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
Συνεχίζουμε εδώ την καταγραφή της ιστορίας των ανθυποβρυχιακών επιχειρήσεων καλύπτοντας πλέον τον 20ο αιώνα (οι πρώτες εξελίξεις των προηγούμενων χρόνων περιγράφησαν στο Α’ μέρος), όταν δηλαδή το υποβρύχιο έδειξε πραγματικά τις σημαντικές πολεμικές του δυνατότητες.
Ανθυποβρυχιακές δυνατότητες: Α’ μέρος, η απειλή κάτω από το νερό και οι πρώτες προσπάθειες
1912: Μετά από το ναυάγιο του υπερωκεάνιου “Τιτανικός” στο παρθενικό του ταξίδι (15 Απριλίου 1912) ενισχύθηκε το ενδιαφέρον για την ανάπτυξη τεχνικών εντοπισμού παγόβουνων και γενικότερα αντικειμένων μέσα στο νερό.[i] Αυτό, οδήγησε στην ανακάλυψη του ηχοβολιστικού (echo sounder) από το Γερμανό φυσικό Alexander Behm (1913), ενώ ακολούθησαν πολλοί ακόμη ερευνητές με παρόμοιες εφευρέσεις.[ii]
1912-1914: Πρώτες σημαντικές προσπάθειες αποδοτικής χρήσης του ήχου στο υποθαλάσσιο περιβάλλον, μέσω της ανάπτυξης αριθμού από πατέντες ηχοεντοπισμού σε Ευρώπη και Αμερική. Μεταξύ αυτών, ήταν η θεωρητική ιδέα ανίχνευσης υποβρύχιων αντικειμένων, του Άγγλου επιστήμονα Lewis F. Richardson (1912), όπως επίσης το βυθόμετρο (fathometer) και το ενεργό σύστημα ηχοεντοπισμού παγόβουνων και υποβρύχιων αντικειμένων (echo ranger), όπως επίσης και υποβρύχιων επικοινωνιών, με μορφοτροπέα κινητού πηνίου (500-1000 Hz), του Καναδού εφευρέτη Reginald A. Fessenden (1914).
5/9/1914: Η βύθιση του ελαφρού καταδρομικού (scout cruiser) HMS Pathfinder, από το γερμανικό υποβρύχιο U-21, καταγράφηκε ως η πρώτη επιτυχημένη επίθεση υποβρυχίου με αυτοκινούμενη τορπίλη. Λίγο αργότερα, στις 22/9/1914, το γερμανικό υποβρύχιο U-9 βυθίζει διαδοχικά μέσα σε διάστημα 90 λεπτών, τρία βρετανικά παλαιά θωρακισμένα καταδρομικά (armored cruisers), τα HMS Abukir, HMS Hogue και HMS Cressy, τα οποία περιπολούσαν ανοιχτά της Ολλανδίας. Αν και τα πρώτα υποβρύχια στις αρχές του εικοστού αιώνα, όπως επίσης και οι αντίστοιχες ανθυποβρυχιακές τεχνικές και τακτικές ήταν ακόμη πρωτόγονες, όμως τα Γερμανικά υποβρύχια του α΄ πρώτου παγκοσμίου πολέμου αποδείχθηκαν ικανή απειλή για τη ναυτιλία, στο Βόρειο Ατλαντικό Ωκεανό.
1914: Το Βρετανικό ναυτικό εισάγει τις πρώτες βόμβες βάθους, για την αντιμετώπιση της νεοεμφανισθείσας υποβρύχιας απειλής. Πολύ αργότερα, το Σοβιετικό ναυτικό, με σχετικά μεγάλη καθυστέρηση, υιοθέτησε το συγκεκριμένο όπλο περί τις αρχές της δεκαετίας του 1930.
7/5/1915: Βύθιση του βρετανικού επιβατηγού RMS Lusitania από το γερμανικό υποβρύχιο U-20 στις νοτιοδυτικές ακτές της Ιρλανδίας (128 Αμερικανοί πολίτες ήταν μεταξύ των 1201 νεκρών). Μετά από πιέσεις των ΗΠΑ, η Γερμανία διέκοψε το λεγόμενο απεριόριστο υποβρυχιακό πόλεμο (unrestricted submarine warfare), τον οποίο όμως επανέφερε για λίγο το 1916 και πάλι το 1917 μέχρι το τέλος του πολέμου.
1915 – 1916: (Α΄ παγκόσμιος πόλεμος). Εντείνεται η χρήση υδροφώνων και βομβών βάθους από το Βρετανικό ναυτικό, για την αντιμετώπιση της υποβρύχιας απειλής. Στα πρώτα ανθυποβρυχιακά πειράματα για τον εντοπισμό υποβρυχίων, το Βρετανικό ναυτικό εκπαίδευε θαλάσσια λιοντάρια (sea lions). Ο χαλαζίας (πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο), μέσα σε χαλύβδινο σάντουιτς, ήταν από τα πρώτα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή αποτελεσματικών στοιχείων ηλεκτρο-ακουστικών μορφοτροπέων (1917-1918), τόσο από τον πρωτοπόρο Γάλλο φυσικό Paul Langevin, όσο και από τον Καναδό φυσικό Robert William Boyle. O τελευταίος εργάστηκε στο βρετανικό πρόγραμμα που αργότερα έγινε γνωστό ως ASDIC (1916-1917). Ανάλογη διάταξη υδροφώνων είχε σχεδιασθεί και από το Ρώσο ηλεκτρολόγο μηχανικό Konstantin V. Chilowsky, ο οποίος είχε σκεφθεί την ιδέα από το 1914.
Η πρώτη ηχοεντοπιστική συσκευή ASD (Anti–Submarine Division) ή ASDIC (Anti–Submarine Detection Investigation Committee) από την ομώνυμη ερευνητική επιτροπή του Βρετανικού ναυτικού, δημιουργήθηκε με μεγάλη μυστικότητα. Αρχικά απετέλεσε παθητικό σύστημα εντοπισμού υποβρυχίων στόχων. Μέχρι την έναρξη του β΄ παγκόσμιου πολέμου, η ASDIC είχε αναπτυχθεί σε μια ποικιλία ενεργητικών συσκευών, μικρής εμβέλειας εντοπισμού (<2 km) και συχνοτήτων λειτουργίας από 14 έως 26 kHz. Η ASDIC απετέλεσε τη βάση των συσκευών που αργότερα οι Αμερικανοί ονόμασαν SONAR και ταυτόχρονα εξυπηρετούσε και τις υποβρύχιες επικοινωνίες.[iii]
1917: Άρχισε να εφαρμόζεται με σχετική επιτυχία η αμυντική τακτική της συνοδευόμενης νηοπομπής, για την προστασία των εμπορικών πλοίων από τα Γερμανικά υποβρύχια. Η συγκεκριμένη ιδέα, αφενός δυσκόλεψε πολύ την εύρεση των πλοίων στον απέραντο ωκεανό, αλλά επίσης τα πλοία συνοδείας (ακόμη και εάν δεν διέθεταν κάποιο αποτελεσματικό ανθυποβρυχιακό όπλο), ανάγκαζαν ωστόσο το υποβρύχιο να καταδύεται αμέσως μετά την επίθεση. Δεδομένου ότι η ταχύτητα κατάδυσης ήταν σημαντικά μικρότερη των πλοίων επιφανείας, αυτά διέφευγαν από μόνα τους τον κίνδυνο. Κατά τον Α΄παγκόσμιο πόλεμο, τα γερμανικά υποβρύχια βύθισαν 5708 εμπορικά πλοία (11 εκατομμύρια dwt) και 62 πολεμικά πλοία (538 χιλιάδες dwt).
1918-1920: Κατασκευή των πρώτων ενεργών ηχοεντοπιστικών συσκευών, με βάση το χαλαζία (πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο), μετά από Αγγλο-Αμερικανική συνεργασία. Η εποχή των υδροακουστικών εντοπιστικών συστημάτων έχει ήδη αρχίσει.
1923: Ίδρυση του τμήματος ακουστικών ερευνών, στο NRL (Naval Research Laboratory) των ΗΠΑ.
Σχήμα 14: Το HMS M2 απετέλεσε ένα υποβρύχιο “monitor” του Ηνωμένου Βασιλείου, που ολοκληρώθηκε το 1919 και μετατράπηκε το 1927 σε υποβρύχιο-αεροπλανοφόρο. Ήταν ένα από τα τρία σκάφη κλάσης Μ που ολοκληρώθηκαν. Τελικά, το συγκεκριμένο ναυάγησε στο Lyme Bay του Dorset της Βρετανίας, στις 26 Ιανουαρίου 1932.
1931-1934: Εγκατάσταση των πρώτων επιχειρησιακών ενεργών sonar σε αμερικάνικα πολεμικά πλοία. Σε κάποια αντιτορπιλικά είχε προηγηθεί η εγκατάσταση της συσκευής QA, όμως ως η πρώτη επιχειρησιακή αμερικανική συσκευή sonar θεωρείται η QB (πιεζοηλεκτρικών κρυστάλλων Rochelle), από το 1931. Λίγο αργότερα εμφανίστηκε και η βελτιωμένη συσκευή QC (μαγνητοσυστολής, νικελίου).[iv]
1935: Η ηχοεντοπιστική συσκευή Gruppenhorchgerät ή GHG (της ELAC) εγκαθίσταται στα γερμανικά υποβρύχια (U-boats). Περιλαμβάνει πλευρικές συστοιχίες πιεζοηλεκτρικών υδροφώνων (κρυστάλλων Seignette / Rochelle), με κεντρικές συχνότητες λειτουργίας 1, 3 & 6 kHz.
1937: Ο ερευνητής επιστήμονας R. Steinberger του NRL εφάρμοσε για πρώτη φορά τη θεωρία των ακτίνων (ray theory) για να ερμηνεύσει τα διάφορα φαινόμενα διάδοσης του ήχου στη θάλασσα.
1943: Οι ερευνητές J. Ide, R. Post και W. Fry του NRL αναπτύσσουν το πρώτο μοντέλο ηχητικής διάδοσης σε ρηχά νερά, με βάση τη θεωρία των κανονικών ιδιορρυθμών (normal mode theory).
Γενικά, στο διάστημα του μεσοπολέμου (δεκαετίες 1920 και 1930) αναπτύχθηκαν αρκετές ενεργητικές ηχοεντοπιστικές συσκευές που λειτουργούσαν κυρίως στην περιοχή των υψηλών συχνοτήτων 10 – 30 kHz. Επίσης, από τον Οκτώβριο του 1941, πλοία του αμερικανικού ναυτικού ήταν εξοπλισμένα με βαθυθερμογράφους (εφεύρεση του ωκεανογράφου Athelstan Frederick Spilhaus, από το 1937).
Το γερμανικό καταδρομικό Prinz Eugen[v] διέθετε στην πλώρη του μια σύμμορφη (conformal) συστοιχία υδροφώνων (παθητικό sonar), για την επιβίωσή του από τις τορπιλικές επιθέσεις.
Στις σκοτεινότερες μέρες του Β΄παγκοσμίου πολέμου, περίπου 120 γερμανικά υποβρύχια περιπολούσαν τον Ατλαντικό καθ’ ομάδες (wolfpacks), βυθίζοντας ανηλεώς τα πλοία των αμερικανικών νηοπομπών που εισήγαγαν προμήθειες προς τη Μ. Βρετανία (το Μάρτιο του 1943 υπήρχαν συνολικά σε ενέργεια περί τα 240 U-boats).[vi] Παρά την αρχική επιτυχία των wolfpacks, οι επιχειρήσεις των γερμανικών υποβρυχίων έγιναν όλο και πιο δαπανηρές, καθώς εισήχθησαν ικανότερα ανθυποβρυχιακά αεροσκάφη μεγάλης εμβέλειας, με μικροκυματικό ραντάρ, που μετέτρεψαν τους κυνηγούς σε θηράματα.
Τεχνολογίες, όπως ο γερμανικός ανιχνευτής μικροκυματικών ραντάρ Naxos (με λυχνία magnetron στην S-band), που εγκαταστάθηκε σε γερμανικά υποβρύχια προς το τέλος του πολέμου (FuMB 7 Naxos U), κατάφεραν μόνον κάποια προσωρινά αποτελέσματα. Οι σύμμαχοι βελτίωναν διαρκώς τα εναέρια ραντάρ προς τις υψηλότερες συχνότητες, με αποτέλεσμα να απαιτείται διαρκής εξέλιξη της γερμανικής συσκευής ανίχνευσης. Επίσης, η απόκτηση πληροφοριών σχετικά με τις θέσεις και τα σχέδια των γερμανικών υποβρυχίων, μέσω των βρετανικών μυστικών επιχειρήσεων Ultra, που αποκωδικοποιούσαν τα κρυπτογραφημένα ραδιοσήματα και μηνύματα τηλετύπου (Enigma) έπαιξε επίσης σημαντικό ρόλο στον περιορισμό της απειλής των U-boats και στην καθοδήγηση των ανθυποβρυχιακών προσπαθειών προς μεγαλύτερη επιτυχία.
Κατά τον Β΄παγκόσμιο πόλεμο, οι ανθυποβρυχιακές επιχειρήσεις αναπτύχθηκαν αλματωδώς με τη βοήθεια της επιχειρησιακής έρευνας, με έμφαση στα θέματα σχεδίασης περιπολιών αεροσκαφών, άφεσης/βολής βομβών βάθους και εκτόξευσης ανθυποβρυχιακών βομβίδων, καθώς επίσης σχεδίασης των αμερικανικών νηοπομπών προς την Ευρώπη.[vii] Ένα συμπέρασμα της επιχειρησιακής έρευνας ήταν ότι λιγότερες και μεγαλύτερες νηοπομπές, με περισσότερα πλοία συνοδείας, ήταν πιο βιώσιμες (με λιγότερες απώλειες), από πολλές μικρές νηοπομπές με λιγότερα πλοία συνοδείας.
Σύμφωνα με άλλη έρευνα, βρέθηκε ότι εάν το βάθος πυροδότησης των από αέρος ριπτόμενων βομβών βάθους άλλαζε από 100 ft σε 25 ft, τότε ανέβαινε η πιθανότητα καταστροφής των υποβρυχίων (Pkill). Ο λόγος ήταν, ότι όταν το U-boat εντόπιζε το αεροσκάφος λίγο πριν φτάσει πάνω του, τότε οι βόμβες βάθους στα 100 ft δεν θα προκαλούσαν ζημιά, επειδή το U-boat δεν θα είχε χρόνο να κατέβει μέχρι το βάθος αυτό. Επίσης, αν το U-boat εντόπιζε το αεροσκάφος από πολύ μακριά, τότε είχε χρόνο να αλλάξει πορεία κάτω από το νερό και οι πιθανότητες να προσβληθεί ήταν πολύ μικρές. Ως συμπέρασμα, ήταν πιο αποτελεσματικό για τα αεροσκάφη να επιτίθενται σε υποβρύχια κοντά στην επιφάνεια, από το να επιχειρούν την καταστροφή τους σε μεγαλύτερα βάθη. Πριν από την αλλαγή των ρυθμίσεων των βομβών βάθους από τα 100 ft στα 25 ft, μόλις το 1% των U-boat βυθιζόντουσαν και το 14% υπέφεραν ζημιές. Μετά την αλλαγή, το 7% βυθιζόντουσαν και το 11% υπέφεραν ζημιές. Όσον αφορά στα υποβρύχια που δεν προλάβαιναν να καταδυθούν λίγο πριν δεχτούν επίθεση, ο αριθμός των βυθισμένων αυξήθηκε στο 11% και σε 15% αυτών με ζημιές.
Δοκιμές για να διαπιστωθεί το προτιμότερο χρώμα για να καμουφλάρει τα αεροσκάφη που περιπολούσαν κατά τη διάρκεια της ημέρας στους γκρίζους ουρανούς του Βόρειου Ατλαντικού έδειξαν ότι αυτά που ήταν βαμμένα με λευκό χρώμα δεν εντοπιζόντουσαν κατά μέσο όρο μέχρι να πλησιάσουν 20% πιο κοντά από αυτά που ήταν βαμμένα μαύρα. Αυτή η αλλαγή έδειξε ότι 30% περισσότερα υποβρύχια θα δέχονταν επίθεση και θα βυθίζονταν για τον ίδιο αριθμό θεάσεων.
Επίσης, η σύγκριση των αναλογιών εξόδων προς εισόδων καθιέρωσε δείκτες αποτελεσματικότητας, χρήσιμους στην επιχειρησιακή σχεδίαση. Από τη σύγκριση του αριθμού των ωρών πτήσης των συμμαχικών αεροσκαφών περιπολίας με τον αριθμό των παρατηρήσεων U-boat σε κάποια συγκεκριμένη περιοχή, ήταν δυνατή η ανακατανομή των αεροσκαφών σε πιο παραγωγικές περιοχές περιπολίας. Τέλος, η αναλογία των 60 ποντισμένων ναρκών ανά πλοίο που βυθιζόταν ήταν πολύ συνηθισμένη στην πράξη (γερμανικές νάρκες στα βρετανικά λιμάνια, βρετανικές νάρκες σε γερμανικά δρομολόγια και αμερικανικές νάρκες σε ιαπωνικά δρομολόγια).
Το αμερικανικό ναυτικό έδωσε το μεγαλύτερο βάρος των επιχειρήσεων στη μάχη του Ειρηνικού, όπου εκμεταλλεύτηκε τα συμπεράσματα από τη μάχη του Ατλαντικού. Για παράδειγμα, η επιχειρησιακή έρευνα αποκάλυψε ότι ομάδες τριών αμερικανικών υποβρυχίων ήταν πιο αποτελεσματικές, όταν εμπλέκονται με τους στόχους που εντόπιζαν κατά τις περιπολίες τους.
Οι συμμαχικές απώλειες μέχρι το τέλος του πολέμου έφθασαν τα 3.500 εμπορικά πλοία (23,4 εκατομμύρια dwt) και τα 175 πολεμικά πλοία επιφανείας, με δεκάδες χιλιάδες ανθρώπινα θύματα. Αντίστοιχα, τα αμερικανικά υποβρύχια στον πόλεμο του Ειρηνικού, βύθισαν συνολικά 4,9 εκατομμύρια dwt Ιαπωνικών εμπορικών και πολεμικών πλοίων, χρησιμοποιώντας τορπίλες ευθυτενούς τροχιάς (μέση επιτυχία προσβολής περί το 50% για αποστάσεις βολής 500 m και 13,5% για αποστάσεις 3 km). Τόσο οι αμερικανικές τορπίλες Mk-14 στον Ειρηνικό όσο και οι γερμανικές G7a στον Ατλαντικό παρουσίαζαν σοβαρά προβλήματα αξιοπιστίας κατά τα πρώτα χρόνια του πολέμου.
Μετά τον 2ο Παγκόσμιο
Προς το τέλος του πολέμου εμφανίστηκαν τα πρώτα Doppler sonar. Όμως, οι σημαντικότερες εξελίξεις στον τομέα των ηχοεντοπιστικών συστημάτων ακολούθησαν μεταπολεμικά. Οι υπερδυνάμεις της εποχής άρχισαν να κατασκευάζουν μεγάλους υποβρύχιους στόλους, πολλοί από τους οποίους ήταν οπλισμένοι με πυρηνικά όπλα. Η μεταπολεμική περίοδος χαρακτηρίζεται από μια πραγματική επανάσταση της ανάπτυξης των υποβρυχίων, τα οποία μετεξελίχθηκαν σε ένα μέσο ολοένα πιο αθόρυβο, πιο γρήγορο, πιο ευέλικτο, με ικανότητα κατάδυσης σε μεγαλύτερα βάθη για μεγαλύτερες χρονικές περιόδους και με περισσότερο βελτιωμένα όπλα και συστήματα εντοπισμού και παρακολούθησης στόχων σε μεγαλύτερες αποστάσεις. Έτσι, μπορούσαν να λειτουργούν αποτελεσματικότερα, ανεξάρτητα μεμονωμένα και η τακτική των ομάδων (wolfpacks) του β΄ Παγκοσμίου πολέμου δεν χρειαζόταν πλέον. Ως απάντηση στην αυξημένη νέα απειλή, διάφορα έθνη επέλεξαν να επεκτείνουν τις ανθυποβρυχιακές τους δυνατότητές. Η μετέπειτα ανάπτυξη πυρηνικών υποβρυχίων ικανών να φέρουν βαλλιστικούς πυραύλους, κατέστησε την πρόοδο των τεχνικών του ανθυποβρυχιακού πολέμου κορυφαία προτεραιότητα.
Κατά τη διάρκεια του Ψυχρού πολέμου, για την αποτελεσματικότερη αντιμετώπιση των πυρηνοκίνητων υποβρυχίων εμφανίστηκαν εξειδικευμένες εκδόσεις τορπιλών βαρέως τύπου…
Η συνέχεια στο Naval Defence
