قابلة للغمر

الغواصة هي مركبة تحت الماء تحتاج إلى نقلها ودعمها بواسطة مركبة مائية أو منصة أكبر . وهذا ما يميز الغواصات عن الغواصات ، التي تعتمد على نفسها وقادرة على العمل بشكل مستقل لفترة طويلة في البحر. ^[1]

هناك العديد من أنواع الغواصات، بما في ذلك المركبات التي يشغلها البشر (HOVs) والمركبات غير المأهولة، ^[2] والمعروفة أيضًا باسم المركبات التي يتم تشغيلها عن بعد (ROVs) أو المركبات تحت الماء غير المأهولة (UUVs). للغواصات العديد من الاستخدامات بما في ذلك علم المحيطات وعلم الآثار تحت الماء واستكشاف المحيطات والسياحة وصيانة المعدات واستعادتها وتصوير الفيديو تحت الماء . ^[3]

كانت أول سفينة ذاتية الدفع مسجلة تحت الماء عبارة عن غواصة صغيرة تعمل بالمجداف صممها ويليام بورن (حوالي 1535 - 1582) وصممها وبناها المخترع الهولندي كورنيليس دريبل في عام 1620، مع بناء نسختين محسّنتين أخريين في السنوات الأربع التالية. ^[4] تذكر الروايات المعاصرة أن النموذج النهائي تم عرضه على الملك جيمس الأول شخصيًا، والذي ربما تم اصطحابه على متن الطائرة للغوص التجريبي. ^{[5] [4] لا يبدو أنه كانت هناك أي غواصات مسجلة أخرى حتى} سلحفاة بوشنيل .

تم تصميم وبناء أول غواصة تستخدم في الحرب من قبل المخترع الأمريكي ديفيد بوشنيل في عام 1775 كوسيلة لربط الشحنات المتفجرة بالسفن المعادية أثناء الحرب الثورية الأمريكية. كان الجهاز، الملقب بسلحفاة بوشنيل ، عبارة عن وعاء بيضاوي الشكل مصنوع من الخشب والنحاس. كان به خزانات مملوءة بالماء لجعلها تغوص ثم يتم تفريغها بمساعدة مضخة يدوية لجعلها تعود إلى السطح. استخدم المشغل مروحتين يدويتين للتحرك عموديًا أو أفقيًا تحت الماء. كانت المركبة بها نوافذ زجاجية صغيرة في الأعلى وخشب مضيء بشكل طبيعي ^{[ بحاجة لتوضيح ]} مثبت بأجهزتها بحيث يمكن قراءتها في الظلام. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

تم إطلاق سفينة Bushnell's Turtle لأول مرة في 7 سبتمبر 1776، في ميناء نيويورك لمهاجمة السفينة الرائدة البريطانية HMS  Eagle . كان الرقيب عزرا لي هو من قاد السفينة في ذلك الوقت. نجح لي في توجيه سفينة Turtle نحو الجانب السفلي من هيكل سفينة Eagle لكنه فشل في تثبيت الشحنة بسبب التيارات المائية القوية. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

بصرف النظر عن الحجم، فإن الاختلاف الفني الرئيسي بين "الغواصة" و"الغواصة" هو أن الغواصات ليست مستقلة تمامًا وقد تعتمد على مرفق دعم أو سفينة لتجديد الطاقة وغازات التنفس. عادةً ما يكون للغواصات مدى أقصر، وتعمل في المقام الأول تحت الماء، حيث أن معظمها ليس لها وظيفة كبيرة على السطح. ^{[ بحاجة لمصدر ]} تعمل بعض الغواصات على "حبل" أو "حبل سري"، وتبقى متصلة بمركبة ( غواصة أو سفينة سطحية أو منصة). تمكنت الغواصات من الغوص إلى عمق المحيط الكامل ، أكثر من 10 كم (33000 قدم) تحت السطح.

قد تكون الغواصات صغيرة نسبيًا، ولا تتسع إلا لطاقم صغير، ولا تحتوي على مرافق معيشية.

غالبًا ما تتمتع الغواصة بقدرة فائقة على الحركة، وذلك بفضل الدوافع البحرية أو المضخات النفاثة .

لا يستشهد هذا القسم بأي مصادر . يُرجى المساعدة في تحسين هذا القسم من خلال إضافة الاستشهادات إلى مصادر موثوقة . قد يتم الطعن في المواد غير الموثقة وإزالتها . ( أكتوبر 2024 ) ( تعرف على كيفية ومتى يمكنك إزالة هذه الرسالة )

التقنيات المستخدمة في تصميم وبناء الغواصات:

• التحكم في الطفو
• الدوافع البحرية
• وعاء ضغط مع حمل ضغط خارجي
• أنظمة دعم الحياة
• الاتصالات عبر المياه
• ذراع التلاعب
• الملاحة تحت الماء

الضغط المطلق: عند مستوى سطح البحر، يمارس الغلاف الجوي ضغطًا يبلغ حوالي 1 بار، أو 103000 نيوتن/م ^2. وتحت الماء، يزداد الضغط بحوالي 0.1 بار لكل متر من العمق. والضغط الكلي عند أي عمق معين هو مجموع ضغط الماء عند هذا العمق ( الضغط الهيدروستاتيكي ) والضغط الجوي. ويُعرف هذا الضغط المجمع بالضغط المطلق، والعلاقة هي:

الضغط المطلق (بار abs) = ضغط القياس (بار) + الضغط الجوي (حوالي 1 بار)

لحساب الضغط المطلق، أضف الضغط الجوي إلى ضغط القياس باستخدام نفس الوحدة. قد يكون العمل بالعمق بدلاً من الضغط مناسبًا في حسابات الغوص. في هذا السياق، يُعتبر الضغط الجوي معادلاً لعمق 10 أمتار. العمق المطلق (م) = عمق القياس (م) + 10 أمتار.

قياس العمق: أجهزة مراقبة الضغط

إن الضغط أكثر أهمية لأسباب بنيوية وفسيولوجية من العمق الخطي. وقد يختلف الضغط عند عمق معين بسبب الاختلافات في كثافة المياه.

للتعبير عن العمق الخطي في الماء بشكل دقيق، يجب أن يكون القياس بالمتر (م). وحدة "أمتار مياه البحر" (msw) هي بحكم التعريف وحدة لقياس الضغط.

ملاحظة: إن التغير في العمق بمقدار 10 أمتار بسبب تغير في الضغط بمقدار 1 بار يعادل كثافة مياه مقدارها 1012.72 كجم/م ^{3 [ بحاجة لمصدر ]}

تتميز الغواصات ذات الغلاف الجوي المفرد بهيكل ضغط يتم الحفاظ على الضغط الداخلي فيه عند الضغط الجوي السطحي. وهذا يتطلب أن يكون الهيكل قادرًا على تحمل الضغط الهيدروستاتيكي المحيط من الماء الخارجي، والذي يمكن أن يكون أكبر بعدة مرات من الضغط الداخلي.

تحافظ الغواصات ذات الضغط المحيط على نفس الضغط داخل وخارج السفينة. يتم ملء الجزء الداخلي بالهواء، عند ضغط يوازن الضغط الخارجي، وبالتالي لا يتعين على الهيكل تحمل فرق الضغط.

هناك تقنية ثالثة وهي "الغواصة المبللة"، والتي تشير إلى مركبة قد تكون مغلقة أو غير مغلقة، ولكن في كلتا الحالتين، تغمر المياه الجزء الداخلي، لذا يستخدم طاقم المركبة معدات التنفس تحت الماء. وقد تكون هذه المعدات عبارة عن معدات غوص يحملها الغواصون، أو إمدادات غاز التنفس التي تحملها المركبة.

عندما يتم غمر جسم ما في سائل، فإنه يزيح السائل، ويدفعه بعيدًا عن الطريق.

بمجرد غمر الجسم جزئيًا، تصبح قوى الضغط المؤثرة على الأجزاء المغمورة مساوية لوزن الماء المزاح، وبالتالي، تبدو الأجسام المغمورة في السوائل أقل وزنًا بسبب قوة الطفو هذه. تُعرف العلاقة بين كمية السائل المزاح والدفع لأعلى الناتج باسم مبدأ أرخميدس ، والذي ينص على:

"عندما يتم غمر جسم كليًا أو جزئيًا في سائل، فإن الدفع إلى الأعلى الذي يتلقاه يساوي وزن السائل المزاح." ^{[ بحاجة لمصدر ]}

تحدد الطفو والوزن ما إذا كان الجسم يطفو أو يغرق في سائل. تحدد الكميات النسبية للوزن والطفو النتيجة، مما يؤدي إلى ثلاثة سيناريوهات محتملة.

الطفو السلبي: عندما يكون وزن الجسم أكبر من قوة الدفع إلى الأعلى التي يتعرض لها بسبب وزن السائل النازح، يغرق الجسم.

الطفو المحايد: إذا كان وزن الجسم يساوي قوة الدفع لأعلى، فإن الجسم يظل ثابتًا في موضعه الحالي، ولا يغرق ولا يطفو.

الطفو الإيجابي: عندما يكون وزن الجسم أقل من قوة الدفع لأعلى، يرتفع الجسم ويطفو. وعندما يصل إلى سطح السائل، فإنه يخرج جزئيًا من السائل، مما يقلل من وزن السائل المزاح، وبالتالي قوة الدفع لأعلى. وفي النهاية، تعمل قوة الدفع لأعلى المنخفضة على موازنة وزن الجسم، مما يسمح له بالطفو في حالة من التوازن.

أثناء التشغيل تحت الماء، تكون الغواصة طافية بشكل محايد بشكل عام ، ولكنها قد تستخدم طفوًا موجبًا أو سالبًا لتسهيل الحركة الرأسية. قد يكون الطفو السالب مفيدًا أيضًا في بعض الأحيان لاستقرار السفينة في القاع، والطفو الإيجابي ضروري لتطفو السفينة على السطح. يمكن إجراء تعديلات دقيقة للطفو باستخدام وعاء واحد أو أكثر من أوعية ضغط الطفو المتغيرة كخزانات تقليم ، وقد تستخدم التغييرات الإجمالية في الطفو عند السطح أو بالقرب منه خزانات الصابورة ذات الضغط المحيط ، والتي يتم غمرها بالكامل أثناء العمليات تحت الماء. تستخدم بعض الغواصات صابورة خارجية عالية الكثافة يمكن إطلاقها في العمق في حالة الطوارئ لجعل السفينة طافية بدرجة كافية لتطفو مرة أخرى إلى السطح حتى لو فقدت كل الطاقة، أو للسفر بشكل أسرع عموديًا.

هذه المقالة بحاجة إلى التحديث . يرجى المساعدة في تحديث هذه المقالة لتعكس الأحداث الأخيرة أو المعلومات المتوفرة حديثًا. ( فبراير 2024 )

تمكنت بعض الغواصات من الغوص إلى أعماق كبيرة. وكانت الغواصة تريستي أول من وصل إلى أعمق جزء من المحيط، على عمق 11 كيلومترًا تقريبًا (36000 قدم) تحت السطح، في قاع خندق ماريانا في عام 1960. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

كانت الصين ، بمشروعها جياولونج في عام 2002، خامس دولة ترسل شخصًا إلى عمق 3500 متر تحت سطح البحر، بعد الولايات المتحدة وفرنسا وروسيا واليابان. في 22 يونيو 2012، سجلت الغواصة جياولونج رقمًا قياسيًا في الغوص العميق للسفن المملوكة للدولة عندما غرقت الغواصة التي تحمل ثلاثة أشخاص إلى عمق 6963 مترًا (22844 قدمًا) في المحيط الهادئ. ^[6]

من بين الغواصات الأكثر شهرة والأطول عمرًا هي سفينة الأبحاث العميقة DSV  Alvin ، والتي تحمل 3 أشخاص إلى أعماق تصل إلى 4500 متر (14800 قدم). تمتلك البحرية الأمريكية سفينة Alvin وتديرها شركة WHOI ، واعتبارًا من عام 2011 قامت بأكثر من 4400 غوصة. ^[7]

حقق جيمس كاميرون رقمًا قياسيًا في الغوص باستخدام غواصة مأهولة إلى قاع Challenger Deep ، وهي أعمق نقطة معروفة في خندق ماريانا في 26 مارس 2012. وقد أطلق على غواصة كاميرون اسم Deepsea Challenger ووصلت إلى عمق 10908 مترًا (35787 قدمًا). ^[8]

DSV Limiting Factor ، المعروفة باسم Bakunawa منذ بيعها في عام 2022، هي مركبة غوص عميق مأهولة (DSV) تصنعها شركة Triton Submarines ويملكها ويديرها منذ عام 2022 منظمة أبحاث استكشاف المحيطات Inkfish التابعة لـ Gabe Newell . ^[9] إنها تحمل الأرقام القياسية لأعمق غوص مأهول في جميع المحيطات الخمسة. تم تكليف Limiting Factor من قبل Victor Vescovo مقابل 37 مليون دولار وتشغيلها من قبل منظمة أبحاث البحار الخاصة به، Caladan Oceanic، بين عامي 2018-2022. ^[10] وهي معتمدة تجاريًا من قبل DNV للغوص إلى عمق المحيط الكامل، ويديرها طيار، مع مرافق للمراقب.

تم استخدام السفينة في رحلة Five Deeps Expedition ، لتصبح أول غواصة مأهولة تصل إلى أعمق نقطة في جميع المحيطات الخمسة. ^[11] قام أكثر من 21 شخصًا بزيارة Challenger Deep ، أعمق منطقة على وجه الأرض، في DSV. تم استخدام عامل التحديد لتحديد حطام المدمرتين USS  Johnston على عمق 6469 مترًا (21224 قدمًا)، و USS  Samuel B. Roberts على عمق 6865 مترًا (22523 قدمًا)، في الخندق الفلبيني ، أعمق غوص على حطام السفن. ^[12] كما تم استخدامه للغوص في الغواصة الفرنسية Minerve (S647) على عمق حوالي 2350 مترًا (7710 قدمًا) في البحر الأبيض المتوسط، و RMS  Titanic على عمق حوالي 3800 متر (12500 قدم) في المحيط الأطلسي.

طورت شركات خاصة مثل Triton Submarines و LLC و SEAmagine Hydrospace و Sub Aviator Systems (أو "SAS") و U-boat Worx ومقرها هولندا غواصات صغيرة للسياحة والاستكشاف والسفر المغامر. تعمل شركة كندية في كولومبيا البريطانية تسمى Sportsub على بناء غواصات ترفيهية شخصية منذ عام 1986 بتصميمات ذات أرضية مفتوحة (مقصورات قيادة مغمورة جزئيًا). ^{[13] [14] [15] [16]}

شاركت شركة أمريكية خاصة، تدعى OceanGate ، أيضًا في بناء الغواصات، على الرغم من أن الشركة تعرضت للتدقيق عندما انفجرت غواصتها الأحدث تحت الماء دون وجود أي ناجين. ^[17]

لا يستشهد هذا القسم بأي مصادر . يُرجى المساعدة في تحسين هذا القسم من خلال إضافة الاستشهادات إلى مصادر موثوقة . قد يتم الطعن في المواد غير الموثقة وإزالتها . ( أبريل 2022 ) ( تعرف على كيفية ومتى يمكنك إزالة هذه الرسالة )

تُستخدم الغواصات الصغيرة غير المأهولة والتي تسمى "المركبات البحرية التي يتم تشغيلها عن بعد" (MROVs)، ^{[ بحاجة لمصدر ]} أو "المركبات تحت الماء التي يتم تشغيلها عن بعد" (ROUVs) على نطاق واسع للعمل في المياه العميقة جدًا أو الخطيرة جدًا بالنسبة للغواصين، أو عندما يكون ذلك مفيدًا اقتصاديًا.

تقوم المركبات التي يتم تشغيلها عن بعد ( ROVs ) بإصلاح منصات النفط البحرية وربط الكابلات بالسفن الغارقة لرفعها. يتم ربط هذه المركبات التي يتم تشغيلها عن بعد بواسطة كابل سري (كابل سميك يوفر الطاقة والاتصالات) بمركز التحكم على متن السفينة. يرى المشغلون على متن السفينة مقاطع فيديو و/أو صور سونار يتم إرسالها من المركبة التي يتم تشغيلها عن بعد ويتحكمون عن بعد في محركاتها وذراعها المناورة . تم استكشاف حطام السفينة تايتانيك بواسطة مثل هذه المركبة، وكذلك بواسطة سفينة مأهولة. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

المركبة تحت الماء ذاتية التشغيل (AUV) هي روبوت يسافر تحت الماء دون الحاجة إلى إدخال مستمر من المشغل. تشكل المركبات تحت الماء ذاتية التشغيل جزءًا من مجموعة أكبر من الأنظمة تحت الماء المعروفة باسم المركبات تحت الماء غير المأهولة ، وهو تصنيف يتضمن المركبات تحت الماء غير ذاتية التشغيل التي يتم تشغيلها عن بعد (ROVs) - والتي يتم التحكم فيها وتشغيلها من السطح بواسطة مشغل / طيار عبر حبل سري أو باستخدام جهاز التحكم عن بعد. في التطبيقات العسكرية، يشار إلى المركبة تحت الماء ذاتية التشغيل غالبًا باسم مركبة تحت الماء غير مأهولة (UUV). الطائرات الشراعية تحت الماء هي فئة فرعية من المركبات تحت الماء ذاتية التشغيل.

فئة من الغواصات التي تحتوي على غرفة هواء وغرفة غوص متكاملة يمكن من خلالها نشر الغواصين تحت الماء، مثل:

• غواصة عميقة  – غواصة بحثية
• أنتيبوديس (غواصة)  – غواصة تجارية تم بناؤها في عام 1973

هذا القسم يحتاج إلى التوسعة ، يمكنك المساعدة بإضافة المزيد إليه. ( يونيو 2024 )

• بولمار، نورمان (2008). "Bathyscaph". مركز مرجع الكتب العالمية على الإنترنت . تم الاسترجاع في 26 يناير 2008 .^{[ رابط ميت دائم ]}

• فيديو غوص بغواصة سياحية، موقع shipvideos.net