ในบทความตอนที่แล้ว ผมได้พูดถึง AIP หรือ Air Independent Propulsion ซึ่งเรือดำน้ำรุ่นใหม่ๆ จะติดตั้งระบบนี้ทุกลำ เพราะเทรนด์ของเรือดำน้ำแบบดั้งเดิม (Conventional Submarine) ในยุคศตวรรษที่ 21 นี้ จะต้องมีระบบ AIP เพื่อเพิ่มความสามารถให้กับเรือดำน้ำแบบดั้งเดิม ให้ก้าวพ้นขีดจำกัดในการดำ ทิ้งให้เรือดำน้ำแบบดั้งเดิมกลายเป็นตำนานไปตลอดกาล

ส้นเท้าของอะคิลิสของเรือดำน้ำแบบดั้งเดิม

ข้อจำกัดของเรือดำน้ำแบบดั้งเดิม ที่กลายเป็นจุดอ่อน หรือที่ฝรั่งเค้าเรียกว่าเป็น ส้นเท้าของอะคิลิส (Achilles’ Heel) ก็คือการที่เรือต้องลอยลำขึ้นมาบนผิวน้ำ เพื่อเดินเครื่องยนต์ไปปั่นไฟประจุลงในแบตเตอรี่ เมื่อแบตเตอรี่เต็มแล้ว จึงจะดำลงไปในน้ำอีกครั้ง และเลิกเครื่องยนต์ ใช้แต่พลังงานไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ในการขับเคลื่อนเรือ และจ่ายภาระให้กับอุปกรณ์นานาชนิด ไม่ว่าจะเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เครื่องมือเดินเรือ ระบบอาวุธ และ Hotel load ที่เป็นชื่อเรียกรวมๆ ของอุปกรณ์อำนวยความสะดวกทั้งหลาย ไม่ว่าจะเป็นไฟฟ้าแสงสว่าง ปั๊มน้ำ ระบบระบายอากาศ เครื่องผลิตอ๊อกซิเจน อุปกรณ์ทำครัว ฯลฯ

การลอยขึ้นมาบนผิวน้ำเพื่อประจุไฟลงแบตเตอรี่นี้ มีชื่อเรียกเฉพาะว่า Surfacing สาเหตุที่ต้องทำแบบนี้ก็เนื่องจาก เรือดำน้ำนั้นใช้เครื่องยนต์สันดาปภายใน เป็นเครื่องยนต์ในการขับเคลื่อนเรือ และยังเป็นเครื่องไฟฟ้าด้วย ไม่ว่าเครื่องยนต์จะเป็นเครื่องยนต์ดีเซลหรือเบนซินก็ตาม จะต้องใช้อากาศในการสันดาป เพื่อทำให้เครื่องยนต์ทำงาน ดังนั้นทางเดียว (ในสมัยนั้น) ที่จะทำให้เครื่องยนต์สันดาปภายในนั้นติดเครื่องได้ จึงต้องลอยตัวขึ้นมาบนผิวน้ำเพื่ออัดอากาศเข้าห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์


เรือดำน้ำแบบ Conventional มีจุดอ่อนอยู่อย่างหนึ่งคือการต้องลอยลำขึ้นมาเดินเครื่องจักรเพื่อประจุไฟฟ้าลงแบตเตอรี่

การ Surfacing ทำให้เรือดำน้ำกลายเป็นเป้าที่เด่นชัดขึ้นมาในทุกๆ ด้าน ไม่ว่าจะเป็นในจอเรดาร์ โซนาร์ กล้องอินฟาเรด เสียง พริ้วน้ำท้ายเรือ หรือแม้แต่การสังเกตการณ์ด้วยสายตา เพราะเมื่อเรือดำน้ำโผล่พ้นขึ้นมาเหนือผิวน้ำ ก็ไม่ต่างอะไรไปจากเรือผิวน้ำลำหนึ่ง นอกจากนี้อุปกรณ์ตรวจจับเสียง (Sound-Detection Gear) ของตัวเอง ก็จะไม่สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากเสียงของเครื่องยนต์ดีเซลกลบเสียงต่างๆ เสียหมด

ข้อจำกัดของเครื่องยนต์สันดาปภายในนี้ ยังทำให้เรือดำน้ำแบบดั้งเดิมไม่ว่าจะเป็นของค่ายไหนๆ ก็แล้วแต่ มีระยะเวลาในการดำอยู่ใต้น้ำได้ไม่นานนัก จำกัดอยู่ที่ 1-3 วัน อย่างเก่งก็ไม่เกิน 7 วัน ก็ต้องขึ้นมาประจุไฟใส่แบตเตอรี่กันใหม่ ทำให้เพิ่มโอกาสในการตกเป็นเป้า เพราะกว่าจะประจุไฟได้เสร็จก็กินเวลาอยู่หลายชั่วโมง ดังนั้นในเวลากลางวัน เรือดำน้ำจะดำน้ำ หรือกบดาน (การกบดานคือการจอดเรือนิ่งอยู่ในพื้นท้องทะเล โดยไม่มีการเคลื่อนที่) เพื่อที่จะได้ไม่ต้อง Surfcaing ขึ้นมาให้เสี่ยง แล้วในตอนกลางคืน ก็จะอาศัยความมืด ลอยลำขึ้นมาเพื่อประจุไฟ ซึ่งมีความปลอดภัยมากกว่า

แต่ถึงกระนั้น ในสมัยหนึ่ง ช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 การ Surfacing นั้นกลับกลายเป็นยุทธวิธีในการรบของเรือดำน้ำไป กล่าวคือ หากเรือดำน้ำสามารถตรวจพบกองเรือของข้าศึกก็จะใช้วิธีการสะกดรอยตามไปใกล้ๆ และส่งข่าวเพื่อเรียกเรือดำน้ำที่อยู่ใกล้เคียงเข้ามารุมกินโต๊ะเรือในกองเรือทั้งหมด โดยจะทำการ Surfacing ขึ้นมาในตอนกลางคืนและโจมตีด้วยตอร์ปิโด หรือปืนใหญ่เรือพร้อมๆ กัน ซึ่งก็จะทำให้กองเรือทั้งหมดถูกกำจัดได้อย่างรวดเร็วและเด็ดขาด (แถมยังได้เดินเครื่องยนต์ชาร์จแบตเตอรี่ไปด้วยในตัว) ยุทธวิธีนี้คิดค้นโดยประเทศเยอรมนี และมีชื่อยุทธวิธีว่า Rudeltaktik ซึ่งรู้จักกันในนาม ยุทธวิธีฝูงหมาป่า หรือ Wolfpack ในภาษาอังกฤษ  โดยเบื้องหลังแห่งความสำเร็จก็คืออุปกรณ์เข้าและถอดรหัสอันมีชื่อเสียง อินิกม่า (Enigma Cipher Machine) ที่ใช้ในการเข้ารหัสข่าวสารที่ส่งระหว่างเรือดำน้ำด้วยกัน


ภาพวาดแสดงยุทธการ Wolfpack ของเรือ U

ยุทธวิธี Wolfpack ได้ถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายทั้งในฝั่งอักษะ และสัมพันธมิตร ตลอดช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 เพียงแต่ปรับเปลี่ยนกลยุทธ์ไปตามแต่กองเรือดำน้ำของแต่ละประเทศ ซึ่งในภายหลังฝ่ายสัมพันธมิตรก็สามารถแก้เกมของเยอรมนีได้ในที่สุด เมื่อฝ่ายสัมพันธมิตรสามารถดักจับข้อความที่ส่งด้วยคลื่นความถี่ HF ได้จากเครื่อง High Frequency Direction Finder (HF/DF หรือ Huff-Duff) และถอดรหัสข้อความด้วยเครื่องถอดรหัส Bombe แต่กลยุทธ์นี้ได้เริ่มเสื่อมความนิยมลงไปหลังสงครามโลกครั้งที่ 2 ในยุคสงครามเย็น เมื่อยุคแห่งเรือดำน้ำนิวเคลียร์ถือกำเนิดขึ้น ทำให้เรือดำน้ำสามารถปฏิบัติการได้อย่างต่อเนื่องยาวนานในทะเล โดยไม่ต้องลอยลำขึ้นมาเพื่อเดินเครื่องยนต์อีกต่อไป

ในระหว่างที่สงครามโลกครั้งที่ 2 กำลังดำเนินไปนั้น วิศวกรเรือดำน้ำก็ไม่ได้มีการหยุดพัฒนาและคิดค้นวิธีที่จะทำให้เรือดำน้ำสามารถดำอยู่ในน้ำได้นานขึ้น เพื่อผลทางยุทธวิธี และไม่ทำให้ตัวเองเป็นเป้าด้วย จึงได้มีการคิดค้นอุปกรณ์ซึ่งเป็นท่อสำหรับดูดอากาศดีเข้าเครื่อง ซึ่งเรียกว่า Submarine Snorkel ขึ้น ซึ่งอุปกรณ์นี้ก็มีลักษณะคล้ายๆ กับท่อช่วยหายใจที่ใช้สำหรับดำน้ำดูปะการังบนผิวน้ำของนักดำน้ำนั่นแหละครับ

ชาติแรกที่คิดค้น Snorkel ขึ้นมาก็คือ ประเทศอังกฤษ แต่ก็ถูกห้ามนำมาใช้ในเรือดำน้ำที่ปฏิบัติการ ส่วนชาติที่นำ Snorkel มาใช้อย่างเป็นจริงเป็นจังก็คือ เนเธอร์แลนด์ หรือ ดัทช์ ต่อมาเยอรมนีได้เทคโนโลยีนี้มาจากความพ่ายแพ้ของเนเธอร์แลนด์ต่อเยอรมนีในระหว่างสงครามโลกครั้งที่ 2 ดังนั้นเยอรมนีจึงได้ติดตั้งเจ้าอุปกรณ์ Snorkel นี้เข้ากับเรือดำน้ำที่มีอยู่แล้ว และที่กำลังต่อขึ้นมาใหม่แทบทุกลำ

ด้วยอุปกรณ์ชนิดนี้ ทำให้เรือดำน้ำไม่ต้องลอยลำขึ้นมาทั้งลำเหมือนเดิม แต่ดำอยู่ในระดับกล้องส่องทางไกลหรือ Periscope Depth แล้วยื่นท่อนี้ขึ้นมาเหนือผิวน้ำเพื่อดูดอากาศเข้าเครื่อง และมีอีกท่อหนึ่งสำหรับปล่อยแก๊สเสีย เราเรียกการดำในลักษณะนี้ว่า Snorkeling หรือ Snort


การ Snort หรือ Snorkeling ของเรือดำน้ำ

การ Snort นี้ แม้จะทำให้เรือดำน้ำไม่ต้องโผล่ขึ้นมาครึ่งลำเหมือนการ Surfacing ก็ตามที แต่ก็ไม่ได้ช่วยให้เรือดำน้ำรอดพ้นจากการตรวจจับไปได้สักเท่าไหร่ เนื่องจากว่าคุณลักษณะต่างๆ ก็ยังปรากฏเด่นชัดขึ้นเหมือนเดิมอยู่ดี ยกเว้นการสังเกตด้วยสายตาอาจจะยากสักหน่อย เพราะจะเห็นแค่ท่อโผล่ขึ้นมาเหนือผิวน้ำเท่านั้น นอกจากนี้การใช้ Snorkel นี้ยังมีปัญหาค่อนข้างมาก เพราะการที่ท่อโผล่พ้นน้ำทะเลเพียงเล็กน้อยนั้น ทำให้มีโอกาสที่น้ำทะเลจะไหลลงท่อไปด้วย ซึ่งจะทำให้เครื่องยนต์ชำรุดเสียหายได้ ดังนั้นเพื่อแก้ปัญหานี้จึงได้มีการคิดค้นลิ้นเปิด-ปิดอัตโนมัติเมื่อมีน้ำทะเลไหลลงไปในท่อ ซึ่งจังหวะที่ลิ้นนี้ปิด จะทำให้เครื่องยนต์ดูดอากาศจากภายนอกมาเผาไหม้ไม่ได้ ทำให้ต้องดูดอากาศจากภายในเรือแทน ซึ่งการดูดอากาศภายในลำเรือนี้ จะทำให้เกิดสุญญากาศขึ้นในเรือ ซึ่งมีผลต่อโครงสร้างของหู ทำให้เกิดอาการปวดหูเหมือนเวลาที่เราดำน้ำ หรือขึ้นที่สูง ซึ่งถ้าสุญญากาศมีกำลังดันมากๆ เข้า ก็จะทำให้แก้วหูฉีกขาดได้ ไม่เพียงเท่านั้น Snorkel ยังส่งผลให้เรือต้องใช้ความเร็วต่ำเพื่อป้องกันท่อ Snorkel แตกจากแรงดันน้ำที่มาปะทะ ซึ่งทำให้การเดินทางนั้นเชื่องช้ามากขึ้นไปอีก

Air Independent Propulsion คืออะไร

Air Independent Propulsion หรือตัวย่อว่า AIP เป็นชื่อเรียกอย่างรวมๆ ของ ระบบขับเคลื่อนที่ไม่ต้องใช้อากาศในการสันดาปภายใน นอกเหนือไปจากระบบขับเคลื่อนพลังงานนิวเคลียร์ ซึ่งข้อดีของ AIP ก็คือ ทำให้เรือดำน้ำไม่ต้องลอยขึ้นมาบนผิวน้ำเพื่อเดินเครื่องยนต์ประจุไฟลงในแบตเตอรี่ ลบข้อจำกัดเดิมๆ ของเรือดำน้ำแบบดั้งเดิมออกไปได้ และทำให้เรือดำน้ำสามารถดำน้ำอยู่ได้นานกว่า 1 อาทิตย์ หรือในบางระบบอยู่ได้นานเกือบ 1 เดือน

AIP มีมากมายหลายรูปแบบ ซึ่งแต่ละแบบก็มีความแตกต่างกันเป็นอย่างมาก  มีทั้งแบบที่เป็นเครื่องยนต์สันดาปภายใน เครื่องยนต์สันดาปภายนอก และเครื่องยนต์ที่ใช้ปฏิกิริยาเคมี ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบันนั้นมีอยู่ 5 ประเภทคือ

  1. เครื่องยนต์กังหันก๊าซ แบบ Walter (Walter Turbines) โดยใช้ ไฮโดรเจน เปอร์อ๊อกไซด์ หรือ High Test Peroxide (HTP) แทนอากาศในการเผาไหม้
  2. เครื่องยนต์ดีเซลแบบวงจรปิด (Closed-Cycle Diesel Engines) โดยใช้อ๊อกซิเจนเหลว (Liquid Oxygen : LOX) แทนอากาศในการเผาไหม้
  3. เครื่องยนต์กังหั