تصميم للدراسة
|
شكل (60) شكل الغواصة المقترحة |
5-1 التصميم قيد الدراسة
في هذه الدراسة وضعنا رؤية لتصميم غواصة متعددة الاستعمالات صغيرة الحجم نسبيا تستطيع القيام بأعمال الدورية وحماية السواحل والاستطلاع البعيد مع إمكانية الاشتباك مع الأهداف الموجودة على السطح والموجودة تحت الماء كما يظهر رسمها التخطيطي في الشكل (61). |
|
شكل (61) شكل غواصة خالد |
عند تصميم هذه الغواصة اعتمدت الأسس التالية:
|
5-2 تفاصيل التصميم
|
شكل (62) أجزاء الغواصة من الداخل |
وهي كما تظهر في الشكل (62) وحسب الترقيم:
البدن مفرد وهو عبارة عن جسم اسطواني بطول 21.5 متر وقطر رئيسي هو 3.5 متر. ويشمل هذا الجزء:
ويشمل مقدمة ومؤخرة الغواصة وبرج الغواصة والجسر ويحوي:
5-2-4 المواد الأخرى
|
5-3 خطوات التصميم
5-3-1 تصميم البدن الرئيسي
في هذا التصميم تم الحصول على أبعاد بعض المعدات وتقدير الأخرى لذلك فان التصميم الحقيقي يخضع لتغييرات وفقا لحقيقة المعدات التي ستركب داخل البدن وقد تم افتراض حجم البدن كما في الفقرة (2-2- أ) حيث يظهر كما في الشكلين (63) و(64). |
|
شكل (63) شكل وأبعاد البدن الرئيسي من الخارج. |
|
|
شكل (64) شكل البدن الرئيسي من الداخل. |
5-3-2 تصميم الأجزاء الخارجية للغواصةويتم بإضافة باقي أجزاء الغواصة كالآتي:
|
|
شكل (65) مقطع في الغواصة يبين أقسامها المختلفة. |
* * * ملاحظة: مقدمة الذيل والغواصة من الممكن ان تصمم مع إعطاء حيز اكبر من المطلوب وذلك لإعطاء إمكانية احتواء معدات أو أجهزة احدث أو اكبر كما إن الخزانات الأمامية والخلفية يمكن أن تكون اكبر من الحسابات المفترضة ليكون التصميم في حدود الأمان أكثر. * * *
ملاحظات تصميمية مهمةإن ما استعرضناه مما سبق من تصميم يتعلق بالجزء الرئيسي من الغواصة الذي يشمل كل ما يتعلق بحياة الطاقم والدفع والتسليح والملاحة.. الخ. وهي الأجزاء التي من المحتم ألا يدخلها ماء البحر إلا بكمية محدودة ومسيطر عليها كخزانات الموازنة. وإذا ما استرجعنا مبدأ ارخميدس في طفو الأجسام فان حجم الغواصة لحد هذه الخطوة ووزن الماء المزاح الناتج عنه يمثل الوزن الحرج للغواصة. إي إن زيادة في وزن الغواصة عن الوزن الحرج سيؤدي إلى غطسها تحت الماء وإذا قل عنه طفت فوق الماء. عند حساب الحجم الكلي لهذا التصميم يظهر انه يساوي 150.8 متر مكعب وبكثافة تساوي 1025 كغم\متر3 فان وزن الماء المزاح يساوي 154,600 كغم. إذن فان وزن الغواصة الفعلي بكامل حمولتها من الأسلحة والرجال والوقود والماء والطعام يجب أن لا يتجاوز 154.6 طن.
كذلك نلاحظ إن مركز ثقل الماء المزاح يبعد عن مقدمة الجسم مسافة 11.9 متر ويرتفع عن محور الاسطوانة لبدن الغواصة الرئيسي مسافة 22 سم. عند تصميم الغواصة الداخلي وتوزيع المعدات داخل الغواصة فإننا يجب ان نجعل مركز ثقل الغواصة بالنسبة للمحاور الأفقية قريبة من مركز ثقل الماء المزاح وأسفل منه بالنسبة للمحور العمودي للغواصة.
للغواصة وزنان:
إذن عند حساب وزن خزانات الغطس (وهي مملوءة) يجب أن ننتبه للآتي: الوزن الفارغ + وزن الخزانات المملوءة ≥ وزن الماء المزاح
كما لا ننسى المعلومة المهمة: الوزن المملوء (مع الخزانات الفارغة) < وزن الماء المزاح
وذلك للحفاظ على طفو الغواصة في حال كانت بكامل حمولتها. كما من المهم جدا عند تصميم الخزانات وحساب أحجامها توزيع الخزانات بحيث يتوزع وزن الماء فيها على المقدمة والمؤخرة بشكل لا يؤثر على موقع مركز ثقل الغواصة، إن توزيع خاطئ لخزانات الغطس قد يسبب انحراف مركز ثقل الغواصة بشكل كبير عن مركز ثقل الماء المزاح مسببا عدم استقرار الغواصة بشكل سليم. ستتم عملية تصميم خزانات الغطس في مرحلة متأخرة من التصميم وستخضع للتغيير حتى في أثناء عملية التصنيع ولكن سيتم الآن وضع تصميم افتراضي لها. |
5-4 مرحلة التصميم الدقيق
بعد تصميم الشكل الخارجي للغواصة ووضع الشكل العام للغواصة يتم التصميم الدقيق لتفاصيل الغواصة الداخلية، ويتم ذلك بواسطة برامج التصميم الحاسوبية ذات الثلاث الأبعاد. حيث في هذه المرحلة يتم الاستقرار على أجزاء ومعدات الغواصة واختيارها وبعد ذلك يتم رسم كل معدة حسب مواصفاتها والخرائط المرفقة بها بشكل مجسم ووضعها في مكانها من الغواصة بشكل لا يتعارض مع أماكن الأجزاء الأخرى وعملها وبشكل يتيح تنقل الطاقم بحرية ويسهل وصولهم إليها، مع مراعاة سهولة أعمال الصيانة وتغيير الأجزاء القديمة او العاطلة.
عند تصميم الغواصة من الداخل يشترك فريق التصميم مع فريق التصنيع من مهندسي الميكانيك والكهرباء والإلكترونيك والصيانة في اختيار مواضع المعدات ووضع تصاميم للتسليك والتمديد الكهربائي وقنوات التكييف والخ. من معدات.
ومن المهم الانتباه في هذه المرحلة إلى وزن الغواصة الكلي وعدم تجاوزه الوزن المزاح بعد تصميم الغواصة بوزنها الكلي من وقود وأسلحة كما يتم الانتباه إلى مركز ثقل الغواصة بالشكل الذي يجعله قريبا من ثقل الوزن المزاح. وتوضع خزانات الوقود والماء قريبة من مركز ثقل الغواصة لكي لا يؤثر استهلاك الوقود والماء بشكل كبير على توازن الغواصة.
في هذه المرحلة قد يكون من الضروري تغيير التصميم الأولي للغواصة من حيث الشكل أو الأبعاد أو كليهما لتتسع للمعدات المطلوبة أو لتحسين تصميمها. |
5-5 كيفية حساب الطاقة المطلوبة للدفع ومعلومات اخرى
يؤخذ اكبر مقطع عرضي في الغواصة وهو كما في الشكل (66) حيث تبلغ مساحة المقطع الظاهر في الشكل 14.75 متر مربع.
كيفية حساب الطاقة اللازمة لدفع الغواصة وقدرة تحملها للبقاء تحت الماء. يتم حساب الطاقة اللازمة للدفع حسب القانون الرياضي التالي: F = C × 1 2 × A × ρ × V2 حيث:
|
|
شكل (66) اكبر مقطع عرضي في الغواصة يحدد القوة المطلوبة للدفع. |
|
السرعة القصوى المفترضة للتصميم هي 30 كلم\ساعة وتساوي في الثانية الواحدة: V = 8.3 m/s (حيث V = 30000 / 3600) اذن F=0.2 × 1 2 × 14.75 × 1025 × 8.32 F = 110427 N اذن القوة اللازمة لدفع الغواصة بسرعة 30 كلم\ساعة هي 110427 نيوتن، لايجاد الطاقة نضرب القوة في سرعة الغواصة P = 110,427× 8.3 = 916,547 watt = 917 KW وهي 917 كيلوواط.
بما ان الطاقة الرئيسية للابحار تحت الماء تستمد من البطاريات فلو اننا استخدمنا 60 بطارية قدرة الواحدة منها في المعدل تعادل 30 كيلواوط\ساعة اي ان الطاقة الكلية للبطاريات تساوي 60 × 30 = 1800 كيلوواط \ ساعة وبقسمة القدرة الفعلية للبطاريات على القدرة المطلوبة للابحار يتضح ان القدرة التي توفرها البطاريات تسمح للغواصة بالابحار تحت البحر بسرعة 30 كلم\ساعة بزمن 1800\ 917 = 1.96 ساعة تضطر بعدها الغواصة الى الطفو واعادة شحن البطاريات عن طريق المولد. بينما لو سارت الغواصة بسرعة 20 كلم \ساعة فان القدرة على البقاء ستكون اطول ونستطيع حساب ذلك باستعمال المعادلات اعلاه بعد تغيير قيمة السرعة الى V = 5.6 m/s (حيث V = 20,000 / 3600). بعد تطبيق المعادلات اعلاه يتضح ان الطاقة المطلوبة تساوي 265509 واط = 266 كيلوواط اي ان زمن الغواص سيكون 1800266 = 6.8 ساعة اي ما يقرب من سبع ساعات. |
5-6 كيفية اختيار المحرك
مما تقدم فان القدرة الكلية لدفع الغواصة بسرعتها القصوى هي قرابة 1800 كيلوواط، اذن سنحتاج محرك كهربائي معدل طاقته بحدود 1800 كيلوواط وقدرته القصوى عادة أكبر. في التصميم الحالي تقرر استعمال محرك طاقته بحدود 2000 كيلوواط. |
5-7 كيفية اختيار المولد
يقدر ما تنتجه مولدة حجمها متر مكعب واحد بحدود 150 كيلوواط لذلك سيكون حجم المولدة مرتبطا بحجم الحيزالمخصص لها. وقد تم اختيار مولدي ديزل بحريين قدرة الواحد منها 500 كيلوواط، لتصبح الطاقة الكلية لهما 1000 كيلوواط. كلما كان مقدار طاقة المولدات كبيرة (لحد معين مرتبط بمواصفات البطاريات) سمح ذلك باعادة شحن البطاريات بشكل أسرع وآمن للغواصة ولكن حجم الابعاد المطلوبة للغواصة يحد من امكانية اختيار مولدات اكبر مع محاولة الحصول على مولدات اكبر طاقة بحجم اصغر. |
تصاميم أخرى
فيديو (أحسن 10 غواصات)
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 |
|
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)
{jumi [*3]}
{jumi [*3]}
{jumi [*3]}
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.
التعليقات