إن فئة فورد الأمريكية الجديدة عبارة عن دراسة حول كيفية عدم بناء ناقلة

إنها "حاملة طائرات" لا يمكنها إطلاق طائرات

ومع ذلك ، يصل سعر البوب ​​إلى 13 مليار دولار

بريس. استخدم دونالد ترامب حاملة الطائرات من الجيل التالي التابعة للبحرية ، يو إس إس جيرالد فورد ، كخلفية لكشف النقاب عن رؤيته لميزانية الدفاع المقبلة في مارس 2017.

كان من المفترض أن ترمز اللحظة إلى التزامه بإعادة بناء الجيش ، لكنها أيضًا وضعت الرئيس أمام نصب تذكاري لقدرة صناعة الدفاع والبحرية على تبرير إنفاق المليارات من أموال دافعي الضرائب على تقنيات غير مثبتة غالبًا ما تقدم أداءً أسوأ بتكلفة أعلى. .

يقدم برنامج فورد أيضًا مثالًا آخر على مخاطر قيام البحرية والصناعة بإجراء الاختبارات القتالية الصارمة التي تعتبر ضرورية لضمان خوض رجالنا ونسائنا المقاتلين في حرب مع المعدات التي تعمل.

توقعت البحرية امتلاك السفينة سلمت في 2014 بتكلفة قدرها 10.5 مليار دولار . لكن المشاكل الحتمية الناتجة عن التزامن الذي بنته البحرية في تطوير تقنيات فورد الجديدة والمحفوفة بالمخاطر ، أكثر من اثني عشر في المجموع ، تسبب في تراجع الجدول الزمني لأكثر من ثلاث سنوات وزيادة التكلفة إلى 12.9 مليار دولار - ما يقرب من 25 في المائة من الميزانية.

لكل هذا الوقت والمال ، "الموثوقية الضعيفة أو غير المعروفة للمقاليع المصممة حديثًا ، ومعدات القبض ، ومصاعد الأسلحة ، والرادار ، وكلها ضرورية لعمليات الطيران ، يمكن أن تؤثر على قدرة CVN-78 على إنشاء طلعات جوية ، مما يجعل السفينة أكثر عرضة للخطر لمهاجمة أو وضع قيود أثناء العمليات الروتينية.

إن الموثوقية الضعيفة أو غير المعروفة لهذه الأنظمة الفرعية الحرجة هي الأكثر خطورة على CVN-78 ".

منجنيق EMALS ، فشل في الإطلاق

المشاكل مع أنظمة السفينة ، بما في ذلك المنجنيق ، معروفة جيدا. لكن ترامب ما زال يفاجأ تقريبًا كل مراقبي البنتاغون عندما كان وسط نطاق واسع مقابلة الوقت ، قال إنه أمر البحرية بالتخلي عن مقلاع الطائرات "الرقمي" الجديد على حاملات الطائرات المستقبلية من فئة فورد. بدلاً من ذلك ، يريد من البحرية أن تعود إلى المقاليع البخارية التي أثبتت جدواها ، والتي كانت مستخدمة منذ عقود.

الرئيس محق عندما قال إن هناك مشاكل كبيرة في منجنيق فورد "الرقمي" ، لكن التخلي عنها في السفن المستقبلية سيشكل مشاكل كبيرة.

إن منجنيق فورد "الرقمي" ، في الواقع ، هو نظام الإطلاق الكهرومغناطيسي ، أو EMALS. تم تصميمه لتوفير الدعم اللازم للطائرات للوصول إلى سرعة الإقلاع ضمن طول سطح حاملة الطائرات القصير. على المدى الطويل ، من المفترض أن يكون أخف وزنا وأكثر موثوقية و أقل تكلفة من نظام البخار .

لسوء الحظ ، فإن EMALS هي تقنية غير ناضجة ، ويتم تطويرها بالتزامن مع تصميم السفينة وتطويرها. حتى الآن ، لم يرق البرنامج إلى مستوى الوعود المقطوعة.

المقاليع التي تعمل بالبخار ، على الرغم من أنها تتطلب صيانة مكثفة ، إلا أنها تقنية مثبتة. لقد كانوا في الخدمة مع ترقيات مستمرة وموثوقية مرضية لـ أكثر من نصف قرن . في هذا النظام ، يدفع ضغط البخار المكبس إلى أسفل مسار محدد في سطح السفينة.

يقوم طاقم السفينة بإعداد الطائرة للإطلاق من خلال ربط عجلة أنفها بمكوك متصل بالمكبس. عندما يفتح صمام البخار ، يؤدي الضغط خلف المكبس إلى تسريع المكوك والطائرة أسفل المسار ، ليصل إلى سرعة عالية بما يكفي للسماح للطائرة بالإقلاع.

يتم توليد البخار لتشغيل المنجنيق بواسطة المرجل الرئيسي للمفاعل النووي للسفينة وهو نفس المرجل الذي يولد البخار لتوربينات الدفع. يتم ضخ هذا البخار من غرفة الغلاية إلى المقاليع الموجودة في القوس.

يخزن EMALS الجديد شحنة كهربائية هائلة - ما يكفي لتزويد 12,000 منزل بالطاقةثلاث ثوانٍ ، الوقت الذي يستغرقه إطلاق طائرة - ثم يطلق التيار بسرعة في مغناطيس كهربائي ضخم يدفع المكوك إلى أسفل المسار.

تهدف المنجنيق الكهرومغناطيسي الجديد إلى إطلاق كل شيء من المركبات الصغيرة غير المأهولة إلى الطائرات المقاتلة الثقيلة. ال تدعي البحرية EMALS سيوفر المال بمرور الوقت لأنه يقال إنه يتطلب عددًا أقل من الأشخاص للعمل ومن المتوقع أن يكون من الأسهل صيانته.

لكن الاختبارات كشفت بالفعل أن البحرية قللت من حجم العمل وعدد الأشخاص الضروريين لتشغيل النظام. نتيجة لذلك ، يتعين على البحرية إعادة تصميم بعض مناطق الرسو لاستيعاب المزيد من الناس. كان من المفترض أيضًا أن يزيد من عمر الطائرات عن طريق وضع ضغط أقل على هياكل طائراتها باستخدام إطلاق أكثر تحكمًا للطاقة أثناء إطلاق المنجنيق.

لسوء الحظ ، أظهرت الاختبارات الأخيرة لنماذج EMALS الأرضية أن النظام بالغ في الإجهاد F-18 هياكل الطائرات أثناء الإطلاق .

ولعل الأمر الأكثر خطورة هو أن التصميم يجعل من المستحيل على الطاقم إصلاح المنجنيق أثناء إطلاق السفينة لطائرات بمقاليع أخرى. يتم ذلك على شكل ملف مسألة روتينية على الناقلات الحالية حيث أن كل مقلاع يعمل بشكل مستقل عن الآخر. عندما تفشل إحدى المنجنيق البخارية ، يمكن للطاقم إجراء الإصلاحات اللازمة بينما تستمر المقاليع المجاورة في إطلاق الطائرات.

مثل شركات النقل السابقة ، تمتلك فورد أربعة مقاليع إطلاق بحيث - من الناحية النظرية - في حالة فشل أحدها ، يمكن للسفينة مواصلة العمليات باستخدام الثلاثة المتبقية. لكن البحرية وجدت أنه لا توجد طريقة لعزل كل منجنيق EMALS كهربائيًا عن غيرها أثناء عمليات الطيران ، مما يثير تساؤلات حول الملاءمة التشغيلية للنظام.

يتم تخزين الشحنة الكهربائية الهائلة اللازمة لتشغيل المقاليع في ثلاث مجموعات لتخزين الطاقة ، كل منها يستخدم أربعة مولدات ثقيلة على دولاب الموازنة. تعمل المجموعات الثلاث معًا على تشغيل جميع المقاليع الأربعة ولا يمكن فصلها كهربائيًا عن منجنيق واحد فاشل للسماح بالإصلاحات بينما تطلق الطائرات الثلاثة الأخرى المقاليع.

هذا يعني أن إصلاح المنجنيق الفاشل يجب أن ينتظر حتى اكتمال جميع عمليات الطيران ، أو في حالة فشل عدة قاذفات ، قد يتعين تعليق جميع الرحلات للسماح بالإصلاحات. وبالتالي هناك احتمال أن السفينة قد لا تكون قادرة على إطلاق أي طائرات في لحظة حرجة لأن مصممي EMALS فشلوا في توفير قوة مستقلة لكل من المنجنيق الأربعة.

هذه المشكلة حادة بشكل خاص لأن EMALS لديها سجل حافل من الموثوقية الضعيفة. النظام حتى الآن فشل مرة واحدة كل 400 عملية إطلاق . قد يبدو هذا سجلاً معقولاً ، لكنه أسوأ بعشر مرات من 10،4,166 عملية إطلاق بين حالات الفشل التي من المفترض أن يحققها النظام وفقًا لمواصفات العقد.

من المتوقع أن تزيد معدلات الطلعات القتالية لأربعة أيام على الأقل في بداية أي صراع كبير - وتسليم تلك الطلعات الجوية هو ، بعد كل شيء ، السبب الرئيسي وراء بناء شركات الطيران في المقام الأول. وفقًا لمعدل الفشل الحالي ، هناك فرصة بنسبة XNUMX في المائة فقط أن تتمكن USS Ford من إكمال رحلة طيران مدتها أربعة أيام دون فشل الإطلاق ، وفقًا للمكتب المسؤول عن اختبار السفينة ، مدير الاختبار والتقييم التشغيلي.

كان قرار متابعة تكنولوجيا EMALS غير الناضجة نعمة للمقاولين ، وخاصة شركة General Atomics ومقرها سان دييغو. مع خلفية مغناطيسية الاندماج النووي فقط وعدم وجود خبرة سابقة في المقاليع الحاملة ، فازت الشركة بعقد تطوير وعرض نظام EMALS في أبريل 2، 2004 . في ذلك الوقت ، بلغت قيمة العقد 145 مليون دولار.

لقد تضخم هذا الرقم بشكل متوقع على مر السنين حيث تميل برامج التكنولوجيا المتزامنة الخطرة إلى القيام بذلك. تظهر أحدث الأرقام الصادرة عن مكتب تقييم التكلفة وتقييم البرامج التابع للبنتاغون أن البحرية سوف تنفق حوالي 958.9 مليون دولار لمجرد تطوير هذا المكون الواحد - وقد تكون هناك حاجة إلى المزيد لتصحيح أوجه القصور الحالية.

تكلفة بناء وتثبيت نظام EMALS - أربعة مقاليع - شيء آخر تمامًا. في يناير 2017 ، قامت البحرية حصل على جائزة General Atomics عقد آخر بقيمة 532 مليون دولار لتثبيت النظام على ثالث شركة فورد في فئتها ، إنتربرايز.

وعلى الرغم من أن نظام EMALS مليء بالمشكلات ومكلف للغاية ، إلا أن استبداله ببديل المنجنيق البخاري المثبت سيكون على الأرجح أكثر. بدلاً من ذلك ، يعد استخدام المنجنيق البخاري أمرًا مستحيلًا دون إعادة تصميم نظام توليد البخار لمحطة المفاعل النووي بالكامل. لأن البحرية خططت فورد لتكون سفينة كهربائية ، لم يتم تصميم المفاعل لإنتاج بخار الخدمة لأنظمة السفن الرئيسية.

لذلك لا يمكن للمفاعل الآن توفير 4,050 رطلاً في الدقيقة من بخار الضغط العالي الذي يتطلبه تركيب منجنيق رباعي يعمل بالبخار. علاوة على ذلك ، سيتطلب تركيب أربعة مسارات مقلاع تعمل بالبخار إعادة تصميم كاملة وإعادة بناء هيكل السطح الداعم. ستكون تكلفة كليهما مذهلة وقد يزيد التأخير عن سنتين إلى ثلاث سنوات.

نظام اعتقال AAG

بطبيعة الحال ، فإن إطلاق طائرة مقاتلة فوق مقدمة الحاملة ليس سوى جزء واحد من المعادلة. تحتاج الطائرات أيضًا إلى الهبوط ، وهو تحد كبير آخر على متن سفينة متحركة. لا تهبط الطائرات حقًا على متن سفينة. إنهم يتحطمون بشكل أساسي بطريقة شديدة التحكم. بدلاً من التوقف على مدرج تقليدي ، يتعين على الطائرة التي تهبط على حاملة طائرات أن تلتقط كابلًا على سطح الطائرة بخطاف متصل بالطائرة لإيقافها على سطح السفينة القصير نسبيًا.

كما فعلت مع المنجنيق ، قررت البحرية استخدام تقنية غير مثبتة لنظام القبض الكهربائي لفورد لالتقاط الطائرات أثناء الهبوط. كان هذا النظام أيضًا يمثل تحديًا أكبر مما توقعته البحرية. كتب فرانك كيندال ، أكبر مشتر للأسلحة في البنتاغون: "مع الاستفادة من الإدراك المتأخر ، كان من السابق لأوانه إدراج العديد من التقنيات غير المثبتة" في مذكرة أغسطس 2016 .

تستخدم القوات البحرية في جميع أنحاء العالم أنظمة الاعتقال منذ أكثر من قرن للهبوط بالطائرات على متن السفن. قامت البحرية بتركيب أول نظام لها ، يتألف من أكياس الرمل والكابلات ، في يو إس إس بنسلفانيا في عام 1911. تستخدم البحرية حاليًا نظام إيقاف هيدروليكيًا مكابحًا دعا Mk. 7 على حاملات الطائرات الحالية من فئة نيميتز.

عندما يمسك الخطاف الموجود في طائرة الهبوط بأحد الكابلات الموجودة على سطح السفينة ، يتم فرملة الكابلات محرك داخل السفينة . في الواقع هو ممتص صدمات كبير جدًا ، هذا المحرك عبارة عن مكبس داخل أسطوانة مملوءة بسائل هيدروليكي. عند سحبه بواسطة كبل سطح السفينة ، يضغط المكبس السائل الذي يتدفق بعد ذلك عبر صمام مقنن تم معايرته للتعامل مع وزن نوع الطائرة التي يتم هبوطها. يمتص السائل المضغوط طاقة الهبوط ويجعل الطائرة تتوقف على مسافة 340 قدمًا فقط.

لقد كان نظام التروس الهيدروليكي هذا قيد الاستخدام منذ عام 1961 وتم تحسينه عدة مرات على مر السنين. ولكن كنقطة بيع عالية التقنية ، فهي ليست بداية. من أجل الحصول على تمويل متزايد لبرنامج فورد ، اختارت البحرية استبدال المكونات الهيدروليكية التي أثبتت جدواها بنظام كهربائي جديد تمامًا وغير مختبَر ، يُسمى معدات الحجز المتقدمة.

التقدير الأصلي لعام 2005 لـ AAG فقط 172 مليون دولار . تم تعديل هذا الرقم بالزيادة في عام 2009 إلى 364 مليون دولار ، وتضخم الآن إلى أكثر من ذلك بكثير 1.3 مليار دولار ، بزيادة مذهلة قدرها 656 في المائة.

تم بناء AAG أيضًا بواسطة General Atomics ، وكما هو الحال مع EMALS ، ليس لدى الشركة أي خبرة سابقة في معدات الاعتقال. يعتمد نظام AAG على "Water Twister" ، وهو عبارة عن عجلة مجداف داخل أسطوانة من الماء. عند الدوران عن طريق سحب كابل السطح ، تستخدم عجلة المجذاف مقاومة الماء لامتصاص 70 في المائة من طاقة طائرة الهبوط وإيقافها - مع ضبط دقيق لقوى الكبح الإضافية التي يوفرها كهربائي كبير جدًا محرك. على الأقل هذه هي الطريقة التي من المفترض أن تعمل بها.

اختتم المفتش العام بوزارة الدفاع في أ تقرير يوليو 2016 أن البرنامج بأكمله قد تمت إدارته بشكل سيء.

"بعد عشر سنوات من دخول البرنامج مرحلة تطوير الهندسة والتصنيع ، لم تتمكن البحرية من إثبات قدرة أو سلامة النظام إلى مستوى يسمح بإجراء اختبار فعلي للنظام على حاملة طائرات."

وجد أفراد الاختبار ضررًا بسبب عدم كفاية القوة للعديد من المكونات الفرعية داخل الاعصار المائيبعد الاختبارات التنموية في عام 2012. تطلب الإعصار المائي عامين من "إعادة التصميم الهامة". اجتاز النموذج الأولي المنقح اختبارات الحمل الميت على الأرض بعد سنتين . أُجريت أول اختبارات للطائرات ، على الأرض أيضًا ، في عام 2016.

بشكل منفصل عن إخفاقات الإعصار ، كشفت الاختبارات الفاشلة السابقة عن تلف ممتص صدمات كابل AAG والذي نسبته البحرية إلى تعقيد التصميم. وبحسب ما ورد تم تصحيح هذه المشكلة.

ومع ذلك ، تُظهر أحدث نتائج الموثوقية 25 عملية هبوط فقط بين حالات فشل المهام التشغيلية لـ AAG ، أي 660 مرة أقل من متطلبات البحرية البالغة 16,500. هذا يجعل من المستحيل تمامًا على Ford تلبية متطلبات معدل طلعة الطيران. وفي إشراف مذهل على التصميم تمامًا مثل نظام EMALS ، جعل مهندسو General Atomics من المستحيل إصلاح أعطال AAG دون إيقاف عمليات الطيران - لا يمكن فصل مزود الطاقة AAG عن مصدر الجهد العالي أثناء استمرار الرحلات الجوية.

حتى بعد إنفاق ما يقدر بنحو 1.3 مليار دولار ، تظل القدرة على تصحيح عدم موثوقية AAG الخطيرة غير مؤكدة لدرجة أن البحرية لا تستطيع الالتزام بعد بجدول زمني للاختبار الفعلي في البحر لفورد.

المشاكل مع AAG سيئة للغاية لدرجة أن وزارة الدفاع طلبت من البحرية الدراسة ترك الفكرة بالكامل لسفن المتابعة لصالح نسخة محسنة من Mk المثبت. 7 نظام حاليا في الخدمة.

ومع ذلك ، فإن التوصية بإسقاط AAG بعد إنفاق 1.3 مليار دولار كان سيشكل اعترافًا كبيرًا بالفشل. مما لا يثير الدهشة ، قررت البحرية التمسك بـ AAG والمضي قدمًا في الخطط لتثبيته على متن السفينة ثاني سفينة من طراز فورد ، جون ف. كينيدي.

قد يتم إلغاء هذا القرار الآن بعد أن أصبحت البحرية كان عليه أن يقدم تقريرا تتجاوز تكاليف برنامج AAG تقديره لعام 2009 بنسبة 50 بالمائة على الأقل ، تشغيل مراجعة تلقائية . وهذا ما يسمى بخرق "نون مكوردي" ، الذي سمي على اسم قانون عام 1982 الذي يطالب البنتاغون بمراجعة برامج الأسلحة الرئيسية عندما ترتفع تكاليفها فوق مستويات معينة.

إذا زادت تقديرات تكلفة البرنامج بأكثر من 50 في المائة ، فمن المفترض أن يتم إلغاء البرنامج تلقائيًا ما لم يصدق وزير الدفاع على أن البرنامج بالغ الأهمية للدفاع الوطني.

بالطبع من النادر للغاية أن يتم بالفعل إلغاء أي برنامج بهذه الوسائل. من المرجح أن تقدم AAG دليلاً آخر على قانون فيتزجيرالد الأول اقتناء الدفاع. هناك مرحلتان فقط من البرنامج. الأول هو ، "من السابق لأوانه معرفة ذلك." الثاني: لقد فات الأوان للتوقف ".

مشاكل كهربائية

تتطلب حاملات الطائرات الكثير من القوة. استخدمت الناقلات السابقة البخار المتولد من المفاعلات النووية لقيادة اثنين من أكثر الأنظمة استهلاكًا للطاقة على متنها - التوربينات البخارية التي تدير المراوح والمقاليع البخارية التي تطلق الطائرات.

احتفظت سفن Ford-class بتوربينات بخارية للدفع ، ولكن بدلاً من ضخ البخار من المفاعلات لتزويد أنظمة السفن الرئيسية بالطاقة مباشرة ، فإنها تستخدم البخار لتشغيل أربعة مولدات توربينية رئيسية لتوليد الكهرباء لأنظمة مثل المقاليع الكهرومغناطيسية الجديدة. لقد كان توليد الكمية الهائلة من الكهرباء التي تحتاجها السفينة وإدارتها مساهماً هاماً في مشاكل الميزانية والجدول الزمني.

لتغذية هذه المطالب الكهربائية الهائلة ، بالإضافة إلى الإلكترونيات الموسعة للسفينة ، تم تصميم مولدات Ford الأربعة لتوفير ثلاثة أضعاف إجمالي الطاقة الكهربائية التي توفرها المولدات الثمانية في فئة Nimitz - 13,800 مقابل 4,160 فولت .

تشكل هذه الفولتية الفائقة الجديدة مخاطر كبيرة مثل زيادة مشاكل السلامة وزيادة معدلات الانحناء والفشل الكهربائي ، لا سيما في الأجواء الملحية الرطبة. كما أنها أكثر هشاشة من الأنظمة القديمة التي يمكن أن تصنع السفينة أسهل بكثير للإصابة بالشلل في المعركة . غالبًا ما يتطلب إصلاح الأضرار التي لحقت بهذه الأنظمة إيقاف تشغيلها ، مما قد يؤثر على الأنظمة الأخرى التي لم تتعرض للضرر.

لا يمكن تقييم احتمال أن تتطلب هذه المخاطر تعديلًا جوهريًا للسفينة أو تجعل فورد غير مناسبة للقتال حتى الانتهاء من الاختبار التشغيلي في عام 2020.

إخطار
guest
1 التعليق
أقدم
الأحدث معظم صوت
التقيمات المضمنة
عرض جميع التعليقات

Tahau Taua
تاهاو تاوا
منذ أشهر 4

حتى نتمكن من استيعاب مئات الملايين من الناس حول العالم ؛ هم أقل عرضة للهجوم من قبل قتلة جماعيين يتم إطلاقهم من حاملات الطائرات الأمريكية؟

مكافحة الإمبراطورية