زیردریاییها برای دیدن اشیای روی آب از چه وسیلهای استفاده میکنند

زندگی و هدایت یک شناور در اعماق تاریک اقیانوس‌ها همواره با چالش‌های بزرگی همراه بوده است. یکی از این چالش‌ها، رصد و شناسایی محیط بالای آب بدون به خطر انداختن پنهان‌کاری زیردریایی است. در طول جنگ‌های جهانی و دهه‌های متمادی، مهندسان نیروی دریایی راهکارهای نوری و الکترونیکی فوق‌العاده‌ای را توسعه داده‌اند تا خدمه مستقر در اتاق فرمان بتوانند مانند یک چشم پنهان، از آنچه روی امواج دریا می‌گذرد باخبر شوند.

پریسکوپ؛ چشم کلاسیک زیردریایی در اعماق آب

پریسکوپ که در زبان فارسی به آن پیرابین نیز گفته می‌شود، یک ابزار نوری است که به دریانوردان اجازه می‌دهد موانع خط دید مستقیم را دور بزنند و محیط بالای سطح آب را مشاهده کنند. این فناوری برای بیش از یک قرن، جزء جدایی‌ناپذیر اتاق کنترل تمام زیردریایی‌های جهان بوده است.

مکانیسم پایه این دستگاه بر اساس قانون بازتاب نور استوار است؛ در ساده‌ترین ساختار، دو آینه مسطح یا منشور نوری با زاویه ۴۵ درجه نسبت به خط افق در دو سر یک لوله عمودی طولانی قرار می‌گیرند. پرتوهای نور پس از برخورد به آینه بالایی با زاویه ۹۰ درجه به سمت پایین منعکس می‌شوند و سپس با برخورد به آینه پایینی، مجدداً تغییر جهت داده و به چشمی ناظر در داخل اتاق فرمان می‌رسند.

در نسخه‌های نظامی و پیشرفته پریسکوپ‌های نوری، به جای آینه از منشورهای انعکاس کلی استفاده می‌شود تا به مرور زمان کیفیت تصویر به دلیل کدر شدن آینه‌ها کاهش نیابد و وضوح بالاتری حاصل شود. همچنین مجموعه‌ای از عدسی‌های بزرگ‌نمایی و تصحیح‌کننده در سراسر لوله تعبیه شده‌اند تا تصویر نهایی کاملاً شفاف و نزدیک به واقعیت باشد.

انقلاب دیجیتال؛ ظهور دکل‌های فوتونیک (Photonic Masts)

در زیردریایی‌های مدرن نظامی، لوله‌های پریسکوپ نوری کلاسیک تا حد زیادی منسوخ شده و جای خود را به سیستم‌های الکترواپتیکی به نام دکل یا ماست فوتونیک داده‌اند. این تغییر یکی از بزرگ‌ترین تحولات در معماری کشتی‌های جنگی زیرسطحی به شمار می‌رود.

دکل‌های فوتونیک دیگر نیازی به لوله مستقیم نوری و نفوذ ساختاری به داخل بدنه فشاری زیردریایی ندارند، بلکه به صورت تلسکوپی در خارج از بدنه اصلی باز و بسته می‌شوند. این سامانه‌ها مجهز به دوربین‌های دیجیتال با وضوح بسیار بالا، اسکنرهای فروسرخ، حسگرهای تصویربرداری حرارتی و سیستم‌های مسافت‌یاب لیزری هستند.

تصاویر دریافتی به جای عبور از مسیر عدسی‌ها، از طریق کابل‌های باریک فیبر نوری به سیگنال‌های دیجیتال تبدیل شده و هم‌زمان روی چندین مانیتور در اتاق فرمان به نمایش درمی‌آیند. این امر به فرماندهان اجازه می‌دهد در محیطی امن‌تر و با وضوح فوق‌العاده، اهداف سطحی و هوایی را ردیابی کنند.

مقایسه ویژگی‌های پریسکوپ نوری و دکل فوتونیک

تحول ابزارهای دیداری زیردریایی مزایای تاکتیکی و فنی زیادی را به همراه داشته است. در ادامه تفکیک عملکردی این دو نسل از تجهیزات ناوبری آمده است:

• ۱
  پریسکوپ نوری نیازمند یک مجرای فیزیکی ضخیم است که بدنه فشاری را سوراخ کند و خطر نشت آب در اعماق زیاد را افزایش می‌دهد، در حالی که کابل فیبر نوری دکل فوتونیک این خطر را کاملاً از بین می‌برد.
• ۲
  استفاده از پریسکوپ سنتی ایجاب می‌کند که اتاق کنترل حتماً در بالاترین طبقه و مستقیماً زیر برجک قرار داشته باشد، اما سیستم فوتونیک آزادی طراحی بالایی ایجاد کرده و می‌توان اتاق فرمان را در هر بخش از زیردریایی مستقر کرد.
• ۳
  پریسکوپ مکانیکی تنها به یک اپراتور پشت چشمی امکان دیدن محیط را می‌دهد، اما سیستم‌های فوتونیک دید هم‌زمان را برای فرمانده، ناوبریست‌ها و تمامی خدمه روی نمایشگرهای بزرگ فراهم می‌کنند.
• ۴
  برای پنهان‌کاری بیشتر، دکل فوتونیک می‌تواند در چند ثانیه یک چرخش سریع ۳۶۰ درجه انجام داده، کل تصویر پیرامون را ضبط کند و فوراً پایین بیاید تا امضای راداری زیردریایی بر روی آب لو نرود.

تجهیزات مکمل؛ رادار، سونار و سیستم‌های جنگ الکترونیک

اگرچه پریسکوپ و دکل فوتونیک ابزارهای اصلی دید مستقیم هستند، اما زیردریایی‌ها برای به دست آوردن یک تصویر کامل از سطح آب، به مجموعه‌ای از حسگرهای غیردیداری نیز اتکا می‌کنند:

بررسی اصطلاحات و کلیدواژه‌های مرتبط با سیستم‌های ناوبری و رصد دریایی:

پرسش‌های متداول