إشارات الغواصات

كانت إشارات الغواصات تحمل معنىً خاصًا، بل وحصريًا، في أوائل القرن العشرين. إذ كانت تُشير إلى نظام مساعدات ملاحية طوّرته شركة إشارات الغواصات في بوسطن ، وحصلت على براءة اختراعه، وأنتجته . أنتجت الشركة إشارات صوتية للغواصات، بدءًا من الأجراس وأجهزة الاستقبال، ثم المحولات ، كوسائل مساعدة للملاحة. كانت هذه الإشارات ثابتة، مرتبطة بالأضواء وغيرها من الوسائل الثابتة، أو تُركّب على متن السفن لتمكين التحذير من المخاطر الثابتة أو التواصل بين السفن. كما قامت شركة أطلس-فيركه ، التي كانت تُعرف آنذاك باسم مصنع الآلات والأسلحة في شمال ألمانيا، بتصنيع هذه المعدات بموجب ترخيص، وكان ذلك في الغالب للسوق الأوروبية.

استخدم النظام صوتًا تحت الماء أكثر موثوقية لبث إشارات صوتية من محطة ساحلية أو من منطقة خطرة تحت الماء وُضعت عليها إشارة. كانت الإشارات تُربط عادةً بسفينة إرشادية أو عوامة جرس أو تُعلق على حامل ثلاثي القوائم في قاع البحر، متصلة بالمحطات الساحلية بواسطة كابل. في البداية، اعتمد النظام على أجراس تُشغل بمطارق كهربائية. كانت أجهزة الاستقبال على متن السفن قادرة على رصد الإشارة الصوتية، وعند تجهيز السفينة بأجهزة استقبال على كل جانب، كان بإمكانها تحديد الاتجاه التقريبي للإشارة. كما تم إنتاج نظام اتصال بين السفن يسمح للسفن المجهزة به برصد بعضها البعض وتقدير الاتجاه في الضباب. جمعت الشركة بيانات من السفن، بما في ذلك نطاقات رصد إشارات محطات محددة. شكلت البيانات المُجمعة قاعدة بيانات مبكرة لخصائص الصوت في المحيط. سُرعان ما استُبدلت الأجراس الأصلية بمذبذب فيسيندين ، وهو محول طاقة، بعد اختراعه على يد ريجينالد فيسيندين، وبدأ تطويره عام 1912 في شركة إشارات الغواصات. سمح هذا المحول بالإرسال والاستقبال مما أدى إلى تقدم كبير في كل من الإشارات تحت الماء والتوسع في التلغراف تحت الماء والتجارب مع الاتصالات الهاتفية تحت الماء وفي النهاية السونار.

كانت السفن، التجارية والبحرية، المجهزة بإمكانية إرسال إشارات من الغواصات، تُسجل هذه الإمكانية ضمن قدراتها الملاحية في سجلات السفن منذ العقد الأول من القرن العشرين وحتى منتصفه تقريبًا. في عام ١٩٠٧، كانت هذه المعلومة بالغة الأهمية لشركات التأمين، واشترط المكتب الأمريكي للشحن أن تُشير السفن المجهزة بهذه الإمكانية إلى ذلك بعبارة "إشارات الغواصات" في سجلاتها. روّجت خطوط الشحن التجارية لهذه الإمكانية كإجراء وقائي. إلا أن تقنية إرسال إشارات الغواصات أصبحت قديمة الطراز وتجاوزتها التطورات التقنية خلال الحرب العالمية الثانية .

في عام 1946، استحوذت شركة رايثيون على شركة الإشارات البحرية ودمجتها معها ، لتصبح قسم رايثيون البحري، بعد أن أصبحت الشركة الرائدة على المستوى الوطني في مجال الصوت تحت الماء والسونار وغيرها من الأعمال مع البحرية خلال الحربين العالميتين، وتوسعت لتشمل أنظمة بحرية أخرى.

في عام 1826، استخدم جان دانيال كولادون وجاك شارل فرانسوا ستورم جرسًا مغمورًا لإجراء تجارب في بحيرة جنيف . وفي عام 1883، قام لوسيان آي. بليك، بالتعاون مع دائرة المنارات الأمريكية، بعمل مماثل باستخدام جرس مغمور بهدف استخدام الصوت كوسيلة مساعدة للملاحة. ^{[ 1 ] [ 2 ]} وأُجريت تجارب مماثلة في إنجلترا والولايات المتحدة بشكل مستقل بعد ذلك.

تم حل مشاكل استقبال الإشارات المتعلقة بضوضاء السفن جزئيًا عندما اكتشف إيه جيه مونداي، الذي عمل مع الدكتور إليشا غراي على استخدام أجراس تحت الماء لإرسال رسائل فعلية، أن وضع ميكروفون داخل صندوق معدني مملوء بالماء وتثبيته على هيكل السفينة من الداخل يسمح باستقبال واضح. وفي تجارب لاحقة، سمح وضع هذه الميكروفونات على جانبي السفينة بتحديد اتجاه مصدر الصوت. تشير شدة الصوت على أحد الجانبين إلى أن المصدر يقع على ذلك الجانب من السفينة، بينما تشير شدة متساوية إلى أن المصدر يقع أمام السفينة مباشرة. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} كما سمح صندوق مؤشر الاتجاه باختيار أجهزة الاستقبال بشكل فردي لمقارنة قوة الإشارة لتحديد الاتجاه. ^{[ 4 ]}

حددت التجارب تعديلات على الأجراس المستخدمة في الهواء لتحسين أدائها تحت الماء. وسمحت أنظمة الضرب الكهربائية بتوصيل الأجراس بأجهزة مساعدة على السطح. وأظهرت تجارب كندية جدوى تحديد الاتجاه من خلال مقارنة استقبال جهازَي استقبال مثبتين على جانبي مقدمة السفينة. ^{[ 5 ]}

تأسست شركة إشارات الغواصات في بوسطن، ماساتشوستس، لتحويل الأبحاث إلى وسيلة مساعدة للملاحة. طورت الشركة، وحصلت على براءات اختراع، وبدأت بتصنيع إشارات جرس كهروميكانيكية وأجهزة استقبال على متن السفن استنادًا إلى أبحاث سابقة، وقدمت أول وسيلة مساعدة صوتية إلكترونية تحت الماء في العالم عام 1901. ^{[ 2 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ ملاحظة 1 ]}

كان نظام الإشارات ذا أهمية بالغة لضمان الملاحة الآمنة في الضباب. كانت إشارات الضباب، كالأبواق والصفارات، التي تُنقل جوًا، غير موثوقة ومتقلبة. أما الإشارات الصوتية عبر الماء فكانت أكثر موثوقية وأوسع مدى. ^{[ 1 ]} ويمكن تحديد المخاطر البحرية بواسطة جرس مثبت على حامل ثلاثي القوائم ومتصل بمحطة ساحلية عبر كابل. ^{[ 9 ]} كما مكّن نظام مماثل من الأجراس تحت الماء، المثبتة على السفن، من تبادل الإشارات بينها لتجنب التصادم في الضباب. ^{[ 2 ]} وقد زُوّدت سفينة الركاب "لوكانيا" التابعة لشركة كونارد بأول جهاز إشارة غاطس للتواصل بين السفن. ^{[ 10 ]}

أبدى مجلس المنارات الأمريكي بعض الاهتمام، لكنه لم يتخذ إجراءً فوريًا. ^{[ 2 ]} أما الأميرالية البريطانية ومؤسسة ترينيتي هاوس ، وفي ألمانيا، شركة نورث جيرمان لويد للملاحة البخارية، فقد أولت اهتمامًا فوريًا لإمكانات النظام، وأصبحت من الرواد في تطبيقه في محطات الإشارة وأجهزة الاستقبال على متن السفن. ^{[ 2 ]} قامت الشركة الألمانية نورد دويتشه ماشين أوند أرماتورين فابريك (1902)، التي أصبحت أطلس فيركه عام 1911، بتصنيع النظام بموجب ترخيص من شركة إشارات الغواصات. ^{[ 11 ]} بدأت الخطوط الملاحية الكبرى بتجهيز سفنها بهذا الجهاز، حتى أعلنت شركة كونارد عام 1905 أن أسطولها بأكمله سيُجهز به، وذلك بعد تجربتها الناجحة مع سفن لوكانيا ونورد دويتشه لويد ، وهي كايزر فيلهلم الثاني ، وكرونبرينز فيلهلم، وكايزر فيلهلم دير غروسه . ^{[ ١٢ ]} من الأمثلة على الميزة التجارية الهامة، القدرة على العمل عندما تكون السفن الأخرى عالقة بسبب الضباب، حيث تمكنت السفينة "كايزر فيلهلم الثاني" من دخول الميناء قبل ٢٢ ساعة من انقشاع الضباب عند مصب نهر فيزر ، مما سمح للسفن الأخرى بالدخول. وباستخدام إشارات الغواصة الخاصة بسفينة الإرشاد، تمكنت السفينة من دخول الميناء بعد انقشاع الضباب لإنزال الركاب والبضائع. ^{[ ٤ ]}

أجرت الأميرالية اختبارات في أكتوبر 1906 باستخدام جرس مماثل لما كان يُستخدم في السفن الضوئية الأمريكية. وقد تكللت الاختبارات بالنجاح، حيث أوصت الأميرالية باستخدامه كأداة مساعدة للملاحة الساحلية، مع ملاحظات حول إمكانية استخدامه بين السفن لتحذير السفن الأخرى وتحديد اتجاهها في الضباب. كما أشارت الملاحظات إلى إمكانية استخدامه بين الغواصات وسفن القيادة، مع حجب بعض نتائج الغواصات عن النشر لكونها ذات تطبيقات عسكرية بحتة. ^{[ 13 ]} وقد أثبتت تجربة سفن البحرية الأمريكية الحربية في الضباب قبالة نانتوكيت شولز أن الأسطول قادر، عند خفض السرعة، على الملاحة بأمان والحفاظ على تشكيله باستخدام هذه الإشارات. ^{[ 14 ]}

ركزت شركة الإشارات البحرية، عند تطويرها لجهاز فيسيندين، على التلغراف البحري، وبدأت باستخدام الهواتف البحرية. ومع ازدياد استخدام أجهزة الراديو البحرية، تراجع استخدام النسخة البحرية باهظة الثمن. وعلى الرغم من برهان فيسيندين في يونيو 1914 على فعالية جهازه في التلغراف، إلا أن هذا الجانب تلاشى، وأصبحت إمكانية "الاستشعار"، التي طُبقت في البداية بشكل بدائي لتحديد مواقع الجبال الجليدية، بالغة الأهمية مع الحرب العالمية الأولى وحروب الغواصات . ^{[ 29 ]}

انصبّ التركيز بالكامل على الصوتيات تحت الماء وإمكانية الكشف عن الغواصات صوتيًا، سواءً بشكل سلبي أو نشط. وقد تبيّن أن أجهزة الاستقبال الحالية، المصممة لكشف الإشارات المتعمدة، عاجزة عن رصد الأصوات العرضية للغواصات. دُعي هارولد جيه دبليو فاي، من شركة إشارات الغواصات، للقاء رئيس مكتب هندسة البخار في 20 مارس 1917 لمناقشة إنشاء محطة أبحاث صوتية في إيست بوينت، ناهانت، ماساتشوستس . وقدّم فاي ضمانات بتوفير الأرض اللازمة. عند التنفيذ، انضمت شركة ويسترن إلكتريك وشركة جنرال إلكتريك إلى شركة إشارات الغواصات للعمل على المشروع. وفي 8-9 مايو، اجتمع ممثلو الشركات في واشنطن لإقامة علاقات عمل. ^{[ 30 ] [ 31 ]}

استجابةً لمخاوف مجلس الاستشارات البحرية من عدم تلبية المصالح البحرية في البحوث العامة، أُنشئ مجلس بحري خاص بأجهزة مكافحة الغواصات للإشراف على العمل. وكان القائد كلايد ستانلي ماكدويل سكرتيرًا للمجلس، وشغل لاحقًا المنصب نفسه في محطة التجارب البحرية في نيو لندن، كونيتيكت . وكان مختبر ناهانت لمكافحة الغواصات، الذي اكتمل بناؤه في 7 أبريل 1917، أول مختبر صوتي لمكافحة الغواصات تابع للبحرية. وشكّل المختبر، وهو عبارة عن مجموعة مبانٍ خلف سياج أمني محكم، نقطة انطلاق أبحاث "إشارات الغواصات" في مجال الصوتيات الجديد لمكافحة الغواصات. ^{[ 30 ] [ 31 ] [ ملاحظة 2 ]}

تم إيقاف إشارات الغواصات كمساعدات ملاحية، تمامًا كما تم إطفاء العديد من الأضواء، وذلك حتى لا تساعد غواصات العدو أو تصبح نقاط تجمع للسفن المستهدفة. ^{[ 32 ]}

خلال الحرب العالمية الأولى وما بعدها، توسعت شركة إشارات الغواصات لتشمل أجهزة قياس الأعماق وغيرها من الإلكترونيات البحرية، بما في ذلك أجهزة تحديد اتجاه الراديو والهواتف اللاسلكية ، حيث تراجعت أهمية المعينات الصوتية مع تزايد أهمية الملاحة الراديوية واعتمادها . في عام 1946، استحوذت شركة الأجهزة الأمريكية ، التي أصبحت فيما بعد شركة رايثيون، على الشركة ودمجتها معها لتصبح قسمها البحري المسؤول عن جميع المنتجات ذات التطبيقات البحرية. ^{[ 23 ] [ 33 ]}

• إشارات الغواصات (شركة إشارات الغواصات، معلومات أساسية وقائمة بالسفن والمحطات ونطاق رصد الكشف)
• الرسوم التوضيحية في النص تصف التفاصيل الفنية. (1914)