تم استخدام الغواصة النووية لأول مرة في الحرب خلال الثورة الأمريكية والسلاحف لكنها فشلت في اختراق النحاس، خلال أواخر القرن التاسع عشر تم بناء العديد من الغواصات في الولايات المتحدة وأوروبا وتطورت طرق تحريك الغواصة من مراوح يدوية إلى محركات بخارية ومحركات بنزين ومحركات كهربائية، تم استخدام الغواصات التي تستخدم محركات الديزل للسفر السطحي والبطاريات الكهربائية للسفر بداخل الماء بنجاح في الحرب العالمية الأولى والحرب العالمية الثانية.
مواد أولية لصناعة الغواصة النووية:
المادة الرئيسية المستخدمة في تصنيع الغواصة النووية هي الفولاذ، يستخدم الفولاذ في صنع الهيكل الداخلي الذي يحتوي على الطاقم وجميع الأعمال الداخلية للغواصة والبدن الخارجي، بين البدنين توجد خزانات الصابورة التي تأخذ الماء لجعل الغواصة تغرق وتخرج الماء لجعل الغواصة ترتفع، بالإضافة إلى الفولاذ تُصنع أجزاء مختلفة من الغواصة النووية من معادن أخرى مثل النحاس والألمنيوم والنحاس الأصفر.
المواد الأخرى المستخدمة في تصنيع آلاف المكونات التي تشكل غواصة نووية مجهزة بالكامل تشمل الزجاج والبلاستيك، كما تشمل المعدات الإلكترونية أشباه الموصلات مثل السيليكون والجرمانيوم، يعتمد المفاعل النووي الذي يشغل الغواصة على اليورانيوم أو بعض العناصر المشعة الأخرى كمصدر للطاقة.
كيفية تصنيع الغواصة النووية:
التحضير للتصنيع:
نظراً لأن الغواصات النووية يتم تصنيعها للاستخدام العسكري فقط فإن قرار بنائها يتم من قبل الحكومة الوطنية، في الولايات المتحدة تتولى شعبة الحرب تحت سطح البحر التابعة للبحرية مسؤولية طلب تصنيع مجموعة من الغواصات تُعرف بالرحلة، حيث تقبل البحرية عطاءات من آلاف الشركات لتصنيع المكونات العديدة التي تشكل غواصة نووية، يتم تصنيع هيكل الغواصة بشكل عام بواسطة قسم القوارب الكهربائية في شركة (General Dynamics Corporation).
تمويل الغواصات النووية مدرج في ميزانية الدفاع التي قدمها الرئيس إلى الكونغرس، إذا تمت الموافقة تبدأ عملية التصنيع، يتم توفير المفاعل النووي من خلال مشروع المفاعل البحري الحكومي، وتخضع الأساليب المستخدمة في تصنيع هذه المفاعلات النووية لحراسة مشددة وسيعتبر الكشف عنها بمثابة عائق للأمن القومي.
صناعة الهيكل:
ألواح فولاذية سماكتها حوالي 2-3 بوصة ويتم الحصول عليها من مصنعي الصلب، يتم قطع هذه الألواح بالحجم المناسب باستخدام مشاعل الأسيتيلين، يتم نقل الألواح الفولاذية المقطوعة بين بكرات معدنية كبيرة تحت ضغط أطنان، تم إعداد البكرات التي يبلغ قطر كل منها حوالي 28 بوصة وطولها حوالي 15 قدم، بحيث تستقر إحدى الأسطوانات على اثنتين أخريين، عندما تتحرك الصفيحة أسفل الأسطوانة العلوية وفوق البكرتين؛ تنثني في منحنى.
حيث يتم لف اللوحة ذهاباً وإياباً حتى يتم الحصول على الانحناء المطلوب ويتم وضع الألواح الفولاذية المنحنية حول قالب خشبي يحدد شكل الهيكل، ثم يتم لحامها معاً لتشكيل قسم من الهيكل، كذلك يتم رفع القسم بواسطة رافعة ويوضع بجوار قسم آخر ويُلف القسمين ببطء تحت آلة لحام أوتوماتيكية والتي تغلقهما معاً، تتحرك المقاطع الدوارة أسفل آلة اللحام عدة مرات مما ينتج عنه خط قوي للغاية.
يعتبر تصنيع الغواصة النووية أمر معقد للغاية ويستخدم عمليات يدوية وآلية، يتم لف الصفائح الفولاذية الكبيرة ولحامها على شكل الهياكل الداخلية والخارجية ويتم نصب السقالات أثناء التصنيع بحيث تظل إمكانية الوصول بدون عوائق، كما يتم فحص كل جانب من جوانب التصنيع عن طريق إجراءات التفتيش ومراقبة الجودة؛ على سبيل المثال يتم فحص المكونات الفولاذية الملحومة بالأشعة السينية، تمتلئ الأنابيب بالهيليوم من أجل التحقق من التسربات؛ نتيجة لذلك يعتبر برنامج المفاعلات أفضل سجل أمان لأي برنامج طاقة نووية.
ينتج عن لحام عدة أقسام معاً بدناً داخلياً، تتكرر نفس العملية لتشكيل بدن خارجي ويتم لحام الهيكل الداخلي بأضلاع فولاذية يتم لحامها بعد ذلك بالهيكل الخارجي، تفصل الأضلاع الفولاذية بين الهيكلين مما يتيح مساحة لخزانات الصابورة التي تتحكم في عمق الغواصة النووية يمتد الهيكل الخارجي فقط حتى الجزء السفلي وجوانب الهيكل الداخلي، مما يسمح للغواصة بالبقاء منتصبة.
وفي الوقت نفسه يتم لحام الألواح الفولاذية في مكانها داخل الهيكل الداخلي لتقسيم الغواصة إلى عدة حجرات مانعة لتسرب الماء، يتم أيضاً لحام الأسطح الفولاذية والحواجز في مكانها، طبقات اللحام الخارجية مصقولة بواسطة عجلات طحن عالية السرعة مما يجعلها ناعمة، لا يؤدي ذلك إلى تحسين سطح الطلاء فحسب؛ بل إنه يوفر للغواصة سطح انسيابي يواجه القليل من الاحتكاك أثناء السفر، ثم يتم طلاء الهيكل بطبقات من الطلاءات الواقية.
تشطيب الخارج:
المكونات الخارجية مثل الدفات والمراوح مصنوعة باستخدام تقنيات تشغيل المعادن المختلفة، إحدى الطرق المهمة المستخدمة للعديد من المكونات المعدنية هي صب الرمل، تتضمن هذه العملية صنع نموذج خشبي أو بلاستيكي للجزء المطلوب، ثم يُحاط النموذج برمل مقوى معبأ بإحكام ومثبت في قالب، ويتم فصل نصفي القالب مما يسمح بإزالة النموذج، يبقى شكل الجزء المطلوب كتجويف في الرمل المتصلب، يُسكب المعدن المنصهر في التجويف ليبرد، مما ينتج عنه الجزء المطلوب.
تشطيب الداخل:
يتم وضع المعدات الكبيرة داخل الهيكل الداخلي أثناء بنائه ويتم إحضار معدات أصغر إلى الهيكل الداخلي بعد اكتماله، يتم إطلاق الغواصة قبل تثبيت الكثير من المعدات الداخلية، بعد حفل الإطلاق يتم سحب الغواصة إلى رصيف مُجهز حيث يستمر العمل في الداخل يتم تثبيت المكونات الحيوية مثل المناظير والغطس والمحركات والمعدات الإلكترونية، كما تم في هذا الوقت تركيب معدات لراحة الطاقم مثل الثلاجات والمواقد الكهربائية ومكيفات الهواء والغسالات.
مراقبة الجودة:
قبل البدء في البناء يتم فحص المواد التي سيتم استخدامها لبناء مكونات مختلفة بحثاً عن أي عيوب هيكلية، في السابق عندما تم اقتراح تصميم جديد لغواصة نووية تم بناء نموذج مصغر لمعرفة ما إذا كان يمكن إجراء أي تحسينات، تم عمل رسومات بمقياس الرسم للتصميم الجديد ثم تم توسيعها إلى أنماط ورقية بالحجم الكامل سمحت بدراسة التفاصيل الصغيرة عن كثب.
تم عمل نموذج بالحجم الطبيعي بالحجم الطبيعي للداخل من أجل منح البنائين فرصة لتعديل موقع المكونات من أجل توفير مساحة أو جعل الوصول إليها أكثر سهولة، في الوقت الحاضر تمّ تحسين نمذجة التصميم والتعديل والمحاكاة باستخدام أجهزة الكمبيوتر، عند قطع الألواح الفولاذية ولفها لتشكيل الهيكل ويتم فحصها للتأكد من أن جميع الأبعاد دقيقة في حدود ستة عشر من البوصة، قد تحتاج الأجزاء الأصغر إلى الدقة في حدود جزء من عشرة آلاف من البوصة أو أقل.
يتم فحص اللحام المناسب لجميع مكونات الصلب بالأشعة السينية، يتم فحص الأنابيب عن طريق ملئها بالهيليوم والتحقق من وجود تسربات ويتم اختبار كل أداة للتأكد من أنها تعمل بشكل صحيح، على وجه الخصوص يخضع المفاعل النووي لاختبارات صارمة للتأكد من سلامته، نتيجة لهذه الاحتياطات يعتبر برنامج المفاعلات البحرية أفضل سجل أمان لأي برنامج طاقة نووية.
