29 września 2022

Amerykański Departament Obrony reklamuje jednostki klasy Virginia, jako najbardziej technologicznie zaawansowane okręty podwodne na świecie. Mierzące 115 m długości i 10,4 m średnicy, pod wodą przekraczają prędkość 25 węzłów i mogą pozostawać w zanurzeniu nawet przez trzy miesiące. Kiedy w roku 2004 uruchomiono pierwszą jednostkę tego typu, okazało się, że koszt jej produkcji wynoszący 3,2 mld dolarów, znacznie przekroczył zakładany wcześniej budżet. Wówczas szef operacji morskich admirał Mike Mullen nakłonił podwykonawców programu do redukcji kosztów o 20%  w zamian za obietnicę zwiększenia zamówień z jednego do dwóch okrętów podwodnych rocznie. W ten sposób rozpoczęto program cięć wydatków, stawiając na zastąpienie elementów metalowych konstrukcji okrętu – kompozytowymi.


Największa oszczędność w konstrukcji okrętu podwodnego klasy Virginia jest związana z jego częścią rufową, którą do tej pory stanowiła niklowo-miedziana stożkowa skorupa. Użyte do jej wykonania materiały oraz złożony proces technologiczny powodowały, że koszt produkcji całego stożka był bardzo wysoki. Dzięki zastąpieniu metalu kompozytami udało się zaoszczędzić około miliona dolarów tylko na tym jednym elemencie. Z dawnej konstrukcji pozostał wyłącznie metalowy pierścień łączący piastę pędnika z nowym stożkiem. Nad samym procesem technologicznym oddzielnie pracowało kilka niezależnych od siebie zespołów. Najbardziej obiecująco prezentuje się technika IBMP (Integrated Bleeding/Breathing Manufacturing Process), w której na jedną ze stron tkaniny nakłada się cienką warstwę żywicy. Następnie stosuje się zasysanie próżniowe i utwardzanie w podwyższonej temperaturze.



Kolejnym elementem, który zmodernizowano jest opływowa owiewka – łagodne przejście między kadłubem a dolną krawędzią kiosku okrętu podwodnego. Jest to stalowa konstrukcja składająca się z wielu wzmocnień razem zespawanych, a na koniec wypełnionych pianką, w celu zapobieżenia korozji. Wykonanie jej jest bardzo pracochłonne ze względu na występujące liczne krzywizny oraz dużą ilość dodatkowych elementów konstrukcyjnych. Zastąpiono ją wykonaną na gotowo kompozytową owiewką, która jest także odporna na korozję. Dzięki temu udało się zaoszczędzić dodatkowe 150 tys. dolarów.
Ponadto, w pędniku strumieniowym zamontowano wirnik z kompozytów. Poprzedni był wytwarzany z tytanu, w bardzo kosztownym procesie technologicznym, składającym się z wielu operacji wykonywanych na 5-osiowym centrum obróbczym. W ten sposób zaoszczędzono jeszcze 550 tys. dolarów.
Wymieniono całe zewnętrzne poszycie części dziobowej okrętu, w której mieści się sonar jednostki. Zastąpiono je kompozytową kopułą o hydrodynamicznym kształcie. W tym miejscu należy również wspomnieć o panelach LWWAA (Light Weight Wide Aperture Array), które w okrętach klasy Virginia spełniają rolę dodatkowych anten sonaru wspomagających namierzanie wrogich jednostek. Są one montowane po trzy sztuki po obu stronach kadłuba. W nowych okrętach wymieniono je na ich kompozytowe zamienniki.
W związku ze starzeniem się okrętów podwodnych klasy Ohio, w niedalekiej przyszłości planuje się zastąpienie ich nową rodziną jednostek. Z całą pewnością przy ich budowie zostaną wykorzystane doświadczenia z modernizacji okrętów klasy Virginia.

źródło: www.compositesworld.com