Membezakan kapal selam di pantai yang cerah dengan kapal selam di lautan yang dalam dan gelap, terangkan sumber bunyi dasar laut dan pelbagai teknik untuk mengurangkannya. Tekankan kepentingan membangunkan teknologi untuk memastikan kapal selam diam-diam.
Orang ramai berseronok di pantai yang cerah. Bunyi kanak-kanak berlari-lari, orang dewasa berbual, dan pembesar suara yang memainkan muzik memenuhi ruang. Pengunjung pantai berjemur di bawah terik matahari musim panas, bermain bola di pasir atau membaca buku di bawah payung. Jauh dari mereka, di perairan yang dalam dan gelap, objek berenang tidak bergerak. Ia berkeliaran seolah-olah mencari sesuatu, atau membongkok masih seperti takut sesuatu yang menghampiri. Ia adalah hantu laut, kapal selam.
Kapal selam secara harfiah adalah kapal tentera yang boleh bergerak di bawah air, mengisi tangkinya dengan air laut untuk menyesuaikan beratnya, mengempis dan mengembang semasa ia menyelam dan naik. Kapal selam digunakan untuk mengembara di bawah air untuk mencari musuh dan menyerang sasaran, dan pertama kali digunakan dalam pertempuran dalam Perang Revolusi Amerika pada tahun 1700-an, dan telah berkembang pesat melalui dua perang dunia untuk mencapai keadaan semasa mereka.
Ciri yang paling penting yang diperlukan oleh kapal selam untuk memenuhi peranannya ialah bersembunyi, atau keupayaan untuk kekal tidak dapat dikesan oleh kapal musuh. Di kedalaman lautan, di mana objek tidak dapat dinilai secara visual, kapal selam bergantung pada gelombang bunyi untuk mengesan persekitaran mereka, dan sebarang bunyi yang dijana oleh kapal selam serta-merta dapat dilihat oleh kapal musuh yang berdekatan. Oleh itu, sebagai tindak balas kepada perkembangan teknologi pengesanan bunyi yang dipanggil sonar, teknologi untuk mengurangkan bunyi telah dibangunkan, tetapi terdapat banyak sumber bunyi, dan walaupun dengan teknologi moden, ia masih menjadi cabaran untuk menghapuskan bunyi bising sepenuhnya.
Terdapat empat sumber utama bunyi dalam kapal selam: bunyi mekanikal, bunyi petak, bunyi hidrodinamik, dan bunyi kipas. Ini boleh difahami dengan mudah dengan membayangkan kapal selam sedang bergerak. Untuk kapal selam bergerak, banyak jentera perlu bekerja, yang menghasilkan bunyi mekanikal, dan krew yang tinggal di dalam kapal selam juga pasti menghasilkan bunyi, iaitu bunyi petak. Apabila kapal selam bergerak melalui air, air di sekeliling badan kapal menghasilkan bunyi hidrodinamik disebabkan oleh pergerakan air yang tidak teratur, dan kipas yang berputar untuk bergerak ke hadapan juga menyumbang bunyi.
Tetapi sumber bunyi yang paling penting ialah putaran kipas. Bot itu didorong ke hadapan oleh tindak balas baling-baling yang menolak air pegun pada kelajuan tinggi. Ini mewujudkan ruang kosong antara air dan kipas, dan perbezaan tekanan menyebabkan udara terlarut dalam air kelihatan seperti buih. Fenomena ini dipanggil peronggaan, dan ia boleh dilihat dalam minuman berkarbonat setiap hari. Apabila penutup dibuka, perbezaan tekanan antara bahagian dalam dan luar tin menyebabkan minuman berkarbonat dan ruang kosong di dalamnya mengeluarkan buih. Apabila gelembung ini ditekan semula, ia pecah dan mengeluarkan bunyi, yang cukup kuat untuk dikesan oleh musuh berdekatan. Juga, apabila kipas berputar, kekerapan pusaran di sekelilingnya meningkat, dan apabila kekerapan pusaran adalah sama dengan frekuensi semula jadi kipas, getaran dan bunyi meningkat, dan ia dipanggil 'nyanyian'. Semua objek mempunyai frekuensi semula jadi mereka sendiri dan mengeluarkan bunyi dengan sewajarnya, dan ia disebabkan oleh prinsip resonans, yang meningkatkan tenaga apabila daya frekuensi yang sama digunakan dari luar. Oleh itu, kipas menghasilkan banyak bunyi, tetapi ia diperlukan untuk operasi, jadi mengurangkan bunyi yang disebabkan oleh operasinya adalah isu penting.
Beberapa teknologi sedang dibangunkan untuk menyelesaikan masalah ini. Cara pertama untuk menghilangkan bunyi kipas adalah dengan mengeluarkan kipas dan memasang pancutan air sebagai gantinya. Pancutan air ialah alat pendorong yang menyedut air dari salur masuk di bahagian bawah bot dan menolak bot ke hadapan dengan melepaskan air dari longkang di bahagian belakang bot. Ini berkesan dalam mengurangkan bunyi bising kerana tiada peronggaan kerana kekurangan kipas, tetapi ia masih tidak cekap untuk kapal besar dan lebih mahal daripada propulsi. Yang kedua ialah menukar bentuk baling-baling, contoh yang paling biasa digunakan pada kapal ialah baling-baling senget tinggi. Ideanya adalah untuk menukar bentuk bilah apabila air mengalir melalui kipas untuk menyekat getaran dan bunyi. Walau bagaimanapun, anda perlu berhati-hati untuk tidak menukar bilah terlalu banyak, kerana ini boleh menyebabkan bunyi. Pilihan lain ialah menggunakan sistem prairie pada kipas. Ini adalah teknik yang melibatkan penggerudian lubang kecil pada bilah kipas dan meniup udara melaluinya untuk mencipta filem udara, yang bertindak sebagai sejenis dinding yang menghalang bunyi yang dihasilkan di sekeliling bilah daripada merebak di bawah air. Kami juga sedang membangunkan dan menggunakan kaedah Anti-Singing Edge, yang memotong hujung sayap dan melekatkan bahan lain untuk menyekat penjanaan bunyi untuk mengurangkan fenomena nyanyian.
Sebagai tambahan kepada pengurangan bunyi, teknologi lain diperlukan untuk mengekalkan senyap kapal selam. Sebagai contoh, permukaan kapal selam boleh disalut dengan bahan penyerap bunyi khas untuk mengelakkan gelombang bunyi daripada dipantulkan. Ia juga penting untuk mereka bentuk bahagian luar kapal selam untuk mempunyai kawasan pantulan radar yang rendah supaya ia kurang terdedah kepada pengesanan radar.
Perang senyap antara negara menggunakan kapal selam berterusan hari ini. Tentera Laut AS baru-baru ini menugaskan kapal selam robotik untuk menangkap kapal selam buatan Rusia yang beroperasi di perairan wilayah AS, dan Rusia bergegas untuk membina kapal selam generasi baharu yang dilengkapi dengan teknologi terkini yang akan menjadikan mereka hampir senyap. Kapal selam ini sentiasa mencari dan mengawasi satu sama lain, dan kepentingannya terus berkembang. Dan teknologi pengurangan hingar akan terus maju sehingga ia benar-benar senyap.
