Francuski lotniskowiec przyszłości z amerykańskimi katapultami elektromagnetycznymi

Informacja przekazana przez amerykański Departament Stanu oznacza, że katapulty elektromagnetyczne EMALS oraz turbo-elektryczny system hamowania AAG (Advanced Arresting Gear) zostały wybrane przez francuską marynarkę wojenną dla budowanego przez nią właśnie lotniskowca przyszłości. Obecnie trwają standardowe procedury mając doprowadzić do sprzedaży tych systemów przez Stany Zjednoczone. Jak na razie zgodę na transfer technologii udzielił Departament Stanu, dzięki czemu Agencja ds. współpracy w dziedzinie bezpieczeństwa (Defense Security Cooperation Agency) mogła przesłać wymaganą dokumentacje do zaakceptowania przez amerykański Kongres.

Jest to już jednak jedynie formalność, ponieważ dla obu stron jest to bardzo ważna transakcja. Francuzi otrzymają bowiem najnowszej generacji sprzęt pokładowy, który znacząco zwiększy możliwości ich lotnictwa pokładowego. Z kolei Amerykanie zapewnią sobie kontrakt, który w całości może dać im zarobić nawet do 1,321 miliarda dolarów.

Z przygotowywanego kontraktu wynika, że rząd Francji zwrócił się do Stanów Zjednoczonych o sprzedaż:

-       jednego, elektromagnetycznego systemu startowego samolotu EMALS, w skład którego wejdą dwie katapulty

-       oraz jednego systemu hamującego AAG w konfiguracji z 3 silnikami, co oznacza wykorzystanie 3 lin zatrzymujących.

Poza samym wyposażeniem okrętowym kontrakt uwzględnia również: „testy na lądzie i części zamienne do testów; instalację na okręcie; wsparcie w zakresie testowania i certyfikacji; części zamienne dla lotniskowca; specjalistyczny sprzęt pomocniczy; wielofunkcyjny system szkoleniowy; szkolenie operatorów i grup serwisowych; dostarczenie dokumentacji technicznej w formie elektronicznej; pomoc techniczną; inżynieryjne usługi techniczne dla wykonawców oraz inne elementy wsparcia logistycznego i programowego".

Głównym wykonawcą ewentualnej umowy ma być firma General Atomics Electromagnetic Systems Group z San Diego w Kalifornii oraz korporacja stoczniowa Huntington Ingalls Industries z Newport News w stanie Wirginia.

Dlaczego EMALS i AAG?

Wybór przez Francuzów rozwiązań kosztujących ponad miliard euro nie jest niczym dziwnym. Dają one bowiem francuskiej marynarce wojennej wymierne korzyści operacyjne i eksploatacyjne. Początkowe zwiększenie kosztów i problemy związane z eksploatacją zupełnie nowego rozwiązania w Marine nationale zostaną więc szybko zrekompensowane chociażby mniejszymi kosztami wykorzystania lotniskowca i jego samolotów pokładowych.

Dzięki katapultom elektromagnetycznym istnieje przede wszystkim możliwość zwiększenie częstotliwości startów tak, by w jak najkrótszym czasie wysłać w powietrze jak największą liczbę statków powietrznych, zmniejszając tym samym czas tworzenia w powietrzu lotniczej grupy uderzeniowej (a więc przyśpieszając operację i zmniejszając zużycie paliwa).

Wynika to z samej zasady działania EMALS. „Wózek" aluminiowy, ciągnący samoloty (o długości około 6,7 m) działa w tym przypadku jak sabot w dziale elektromagnetycznym. Wzdłuż całej rynny katapulty umieszczono okablowanie i liniowe silniki indukcyjne utworzone przez wiele takich samych sekcji uzwojenia. Są one zasilane programowo aktywując pole elektromagnetyczne w miarę przesuwania się wzdłuż nich aluminiowego wózka. Silniki liniowe zaprojektowano bowiem tak, by móc stworzyć pole tylko w tym miejscu EMALS, gdzie jest to konieczne.

Działająca w ten sposób katapulta o długości 91 m pozwala na rozpędzenie samolotów o wadze 45 ton do prędkości 240 km/h. Całość jest zasilana przez specjalny system magazynowania energii elektrycznej, który po rozładowaniu podczas startu katapulty może się ponownie naładować w czasie nie dłuższym niż 45 sekund, a wiec szybciej niż w przypadku katapult parowych. Katapulty elektromagnetyczne są także łatwiejsze w eksploatacji, zajmują mniej miejsca na okręcie (nie ma np. potrzeby budowania rurociągów doprowadzających parę z reaktora), są prostszy w budowie i mają być bardziej niezawodne od katapult parowych (które podczas każdego startu zużywają do 614 kg pary).

Dodatkowo EMALS to system mniej narażający samoloty na uszkodzenia. Daje on bowiem możliwość sterowania mocą przez cały proces wyrzucania statków powietrznych. O ile w przypadku katapult parowych możliwość doboru siły ciągu jest bardzo ograniczona, to w przypadku EMALS istnieje możliwość sterowania siłą ciągnącą wózek w sposób ciągły - zaczynając od małych wartości i później - odpowiednio ją zwiększając (dzięki temu następuje łagodniejsze przyśpieszenie do prędkości wymaganej podczas startu).

Każdy program startu można dobierać wcześniej i programować - w zależności od typu samolotu, a nawet ilości zabieranego przez niego wyposażenia (masy startowej). Nastawiając katapultę można więc uwzględnić rozmiar statku powietrznego, jego kształt (w tym zabierane wyposażenie zewnętrzne -- np. zbiorniki paliwa i zasobniki), wagę, prędkość wiatru na pokładzie lotniczym, prędkość lotniskowca itd.

Ogromną zmianą będzie również, wprowadzony na francuskim lotniskowcu, system hamowania AAG. Zrezygnowano bowiem w ten sposób z tradycyjnie stosowanej w tego rodzaju hamowni, opartej o hydrauliczne siłowniki umieszczone pod pokładem lotniczym. Zajmują one bardzo dużo miejsca na okręcie, a ponadto trzeba je ręcznie ustawiać za każdym razem, gdy zmieni się waga lądującego samolotu. Nowe rozwiązanie jest oparte o silniki elektromagnetyczne, które sterują linami hamującymi, zmniejszają ich maksymalne naprężenie i tym samym zmniejszają obciążenia szczytowe na haku oraz kadłubie statku powietrznego. W ten sposób zmniejsza się także zużycie mechaniczne samolotów. System AAG zajmuje dodatkowo mniej miejsca na lotniskowcu, jest lżejszy i prostszy w obsłudze, m.in. dzięki wprowadzeniu specjalnego oprogramowania kontrolnego.

Efektem zastosowania EMALS i AAG będą dodatkowo oszczędności związane z mniejszą liczbą osób potrzebnych do obsługi oraz serwisowania systemu katapult i systemu hamującego. Będzie to wymagało wprowadzenia zmian organizacyjnych w porównaniu do tego rozkładu okrętowego, jaki jest na lotniskowcu „Charles de Gaulle", ale Amerykanie będą zobowiązani kontraktem do pomocy w rozwiązaniu tego problemu. Francuzi będą tu mogli skorzystać z doświadczeń amerykańskiej marynarki wojennej, która już testuje EMALS i AAG na pierwszym lotniskowcu typu Ford - USS „Gerald R. Ford".