أنبوب تنفس الغواصة

أنبوب التنفس في الغواصة هو جهاز يسمح لمحرك الغواصة بالعمل تحت الماء مع استمراره في سحب الهواء من سطح الماء. ويُطلق عليه أفراد البحرية الملكية البريطانية اسم " سنورت" . وهو مفهوم ابتكره مهندسون هولنديون، وقد استُخدم على نطاق واسع في الغواصات الألمانية خلال السنة الأخيرة من الحرب العالمية الثانية، وكان يُعرف لديهم باسم "شنورشل" . ^{[ 1 ]}

قبل ظهور الطاقة النووية ، صُممت الغواصات للعمل على السطح معظم الوقت، ولا تغوص إلا للتهرب أو لشن هجمات نهارية. وحتى انتشار استخدام الرادار بعد عام ١٩٤٠، كانت الغواصة ليلاً أكثر أماناً على السطح منها مغمورة، لأن السونار كان قادراً على رصد القوارب تحت الماء، ولكنه كان عديم الفائدة تقريباً ضد السفن السطحية. ومع ذلك، ومع استمرار تحسين الرادار مع تقدم الحرب، اضطرت الغواصات (ولا سيما الغواصات الألمانية في معركة الأطلسي ) إلى قضاء وقت أطول تحت الماء، تعمل بمحركات كهربائية تمنحها سرعات لا تتجاوز بضع عقد ومدى محدود للغاية. ^{[ ٢ ]}

وافقت البحرية الأمريكية في مايو 1909 على فكرة بسيطة تشبه أنبوب التنفس، تتمثل في تمديد مداخل هواء المحرك حتى مسافة قدم واحدة من المنظار، لكن لم يُنفذ هذا الاقتراح. وفي يونيو 1914، اقترح الملازم أول آر إس إدواردز أنبوب تنفس يشبه المنظار لتغذية المحركات عبر قاع السفينة أثناء غمرها على عمق المنظار، بحيث يعمل عادم المحرك ضد الضغط العكسي. ومرة ​​أخرى، لم يتجاوز هذا الاقتراح مرحلة التنفيذ. ^{[ 3 ]}

صُمم أنبوب تنفس مبكر للغواصات على يد جيمس ريتشاردسون، مساعد مدير شركة سكوتس لبناء السفن والهندسة في غرينوك، اسكتلندا، في وقت مبكر من عام 1916، خلال الحرب العالمية الأولى . وعلى الرغم من حصول الشركة على براءة اختراع بريطانية للتصميم، ^{[ 4 ]} إلا أنه لم يُستخدم بعد ذلك، إذ لم تقبله البحرية الملكية البريطانية للاستخدام في البحرية الملكية . ^{[ 5 ]}

في نوفمبر 1926، أجرى الكابتن بيريكلي فيريتي، من السلك الفني للبحرية الإيطالية، اختبارات على أنبوب تهوية مُثبّت على الغواصة H3 . وقد حققت الاختبارات نجاحًا كبيرًا، وصُمّم نظام مماثل لفئة سيرينا ، لكنه أُلغي في نهاية المطاف؛ ولم تُبنَ أنظمة الغطس اللاحقة على تصميم فيريتي. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

بدأت البحرية الملكية الهولندية تجاربها منذ عام 1938 على نظام أنابيب بسيط في الغواصتين O-19 و O-20، مما مكّن من تشغيل محركات الديزل على عمق المنظار ، مع شحن البطاريات في الوقت نفسه. صمم هذا النظام الهولندي يان جاكوب ويشرز. ^{[ 8 ]} زُوّدت الغواصات الهولندية من فئة O-21 بجهاز مماثل يُسمى " سنوفر " ( sniffer ).

هزمت ألمانيا هولندا عام 1940؛ وكان استيلاؤها على الغواصتين O-25 و O-26 بمثابة ضربة حظ للبحرية الألمانية (كريغسمارين) . في البداية، نظرت كريغسمارين إلى أنبوب التنفس كوسيلة لإدخال الهواء النقي إلى الغواصات، لكنها لم ترَ ضرورة لتشغيل محركات الديزل تحت الماء. مع ذلك، وبحلول عام 1943، ازداد عدد الغواصات المفقودة، لذا أُعيد تركيب أنبوب التنفس في فئتي VIIC و IXC ، وصُمم ليُستخدم في الفئتين الجديدتين XXI و XXIII .

كانت أول سفينة تابعة للبحرية الألمانية (كريغسمارين) يتم تجهيزها بأنبوب تنفس هي U-58 ، والتي أجرت تجارب على المعدات في بحر البلطيق خلال صيف عام 1943. بدأ الاستخدام العملياتي في أوائل عام 1944، وبحلول يونيو 1944، تم تجهيز حوالي نصف السفن المتمركزة في القواعد الفرنسية بأنبوب تنفس.

في غواصات الفئة السابعة، كان أنبوب التنفس يُطوى للأمام ويُخزن في تجويف على الجانب الأيسر من الهيكل، بينما في غواصات الفئة التاسعة كان التجويف على الجانب الأيمن. أما غواصات الفئتين الحادية والعشرين والثالثة والعشرين فكانت مزودة بصواري تلسكوبية ترتفع عموديًا عبر برج القيادة بالقرب من المنظار.

على الرغم من أن أنابيب التنفس سمحت للغواصات باستخدام محركات الديزل الخاصة بها أثناء غمرها، إلا أن استخدامها كان له قيود ومشاكل.

كانت سرعة الغواصات الألمانية ذات أنابيب التنفس المرفوعة محدودة بست عقد لتجنب إتلاف الأنبوب أو كسره. وكان جهاز "Gruppenhorchgerät" ( مجموعة الميكروفونات المائية للغواصة ) عديم الفائدة أثناء تشغيل محركات الديزل وهي مغمورة.

مع ذلك، كان التأثير الأبرز لاستخدام أنابيب التنفس هو قدرتها على إحداث فراغ جزئي داخل الغواصة. زُوّدت أنابيب التنفس القديمة بصمامات كروية أوتوماتيكية (لمنع دخول مياه البحر من الأمواج إلى محركات الديزل) والتي كانت تُغلق فجأة في الأحوال الجوية السيئة، مما يُجبر المحركات على سحب الهواء بسرعة من داخل الغواصة. وكان الانخفاض المفاجئ في الضغط يُسبب ألمًا شديدًا في آذان الطاقم، وقد يؤدي أحيانًا إلى تمزق طبلة الأذن. ثم يُبقي الضغط الجوي الصمام الكروي مغلقًا بإحكام، مما يُجبر الغواصة على إيقاف محركات الديزل والصعود إلى السطح. ^{[ 9 ]} لا تزال هذه المشكلة الهندسية قائمة في الغواصات الحديثة؛ إلا أن تأثيرها يُخفف باستخدام مستشعرات قطع الفراغ العالي التي تُوقف محركات الغواصة المغمورة عند اكتشاف أي انخفاض مفاجئ في الضغط. وبالمثل، تتميز أنابيب التنفس الحديثة بتصميم آمن ضد الأعطال. إذ تتحكم دائرة كهربائية في نظام هواء مضغوط يُبقي "صمام الرأس" مفتوحًا في مواجهة قوة نابض قوي. عندما تغمر الأمواج نقاط التلامس المكشوفة، تنقطع دائرة التحكم، مما يؤدي إلى تسرب الهواء المضغوط وإغلاق صمام الرأس بقوة. يُعاد فتح الصمام فورًا بواسطة الهواء المضغوط عندما تصبح نقاط التلامس بعيدة عن الماء.

بما أن أنابيب التنفس مصممة لسحب الغازات وإخراجها، فقد كان من الممكن رؤية عادم الديزل للغواصة على السطح حتى مسافة 4.5 كيلومتر تقريبًا (2.8 ميل) . ^{[ 10 ]} كما يمكن رصد "موجة المنظار" (الموجة الناتجة عن حركة أنبوب التنفس أو المنظار في الماء) في البحار الهادئة. خلال الأشهر الأولى من معركة الأطلسي في الحرب العالمية الثانية، تمكنت السفن البريطانية التي تستخدم جهاز الرادار من طراز 271 من رصد منظار غواصة مغمورة على مسافة 800 متر (0.50 ميل) خلال اختبارات أجريت عام 1940. ^{[ 11 ]}    

• أوتوليكوس (كاشف الغواصات) – كاشف لأبخرة الديزل، كان يُستخدم للكشف عن الغواصات خلال الحرب الباردة