November 27, 2022

Pada bulan Agustus, Pike, replika kapal selam mini, muncul di Danau Pend Oreille di Idaho. Model Pike berukuran sekitar seperlima skala kapal selam rudal balistik kelas Columbia (kelas yang masih dalam pengembangan), dan pekerjaannya di danau adalah bagian dari pengujian terbuka yang dilakukan oleh Acoustic Research Detachment (ARD), bagian dari Naval Surface Warfare Center. Pelapisan ulang Pike terjadi secara teratur, bersama dengan pengujian lain di danau. Penelitian akustik, yang dimulai pada tahun 1960-an, menginformasikan bagaimana Angkatan Laut mengembangkan dan merancang kapal selam, meningkatkan kemampuan kapal selam untuk tetap tersembunyi di bawah laut.

Untuk pengujian, Pike dibawa ke Rentang Sistem Pengukuran Skala Menengah Detasemen, rangkaian 158 hidrofon dan 36 proyektor yang dipasang di bawah air. “Tujuan dari rentang tersebut adalah untuk mengevaluasi kekuatan target dan akustik struktural,” kata Seth Lambrecht, yang mengarahkan ARD. (Kekuatan target adalah metrik yang digunakan untuk menentukan area objek bawah air pada sonar).

Untuk membuat Pike berdiri di kelas Columbia, para peneliti menambahkan buritan khusus Columbia ke modelnya. Kelas Columbia adalah kapal selam rudal balistik bertenaga nuklir, yang dirancang untuk menggantikan kelas Ohio yang telah beroperasi dengan misi yang sama sejak tahun 1981. Kapal selam terutama dirancang untuk membawa dan, jika perlu, menembakkan rudal Trident bersenjata nuklir, sebagai bagian dari kekuatan nuklir Amerika Serikat. (Empat kapal selam kelas Ohio telah dikonversi untuk meluncurkan rudal jelajah Tomahawk konvensional.)

Tidak seperti bom atau rudal yang dijatuhkan dari pesawat, atau ICBM yang diluncurkan silo, potensi kapal selam bersenjata nuklir bergantung pada kemampuan mereka untuk tetap tersembunyi. Dan di situlah akustik masuk. Di bawah air, cahaya terbatas, tetapi kapal selam telah berburu dan menghindari satu sama lain selama beberapa dekade menggunakan sonar, semacam ekolokasi bawah air. Angkatan Laut telah melakukan tes di Danau Pend Oreille dari sistem sonar baru yang dikembangkan selama 20 tahun terakhir, meskipun tidak mau mengungkapkan secara spesifik sistem mana yang telah diuji atau dikembangkan di sana.

See also  Dapatkan pemindai lengkap ini yang menggunakan teknologi AR untuk mempermudah proyek DIY

“Kami memulainya pada tahun 1960-an, jadi kapal selam kelas pertama yang benar-benar kami pengaruhi adalah kelas USS Sturgeon, dan kami baru saja memulai ARD di sana, jadi kami tidak benar-benar menginformasikan desainnya, kami baru saja memperbaikinya,” kata Lambrecht. Kelas Sturgeon adalah sejenis kapal selam serang, yang dirancang untuk menemukan kapal selam lain, terutama yang dipersenjatai dengan rudal balistik.

“Kapal selam kelas pertama yang kami desain tidak terpisahkan adalah kelas Los Angeles,” tambahnya. “Dan setiap kelas sejak itu, kami telah berada di sana pada dasarnya untuk menginformasikan desain skala penuh sejak saat itu. Jadi kelas Los Angeles, kelas Sea Wolf, kelas Ohio, kelas Virginia, dan sekarang kelas Columbia. Semua itu telah mengalami kemajuan besar dalam desain mereka berkat kontribusi kami.”

Pike, seekor ikan yang kehabisan air di Idaho. Edvin Hernandez

Kapal selam yang beroperasi akan menjalani kehidupan mereka di air asin di lautan, tetapi bagian yang dipelajari oleh Danau Pend Oreille diuji dalam kondisi danau air tawar, yang berbeda dari apa yang akan mereka alami dalam layanan. Untungnya, itu masalah yang mudah dipecahkan.

“Perbedaan utama adalah kecepatan suara di air tawar versus air asin. Karena air asin lebih padat, ia mengubah kecepatan suara, sehingga memiliki kecepatan suara yang berbeda di air tawar, yang merupakan variabel yang sangat mudah untuk diperhitungkan,” kata Lambrecht. “Dari sudut pandang fungsional, air tawar sangat bagus untuk digunakan. Air asin tidak memiliki unsur korosif.”

Danau Pend Oreille memiliki panjang 43 mil, dengan kedalaman 1.158 kaki, menjadikannya danau terdalam kelima di negara ini. Itu menjadikannya tempat yang ideal untuk menguji propulsi kapal selam, khususnya kemudi, baling-baling, dan motor. Untuk memastikan bagian yang bergerak ini setenang mungkin, mereka dipasang di Cutthroat, Kendaraan Skala Besar yang diklaim Angkatan Laut sebagai “kapal selam tak berawak terbesar di dunia.” Cutthroat, yang berada di danau, adalah kapal selam kelas Virginia skala sepertiga, kelas yang digunakan untuk berburu kapal selam lain di bawah permukaan. Ini sangat besar: Cutthroat adalah 200 ton, panjang 111 kaki, dan memiliki motor listrik 3.000 tenaga kuda poros.

See also  Saksikan robot yang terinspirasi ikan pari manta ini berenang

[Related: An exclusive look inside where nuclear subs are born]

“Itu adalah model kapal selam yang sepenuhnya otonom,” kata Lambrecht. “Dan tujuan utama dari model Cutthroat adalah untuk meningkatkan pengembangan propulsor kapal selam. Jadi Anda dapat melengkapinya dengan semua jenis propulsor kapal selam prototipe, dan kemudian mengendarainya bolak-balik melalui jangkauan bawah air melakukan semua jenis manuver; berguling, menyelam, naik, apa pun yang ingin Anda lakukan itu semua jenis manuver yang akan Anda lakukan di kapal selam skala penuh yang dapat Anda lakukan dengan [large surface vessel] model. Dan kemudian Anda dapat melihat bagaimana kinerja propulsor kapal selam memengaruhi tanda akustik.”

Sementara kapal selam Angkatan Laut didukung oleh reaktor nuklir dengan cadangan diesel, mesin listrik di Cutthroat lebih praktis untuk danau, dan melewatkan kebisingan diesel, memungkinkan penelitian untuk fokus pada tanda akustik yang dihasilkan oleh baling-baling dan motor.

Pengujian di Danau Pend Oreille bukanlah hal baru atau rahasia, meskipun telah meningkat pesat dengan kemajuan modern dalam pengumpulan dan transfer data. Pike dan Cutthroat hanyalah salah satu bagian dari cara ARD mengumpulkan data tentang komponen kapal selam, tetapi pemasangan sensor, bersama dengan peningkatan modern, yang memungkinkan untuk mengubah pergerakan model bawah air menjadi data desain yang berguna.

“Sebelum waktu saya di tahun 1990-an, semuanya direkam pada tape drive dan itu adalah proses yang sangat rumit,” kata Lambrecht. “Saat ini dengan kekuatan komputasi yang kami miliki, kami dapat merekam secara bersamaan pada sekitar 3.000 sensor pada frekuensi yang cukup tinggi sehingga kami dapat mengumpulkan gigabyte data per menit.”