Авианосец «Джеральд Форд» стал одним из самых дорогостоящих проектов в истории американского флота, но даже после включения в состав ВМС его работоспособность оставляет желать лучшего. О проблемах корабля и преимуществах российских проектов «ПолитЭксперту» рассказали специалисты Крыловского государственного научного центра.
В составе зарубежных военно-морских сил сегодня находятся около 18 авианосцев, 11 из них – в ВМС США. Строительство нового корабля «Джеральд Форд» габаритами 337х78х12,4 м и водоизмещением 102 тысяч тонн, способного вместить свыше 75 летательных аппаратов, компания Northrop Grumman начинала еще в 2005 году. Спущен на воду атомный гигант был лишь в 2013-м, а введен в состав ВМС и вовсе только в 2017-м.
На церемонии ввода в эксплуатацию президент США Дональд Трамп назвал этот авианосец «стотысячетонным посланием миру». Правда, послание получилось «косноязычным»: даже в Пентагоне признали, что многие важные системы корабля попросту не работают.
Ни взлета, ни посадки
Недоработанными оказались, к примеру, системы доставки вооружений. Так, в декабре 2018 года на корабле не работали 11 новых электромагнитных подъемников для поднятия боеприпасов на летную палубу. Взлетно-посадочную полосу авианосца, по некоторым данным, тоже советуют заменить.
Но больше всего претензий озвучивают к новым электромагнитным катапультам и аэрофинишерам «Джеральда Форда». Во время испытаний авианосца с мая 2017 по январь 2019-го при 740 вылетах было зафиксировано 20 сбоев катапульт. К повреждениям самолетов это не приводило, но поставило под сомнение возможность выполнения планов по суточному количеству взлетов. Два серьезных сбоя уже привели к полному срыву боевых операций.
По информации СМИ, вместо 4166 регулярных запусков новые катапульты оказались способны производить только 400, после которых возникал сбой. Аэрофинишеры тоже подводили. Вместо положенных 1600 посадок они принимают подряд лишь по 25 самолетов, а потом тоже выдают сбой.
Возможно, поэтому «Джеральд Форд» до сих пор не имеет сформированной авиагруппы, что делает его попросту бесполезным.
От паровых до электромагнитных
На всех американских авианосцах до «Джеральда Форда» катапульты были паровыми. Из-за перегрузок во время старта пилоты всерьез рисковали здоровьем. Чтобы повысить управляемость взлетов, в США взялись за создание электромагнитных катапульт.
«По мнению разработчиков, они превосходят паровые по всем основным показателям: имеют в два раза меньшие массу и габариты, могут монтироваться на рампе и проще в эксплуатации. Тяговое усилие плавно регулируется, снижая нагрузки на конструкцию самолета», – рассказал ведущий инженер отдела перспективных разработок надводных кораблей Крыловского государственного научного центра (КГНЦ) Юрий Кулагин.
На «Джеральде Форде» установлены четыре электромагнитных катапульты EMALS с линейным электродвигателем. Каждая способна передать самолету при разгоне энергию величиной 122 МДж. Расчетный коэффициент полезного действия (КПД) – 70%, что в несколько раз превосходит КПД паровой катапульты.
При этом собеседник «ПолитЭксперта» указал на колоссальную сложность конструкции новых катапульт, отметив, что они до сих пор не соответствуют некоторым важнейшим заданным в техзадании параметрам.
Проблемы из всех щелей
Линейный двигатель катапульты «Джеральда Форда» расположен под палубой и соединяется с самолетом через щель по всей длине дорожки разгона. Его 103-метровый статор и 7-метровый ротор с постоянными магнитами взаимодействуют через зазор.
Мощность двигателя зависит от площади взаимодействия статора и ротора. У обычного электродвигателя с кольцевым статором и ротором контакт происходит почти по всей длине. У линейного активная площадь статора в 12 раз превышает площадь ротора. Это привело к увеличению размера и массы двигателя, объяснил Юрий Кулагин.
«Кроме того, токи обмоток статора двигателя формируют мощные импульсные помехи в аппаратуре самолетов и корабля, а высокие обороты массивных маховиковых накопителей (6600 об/мин) вызывают колебания палубы, повышая опасность при эксплуатации. Чтобы ослабить влияние деформаций от действия волн на корпус корабля, зазор между статором и ротором вынуждены были увеличить. А это ухудшило параметры двигателя и вынудило поставить его на компенсационную рампу, увеличив совокупную массу и габариты конструкции», – отметил специалист.
Массивное оборудование катапульты повлияло на общее водоизмещение «Джеральда Форда» и мощность его атомной энергетической установки, которая и сама по себе очень тяжелая. Все это вылилось в высокую стоимость строительства и эксплуатации корабля, заключил собеседник ПЭ.
Миллиарды авианосцу под хвост
По данным из открытых источников, стоимость постройки современного атомного авианосца варьируется от 4 до 13 млрд долларов, а с неатомной установкой – от 1 до 5,5 млрд долларов. На «Джеральд Форд» к началу 2017 года было затрачено 12,9 млрд долларов. Стоимость разработки проекта обошлась еще в 2,4 млрд. Новые технологии в его оборудовании стоили порядка 4,7 млрд.
При этом работы на авианосце еще ведутся – некоторые виды испытаний запланированы лишь на 2024 год, подчеркнул инженер.
Эксплуатация одного такого авианосца обходится казне США примерно в 10 млн долларов в месяц. Предполагалось, что к 2020 году у ВМС США будет 12 подобных.
Исключив ошибки американцев
Недавно в Крыловском центре представили проект нового легкого авианосца с необычной полукатамаранной конструкцией корпуса и новыми катапультами.
Под руководством главного конструктора перспективных авианосцев КГНЦ Валентина Белоненко специалисты рассмотрели десятки самых разных технических решений катапульт, включая американские. В итоге был создан наиболее управляемый и безопасный вариант, который сейчас патентуется.
В проекте авианосца реализована концепция катапультно-трамплинного взлета. При совместной работе с двигателями катапульта обеспечит самолету ускоренный разгон, а трамплин подтолкнет его вверх и увеличит подъемную силу крыльев.
Длина катапульты КГНЦ составит всего 40 метров против 100 у американской. С ее помощью самолет массой 40-42 тонн сможет получить разгон при сходе с трамплина до 200 км/час, отметил Юрий Кулагин.
«Привод реализуется с помощью вращающихся электрических машин с постоянными магнитами, что позволит применить уже освоенные технологии производства, повысить КПД, снизить массу, габариты, сроки создания и стоимость катапульты. Ограничение перегрузок и плавность управляемого движения обеспечит возможность использовать существующие трамплинные самолеты без значительных переделок», – подчеркнул специалист.
Выбранное техническое решение катапульты применимо и на более крупных авианосцах, которые будут строиться в России в дальнейшем, добавил он.
Оценил 1 человек
3 кармы