Nowe polskie projekty okrętów Miecznik i Czapla

Przedstawione rozwiązania są rozwinięciem projektów: okrętu patrolowego 9XX Czapla i okrętu obrony wybrzeża 6XY Miecznik, przedstawionych w maju br. przez BTT Systems Sp. z o.o. oraz uwzględniają nowe wymagania, stanowiące efekt obserwacji światowych trendów i optymalizowania wcześniejszych założeń.

Od projektów „X”…

Spółka BTT Systems rozpoczęła pracę nad projektem okrętów Miecznik i Czapla w maju 2014 r. Patrząc na uzyskane rezultaty, ich przebieg można podzielić na trzy fazy. W pierwszym etapie biuro projektowo–konstrukcyjne BTT Systems miało do dyspozycji SIWZ (Specyfikację Istotnych Warunków Zamówienia), przygotowaną na potrzeby dialogu technicznego i przekazaną przez Inspektorat Uzbrojenia.

W oparciu o te wytyczne i na zamówienie stoczni „NAUTA” w Gdyni, zaprojektowano jednostkę pod kryptonimem 6XX, o długości około 98 m, wyposażoną w lądowisko, dwie łodzie abordażowo–szturmowe o długości ok. 7,5 m umiejscowione na pokładzie (bez slipu rufowego i hangaru, ponieważ nie było tego w założeniach). W projekcie uwzględniono wymagania technologii „stealth” i wykorzystano kadłub z tzw. „przekrojem X”. Prace nad ograniczeniem części pół fizycznych realizowano we współpracy z zespołem Politechniki Gdańskiej, kierowanego przez dr hab. inż. Mirosława Gerigka, prof. nadzw. PG.

… przez projekt „Y”…

Projekt koncepcyjny zakończono w październiku 2014 r., ale jeszcze we wrześniu 2014 r. stocznia NAUTA poprosiła spółkę BTT Systems o opracowanie projektu okrętu obrony wybrzeża, który dodatkowo byłby wyposażony w hangar dla śmigłowca o masie startowej do 11 t, slip do wprowadzania/wydawania z rufowej strefy zadaniowej łodzi załogowych/bezzałogowych, o długości do 11 m oraz siłownię z czterema silnikami w tzw. „układzie ojciec-syn”.

„Powody konieczności wydłużenia okrętu powyżej 100 m” Konieczność wydłużenia okrętu powyżej 100 m wynika m.in. z przyjętego przez BTT Systems założeń, że okręty Miecznik i Czapla mają mieć: slip rufowy przystosowany dla łodzi sztywnodennej o długości 11 m, lądowisko i hangar dla śmigłowca o wadze 11 ton, siłownię dla 4 silników w układzie „ojciec – syn”, pomieszczenia dla załogi złożonej z 76 osób oraz grupy specjalnej złożonej z 31 osób, miejsce dla wymaganych efektorów i sensorów oraz dla 20” kontenerów zadaniowych. Dodatkowo ułatwi to w przyszłości przystosowanie obu klas jednostek pływających do szerszego wykorzystania różnego typu systemów bezzałogowych, co według BTT Systems już niedługo stanie się standardem.

Analiza zapotrzebowania przestrzennego i masowa w świetle założonych funkcji i wyposażenia wykazała, że na okrętach o długości mniejszej niż 100 m nie ma szans, aby spełnić nowe wymagania. Dlatego spółka BTT Systems zaczęła pracować nad jednostką pływającą o długości około 110 m i wyporności około 2600 t, większą niż okręty typu korweta,  praktycznie klasyfikowaną jako lekka fregata.

Ta wielkość wynikała również z faktu, że jak wyjaśniają projektanci: „we wstępnych założeniach projektowych przedmiotowych okrętów, został zdefiniowany tzw. „margines wzrostu” tj. odpowiedni zapas wyporności, mocy energetycznej i stateczności, pozwalający zachować zdolność adaptacyjną tych jednostek do zmiennych wymagań modernizacyjnych na przestrzeni 30-letniej eksploatacji”. Ponownie wykorzystując technologię stealth i korzystając z przekroju X, zaprojektowano okręt 6XY dla programu Miecznik.

W tym czasie rozpoczęto również prace nad patrolowcem dla programu Czapla. Analiza masowa bardzo szybko wykazała, że wymagania dla obu jednostek i duża powtarzalność przewidywanego wyposażenia, czynią oba okręty bardzo zbliżonymi do siebie pod względem wyporności. Logiczną konsekwencją, mającą na uwadze koszty budowy, przyszłej eksploatacji, cyklów remontowych, szkolenia załogi itp., jest w takiej sytuacji zastosowanie dla przedmiotowych okrętów jednakowej platformy (tj. wymiarów i kształtu kadłuba). Różnica miała polegać przede wszystkim na przyjętych układach napędowych (korweta miała mieć cztery silniki diesla, natomiast okręt patrolowy - dwa silniki diesla i dwa silniki elektryczne) oraz innym wyposażeniu specjalistycznym (w tym, przede wszystkim uzbrojeniu i modułach misji). W lutym 2015 r. powstały dwa projekty 6XY i 9XX, co zakończyło drugą fazę projektowania.

…do projektu „Z”

Trzecia faza rozpoczęła się wraz z ideą, aby obie jednostki opracować jako „modularne”. Zaczęto pracować nad kolejną wersją projektu, która byłaby platformą bazową dla obu programów: Miecznik i Czapla. Zasadę modułowości odniesiono zarówno do projektowania, jak i budowy, eksploatacji i serwisu.

Zainicjowano prace projektowe jednostek, które miały charakteryzować się niskimi kosztami produkcji (pewne moduły można budować dla całej serii obu okrętów) i jednocześnie byłyby na tyle przestronne, aby użytkownik mógł wymieniać z łatwością moduły z wyposażeniem i uzbrojeniem.

Według prezesa BTT Systems Janusza Kapuścińskiego: „Wybór optymalnego sposobu na modułowość projektowanych okrętów i wynikające z tego korzyści są poza oszczędnością kosztów i czasu budowy, podyktowane przede wszystkim przez ułatwienie modernizacji podczas eksploatacji i większą elastyczność w zakresie zdolności operacyjnych. Możliwość tworzenia różnych konfiguracji wyposażenia, stosownie do zakładanych obecnie i w przyszłości misji, podnosi wielozadaniowy charakter tych okrętów, żywotność i zdolność operacyjną”.

Prezes spółki BTT Systems Janusz Kapuściński wyjaśnia dodatkowo, że takie rozwiązanie pozwoli z łatwością dostosować projekt pod szczegółowe wymagania zamawiającego, w momencie, gdy zostaną one upublicznione.

Zmieniony został również kształt kadłuba okrętu. Projektanci uwzględnili, popartą analizą przeprowadzoną przez Centrum Techniki Okrętowej w Gdańsku sugestię, o wprowadzeniu jako korzystniejszego dla nowych okrętów, kształtu kadłuba typu „delta”.

Umożliwia on również zachowanie zasad technologii „stealth”, ale daje większe możliwości projektantowi - zwiększa nieco wyporność, ale jednocześnie pozwala uzyskać lepsze parametry stateczności jednostki i większą szerokość pokładu, na którym można bardziej ergonomicznie rozmieścić wyposażenie (przy lepszym wykorzystaniu przestrzeni wewnętrznej).

Prace nad nową wersją projektu rozpoczęto w kwietniu br. Powstały jednostki pod kryptonimem 6XZ – dla programu Miecznik i 9XZ – dla programu Czapla. Opracowano projekt jednostki o długości około 109 m, szerokości 14,9 m, o podobnym zanurzeniu jak w poprzednich projektach i pomimo szerszego kadłuba z porównywalnym współczynnikiem oporu (dzięki czemu prędkość może dochodzić do 28 w).

Modularyzacja w projektach BTT Systems

Biuro projektowe BTT Systems wyjaśnia, że przy pracach nad projektami 6XZ i 9XZ zastosowało wiele elementów koncepcji modularyzacji, w tym m.in.:

• Ujednolicony podział przestrzenno-funkcjonalny (podział na bloki kadłubowe i kadłubowo-wyposażeniowe, proste drogi komunikacyjne, standardowe rozmieszczenie pomieszczeń służbowych, technicznych mieszkalnych itp., uwzględnienie zasad redundancji, walki o żywotność okrętu, ochrony przed skażeniem);
• Ujednolicenie systemów okrętowych, mechanizmów i urządzeń i innego wyposażenia w obrębie jednego lub serii okrętów;
• Stosowanie filozofii modularyzacji platformy okrętowej rozumianej jako wyposażonego w system napędowo-energetyczny nosiciela systemów walki, łączności i nawigacji i innego wyposażenia specjalnego, którego wybór jest generalnie w gestii armatora wojskowego;
• Tworzenie modułów funkcjonalnych o różnym stopniu integracji: od systemów rozproszonych elementów standaryzowanych do całych bloków montażowych z interfejsami do platformy okrętowej (siłownianych, ogólnookrętowych i wyposażeniowych wnętrz i pokładów), co ułatwia transport, montaż, konserwację i późniejszą modernizację;
• Analizę wielkości i rozmieszczenia zapasów projektowych: kubaturowych i masowych w aspekcie idei modularyzacji i ich wpływu na koszty jednostki;
• Standaryzację interfejsów elektrycznych i elektronicznych;
• Stosowanie wymiennych modułów zadaniowych – kontenerów misji – w zależności od planowanej operacji, w ścisłej współpracy z MW RP;
• Stosowanie wymiennych platform pływających lub latających;
• Stosowanie przedsięwzięć standaryzacyjnych w celu minimalizacji pól fizycznych (cieplnego, hydroakustycznego, hydrodynamicznego, magnetycznego i elektrycznego) oraz pola radiolokacyjnego – technologia „stealth”;
• Stosowanie relatywnie tańszych rozwiązań i artykułów cywilnych typu COTS od sprawdzonych dostawców przy uwzględnieniu analizy zakresu implementacji wymagań środowiskowych (np. udarowych).

Miecznik 6XZ

Według specjalistów BTT Systems, okręt obrony wybrzeża 6XZ będzie zdolny do wykonywania działań bojowych na Morzu Bałtyckim i Północnym oraz współdziałania z siłami NATO zgodnie ze standardami Sojuszu.

Jego zadaniem ma być:

• patrolowanie i ochrona torów podejściowych (wykrycie, identyfikacja i śledzenie celów nawodnych, podwodnych i monitorowanie sytuacji powietrznej);
• zwalczanie celów nawodnych, podwodnych i powietrznych;
• posiadanie zdolności do poszukiwań i niszczenia okrętów podwodnych w ramach działań zespołowych;
• zwalczanie sił i środków dywersji podwodnej w rejonach bazowania oraz ochrona baz morskich i stanowisk dowodzenia;
• wsparcie morskich zgrupowań zadaniowych;
• pełnienie funkcji okrętu dowodzenia zespołem narodowym lub sojuszniczym;
• przenoszenie i wykorzystanie załogowych/bezzałogowych platform morskich o długości do 11 m wraz z modułem dowodzenia, usytuowanych w rufowej strefie zadaniowej, bezzałogowych latających środków rozpoznawczych oraz bezzałogowych pojazdów podwodnych;
• współpraca z wojskami specjalnymi.

Eksperci BTT Systems wskazują, że okręt będzie miał „możliwość pływania we wszystkich akwenach morskich z wyłączeniem strefy podbiegunowej o stałym zalodzeniu, możliwość użycia uzbrojenia do stanu morza 6, klasę lodową umożliwiającą pływanie w pokruszonym lodzie oraz odpowiednią zdolność manewrowania przy małych prędkościach (śruby nastawne, dziobowy ster SPR)”.

Kadłub będzie wykonany ze stali o podwyższonej wytrzymałości gatunku AH36, natomiast użyte materiały i konstrukcja mają zapewnić właściwą odporność udarową mechanizmów okrętowych, a kształt odpowiadać technice „stealth”.

Symulacje komputerowe okrętu projektu 6XZ, przeprowadzane przez Centrum Techniki Okrętowej (CTO) w Gdańsku na zlecenie BTT Systems wykazały, że po 30 latach eksploatacji okręt będzie pływał z prędkością do 26 w (z uwzględnieniem eksploatacyjnego przyrostu wyporności).

Zasięg pływania Miecznika 6XZ to 6800 Mm przy prędkości 13 w, autonomiczność - 30 dni (z możliwością zaopatrywania okrętu w morzu – system RAS). Jednostka ma mieć odpowiedni zapas wyporności, mocy elektrycznej i stateczności, zapewniający możliwość
30-letniej eksploatacji okrętu. Załoga będzie liczyła około 76 osób, natomiast na pokładzie uwzględniono miejsce dla co najmniej 31 pasażerów (np. żołnierzy wojsk specjalnych).

Jak na razie założono, że okręt będzie uzbrojony w armatę dziobową średniego kalibru (57 mm lub 76 mm), dwie armaty rufowe małego kalibru (30 – 35 mm), osiem wyrzutni rakiet przeciwokrętowych rozmieszczonych na śródokręciu, jeden zestaw rakiet przeciwlotniczych typu „Kusza”, dziobową wyrzutnię pionowego startu dla dwunastu rakiet przeciwlotniczych krótkiego zasięgu, cztery karabiny maszynowe kalibru 12,7 mm (WKMB), dwie potrójne wyrzutnie torped B515 oraz zestaw rakietowy obrony bezpośredniej (CIWS) i dwie wyrzutnie celów pozornych.

Wszystko ma być zintegrowane w ramach okrętowego systemu walki, do którego będzie podłączony trójwspółrzędny radar obserwacyjny (3D), z urządzeniem zapytującym systemu identyfikacji radiolokacyjnej „swój-obcy” (IFF), radiolokacyjno – optyczne systemy kierowania uzbrojeniem artyleryjskim, sonar podkilowy, środki walki elektronicznej, zintegrowany system łączności i zintegrowany system nawigacyjny.

Okręt ma mieć możliwość przenoszenia dwóch łodzi klasy RHIB o długości do 11 m (załogowe/bezzałogowe) wydawanych poprzez slip rufowy oraz dwóch wielozadaniowych/roboczych łodzi RHIB o długości do około 7,4 m, wydawanych z pokładu.

Jednostka 6XZ ma mieć możliwość zabierania trzech kontenerów 20”: jednego
w rufowej strefie zadaniowej (przenoszonego poprzez luk na pokładzie lądowiska)
z wyposażeniem stosownym do założonych misji oraz dwóch na śródokręciu. Obok wrót otwierających wejście do slipu, przewidziano również boczne otwory w pawęży, które można będzie wykorzystać do opuszczania autonomicznych pojazdów podwodnych, sonaru holowanego itp.

Napęd będą stanowiły dwa silniki diesla o mocy 2 × 9100 kW i dwa o mocy 1050 kW, napędzające dwie śruby. Przewidziano cztery główne zespoły prądotwórcze 4 × 870 kW
i jeden zespół prądotwórczy awaryjny o mocy 350 kW.

Porównanie parametrów taktyczno-technicznych
okrętów obrony wybrzeża 6XX, 6XY i 6XZ

Czapla 9XZ

Zgodnie z założeniami przedstawianymi przez specjalistów biura projektowo–konstrukcyjnego BTT Systems, okręt patrolowy z funkcją zwalczania min 9XZ, ma być zdolny do „działania na Morzu Bałtyckim i poza strefą obrony MW, w ramach narodowych i wielonarodowych sił sojuszniczych, w tym do kontroli szlaków żeglugowych, poszukiwania i niszczenia min morskich oraz niebezpiecznych ładunków podwodnych”.

Jego zadaniami będzie m.in.: „patrolowanie i ochrona torów podejściowych i linii komunikacyjnych (wykrywanie, identyfikacja i śledzenie celów nawodnych, podwodnych oraz monitorowanie sytuacji powietrznej), zwalczanie celów nawodnych i powietrznych (uzbrojeniem artyleryjskim lub rakietowym bliskiego zasięgu, a podwodnych w ramach wyposażenia okrętu w moduł zwalczania min), dozór obszarów morskich w rejonach przybrzeżnych, ochrona baz morskich i stanowisk dowodzenia, wsparcie morskich zgrupowań zadaniowych, zwalczanie środków dywersji podwodnej w rejonach bazowania, przenoszenie i wykorzystanie załogowych/bezzałogowych platform morskich o długości do 11 m wraz z modułem dowodzenia, usytuowanych w rufowej strefie zadaniowej oraz możliwość przenoszenia i wykorzystywania bezzałogowych, latających środków rozpoznawczych i bezzałogowych pojazdów podwodnych”.

Podobnie jak na okręcie 6XZ, tak i na patrolowcu 9XZ, kadłub ma być wykonany ze stali o podwyższonej wytrzymałości gatunku AH36, natomiast użyte materiały i konstrukcja mają zapewnić wymaganą odporność udarową, a kształt odpowiadać technice „stealth”.

Napęd będą stanowiły dwa silniki diesla o mocy 2 × 9100 kW i dwa silniki elektryczne o mocy 900 kW, napędzające dwie śruby nastawne. Zespoły prądotwórcze mają być takie same, jak w przypadku Miecznika. Na okręcie przewidziano miejsce dla 107 osób, w tym dla pasażerów – np. komandosów lub członków grup abordażowo-inspekcyjnych. Czapla 9XZ ma mieć również miejsce dla czterech kontenerów zadaniowych 20” (modułów misji).

BTT Systems na razie proponuje Czaplę w wersji dość silnie uzbrojonej, jak na patrolowiec: z armatą dziobową kalibru 57 mm lub 76 mm, dwiema armatami rufowymi małego kalibru (30 mm lub 35 mm), z dziobową wyrzutnią pionowego startu dla dwunastu rakiet przeciwlotniczych krótkiego zasięgu, z jednym zestawem rakiet przeciwlotniczych typu „Kusza” oraz czterema karabinami maszynowymi kalibru 12,7 mm.

System obserwacji technicznej ma posiadać m.in. trójwspółrzędny radar obserwacyjny z systemem IFF, radiolokacyjno–optyczne systemy kierowania uzbrojeniem artyleryjskim, sonar podkilowy oraz system walki elektronicznej z dwiema wyrzutniami pocisków zakłócających (celów pozornych).

Na Czapli 9XZ podobnie jak w Mieczniku 6XZ, przewidziano zintegrowanie wszystkich urządzeń w jednym okrętowym systemie walki.

Porównanie parametrów taktyczno-technicznych okrętów patrolowych z funkcja zwalczania min 9XX i 9XZ

BTT Systems a zakup okrętów Marynarki Wojennej

Projekty przedstawione przez BTT Systems zostały przedstawione przez krajowe biuro projektowo–konstrukcyjne, które ma specjalistów z wiedzą i doświadczeniem do projektowania okrętów bojowych dla potrzeb polskich sił morskich. W jednym miejscu skupiono ludzi, którzy nawet jeżeli nie będą projektowali od podstaw Czapli i Mieczników, to są przygotowani aby adaptować do polskich potrzeb projekt kupiony w stoczni zagranicznej. Osoby z  doświadczeniem w tej dziedzinie, są już blisko wieku emerytalnego i należy dołożyć starań, aby ich wiedza została przekazana następnemu pokoleniu projektantów.

Według prezesa Kapuścińskiego „Jeżeli tej wiedzy nie uda się przejąć, to ona po prostu zniknie. Projektowanie jednostek przeznaczonych dla wojska jest bowiem zupełnie inne niż na jednostkach cywilnych. Na jednostkach wojskowych walczy się przede wszystkim z brakiem przestrzeni. Ta dyscyplina w oszczędnym gospodarowaniu przestrzenią i „nawyk odpowiedzialności” cechuje projektantów i konstruktorów, którzy mają rodowód stoczniowy, ponieważ mają pełną świadomość, że ich praca nie wędrowała na półkę, a życie szybko weryfikowało to co się zrobiło. Ponadto bezpośrednie uczestnictwo w realizacji tego, co sami zaprojektowali w ramach nadzorów autorskich i konstrukcyjnych, stanowiło gwarancję odpowiedniej jakości wykonawczej”.

Na razie wiadomo, że po ogłoszeniu przez Inspektorat Uzbrojenia wymagań taktyczno-technicznych niezbędne będzie wykonanie:

• Projektu Technicznego spełniające wymagania Zamawiającego i towarzystwa klasyfikacyjnego,
• Projektu Roboczego dostosowanego do możliwości technicznych stoczni produkcyjnej.

Przeprowadzenie tych prac powinno się odbyć z wykorzystaniem wiedzy i doświadczenia polskich projektantów i konstruktorów.