צוללת ולטר

צוללת ולטר (בגרמנית: Walter-Antrieb) היא צוללת שפותחה בגרמניה הנאצית במהלך מלחמת העולם השנייה במטרה לחולל מהפכה בעולם הצוללות. לצוללת הייתה מערכת הנעה שלא צרכה אוויר חיצוני, וכך יכלה לשהות בצלילה משכי זמן ארוכים מהמקובל באותם ימים. גם מהירותה בצלילה הייתה גבוהה מאוד.

רקע

במשך המחצית הראשונה של מלחמת העולם השנייה, היו הצוללות הגרמניות (ולמעשה כל הצוללות בכל הציים), כלי שיט שנעו במרבית הזמן על פני השטח, וצללו בעיקר כדי להתחמק מכלי שיט מלחמתיים שרדפו אחריהן עם התגלותן, או לאחר תקיפת טורפדו שהן ביצעו.

עד שנת 1942 לא היו מכ"מים מוטסים או מושטים, ולכן האמצעי היחידי לגלות צוללת היה בעזרת ראיה. יכולת גילוי זאת הייתה מוגבלת, כי נדרשו תנאי ראות טובים. לא הייתה כלל אפשרות לגלות צוללת בלילות או במזג אוויר קשה, מצב שהתרחש באוקיינוס לעיתים קרובות. בנוסף לכך, עד סוף שנת 1942 חיילות בעלות הברית לא הכניסו למערכה נושאות מטוסים, לכן גם לא היה כיסוי אווירי של מטוסי סיור על פני כל הזירות. בהתאם לכך היו בנויות הצוללות לבצע את עיקר מלחמתן על פני השטח. הייתה להן מהירות על מימית גבוהה יחסית, צללית נמוכה (בעיקר כשהן נעו בציפה חלקית בלבד), ולעומת זאת הייתה להן מהירות לא גבוהה בצלילה, ומשך השהייה בצלילה היה מוגבל.

עם שילובם של מכ"מים מושטים ומוטסים, ועם כניסתן של נושאות המטוסים למערכה, השתנתה התמונה מן הקצה אל הקצה. הצוללות הגרמניות נאלצו לפעול בעיקר בצלילה, הן לנוע והן לתקוף. יכולתן המוגבלת להישאר בצלילה, וחוסר אפשרותן לנוע במהירויות גבוהות הביא את מטה הצוללות (בראשות אדמירל קרל דניץ) לחפש דרכים להתאמת תכנון הצוללות לדרישות החדשות, דהיינו לשפר את מהירות הצוללות בצלילה ולהאריך את משך שהייתן בצלילה.

על רקע זה, ולמרות המאמץ העצום שנדרש מכל התעשייה הנאצית כדי לייצר צוללות רגילות, ניתנה הוראה לעסוק בפיתוח שייתן מענה לדרישות החדשות.

במקביל, השקיעו הגרמנים מאמצים לתת מענה לתנאים החדשים שנוצרו על ידי תכנון צוללות חדשות שכונו צוללת חשמלית.

היסטוריה

עוד בשנת 1933 עבד הלמוט ולטר, מהנדס מכונות, על רעיון של הנעת צוללת בעזרת טורבינה במעגל סגור. הוא חלם על הנעה בעזרת גרסה יציבה של מי חמצן שנקראת פרהידרול (Perhydrol). המערכת הייתה מאוד מורכבת אבל הייתה קטנה יותר ושקלה פחות מהמערכת המקובלת של דיזל/גנרטור שהייתה צורת ההנעה הרגילה.

ההצעה הראשונה שלו למטה חיל הים הוגשה באוקטובר 1934, והייתה על צוללת ניסיונית בת 300 טון, עם מהירות על מימית של 25 קשר, ומהירות בצלילה של 30 קשר. החישובים שלו הראו שהצוללת יכולה לעבור טווח של 2,500 מיילים במהירות 15 קשר על מימי, ו-500 מיילים במהירות כזאת בצלילה. צוללת רגילה באותו זמן הייתה בעלת ביצועים הרבה פחות מרשימים (11 קשר על מימי ו-7 קשרים בצלילה).

כל הצעותיו נדחו על הסף, בטענה שהן יותר מדי יוצאות דופן ודמיוניות. ולטר לא התייאש ובשנת 1937 הוא הראה את תוכניותיו לאל"ם (באותה עת, לימים אדמירל, מפקד צי הצוללות) קרל דניץ שהיה אז מפקד שייטת האימונים. דניץ התרשם מאוד מהתכנון, והפנה את הבקשות לגורמים המתאימים, ובשנת 1939 התקבל אישור לחתום על חוזה תכנון ובנייה של צוללת ניסוי. שם הפרויקט (ולאחר מכן גם שם הצוללת) היה V-80.

הצוללת נבנתה בסודיות גמורה, והושקה ב-14 באפריל 1940. תוצאות הניסויים שנערכו באביב של אותה שנה היו סנסציוניות. היא שטה בצלילה במהירות של 23 קשרים ימיים, מהירות שהייתה יותר מכפליים המהירות המרבית של צוללות רגילות.

בינואר 1942 נחתם חוזה תכנון ובנייה של ארבע צוללות. הבנייה החלה בדצמבר של אותה שנה, והצוללת הראשונה הושקה בספטמבר 1943. כל ארבע הצוללות שימשו רק לניסויים ולאימונים. מהירותן בצלילה הגיעה ל-25 קשרים ימיים.

בשלהי 1943, הציע ולטר לבנות צוללות גדולות, 1,475 טון, שיוכלו להיות מבצעיות, בעלות מהירות גבוהה ויכולת לשאת 23 טורפדו. חוזה נחתם לבניית שתי צוללות, אולם לאחר תחילת הבנייה נתנה הוראה לעצור את הפרויקט ולהפנות המשאשבים לבניית צוללות אחרות. בזאת נסתם הגולל על בניית צוללות ולטר.

בתום מלחמת העולם השנייה הועברה צוללת אחת לבריטניה, שופצה והיוותה צוללת ניסויים בצי הבריטי.

התכנון

יצרן הקיטור במערכת

ולטר השיג את הישגיו המצוינים כשהוא משתמש בפרהידרול, מי-חמצן בדרגת ניקיון גבוהה, בתור החומר המחמצן. חומר זה עבר דרך מערכת קטליזטור, שפרקה את מי החמצן למים ואטומי חמצן, מאחר שהתהליך היה אקזותרמי, המים הפכו לקיטור בלחץ וטמפרטורה גבוהים. כיוון שהטמפרטורה הייתה גבוהה מספיק כדי לגרום להצתת דלק, הוזרם לתערובת סולר שניצת, תוך שהוא מנצל את החמצן החופשי וכך הגביר את הלחץ והטמפרטורה של הגזים (הקיטור וגזי השריפה). הגזים נוצלו להניע טורבינה.

בעיה נוספת שדרשה פתרון הייתה העובדה שהצוללת נשאה בתוכה גם מי חמצן בכמויות גדולות, בנוסף לדלק (סולר) שצרכה. כדי לפתור את הבעיה, אימץ ולטר את הרעיון ההולנדי של שני צילינדרים מחוברים לאורכם בצורה כזאת שהחתך הרוחבי של גוף הלחץ הוא בעל צורה של 8. על ידי פתרון זה גדל הנפח החופשי בתוך גוף הצוללת, שיכול להיות מנוצל לאחסון הדלק ומי החמצן.

היתרונות

• מהירות של למעלה מעשרים קשר מהווה פיתוי רציני לעשות את המרב כדי שפרויקט כזה יצא לפועל.

החסרונות

• פרהידרול הוא מאוד קורוזיבי, דבר שחייב לשמר את הצנרת ומכלי האחסון באמצעים מיוחדים.
• בתכנון מהלך הצנרת המובילה יש להימנע מזוויות חדות. מספר אסונות קרו כתוצאה מהתלקחות ספונטנית של החומר, ואלו קרו תמיד באזורים בו הצנרת הייתה בעלת פנייה חדה של 90 מעלות.
• גם ללא פניות חדות, החומר מתלקח מאוד בקלות ודורש זהירות מרבית בטיפולו.
• ישנם מצבים בהם הצוללת חייבת לנוע לאט מאוד, מסיבות מבצעיות. הדרישה המבצעים במצבים כאלה מחייבת שילוב של תנועה איטית ושקט מרבי. לא נמצא פתרון לדרישה זאת.
• הפיתוח הנוסף הדרוש, כדי שהתפיסה הזאת תהיה בשלה, הוא רב והוא יקר מאוד. השוק הפוטנציאלי הקטן לצוללות מסוג זה אינו מצדיק מבחינה כלכלית להשקיע בהקף הדרוש. לכן נראה שהרעיון של הנעת צוללת בצורה כזאת לא יקרום עור וגידים.

ראו גם

• תא דלק

קישורים חיצוניים

• האתר האישי של מקדניאל (אנגלית)
• האתר של הצי הגרמני (אנגלית)
• Walter U-Boats באתר uboat.net