Können sich U-Boote in tiefen Meeresgräben verstecken?
Antworten
Setzen Sie den LKW zurück!
Die Antwort von Mats Österholm ist genau richtig, aber hier spielen noch einige andere Überlegungen eine Rolle.
Tiefe
Wie Mats feststellt, operiert ein U-Boot effektiv in den flacheren Gewässern des Ozeans, sodass die meisten Schützengräben keine Option wären.
Versteckt
Hier wird es interessant.
Verstecken – wovor? Und wie?
Untergetaucht wird ein U-Boot vor allem akustisch erkannt. Daher müssen wir die Beschaffenheit der Wassersäule und die Art und Weise berücksichtigen, wie sich Schall im Wasser ausbreitet. Sobald wir das untersucht haben, können wir herausfinden, wie sich das U-Boot verstecken kann.
Die Wassersäule
Dies ist ein Schallgeschwindigkeitsprofil (SVP). Die Schallgeschwindigkeit im Wasser ist wichtig, da sie die Art und Weise beeinflusst, wie sich der Schall im Wasser ausbreitet (wir werden bald darauf zurückkommen). In geringeren Tiefen (erste paar hundert Meter) hat die Temperatur den größten Einfluss. Im Diagramm wird dies meist als „Thermokline“ dargestellt. Beachten Sie, dass U-Boote in diesem Teil der Wassersäule operieren. In größeren Tiefen hat der Wasserdruck einen größeren Einfluss auf die Schallgeschwindigkeit.
Okay, bleib bei mir, wir sind am Ziel!
Wenn eine Schallwelle im Wasser von einer Quelle übertragen wird, strahlt sie in alle Richtungen ab. Bei größeren Entfernungen werden diese Schallstrahlen aufgrund der Änderung der Schallgeschwindigkeit im Wasser „gekrümmt“. Wie im Diagramm dargestellt, neigen die Strahlen dazu, zur Achse der minimalen Schallgeschwindigkeit „zurückzukehren“. Diese Ablenkung (Brechung) der Schallstrahlen bildet die sogenannte (Tief-)Schallkanalachse. Wenn Sie Geschichten über Walgesänge gehört haben, die Tausende von Kilometern entfernt zu hören sind, werden die Geräusche höchstwahrscheinlich über diesen Schallkanal übertragen. Außerdem muss sich der Schallempfänger (Hydrophon) im selben Schallkanal wie der Sender (U-Boot, Wal) befinden.
Wie oben dargestellt, gibt es verschiedene Wege, auf denen sich Schallstrahlen durch den Ozean ausbreiten können. Achten Sie besonders auf die erste gepunktete rote Linie. Diese Linie resultiert aus einer ziemlich scharfen Temperaturdiskontinuität und daher ist es für Schallstrahlen schwierig, hier „durchzudringen“. (Stellen Sie sich das wie einen schwachen Spiegel vor, der dazu neigt, in diesem Fall Schall zu reflektieren.) Der andere limitierende Faktor ist der Meeresboden. Wenn es flach genug ist, gibt es keinen tiefen Tonkanal. Wenn der Meeresboden jedoch die richtigen Bedingungen aufweist, kann der Schall vom Boden reflektiert werden. Unheimlicherweise wird dies als „Bottom Bounce“ bezeichnet.
Jetzt können wir also damit beginnen, alles zusammenzustellen
Meistens hat das U-Boot nicht die Möglichkeit, sich in einem Graben zu verstecken – der Graben ist einfach zu tief. Deshalb muss er sein Wissen über die Wasserbedingungen nutzen, um sich zu verstecken. Er muss zwei wesentliche Dinge wissen: die Position der Schichtübergänge und die wahrscheinliche Position der Empfänger. Er kann die Schichten herausfinden, indem er seine Tiefe anpasst und die Temperatur notiert. Etwas problematischer ist der Standort potenzieller Empfänger. Viele Oberflächenkämpfer verfügen nicht nur über ein am Bug montiertes Sonar (Oberflächenschicht), sondern setzen auch ein gezogenes Array (tiefer Kanal) ein. Ebenso können Sonobojen (aus der Luft eingesetzt) so eingestellt werden, dass sie die Oberflächenschicht oder tiefe Kanäle überwachen. An manchen Standorten kann es sogar am Boden angebrachte Hydrophone geben (tiefe Rinne).
Wenn das U-Boot im Allgemeinen herausfinden kann, wo sich der Empfänger befindet, wird er sich auf der anderen Seite der Schicht verstecken. Wenn er sich nicht sicher ist, wird er sich wahrscheinlich am besten direkt unter der Schicht verstecken. Er kann sich auch dafür entscheiden, sich im Oberflächenkanal zu verstecken, wenn viel Schiffslärm seine Unterschrift verdeckt.
Wenn er einen flachen Graben findet und darin navigieren kann (das ist ein separates Problem), kann er sich dafür entscheiden. Dadurch wird der Empfang seines Tons aus flachen Winkeln verhindert. Allerdings kann diese Taktik tatsächlich dazu führen, dass er für Empfänger direkt über ihm besser erkennbar ist, da der Schall möglicherweise in einem engeren Kegel konzentriert wird (insbesondere, wenn der Schall von den Wänden des Grabens „abprallt“ (denken Sie wiederum an den Bodenabprall).
Puh! Noch ein Gedanke …
Es gibt noch eine andere, etwas ähnliche Überlegung.
U-Boote, die unter oder in der Nähe von Eis operieren, können sich tatsächlich in „Gräben“ verstecken. In diesem Fall befinden sich die „Gräben“ über dem U-Boot. Dies ist zwar ein riskantes Umfeld, aber es ist offensichtlich machbar. Ich bin jedoch mit der Schallübertragung in diesen Gewässern nicht ausreichend vertraut, um mich zu ihrer Wirksamkeit äußern zu können.
Hängt vom Graben ab. Entgegen der landläufigen Meinung ändern U-Boote ihre Tiefe, sobald sie vollständig untergetaucht sind, indem sie dorthin fahren. Sie tauchen auf, indem sie in Periskoptiefe fahren, sich umsehen und dann Ballast für den endgültigen Aufstieg verblasen. Ein U-Boot mit einem Kraftwerk oder einem Hochwasser-Notfall muss aus jeder Tiefe, in der es sich befindet, explodieren. Der Luftdruck zum Blasen muss den Wasserdruck überwinden. Der Wasserdruck beträgt bei 1.000 Fuß etwa 450 psi und beträgt bei 2.000 Fuß 900 psi, bei 3.000 Fuß 1.350 psi usw. Die durchschnittliche Tiefe des Pazifiks beträgt etwa 2 Meilen oder 10.000 Fuß, was einen Druck von 4.500 psi bedeutet, bevor Sie sich auf den Weg in den Pazifik machen Gräben. Darunter muss nicht nur Ihr Druckrumpf standhalten, sondern auch Ihre Propellerwellendichtungen, Ihr Triebwerkskühlsystem und alle anderen Rumpfdurchdringungen wie Periskope und Sonar. Schließlich brauchen Sie ein verdammt gutes Ballastblassystem, um im Notfall an die Oberfläche zu kommen.
Im Jahr 1963 ging das U-Boot Thresher (SSN 593) durch einen Kraftwerksschaden und eine Überschwemmung verloren. Es befand sich in der Nähe seiner Testtiefe (1300 Fuß) und konnte nicht explodieren, bevor es unter die Bruchtiefe sank. Eine der Schlussfolgerungen der Untersuchung war, dass die Ballastsysteme nicht mit der übrigen Subtechnologie Schritt gehalten hatten.
Das Bathyscaphe von Trieste warf Ballast aus Eisenpellets an die Oberfläche. Für jeden Tauchgang wurde neuer Ballast hinzugefügt. Alvin lässt einen Satz von 4 Stahlgewichten auf die Oberfläche fallen. Für jeden Tauchgang kommen neue hinzu. Alvin verfügt außerdem über die Möglichkeit, die Personalsphäre im Notfall freizugeben und an die Oberfläche zu schweben. Keine sehr bequeme Möglichkeit, ein Angriffs- oder Raketen-U-Boot zu steuern.
Die sowjetischen U-Boote der Alfa-Klasse waren zwar in der Lage, eine Höhe von 4.000 Fuß zu erreichen, Tests ergaben jedoch bleibende Schäden. Infolgedessen behielten sie ihre maximale Tiefe normalerweise bei über 2.000 Fuß. Der Titanrumpf wurde gewählt, um Beschleunigung und Höchstgeschwindigkeit zu maximieren. Sie konnten in einer Minute 45 Knoten erreichen.