Glavni argument za američku odluku o projektiranju nove klase strateških podmornica bio je da modernizacija projekta klase Ohio neće moći u potpunosti iskoristiti sve prednosti novih tehnologija i najsuvremenijih sustava. Stoga bi klasa Columbia trebala biti toliko napredna da će moći ostati u operativnoj uporabi najmanje četrdeset godina

U odnosu na klasu Ohio podmornice klase Columbia neće biti mnogo različite, ni dizajnom ni značajkama. Najveća istisnina u uronjenom stanju klase Columbia bit će, po trenutačnim najavama, 21 144 tone, naspram 18 750 tona klase Ohio. Razlika u dimenzijama bit će još manja. Podmornice klase Columbia bit će dugačke 171 m, dok su podmornice klase Ohio dugačke 170 m. Širina trupa bit će im ista – 13 metara. Širina trupa uvjetovana je dimenzijama bunara u kojima se nalaze okomite lansirne cijevi za balističke projektile, stoga ne može previše varirati.
Klasa Columbia imat će i hidrodinamičke odlike vrlo slične klasi Ohio. Osnovne konture trupa zadržane su: izduženi trup kako bi se postigla najbolja moguća hidrodinamika i što tiša plovidba u zaronjenom stanju.
Pozicija prednjih hidroplana/kormila dubine zadržana je na mostu, za razliku od jurišnih podmornica klase Virginia kod kojih su ugrađeni uvlačivi hidroplani odmah iza pramca. Uvlačivi hidroplani/kormila dubine ugrađuju se na najsuvremenije podmornice kako bi se smanjile vibracije te zvučni potpis. Uvlače se pri brzinama većim od 10 ili najviše 12 čvorova kad krmena kormila postignu dostatnu učinkovitost za stabilizaciju i upravljanje podmornicom. No strateške podmornice najveći dio ophodnje preplove malim brzinama. Jedan od razloga jest da bi im zvučni potpis bio što manji (te ih se što teže otkrilo), a drugi da bi navigacija bila što preciznija (pri lansiranju balističkog projektila jako je važno znati točnu poziciju podmornice). Stoga su i kod klase Columbia zadržani fiksni hidroplani/kormila dubine.

X konfiguracija kormila
Prvi će se put na nekoj američkoj strateškoj podmornici uporabiti krmena kormila u X konfiguraciji. Takva je konfiguracija na podmornicama prvi put testirana na američkoj eksperimentalnoj podmornici USS ”Albacore“ 1961. godine. Ova je dizelsko-električna podmornica porinuta 1953. kako bi se na njoj testirala tadašnja najnovija saznanja iz područja hidrodinamike i oblikovanja trupa, sonara i naoružanja. Izvorno je porinuta s klasičnom + konfiguracijom, te je naknadno dobila X. Testiranja u plovidbi pokazala su da X konfiguracija daje bolje mogućnosti upravljivosti, ali je i znatno složenija za ugradnju. Zanimljivo je da američka ratna mornarica od Albacorea do klase Columbia nije rabila X konfiguraciju, ali mnoge druge ratne mornarice jesu – švedske podmornice klase Gotland, izraelske podmornice klase Dolphin, njemačke Type 212/214 samo su neke od njih. Među prvim podmornicama s X konfiguracijom kormila bile su i diverzantske podmornice klase Una koje su tijekom 1970-ih godina projektirane u zagrebačkom Brodarskom institutu. Šest je podmornica te klase, od 1981. do 1989. izgrađeno u Brodogradilištu specijalnih objekata u Splitu. Prva podmornica izgrađena po poboljšanom projektu (dodan je dizelski elektrogenerator) ”Velebit“ porinuta je 1996. godine i za sada je jedina podmornica koja je operativno služila u Hrvatskoj ratnoj mornarici.

Nuklearni reaktor
Najveći napredak klase Columbia u odnosu na klasu Ohio bit će uporaba potpuno nove vrste pogonskog sklopa. I dalje će se kao osnova pogona rabiti nuklearni reaktor, no sve ostalo bit će bitno drukčije.
I nuklearni je reaktor bitno drukčiji. Podmornice klase Ohio rabe reaktor S8G. Najveći je nedostatak tog reaktora što se tijekom operativne uporabe od 40 godina treba najmanje dva puta promijeniti gorivo. A to je sigurnosno vrlo osjetljiva operacija koja zahtijeva jako puno vremena, do 50 mjeseci.
Taj će nedostatak na klasi Columbia biti uklonjen ugradnjom nuklearnog reaktora koji neće zahtijevati zamjenu goriva nego će s jednim gorivom moći raditi više od 40 godina. Kao osnova za razvoj novog generatora uzet je S9G s jurišnih podmornica klase Virginia. Taj reaktor ima operativni vijek s jednim punjenjem 33 godine. S obzirom na to da je operativna uporaba jurišnih podmornica znatno drukčija (često plove velikim brzinama na velikim dubinama) od strateških (konstantno plove malim brzinama) trošenje goriva (šipke uranija 235) na strateškim podmornicama je manja, pa bi se operativni vijek s jednim punjenjem goriva mogao produžiti na više od 40 godina. Novi je reaktor još uvijek u fazi testiranja te javnosti nije objavljena oznaka.

Novi pogonski sustav
Već bi uporaba nuklearnog reaktora kojem ne treba zamjena goriva bila golem napredak u odnosu na klasu Ohio. No podmornice klase Columbia dobit će i novi pogonski sustav – integrirani električni pogon. Odlika tog pogonskog sklopa jest da primarni izvori snage (dizelski motor, plinska turbina ili nuklearni reaktor) izravno ne pogone brodske vijke nego se njihova snaga rabi za proizvodnju električne energije. Pokretanje plovila ostvaruje se preko elektromotora koji preko pogonske osovine pokreću brodske vijke. Druga je mogućnost pokretanje plovila pomoću brodskih propulzora koji su smješteni u gondole.
Američka ratna mornarica ima vrlo malo iskustava s uporabom integriranog električnog pogona (IEP), posebno u kombinaciji s nuklearnim reaktorom kao primarnim izvorom snage. IEP operativno rabe na razaračima klase Zumwalt, primarni su izvori snage plinske turbine Rolls-Royce MT30 i Rolls-Royce RR4500 koje pogone elektrogeneratore. Pogon razarača ostvaruje se preko dvaju indukcijskih elektromotora smještenih u trupu.
U slučaju klase Columbia konfiguracija pogona bit će nešto drukčija. Umjesto plinskih turbina snagu za proizvodnju električne energije davat će nuklearni reaktor. U klasičnim pogonskim sustavima na podmornicama s nuklearnim pogonom para iz izmjenjivača topline išla je na parnu turbinu koja je preko reduktora pokretala porivni vijak. Kako je brzina vrtnje parne turbine višestruko veća od brzine vrtnje porivnog vijka, u petlju je ubačen reduktor za smanjenje brzine vrtnje. Problem s reduktorom jest što je velik i velike mase, i što je još gore, velik izvor vibracija i zvukova. Stoga bi izbacivanjem reduktora iz petlje došlo do velikih poboljšanja.
IEP čini upravo to jer umjesto da parna turbina izravno, preko reduktora i pogonskih osovina, pokreće porivni vijak ona pokreće elektrogenerator. I u klasičnim nuklearnim pogonskim sustavima na podmornicama dio se pare preusmjeravao na pomoćnu parnu turbinu koja je pokretala elektrogenerator. U strateškim podmornicama, a kako bi se povećala autonomija djelovanja, ugrađena su dva sustava koji su veliki potrošači električne energije. Jedan je sustav za proizvodnju pitke vode desalinizacijom morske, a drugi je sustav za proizvodnju kisika elektrolizom vode. Najmodernije strateške podmornice potpuno su elektrificirane (svi su sustavi na električni pogon) pa je potrošnja električne energije velika.
Na IEP-u više neće biti sekundarne parne turbine za proizvodnju električne energije, već samo primarne. Ona će pokretati veliki elektrogenerator koji će davati dovoljno energije i za elektromotor i za sve sustave na podmornici. Uklanjanjem reduktora otklonit će se velik izvor buke i znatno uštedjeti na prostoru.

Treći pokušaj
Iako se IEP čini idealnim rješenjem za strateške nuklearne podmornice, jedina klasa koja operativno rabi tu vrstu pogona je francuska Triomphant. Američka ratna mornarica još je pedesetih i šezdesetih godina XX. stoljeća isprobala IEP na jurišnoj nuklearnoj podmornici USS ”Tullibee“. Podmornica je porinuta 1960. godine i u operativnu je uporabu uvedena 1961. Iako je odmah uočeno da je vrlo tiha tijekom plovidbe, gotovo na razini podmornica s klasičnim pogonom, pojavili su se veliki problemi s pouzdanošću pogona. Najveći nedostatak bio je preslabi pogonski elektromotor zbog čega je vršna brzina u zaronjenom stanju bila samo 14,8 čvorova. Unatoč tim nedostacima američka ratna mornarica nije odustajala od IEP-a. Tako je 1973. porinuta podmornica USS ”Glenard P. Lipscomb“. I ovog je puta problem bio u prevelikom i nedovoljno snažnom elektromotoru te je vršna brzina bila tek 23 čvora. Ni pouzdanost elektromotora nije bila zadovoljavajuća. No zato je akustički potpis bio vrlo mali pa ju je bilo vrlo teško otkriti. Tako će klasa Columbia biti treći pokušaj američke ratne mornarice s ugradnjom integriranog električnog pogona na nuklearne podmornice.

Glavno naoružanje
Svrha postojanja strateških podmornica jest da sigurno, skrivene u oceanskim dubinama, prevoze interkontinentalne balističke projektile te ih po zapovijedi lansiraju prema ciljevima. Tom je cilju podređen dizajn, pa veličina svake strateške podmornice ovisi o veličini i broju balističkih projektila koje nosi.
Podmornice klase Columbia bit će naoružane balističkim projektilima UGM-133A Trident II (Trident D5LEP). Ti su projektili prvi put operativno uporabljeni na podmornici USS ”Tennessee“ (SSBN-734) koja je američkoj ratnoj mornarici predana 1988. godine, no projektili Trident II postavljeni su tek 1990. godine. Prvih osam podmornica klase Ohio naoružano je starim balističkim projektilima UGM-96 Trident I (Trident C4) koji su imali domet od 7400 km i nosili su osam nuklearnih bojnih glava.
Interkontinentalni balistički projektil UGM-133A Trident II dugačak je 13,579 m i širok 2,11 m. Masa u trenutku lansiranja je 59 000 kg. Radi se o projektilu s trima stupnjevima. Svaki stupanj pokreće raketni motor na čvrsto gorivo.
Balistički projektili najčešće se lansiraju tako da se aktivira raketni motor(i) prvog stupnja čija je potisna snaga dostatna da podigne projektil s lansirne rampe (ili iz silosa). No takvo vruće lansiranje bilo bi preopasno za stratešku podmornicu, i to iz više razloga. Raketni motori pri radu stvaraju vrlo visoke pritiske i temperature. Veliki pritisak unutar lansirne cijevi unutar bunara negativno bi djelovao na stabilnost podmornice. Visoke temperature tražile bi dodatnu termičku zaštitu lansirne cijevi i podmornice. Zbog toga se na svim strateškim podmornicama primjenjuje hladno lansiranje. Projektil se iz lansirne cijevi (što znači podmornice) lansira pomoću snažnog generatora plinova. Raketni motor prvog stupnja aktivira se tek nakon što projektil probije površinu mora. Hladnim se lansiranjem osigurava da balistički projektil izleti iz lansirne cijevi dovoljno malom brzinom da se ne ošteti tijekom prolaska kroz vodu, što bi bilo lako moguće jer su projektili optimizirani za let kroz zrak koji pruža znatno manji otpor.

Procjena dometa
Najveći domet projektila Trident II je tajna, no procjenjuje se da je veći od 12 000 km. Može ponijeti do 12 povratnih modula u kojima se nalazi po jedna termonuklearna bojna glava. Trident II može ponijeti dva tipa termonuklearnih bojnih glava – W76 i W88. W76 ima snagu od 100 kilotona i do cilja se prenosi unutar povratnog modula Mk4. Iako su točni podaci tajna, preciznost Mk4 (CEP – Circular Error Probable- mogućnost kružne pogreške) procjenjuje se na izvrsnih 20 metara. Kombinacija velike preciznosti i male snage idealna je za uništavanje neprijateljskih položaja na kopnu s interkontinentalnim balističkim projektilima i strateških vojnih baza. Za znatno veće ciljeve rabi se nuklearna bojna glava W88 čija je snaga oko 475 kilotona. Iako se može smjestiti u povratni modul Mk4 češće se smješta u povratni modul Mk5 čiji je CEP oko 90 m. Manja se preciznost nadoknađuje većom snagom. Svaki Trident II može ponijeti do 12 povratnih modula Mk4 ili Mk5. Nije poznato mogu li se moduli kombinirati.

Preciznost projektila
Kad malom brzinom plovite oceanskim dubinama, preciznost navigacije ne mora biti odveć dobra. No to bi se dramatično promijenilo u trenutku kad biste morali lansirati balističke projektile. Za njihovu preciznost od odlučujućeg je značaja da se zna točna pozicija s koje se lansiraju. Zbog toga američke strateške podmornice rabe dva sustava za navigaciju. Osnovni je inercijalni sustav čija je najvažnija komponenta žiroskop. U slučaju američkih strateških podmornica tu su najmanje dva žiroskopa, po jedan smješten u pramcu i u krmi. Najkraće je objašnjenje da žiroskop mjeri sile inercije tijekom plovidbe podmornice. Ti se podaci šalju u navigacijsko računalo koje ih objedinjuje s podacima brzine podmornice u određenom vremenu i određuje poziciju podmornice. Najveća prednost inercijskog navigacijskog sustava jest pasivnost, tj. za rad ne zahtijeva da podmornica isplovi na površinu. Najveći je nedostatak što nije najprecizniji. I najsuvremeniji inercijski navigacijski sustavi imaju znatna odstupanja.
Zbog toga su američke strateške podmornice opremljene i GPS navigacijskim sustavom. Njegova je namjena precizno određivanje položaja podmornice neposredno prije lansiranja projektila. Kako za rad zahtijeva antenu za primanje satelitskog signala, najveći mu je nedostatak što podmornica mora doći na periskopsku dubinu te ju je puno lakše otkriti. No kako strateška podmornica i ovako prije lansiranja mora doći neposredno ispod površine mora to i nije značajan nedostatak.
Za razliku od klase Ohio koja ima 24 bunara za lansirne cijevi projektila Trident II podmornice klase Columbia imat će 16. Balistički projektili bit će smješteni u bunare common missile compartment koji su namijenjeni ugradnji na podmornice klase Columbia i britanske klase Dreadnought. Odlika im je da se rade kao modul koji se sastoji od četiri bunara.

Oružja za samoobranu
Iako je glavna zadaća strateških podmornica prikrivena plovidba do trenutka borbenog djelovanja, sve su naoružane i borbenim sustavima za samoobranu. U slučaju strateških podmornica to znači teška vođena protupodmornička torpeda.
Za klasu Columbia još nisu objavljeni podaci o broju torpednih cijevi, no sasvim je sigurno da će zadržati istu konfiguraciju kao i podmornice klase Ohio – četiri torpedne cijevi promjera 533 mm u pramcu. Iz njih se ispaljuju najnovija američka teška vođena torpeda Mk 48 ADCAP Mod 7 CBASS. Na službenim stranicama proizvođača Raytheon taj se torpedo uopće ne spominje, tek nešto starija izvedenica Mk 48 Mod 6AT. A i o njemu nema gotovo nikakvih tehničkih podataka već samo hvalospjevi. U svakom slučaju sigurno je da Mk 48 ADCAP Mod 7 CBASS rabi aktivno/pasivni sonar. No kako učinkovitost sonara dramatično opada povećanjem brzine ronjenja torpedo se na srednjem dijelu plovidbe navodi putem podataka o poziciji u odnosu na cilj koji se s podmornice na torpedo prenose preko žice. Koncepcijski gledano Mk 48 nije najsuvremeniji na svijetu. To se prije svega odnosi na pogon koji se sastoji od klipnog motora pokretanog gorivom Otto Fuel II. Velika većina suvremenih torpeda rabi električni pogon, no Raytheon tvrdi da je njegov pogon dokazan na više od 8600 proizvedenih torpeda Mk 48 i kroz više od 30 godina uporabe. Procjene kazuju da taj pogon omogućuje najveći domet oko osam kilometara pri brzini plovidbe od 28 čvorova. Iako je službeno najveća brzina 28 čvorova, sasvim je sigurno da je ona veća od 40 čvorova, a možda i od 50. Razlog za to bile su sovjetske jurišne podmornice Projekt 705/klasa Lira (na Zapadu označene kao klasa Alfa) koje su imale vršnu brzinu u zaronu veću od 40 čvorova. Prva je podmornica uvedena u operativnu uporabu u prosincu 1971. i bila je neuhvatljiva za sva zapadna teška torpeda. Iako se klasa Lira pokazala presloženom za održavanje, te su do1990. gotovo sve podmornice povučene iz operativne uporabe, utjecaj na razvoj zapadnih teških torpeda ostao je trajan, ponajviše na području vršnih brzina.
Masa torpeda Mk 48 ADCAP Mod 7 CBASS je 1676 kg, od čega je bojna glava mase 292,5 kg.

Sonarni sustavi i sustavi veze
Za razliku od jurišnih podmornica, čija je primarna namjena otkrivanje podmornica i po potrebi njihovo uništavanje, strateške će podmornice teže ostati neprimijećene i izbjeći bilo kakav bliski kontakt. Usprkos tome na njih se ugrađuju najsuvremeniji sonarni sustavi. Pri tome je naglasak na pasivnim sonarnim sustavima vrlo visoke osjetljivosti. Njihova je primarna zadaća da dovoljno rano otkriju moguću prijetnju kako bi zapovjednik imao vremena poduzeti potrebne mjere izbjegavanja otkrivanja. Uostalom, bez aktivnih i pasivnih sonara nemoguća je i uporaba vođenih torpeda.
Podmornice klase Columbia dobit će sonarne sustave bazirane na onima koji se ovog trenutka ugrađuju u jurišne podmornice klase Virginia. To znači da će u pramcu biti smješteni hidrofoni sonara Large Aperture Bow (LAB) ili njegove izvedenice. Radi se o sonaru koji može raditi u aktivnom i pasivnom modu i koji je potreban za navođene torpeda.
Na američkim podmornicama primarni sonarni sustav više nije onaj smješten u pramcu, već pasivni sonar čije su antene smještene na bokove podmornice. U slučaju klase Columbia to će biti sonar Light Weight Wide Aperture Arrays (LWWAA), također preuzet s klase Virginia. Sustav je pasivan i djeluje tako što se na svaki bok podmornice postave po tri podsustava hidrofona. Što je podmornica duža, razmak između hidrofona je veći te je LWWAA učinkovitiji. Točni podaci o učinkovitosti LWWAA sonara (naravno) nisu poznati no neki izvori procjenjuju da ruske podmornice na nuklearni pogon može otkriti na udaljenostima od nekoliko desetaka kilometara.

Uspostava kontakta
Uz LWWAA ide i pasivni tegljeni sonar koji podmornica vuče za sobom pri malim brzinama. Pasivne tegljene sonare rabe i podmornice s klasičnim pogonom te je njihov razvoj jako brz. Zbog toga je vjerojatno da će podmornice klase Columbia dobiti potpuno novi sustav. Na najnovije podmornice klase Virginia ugrađuje se tegljeni sonar za pretraživanje na velikim udaljenostima TB-33 i sonar za taktičko motrenje TB-34. TB-33 (ili njegova izvedenica) najbolji je kandidat za ugradnju na klasu Columbia.
Iako je glavna svrha strateških podmornica da ostanu skrivene, ipak moraju imati ugrađene komunikacijske sustave, ako ništa drugo, onda da bi mogle primiti zapovijed za početak napada (lansiranja balističkih projektila). Kako strateške podmornice ne mogu često izranjati da bi uspostavile kontakt sa zapovjedništvom problem je riješen uporabom radiouređaja koji rade na ekstremno niskim frekvencijama. U podmornice klase Ohio ugrađen je sustav OE-315(V)BRC koji radi u rasponu frekvencija od samo 10 Hz do 400 MHz. Antena sustava uvučena je u toranj i po potrebi se izvlači iz njega dok podmornica malom brzinom roni na maloj dubini.
Sve američke podmornice opremljene su i sustavima za satelitsku komunikaciju. Antene sustava smještene su u toranj podmornice te se pri radu izvlače iz njega. Stoga podmornica mora izroniti na periskopsku dubinu tijekom uspostava veze.

Mario GALIĆ