כושר קטן, בצוללת.

תאונות

צוללות גרעיניות סבלו ממספר תאונות (ואבידות), כאשר לא כולן קשורות למערכת ההנעה הגרעינית:

• K-19, שנת 1961, הכור כמעט נמס והתפוצץ. מספר אנשי צוות נפטרו מהחשיפה לקרינה. הארועים שקרו בצוללת הוצגו בסרט: "K-19: The Widowmaker".
• (USS Thresher (SSN-593, אבדה בשעת מבחן של צלילה עמוקה. מאוחר יותר חקירה יסודית הגיעה למסקנה שחיבור בצנרת פקע וקרח שהצטבר בשסתום אוויר מנע את האפשרות לרוקן בחירום את מיכלי הכבד ולעלות על פני השטח. הפקת הלקחים מתאונה זאת גרמה למספר שינויי בטיחות בצי האמריקאי.
• (USS Scorpion (SSN-589, שנת 1968, אבדה. סיבת האסון, אם תקלה טכנית, תקלת אנוש, או גורם אחר, לא ידועה, לפחות לא לציבור הרחב.
• K-27, שנת 1968, עברה חימום בלתי מבוקר שגרם כמעט להמסה של אחד מהכורים. הצוללת הוצאה מן השרות ב- 20 ביולי 1968.
• K-219, שנת 1986, עברה חימום בלתי מבוקר שגרם כמעט להמסה. סרגיי פרמינין מת אחרי שהוא הצליח להוריד ידנית את מוטות הבקרה, ומנע התפוצצות. שלושה ימים

יותר מאוחר, טבעה הצוללת.

• K-141, הצוללת KURSK , שנת 2000, התיאוריה הנפוצה המקובלת היא שהתפתחה נזילת מי חמצן במדור טורפדו הקדמי, אשר הופיל לפיצוץ ראש קרבי של טורפדו, דבר שגרם שתי דקות מאוחר יותר לפיצוץ של עוד חצי תריסר של ראשים קרביים.
• (USS San Fransisco (SSN-711 שנת 2005, התנגשה באונית קיטור באוקיאנוס הפסיפי. איש צוות נהרג ו- 23 נפצעו.
• HMS Vanguard ו- La Triomphant, פברואר 2009, הצוללת הצרפתית והבריטית התנגשו באוקיאנוס האטלנטי כאשר שתיהן היו בסיור. איש לא נפגע, אבל שתי הצוללות נפגעו בהתנגשות.

קישורים חיצוניים

• האתר של נשיונל גאוגרפיקס (אנגלית)
• קובץ PDF מסמך של MIT על טהור אוויר בצוללות (אנגלית)