เรือดำน้ำ

1620 ที่เรือดำน้ำลำแรกถูกสร้างขึ้นมา ขณะนั้นเรือดำน้ำสามารถจุคนได้เพียง 12 คน ดำน้ำได้ลึกเพียง 4.5 เมตร และเคลื่อนที่ใต้น้ำได้เพียง 8 กิโลเมตรก่อนที่จะต้องขึ้นสู่ผิวน้ำ ปัจจุบันเรือดำน้ำสามารถจุคนได้ถึง 150 คน สามารถอยู่ใต้น้ำได้นานนับเดือน ด้วยขนาดที่ใหญ่โตจนสามารถจุคนได้มากขนาดนี้ เรือดำน้ำมีวิธีการอย่างไรที่จะทำให้ตัวมันดำลงใต้น้ำได้และกลับขึ้นสู่ผิวน้ำได้อีก เรือดำน้ำถูกออกแบบมาเพื่อให้สามารถอยู่ในน้ำลึกได้ ด้วยตัวลำเรือที่ถูกออกแบบให้มีผนังสองชั้น เป็นส่วนหนึ่งที่ทำให้ลูกเรือสามารถอยู่ในเรือได้อย่างปกติ แม้จะอยู่ในระดับความลึกมากเพียงใดก็ตาม และสามารถอยู่ได้นานจนกว่าอากาศและอาหารจะไม่เพียงพอ

ปัจจุบันเรือดำน้ำถูกนำไปใช้ประโยชน์อย่างกว้างขวาง เราสร้างเรือดำน้ำขนาดที่เล็กสามารถดำน้ำในระดับที่ลึกมาก เพื่อทำงานเฉพาะกิจบางอย่าง เช่น การสำรวจซากเรือโบราณ, การวางสายเคเบิลใต้น้ำ, การหาร่องรอยของแผ่นดินไหว และการศึกษาเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตใต้ทะเล ซึ่งทำให้มนุษย์เราสามารถจะเข้าถึงโลกใต้ทะเลที่เราไม่เคยสัมผัสมาก่อน

เรือดำน้ำยุคแรก

 

อ้างอิงจากบันทึกใน Opusculum Taisnieri ตีพิมพ์ในปี 1562:

Two Greeks submerged and surfaced in the river Tagus near the City of Toledo several times in the presence of The Holy Roman Emperor Charles V, without getting wet and with the flame they carried in their hands still alight.

ชาวกรีกสองคนดำอยู่ใต้น้ำและโผล่ขึ้นมาในแม่น้ำเทกัส (Tagus) ใกล้เมืองโตเลโด (Toledo) หลายต่อหลายครั้งในที่ประทับของจักรพรรดิคาร์ลที่ 5 แห่งจักรวรรดิโรมันอันศักดิ์สิทธิ์ (The Holy Roman Emperor Charles V),โดยปราศจากการเปียกปอนและคบไฟที่พวกเขาถืออยู่ในมือก็ยังคงลุกโชน

ในปี ค.ศ. 1578 นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษชื่อ วิลเลียม บอร์น (William Bourne) ได้บันทึกไว้ในหนังสือของเขาเรื่อง Inventions or Devises ซึ่งเป็นหนึ่งในแบบแปลนแรกของการสร้างยานพาหนะนำทางใต้น้ำ (underwater navigation vehicle) ไม่กี่ปีต่อมานักคณิตศาสตร์และนักเทววิทยาชาวสก็อตชื่อ จอห์น เนเปียร์ (John Napier) ได้เขียนไว้ในหนังสือสิ่งประดิษฐ์ลับ (Secret Inventions) (ปี 1596) ดังต่อไปนี้: "These inventions besides devises of sayling under water with divers, other devises and strategems for harming of the enemyes by the Grace of God and worke of expert Craftsmen I hope to perform." ไม่เป็นที่ชัดเจนว่าเขาได้เคยดำเนินการตามความคิดของเขาหรือไม่

ครั้งแรกของเรือดำน้ำที่ได้มีการสร้างเราได้ข้อมูลที่เชื่อถือได้ว่า มันได้ถูกสร้างขึ้นในปี ค.ศ. 1620 โดย คอร์นีเลียส แดรบเบิล (Cornelius Drebbel), ซึ่งเป็นชาวดัตช์เพื่อใช้ในงานราชการของพระเจ้าเจมส์ที่ 1 แห่งอังกฤษ มันถูกสร้างขึ้นตามมาตรฐานของการออกแบบที่ระบุไว้โดยนักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษที่มีชื่อว่า วิลเลียม บอร์น (William Bourne) มันถูกขับเคลื่อนโดยใช้วิธีการพาย

ในศตวรรษที่ 18

ในช่วงกลางศตวรรษที่ 18 มีสิทธิบัตรมากกว่า 12 ฉบับ สำหรับเรือดำน้ำ / เรือใต้น้ำ (submersible boat) ที่ได้รับอนุญาตในอังกฤษ ในปี ค. ศ. 1747, นาธาเนียล ไซแมนส์ (Nathaniel Symons) ได้สร้างและจดสิทธิบัตรตัวอย่างการทำงานแรกที่รู้จักกันดีในการใช้ถังอับเฉา (ballast tank) สำหรับการดำน้ำ การออกแบบของเขาใช้ถุงที่ทำด้วยหนังสัตว์ที่สามารถบรรจุน้ำให้เต็มเพื่อสำหรับการดำลงใต้น้ำของตัวยาน มีการใช้กลไกในการบิดน้ำออกจากถุงและเป็นสาเหตุทำให้เรือลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ ในปี ค.ศ. 1749, นิตยสารสุภาพบุรุษ (Gentlemen's Magazine) รายงานว่าการออกแบบที่คล้ายคลึงกันนั้นได้รับการเสนอเป็นครั้งแรกโดย Giovanni Borelli เมื่อปี ค.ศ. 1680 การปรับปรุงการออกแบบเพิ่มเติมซบเซามานานกว่าศตวรรษ, จนกระทั่งมีการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีใหม่ ๆ สำหรับการขับเคลื่อนและความมีเสถียรภาพของเรือดำน้ำขึ้น

เรือดำน้ำที่ใช้ในทางทหารลำแรกคือเรือดำน้ำที่มีชื่อเรียกว่า เต่า (Turtle) (ปี พ.ศ. 2318), เป็นเครื่องอุปกรณ์กลไกที่มีรูปทรงเหมือนผลต้นโอ๊กที่ต้องคอยให้กำลังขับเคลื่อนด้วยมือซึ่งได้รับการออกแบบโดยนักประดิษฐ์ชาวอเมริกันชื่อ เดวิด บุชเนล (David Bushnell) โดยสามารถบรรทุกคนโดยสารได้เพียงคนเดียว เป็นเรือดำน้ำลำแรกที่ได้รับการยืนยันแล้วว่าสามารถทำงานและเคลื่อนที่ใต้น้ำได้อย่างอิสระ และเป็นเรือลำแรกที่ใช้ใบพัดแบบเกลียว (screws) ในการขับเคลื่อน

ศตวรรษที่ 19

 

ในปี ค.ศ. 1800 ฝรั่งเศสได้สร้าง นอติลุส (Nautilus) ซึ่งเป็นเรือดำน้ำที่ขับเคลื่อนโดยพลังมนุษย์ ซึ่งออกแบบโดยโรเบิร์ต ฟุลตัน ชาวอเมริกัน และได้ยกเลิกการทดลองไปในปี 1804 เช่นเดียวกับชาวอังกฤษ เมื่อพวกเขาได้พิจารณาการออกแบบเรือดำน้ำของฟุลตันอีกครั้ง

 

เราสามารถควบคุมทิศทางการเคลื่อนที่ของเรือดำน้ำได้ด้วยการบังคับหางเสือเรือให้ไปทางซ้ายหรือทางขวา มีใบพัดที่สร้างแรงผลักให้เรือดำน้ำเคลื่อนที่ไปข้างหน้า เราสามารถทำให้เรือดำน้ำจมน้ำ ลอยอยู่บนผิวน้ำหรือแม้กระทั่งลอยอยู่ใต้น้ำได้ เมื่อวัตถุชิ้นหนึ่งอยู่ใต้น้ำ น้ำจะถูกแทนที่ด้วยวัตถุอีกชิ้นนั้นในปริมาตรที่เท่ากัน น้ำหนักและปริมาตรเป็นสิ่งที่ทำให้วัตถุชิ้นหนึ่งจมหรือลอย หากเราโยนไม้ท่อนหนึ่งลงในน้ำ ไม้ท่อนนั้นจะเข้าไปแทนที่น้ำ ในขณะที่น้ำจะมีแรงดันกลับทำให้ไม้ลอยน้ำขึ้นมา ถ้าเราเปรียบเทียบน้ำหนักของไม้กับน้ำที่มีปริมาตรเท่ากันจะพบว่า ไม้มีปริมาตรที่เบากว่า ดังนั้น น้ำจึงมีกำลังพอที่จะรองรับไม้ท่อนนั้นไม่ให้จมลงใต้น้ำหากเราเปลี่ยนจากไม้เป็นก้อนหินซึ่งมีน้ำหนักมากกว่าน้ำ ก้อนหินก็จะจมลงอย่างรวดเร็วเนื่องจากน้ำไม่สามารถจะรองรับน้ำหนักของก้อนหินไว้ได้ หากเราลองใช้ขวดพลาสติกที่มีน้ำหนักเบานำมาเติมน้ำลงไปครึ่งขวดแล้วนำขวดนั้นไปใส่ในน้ำ เราเห็นว่าขวดจะจมลงไปเพียงแค่ส่วนที่มีน้ำอยู่เนื่องจากน้ำหนักของน้ำที่อยู่ในขวดนั้นมีพอ ๆ กับน้ำภายนอกขวดที่ถูกแทนที่ แต่ถ้าเราใส่น้ำจนเต็มขวด ขวดใบนั้นก็จะจมน้ำ เนื่องจากน้ำหนักของขวดขณะนั้นเท่ากันหรืออาจจะมากกว่าน้ำที่ถูกแทนที่ เรือดำน้ำใช้หลักการนี้ในการดำลงใต้น้ำและกลับขึ้นสู่ผิวน้ำ วิธีการก็คือ ลดหรือเพิ่มปริมาณของน้ำและอากาศที่อยู่ในถังอับเฉาให้เหมาะสม เวลาที่ถังอับเฉามีแต่อากาศ น้ำหนักของเรือก็จะน้อยกว่าน้ำ ทำให้เรือลอยอยู่บนผิวน้ำได้ แต่ถ้าหากในถังอับเฉามีน้ำอยู่เต็ม น้ำหนักของเรือก็จะมากกว่าน้ำซึ่งก็จะทำให้เรือจมลงใต้น้ำ หากเราต้องการให้เรือลอยขึ้น สามารถทำได้โดยการปล่อยอากาศที่ถูกอัดเอาไว้ในถังอัดอากาศเพื่อดันน้ำออกไปจากถึงอับเฉา เมื่อปริมาณน้ำลดลง เรือก็จะมีน้ำหนักน้อยลงจนถึงระดับที่เบากว่าน้ำ ทำให้เรือสามารถลอยขึ้นเหนือผิวน้ำได้

เมื่อต้องการดำลงใต้น้ำลึกอีกครั้งก็สูบน้ำเข้ามาในถังอับเฉา โดยปกติแล้วเราก็จะเพิ่มน้ำเข้าไปจนกระทั่งน้ำหนักของเรือเพิ่มขึ้นจนเท่ากับน้ำหนักของน้ำ เพียงเท่านี้เรือก็สามารถเคลื่อนที่อยู่ใต้น้ำได้

 

รายชื่อประเทศที่ประจำการเรือดำน้ำ

 

 

 

 

• แอลจีเรีย
• อาร์เจนตินา
• ออสเตรเลีย
• บังกลาเทศ
• บราซิล
• แคนาดา
• ชิลี
• โคลอมเบีย
• เอกวาดอร์
• อียิปต์
• ฝรั่งเศส
• เยอรมนี
• กรีซ
• อินเดีย
• อินโดนีเซีย
• อิหร่าน
• อิตาลี
• อิสราเอล
• ญี่ปุ่น
• มาเลเซีย
• พม่า
• เนเธอร์แลนด์
• เกาหลีเหนือ
• นอร์เวย์
• ปากีสถาน
• จีน
• ไต้หวัน
• เปรู
• โปแลนด์
• โปรตุเกส
• รัสเซีย
• สิงคโปร์
• แอฟริกาใต้
• เกาหลีใต้
• สเปน
• สวีเดน
• ไทย (อนาคต)
• ตุรกี
• ยูเครน
• สหราชอาณาจักร
• สหรัฐ
• เวเนซุเอลา
• เวียดนาม

เรือดำนํ้าติดขีปนาวุธทางยุทธศาสตร์

 

• จีน – Type 094 submarine, Type 092 submarine
• ฝรั่งเศส – Triomphant class
• รัสเซีย – Typhoon class, Delta class และ Borei class
• สหราชอาณาจักร – Vanguard class
• สหรัฐ – Ohio class
• อินเดีย – Arihant class

รายชื่อประเทศที่ประจำการเรือดำนํ้าพลังงานนิวเคลียร์

 

• ออสเตรเลีย (อนาคต)
• บราซิล (อนาคต)
• ฝรั่งเศส
• อินเดีย
• จีน
• รัสเซีย
• สหราชอาณาจักร
• สหรัฐ

รายชื่อประเทศที่เคยประจำการเรือดำน้ำ

• แอลเบเนีย (ปลดประจำการในปี 1998)
• ออสเตรีย-ฮังการี (เรือดำน้ำใช้ไม่ได้หลังจากประเทศล่มสลาย-ไม่มีทางออกสู่ทะเล)
• บัลแกเรีย (ปลดประจำการในปี 2011)
• คิวบา
• เดนมาร์ก (ปลดประจำการในปี 2003)
• เอสโตเนีย (เรือดำน้ำทั้งหมดถูกยึดโดยโซเวียตในปี 1940)
• ฟินแลนด์ (ปลดประจำการในปี 1945)
• ลัตเวีย (เรือดำน้ำทั้งหมดถูกยึดโดยโซเวียตในปี 1940)
• ลิเบีย
• โรมาเนีย
• เซอร์เบียและมอนเตเนโกร (เรือดำน้ำใช้ไม่ได้หลังจากประเทศล่มสลาย-ไม่มีทางออกสู่ทะเล)
• สหภาพโซเวียต (เรือดำน้ำทั้งหมดถูกยึดโดยรัสเซียในปี 1991)
• ซีเรีย (ปลดประจำการในปี 1992)
• ไทย (ประจำการปี 1938-1951)
• ยูเครน (เรือดำน้ำได้ถูกรวมเข้ากับกองทัพเรือรัสเซียในการลงประชามติไครเมีย พ.ศ. 2557)

• เรือดำน้ำในอาเซียน