Кіріспе

АҚШ Әскери-теңіз күштері үшін жасалған супер авианосецтер класы

Джеральд Р. Форд класындағы ядролық қуатпен жұмыс істейтін авианосецтер қазіргі уақытта АҚШ Әскери-теңіз күштері үшін салынуда. Мақсаты – ағымдағы авианосецтерді біріншісімен алмастыру, яғни Джеральд Р. Форд (CVN 78) «Энтерпрайз» және кейін басқа авианосецтерді алмастыру арқылы осы кемелердің ондарын сатып алу. Жаңа кемелердің корпусы «Нимиц» класына ұқсас, бірақ олар CVN(X)/CVN 21 бағдарламасымен әзірленген технологияларды, мысалы, Электромагниттік ұшақтарды ұшыру жүйесін (EMALS) және тиімділікті арттыру және пайдалану шығындарын азайтуға бағытталған басқа да конструкциялық ерекшеліктерді, соның ішінде кіші экипаждармен теңізге шығу мүмкіндігін қамтиды. Бұл авианосецтер класы АҚШ-тың бұрынғы президенті Джеральд Р. Фордтың құрметіне аталған. CVN 78 2008 жылы сатып алынып, 2017 жылдың 22 шілдесінде қолданысқа берілді. Кластың екінші кемесі «Джон Ф. Кеннеди» 2025 жылы қолданысқа енгізілуі жоспарлануда.

Дизайн ерекшеліктері

Gerald R. Ford класының кемелері:
Күрделі ұстау жүйесі. Автоматтандыру, Нимиц класындағы кемеге қарағанда бірнеше жүз адамға аз экипаж қажеттілігін қамтамасыз етеді. Жаңартылған RIM 162 Evolved SeaSparrow зымырасы. AN/SPY 3 X жолақты көп функциялы радары және AN/SPY 4 S жолақты көлемдік іздеу радары. Бұл екеуі бірге қос жолақты радиолокатор (DBR) деп аталады, алғаш рет әзірленген. Джон Ф. Кеннеди (CVN 79) кемесінен бастап, AN/SPY 6 AN/SPY 4-ті жүйедегі көлемдік іздеу компоненті ретінде алмастырады. Ұшақтарды ұшыру үшін дәстүрлі бу катапульттарының орнына электромагниттік ұшақ ұшыру жүйесі (EMALS) қолданылады. Бұрынғы суперкариерлерден ең байқалатын айырмашылық – аралдың (суперқұрылымның) артқа жылжуы. Gerald R. Ford класының кемелері экипаждың азайтылуының есесінен, жалпы өмірлік циклге келетін шығындарды азайтады. Операциялық сынақтар директоры Майкл Гилмор осы болжамдарда қолданылған тұжырымдарды нақты емес деп сынады және Нимиц класының күніне 120/240-қа жуық ұшу жиілігі қабылданатынын көрсетті.

Даму

АҚШ Әскери-теңіз күштеріндегі қазіргі авиатасымалдаушылар 1975 жылы «Нимиц» қолданысқа енгізілгеннен бері АҚШ-тың күш көрсету стратегиясының маңызды бөлігі болып табылады. Толық жүктелген кезде шамамен 100 000 тонна суырып алатын «Нимиц» кластың авиатасымалдаушысы 200 000 тоннадан астам жылдамдықпен жүзе алады, 90 күн бойы толықтырусыз теңізде қалуға және жүздеген шақырым қашықтықтағы нысаналарды жою үшін ұшақтарды ұшыруға қабілетті. «Нимиц» класының төзімділігін «Теодор Рузвельт» мысалы көрсетеді, ол «Тұрақты бостандық» операциясы кезінде портқа кірмей немесе жанармай құймай 159 күн теңізде болды. «Нимиц» дизайны ондаған жылдар бойы көптеген жаңа технологияларды қабылдады, бірақ ең соңғы техникалық жетістіктерді қолдау мүмкіндігі шектеулі. 2005 жылғы Rand есебінде айтылғандай, «Нимиц класының ең үлкен мәселесі – электр қуатын өндірудің шектеулі мүмкіндігі және кеме салмағының артуы, сондай-ақ кеме тұрақтылығын сақтау үшін қажетті ауырлық ортасының төмендеуі». Осы шектеулерді ескере отырып, АҚШ Әскери-теңіз күштері бастапқыда CVN 21 бағдарламасы ретінде белгілі болған жобаны әзірледі, ол CVN 78, «Джеральд Р. Форд» авиатасымалдаушысына айналды. Жаңа технологияларды дамыту және тиімді дизайн арқылы жақсартулар енгізілді. Негізгі дизайндық өзгерістерге ұшу палубасының кеңеюі, қару-жарақ пен материалдарды басқарудың жақсаруы, аз адам күшімен жұмыс істеуге және күтіп ұстауға мүмкіндік беретін жаңа қозғалтқыш жүйесінің дизайны және артқа жылжытылған, кішірек «арал» кіреді. Электромагнетизмдегі технологиялық жетістіктер электромагниттік ұшақтарды ұшыру жүйесін (EMALS) және жаңа ұстау құрылғысын (AAG) жасауға әкелді. Кемеге жаңа міндеттерді оңай жүктеуге мүмкіндік беретін интеграцияланған соғыс жүйесі – Кемелік өзін-өзі қорғау жүйесі (SSDS) әзірленді. Жаңа екі диапазонды радар (DBR) S және X диапазонды радарларды біріктіреді. Бұл жетістіктер жаңа «Джеральд Р. Форд» кластың авиатасымалдаушыларына 25%-ға артық ұшуға, тиімділігі жоғары трижды электр қуатын өндіруге және экипаждың тұрмыс жағдайын жақсартуға мүмкіндік береді. Қару-жарақтарды сақтау және құрастырудан ұшаққа дейін тасымалдау процесі де оңайлатылды және үдетілді. Оқ-дәрілер жоғары сыйымдылыққа ие лифттер арқылы орталықтандырылған қайта қаруландыру орнына көтеріледі, олар сызықтық қозғалтқыштарды пайдаланады. Бұл лифттер оқ-дәрілер ұшақтардың қозғалыс аймақтарынан өтуіне қажеттілікті жолайды, осылайша ангарлар мен ұшу палубасындағы қозғалыс мәселелерін азайтады. 2008 жылы контр-адмирал Деннис М. Дуайер бұл өзгерістер ұшақтарды «сағаттар емес, минуттар ішінде» қайта қаруландыруға мүмкіндік беретінін мәлімдеді.

Электр энергиясын өндіру

Джеральд Р. Форд класы үшін жаңа Bechtel A1B реакторы кішірек және қарапайым, аз экипаж қажет етеді, бірақ Nimitz класы A4W реакторынан әлдеқайда қуатты. Әрбір Gerald R. Ford класындағы тасымалдаушы кемеде екі реактор орнатылады, бұл электр қуатын өндіру қуаты Nimitz класындағы екі A4W реакторының 550 МВт-тан кем дегенде 25% артық. Электр энергиясын өндіруге бөлінген жылу қуатының үлесі үш есеге көбейтіледі. Нимиц класындағы кемелердің қозғалтқышы мен электр станциясы 1960 жылдары жобаланған, сол кезде кемедегі технологиялар аз электр қуатын қажет еткен. "Нимиц" класындағы кемелерге қосылған жаңа технологиялар электр энергиясына деген сұранысты арттырды; қазіргі базалық жүктеме кеңейіп келе жатқан қуат сұранысын қанағаттандыруға аз мүмкіндік береді". Джеральд Р. Форд класының кемелері буды төрт негізгі турбина генераторына (MTG) құбыр арқылы жіберіп, электр қуатын өндіру үшін пайдаланады, соның ішінде негізгі кеме жүйелері мен жаңа электромагниттік катапульттар үшін. Жоғары қуаттылық – интеграцияланған соғыс жүйесінің маңызды бөлігі. Инженерлер Джеральд Р. Форд класындағы ұшақ тасымалдағыш кемелерге күтпеген технологиялық жетістіктерді енгізу мүмкін болатынына көз жеткізу үшін қосымша шаралар жасады. Теңіз күштері Джеральд Р. Форд класының 90 жыл бойы, 2105 жылға дейін флотының құрамында болады деп күтеді, яғни класс ондаған жылдар бойы жаңа технологияларды сәтті қабылдауы керек. Қазіргі жоспарланған жүйелер электр қуатын өндіру қуатының жартысын ғана пайдаланады, ал қалған жартысы болашақ технологияларға арналған.

Электромагниттік ұшақтарды ұшыру жүйесі

Электромагниттік ұшақтарды ұшыру жүйесі (EMALS) ұшақтарды Нимиц класында қолданылатын бу поршенінің орнына сызықтық индукциялық қозғалтқышты қолданатын катапульта арқылы ұшырады. EMALS ұшақтарды бірқалыптырақ жылдамдатады, соның салдарынан олардың конструкциясына түсетін күш азаяды. EMALS салмағы жеңіл, шығындары аз болады деп күтілуде және техникалық қызмет көрсетуге азырақ мұқтаж. Бұл жүйе бу поршенімен жұмыс істейтін жүйеге қарағанда ауыррақ және жеңілрек ұшақтарды ұшыра алады. Сонымен қатар, ол тасымалдаушының тұщы суға деген қажеттілігін азайтады, демек энергия көп жұмсалатын тұзсыздандыру процесіне де қажеттілік азаяды.

Қонуға арналған жоғары деңгейдегі тоқтау құрылғысы

Электромагниттер жаңағы Күрделі Тоқтату Жүйесінде (КТЖ) де қолданылады. Ағымдағы жүйе қонуға жатқан ұшақты тоқтату үшін гидравликаға тәуелді. Гидравликалық жүйе тиімді болғанымен, оның 50 жылдан астам қолданылуы оны дәлелдейді, КТЖ жүйесі бірнеше жақсартуларды ұсынады. Ағымдағы жүйе ұшқышсыз ұшу аппаратын (ҰҰА) ұшақ корпусына тигізетін күшті жүктеме салдарынан зақымдамай ұстай алмайды. ҰҰА-лар ауыр, адам басқаратын ұшақтарды тоқтатуға қолданылатын үлкен гидравликалық поршенді іске қосу үшін жеткілікті массаға ие емес. Электромагниттерді пайдалану арқылы энергияны сіңіруді турбоэлектрлік қозғалтқыш басқарады. Бұл тоқтатуды тегіс жасайды және ұшақ корпусына түсетін соққыны азайтады. Ұшу палубасынан қарағанда жүйе бұрынғысына ұқсас болғанымен, ол көбірек икемділікке, қауіпсіздікке және сенімділікке ие болады, сондай-ақ техникалық қызмет көрсетуге және персоналға қажеттілік азаяды.

Датчиктер мен өзін-өзі қорғау жүйелері

Gerald R. Ford класына тағы бір қосымша – интеграцияланған белсенді электронды сканерленген іздеу және нысананы қадағалау радиолокациялық жүйесі. Екі жолақты радиолокатор (DBR) Raytheon компаниясымен Zumwalt класындағы басқарылатын зымыран тасымалдағыштары және Gerald R. Ford класындағы ұшақ тасымалдағыштары үшін әзірленген. Аралдың мөлшерін алтыдан онға дейінгі радиолокациялық антенналарды бір ғана алты жақты радиолокациялық антеннамен алмастыру арқылы кішірейте беруге болады. DBR, X жолақты AN/SPY 3 көп функциялы радарымен және S жолақты AN/SPY 4 көлемді іздеу радарының (VSR) сәуле шығарушыларын біріктіріп, үш фазалық массивқа бөліп жұмыс істейді. Кейіннен ақшаны үнемдеу мақсатында Zumwalt класындағы эсминецтерден S жолақты радар алынып тасталды. Enterprise Air Surveillance Radar (EASR) – бұл екінші Gerald R. Ford класындағы ұшақ тасымалдағыш кемесі, Джон Ф. Кеннедиде екі жолақты радиолокатордың орнына орнатылатын жаңа конструкциядағы бақылау радары. LHA 8-ден бастап және жоспарланған LX(R) кемелерінде де осы радар болады. EASR жиынтығының бастапқы бірлік құны DBR-ге қарағанда шамамен 180 миллион долларға арзан, ал DBR-дің бағасы шамамен 500 миллион долларды құрайды.

Мүмкін болатын жаңартулар

Болашақтағы қорғаныс жүйелері, мысалы, еркін электронды лазерлік бағытталған энергиялық қарулары, электрлік броня және іздеу жүйелері көбірек қуатты қажет етеді. "CVN 78 кемесіндегі электр қуатын өндіру мүмкіндігінің жартысы ғана қазіргі жоспарланған жүйелерді, соның ішінде EMALS-ты іске қосуға жеткілікті. Осылайша, CVN 78 Nimitz класындағы кемелерде жоқ лазерлер мен электрлік броняны іске қосуға қажетті қуат резервтеріне ие болады." Қалдықтарды басқару технологиясы Gerald R. Ford кемесінде орнатылады. Теңіз күштерінің қару-жарақтарды сынау орталығының Кардерок бөлімімен бірлесіп жасалған, PyroGenesis Canada Inc. компаниясы 2008 жылы кемеге плазмалық доға арқылы қалдықтарды жою жүйесін (PAWDS) орнатуға келісімшарт алды. Бұл ықшам жүйе кемеде пайда болатын барлық жанғыш қатты қалдықтарды өңдейді. Монреальдегі зауытта қабылдау сынақтарын сәтті аяқтағаннан кейін, жүйе 2011 жылдың соңында Ханттингтон Ингаллс кемежайына орнату үшін жіберуге жоспарланған. Әскери-теңіз күштері круиздік зымырандар мен шағын қайықтардан қорғану үшін еркін электронды лазер (FEL) әзірлеп жатыр.

3D компьютерлік жобалау

Ньюпорт Ньюс кеме құрылысы Gerald R. Ford класты авианосецтерді жобалау және құрылысын жоспарлау үшін Dassault Systèmes CATIA V5 бағдарламасында жасалған толық көлемді үш өлшемді өнім моделін пайдаланды. CVN 78 класы кемедегі қару-жарақтардың қозғалысын жақсарту, көбінесе кеме ішіндегі көлденең қозғалысты жою мақсатымен жобаланды. Қазіргі жоспарларға сәйкес, қару-жарақтар сақтау аймақтарынан арнайы қару-жарақтарды дайындау аймақтарына жеткізіледі. Теңізшілер қару-жарақты сақтау орнынан қару-жарақ қоймаларының әртүрлі деңгейлеріндегі лифттерге жеткізу үшін моторлы тізекейлерді пайдаланады. Жаңа қару-жарақ лифттері үшін сызықтық моторлар қарастырылып жатыр. Лифттердің орналасуы да өзгертілді, олар ұшу палубасындағы ұшақтардың қозғалысына кедергі келтірмейді. Қару-жарақтардың қозғалыс жолдарын қайта жобалау және ұшу палубасындағы қару-жарақ лифттерінің орналасуы еңбек ресурстарын азайтады және ұшу жиілігін едәуір арттырады.

Ұшақтарды толықтыру жоспарлануда

Gerald R. Ford класы жаңа Joint Strike Fighter ұшақ тасымалдаушы нұсқасы (F 35C) үшін жасалған, бірақ ұшақтың әзірленуі мен сынағының кешігуі CVN 78 кемесіндегі интеграциялық жұмыстарға әсер етті. Бұл интеграциялық жұмыстарға F 35C ұшағын CVN 78 кемесінің EMALS және жетілдірілген тоқтату жүйесімен сынау, сондай-ақ F 35C ұшағының литий-ионды аккумуляторларын, доңғалақтары мен шиналарын сақтауға арналған кеменің мүмкіндіктерін тексеру кіреді. F 35C ұшағының әзірленуінің кешігуіне байланысты АҚШ Әскери-теңіз күштері бұл ұшақты кем дегенде 2018 жылға дейін, CVN 78 кемесін тапсырғаннан кейін бір жылға дейін қолдануға кіріспейді. Осының салдарынан Әскери-теңіз күштері F 35C ұшағын интеграциялау бойынша маңызды жұмыстарды кейінге шегерді, бұл кеме Әскери-теңіз күштеріне тапсырылғаннан кейін жүйелердің үйлесімсіздігіне және қымбат жөндеу жұмыстарына әкелуі мүмкін.

Экипаждың орналасуы

Экипаждың жұмыс жүктемесін азайтуға арналған жүйелер Джеральд Р. Форд класындағы кемелердегі экипаж мүшелерінің санын 2600 теңізшіге дейін төмендетуге мүмкіндік берді, бұл Нимиц класындағы кемелерге қарағанда шамамен 700-ге жуық кем. Нимиц класындағы 180 адамға арналған үлкен жатақтар Джеральд Р. Форд класындағы 40 орындық жатақтармен алмастырылды. Кішкентай жатақтар тыныш, ал олардың орналасуы басқа кеңістіктердегі адам ағынын азайтады, сондай-ақ жуынатын жерлерге баратын жол мен қозғалысты да қысқартады. WiFi қолдауы бар демалыс бөлмелері жатақтардан бөлек, дәліздің қарсы жағында орналасқан. Қызметке жіберілгеннен бері осы кластағы алғашқы екі кеме қалдық су жүйесінің құбырларымен мәселелерге тап болды. Құбырлар қолданушылардың санына шыдамайтынша тар болды, нәтижесінде вакуум бұзылып, дәретханалар жиі бітелді. Мұны шешу үшін арнайы қышқылды тазартқыштар қолданылып, канализация жүйесі тазартылды. Мұндай тазалау процедураларының әрқайсысы шамамен 400 000 долларға бағаланады, бұл GAO мәліметінше, осы кемелерді пайдаланудың өмірлік мерзіміндегі шығындарды күтпегендей арттырады. Осы тазалау жұмыстарын кеменің барлық қызмет ету кезеңінде жүргізуге болады.

Құрылыс

CVN 78 Gerald R. Ford класындағы алғашқы кеменің құрылысы 2005 жылғы 11 тамызда ресми түрде басталды, сол кезде Northrop Grumman компаниясы авианосецтің бортының бөлігіне арналған 15 тонналық пластинаны кесу рәсімін өткізді, бірақ құрылыс 2007 жылдың басында толыққанды басталды. Авианосец Ньюпорт Ньюс кеме құрылысында, Хантингтон Ингаллс Индустриздің (бұрынғы Нортроп Грумман Кеме құрылысы) бөлімшесінде, Вирджиния штатының Ньюпорт Ньюс қаласында құрастырылды. Бұл АҚШ-тағы ядролық қуатпен жұмыс ілейтін авианосецтерді құра алатын жалғыз кеме жасаушылық орны. 2005 жылы Gerald R. Ford құны кем дегенде 13 миллиард долларға бағаланды: зерттеу және әзірлеуге 5 миллиард доллар, ал құрылысқа 8 миллиард доллар. 2013 жылы «Жаңа американдық қауіпсіздік орталығы» авианосецтердің ұшақ тобының (ұшақтарды қоса алғанда) бір күндік жұмыс істеу циклының құны 6,5 миллион долларға бағаланды. Бастапқыда үш авианосец құрылысына рұқсат берілді, бірақ егер «Нимиц» класындағы авианосецтер мен «Энтерпрайз» бірінен соң бірі алмастырылса, бағдарламаның өмірлік мерзімінде 11 авианосец қажет болады. Соңғы «Нимиц» класындағы авианосец 2058 жылы қызметтен шығарылады. 2009 жылғы 6 сәуірде Қорғаныс министрі Роберт Гейтс әрбір Gerald R. Ford класындағы авианосецтің бес жылда салынатынын, бұл «әлдеқайда тұрақты қаржылық жолға» және 2040 жылдан кейін 10 авианосецтен тұратын флотқа әкелетінін мәлімдеді. Бұл 2016 жылдың желтоқсанында өзгерді, ол кезде Әскери-теңіз күштерінің хатшысы Рей Мэйбус 12 авианосецпен бірге 355 кемеден тұратын флотты талап ететін күштік құрылымды бағалауға қол қойды. Егер бұл саясат қабылдалса, онда әрбір Gerald R. Ford класындағы авианосец үш-төрт жылдың ішінде салынуы керек болады.

Бірінші сыныпты типтік жобалау өзгерістері

CVN 78 кемесінің құрылысы барысында, кеме жасаушы компания осы сыныптың бірінші кемесі ретінде жобалық өзгерістер енгізді, оларды осы сыныптың қалған кемелерін салу алдында модельді жаңарту үшін пайдаланады. Осы жобалық өзгерістердің бірнешеуі EMALS конфигурациясының өзгеруімен байланысты болды, бұл кеменің ішінде электр жабдықтарына, сымдарға және басқа да өзгерістерге қажеттілік тудырды. Әскери-теңіз күштері қалыптасқан жетістіктер мен сынақтар нәтижесінде жобаға қосымша өзгерістер енгізілетінін күтеді. Әскери-теңіз күштерінің мәлімдемесіне сәйкес, бұл 19 000 өзгерістің көп бөлігі құрылыс кестесіне ерте кезеңде енгізілді – бұл келісімшарт жасалған кезде үкіметтің кемелердің соғыс жүйелерін жақсарту туралы шешімінің нәтижесі болды, ал бұл жүйелер дамитын коммерциялық технологияларға үлкен тәуелді. Соңында, шабуылға арналған кеме LHA 6 «Америка» деп аталды. 2011 жылдың 27 мамырында АҚШ Қорғаныс министрлігі CVN 79 кемесінің аты Джон Ф. Кеннеди болатынын жариялады. 2012 жылдың 1 желтоқсанында Әскери-теңіз күштерінің хатшысы Рэй Мабус CVN 80 кемесі USS Enterprise деп аталатынын мәлімдеді. Бұл ақпарат бұрынғы «Энтерпрайз» кемесінің тоқтатылу салтанатының аясында алдын ала жазылған сөйлеу арқылы жеткізілді. Болашақтағы «Энтерпрайз» осы атты алып жүрген тоғызыншы АҚШ Әскери-теңіз кемесі болады. 2020 жылдың 20 қаңтарында Перл-Харбордағы салтанатты шарада, Мартин Лютер Кинг күнінде, Әскери-теңіз күштерінің хатшысының міндетін атқарушы Томас Б. Модли болашақ «Джеральд Р. Форд» класындағы ұшақ тасымалдаушысын Екінші дүниежүзілік соғыстың батыры Дорис Миллердің құрметіне атады. Бұл афроамерикалықтың есімімен аталған алғашқы ұшақ тасымалдаушы және қатардағы теңізшінің есімімен аталған алғашқы ұшақ тасымалдаушы. Бұл Миллердің құрметіне аталған екінші кеме, ол «Теңіз Флотының айқасын алған алғашқы афроамерикалық» болып есептеледі. Бүгінгі күнгі жағдай бойынша бес кеме туралы хабарланды:

Кеме Корпус нөмірі (Корпус саны) Салынған күні Құрылысы аяқталған күні Қызметке кірген күні Статусы Ауыстыруға жоспарланған мерзім Сілтемелер Джеральд Р. Форд CVN 78 2009 жылдың 13 қарашасы 2013 жылдың 11 қазаны 2017 жылдың 22 шілдесі Қызметте, қолданыста Enterprise Джон Ф. Кеннеди CVN 79 2015 жылдың 22 тамызы 2019 жылдың 29 қазаны 2025 жыл (жоспарланған) Жинақталуда Nimitz Enterprise CVN 80 2022 жылдың 5 сәуірі 2025 жылдың қарашасы (жоспарланған) 2029 жыл (жоспарланған) Құрылыс жүріп жатыр Дуайт Д. Эйзенхауэр Дорис Миллер CVN 81 2026 жылдың қаңтары (жоспарланған) Белгісіз CVN 82 2027 жыл (жоспарланған) 2032 жыл (жоспарланған) 2036 жыл (жоспарланған) Жоспарлануда Теодор Рузвельт