نیروی دریایی ژاپن اولین زیردریایی مجهز به باتری لیتیوم یون خود را راه‌اندازی کرد

نیروی دریایی ژاپن در حال انجام یک ارتقا بسیار مهم در ناوگان زیردریایی خود است. شاید برایتان عجیب باشد اما این ارتقا احتمالا مشابه همان تکنولوژی‌‌ خواهد بود که در داخل دستگاهی که با آن این مقاله را می‌خوانید، بکار گرفته شده است. زیردریایی جدید Toryu یا دراگون جنگنده (Fighting Dragon) مجهز به باتری‌های لیتیوم یون که امروزه منبع تغذیه اکثر فناوری‌های قابل دسترس در سرتاسر دنیا است، خواهد بود. استفاده از این باتری‌ها، منجر به زیردریایی‌هایی خواهد شد که قادر به سفرهای طولانی‌تر و کم سروصداتری در زیر دریا خواهند بود.

همه زیردریایی‌های دیزلی فعلی برای مسافرت آرام خود در زیر آب از باتری‌ها استفاده می‌کنند. این باتری‌ها که با موتور دیزلی شارژ می‌شوند برای کار کردن نیاز به اکسیژن دارند. این موضوع، به نوبه خود، نیاز به این دارد که زیردریایی به سطح آب آمده یا از لوله‌های مخصوصی برای دریافت اکسیژن هوا استفاده نماید. این تجهیزات گرچه کوچک هستند، اما به‌راحتی می‌توانند توسط رادارها شناسایی شده و توجه قایق‌های ضدزیردریایی و هواپیماها را به خود جلب کنند.

برخی از زیردریایی‌های مدرن برای مسافرت در زیر دریا و شارژ مجدد خودشان به جای موتورهای دیزلی معمولی از سیستم محرکه مستقل از هوا استفاده می‌کنند. این کار باعث می‌شود تا مدت زمانی که یک زیردریایی می‌تواند در زیر آب حرکت کند، افزایش یابد؛ با این‌حال، نقطه ضعف آن این است که در مقایسه با موتورهای باتری‌دار سروصدای زیادی تولید می‌کند. هرچه باتری‌ها بهتر باشند، زیردریایی بهتر خواهد توانست در زیر دریا سفر کند و به جنگ با دشمن بپردازد.

از زمان جنگ جهانی دوم، زیردریایی‌ها از باتری‌های اسید سرب استفاده می‌کردند. باتری‌های اسید سرب با وجود وزن سنگین‌شان، یک تکنولوژی به اثبات رسیده بودند. البته این باتری‌ها در دهه 1990 با باتری‌های فلز نیکل جایگزین شدند و در حال‌حاضر دیگر مورد استفاده قرار نمی‌گیرند. حالا امروزه دستگاه‌های برقی قدرت خود را از تکنولوژی‌های حتی بهتری دریافت می‌کنند، یعنی باتری‌های لیتیوم یون.

زیردریایی Toryu، توسط کمپانی صنایع سنگین Kawasaki ساخته شده و با باتری‌های لیتیوم یون در تاریخ 6 نوامبر امسال راه‌اندازی شد. بد نیست بدانید که باتری‌های لیتیوم یون سبک‌تر بوده و دانسیته انرژی بالاتری دارند؛ به این معنی که در مقایسه با باتری‌های اسید سرب، الکتریسیته بیشتری را ذخیره می‌کنند. این باتری‌ها همچنین شارژ خود را برای مدت زمانی طولانی‌تر نگه می‌دارند و سریع‌تر نیز شارژ می‌شوند. زیردریایی Toryu قادر خواهد بود تا به‌آرامی در کف اقیانوس بنشیند و در کمین ناوگان دشمن منتظر بماند و بعد از شلیک اژدر به آن از محل دور شود.

باتری لیتیوم یون
باتری لیتیوم یون

البته باتری‌های لیتیوم یون تکنولوژی بدون ریسکی نیستند. لیتیوم وقتی در معرض آب باشد، آتش می‌گیرد که این وضعیت برای یک زیردریایی، بسیار مخاطره‌آمیز خواهد بود. در حوادثی که آب به داخل زیردریایی نفوذ می‌کند، باتری‌ها باید به هر نحوی که شده در برابر آب محافظت شوند. آتش ناشی از لیتیوم بسیار داغ بوده و درجه حرارتی برابر با ۲۰۰۰ درجه سانتی‌گراد دارد و از طرفی هم گاز هیدروژن آزاد می‌کند. انتشار گاز هیدروژن به داخل زیردریایی اتفاق بسیار بدی است؛ چراکه فضای داخل زیردریایی کوچک و بسته بوده و این گاز قابل اشتعال است.

یکی از فرضیاتی که درباره علت غرق شدن زیردریایی Scorpion، متعلق به نیروی دریایی آمریکا وجود دارد، نشت گاز هیدروژن به داخل آن بوده است.

به‌رغم خطرات استفاده از باتری‌های لیتیوم یون، نیروی دریایی ژاپن فکر می‌کند که افزایش عملکرد زیردریایی‌هایش ارزش این ریسک را دارد. نیروهای زیردریایی سایر کشورها هم در آینده نزدیک از این تکنولوژی استفاده خواهند کرد و این اتفاق منجر به نسل جدیدی از زیردریایی‌هایی خواهد شد که بیش از هر زمان دیگری مهلک و کشنده خواهند بود.

نوشته نیروی دریایی ژاپن اولین زیردریایی مجهز به باتری لیتیوم یون خود را راه‌اندازی کرد اولین بار در اخبار تکنولوژی و فناوری پدیدار شد.

نگاهی نزدیک به طراحی زیردریایی هجومی و پیشرفته نیروی دریایی ژاپن

submarine

ژاپن اخیرا جزییاتی را در مورد طراحی زیردریایی هجومی‌ نسل بعدی خود فاش کرده است. زیردریایی‌های 29SS، در اوایل ۲۰۳۰، جایگزین زیردریایی‌های موجود کلاس Sōryū خواهند گردید. این زیردریایی پیشرو، شهرت توکیو برای داشتن مدرن‌ترین و بی‌سروصداترین زیردریایی با پیشران غیرهسته‌ای را در جهان تضمین خواهد نمود.

یکی از بزرگ‌ترین قدرت‌های زیردریایی جهان کشوری است که به‌لحاظ تکنیکی حتی یک ناو دریایی نیز ندارد: ژاپن. نیروی دریایی ژاپن بالغ بر بیست زیردریایی الکتریکی دیزلی دارد که جزو بهترین‌ها در دنیا محسوب می‌شوند. کلاس فعلی Sōryū، یک زیردریایی بزرگ و بی‌سروصدا است که با عایق صوتی گسترده پوشیده شده و از سیستم‌های جنگی اتوماتیک و یک ‌سیستم پیشران مستقل از هوا (air-independent) بهره می‌برد که این ویژگی اخیر اجازه می‌دهد تا زیردریایی برای هفته‌های متمادی بدون اینکه به سطح آب بیاید به کار خود در زیر آب ادامه دهد. سال پیش، ژاپن این کلاس را با نصب بانک‌های بزرگی از باتری‌های لیتیوم یونی، به‌عنوان یک منبع بی‌سروصدای قدرت محرکه، ارتقا داد.

submarine

کلاس Sōryū، کلاس نسبتا جوانی است: اولین زیردریایی از این نوع، در سال ۲۰۰۹ راه‌اندازی شد. البته در بسیاری از نیروهای دریایی تصور اینکه پیش از شروع‌به‌کار یک زیردریایی بر روی طراحی یک جایگزین دیگر کار شود کمی دشوار به‌نظر می‌رسد، اما ژاپن معمولا زیردریایی‌های خود را فقط برای بیست سال در سرویس نگه می‌دارد که این امر برای زیردریایی‌های مدرن، مدت زمان نسبتا کوتاهی محسوب می‌شود. بنابراین، جای چندان شگفتی نیست که شرکت صنایع سنگین میتسوبیشی به‌عنوان یکی از سازندگان مهم زیردریایی کشور ژاپن، طراحی زیردریایی نسل بعدی این کشور، با عنوان 29SS را فاش کرده است. این زیردریایی در اواخر ۲۰۲۰ آماده خواهد شد. البته خالی از لطف نیست که بدانید قسمت اول نام «29SS» از ۲۹امین سال حکومت امپراطور آکی‌هیتو (Akihito) گرفته شده و قسمت دوم نیز مخفف بین‌المللی زیردریایی هجومی با پیشران غیرهسته‌ای است.

submarine

آقای H.I. Sutton، مسئول این زیردریایی جدید می‌گوید که 29SS «یک طراحی جدید بر پایه کلاس Sōryū و با فرم قوس و طرح پوسته مختص به‌خود است، اما در مورد جاگیری برجک (sail) و صفحه دایوینگ (یا hydroplane) به‌کلی فرق می‌کند.»

مدل 29SS، فرم پوسته رایج در زیردریایی‌های اولیه را با اندکی تغییرات مهم حفظ کرده است. طول برجک آن به‌طور اساسی کاهش یافته و با پوسته زیردریایی ترکیب شده که این امر در نهایت باید باعث کاهش درگ هیدرودینامیکی آن گردد. این کار، باعث خواهد شد تا زیردریایی بی‌سروصداتر، شاید کمی سریع‌تر و همچنین به لحاظ مصرف انرژی، کارآمدتر بشود. زیردریایی‌هایی که قدرت خود را از گزینه‌هایی غیر از نیروی هسته‌ای می‌گیرند و در زیر دریا تحت شرایط جنگی عمل می‌کنند باید نیرو و قدرت خود را به‌درستی مدیریت کنند؛ چرا که در غیر اینصورت به سطح آب رانده خواهند شد. از طرفی، صفحات دایوینگ زیردریایی هم از سمت چپ برجک به پوسته آن منتقل شده‌اند.

submarine

زیردریایی 29SS، همچنین به‌جای پره‌های سنتی برای رانش به سمت جلو، از یک پمپ‌جت بهره می‌برد. در این حالت، برخلاف پره‌های سنتی که از تیغه‌های غیرپوشش‌دار (unshrouded blades) برای حرکت استفاده می‌کنند، یک پمپ‌جت در آب می‌مکد و آب را تحت‌فشار از پشت خود بیرون می‌دهد. پمپ‌جت‌ها، بی‌سروصداتر بوده و نسبت به این تیغه‌ها قابلیت مانور بالایی دارند و عموما بر روی زیردریایی‌های سریع‌تر و با نیروی پیشران هسته‌ای استفاده می‌شوند.

هرچند احتمال ندارد که ژاپن به این زودی‌ها از پیشرانه‌های هسته‌ای برای تجهیزات دریایی خود استفاده کند، اما سیستم‌های دیگری مانند پیشرانه‌های تمام-الکتریکی می‌توانند افزایش سرعت مطلوب را فراهم سازند.

آقای Sutton به سایت Popular Mechanics گفته است که «بعد از جنگ جهانی دوم وقفه‌ای در صنعت زیردریایی ژاپن ایجاد شد. دلیل اصلی آن تاثیر زیردریایی‌های آمریکا در این امر بوده، اما ژاپن با گذشت زمان راه خود را در طراحی زیردریایی‌ها پیموده است.» او همچنین افزوده «زیردریایی‌های مدرن ژاپن، به پیشرو بودن در بکارگیری تکنولوژی‌های جدید مانند باتری‌های لیتیوم یونی شهرت دارند.» او می‌گوید «طراحی زیردریایی جدید بر روی بهبود بافت زیردریایی متمرکز شده و نشان می‌دهد که نیروی دریایی ژاپن به ساخت زیردریایی‌های فوق‌توانمند که بدون هیچ حرف‌وحدیثی جزو بهترین‌ها در نوع زیردریایی‌های غیرهسته‌ای هستند ادامه خواهد داد.»

زیردریایی 29SS، احتمالا تسلیحاتی مشابه قایق‌های Sōryū خواهد داشت که شامل شش لوله اژدرانداز ۵۳۳ میلیمتری است که در قسمت قوسی زیردریایی نصب شده‌اند. زیردریایی می‌تواند تا سی سلاح اژدرانداز را حمل نماید که ترکیبی از اژدراندازهای سنگین نوع ۸۹ و موشک‌های ضد کشتی Sub Harpoon است. هرچند امروزه گرایش عمومی به سمت نصب سیلوهای پرتاب عمودی، در پشت برجک است، ولی ژاپن موشک‌هایی برای پر کردن آنها ندارد.

در آخر، لازم به گفتن است که فاز تحقیق و توسعه این زیردریایی از سال ۲۰۲۵ تا ۲۰۲۸ انجام خواهد پذیرفت و اولین نمونه از آن، به احتمال زیاد، حول‌وحوش سال ۲۰۳۱ به آب انداخته خواهد شد.

نوشته نگاهی نزدیک به طراحی زیردریایی هجومی و پیشرفته نیروی دریایی ژاپن اولین بار در اخبار تکنولوژی و فناوری پدیدار شد.