USS “Harvey C. Barnum Jr.”, prvi od planiranih brodova nove serije III poznatih američkih razarača, trebao bi 2023. dosegnuti inicijalne operativne sposobnosti. Najviše pažnje privlači integracija novog radara, ali ona je i najveći izazov za sve koji rade na već uhodanoj klasi…

Novi DDG 51 serije III (Flight III) na prvi će pogled izgledati gotovo jednako kao i njegovi prethodnici iz serije IIA (Flight IIA). Međutim, bit će uvedene brojne važne promjene na trupu, mehaničkim i električnim sustavima te na borbenom sustavu Aegis. Najviše pozornosti privlači AMDR radar (Air & Missile Defense Radar) koji će razaračima serije III dati neusporedivo veće sposobnosti i kapacitete integrirane PZO i proturaketne obrane. Razvijen u tvrtki Raytheon Integrated Defense Systems pod oznakom AN/SPY-6 (V), AMDR je nasljednik AN/SPY-1 (V) obitelji S-frekvencijskih radara, združenih s Aegisom još od njegovih početaka. Integracija AMDR-a unutar postojećeg trupa razarača postala je prvi inženjersko-konstrukcijski izazov u projektiranju serije III. Ugradnja četiriju AMDR-S fiksnih antenskih radarskih ploča od 4,3 m na kutove glavnog nadgrađa povući će nadogradnju brodske električne servisne mreže, modifikacije energetskog kompleksa, ali i određene strukturne modifikacije.

Ekonomičniji DDG 51
Program razarača DDG 51 serije III započeo je 2009. na temelju posebne studije koja se bavila evaluacijom odnosa radar / brodski trup. Tražio se najbolji način na koji bi se koncept integrirane PZO i proturaketne obrane (IAMD) u čijem je središtu AMDR – mogao primijeniti na površinskim plovnim jedinicama. Ispitujući dvije konstrukcijske forme trupa razarača klase DDG 51 “Arleigh Burke” te razarača DDG 1000 “Zumwalt” – studija je dokazala da izbor utemeljen na dizajnu DDG 51 daje puno više mogućnosti za uloženi novac. Predmet studije bio je i proračun najveće veličine fiksnih antenskih radarskih ploča koje se mogu ugraditi na kutne stanice nadgrađa razarača DDG 51 bez većih intervencija u dizajn samog nadgrađa. Rezultat tih proračuna zaključen je izgradnjom fiksnih radarskih antena za AMDR-S od 4,27 m (14,1 stopa). Ono što je američka mornarica namjeravala postići razaračem DDG 51 serije III jest ugradnja novog AMDR radara u stari i provjereni brodski trup. Takav pristup ima najmanju razinu tehnološkog rizika i najjeftiniji je način uvođenja zahtijevanih sposobnosti. Ono što je s inženjersko-konstrukcijske razine trebalo riješiti bili su problemi vezani uz veličinu, masu, energiju i hlađenje sustava.

Radar veće mase
DDG 124, prvi od planiranih razarača serije III, trebao bi 2023. dosegnuti inicijalne operativne sposobnosti. Pretpostavlja se da bi se područje najvećeg rizika moglo odnositi na identificiranje masa i pozicioniranje metacentarske visine. Masa radarskog kompleksa SPY-6 znatno premašuje masu aktualnog radarskog kompleksa SPY-1D (V). U strukturi broda instaliran je na višoj razini, a uobičajeni zahtjevi za stabilnost traže od konstruktora da veliki tereti budu postavljeni što niže u brodskoj konstrukciji. Problem je, prema izjavama brodograđevnog programskog menadžera, riješen preoblikovanjem krmenog dijela broda tako da je dobio na masi uz istodobno povećanje relativno uskog prostora brodskog međudna. Otprilike 90 tona dodatnog čelika bit će ukrcano ugradnjom debljih čeličnih limova brodskog dna te povećanjem debljine brodskih rebara. Te će mjere prouzročiti spuštanje vertikalnog središta brodskih masa za otprilike 3,3 cm (0,1 stopu), što povećava stabilnost broda uz istodobno povećanje čvrstoće brodskog trupa i reduciranje pojave korozije. Da bi se kompenzirao utjecaj velikih masa raspoređenih u prednjem dijelu brodskog trupa, razarači serije III bit će karakteristični i po tome što će im krmeni dio biti podignut za otprilike 1,2 m (četiri stope) iznad vodne linije.

Struja i hlađenje
Uvođenjem u uporabu i integriranjem AMDR radarskog sustava, znatno su povećani zahtjevi za raspoloživu električnu energiju, ali i za hlađenje. Vezano uz to, pet 200-tonskih modula za kondicioniranje zraka (AC) kakvi su instalirani na razaračima serije II, na seriji III bit će zamijenjeno s pet 300-tonskih visokoučinkovitih modula, jednakih onima planiranim za ugradnju na sljedeću generaciju nosača zrakoplova i amfibijsko-jurišnih brodova. Arhitektura energetskog sustava na razaračima serije III bila je nekoliko puta redizajnirana kako bi se u najvećoj mjeri moglo udovoljiti visokim brodskim zahtjevima. Tri Rolls-Royceova MT5S HE+ 4 MW/4160 V plinsko-turbinska generatora zamijenit će AG9140 3 MW/450 V generatorske setove ugrađene na razarače serije II. Bit će ugrađeni i novi transformatori, moduli za konverziju struje (pretvarači), kao i modificirano rasklopno postrojenje. Serija III dobit će i novi sustav za nadzor i upravljanje energetskim sustavom, kao i višenamjenske digitalizirane radne konzole. Za ugradnju su odabrani i generatori s razarača DDG 1000 “Zumwalt”, a električni distribucijski sustav s amfibijskih LHD-a 6/7. Njihovom će integracijom seriji III biti osigurano puno više snage. Radi konverzije generiranog izmjeničnog napajanja u 1000 V istosmjernu struju, odabrani su pretvarači koji su dokazani u operativnoj uporabi.     

Integracija kompleksa
Smanjenje rizika prilikom integracije energetskog kompleksa na DDG 51 serije III sljedeći je veliki tehnološki izazov za njegove konstruktore. Iako provjerene, izabrane komponente još nikad nisu bile stavljene zajedno. Kao potpora služi računalno modeliranje i simuliranje / analiza svih mogućih (dosad poznatih i registriranih), kao i onih neplaniranih električnih dinamičkih kratkotrajnih poremećaja koji mogu prouzročiti kraće ili dulje poremećaje u proizvodnji i distribuciji energije. Simuliraju se i analiziraju i oni puno zahtjevniji slučajevi kao što su pojave strujnih harmonika koje mogu uništiti ugrađenu opremu. Uključena je i analiza brodske energetske žilavosti (simulacijom borbenih i kaskadnih oštećenja) da bi se determiniralo koji su to kritični brodski sustavi koji ne mogu nastaviti biti operativni nakon određenog stupnja pretrpljenog borbenog oštećenja.

Bez hibridne propulzije
Iako je američka mornarica prilično odmaknula u razvoju planova o uvođenju hibridnog električnog pogona (HED) na svoje raketne razarače DDG 51 serije IIA – na sadašnjem se stupnju razvoja konstrukcija ta mogućnost ne razmatra za razarače serije III. Modernizacijski HED program planiran je za implementaciju na 36 plovnih jedinica serije IIA. Uvođenje hibridnog električnog pogona dio je znatno šire inicijative unutar mornarice, kojoj je cilj povećati razinu učinkovitosti i ekonomičnosti potrošnje goriva u površinskoj floti. Nameće se pitanje: Kad mornarica već eksperimentira s HED-om na seriji IIA – zašto se sustav zasad ne namjerava ugraditi na sljedeću seriju III? Razlog se jednostavno može definirati kao nedostatak prostora. Prema sadašnjem projektu serije III, na prostoru na kojem će se na seriji IIA postaviti kontroleri HED-a, na seriji III već je planirana ugradnja jedne od glavnih razvodnih ploča od 4160 V. Budući da električni motor mora biti spojen na reduktorski kompleks, njegovo postavljanje u strojarnici trenutačno je manji problem nego smještanje njegova sustava upravljanja i nadzora. Pronađu li konstruktori u konačnom planu dovoljno prostora za smještaj visokonaponske razvodne ploče, onda ne postoji razlog zbog kojeg se ne bi počelo razmišljati o ugradnji HED-a na razarače serije III.

Pogled naprijed
Projektiranje razarača DDG 51 serije III u cijelosti je koncipirano na primjeni niskorizičnih tehnologija uz minimalnu razinu promjene tehničko-konstrukcijskih elemenata broda i brodske opreme. Serija je fokusirana na središnji element modernizacije – AMDR radar i isporuku prve plovne jedinice iz serije III, razarača DDG 124, američkoj mornarici u planirano vrijeme, odnosno tijekom 2023. godine. Prema vijestima iz travnja ove godine, američka mornarica očekuje da će Kongres uskoro odobriti fiskalna sredstva za prvi Flight III, a mjesec dana poslije objavljeno je da će prvi brod, imena USS “Harvey C. Barnum Jr.”, graditi Bath Iron Works. Međutim, Vladin ured za odgovornost (Government Accountability Office – GAO) objavio je početkom kolovoza analizu kojom utvrđuje da mornarica još nije dovoljno odmaknula s razvojem konačnih konstrukcijskih rješenja za novi razarač pa preporučuje odgodu odobrenja sredstava, a time i gradnje. U svakom slučaju, bit će zanimljivo pratiti razvoj situacije.

AMDR radar   
Koristeći punu sposobnost digitalnog formiranja radarskih snopova, AN/SPY-6(V) AMDR radar ima više nego dvostruk domet u odnosu na SPY-1, efikasniju podršku, precizniju pretragu i praćenje metodom višesnopnih radarskih operacija. Istodobno, omogućuje puno robusniju i učinkovitiju protubalističku raketnu obranu (Ballistic Missile Defense – BMD) zahvaljujući poboljšanom otkrivanju i prepoznavanju ciljeva. Ključni čimbenik koji je utjecao na toliko velik skok tehničkih performansi leži prije svega u primjeni galij-nitridne (GaN) tehnologije poluvodiča. Razvoj te tehnologije započeo je još početkom 2000-tih kad je u laboratorijskim testiranjima zamijećeno da na njoj utemeljeni radarski elementi, prijamnici i predajnici nude veću snagu, učinkovitost i mnoge druge performanse u odnosu na galij-arsenske module koji su se dotad uobičajeno koristili u višenamjenskim radarima. Prema onom što je poznato, ugradnjom i integracijom AN/SPY-6 (V) AMDR radara na razarače DDG 51 serije III – bit će nužno ažurirati i borbeni sustav Aegis.

Igor SPICIJARIĆ