PORTAEREI U.SS. ENTERPRISE (CVN80) -

USS. ENTERPRISE (CVN 80) AIRCRAFT CARRIER -

La USS Enterprise (CVN-80) sarà la terza portaerei Gerald R. di classe Ford a essere costruita per la Marina degli Stati Uniti. Sarà la nona nave militare degli Stati Uniti a portare il nome, e dovrebbe entrare in funzione nel 2027. La sua costruzione iniziò nell'agosto 2017 con una cerimonia di taglio dell'acciaio.

ORIGINI DEL NOME

Il 1 ° dicembre 2012, durante la presentazione di un discorso preregistrato alla cerimonia di inattivazione per USS Enterprise (CVN-65), l'allora segretario della Marina Ray Mabus annunciò che CVN-80 sarebbe stato nominato Enterprise. Sarà la nona nave e la terza portaerei nella storia della Marina degli Stati Uniti a portare il nome. CVN-80 sarà anche la prima super portaerei americana dal momento che nel 1966 l'America fu commissionata per non essere nominata in onore di una persona. A dicembre 2016, Mabus ha scelto le medaglie d'oro olimpiche Katie Ledecky e Simone Biles per sponsorizzare la nave

COSTRUZIONE

Il CVN-80 è stato costruito dalla Newport News Shipbuilding di Huntington Ingalls Industries a Newport News, in Virginia. CVN-80 è la prima portaerei completamente progettata e realizzata tramite piattaforme digitali. La prima cerimonia del taglio dell'acciaio, che segna l'inizio della fabbricazione dei componenti della nave, si è tenuta il 21 agosto 2017, alla presenza degli sponsor della nave Katie Ledecky e Simone Biles. La costruzione è iniziata prima del contratto di acquisto e dell'aggiudicazione della costruzione, all'inizio del 2018.  L'acciaio del CVN-65 sarà riciclato e utilizzato nella costruzione del CVN-80. Ad agosto 2022, circa 20.000 libbre di acciaio, da CVN-65, sono state recuperate e riciclate per essere incluse in CVN-80, con altre 15.000 libbre ancora da lavorare, per un totale di 35.000 libbre. L'Enterprise incorporerà anche quattro oblò presi dal CV-6 , il suo predecessore della seconda guerra mondiale . L'Enterprise sostituirà la USS Dwight D. Eisenhower e dovrebbe essere lanciata nel novembre 2025, con una data di consegna prevista per marzo 2028.  La chiglia della nave è stata posata , senza una cerimonia specifica, il 5 aprile 2022, tre settimane prima del previsto. Il 27 agosto dello stesso anno il costruttore navale tenne una cerimonia ufficiale di posa della chiglia.

PREMESSA

Le portaerei classe Nimitz hanno mantenuto sempre lo stesso sistema di produzione e utilizzo dell'energia. Una portaerei classe Nimitz può mantenere velocità superiori ai 30 nodi, nonostante la massa a pieno carico di circa 100,000 tonnellate, senza rifornirsi per 90 giorni, garantendo lo svolgimento di operazioni aeree in un raggio di centinaia di miglia marine. Una dimostrazione dell'autonomia delle portaerei classe Nimitz fu data dalla USS Theodore Roosevelt, che rimase in missione per 159 giorni consecutivi in supporto all'operazione Enduring Freedom senza mai visitare un porto o essere rifornita. Durante il periodo intercorso dalla costruzione della prima nave della classe a oggi, queste portaerei sono state aggiornate con molte nuove tecnologie, ma con gli avanzamenti tecnologici degli ultimi due decenni, le possibilità di miglioramento delle navi di questa classe sono limitate. I maggiori problemi che la classe Nimitz deve affrontare sono: la limitata capacità di produzione di energia elettrica; l'aumento del peso della nave e l'erosione del margine nel posizionamento del centro di gravità, necessario a mantenere la stabilità della nave, causati dai miglioramenti tecnologici apportati. Partendo dalla considerazione dei problemi della classe Nimitz, i progettisti hanno sviluppato il progetto denominato CVN-21, che ha portato alla progettazione delle navi USS Gerald R. Ford (CVN-78), USS John F. Kennedy (CVN-79), CVN-80. I miglioramenti tecnologici sono stati apportati adattando il disegno della nave alle nuove tecnologie e rendendolo più efficiente. Le maggiori innovazioni nel disegno vero e proprio consistono in: un ponte di volo più largo, miglioramenti nell'apparato di trasporto di armi e materiali, un nuovo reattore che richiede meno personale e un'isola più piccola e più arretrata rispetto al ponte. Gli avanzamenti tecnologici nel campo dell'elettromagnetismo hanno permesso lo sviluppo di una catapulta elettromagnetica (EMALS), e di un sistema d'arresto avanzato (AAG). Un sistema integrato garantirà la flessibilità per l'adattamento dell'infrastruttura della nave ai futuri aggiornamenti. I nuovi Dual Band Radar (DBR) combinano i radar a banda S e banda X in'unico sistema. Con il nuovo design e gli aggiornamenti tecnologici la Ford avrà un 25% in più di capacità di lancio di aerei, triplicherà la produzione di energia elettrica e aumenterà la disponibilità operativa. La richiesta di una capacità di lancio per circa 160 sortite aeree al giorno, con picchi di 220 sortite in momenti di intensa attività o emergenza, ha portato gli sviluppatori a ridisegnare il ponte di volo.

COSTI

 Il costo previsto per la costruzione della nave è attualmente di  11,4 miliardi di dollari.

CARATTERISTICHE TECNICHE

PONTE DI VOLO

La torretta di controllo (da cui il personale osserva le operazioni aeree) è più piccola, in modo da destinare più spazio sul ponte ai veicoli aerei. Il sistema elettrico di bordo, riesce a generare 104 MW di corrente (circa il 250% di elettricità in più rispetto alle portaerei precedenti) non solo per alimentare correttamente l’EMALS, ma anche per supportare una possibile installazione di armi laser.

I sistemi elevatori, riescono a sollevare munizioni ed aerei dagli hangar al ponte molto più velocemente. I sistemi di condizionamento dell’aria a bordo inoltre, sono molto più efficienti, rendendo gli ambienti più confortevoli anche in caso di condizioni climatiche estreme: non si sa in quale parte del globo l’unità potrebbe prestare servizio.

Le modifiche al ponte di volo sono le differenze più visibili tra le classi di Nimitz e Gerald R. Ford. Diverse sezioni sono state modificate per migliorare la gestione, lo stoccaggio e il flusso degli aeromobili, il tutto al servizio di aumentare il tasso di sortita.

La catapulta n. 4 della classe Nimitz non può lanciare velivoli a pieno carico a causa di una mancanza di spazio aereo lungo il bordo del ponte di volo. CVN-78 non avrà restrizioni specifiche per la catapulta sul lancio di velivoli, ma conserva ancora quattro catapulte, due a prua e due a vita. Il numero di montacarichi dal piano hangar al livello del ponte di volo è stato ridotto da quattro a tre.

Un altro importante cambiamento è che l'isola più piccola e ridisegnata sarà più a poppa di quella dei vecchi vettori. Questo spostamento crea spazio sul ponte per una posizione di riarmo e di rifornimento centralizzata, e quindi riduce il numero di volte che un velivolo dovrà essere spostato dopo l'atterraggio prima che possa essere rilanciato. Meno movimenti di aeromobili richiedono, a loro volta, meno mani di ponte per raggiungerli, riducendo le dimensioni dell'equipaggio della nave e aumentando il tasso di sortite.

Inoltre, il movimento delle armi dal deposito e dal montaggio all'aereo sul ponte di volo è stato semplificato e accelerato. L'ordinanza verrà sollevata nella posizione di riarmo centralizzata tramite ascensori ad alta capacità che utilizzano motori lineari. Questi ascensori sono posizionati in modo tale che gli ordigni non debbano attraversare alcuna area di movimento degli aeromobili, riducendo così i problemi di traffico negli hangar e sul ponte di volo. Nel 2008, il contrammiraglio Dennis M. Dwyer ha detto che questi cambiamenti renderanno ipoteticamente possibile riarmare gli aerei in "minuti anziché ore.

VEICOLI TRASPORTATI

La classe Gerald R. Ford è progettata per ospitare il nuovo velivolo variante Joint Strike Fighter (F-35C), ma i ritardi nello sviluppo e nei collaudi degli aerei hanno influenzato le attività di integrazione su CVN-78. Queste attività di integrazione includono il collaudo dell'F-35C con gli EMALS del CVN-78 e il sistema avanzato di dispositivi di arresto e test delle capacità di stoccaggio della nave per le batterie agli ioni di litio dell'F-35C (che forniscono alimentazione all'avvio e di riserva), pneumatici e ruote. A seguito dei ritardi di sviluppo dell'F-35C, la US Navy non metterà in campo l'aereo almeno fino al 2018 - un anno dopo la consegna del CVN-78. Di conseguenza, la Marina ha rinviato le attività di integrazione critiche dell'F-35C, che introducono il rischio di incompatibilità di sistema e costosi retrofit alla nave dopo che è stata consegnata alla Marina.

I 75 aerei presenti a bordo includono i seguenti aerei:

Boeing F/A -18E;
Boeing F/A – 18F Super Hornet (aerei multiruolo twin engine, varianti basati sui McDonnel Douglas);
Lockheed Martin F-35C Joint Strike Fighters;

Mentre tra i 19 elicotteri previsti per ASW (Anti-submarine warfare) o per trasporto dei Navy Seals si annoverano:

Sikorsky SH-60 R;
Sikorsky SH-60 s Seahawk ;

Sono presenti ancora 5 aerei per la guerra elettronica (disturbano le emissioni radio, mettendo fuori uso sensori ed armi nemici)

Boeing E/A-18G Growler (detto “il ruggente”)

Ed ancora 4 aerei per AWACS (sistemi radar aviotrasportati utilizzati per la sorveglianza aerea e per tutte le funzioni C3 (Comando, Controllo e Comunicazione):

Northrop Grumman E-2 Hawkeye (a turboeliche);
Northrop Grumman E-2 Hawkeye
Northrop Grumman E-2 Hawkeye Ph.Wikipedia

Grumman C-2 Greyhound (a turboeliche).

Ed infine 2 aerei “supply” cargo per il rifornimento delle navi.

TECNOLOGIE

EMALS

Innanzitutto troviamo il rivoluzionario sistema di lancio degli aerei elettromagnetico (EMALS), che utilizza onde elettromagnetiche per lanciare gli aerei dal ponte di volo piuttosto che il vapore.
EMALS
PH: Usninews.com

Questo sistema è progettato per lanciarli gradualmente, estendendo la loro vita e permettendo di lanciarne anche di piccola taglia (inclusi droni). Con questo sistema, la US Navy prevede di effettuare il 25% di lanci in più rispetto alla classe Nimitz. Sfortunatamente, in passato, l’impianto ha avuto numerosi problemi tecnici, risultando addirittura un fallimento durante il primo lancio nel 2016: tuttavia i tecnici sembrano aver risolto quasi del tutto i problemi.
AAG

Altra innovazione impiantistica che troverà posto sul ponte di volo sarà il “meccanismo di arresto avanzato” (AAG), che permette di fermare del tutto gli aerei in fase di atterraggio, (indispensabile, date le ridotte dimensioni della pista di volo rispetto a quella di un comune aeroporto).
AAG
PH: quora.com

Il sistema è stato progettato per ridurre al minimo l’intervento dell’uomo (manutenzione).

GENERATORE NUCLEARE

Il nuovo reattore Bechtel A1B per la classe Gerald R. Ford è più piccolo e più semplice, richiede meno equipaggio e tuttavia è molto più potente del reattore A4W della classe Nimitz. Due reattori saranno installati su ogni vettore di classe Gerald R. Ford, fornendo una capacità di generazione di energia di almeno il 25% maggiore rispetto ai 550 MW dei due reattori A4W in una nave di classe Nimitz, e tre volte quella di " centrali elettriche attuali ".
La propulsione e la centrale elettrica dei vettori della classe Nimitz furono progettati negli anni '60, quando le tecnologie di bordo richiedevano meno energia elettrica. "Le nuove tecnologie aggiunte alle navi di classe Nimitz hanno generato maggiori richieste di energia elettrica: l'attuale carico di base lascia poco margine per soddisfare le crescenti richieste di energia".
Le navi di classe Gerald R. Ford conservavano le turbine a vapore per la propulsione, ma invece di convogliare vapore dai reattori per alimentare direttamente i principali sistemi navali, utilizza il vapore per trasformare quattro principali generatori a turbina (MTG) per generare elettricità per i sistemi come il nuovo catapulte elettromagnetiche.
Rispetto al reattore della classe Nimitz, il reattore Gerald R. Ford ha circa la metà delle valvole, delle tubazioni, delle pompe principali, dei condensatori e dei generatori. Il sistema di generazione del vapore utilizza meno di 200 valvole e solo otto dimensioni di tubo. Questi miglioramenti portano a una costruzione più semplice, a una manutenzione ridotta e a minori requisiti di manodopera, nonché a un sistema più compatto che richiede meno spazio nella nave. La modernizzazione dell'impianto ha portato a una maggiore densità di energia del nucleo, a minori esigenze di potenza di pompaggio, a una costruzione più semplice e all'uso di controlli e display elettronici moderni. Il nuovo impianto richiede solo un terzo dei requisiti di controllo e una diminuzione della manutenzione richiesta.
Una maggiore potenza è un componente importante del sistema di guerra integrato. Gli ingegneri hanno preso ulteriori misure per garantire che l'integrazione di progressi tecnologici imprevisti su una portaerei Gerald R. Ford fosse possibile. La Marina si aspetta che la classe Gerald R. Ford faccia parte della flotta per 90 anni, fino all'anno 2105, il che significa che la classe deve accettare con successo la nuova tecnologia nel corso dei decenni. Solo la metà della capacità di generazione di energia elettrica viene utilizzata dai sistemi attualmente pianificati, con la metà disponibile per le tecnologie future.

SISTEMA DI LANCIO ELETTROMAGNETICO

Le portaerei della classe Nimitz utilizzavano catapulte a vapore per lanciare gli aerei. Il sistema di lancio aereo elettromagnetico (EMALS) installato sulla portaerei Gerald R. Ford è più efficiente, più piccolo, più leggero, più potente e più facile da controllare. Un maggiore controllo significa che EMALS sarà in grado di lanciare velivoli più pesanti e leggeri rispetto alla catapulta a vapore. Inoltre, l'uso di una forza controllata ridurrà lo stress sulle cellule aeronautiche, con conseguente minore manutenzione e una maggiore durata per l'aereo. (Gli EMALS non saranno adattati alla classe Nimitz, che non può generare abbastanza elettricità per alimentarla).

SISTEMA AVANZATO DI ARRESTO

Gli elettromagneti vengono utilizzati anche nel nuovo sistema Advanced Arresting Gear (AAG). L'attuale sistema si basa sull'idraulica per rallentare e fermare un velivolo da sbarco. Mentre il sistema idraulico è efficace, come dimostrato da oltre cinquanta anni di implementazione, il sistema AAG offre una serie di miglioramenti. Il sistema attuale non è in grado di catturare veicoli aerei senza equipaggio (UAV) senza danneggiarli a causa di tensioni estreme sulla struttura del velivolo. Gli UAV non hanno la massa necessaria per guidare il grande pistone idraulico usato per intrappolare gli aerei più pesanti con equipaggio. Usando l'elettromagnetismo l'assorbimento di energia è controllato da un motore turbo-elettrico. Questo rende la trappola più liscia e riduce lo shock sulle cellule. Anche se il sistema sembrerà lo stesso dal flight deck come il suo predecessore, sarà più flessibile, sicuro e affidabile e richiederà meno manutenzione e gestione.

SENSORI E SISTEMI DI DIFESA

Un'altra aggiunta alla classe Gerald R. Ford è un sistema integrato di ricerca e allineamento radar attivo con scansione elettronica. Il radar a doppia banda (DBR) è stato sviluppato per i cacciatorpediniere di classe Zumwalt e per le portaerei della classe Gerald R. Ford di Raytheon. L'isola può essere mantenuta più piccola sostituendo da sei a dieci antenne radar con un singolo radar a sei facce. Il DBR funziona combinando il radar multifunzione X banda AN / SPY-3 con gli emettitori VSR (Volume Search Radar) della banda S, distribuiti in tre array a fasi. Il radar della banda S è stato successivamente eliminato dai cacciatorpediniere Zumwalt per risparmiare denaro.
Schema delle proiezioni del conex del radar a fascio elettronico a matita verticale AN / SPY-3
Le tre facce dedicate al radar a banda X gestiscono il rilevamento a bassa quota e l'illuminazione radar, mentre le tre facce in banda S gestiscono la ricerca e il tracciamento degli obiettivi indipendentemente dalle condizioni meteorologiche. "Operando simultaneamente su due gamme di frequenza elettromagnetiche, il DBR segna la prima volta che questa funzionalità è stata realizzata utilizzando due frequenze coordinate da un singolo gestore risorse."
Questo nuovo sistema non ha parti in movimento, quindi riduce al minimo i requisiti di manutenzione e gestione per il funzionamento. L'AN / SPY-3 è costituito da tre array attivi e dagli armadi Absolute del Receiver / Exciter (REX) e dal sottosistema sottosistema Signal and Data Processor (SDP). Il VSR ha un'architettura simile, con la funzionalità di beamforming e down-conversion a banda stretta che si verifica in due cabinet aggiuntivi per array. Un controller centrale (il gestore risorse) risiede nell'elaboratore di dati (DP). Il DBR è il primo sistema radar che utilizza un controller centrale e due radar ad array attivo che funzionano a frequenze diverse. Il DBR viene alimentato dal Common Array Power System (CAPS), che comprende Power Conversion Units (PCU) e Power Distribution Units (PDU). Il DBR viene raffreddato tramite un sistema di raffreddamento a circuito chiuso chiamato Common Array Cooling System (CACS).

Il REX è costituito da una parte digitale e una analogica. La parte digitale del REX offre temporizzazione e controllo a livello di sistema. La parte analogica contiene l'eccitatore e il ricevitore. L'eccitatore è un sistema a bassa ampiezza e rumore di fase che utilizza la sintesi diretta della frequenza. Le caratteristiche di rumore del radar supportano i requisiti di cancellazione del disordine elevati richiesti nella vasta gamma di ambienti operativi marittimi che DBR probabilmente incontrerà. La sintesi a frequenza diretta consente di creare un'ampia gamma di frequenze di ripetizione degli impulsi, ampiezze di impulso e schemi di modulazione.

Il ricevitore ha un'alta gamma dinamica per supportare alti livelli di disturbo causati da ritorni ravvicinati da forme d'onda ad effetto Doppler gamma-ambiguo. Il ricevitore ha sia canali a banda stretta che a banda larga, nonché funzionalità multicanale per supportare l'elaborazione radar monopulse e il blanking del lobo laterale. Il ricevitore genera dati digitali e invia i dati ai processori di segnale.

Il DBR utilizza supercomputer commerciali (COTS) IBM per fornire il controllo e l'elaborazione del segnale. DBR è il primo sistema radar ad utilizzare i sistemi COTS per eseguire l'elaborazione del segnale. L'utilizzo dei sistemi COTS riduce i costi di sviluppo e aumenta l'affidabilità e la manutenibilità del sistema. I server COTS ad alte prestazioni eseguono l'analisi del segnale utilizzando tecniche di elaborazione del segnale radar e digitale, tra cui equalizzazione del canale, filtraggio del clutter, elaborazione Doppler, modifica degli impulsi e implementazione di una varietà di avanzati algoritmi di protezione elettronica. I supercomputer IBM sono installati in armadi che forniscono l'isolamento da urti e vibrazioni. Il DP contiene il gestore delle risorse, il tracker e il processore di comando e controllo, che elabora i comandi dal sistema di combattimento.

Il DBR utilizza un tracker a più livelli e dual-band, che consiste in un local tracker X band, un local tracker S band e un tracker centrale. Il tracker centrale unisce i dati del tracker locale e dirige gli aggiornamenti dei tracker della banda individuale. Il tracker X Band è ottimizzato per una bassa latenza per supportare la sua missione di fornire difesa dai missili veloci a bassa quota, mentre il tracker VSR è ottimizzato per il throughput a causa dei requisiti di copertura dell'area di ricerca di grandi volumi.

Il sistema di combattimento sviluppa raccomandazioni di risposta basate sulla dottrina sulla base dell'attuale situazione tattica e invia le raccomandazioni al DBR. Il sistema di combattimento ha anche il controllo di quali modalità eseguirà il radar. A differenza dei radar di generazione precedente, il DBR non richiede un operatore e non ha console di visualizzazione presidiate. Il sistema utilizza le informazioni sull'ambiente corrente e la dottrina dal sistema di combattimento per prendere decisioni automatiche, non solo riducendo i tempi di reazione, ma anche riducendo i rischi associati all'errore umano. L'unica interazione umana è per le attività di manutenzione e riparazione.

L'Enterprise Air Surveillance Radar (EASR) è un nuovo radar di sorveglianza del design che verrà installato nella seconda auto di classe Gerald R. Ford.

ALLOGGI DELL'EQUIPAGGIO

I sistemi che riducono il carico di lavoro dell'equipaggio hanno consentito alla compagnia della nave su vettori di classe Gerald R. Ford di totalizzare solo 2.600 marinai, circa 600 in meno rispetto a un vettore di classe Nimitz. Le imponenti aree di ancoraggio a 180 uomini della classe Nimitz sono sostituite da aree di ancoraggio a 40 posti su vettori di classe Gerald R. Ford. Gli ormeggi più piccoli sono più silenziosi e il layout richiede meno traffico pedonale attraverso altri spazi. [49] I rack sono in genere impilati tre in alto, con un armadietto a persona e armadietti aggiuntivi per quelli senza spazio di archiviazione sotto il loro rack. Gli ormeggi non dispongono di moderni rack "sit-up" con più spazio per la testa (ogni rack può ospitare solo un marinaio sdraiato). Ogni ormeggio ha una testa associata, comprese docce, toilette con sistema settico sottovuoto (nessun orinatoio dal momento che gli ormeggi sono costruiti in base al genere) e affonda per ridurre i viaggi e il traffico per accedere a tali strutture. Le lounge con Wifi sono posizionate attraverso il passaggio in spazi separati dagli scaffali degli ormeggi.

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