"Greek National Pride" blog

Σύστημα κάθετης εκτόξευσης Mk.41 VLS: Εξέλιξη, χαρακτηριστικά και επιδόσεις


MK41VLSECP1

Τα τελευταία 35 περίπου χρόνια, τα κάθετα συστήματα εκτόξευσης πλοίων (VLS : Vertical Launch System) έχουν συμβάλει αποφασιστικά στη μεταμόρφωση του ναυτικού πολέμου.

Επιτυγχάνοντας εξαιρετικές επιδόσεις και έχοντας μεγάλη ευελιξία, τα συστήματα αυτά έχουν αλλάξει τον τρόπο που οι ναυτικοί διοικητές αντιλαμβάνονται τα ναυτικά πυραυλικά συστήματα, διότι πλέον μπορούν να προσβάλουν πολλαπλούς στόχους ταυτόχρονα στον αέρα, τη θάλασσα, επί και υπό, και την ξηρά.

Σήμερα, τα συστήματα VLS είναι επιθυμητά από όλα τα πολεμικά ναυτικά του κόσμου και αποτελούν βασικό και αναπόσπαστο κομμάτι του εξοπλισμού των πολεμικών πλοίων.

Το ίδιο ισχύει και στην περίπτωση του προγράμματος ναυπήγησης τεσσάρων (4) νέων φρεγατών για το Πολεμικό Ναυτικό (ΠΝ). Όποιο πλοίο κι αν επιλέξει τελικά το ΠΝ, αναγκαστικά θα επιλέξει ή το αμερικανικό σύστημα Mk.41 VLS ή το ευρωπαϊκό σύστημα SYLVER (Système de Lancement Vertical).

Στο πρώτο μας άρθρο θα παρουσιάσουμε το Mk.41, ενώ θα ακολουθήσει και η παρουσίαση του SYLVER, καθώς και του ADL (Adaptable Deck Launcher) της BAE Systems, για λόγους πληρότητας του αφιερώματος στα συστήματα κάθετης εκτόξευσης πλοίων.

Στο Αμερικανικό Ναυτικό, το σύστημα Mk.41 είναι συνδεδεμένο με το σύστημα διαχείρισης μάχης AEGIS των πλοίων κλάσης «Ticonderoga», «Arleigh Burke» και «Zumwalt».

Και οι τρείς (3) κλάσεις πλοίων έχουν μεγάλο αριθμό κελιών (122 τα «Ticonderoga», 90-96 τα «Arleigh Burke», ανάλογα της παλαιότητας τους και 80 «Zumwalt», της έκδοσης Mk.57 VLS).

Να σημειωθεί ότι το AEGIS έχει αναπτυχθεί και στην χερσαία έκδοση (AEGIS Ashore) με ραντάρ έκδοσης AN/SPY-1 και βλήματα τύπου RIM-161 SM-3 (Standard Missile-3).

H έρευνα για την ανάπτυξη κάθετων συστημάτων εκτόξευσης ξεκίνησε από το Αμερικανικό Ναυτικό τη δεκαετία του 1960 και συνεχίστηκε μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του 1970.

Ως αντίληψη, το Mk.41 ολοκληρώθηκε το 1976 και στη συνέχεια ξεκίνησε η σχεδίαση, ανάπτυξη και παραγωγή του. Αρχικά, τα Mk.41 σχεδιάστηκαν προκειμένου να φιλοξενούν βλήματα της οικογένειας SM και αργότερα βλήματα προσβολής στόχων εδάφους Tomahawk.

Οι πρώτοι εκτοξευτές Mk.41 εντάχθηκαν σε υπηρεσία το 1986 (στο πλοίο CG-52 «Bunker Hill», κλάσης «Ticonderoga»). (το κείμενο συνεχίζεται μετά τις φωτογραφίες)

MK41VLSECP2-1024x512

MK41VLSECP3-1024x512

MK41VLSECP4-1024x512

Στο Αμερικανικό Ναυτικό το Mk.41 είναι συνδεδεμένο με το σύστημα διαχείρισης μάχης AEGIS των πλοίων κλάσης «Ticonderoga» (πάνω), «Arleigh Burke» (μέση) και «Zumwalt» (κάτω). Και οι τρείς κλάσεις πλοίων έχουν μεγάλο αριθμό κελιών (122 τα «Ticonderoga», 90-96 τα «Arleigh Burke», ανάλογα της παλαιότητας τους και 80 τα «Zumwalt», της έκδοσης Mk.57 VLS).

Αυτό που ήθελε να αποκτήσει το Αμερικανικό Ναυτικό ήταν ένα σύστημα με σπονδυλωτή φιλοσοφία, ενσωματωμένο εσωτερικά στο πλοίο, αξιόπιστο στη χρήση και οικονομικό στην υποστήριξη.

Η επιλογή της εσωτερικής ενσωμάτωσης και όχι επί του καταστρώματος ήταν απόρροια της απαίτησης για κάλυψη ολόκληρου του τόξου των 360ο και της απαίτησης για οικονομική υποστήριξη, μέσω της μείωσης των κινούμενων μηχανικών μερών, σε σχέση με τον εκτοξευτή Mk.26 για παράδειγμα.

Το επιχειρησιακό πλεονέκτημα του Mk.41, όπως και των άλλων συστημάτων VLS, είναι ότι μπορούν να δεχθούν πυραύλους προσβολής διαφορετικών στόχων, αρκεί η σχεδίαση τους να επιτρέπει τη φιλοξενία τους.

To Mk.41 σχεδιάστηκε έτσι ώστε να είναι δυνατή η εγκατάσταση του είτε στην πλώρη, είτε πρύμνη, είτε και στις δύο (2) επιφάνειες, όπως στην περίπτωση των «Ticonderoga».

Κάθε μονάδα (Module) του Mk.41 αποτελείται από οκτώ (8) κελιά (Cell) και κάθε κελί φιλοξενεί ένα (1) βλήμα της οικογένειας SM ή ένα (1) βλήμα Tomahawk ή τέσσερα (4) βλήματα κατηγορίας RIM-162 ESSM (Evolved Sea Sparrow Missile).

MK41VLSECP5-1024x1024

Μονάδα (Module) Mk.41 με οκτώ κελιά (Cell).

Σύμφωνα με την κατασκευάστρια εταιρία Lockheed Martin ο Mk.41 υπηρετεί σήμερα σε 13 ναυτικές δυνάμεις, σε 26 διαφορετικές κλάσεις πλοίων (πάνω από 180 συνολικά πλοία) και σε 13 διαμορφώσεις.

Εν συντομία, σήμερα ο Mk.41 μπορεί να φιλοξενήσει βλήματα κατά στόχων εδάφους Tomahawk, πυραύλους αντιαεροπορικής άμυνας RIM-67 Extended Range (SM-2ER), RIM-161 (SM-3), RIM-174 ERAM (Standard Extended Range Active Missile) ή SM-6, RIM-162 ESSM και CAMM/CAMM-ER (Common Anti Air Modular Missile/Common Anti Air Modular Missile-Extended Range) και τις ανθυποβρυχιακές ρουκέτες ASROC (Anti-Submarine Rocket).

Από το 1986 μέχρι σήμερα ο Mk.41 έχει δεχθεί σειρά αναβαθμίσεων, όχι όμως στη μηχανική του δομή που παραμένει ίδια, καθώς έχει αποδειχθεί ιδιαίτερα αξιόπιστη.

Βελτιώσεις έχουν υπάρξει στα ηλεκτρονικά συστήματα, αφενός για την πιστοποίηση νέων πυραύλων, αφετέρου για την αντιμετώπιση του φαινομένου της παλαιότητας και της μείωσης του κόστους υποστήριξης, μέσω της ενσωμάτωσης νεότερων υπό-συστημάτων, πολλά εκ των οποίων κοινών εμπορικών προδιαγραφών.

Οι αρχικές εκδόσεις των Mk.41 μπορούσαν να εφοδιαστούν εν πλω, μέσω ενός πτυσσόμενου γερανού. Ωστόσο, η χρήση του κρίθηκε μη πρακτική και σε κάποιες περιπτώσεις επικίνδυνη.

Το πολεμικό πλοίο και το πλοίο ανεφοδιασμού έπρεπε να παραμείνουν σε στάση και σε ήρεμη θάλασσα, χωρίς κυματισμό, για μεγάλο χρονικό διάστημα, μέχρι δηλαδή να ολοκληρωθεί η διαδικασία. Στο διάστημα αυτό τα πλοία ήταν εκτεθειμένα σε πιθανές εχθρικές επιθέσεις.

Έτσι, ο γερανός δεν προσφέρεται πλέον ως τμήμα του συστήματος Mk.41, ενώ αφαιρείται και από όσα «Ticonderoga» τον διαθέτουν.

Πλέον, όταν ένα πλοίο με Mk.41 καταναλώσει όλα του τα βλήματα θα πρέπει να επιστρέψει σε βάση για να ανεφοδιαστεί.

Αυτός είναι ένας λόγος που τα αμερικανικά πολεμικά πλοία ενσωματώνουν μεγάλο αριθμό κελιών Mk.41.

Ομοίως, ορθά κατά την άποψη μας το ΠΝ επιμένει οι νέες φρεγάτες να έχουν το μεγαλύτερο δυνατό αριθμό κελιών.

Αυτό, θα επιτρέψει στις νέες φρεγάτες του ΠΝ να βρίσκονται και να επιχειρούν, για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, στην Ανατολική Μεσόγειο για παράδειγμα. (το κείμενο συνεχίζεται μετά τις φωτογραφίες)

MK41VLSECP6Α-1024x512

MK41VLSECP6-1024x512

Οι αρχικές εκδόσεις των Mk.41 μπορούσαν να εφοδιαστούν εν πλω, μέσω ενός πτυσσόμενου γερανού. Ωστόσο, η χρήση του κρίθηκε μη πρακτική και σε κάποιες περιπτώσεις επικίνδυνη.

Στην «καρδιά» του Mk.41 βρίσκεται το σύστημα ελέγχου εκτοξευτή (LCU : Launch Control Units). Κάθε σύνολο εκτοξευτών, στην πρύμνη ή/και στην πλώρη, συνοδεύει ένα LCU, καθώς και ένα κιτίο ελέγχου αστοχιών (DCJB : Damage Control Junction Box).

Επίσης, το συνοδεύει οθόνη απεικόνισης γενικής κατάστασης του συστήματος και ενεργοποίησης της διαδικασίας εκτόξευσης (LESP : Launch Enable and Status Panel). Σήμερα, ο Mk.41 παράγεται με κοινή, σπονδυλωτή αρχιτεκτονική, δηλαδή ένα υπό-σύστημα ενός εκτοξευτή ενός πλοίου μπορεί να αντικαταστήσει ένα ίδιο σε άλλο πλοίο.

Επίσης, για να υποστηρίζει την εκτόξευση πυραύλων διαφορετικών ρόλων ο Mk.41 ενσωματώνει πολλαπλά συστήματα ελέγχου πυρός (WCS : Weapon Control System).

Ο Mk.41 μπορεί, ταυτόχρονα, να προετοιμάσει για βολή ένα (1) βλήμα σε κάθε μισό κάθε μονάδας, δηλαδή δύο (2) βλήματα ανά μονάδα των οκτώ (8) κελιών, ενώ μπορεί να εκτοξεύσει, επίσης ταυτόχρονα, και τα τέσσερα (4) βλήματα ESSM ενός κελιού. Γενικά, η μονάδα LCU διαχειρίζεται το ιστορικό των εκτοξεύσεων, το απόθεμα, τη διαθεσιμότητα των πυραύλων και την επιλογή του πυραύλου.

MK41VLSECP7-1024x512

Τα διαφορετικά μεγέθη των κελιών των Mk.41.

Σε ένα τυπικό σενάριο εμπλοκής, από τη στιγμή που θα δοθεί εντολή για εμπλοκή η μονάδα LCU επιλέγει το κατάλληλο βλήμα, ανάλογα με ποιο είναι το αντικείμενο της αποστολής (αντιαεροπορική άμυνα, προσβολή ανθυποβρυχιακού στόχου, ή προσβολή στόχου στο έδαφος).

Από τη στιγμή της επιλογής του βλήματος, η μονάδα LCU συνεργάζεται και εναρμονίζει την όλη διαδικασία της εκτόξευσης με το σύστημα ακολουθιών εκτόξευσης (LSEQ : Launch Sequencer).

Το LSEQ (ένα σε κάθε μονάδα του Mk.41) είναι υπεύθυνο για τον έλεγχο της καλής λειτουργίας του κελιού. Αφού εκτελέσει όλες τις προγραμματισμένες δοκιμές με επιτυχία, στη συνέχεια ενεργοποιεί την εκτόξευση.

Εκτός του LSEQ κάθε μονάδα του Mk.41 ενσωματώνει μια οθόνη ελέγχου κινητήρα (MCP : Motor Control Panel) και δύο (2) προγραμματιζόμενες μονάδες παροχής ισχύος (PPS : Programmable Power Supplies).

Σε περίπτωση που το LSEQ εντοπίσει μια αστοχία, πριν την εκτόξευση, ενημερώνει αμέσως το κέντρο ελέγχου του πλοίου και δεν επιτρέπει την εκτόξευση.

Κάθε μονάδα Mk.41 μπορεί να κατασκευαστεί σε δύο (2) διαφορετικά μεγέθη, με ίδια όμως διάμετρο: Στο τακτικό (Tactical) μέγεθος και το μέγεθος Επίθεσης (Strike).

Το τακτικό μέγεθος έχει μήκος 6,71 μέτρα και μπορεί να φιλοξενήσεις τα βλήματα SM-2ER, ESSM και τις ρουκέτες ASROC.

Το μέγεθος επίθεσης έχει μήκος 7,62 μέτρα και μπορεί να φιλοξενήσει τα βλήματα Tomahawk, SM-3 και SM-6 (o συνδυασμός μονάδων διαφορετικού μεγέθους είναι εφικτός).

Για την μακροχρόνια συντήρηση τους τα κάνιστρα που ενσωματώνουν τους πυραύλους καλύπτονται από αφυγραντική ουσία για την αντιμετώπιση της υγρασίας.

Το κάθε κελί προστατεύεται από μεταλλικό κάλυμμα (θυρίδα), ενώ το βλήμα βρίσκεται μεταξύ δύο (2) καλυμμάτων ελαφρού υλικού, στη βάση και την κορυφή.

Το κάλυμμα βάσης διαρρηγνύεται με την ενεργοποίηση του κινητήρα και παράγει ηλεκτρικό σήμα με το οποίο ενημερώνει το κέντρο ελέγχου.

Ταυτόχρονα, τα σταθεροποιητικά του βλήματος αποσπώνται και ο πύραυλος εξέρχεται του κάνιστρου, διαρρηγνύοντας το κάλυμμα κορυφής.

Σε περίπτωση αστοχίας της εκτόξευσης, αλλά συνέχισης της καύσης του κινητήρα, αισθητήρας θερμότητας ενημερώνει σχετικά για υπερθέρμανση.

Στη συνέχεια ενεργοποιείται η διαδικασία εισροής ύδατος μέχρι η θερμοκρασία να μειωθεί.

Το νερό αφαιρείται μέσω ελεγχόμενης υδρορροής.

MK41VLSECP8

Σχηματική απεικόνιση των δράσεων εντός ενός κελιού του Mk.41, κατά τη διάρκεια της εκτόξευσης.

Σήμερα, εκτός του Mk.41, υπάρχει διαθέσιμη και η έκδοση Mk.57 PVLS (Peripheral VLS) των τεσσάρων (4) κελιών, η οποία αναπτύχθηκε από την Raytheon για τα πλοία κλάσης «Zumwalt», με ικανότητα εγκατάσταση στην περιφερειακή δομή του πλοίου.

Το ύψος του Mk.57 είναι 7,92 μέτρα, κάτι που επιτρέπει την ενσωμάτωση όλων των πυραύλων που έχουν πιστοποιηθεί και στους Mk.41.

Η κύρια βελτίωση όμως βρίσκεται στο σύστημα διαχείρισης της εκτόνωσης αερίων, το οποίο επιτρέπει στον Mk.57 τη φιλοξενία πυραύλων με 45% μεγαλύτερο βαθμό ροής αερίων, που παράγει ο κινητήρας, σε σχέση με τον Mk.41.

Το σύστημα διαχείρισης της εκτόνωσης αερίων του Mk.57 ελαχιστοποιεί την ροή των αερίων προς τα παρακείμενα κελιά και τα διοχετεύει στο κελί που εκτοξεύει εκείνη τη στιγμή.

Μια άλλη βελτίωση αφορά στην κατάργηση του συστήματος υδρόψυξης των κελιών σε περιπτώσεις ενεργοποίησης του κινητήρα, αλλά αστοχίας εκτόξευσης.

Η κατάργηση του μειώνει δραματικά τις απαιτήσεις συντήρησης και εκμηδενίζει την περίπτωση καταστροφής ενός υγιούς βλήματος σε περίπτωση αστοχίας του συστήματος υδρόψυξης των Mk.41.

 (το κείμενο συνεχίζεται μετά τις φωτογραφίες)

MK41VLSECP9-1024x512

MK41VLSECP10-768x1024

Η έκδοση έκδοση Mk.57 αναπτύχθηκε από την Raytheon για τα πλοία κλάσης «Zumwalt», με ικανότητα εγκατάσταση στην περιφερειακή δομή του πλοίου.

Το σύστημα ExLS της Lockheed Martin.

Για το μέλλον η Lockheed Martin έχει αναπτύξει το σύστημα ExLS (Extensible Launching System), το οποίο αντικαθιστά ένα (1) κελί του Mk.41 και ενσωματώνει σύστημα προσαρμογής πυρομαχικών, για χρήση διαφορετικού μεγέθους πυραύλων, συγκριτικά με όσους έχουν πιστοποιηθεί μέχρι σήμερα.

Επίσης, η Lockheed Martin, μαζί με την ευρωπαϊκή MBDA, έχουν εκφράσει την πρόθεση τους να πιστοποιήσουν στους Mk.41 τους ευρωπαϊκής προέλευσης αντιαεροπορικούς πυραύλους Aster-30/15, τους ευρωπαϊκούς, μελλοντικούς πυραύλους προσβολής στόχων επιφανείας FC/ASW (Future Cruise/Anti-Ship Weapon), τα ισραηλινά αντιαεροπορικά βλήματα Barak και τα αμερικανικά βλήματα προσβολής στόχων εδάφους AGM-158C LRASM (Long Range Anti-ship Missile).

Μια άλλη εξέλιξη είναι η ανάπτυξη των εκτοξευτών SCL (Single Cell Launcher), οι οποίου έχουν μικρότερου μεγέθους μηχανική δομή έτσι ώστε να μπορεί να ενσωματωθεί σε πλοία μικρότερου μεγέθους, ακόμα και σε σκάφη (έχει όμως κοινά υπό-συστήματα με το Mk.41 σε ποσοστό 90%).

Ένας άλλος τομέας στον οποίο μπορεί να δούμε αλλαγές στο μέλλον είναι αυτός της μεθόδου εκτόξευσης, αν δηλαδή θα υιοθετηθεί η τεχνική της «Ψυχρής Εκτόξευσης» («Cold Launch») ή θα διατηρηθεί αυτή της «Θερμής Εκτόξευσης» («Hot Launch»).

Οι δύο (2) τεχνικές έχουν πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.

Η «Θερμή Εκτόξευση» έχει μικρότερους χρόνους απόκρισης-εμπλοκής, καθώς το βλήμα εξέρχεται του κελιού αμέσως μόλις ενεργοποιηθεί ο κινητήρας.

Στην «Ψυχρή Εκτόξευση» το βλήμα πρέπει πρώτα να εκσφενδονιστεί από το κελί και μετά να ενεργοποιηθεί ο κινητήρας (αύξηση του χρόνου που μεσολαβεί μεταξύ της εντολής και της εκτόξευσης).

Από την άλλη, η «Ψυχρή Εκτόξευση» δεν απαιτεί σύστημα διαχείρισης αερίων, απαιτεί όμως αξιόπιστη μέθοδο εκσφενδόνισης του βλήματος από το κάνιστρο, μηχανική ή άλλη.

Στη «Θερμή Εκτόξευση» υπάρχει περίπτωση αστοχίας όταν ενεργοποιηθεί ο κινητήρας αλλά τα σταθεροποιητικά του πυραύλου δεν αποσπαστούν, όπως έχουμε περιγράψει.

Από την άλλη, η «Ψυχρή Εκτόξευση» ενέχει τον κίνδυνο της επιτυχούς μεν εκσφενδόνισης του πυραύλου, αλλά της αστοχίας εκκίνησης του κινητήρα, με συνεπακόλουθο την πιθανή πτώση του πυραύλου στο κατάστρωμα ή της έκρηξης του προκαλώντας ζημιές στο πλοίο.

Για μια άλλη εναλλακτική λύση, στον τομέα των κάθετων συστημάτων εκτόξευσης, για τον πολλαπλασιασμό της ισχύος των μικρών πλοίων και σκαφών μπορείτε να διαβάσετε στο παρακάτω άρθρο:

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Google

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Σύνδεση με %s