Weten & Tech

Mans En Garde: CVN-78 Gerald R. Ford

10-01-2016 23:30

CVN78emals
 

Als dit jaar de CVN-78 Gerald R. Ford -de eerste van tien nieuwe Amerikaanse supercarriers- wordt opgeleverd start het begin van het einde van het ‘stoomtijdperk’ voor Amerikaanse vliegdekschepen. Qua grootte vrijwel gelijk aan de voorgaande Nimitz-klasse supercarriers zullen de Fords meer met minder gaan doen. Met ruwweg een kwart minder bemanning, en drie in plaats van vier vliegtuig dek-liften, moeten toch een kwart meer sorties worden gegenereerd. Het streven is om maximaal 270 sorties per dag te kunnen vliegen, met 160 sorties per dag voor langere perioden.

Hoewel de Ford-klasse met circa 100 duizend ton dezelfde waterverplaatsing krijgt als de voorgaande Nimitz-klasse vliegdekschepen (tien in drie subklassen in dienst gesteld tussen 1975-2009), zullen de Fords een iets langer (337 m, + 4 m) en breder (78 m, + 2 m) vliegdek krijgen. Het meer naar achteren geplaatste eiland creëert een aanzienlijk groter stuk ononderbroken vliegdek waar vliegtuigen met minder tussentijdse verplaatsingen sneller afgetankt en bewapend kunnen worden op de zestien hiervoor ingerichte stations.

Plaatsing eiland van 555 ton. De voor de scheepsserie ontwikkelde kranen op de Newport News Shipbuilding werven kunnen componenten van 1000 ton aan (foto: Ford-klasse bouwer Huntington Ingalls Industries)
USS Gerald R Ford CVN 78 Island Landing photo by Ricky Thompson

 

Van stoom naar elektromagnetisch

Vanaf de vijftiger jaren werden vliegtuigen op vliegdekschepen gelanceerd door katapults op stoomdruk. Behoorlijk uitontwikkeld is dit een betrouwbare lanceermethode geworden. Wel een nogal ruwe ‘aan-uit’ wijze die zowel vliegtuig- als katapultcomponenten zwaar belast. Met de CVN-78 begint het elektrische tijdperk voor carriers, en worden vliegtuigen gelanceerd met een Electromagnetic Aircraft Launch System (EMALS). De ‘electropult’.

Een lichter, kleiner en eenvoudiger systeem dat lanceerkrachten meer uitgesmeerd kan opbouwen zodat de betreffende vliegtuig- en katapultonderdelen minder belasting ondervinden. Een verdere reductie van componentbelasting realiseert de Advanced Arresting Gear (AAG). De AAG moet met een minder gecompliceerd hydro-elektromagnetisch systeem het ‘controlled crash’ karakter van het landen verminderen. Met eenzelfde bovendeks remkabelsysteem kan geleidelijker worden geremd dan met de huidige mechanisch-hydraulische cilinder-zuiger systemen. De nieuwe katapult- en remsystemen maken het eveneens mogelijk om met een bredere gewichtsklasse van vliegtuigen te opereren (van UAV’s tot beladen 45 ton).

Inmiddels ook in aanbouw: CVN-79, de USS John F. Kennedy (foto’s: Huntington Ingalls Industries)
JohnFKennedyCVN79

JohnFKennedyCVN79front
 

Voortstuwing

Waar de Nimitz-klasse twee Westinghouse A4W kernreactors gebruiken voor voortstuwing (maximaal 30 knopen) en elektriciteitopwekking gaan de Fords het met twee Bechtel A1B reactors doen. Ook weer een verhaal van meer met minder. Minder volume aan machineruimte, met minder complexe reactoren die 250 procent meer elektrisch vermogen leveren dan de systemen van de Nimitz-klasse. Wat de upgrade mogelijkheden van deze klasse beperkt.

Vooralsnog is de helft van de maximaal op te wekken elektrische energie voldoende om alle huidige geplande systemen aan te drijven, inclusief de vier stroom ‘zuipende’ electropults. Het geeft de Fords voldoende energiereserve om in de toekomst andere energievreters zoals laserwapens of actief elektromagnetisch pantser (EMA .pdf) in te bouwen.

Uitrusting en bewapening

Hier meer evolutie dan revolutie, hoewel het gebruik van Active Electronically Scanned Array radartechnieken (AESA) voor het AN/SPY-3 hoofdsysteem een flinke stap voorwaarts is op de oudere Nimitz systemen. De nieuwere systemen moeten een snellere reactietijd tegen ‘incoming’ realiseren, en een accuratere geleiding geven aan de verbeterde RIM-162 Evolved Sea Sparrow raketten (twee achtcel systemen). Deze Mach 4 raketten met een bereik van circa vijftig kilometer zijn de eerstelijns verdediging (ook van geupgrade Nimitz-klasse) tegen supersonische sea-skimmer antischip raketten zoals de Russische JSC Moskit en Oniks systemen.

Op kortere afstanden kunnen meerdere RAM of de aankomende volledig zelfstandig opererende SeaRAM systemen vanaf een kilometer of tien aanvullend beginnen met het bestoken van aanvallers. Drie Phalanx 20 mm zesloops Gatling kanonsystemen moeten vanaf een afstand van een kilometer of drie de laatste doorkomers uitschakelen. De onvermijdelijke ‘eeuwige’ .50s, die zich naar verwachting ook op CVN-78 gaan inschepen, kunnen alleen toevalstreffers plaatsen, en zijn meer bedoeld voor inzet tegen vervelende mensen in kleine bootjes.

CVN-78 eerste tewaterlating in het dok (Foto: US Navy- Communication Specialist 1st Class Joshua J. Wahl)
Dry DOck FLooding

 

Voorkomen dat gelanceerde raketten of vliegtuigen met raketten gevaarlijk worden voor vliegdekschepen is vooral de taak van de direct begeleidende vlooteenheden (carrier task-force) die bij de Amerikaanse marine typisch bestaan uit een geleidewapen kruiser van de Ticonderoga-klasse en vier-zes geleidewapen jagers uit de Arleigh Burke-klasse.

Uiteraard behoort het ook tot de taak van de Carrier Air Wing (CVW) om aanvallers onschadelijk te maken voor ze de task-force kunnen bedreigen. De wings aan boord van de Ford-klasse schepen krijgen dezelfde omvang en samenstelling als de Nimitz-klasse, waar de laatste (USS George H.W. Bush -2009) pas rond 2058 van buiten dienst zal worden gesteld.

Momenteel opereren de tien actieve Amerikaanse carriers met een CVW bestaande uit vier squadrons (elk 12 toestellen) met F-18 Hornets en Super Hornets (C/E modellen), plus een squadron met EA-18G Growler of oudere EA-6B Prowler toestellen. Deze squadrons vormen de slagkracht. E-2 Hawkeye (typisch 4 stuks) verkenners en afgeleide C-2 Greyhound transportvliegtuigen aangevuld met vier-zes Seahawk helikopters in diverse uitvoeringen completeren de CVW. In oorlogstijd kan een CVW 85-90 vliegtuigen en helikopters tellen.

Dat de geplande doelstellingen en mogelijkheden nog niet altijd naar wens worden gerealiseerd in het nieuwe ontwerp, zoals de electrocats en AAG die nog niet zo betrouwbaar zijn als wenselijk is, wordt duidelijk in dit defenseindustrydaily artikel van juli 2015. Hopelijk zijn de kinderziekten niet van JSF/F-35 hoofdpijn-niveau, en ‘voldoende’ verholpen als de USS Gerald R. Ford in 2017 in dienst wordt genomen. Wat niet direct honderd procent operationeel inzetbaar zijn betekent.

 


 
EMALS F-35 test
https://youtu.be/B5pJAyKbElY

 

(Titelfoto: Huntington Ingalls Industries)