#அறிவியல்-அறிவோம்: நீர்மூழ்கி கப்பல் இயங்குவது எப்படி? அறிந்து கொள்வோம்!

(S.Harinarayanan)

கப்பல் கடலில் மிதந்து செல்வதைப் பார்த்திருக்கின்றோம். கடலுக்கு உள்ளே செல்லும் நீர்மூழ்கிக் கப்பலைப் பற்றிக் கேள்விப்பட்டிருக்கின்றோம். ஆனால் உள்ளே சென்று பார்ப்பதற்கு வாய்ப்பில்லை. இந்த நீர்மூழ்கிக் கப்பலின் பயன் என்ன? அது எப்படிச் செயல்படுகிறது?

கடலில் நடைபெறும் போர்களில் ஒற்றர்களைப்போல செயல்படுபவையே நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள். கடலின் உள்ளே நீண்ட தூரம் வரை செல்லக்கூடியவை. புஷ்வெல் என்பவர் நீழ்மூழ்கிக் கப்பலைக் கண்டுபிடித்தார்.

நீர்மூழ்கிக் கப்பல் அல்லது நீர்மூழ்கிக் கலம் (submarine) என்பது நீரில் மூழ்கவல்ல, நீரில் மூழ்கியபடியே வெகுதொலைவு செல்லக்கூடிய, நீரூர்தி ஆகும். பரிசோதனைகளுக்காகப் பல நீர்மூழ்கிகள் முன்னர் உருவாக்கப்பட்டாலும், முழுமையான நீர்மூழ்கிக் கப்பல் வடிவமைப்பு 19-ம் நூற்றாண்டிலே தொடங்கப் பட்டது. முதல் உலகப் போரில் பல நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் பயன்படுத்தப்பட்டன.

வகைகள்:

ஒரு சில மணி நேரம் மட்டுமே மூழ்கக்கூடிய மிகச்சிறிய கலங்களில் இருந்து,  நீரின் அடியிலேயே 6 மாதங்கள் வரை தங்கி இருக்கவல்ல மிகப் பெரிய நீர்மூழ்கிக் கலங்கள் வரை பல்வேறு அளவுகளில் நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் உருவாக்கப்படுகின்றன. நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள், மனிதர்கள் உயர் தொழில்நுட்ப உதவியின்றி மூழ்கக்கூடிய ஆழத்தை விட, பல நூறு மடங்கு ஆழத்தில் மூழ்கி பயணிக்கக் கூடியவை.

பல பெரிய நீர்மூழ்கிக்கப்பல்கள் உருளை வடிவிலான உடலையும், கூம்பு வடிவிலான முனைகளையும், கப்பலின் நடு உடலில் நெடுமட்டமாக உள்ள கட்டமைப்பில் தகவல்தொடர்பு கட்டுப்பாட்டு அறை மற்றும் பெரிஸ்கோப் கருவி ஆகியவற்றையும் கொண்டுள்ளன.

இந்நெடுமட்டக் கட்டமைப்பு துடுப்பு (fin) என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. சூழலும் விசிறி வடிவிலான உந்துக்கருவி (அல்லது நீர்த்தாரை) மற்றும் பல்வேறு நீரியக்கக் கட்டுப்பாட்டுத் துடுப்புகள், சாரளைகள் ஆகியவை கப்பலின் பிற்பகுதியில் காணப்படுகின்றன. சிறிய, வெகு ஆழம் மூழ்கவல்ல, சிறப்பு நீர்மூழ்கிகள் குறிப்பிடத்தக்க வகையில் மேல்கூறிய வடிவங்களிலிருந்து மாறுபடுகின்றன.

படைத்துறை பயன்பாடு:

நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் போரில், பகைவர் கப்பல்களைத் தாக்குதல், விமானந்தாங்கிக் கப்பல்களின் பாதுகாப்பு அரணாக விளங்குதல், முற்றுகையை முறியடித்தல், எறிகணைத் தளமாகச் செயல்படுதல், அணுகுண்டு தாக்குதலில் ஈடுபடுதல், நீரில் இருந்தபடியே நிலப்பகுதியைத் தாக்குதல் (உதாரணமாக வழிகாட்டப் பட்ட ஏவுகணை மூலம்), இரசியமாகச் சிறப்புப் படைகளை முக்கியப் பகுதிகளில் இறக்கி வியூகம் அமைத்தல் ஆகிய பல பணிகளைச் செய்ய வல்லவை.

இரண்டாம் உலகப் போரில் நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் பகைவர் கப்பல்களை மூழ்கடிக்கவே பெரிதும் உபயோகப்படுத்தப் பட்டன. இக்கப்பல்களில், நீர்மூழ்கிக் குண்டுகளும், மேல்தளத் த்பீரங்கிகளும் போர்கருவிகளாகப் பயன்படுத்த பட்டன.

20 ம் நூற்றாண்டில் தொடக்கத்தில் நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் கடல் கண்ணி வெடிகளை பகைவரின் கப்பல் போல்லுவரத்து மிகுதியாக இருக்கும் இடங்களில் பதிப்பதில் பெரிதும் பயன்படுத்தப்பட்டன. மேலும் பல இரகசிய நடவடிக்கைகளிலும், ஒற்றர்களைப்போல் கொண்டு செல்லும் பணியிலும் பயன்படுத்தப்பட்டன. பகைவர் நடமாட்டம் அதிகமாக இருக்கும் பகுதிகளில், நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் சரக்குக் கலமாகவும், மற்ற நீர்மூழ்கிக் கப்பல்களுக்குப் பொருள்களைத் தருவிக்கும் கலமாகவும் பயன்படுத்தப்பட்டன.

அறிவியல் முன்னேற்றங்களான நீர்மூழ்கி எறிகணைகள், அணுக்கருத்திறன் பெற்ற ஏவுகண்கைகள் மற்றும் நீர்மூழ்கி வழிகாட்டப்பட்ட ஏவுகணைகள் ஆகியவை நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் புதிய இராணுவத்தின் இன்றியமையா அங்கமாக ஆக்கியிருக்கின்றன.

தற்போதய நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் நீர்நிலைகளில் உள்ள இலக்குகளை மட்டுமல்லாது தொலைதூர நில இலக்குகளையும் தாக்கி அழிக்க வல்லவை.

நீர்மூழ்கிக் கப்பல்களின் முக்கிய பலமாகக் கருதப்படுவது அவை நீண்ட கால அளவு பகைவரறியாமல் நீருள் மூழ்கியிருக்கும் அல்லது பயணிக்கும் திறனே. ஆரம்பகால நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் நீருக்கடியே இயக்கப்படும்போது பெரும் ஒலி எழுப்பினமையால் அதனைப் பகைவர் கண்டுபிடிப்பது எளிதாக அமைந்தது. நீர் சிறந்த ஒலி கடத்தி; வெகு தொலைவில் இருந்தே ஆரம்பகால நீர்மூழ்கிக் கப்பல்களைக் கண்காணிப்பது சாத்தியமானது.

தற்காலத்தைய புதுமையான நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் பல இரகசிய இராணுவ நடவடிக்கைகளில் பயன்படுத்தப்படுவதால், மேம்பட்ட உந்துங்கருவிகள் வடிவமைப்பு, தரமுயர்த்தப்பட்ட ஒலி காப்பு அமைப்புகள், மற்றும் மிகக்குறைவான ஒலி எழுப்பும் சிறப்பான இயந்திரங்கள் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளன. இதன் காரணமாக இந்நீர்மூழ்கிக் கப்பல்களை நீருக்கடியே இயக்கப்படும்போது அதனைப் பகைவர் கண்டுபிடிப்பது கடினம். இந்நீர்மூழ்கிக் கப்பல்களைக் கண்டுபிடித்துத் தாக்கி அழிக்க மிகச்சிறந்த தொழில்நுட்பம் தேவையாகும்.

ஊடொலிக் கும்பா என்னும் கருவி நீர்மூழ்கிக் கப்பல்களின் நடமாட்டத்தைக் கண்டறிய ப்பயன்படுத்தப் படுகிறது. இக்கருவி பொருள்களின் மீது மோதி திரும்பி வரும் ஒலி எதிரொலிகளைக் கணித்து அப்பொருளின் இருப்பிடம், திசைவேகம் ஆகியவற்றை அறிய வல்லது. இரண்டாம் உலகப் போருக்குப் பின் இக்கருவி வான் போக்குவரத்திலும்,

நீர்மூழ்கிக் கப்பல் பகைவரின் நடமாட்டத்தைக் கண்காணிப்பதிலும் பெரிதும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. மறைந்திருக்கும் பகைவர் இராணுவ நீர்மூழ்கிக் கப்பல் ஒரு நாட்டின் பாதுகாப்பிற்கு பெரும் அச்சுறுத்தலாக அமையும். ஏனெனில், நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் எவ்வித அறிகுறியுமின்றி அதிர்ச்சி தாக்குதல் தொடுக்க வல்லவை. இதை போன்றொரு தாக்குதல் 1982 ஆண்டு நடந்த பால்க்லெண்ட் போரில் (Falklands war) பிரித்தானிய இராணுவ நீர்மூழ்கிக் கப்பலானSSN-HMS கான்கோயரால் அர்ஜெண்டினாவின் கப்பல் படையின் மேல் நடத்தப்பட்டது. இத்தாக்குதலால் அர்ஜெண்டினாவின் கப்பல் படை பின்வாங்கியது.

பொதுமக்களுக்கான பயன்பாடு:

இராணுவப் பயன்பாட்டில் மட்டுமல்லாது குடிமக்களின் தேவைகளுக்கும் நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் பயன்படுத்தப்பட்டன. அவற்றில் சில கடல்சார் அறிவியல் , நீரில் மூழ்கிய கப்பல்களைக் கண்டுபிடித்தல் நீரினூடே செல்லும் தகவல்தொழில்நுட்ப கம்பி/ஒளி வடங்களைச் சரிசெய்தல், கல்விசார்ந்த ஆராய்ச்சி ஆகியன.

மூழ்குதல் மற்றும் மிதத்தல்.

ஒரு பொருள் தன் எடையை விட அதிக எடையுடைய நீரை இடப்பெயர்ச்சி செய்தால் அப்பொருள் நீரில் மிதக்கும். நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் நேர்மறை மிதக்கும் தன்மை கொண்டவை. நீர்மூழ்கிக் கப்பல்களின் வடிவம் எவ்வித மாற்றமுமின்றி நீரின் மேற்பரப்பில் மிதக்கும் வகையில் உருவாக்கப் படுகிறது.

அதாவது, நீர்மூழ்கிக் கப்பகளின் எடை, அது இடப்பெயர்ச்சி செய்யும் எடையை விடக் குறைவு. நீரில் மூழ்க நீர்மூழ்கிகள், தம் எடையை கூட்ட வேண்டும் அல்லது இடப்பெயர்ச்சி செய்யும் நீரின் குறைத்தல் வேண்டும். தம் எடையை கட்டுப்பாட்டுக்குள் வைத்துக் கொள்ள நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் முதன்மை சாரளை தொட்டிகளைப் பயன்படுத்துகின்றன.

நீர்மூழ்கிக் கப்பலின் முதன்மை சரளை தொட்டிகள் நீரின் மேற்பரப்பில் மிதப்பதற்கு காற்றினாலும், நீரில் மூழ்குவதற்கு நீரினாலும் அடைக்கப்படுகின்றன. இத்தொட்டிகளை தவிர சிறிய அளவில் ஆழத்தை அதிகப்படுத்தவும், குறைக்கவும், சிறிய அளவிலான ஆழக் கட்டுப்பாட்டு தொட்டிகள் (Depth Control Tanks or DCT) பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

வெளிச்சுவரின் கடினத்தன்மையைப் பொறுத்தே, நீர்மூழ்கிக் கலங்களின் மூழ்கும் ஆழம் மதிப்பீடு செய்யப்படுகிறது. நீரின் ஆழத்திற்கு செல்லச் செல்ல அகுக்கம் அதிகரிக்கும். நீரில் மூழ்கும்போது, நீர்மூழ்கிக் கப்பலின் வெளிச்சுவர் எஃகுவாயிருப்பின் நீர் அழுத்தம் சுமார் 4 மெகா பாஸ்கல் அளவு வரையிலும், டைட்டேனியமாயிருப்பின் 10 மெகா பாஸ்கல் அளவு வரையிலும் தாங்கக்கூடும். உள் அழுத்தம் மாறாமல் காக்கப்படுகிறது.

இதைத் தவிர, மிதக்கும் தன்மையைப் பாதிக்கவல்ல பிற காரணிகளாக அறியப்படுவது, நீரின் உப்புத்தன்மை, நீர்மூழ்கியின் உள் அழுத்தம். நீர்மூழ்கிக் கப்பலை ஓரே ஆழத்தில் நிலை கொள்ள செய்ய ஆழக்கட்டுப்பாட்டுத் தொட்டிகளின் மீது தொடர்ச்சியான கண்காணிப்பு அவசியம்.

மற்றொரு இன்றியமையாத தேவை நீர்மூழ்கிக் கப்பலைச் சமதளமாக (கிடைநிலையாக ) நீருள் மிதக்கச் செய்தல். நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் தாமாகவே கிடைநிலையில் நகராது. இதனைக் கையாள ஒழுங்குத் தொட்டிகள் அமைக்கப்பட்டுள்ளன. இத்தொட்டிகளிடையே நீர் சீராக செலுத்தப்படுவதால், நீர்மூழ்கியின் வெவ்வேறு பகுதியின் மாறுபட்ட எடை சமன்செய்யப் படுகிறது.

தகவல் தொடர்பு முறை:

இராணுவ நீர்மூழ்கிகப்பல்கள் பல்வேறு தகவல் தொடர்பு சாதனங்களை தன்னகத்தே கொண்டுள்ளன. அவற்றில் ஒரு அமைப்பு VLF றேடியோ ஆகும். இவ்வமைப்பின் மூலம் நீர்மூழ்கிக் கப்பல் நீரின் மேற்பரப்பில் மிதக்கும்போதோ, குறைவான ஆழத்தில் மூழ்கியிருகையிலோ (76 மீட்டருக்கு குறைவான ஆழம்), தொடர்பு கொள்ள இயலும். பல நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் மிக ஆழத்தில் இருந்தபடியே மிதக்கக்கூடிய நீண்ட மிதவை கம்பிகளை, நீரின் மேற்பரப்பை நோக்கி விடுவதன் மூலம் பகைவர் அறியாமல் தொடர்பு கொள்ளும் வசதியை பெற்றுள்ளன.

நவின நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் தமது பாய்மரத்தில் இணைக்கப்பட்டுள்ள ரேடியோ தொடர்பு அலைக்கம்பத்தினை மட்டும் நீரின் மேற்பரப்பில் வெளிநீட்டித் தகவல்களை வெகுதுரிதமாக வெடிப்பு ஒலிபரப்பு முறையில் வெளியிட வல்லவை. இதன்மூலம் பகைவர் கண்டறிவது வெகுவாக தவிர்க்கப் படுகிறது.

பிற நீர்மூழ்கிக் கப்பல்களுடன் தகவல் தொடர்பில் ஈடுபட ஜெர்டிருட் (Gertrude ) என்ற கருவி பயன்படுத்தப்படுகிறது. இக்கருவி, பிற நீர்மூழ்கிக் கப்பல்களிடம் இருந்து வரும் ஒலிகளை மொழிபெயர்த்துத் தகவல் ஆக்குகிறது. இக்கருவியை மிகக் குறைந்த தொலைவுகளில் மட்டுமே பயன்படுத்த முடியும்.

நவீன நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள்:

1950ஆம் ஆண்டுகள் முதல், அணுக்கருத்திறன் மூலம் இயக்கப் படும் நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் தயாரிக்கப்பட்டன. கடல்நீரில் இருந்து ஆக்ஸினை பிரித்தெடுக்கும் தொழில்நுட்பம் கண்டறியப்பட்டது.

இவ்விரண்டு கண்டுபிடிப்புகளும் நீர்மூழ்கிக் கப்பல் தொழில்நுட்பத்தில் பெரும் மாற்றத்தை உருவாக்கின. நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் நீருள் பல மாதங்கள் தங்கியிருக்க வழி வகை செய்தன.

மேலும், பல ஆயிரக்கண்க்கான கிலோமீட்டர்கள் நீருள் மூழ்கியபடியே பயணிக்க முடிந்தது. பல நெடிய பயணங்கள் மேற்கொள்ளப்பட்டன. உதாரணமாக, அமெரிக்க நீர்மூழ்கிக் கப்பலான USS நாட்டிலஸ் வட துருவத்தை மூழ்கியபடியே கடந்தது.  மற்றொரு நீர்மூழ்கிக் கப்பலான USS டிரடான் மூழ்கியபடியே உலகை ஒருமுறை வலம் வந்தது. ஐக்கிய அமெரிக்காவும் சோவியத் ஒன்றியமும் பல வலிமையான அணுக்கருத்திறன் நீர்மூழ்கிக் கப்பல்களை உருவாக்கின.

1959 மற்றும் 1960 ஆம் ஆண்டுகளில் அமெரிக்காவுக்கும் சோவியத் ஒன்றியத்துக்கும் இடையான பனிப்போரின் அங்கமாக முதலாவது முறையாக எறிகணைகள் நீர்மூழ்கிக் கப்பல்களில் ஐக்கிய அமெரிக்காவால் ஜாட்J வாஷிங்டன் வகை நீர்மூழ்கிக் கப்பல்களிலும், சோவியத் ஒன்றியத்தால் ஹோட்டல் வகை நீர்மூழ்கிக் கப்பல்களிலும் பொருத்தப் பட்டன.

 சுவாசித்தலுக்கான ஆக்ஸிஜன்;

நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் பல மாதங்கள் வரை நீருள் மூழ்கியிருக்கும் திறன் வாய்ந்தவை. எனவே இவ்வகை நீர்மூழ்கிக் கலங்களில் மனிதர்கள் நெடுங்காலம் தங்கியிருக்கத் தக்க வாழ்வாதாரங்களை நிறுவுதல் இன்றியமையாகிறது. பல நவீன இராணுவ நீர்மூழ்கிக் கப்பல்களில் மின்னாற் பகுப்பு முறையில் நீரிலிருந்து சுவாசிக்கத் தகுந்த ஆக்சிஜன் பெறப்படுகிறது. நீர்மூழ்கிக் கப்பல்களுள் உள்ள காற்று கட்டுப்பாட்டு கருவி மூலம் தேவையற்ற CO2 வாயு நீக்கப்படுகிறது. மற்றொரு கருவி மூலம் CO வளி CO2 ஆக மாற்றப்பட்டு நீக்கப் படுகிறது.

மேலும் கப்பலில் உள்ள சேமிப்பு மின்கலம் மூலம் உருவாக்கப்படும் ஹைடிரஜன் வாயு ஆக்சிஜனுடன் இணைக்கப்பட்டு நீர் உற்பத்தி செய்யப் படுகிறது. காற்று கட்டுப்பாட்டுக் கருவியின் Sensor  கருவிகள் கப்பலின் பல பாகங்களில் பொருத்தப்பட்டு காற்று மாதிரிகள் சோதனை செய்யப்படுகின்றன. நச்சு வாயு கலந்திருப்பின் அவை நீக்கப்படுவதுடன், அவை மைய கட்டுப்பாட்டு அறைக்கு தெரிவிக்கப்படுகிறது. அதிக ஆக்சிஜன் எளிதில் தீப்பற்ற உதவுமாகையால் காற்றில் உள்ள ஆக்சிஜன் அளவு சில பகுதிகளில் குறைவான விழுக்காட்டில் பேணப்படுகிறது.

குடிநீர் ஆவியாக்கல் முறையிலோ, எதிர் சவ்வூடு பரவல்(Reverse osmosis)  முறையிலோ தயாரிக்கப்படுகிறது. இந்நீர், குளிக்க, குடிக்க, சமைக்க ஆகியவற்றிக்கு பயன்படுத்தப் படுகிறது. கடல்நீர் கழிப்பிடங்களில் பயன்படுத்தப் படுகிறது. அழுக்கு நீர் கழிவு தொட்டிகளில் அடைக்கப்பட்டு அழுத்தமூட்டப்பட்ட காற்றின் மூலம் சிறப்பு கருவிகள் மூலம் கப்பலிருந்து வெளியேற்றப் படுகிறது.