Του Υποναυάρχου ε.α. Γεωργίου Σάγου (ΠΝ)
Το κείμενο προέρχεται από το βιβλίο του συγγραφέα με τίτλο «Εισαγωγή στην υδροακουστική και στην τεχνολογία Sonar» Εκδόσεις Παπασωτηρίου, Αθήνα 2019
Οι ανθυποβρυχιακές επιχειρήσεις αποτελούν μεγάλο και εξαιρετικά περίπλοκο κλάδο των υποθαλάσσιων ναυτικών επιχειρήσεων, ιδιαίτερου ενδιαφέροντος, οι οποίες είναι συνυφασμένες με τη διαχρονική εξέλιξη της υποβρύχιας απειλής. Κατά τις εν λόγω επιχειρήσεις χρησιμοποιούνται κάθε είδους πλατφόρμες, από πολεμικά πλοία επιφανείας, αεροσκάφη, ελικόπτερα, υποβρύχια, χαμηλότερου κόστους μη επανδρωμένα (αυτόνομα) οχήματα (εναέρια, επιφανείας και υποβρύχια), ακόμη και τεχνητοί δορυφόροι σε τροχιά από το διάστημα, όπως επίσης και υποθαλάσσια δίκτυα αισθητήρων επαρκούς φασματικού εύρους, για την έρευνα, τον εντοπισμό, την παρακολούθηση, την αποτροπή, την παρεμπόδιση ή την καταστροφή των υποβρυχίων του αντιπάλου. Ο ουσιαστικός στόχος των ανθυποβρυχιακών επιχειρήσεων είναι η αποστέρηση ή απαγόρευση στον αντίπαλο της ικανότητας να χρησιμοποιήσει αποτελεσματικά το υποβρυχιακό δυναμικό του, εναντίον των δικών μας δυνάμεων.
Για μια ναυτική δύναμη που επιδιώκει τη διατήρηση του θαλασσίου ελέγχου σε κάποια γεωγραφική περιοχή, οι αποτελεσματικές ανθυποβρυχιακές δυνατότητες θεωρούνται επιτακτικές, ιδιαίτερα για την αντιμετώπιση καταστάσεων απεριόριστου υποβρυχιακού πολέμου (unrestricted submarine warfare), αλλά και υποβρυχίων που φέρουν είτε παραδοσιακούς βαλλιστικούς πυραύλους (SSBN) είτε μοντέρνους υπερ-υπερηχητικούς (hypersonic) πυραύλους (SSGN), εναντίον στόχων ξηράς και πλοίων επιφανείας.
Η επιτυχής διεξαγωγή των ανθυποβρυχιακών επιχειρήσεων αποτελεί συνδυασμό επιστήμης και τέχνης, αφού απαιτεί εξειδικευμένες γνώσεις και πρακτικές δεξιότητες, οι οποίες αφορούν τόσο στην κατάλληλη χρήση των διατιθέμενων μέσων (αισθητήρων και όπλων), για το συγκεκριμένο κάθε φορά περιβάλλον (γεωγραφικό-ωκεανογραφικό), όσο και στην εφαρμογή αποτελεσματικών τακτικών και επιχειρησιακών δράσεων. Όλα αυτά, προϋποθέτουν την απαραίτητη επάρκεια εκπαίδευσης και εξοικείωσης του εμπλεκόμενου προσωπικού, την εμπειρία, ακόμη και τον παράγοντα της τύχης.
Το κύριο μέσο ανίχνευσης (εντοπισμού), ταξινόμησης της επαφής,[i] αναγνώρισης (φίλιου ή εχθρικού) και παρακολούθησης κάποιου υποβρυχίου στόχου είναι οι διάφοροι τύποι παθητικών και ενεργών ηχοεντοπιστικών συστημάτων (sonar), ενώ επικουρικά μια επαφή υποβρυχίου μπορεί να επιτευχθεί / επιβεβαιωθεί και από άλλα μέσα (ραντάρ, MAD, κτλ), ακόμη και οπτικά. Τα χρησιμοποιούμενα όπλα καταστροφής ή καθήλωσης υποβρυχίων είναι οι τορπίλες, οι νάρκες και οι βόμβες βάθους, που εκτοξεύονται από ανάλογες πλατφόρμες.
Στη μοντέρνα ναυτική τακτική, η ανθυποβρυχιακή έρευνα, για την ανίχνευση, την ταξινόμηση, την αναγνώριση και την παρακολούθηση υποβρύχιων στόχων βασίζεται στην επαρκή γνώση του συγκεκριμένου θαλασσίου περιβάλλοντος και στη συντονισμένη και αποτελεσματική χρήση / εκμετάλλευση μεγάλης ποικιλίας ακουστικών και μη ακουστικών αισθητήρων, κυρίως από εναέρια μέσα (αεροσκάφη και ελικόπτερα), πλοία επιφανείας, υποβρύχια και λοιπές πλατφόρμες. Η ανθυποβρυχιακή επίθεση βασίζεται στη συντονισμένη χρήση των διατιθέμενων ανθυποβρυχιακών όπλων, από τους φορείς αυτών.
Τα ηχοεντοπιστικά συστήματα sonar
Τα ηχοεντοπιστικά συστήματα, γνωστά ως sonar (sound navigation & ranging) αποτελούν ηλεκτροακουστικές συσκευές που εκμεταλλεύονται τη διάδοση των κυμάτων ηχητικής ενέργειας μέσα στη θαλάσσια μάζα, όπως ακριβώς τα συστήματα ραντάρ και ηλεκτρονικού πολέμου εκμεταλλεύονται τη διάδοση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων στην ατμόσφαιρα και γενικότερα στον ελεύθερο χώρο. Η κύρια χρήση των συστημάτων sonar αφορά στον εντοπισμό υποβρυχίων σκαφών και άλλων αντικειμένων, η ακουστική χαρτογράφηση / τομογραφία του βυθού, καθώς επίσης και οι υποθαλάσσιες επικοινωνίες. Από όλες τις τεχνικές που έχουν δοκιμασθεί στην πράξη, όπως πχ η χρήση συστημάτων ραντάρ, laser, ανίχνευση διαταραχών μαγνητικού πεδίου, κτλ, η αποδοτικότερη που έχει προκύψει για τις υποθαλάσσιες εφαρμογές είναι η εκμετάλλευση του υποβρυχίου ήχου. Η ηχητική ενέργεια μπορεί να διαδοθεί σε πολύ μεγάλες αποστάσεις μέσα στη θαλάσσια μάζα ακόμη και στα στερεά στρώματα του βυθού κάτω από τον πυθμένα, τη στιγμή κατά την οποία άλλες μορφές ενέργειας, όπως η ηλεκτρομαγνητική, απορροφώνται ταχύτατα.[ii] Παρά τη συγκριτικά πολύ μικρότερη ταχύτητα διάδοσης της ηχητικής ενέργειας εξακολουθεί να χρησιμοποιείται στο υποθαλάσσιο περιβάλλον όχι μόνο για τον εντοπισμό αντικειμένων και στις υποβρύχιες επικοινωνίες, αλλά ακόμη και για την ταξινόμηση/αναγνώριση στόχων, στη ναυτιλία, κτλ.
Παρ’ όλα αυτά, υπάρχουν σοβαροί περιορισμοί στην υποθαλάσσια ηχητική διάδοση, για τους οποίους θα πρέπει να υπάρχει πλήρης επίγνωση, προκειμένου η εκμετάλλευση των συστημάτων sonar να καθίσταται η αποδοτικότερη και αποτελεσματικότερη δυνατή.
Γενικά, οι μέθοδοι εντοπισμού με τη χρήση υποβρυχίου ήχου διακρίνονται σε ενεργητικές (ενεργές) και σε παθητικές. Κατά την πρώτη μέθοδο, κάποιο γνωστό ηχητικό σήμα εκπέμπεται μέσα στο νερό, το οποίο ακολούθως διαδίδεται στο υποθαλάσσιο περιβάλλον, αναμένοντας την ανίχνευση του στόχου μέσω της λήψης της ανακλώμενης σε αυτόν ηχούς (αρχή λειτουργίας ανάλογη με των κλασσικών ραντάρ) και τη διάκρισή του μέσα από τις υφιστάμενες αντηχήσεις, παρόμοιες των παρασιτικών επιστροφών (clutter) στην περίπτωση των ραντάρ. Κατά την παθητική μέθοδο, το ηχητικό σήμα ενδιαφέροντος παράγεται από τον ίδιο το στόχο (αρχή λειτουργίας παρόμοια με των παθητικών ηλεκτροοπτικών συστημάτων ανίχνευσης στόχων στο υπέρυθρο και ορατό φάσμα). Σε αυτήν την περίπτωση, ο εντοπισμός βασίζεται στην αποκάλυψη μέσα από το θόρυβο περιβάλλοντος, των χαρακτηριστικών εκείνων ακουστικών συχνοτήτων που εκπέμπονται από το στόχο (πχ το υποβρύχιο), ακόμη και για εξαιρετικά χαμηλές τιμές σηματοθορυβικού λόγου (SNR), πχ -15 dB. Επομένως, ένα παθητικό σύστημα εντοπισμού δεν εκπέμπει καθόλου δική του ενέργεια μέσα στη θαλάσσια μάζα. Ορισμένα συστήματα sonar συνδυάζουν ταυτόχρονα τις λειτουργίες της ενεργής και της παθητικής ανίχνευσης, οι οποίες δρουν μεταξύ τους συμπληρωματικά για ακόμη μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα.
Η κύρια πρόκληση της επεξεργασίας σήματος, στην περίπτωση των διαφόρων τύπων sonar είναι η ανίχνευση / εντοπισμός, η αναγνώριση και η παρακολούθηση πολύ ασθενών σημάτων μέσα σε περιβάλλον έντονου θορύβου και αντηχήσεων, ενώ στην περίπτωση των ραντάρ είναι η διάκριση και παρακολούθηση των στόχων ενδιαφέροντος, μεταξύ πολλών διαφόρων άλλων στόχων μη ενδιαφέροντος και παρασιτικών επιστροφών (clutter).
Η υποβρύχια απειλή
Το υποβρύχιο αποτελεί από τη φύση του εξαιρετικά δύσκολο αντίπαλο, τόσο για τον εντοπισμό του, όσο και για την αποτελεσματική του εξουδετέρωση ή καθήλωση. Η εμφάνιση των πρώτων επιχειρησιακών υποβρυχίων στις αρχές του 20ου αιώνα απετέλεσε καμπή στην ιστορία της ανάπτυξης των ναυτικών επιχειρήσεων. Είναι γεγονός, ότι τα αθόρυβα συμβατικά υποβρύχια, τα οποία είναι εξοπλισμένα με υψηλών επιδόσεων / δυνατοτήτων όπλα και επιχειρούν σε περιοχές των παρακτίων υδάτων (littoral waters),[iii] αποτελούν για τα πλοία επιφανείας από τις μεγαλύτερες και περισσότερο ασύμμετρες απειλές (asymmetric threats).[iv]
Πέραν των πυρηνοκίνητων υποβρυχίων, ιδιαίτερη απειλή αποτελούν τα πιο μικρά και ευέλικτα συμβατικά υποβρύχια με εκτόπισμα της τάξης των 1000–1500 τόνων. Οι πιο εξελιγμένοι τύποι διαθέτουν κάποιο είδος αναερόβιας πρόωσης AIP (Air Independent Propulsion),[v] γεγονός το οποίο παρέχει τη δυνατότητα συνεχούς παραμονής σε κατάδυση για παρατεταμένα διάστημα έως και 15 – 25 ημερών (αναλόγως της ταχύτητας περιπολίας), χωρίς την ανάγκη εκτέλεσης αναπνευστήρα (snorkeling) που θα μπορούσε να τα εκθέσει το σκάφος σε εντοπισμό.
Σχήμα 1: Τυπικός κινούμενος σχηματισμός δύναμης κρούσης αεροπλανοφόρου του αμερικανικού ναυτικού, όπου φαίνεται ανεπτυγμένη η ανθυποβρυχιακή άμυνα σε βάθος. Τα παλαιότερης γενιάς σοβιετικά SSGN, προκειμένου να προσβάλλουν το αεροπλανοφόρο (CVN), θα έπρεπε να βρεθούν στην περιοχή μεταξύ της εγγύς και της μακράς ζώνης ανθυποβρυχιακής προστασίας (close & remote ASW zones), αφού δηλαδή θα είχαν προηγουμένως καταφέρει να προσπεράσουν χωρίς να εντοπισθούν τις περιπολίες των ανθυποβρυχιακών αεροσκαφών S-3 Viking και P-3C Orion, ενώ ακολουθούν τα ανθυποβρυχιακά ελικόπτερα SH-3 Sea King. Σχεδόν αμέσως μετά την επίθεση με τα κατευθυνόμενα βλήματα P-120 Malakhit (εμβέλειας 120 km), ουσιαστικά το SSGN προδίδει τη θέση του (flaming datum),[vi] τόσο οπτικά όσο και μέσω ανίχνευσης των βλημάτων από τα εναέρια ραντάρ των αεροσκαφών έγκαιρης προειδοποίησης E-2 Hawkeye, ενεργοποιώντας έτσι αλυσιδωτά τις αντιδράσεις της αεράμυνας της δύναμης (μαχητικά αεροσκάφη και κατευθυνόμενα βλήματα). Από την απόσταση των 120 km, τα υποηχητικά P-120 Malakhit χρειάζονται περίπου 7 λεπτά να καταφθάσουν στο στόχο τους, χρόνος που θεωρείται αρκετός για να αντιμετωπιστούν αποτελεσματικά. Ταυτόχρονα, τα ανθυποβρυχιακά ελικόπτερα SH-3 Sea King, με ταχύτητα 140 knots, μπορούν να καταφθάσουν στη θέση του υποβρυχίου (flaming datum) σε 5-20 λεπτά. Όμως, τα νεότερα SSGN είναι εξοπλισμένα με τα υπερηχητικά βλήματα Oniks (εμβέλειας 800 km) και τα υπερ-υπερηχητικά Zircon (εμβέλειας >1000 km), για τα οποία οι διατιθέμενοι χρόνοι αντίδρασης από την απόσταση των 800 km, είναι περίπου 19-20 λεπτά και 4 λεπτά, αντίστοιχα.
Αντιαεροπορική άμυνα των υποβρυχίων
Η ανάπτυξη του προγράμματος IDAS (Interactive Defence and Attack System for Submarines) των Diehl BGT Defense και ThyssenKrupp Marine Systems αφορά σε κατευθυνόμενο βλήμα που προορίζεται για την εγγύς αυτοάμυνα υποβρυχίων τύπου 212/214, όταν αυτά βρίσκονται σε κατάδυση, χωρίς να έχουν περιθώρια διαφυγής. Η εκτόξευσή του προδίδει τη θέση του υποβρυχίου και γι’ αυτό αναμένεται να χρησιμοποιηθεί μόνον όταν το τελευταίο διαπιστώσει ότι βρίσκεται λίγο πριν την εκδήλωση βολής τορπίλης εναντίον του.
Σχήμα/εικόνες 2: Η ανάπτυξη του προγράμματος IDAS (Interactive Defence and Attack System for Submarines) των Diehl BGT Defense και ThyssenKrupp Marine Systems αφορά σε κατευθυνόμενο βλήμα που προορίζεται για την εγγύς αυτοάμυνα υποβρυχίων τύπου 212/214, όταν αυτά βρίσκονται σε κατάδυση, χωρίς να έχουν περιθώρια διαφυγής.
Προκειμένου η βολή IDAS να έχει πιθανότητες επιτυχίας απαιτείται να είναι γνωστή τουλάχιστον η διεύθυνση του στόχου, γεγονός εφικτό στην περίπτωση των ανθυποβρυχιακών ελικοπτέρων που σε κατάσταση αιώρησης εκπέμπουν αντιληπτούς παλμούς με το ποντιζόμενο sonar. Το IDAS βασίζεται στη σχεδίαση του μικρού βεληνεκούς βλήματος αέρος-αέρος IRIS-T, με καθοδήγηση οπτικής ίνας και βάλλεται απευθείας από τον τορπιλοσωλήνα του υποβρυχίου, χωρίς να περιέχεται σε ειδική κάψουλα (4 βλήματα ανά τορπιλοσωλήνα, με εμβέλεια 40 km). Το Αμερικανικό Ναυτικό (USN) σχεδιάζει αντίστοιχο σύστημα με βάση το βλήμα AIM-9X Sidewinder. Ένα άλλο σύστημα υποβρύχιας αεράμυνας είναι το γαλλικό Α3SM της MBDA, το οποίο αποτελεί μια υποθαλάσσια εκτοξευόμενη εκδοχή του πυραύλου αέρος-αέρος MICA.
Προς το παρόν, τα αεροσκάφη ναυτικής περιπολίας (MPA) δεν αποτελούν στόχους των βλημάτων της κατηγορίας IDAS. Για να αντιμετωπίσει αυτήν την απειλή, το USN αναπτύσσει συστήματα όπως το High Altitude Antisubmarine Warfare Capability (HAAWC), το οποίο επιτρέπει στα MPA να παραμένουν σε μεγάλο ύψος (20 – 30 kft) και να εκτοξεύουν τις τορπίλες τους χρησιμοποιώντας ανεμόπτερα καθοδηγούμενα με GPS. Ταυτόχρονα, το HAAWC μειώνει την κατανάλωση καυσίμου και τη μηχανική καταπόνηση των αεροσκαφών. Επίσης, το USN διατηρεί την ικανότητα κάθετης πυραυλικής εκτόξευσης για τις ελαφρές τορπίλες (LWT). Ο ανθυποβρυχιακός πύραυλος Vertical Launch ASROC (VLA) παρέχει στα πολεμικά πλοία επιφανείας που είναι εξοπλισμένα με κατακόρυφους εκτοξευτές Mk-41 VLS, τη δυνατότητα εμπλοκής με υποβρύχιους στόχους σε αποστάσεις της τάξης των 10 nm.
Σήμερα, οι αποστολές των υποβρυχίων, αναλόγως του τύπου, εκτός από το ρόλο της πυρηνικής αποτροπής σε στρατηγικό επίπεδο, περιλαμβάνουν επίσης τη συμμετοχή τους σε πολλών ειδών επιχειρήσεις, όπως πχ στη συγκαλυμμένη συλλογή πληροφοριών (αποστολές ISR),[vii] σε επιχειρήσεις ανορθόδοξου πολέμου (ειδικών δυνάμεων) και στην προσβολή κρίσιμων στόχων ξηράς (land strike – precursor attacks). Όμως, πρωταρχικά και παραδοσιακά, το υποβρύχιο εξακολουθεί να αποτελεί βασικό μέσο αμφισβήτησης του θαλάσσιου ελέγχου (sea denial) του αντίπαλου, εναντίον των πλοίων επιφανείας και των υποβρυχίων του.
Εξίσου σημαντική ασύμμετρη απειλή τόσο για τα πλοία επιφανείας όσο και για τα υποβρύχια αποτελούν οι θαλάσσιες νάρκες. Για την αντιμετώπισή τους, έχουν αναπτυχθεί ή βρίσκονται υπό ανάπτυξη πολλά νέα, αποτελεσματικότερα συστήματα ναρκαλιείας, ναρκοθηρίας και αποφυγής ναρκών (mine avoidance).
Σχήμα 3: Το αμερικανικό ναυτικό έχει αναθέσει στην Boeing, την εξέλιξη συλλογής (kit) που επιτρέπει την άφεση τορπιλών Mk-54 από ύψος έως και 30.000 ft, για την προσβολή υποβρυχίων. Το σχετικό πρόγραμμα HAAWC (High Altitude Anti-Submarine Warfare Weapon Capability) Air Launch Accessory (ALA) προορίζεται να αξιοποιήσει τις επιδόσεις του αεροσκάφους P-8, χρησιμοποιώντας τα πτερύγια ανεμοπορίας της βόμβας SDB (Small Diameter Bomb) και την ουρά με το GPS σύστημα καθοδήγησης της βόμβας JDAM (Joint Direct-Attack Munition).
Σχήμα 4: Τα κύρια στοιχεία που περιλαμβάνει ένας πύραυλος VLA είναι ο κινητήρας booster, το αεροδυναμικό κέλυφος (airframe), το αλεξίπτωτο και η ανθυποβρυχιακή τορπίλη Mk-54.
Σχήμα 5: Εκτόξευση ανθυποβρυχιακού βλήματος VL ASROC (VLA), από το σταθερό κατακόρυφο εκτοξευτήρα Mk-41 VLS. Το σύστημα VL ASROC βρίσκεται σε υπηρεσία στο πολεμικό ναυτικό των ΗΠΑ και της Ιαπωνίας.
Ιστορική αναδρομή: Από την αρχαιότητα στα πρώτα υποβρύχια
Η μελέτη του ήχου είχε απασχολήσει την ανθρωπότητα από την αρχαιότητα (αρχαίοι Έλληνες και Ρωμαίοι φιλόσοφοι). Ο Αριστοτέλης (384-322 π.Χ.) είχε παρατηρήσει τη διάδοση του ήχου στο νερό. Από τα τέλη του 15ου αιώνα (1490), ο Leonardo da Vinci φαίνεται ότι ήταν ο πρώτος που διεξήγαγε συστηματικές επιστημονικές παρατηρήσεις σχετικά με την υδροακουστική. Συγκεκριμένα, είχε διαπιστώσει ότι μέσω του διαδιδόμενου στη θάλασσα ήχου ήταν δυνατό να ακουστούν σε μεγάλες αποστάσεις τα πλοία της εποχής του (γαλέρες με κουπιά).
1826: Η πρώτη πρακτικά αξιόπιστη μέτρηση της ταχύτητας του ήχου στο νερό της λίμνης της Γενεύης, με τη βοήθεια κάποιας υποβρύχιας καμπάνας, από τον Ελβετό φυσικό J. D. Colladon και το Γάλλο μαθηματικό J. C. F. Sturm. Το πείραμα επανελήφθη με βελτιώσεις στα επόμενα χρόνια.
1866: Κατασκευή της πρώτης αυτοκινούμενης τορπίλης (ναύκλαστρο) ευθυτενούς τροχιάς (από τον Robert Whitehead). Περί τα τέλη του 19ου αιώνα εμφανίστηκαν και τα πρώτα τορπιλοβόλα πλοία επιφανείας, εξοπλισμένα με αυτοκινούμενες τορπίλες.
1877-1878: Ο λόρδος John William Strutt Rayleigh δημοσίευσε το μνημειώδες βιβλίο ορόσημο για την ακουστική “The Theory of Sound”, με το οποίο έθεσε τις βάσεις για τη θεωρία του ήχου.
Σχήμα 6: Στο διάστημα 1620-1624, ο Ολλανδός εφευρέτης Cornelius Drebbel κατασκεύασε για λογαριασμό του Άγγλου βασιλιά James I, τρία υποβρύχια σκάφη. Αυτά, αποτελούσαν σχεδιάσεις του Άγγλου μαθηματικού William Bourne. Ουσιαστικά, αποτελούσαν ξύλινές κωπήλατες βάρκες, σκεπασμένες αεροστεγώς με αδιάβροχο, λαδωμένο δέρμα, τις οποίες χειρίζονταν περίπου είκοσι άντρες. Ο αέρας για το πλήρωμα εξασφαλιζόταν με σωλήνες, το άκρο των οποίων επέπλεε στην επιφάνεια, αν και φαίνεται ότι ο Drebbel είχε παρασκευάσει και μια χημική ένωση που καθάριζε τον αέρα, επιτρέποντας στο σκάφος να παραμένει κάτω από το νερό περισσότερες ώρες. Τα υποβρύχια του Drebbel δοκιμάστηκαν στη Μάγχη και στον Τάμεση, επιτυγχάνοντας να μείνουν σε βάθος 4-5 μέτρων για τουλάχιστον τρεις ώρες. Για την κατάδυση χρησιμοποιούσαν ένα σύνολο ασκών ή ξύλινων δεξαμενών έρματος, σε συνδυασμό με την κεκλιμένη σχεδίαση της πλώρης και τη χρήση βαρών.
Σχήμα 7: Κατά τον αμερικανικό πόλεμο της ανεξαρτησίας, ο εφευρέτης David Bushnell κατασκεύασε το πειραματικό υποβρύχιο όχημα Turtle, ένα μονοθέσιο ξύλινο σκάφος, χειροκίνητης πρόωσης και με δεξαμενή έρματος ελεγχόμενη από πετάλια. Ο σκοπός ήταν να προσεγγίσει το εχθρικό πλοίο χωρίς να εντοπισθεί και να βιδώσει πάνω του μια εκρηκτική ύλη (150 pounds πυρίτιδας). Κατά τις πρωινές ώρες της 7 Σεπτεμβρίου 1776, ο στρατιώτης Ezra Lee κατεύθυνε το Turtle σε μια μη επιτυχημένη επίθεση κάτω από το βρετανικό πολεμικό πλοίο HMS Eagle, στο λιμάνι της Νέας Υόρκης.
Σχήμα 8: Το 1798-1800, ο Αμερικανός μηχανικός Robert Fulton, ο εφευρέτης του πρώτου αξιόπιστου ατμόπλοιου, σχεδίασε για τη Γαλλική κυβέρνηση το 6.5 m υποβρύχιο μεταλλικό σκάφος Nautilus. To σκάφος, σε κατάδυση, χρησιμοποιούσε χειροκίνητη προπέλα 4 πτερυγίων, ενώ σε ανάδυση έφερε πτυσσόμενο ιστό με πανί. Για το πλήρωμα σε κατάδυση υπήρχαν φιάλες συμπιεσμένου αέρα, αλλά το σκάφος ποτέ δεν πέρασε το στάδιο των δοκιμών.
Σχήμα 9: Ο Βαυαρός εφευρέτης Wilhelm Bauer κατασκεύασε το πρώτο του υποβρύχιο όχημα (Brandtaucher – Iron seal), το 1850. Σε κάποια επίδειξη βυθίστηκε και ο εφευρέτης γλύτωσε τη ζωή του τελευταία στιγμή. Συνεχίζοντας τους πειραματισμούς και αφού έλαβε χρηματοδότηση από τη ρωσική κυβέρνηση, το 1855, κατασκεύασε στην Αγία Πετρούπολη το Sea Devil, ένα υποβρύχιο όχημα 16 m, με δυνατότητα μεταφοράς 12 ατόμων. Το σκάφος διέθετε καινοτομίες όπως πολλαπλές δεξαμενές άνωσης, αεροφυλάκιο και προπέλα κινούμενη με πετάλια από το πλήρωμα. Το Sea Devil, μετά από περισσότερες από 130 επιτυχείς καταδύσεις, τελικά χάθηκε στη θάλασσα. Στην εικόνα πάνω φαίνεται μια μπάντα πνευστών, με την οποία το Sea Devil καταδύθηκε παίζοντας το ρωσικό εθνικό ύμνο την ημέρα στέψης του τσάρου Αλεξάνδρου Β΄. Σήμερα, υπάρχει έκθεμα του Brandtaucher, στο πολεμικό μουσείο της Δρέσδης.
Σχήμα/εικόνα 10: Το πρωτόγονο 12 m επιθετικό υποβρύχιο CSS H.L. Hunley σχεδιάστηκε για να διασπάσει τους ναυτικούς αποκλεισμούς των Βορείων, κατά τον αμερικανικό εμφύλιο πόλεμο. Κατασκευάστηκε το 1863, στο Mobile της Alabama, από ανακυκλωμένους ατμολέβητες. Διέθετε χώρο για 9 άτομα (έναν πηδαλιούχο και 8 για τη χειροκίνητη περιστροφή της προπέλας). Στην πλώρη έφερε επακόντιο τορπίλη. Κατά τη διάρκεια των δοκιμών βυθίστηκε δύο φορές, παρασύροντας στο θάνατο συνολικά 13 άτομα, μαζί με τον ναυπηγό του Horace Lawson Hunley. Στις 17 Φεβρουαρίου 1864, ο υποπλοίαρχος George Dixon με πλήρωμα εθελοντών κατάφερε να πλεύσει στο λιμάνι του Charleston και σε μια επίθεση αυτοκτονίας να βυθίσει το πολεμικό πλοίο (sloop-of-war) των βορείων USS Housatonic.
Σχήμα 11: Το 1864, οι Γάλλοι αξιωματικοί του ναυτικού Simeon Bourgeois και Charles Brun κατασκεύασαν το μήκους 42.5 m υποβρύχιο σκάφος Le Plongeur (The Diver), το οποίο αντί χειροκίνητης πρόωσης χρησιμοποιούσε πιστονική μηχανή συμπιεσμένου αέρα, ενώ ταυτόχρονα παρείχε οξυγόνο στο πλήρωμα και εξυπηρετούσε την εκκένωση των δεξαμενών έρματος. Μετά από αρκετές επιτυχημένες δοκιμαστικές καταδύσεις, η περιορισμένη ποσότητα αέρα και η ασταθής σχεδίαση οδήγησαν στον παροπλισμό του, το 1872. Πολλά από τα προβλήματα αποκαταστάθηκαν αργότερα, στο διάστημα 1886-1888, όπου κατασκευάστηκε ένα πιο ευέλικτο γαλλικό υποβρύχιο, το Gymnote, με ηλεκτροκίνητη πρόωση (συσσωρευτών), από τον Gustave Zédé.
Σχήμα 12: To 1857, μετά από το θάνατο ενός δύτη κοραλλιών, ο Ισπανός πολιτικός ακτιβιστής και εφευρέτης Narcís Monturiol i Estarriol επινόησε την κατασκευή ενός υποβρύχιου σκάφους, για την ασφάλεια των υποθαλάσσιων εργασιών. Το αποτέλεσμα ήταν το 14 m πρωτοποριακό σκάφος Ictineo II (1865), προωθούμενο από μια αναερόβια ατμομηχανή, που χρησιμοποιούσε χημική αντίδραση για την παραγωγή θερμότητας και οξυγόνου. Το σκάφος διέθετε εξαιρετική σταθερότητα πλεύσης, χάρη σε ένα σύστημα βαρών και αντλιών, των τεσσάρων εξωτερικά του διπλού κύτους δεξαμενών. Ο Monturiol πέτυχε ασφαλή κατάδυση περί τα τέλη του 1867, αλλά δεν μπόρεσε να συνεχίσει την ανάπτυξη του σκάφους, λόγω έλλειψης χρηματοδότησης.
Σχήμα 13: Το USS Holland απετέλεσε το πρώτο υποβρύχιο που εντάχθηκε με επίσημη τελετή στο αμερικανικό ναυτικό, στο Newport του Rhode Island, στις 12 Οκτωβρίου του 1900. To μήκους 16.5 m σκάφος κατασκευάστηκε το 1898 και ονομάστηκε από τον εφευρέτη του, John Philip Holland, έναν Ιρλανδό μηχανικό. Ο οπλισμός του ήταν ένας τορπιλοσωλήνας, καθώς και ένα πυροβόλο συμπιεσμένου αέρα. Για την πρόωση σε ανάδυση χρησιμοποιούσε έναν τετρακύλινδρο βενζινοκινητήρα, ενώ σε κατάδυση έναν ηλεκτρικό κινητήρα 160 HP. Παροπλίστηκε το 1905, χωρίς να έχει λάβει ποτέ μέρος σε κάποια πολεμική δραστηριότητα. Ο μηχανικός John Philip Holland (1841-1914) θεωρείται ο πατέρας του συμβατικού υποβρυχίου, όπως το γνωρίζουμε σήμερα (Diesel + ηλεκτρική πρόωση). Το Holland Boat No. I ήταν το πρωτότυπο υποβρύχιο που κατασκεύασε. Στην Holland Torpedo Boat Company είχε ανατεθεί η ανάπτυξη των πρώτων μοντέρνων υποβρυχίων του αμερικανικού ναυτικού, το 1900. Αργότερα, η εταιρεία ονομάστηκε σε Submarine Boat Corporation, αγοράστηκε από την Electric Boat και τελικά μετονομάστηκε στη σημερινή εταιρεία GDEB (General Dynamics Electric Boat), θυγατρική του κατασκευαστικού κολοσσού, αεροδιαστημικού και αμυντικού υλικού, General Dynamics.
1898: Κατασκευή των πρώτων ασφαλών, πρακτικά εύχρηστων και αξιόλογης επιχειρησιακής ακτίνας δράσης υποβρυχίων από τον ιρλανδο-αμερικανό John Philip Holland[i] και το Γάλλο Maxime Laubeuf. Παλαιότερα, είχαν προηγηθεί πολλές ανεπιτυχείς προσπάθειες διαφόρων πρωτοπόρων. Ενδεικτικά και μόνον αναφέρονται κάποιες από αυτές: David Bushnell (χειροκίνητη πρόωση, Turtle – 1775), Robert Fulton (χειροκίνητη πρόωση, Nautilus – 1798), Wilhelm Bauer (χειροκίνητη πρόωση, Brandtaucher – 1850), William Garrett (πρόωση με ατμομηχανή, Resurgam – 1879 και Nordenfelt – 1882 έως 1891), Gustave Zédé (πρόωση ηλεκτρονικητήρα/συσσωρευτών, Gymnote – 1886). Ο σκοπός των περισσοτέρων εφευρετών υποβρυχίων του 19ου αιώνα ήταν η κατασκευή κάποιου μέσου που θα μπορούσε να εξισορροπήσει (αμφισβητήσει) την παγκόσμια Βρετανική ναυτική κυριαρχία της εποχής. Μέχρι την έναρξη του Α’ παγκοσμίου πολέμου (1914) είχαν πλέον κατασκευαστεί αρκετά αξιόπιστα επιχειρησιακά υποβρύχια συμβατικής πρόωσης, με υπολογίσιμες δυνατότητες.
Στο Γάλλο ναυπηγό μηχανικό Maxime Laubeuf οφείλεται η σχεδίαση και κατασκευή του πρώτου υποβρυχίου (Narval), με ατμομηχανή και ηλεκτρική πρόωση (1898). Η Ελλάδα απέκτησε δύο υποβρύχια τύπου Schneider-Laubeuf (Diesel + ηλεκτρική πρόωση), το Δελφίν (1912) και το Ξιφίας (1913). Το Δελφίν υπήρξε το πρώτο παγκοσμίως υποβρύχιο, το οποίο συμμετείχε σε πολεμικές επιχειρήσεις και συγκεκριμένα στην ανεπιτυχή επίθεση κατά του τουρκικού καταδρομικού Medzidieh, την 9η Δεκεμβρίου 1912 (Βαλκανικοί πόλεμοι). Και τα δύο αυτά υποβρύχια κατασχέθηκαν αργότερα από τη Γαλλική κυβέρνηση, το 1916 (εθνικός διχασμός-κίνημα Θεσσαλονίκης). Επεστράφησαν το 1919 και παροπλίστηκαν το 1920. Κάθε υποβρύχιο έφερε συνολικά 6 γερμανικές τορπίλες Schwarzkopff, διαμέτρου 450 mm, πέντε σε θέσεις εκτόξευσης και μια εφεδρική. Όπως αποδείχθηκε αργότερα, ο συγκεκριμένος τύπος τορπιλών δεν ήταν αρκετά στεγανός για χρήση από υποβρύχια.
Το άρθρο θα συνεχιστεί με τις νεότερες ιστορικές εξελίξεις.
ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ
[i] Η τυπική ταξινόμηση μιας επαφής καταλήγει στους εξής χαρακτηρισμούς: NONSUB, POSSUB LO, POSSUB HI, PROBSUB και CERTSUB (αντιστοιχούν σε σταδιακά αυξανόμενη πιθανότητα από σχεδόν 0% για ψευδοστόχο / ψευδοεπαφή, σε 50%, 65%, 85% έως και 100% για βεβαιότητα επαφής πραγματικού υποβρυχίου).
[ii] Εξαίρεση αποτελεί η μπάντα ELF (Extra Low Frequency) στα 30 – 300 Hz, η οποία χρησιμοποιείται από το περιβόητο πειραματικό πρόγραμμα HAARP (High frequency Active Auroral Research Project) που χρηματοδοτείται από την αμερικάνικη πολεμική αεροπορία, το αμερικάνικο πολεμικό ναυτικό και τη DARPA. Έχει σκοπό τη μελέτη της ιονόσφαιρας για τη διέγερση και χρήση της ως κεραίας ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, τη βελτίωση των δορυφορικών και λοιπών επικοινωνιών (HF, VHF, επικοινωνίες υποβρυχίων ELF, κ.τ.λ.), αλλά ακόμη και για επιτήρηση (surveillance). Το HAARP διαθέτει ειδικές εγκαταστάσεις εκπομπής κυμάτων HF (2.8 – 10 MHz) υψηλής ισχύος (της τάξης των μερικών MW) στη Gakona της Alaska, τα οποία διεγείρουν τα φορτισμένα σωματίδια των χαμηλότερων στρωμάτων της ιονόσφαιρας (πχ υψηλής ενέργειας ηλεκτρόνια), προκαλώντας την παραγωγή ασθενών κυμάτων VLF, ELF, κ.τ.λ.. Επισημαίνεται, ότι οι συχνότητες της μπάντας ELF διαπερνούν το έδαφος και τη θαλάσσια μάζα αποκαλύπτοντας γεωλογικά και ωκεανογραφικά χαρακτηριστικά του πλανήτη σε πολύ μεγάλο βάθος (εφαρμογές τομογραφίας). Μπορούν ακόμη να χρησιμοποιηθούν για την επικοινωνία με τα υποβρύχια σε κατάδυση.
Το HAARP αποτελεί αντικείμενο εξαιρετικά έντονης συνωμοσιολογίας. Έχει κατηγορηθεί, ότι αποτελεί αμερικανικό “υπερόπλο” μαζικής καταστροφής, το οποίο μέσω εσκεμμένης διέγερσης της ιονόσφαιρας επιτυγχάνει την επιλεκτική διακοπή των επικοινωνιών σε συγκεκριμένες γεωγραφικές περιοχές, την εξουδετέρωση των κατοίκων θέτοντάς τους σε κατάσταση λήθαργου/αδράνειας (ψυχοτρονικό όπλο), την πρόκληση συνδρόμου χρόνιας κόπωσης, καταστροφικών καιρικών φαινομένων, πλημμυρών, ξηρασιών, σεισμών (περιβαλλοντικό / γεωφυσικό όπλο), κ.τ.λ.
[iii] Τα παράκτια ύδατα (littoral waters) χαρακτηρίζονται από μεγάλη αβεβαιότητα για όλα τα είδη των απειλών εναντίον των πλοίων επιφανείας, πχ από υποβρύχια, νάρκες, ταχέα σκάφη, κατευθυνόμενα βλήματα, κ.τ.λ., καθόσον η πιθανότητα εσφαλμένων συναγερμών είναι αυξημένη και οι αναμενόμενοι χρόνοι αντίδρασης πολύ μικροί. Επίσης, το περιβάλλον των παρακτίων υδάτων παρουσιάζει έντονη μεταβλητότητα παραμέτρων (καιρός, έντονες ανθρώπινες δραστηριότητες, χαρακτηριστικά μετάδοσης ηλεκτρομαγνητικών και ακουστικών κυμάτων, κ.τ.λ.).
[iv] Για τις ασύμμετρες απειλές (asymmetric threats) και τον ασύμμετρο πόλεμο (asymmetric warfare) δεν υπάρχουν απόλυτα συμφωνημένοι ορισμοί. Η ασύμμετρη απειλή αναφέρεται στο χαρακτήρα των μέσων που χρησιμοποιεί και στον τρόπο λειτουργίας/δράσης της. Στη γενικότερη περίπτωση, ως ασύμμετρη θεωρείται η απειλή, η οποία κατ’ αρχήν προέρχεται από οργανωμένες μη συμβατικές ομάδες, βασίζεται στην αναίρεση των κανόνων του δικαίου και του δικαίου του πολέμου, ενώ χρησιμοποιεί κυρίως χαμηλού σχετικά κόστους όπλα και επιχειρησιακή δράση που προκαλεί δυσανάλογα μεγάλου (ασύμμετρου) κόστους αποτελέσματα στον υπέρτερο αντίπαλο, σε ανθρώπινες ζωές και υλικό όσο και σε ψυχολογικό και κοινωνικό κόστος. Έχει σκοπό την εξασθένιση/κάμψη της αποφασιστικότητας και της αποτελεσματικής χρήσης των συντελεστών ισχύος του υπέρτερου αντιπάλου. Στις ασύμμετρες απειλές/συγκρούσεις συγκαταλέγονται ακόμη και οι επιθέσεις ανταρτών, οργανωμένων τρομοκρατικών ομάδων ή οντοτήτων που ενστερνίζονται τα ανωτέρω, και μπορεί να χρησιμοποιούν από συμβατικά όπλα (improvised) μέχρι όπλα μαζικής καταστροφής WMD (Weapons of Mass Destruction), πχ μικρά πυρηνικά (mini πυρηνικές βόμβες πλουτωνίου), ραδιολογικά (πχ dirty bombs), χημικά και βιολογικά όπλα. Ιστορικά, τέτοιες μεθόδους ακολούθησαν ασθενέστερες δυνάμεις εναντίον πολύ ισχυρότερων αντιπάλων (κυβερνήσεων κρατών ή πολυεθνικών οντοτήτων, πχ συλλογικών οργανισμών άμυνας και ασφάλειας).
[v] Η αναερόβια πρόωση εμφανίστηκε για πρώτη φορά, πέραν των πυρηνοκίνητων, σε Σουηδικά συμβατικά υποβρύχια, τη δεκαετία του 1990. Τα σύγχρονα σουηδικά υποβρύχια αναερόβιας πρόωσης έχουν αποδειχθεί σε ασκήσεις στην πράξη ότι διαπερνούν ανεντόπιστα την ανθυποβρυχιακή προστασία των ομάδων αεροπλανοφόρων του αμερικανικού ναυτικού.
[vi] Η πιθανότητα εντοπισμού μειώνεται εκθετικά με την αύξηση του χρόνου καθυστέρησης άφιξης της πρώτης ανθυποβρυχιακής μονάδας (τυπικά ιπτάμενου μέσου) στην περιοχή της θέσης του υποβρυχίου (επίθεσης ή αδιακρισίας). Με την πάροδο του χρόνου, καθώς το υποβρύχιο κινείται με ταχύτητα διαφυγής, η απαιτούμενη περιοχή έρευνας διευρύνεται (FOC – Furthest On the Circle).
[vii]ISR: Intelligence, Surveillance & Reconnaissance
