U-Boot der Columbia- Klasse - Columbia-class submarine

Columbia- Klasse
Künstlerische Darstellung eines ballistischen Raketen-U-Bootes der Columbia-Klasse, 2019 (190306-N-N0101-125).jpg
Künstlerische Darstellung des geplanten U-Bootes der Columbia- Klasse (Naval Sea Systems Command)
Klassenübersicht
Vorangestellt Ohio- Klasse
Kosten
  • 109,8 Milliarden US-Dollar für 12 Boote (FY2021, prognostiziert)
  • 9,15 Milliarden US-Dollar pro Einheit (FY2021, prognostiziert)
Gebaut 2020–heute
Geplant 12
Gebäude 1
Allgemeine Eigenschaften
Typ U-Boot mit ballistischen Raketen (SSBN)
Verschiebung 20.810 Tonnen lang (21.140 t) (untergetaucht)
Länge 560 Fuß (171 m)
Strahl 43 Fuß (13 m)
Installierter Strom Kernreaktor
Antrieb Turbo-elektrischer Antrieb, Pumpe-Düse
Bereich Unbegrenzt
Ergänzen 155 (Unterkunft)
Sensoren und
Verarbeitungssysteme
Vergrößerte Version des LAB-Sonars der Virginia- Klasse
Rüstung 16 × Trident D5 und Doppeltorpedorohre

Das Columbia -Klasse U - Boot , früher bekannt als die Ohio Ersatz Submarine und SSBN-X Zukunft Follow-on Submarine ist eine kommende Klasse von nuklearen U - Booten entwickelt , um die ersetzen Ohios -Klasse ballistische Raketen - U - Boote in der United States Navy . Das erste U-Boot begann offiziell am 1. Oktober 2020 mit dem Bau und soll 2031 in Dienst gestellt werden.

Überblick

Die Columbia - Klasse wird entworfen , um die ersetzen UGM-133 Trident II -Armed Ohio -Klasse ballistischen Raketen - U - Boote, deren Boote verbleibenden außer Dienst gestellt werden pro Jahr, beginnend in 2027. Der Columbia - Klasse wird die Rolle des U - Boot - Präsenz übernehmen in der strategischen Nuklearstreitkräfte der Vereinigten Staaten.

Electric Boat entwickelt die Ohio - Ersatz - U - Boote mit Hilfe von Newport News Shipbuilding . Insgesamt sind 12 U-Boote geplant, der Bau des Leitbootes soll 2021 beginnen. Jedes U-Boot wird über 16 Raketenrohre verfügen, die jeweils eine Trident II D5LE-Rakete tragen. Die U-Boote werden 560 Fuß (170,7 m) lang und 43 Fuß (13,1 m) im Durchmesser sein, so lang wie das Design der Ohio- Klasse, und 1 Fuß (30 cm) größer im Durchmesser.

In Studien, um zu bestimmen, wie viele U-Boote zur Unterstützung der strategischen Nuklearstreitkräfte der Vereinigten Staaten benötigt werden, betrachtete die US Navy die Anzahl der Raketen, die zu einem bestimmten Zeitpunkt auf See und auf Station sein müssen, die Anzahl der Raketen, die jedes U-Boot betragen sollte bewaffnet und die Wahrscheinlichkeit, dass ein U-Boot vom Feind unentdeckt bleibt und seine Raketen abfeuern kann. Berücksichtigt wurde auch, wie sich der Wartungsplan jedes U-Bootes auf die Einsatzbereitschaft des Bootes auswirkt. Kostensenkungsstudien untersuchten Design- und Konstruktionsmöglichkeiten, einschließlich des Hinzufügens von Raketenrohren zum Design des Angriffs-U-Boots der Virginia- Klasse , des Baus von Ersatz-U- Booten der Ohio- Klasse mit aktualisierten Designs der Ohio- Klasse und der Entwicklung eines völlig neuen Ohio- Ersatz-U-Boot-Designs.

Ohio Ersatz-U-Boot

Anhand der Informationen aus diesen Studien kam die Marine zu dem Schluss, dass ein neues Design die kostengünstigste Option wäre, die alle technischen Anforderungen erfüllen könnte. Zum Beispiel hätten sowohl die modifizierte Virginia- Klasse als auch die aktualisierte Ohio- Klasse Designoptionen eine teure Betankung in der Mitte der Lebensdauer erfordert, während jeder Atomkern der Columbia- Klasse so lange hält, wie das U-Boot in Betrieb ist.

Die Design- und Technologieentwicklung der Columbia- Klasse wird voraussichtlich 4,2 Milliarden US-Dollar (US-Dollar 2010) kosten, obwohl Technologien und Komponenten aus den Ohio- und Virginia- Klassen nach Möglichkeit einbezogen werden sollen, um Geld zu sparen. Die Kosten für den Bau der Columbia , des führenden Bootes der Klasse, werden auf 6,2 Milliarden US-Dollar (US-Dollar 2010) geschätzt. Die Navy hat sich zum Ziel gesetzt, die durchschnittlichen Kosten der verbleibenden 11 geplanten Rümpfe in der Klasse auf jeweils 4,9 Milliarden US-Dollar (US-Dollar für das Geschäftsjahr 2010) zu senken. Die gesamten Lebenszykluskosten der gesamten Klasse werden auf 347 Milliarden US-Dollar geschätzt. Es wird erwartet, dass die hohen Kosten der U-Boote tief in den Schiffbau der Marine eingreifen werden.

Im April 2014 stellte die Navy einen 300-seitigen Spezifikationsbericht für die U-Boote des Ohio Replacement Program fertig . Es gibt 159 Spezifikationen, darunter Waffensysteme, Fluchtwege, Flüssigkeitssysteme, Luken, Türen, Meerwassersysteme und eine festgelegte Länge von 560 ft (170 m), teilweise um ein ausreichendes Volumen im Druckkörper zu ermöglichen.

Im März 2016 gab die US Navy bekannt, dass General Dynamics Electric Boat als Hauptauftragnehmer und leitende Konstruktionswerft ausgewählt wurde. Electric Boat wird den Großteil der Arbeiten an allen 12 U-Booten ausführen, einschließlich der Endmontage. Alle 18 U-Boote der Ohio- Klasse wurden ebenfalls bei Electric Boat gebaut. Der Newport News Shipbuilding von Huntington Ingalls Industries wird als Hauptunterauftragnehmer fungieren, der an der Planung und dem Bau beteiligt ist und 22 bis 23 Prozent der erforderlichen Arbeiten ausführt.

Ende 2016 waren allein bei Electric Boat rund 3.000 Mitarbeiter an der Detailplanung des Programms beteiligt, die Beschaffung des ersten U-Bootes ist für 2021 geplant. Die Fertigstellung des ersten U-Bootes ist für 2030 geplant, der Eintritt in die 2031 in Dienst gestellt. Alle 12 U-Boote sollen bis 2042 fertiggestellt sein und bis 2085 in Dienst bleiben.

Am 28. Juli 2016 wurde berichtet, dass das erste U-Boot der Klasse den Namen Columbia trägt, um der Hauptstadt der Vereinigten Staaten zu gedenken . Die Columbia- Klasse wurde am 14. Dezember 2016 vom Marineminister Ray Mabus offiziell benannt , und das führende U-Boot wird die USS  Columbia  (SSBN-826) sein . Die Navy will im Geschäftsjahr 2021 das erste Boot der Columbia- Klasse beschaffen.

Am 28. Oktober 2020 gab US-Marineminister Kenneth J. Braithwaite bekannt, dass das zweite U-Boot den Namen USS Wisconsin erhalten wird .

Am 7. Juni 2021 gab das US Navy Budget Office bekannt, dass die Gesamtkosten für das erste U-Boot Columbia 15,03 Milliarden US-Dollar betragen würden, aber auch Planungskosten für das gesamte Programm enthalten.

Allgemeine Eigenschaften

Grafikerkonzept, 2012
Schnittbild

Obwohl sich das SSBN(X)-Design noch in der Entwicklung befindet, sind folgende Merkmale charakteristisch:

  • Voraussichtliche Lebensdauer von 42 Jahren (es ist geplant, dass jedes U-Boot während seiner Lebensdauer 124 Abschreckungspatrouillen durchführt)
  • Life-of-the-Schiff Kernbrennstoffkern , der an der Macht des U - Boot für die gesamte erwartete Lebensdauer ausreichend ist, im Gegensatz zu dem Ohio -Klasse U - Booten, die einen Midlife-Kernbetankungs erfordern
  • Raketenabschussrohre, die die gleiche Größe wie die der Ohio- Klasse haben, mit einem Durchmesser von 87 Zoll (2.200 mm) und einer Länge, die ausreicht, um eine D-5 Trident II-Rakete aufzunehmen
  • Strahl mindestens so groß wie der 42-Fuß (13 m) Strahl der U-Boote der Ohio- Klasse
  • 16 Raketenabschussrohre anstelle von 24 Raketenabschussrohren bei U-Booten der Ohio- Klasse.
  • Obwohl das SSBN(X) weniger Startrohre als das U-Boot der Ohio- Klasse haben soll, wird erwartet, dass SSBN(X) eine Unterwasserverdrängung hat, die etwa der von U-Booten der Ohio- Klasse entspricht

Die US Navy hat auch erklärt, dass „aufgrund der einzigartigen Anforderungen von strategischer Bedeutung SSBN(X)s mit den aktuellsten Fähigkeiten und Tarnung ausgestattet sein müssen, um sicherzustellen, dass sie während ihrer gesamten 40-jährigen Lebensdauer überlebensfähig sind. "

Im November 2012 enthüllte das US Naval Institute unter Berufung auf das Naval Sea Systems Command zusätzliche Konstruktionsinformationen:

  • X-förmige Heckruder (Wasserflugzeuge)
  • Segelmontierte Tauchflugzeuge
  • Elektrischer Antrieb
  • Standardausrüstung, die für frühere U-Boot-Designs ( SSNs der Virginia- Klasse) entwickelt wurde, einschließlich eines Pump-Jet- Propulsors, einer reflexionsfreien Beschichtung und eines Large Aperture Bow (LAB) Sonarsystems.

Das U-Boot der Columbia- Klasse kann auch mit einem Submarine Warfare Federated Tactical System (SWFTS) ausgestattet sein, einer Gruppe von Systemen, die Sonar, optische Bildgebung, Waffensteuerung usw.

Elektrischer Antrieb

Elektrischer Antrieb ist ein Antriebssystem, das einen Elektromotor verwendet, der den Propeller eines Schiffes dreht. Es ist Teil eines umfassenderen Konzepts (Integrated Electric Power), dessen Ziel es ist, ein "alles elektrisches Schiff" zu schaffen. Der elektrische Antrieb soll die Lebenszykluskosten von U-Booten senken und gleichzeitig die akustische Signatur reduzieren .

Turbo-elektrischer Antrieb hatte auf US - Kapital Schiffen (Schlachtschiffen und Flugzeugträgern) in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts, und auf dem kleine atomgetrieben U - Boot erfolgreich eingesetzt USS  Tullibee in den späten 1950er Jahren. Ein anderes größeres Atom-U-Boot, die USS  Glenard P. Lipscomb , war jedoch mit einem turboelektrischen Antrieb ausgestattet, erwies sich jedoch als untermotorisiert und hatte Probleme mit Zuverlässigkeit und Wartung. Ab 2013 verwendet nur die französische Marine bei ihren nuklearbetriebenen U-Booten der Triomphant- Klasse einen turboelektrischen Antrieb .

Konzeptionell ist der Elektroantrieb nur ein Segment des Antriebssystems (er ersetzt weder den Kernreaktor noch die Dampfturbinen ). Stattdessen ersetzt es Untersetzungsgetriebe (mechanischer Antrieb), die bei früheren Atom-U-Booten verwendet wurden. 1998 plante das Defence Science Board ein Atom-U-Boot, das direkte Energieumwandlung nutzen würde , wodurch sowohl Untersetzungsgetriebe als auch Dampfturbinen überflüssig würden.

Im Jahr 2014 wurde Northrop Grumman als Hauptkonstrukteur und Hersteller der Turbinen-Generator-Einheiten ausgewählt. Die Turbinen wandeln die im Dampf enthaltene Wärmeenergie in mechanische Energie um und die Generatoren wandeln diese mechanische Energie in elektrische Energie um. Die elektrische Energie wird dann zum Antrieb von Bordsystemen sowie zum Antrieb per Elektromotor verwendet.

Sowohl für militärische als auch für nichtmilitärische Schiffe wurden und werden verschiedene Elektromotoren entwickelt. Für zukünftige U-Boote der US-Marine werden unter anderem Permanentmagnetmotoren (PMM) (entwickelt von General Dynamics und Newport News Shipbuilding) und Hochtemperatur-Supraleiter-Synchronmotoren (HTS) von American Supraconductors sowie General Atomics in Betracht gezogen .

Neuere Daten zeigen, dass sich die US Navy anscheinend auf elektrische Antriebsmotoren mit Permanentmagnet und Radialspalt konzentriert (obwohl das Zerstörerdesign der Zumwalt- Klasse von PMM auf einen fortschrittlichen Induktionsmotor umgestellt wurde). Permanentmagnetmotoren werden auf dem Large Scale Vehicle II für eine mögliche Anwendung auf U-Booten der späten Virginia- Klasse sowie zukünftigen U-Booten getestet. Die von der Siemens AG entwickelten Permanentmagnetmotoren werden auf U-Booten des Typs 212 im Einsatz bei der deutschen und italienischen Marine eingesetzt.

Berichte über die Royal Navy ‚s Dreadnought -Klasse U - Boot , die Klasse geplant , um die zu ersetzen , Vanguard - Klasse von ballistischen Raketen - U - Boote Zustand, dass die Boote können mit einem Elektromotor U - Boot shaftless Laufwerk (SSD) außerhalb des Druckkörpers angebracht ist . SSD wurde auch von der US Navy evaluiert, aber es bleibt unbekannt, ob der Ersatz der Ohio- Klasse sie enthalten wird. Bei modernen Atom-U-Booten sind Dampfturbinen mit Untersetzungsgetrieben und einer Welle verbunden, die den Propeller/Pump-Jet-Propulsor dreht. Mit SSD würde Dampf elektrische Turbogeneratoren antreiben, die von Dampfturbinen angetrieben werden, die mit einer nicht durchdringenden elektrischen Verbindung am hinteren Ende des Druckkörpers verbunden wären, mit einem wasserdichten Elektromotor, der extern montiert ist, möglicherweise einer integrierten Motorantriebsanordnung, die den Antrieb den Pump-Jet-Propulsor, obwohl auch SSD-Konzepte ohne Pump-Jet-Propulsoren existieren. Neuere Daten, darunter ein maßstabsgetreues Ohio- Replacement-Modell, das auf der Sea-Air-Space-Ausstellung 2015 der Navy League gezeigt wurde, zeigen, dass der Ohio- Replacement einen Pump-Jet-Propulsor aufweisen wird, der optisch dem der Virginia- Klasse ähnelt . Die Klasse wird Komponenten der Virginia- Klasse teilen , um das Risiko und die Baukosten zu reduzieren.

Gemeinsamer Raketenraum

Im Dezember 2008 wurde die General Dynamics Electric Boat Corporation mit der Konstruktion des Common Missile Compartments beauftragt, das beim Nachfolger der Ohio- Klasse zum Einsatz kommen wird.

Im Jahr 2012 kündigte die US Navy Pläne für ihr SSBN(X) an, ein gemeinsames Raketenabteil-Design (CMC) mit dem ballistischen Raketen-U-Boot der Dreadnought- Klasse der Royal Navy zu teilen. Das CMC wird SLBMs in "Quad-Packs" unterbringen.

Schiffe in Klasse

Name Rumpfnummer Baumeister Bestellt Flach gelegt Gestartet In Auftrag gegeben Heimathafen Status
Columbia SSBN-826 Elektroboot 30. März 2016 1. Oktober 2020 Im Bau
Wisconsin SSBN-827 30. November 2020 Bestellt

Verweise

Literaturverzeichnis

Externe Links