“Leviathan” vertical et horizontal

Le porte-avions est comme le légendaire mastodonte marin “Leviathan”, qui symbolise le contrôle de l’océan. Il s’agit d’une plate-forme pivot reliant les trois dimensions de la surface de la mer, de l’eau et de l’air, et qui constitue également l’un des “noyaux” des opérations en mer. Les États-Unis développent des porte-avions depuis plus de 90 ans, avec les résultats les plus pertinents et la plus grande capacité de combat sur plate-forme. À l’heure actuelle, son principal navire principal “Star Phase” est le dernier porte-avions de la classe “Ford”.

Le Ford, premier navire porte-avions de la classe Ford, a été construit en 2005 (coupe des plaques d’acier) et, en 2009, la quille a été posée et mise à l’eau en 2013. Selon le plan initial, le “Ford” devrait être livré au navire en septembre 2015, mais en raison d’une série de problèmes, il ne sera officiellement servi qu’en juillet 2017. À l’avenir, les États-Unis construiront 10 porte-avions de la classe “Ford” d’ici 2058, en remplacement du porte-avions de la classe “Nimitz”.

Le développement et la construction du premier navire “Ford” ont coûté au total 13,7 milliards de dollars US, tandis que les trois premiers porte-avions de la classe “Ford” devraient coûter 36 milliards de dollars US. De toute évidence, il s’agit d’une très grosse dépense. Selon les dernières nouvelles, le président américain Trump s’apprête à approuver des dépenses militaires pouvant atteindre 750 milliards de dollars pour l’exercice 2019, ce qui est important pour l’allocation des deux derniers porte-avions de la classe Ford.

Le porte-avions de la classe “Ford” est le porte-avions de troisième génération à propulsion nucléaire construit par les États-Unis depuis le service “Enterprise” dans les années 1960. Il est également le porte-avions de nouvelle génération du 21ème siècle, symbolisant l’hégémonie maritime de la nouvelle ère aux États-Unis.

Avantage traditionnel
Comparé à la classe “Nimitz”, le porte-avions “Ford” hérite des nombreux avantages de ses prédécesseurs et continue de s’adapter aux tâches de base des opérations mondiales, de la présence frontalière, de l’attaque maritime et de la réaction rapide de la US Navy.

Les grades Ford et Nimitz sont tous deux des porte-avions ultramodernes dotés de puissantes capacités opérationnelles. Un groupe tactique porte-avions de la classe “Nimitz” est formé en fonction de 9 navires. La puissance explosive du lancement d’armes conventionnelles équivaut à la puissance explosive de toutes les armes transportées par la 58ème flotte spéciale mixte composée de 112 navires lors de la bataille navale philippine de 1944. De plus, l’efficacité réelle des armes et des équipements modernes (avions porteurs, missiles à guidage de précision, armes nucléaires) est bien supérieure à celle du passé.

Le 22 juillet 2017, la base navale de Norfolk en Virginie, le dernier porte-avions américain “Gerard Ford”, a officiellement servi.

En prenant pour exemple la capacité de défense aérienne, le centre de commandement de la défense aérienne du groupement tactique porte-avions est généralement situé sur le croiseur, qui peut suivre et identifier 2 000 cibles et peut ordonner à 40 chasseurs / batch d’intercepter via la fonction de transfert de noeud de communication de commandement de l’avion E-2. Et combat aérien. L’ensemble du groupement tactique peut garantir une longue période de survie dans les zones maritimes à haute menace, ce qui est la valeur de ses puissantes capacités de défense aérienne.

Le porte-avions de la classe “Ford” et le porte-avions de la classe “Nimitz” utilisent l’énergie nucléaire, qui jouit d’un énorme avantage en termes de combat par rapport aux porte-avions conventionnels et vaut le coût de leur construction et de leur utilisation coûteuses. Les porte-avions conventionnels doivent disposer d’un espace de stockage de carburant. Les porte-avions à propulsion nucléaire n’en ont pas besoin. Cet espace et cette charge peuvent être entièrement sauvegardés et utilisés pour la réservation de munitions et de carburant d’aviation. En moyenne, les porte-avions à propulsion nucléaire peuvent augmenter de trois fois la réserve de munitions et de quatre fois les réserves de carburant des avions.

En outre, le combustible du réacteur peut être utilisé pendant 25 ans à la fois, éliminant ainsi les lourdes étapes de la révision de la tuyauterie interne du navire. Parce qu’il n’y a pas lieu de s’inquiéter d’une insuffisance de puissance, les porte-avions à propulsion nucléaire peuvent maintenir la navigation à grande vitesse. Du port militaire de Norfolk aux États-Unis à la Méditerranée orientale, le porte-avions à propulsion nucléaire est deux jours plus rapide que le transporteur conventionnel.

Les porte-avions Ford et Nimitz utilisent quatre catapultes. Dans le cas de l’utilisation de toutes les catapultes, une flotte de 20 porte-avions de la classe Nimitz peut décoller à des intervalles de 20 à 30 secondes, et ne décoller toutes que de 5 à 10 minutes, en comptant la préparation de l’éjection du pont La préparation du hangar et du chargement) n’est qu’environ une demi-heure.

Lorsqu’ils effectuent des missions d’attaque au sol à distance, les quatre porte-avions de la classe Nimitz peuvent effectuer un décollage intensif et le temps de décollage n’est pas prolongé de manière significative par rapport à celui d’autres missions. Le porte-avions de la classe “Ford” hérite pleinement des grands avantages du fonctionnement à multi-éjecteurs et, en raison des différents types de catapultes, les avantages sont encore plus grands et constituent les épaules du décollage des remontées mécaniques.

Les porte-avions des classes “Ford” et “Nimitz” utilisent tous deux de grands ponts. À l’avant du porte-avions de la classe Nimitz, 26 avions peuvent être garés, 12 à gauche, 6-7 du côté bâbord du pont incliné et 45 avions sur le pont. Le pont supérieur de l’aéronef ayant été transféré du hangar, le cycle de traitement était particulièrement long et ne pouvait pas être coordonné dans le cycle de fonctionnement du pont d’une vague d’attaque. 45 était donc le nombre maximal d’appareils que le navire pouvait déployer dans une vague d’attaque.

Le porte-avions de la classe “Ford” hérite essentiellement de cette performance: les chasseurs F-35 et F-18E / F installés sur le grand pont, ainsi que diverses plates-formes sans équipage, peuvent lancer des vagues d’attaque similaires.

Mise à niveau de la plate-forme
Bien que le porte-avions de la classe Ford hérite des avantages traditionnels du porte-avions américain, il a fait de grands progrès dans de nombreux aspects essentiels.

Premièrement, le nouveau réacteur a été remplacé et le réacteur A4W de classe Nimitz a été remplacé par deux réacteurs A1B, la puissance a été augmentée de 25% et la production totale d’électricité a été multipliée par trois. Dans le cas des armes à laser à haute énergie et des armes à feu électromagnétiques prévues ne se trouvant pas à bord, la classe “Ford” doit uniquement ouvrir un réacteur pour répondre au système actuel, y compris les turbines, l’alimentation des navires, les systèmes d’éjection et de blocage électromagnétiques.
Tous les membres du personnel de bord de la classe “Ford”, y compris les membres d’équipage, le personnel de l’aile volante et le personnel au sol, passeront de 6 300 membres à Nimitz à 4 660.

La seconde est l’utilisation d’un système de gestion de l’énergie intégré (IPS). Le système d’alimentation électrique est alloué et géré pour la catapulte électromagnétique et le système de récupération du porte-avions récemment ajoutés, ainsi que pour l’alimentation traditionnelle du navire (communication de commande, navigation, capteurs, guerre électronique et autres équipements et installations), ascenseurs, éclairage, alimentation en eau chaude et durée de vie. Très puissant et flexible. Le système est connecté au système de transmission et de distribution à 13500V, avec une capacité d’alimentation allant jusqu’à 200 000 kilowatts, soit trois fois celle du niveau de “Nimitz” de 64 000 kilowatts.

La troisième consiste à rationaliser énergiquement le personnel. Nouvelle génération de flottes de transporteurs, le nombre de modèles est beaucoup plus réduit qu’auparavant, ce qui est propice à l’utilisation et à la protection. Plus important encore, tous les membres du personnel de bord, y compris les membres d’équipage, le personnel de l’aile volante et le personnel au sol, seront ramenés de 6 300 à 4 660 au niveau de Nimitz. Les conditions de vie et de vie du navire se sont également améliorées et l’espace de chacun est plus privé. Chaque salon dispose de toilettes. Ne peut pas sous-estimer les économies de personnel, lorsque le F-18 “Bumblebee” est comparé au F-4 “Ghosts”, chaque escadron peut réduire de 50 ingénieurs et équipage, sans oublier le F-14 “Tomcat” – Ainsi, certains problèmes de performance au combat étaient immédiatement insignifiants.

Quatrièmement, le processus d’exploitation du pont a encore été modifié et l’efficacité opérationnelle a considérablement augmenté. Auparavant, les élévateurs à munitions des porte-avions de la classe Nimitz étaient situés au milieu du poste de pilotage en raison de la conception du dépôt de munitions et des élévateurs nécessaires pour correspondre à la position du dépôt de munitions. Une fois que toutes sortes de munitions dangereuses ont été envoyées au milieu du pont, toutes les opérations de vol et de décollage doivent être suspendues, tout en obligeant les véhicules de transport à transporter les munitions une par une et à se rendre à l’avion pour effectuer la bombe. Le fonctionnement du camion-citerne est similaire. La flotte de porte-avions de la classe Nimitz sert à ravitailler en carburant et à suspendre les bombes, ce qui prend généralement environ 2 heures, ce qui permet de gagner beaucoup d’espace.

L’îlot porte-avions de la classe “Ford” s’est déplacé en arrière de 20 à 30 mètres. La taille est passée de 30 à 18 mètres dans la classe “Nimitz” et la forme de l’île arrière a été modifiée en triangle. Cette conception augmente considérablement l’espace avant de l’îlot du navire et peut se concentrer sur la garantie de la vague d’attaque des avions de combat. La nouvelle zone, appelée «zone de soutien à la concentration», s’appuie sur l’expérience acquise dans la zone de soutien de la compétition de Formule 1 pour constituer un mode de garantie «à guichet unique» pour l’avion, c’est-à-dire que les bombes de ravitaillement et pendantes sont concentrées dans le district.

L’ascenseur de tribord peut soulever l’aéronef de secours du hangar au poste de pilotage, et le tracteur peut également remorquer l’aéronef sur la piste jusqu’à la zone. Le processus de transfert est pratique et flexible. En outre, la catégorie de dépôts de munitions “Ford” est mieux optimisée pour correspondre au mieux à la conception de la “zone de soutien de la concentration”. Ces avantages ont réduit le temps de préparation du vol de la classe “Ford” de 2 heures dans la classe “Nimitz” à 1 heure.
Le porte-avions de la classe “Ford” est le troisième porte-avions à énergie nucléaire construit aux États-Unis depuis le service “Enterprise” dans les années 1960. Il s’agit également de la première génération de porte-avions nouvellement conçu au 21e siècle.

Équipement électromagnétique
Le porte-avions de la classe “Ford” utilise également une catapulte électromagnétique révolutionnaire, ce qui représente un progrès considérable par rapport à la catapulte à vapeur traditionnelle. La catapulte a un problème de maintenance régulière et son cycle de maintenance détermine le nombre d’appareils éjectés par le porte-avions lors d’une bataille, ainsi que le taux de lancement moyen par jour. Par conséquent, le cycle de maintenance de la catapulte et le stock de carburant d’avion, la base de munitions, et répertorié comme le porte-avions américain trois principales données de puissance de combat.

Le porte-avions de la classe “Nimitz” utilise des catapultes à vapeur, les dernières catapultes du type MKC-11-2, dont chacune ne dépasse généralement pas 70 fois par jour, et la limite supérieure de 4 ensembles n’est que de 280 fois. Après avoir quitté la marge, il ne peut que garantir Le taux d’envoi quotidien moyen du porte-avions est d’environ 120 sorties, mais la limite n’est que de 220 à 240. Chaque fois que le porte-avions éjecte 500 sorties, il doit être immobilisé au sol pendant 24 à 48 heures, 2 500 sorties doivent être ramenées au port pour être réparées et 6 000 sorties de catapulte doivent être remplacées.

De plus, les missions de décollage d’urgence de catapultes nécessitent l’utilisation de catapultes à des intervalles minimaux. Avec une éjection continue à un intervalle d’éjection minimal, la vapeur ne peut garantir que préférentiellement l’éjecteur, ce qui affaiblira rapidement le niveau de vapeur fourni au système d’alimentation, ce qui entraînera une baisse de la vitesse. En pratique, si le porte-avions de la classe Nimitz garantit le décollage urgent de 8 avions entièrement inondés (F-18E / F), l’énergie d’éjection requise peut atteindre 20% de la production de vapeur maximale du porte-avions. Il passera généralement de 30 à 22 noeuds environ. À ce stade, il est souvent nécessaire d’arrêter l’éjection afin que l’accumulateur de vapeur utilise la période d’arrêt pour obtenir une pression d’accumulation de vapeur suffisante.

De plus, la catapulte à vapeur consomme 1,5 à 2 tonnes d’eau douce à la fois, elle est stupéfiante: le porte-avions doit transporter une grande quantité d’eau douce en urgence et assurer la capacité de dessalement. Celles-ci prendront un espace précieux et chargeront le navire.

La classe “Ford” de catapultes électromagnétiques EMALS peut résoudre les problèmes ci-dessus. Le principe de la catapulte électromagnétique consiste à utiliser le changement soudain instantané du flux magnétique pour générer une force de répulsion électromagnétique inductive importante et à éjecter le curseur de catapulte connecté à l’aéronef. Plus précisément, l’éjecteur électromagnétique adopte un dispositif d’attaque par induction linéaire des deux côtés, le stator est disposé en ligne droite des deux côtés pour devenir un rail de coulissement de l’éjecteur et le rotor effectue un mouvement linéaire à grande vitesse entre les deux rangées de stators, et le rotor est connecté. Le curseur d’éjection pour remorquer le nez de l’aéronef. Le réacteur et les batteries de stockage d’énergie dédiées alimentent l’ensemble du système.

L’avantage important de la classe “Ford” est que la batterie de la catapulte électromagnétique a un cycle de charge beaucoup plus court que celui du cylindre d’éjection de vapeur, de sorte que le porte-avions peut éjecter un avion toutes les 45 secondes et maintenir cette vitesse à tout moment. Ne fera pas baisser la vitesse du navire. La capacité moyenne au lever du soleil atteignait 160 sorties, et la capacité limite d’expédition de passe à 270 sorties.

Deuxièmement, la force d’éjection électromagnétique est ajustable avec précision et le contrôle de précision peut être réalisé pour la surcharge, ce qui évite non seulement des dommages structurels ou de fatigue à l’aéronef ordinaire, mais éjecte également le drone avec une structure extrêmement fragile. En outre, la catapulte électromagnétique est plus “conviviale” dans le maintien de la main-d’œuvre: chaque bombardement d’aéronef économise 1 tonne d’eau douce, ce qui est complètement plus rapide et plus performant. Bien sûr, la catapulte électromagnétique consomme beaucoup d’énergie – jusqu’à 16 mégawatts, et aucun réacteur puissant ne peut satisfaire aux exigences.

La classe “Ford” utilise le dispositif de blocage électromagnétique AAG, qui constitue également une nouvelle configuration très importante. Le porte-avions de la classe Nimitz, comme les autres porte-avions, utilise des dispositifs de blocage hydraulique. L’appareil a atterri à 130 nœuds et s’est arrêté à la zone d’atterrissage de 100 mètres, d’une durée de 3 secondes avec une décélération de 22,3 m / s carré, ce qui correspond à 2,2 fois l’accélération gravitationnelle. De plus, l’impact lui-même n’est pas uniformément réparti dans les 3 secondes, mais il est très irrégulier. Cet impact fort et irrégulier causera des dommages importants à la structure de la carrosserie et du train d’atterrissage de l’avion, ce qui affectera considérablement la durée de vie de la structure. En fait, il s’agit de l’un des plus gros inconvénients de l’avion porte-avions, c’est-à-dire qu’il doit toujours faire face à des conditions d’atterrissage difficiles, ce qui lui confère des exigences élevées en matière de résistance structurelle et de durée de vie utile réduite.

Le système de blocage électromagnétique peut légèrement prolonger le temps de blocage, mais il peut également répartir l’impact plus uniformément lors du blocage, réduire considérablement les effets néfastes sur la structure de la caisse et le train d’atterrissage et prolonger la durée de vie réelle de l’avion.

Le système de blocage électromagnétique est également adapté aux véhicules aériens sans pilote dotés de structures extrêmement fragiles pour garantir l’utilisation de drones. Cependant, pendant la phase de développement et de test de la navigation, le dispositif de blocage électromagnétique a posé de nombreux problèmes, entraînant un coût de développement supérieur à un milliard de dollars. Les progrès ont été sérieusement retardés, ce qui est devenu un énorme défaut du projet de système de porte-avions de la classe “Ford”.
Bleu sur bleu
La marine chinoise a servi dans le porte-avions “Liaoning”. En tant que retardataire, la marine chinoise est également entrée dans le “club des porte-avions” et est devenue la seule marine au monde à posséder des porte-avions (États-Unis, Russie, Chine, Grande-Bretagne, France, Inde, Italie, Ouest, Brésil et Thaïlande). Comptez le Japon). De plus, la marine chinoise a tendance à revenir de l’arrière.

Sur la base du porte-avions “Liaoning” déjà en service, un autre est la version améliorée du “Liaoning”, et sera bientôt en service officiellement. Les deux porte-avions utilisent une puissance conventionnelle et un décollage par dérapage. À l’avenir, les troisième et quatrième porte-avions utiliseront également la puissance conventionnelle, mais avec le dernier éjecteur électromagnétique, le déplacement a également augmenté de manière significative.

Dans les 10 prochaines années, la Chine devrait former une séquence de combat “2 + 2” de porte-avions. Par exemple, bien que l’écart avec le porte-avions américain soit considérable, le déplacement n’est pas assez important, l’énergie conventionnelle présente de nombreux inconvénients par rapport à l’énergie nucléaire, mais il est très utile que la Chine achève la construction de sa flotte de porte-avions avec une telle rapidité. De plus, comparé à d’autres pays en dehors des États-Unis, le nombre de porte-avions chinois est important, les spécifications sont élevées et les progrès technologiques minimes. Tant que nous continuerons d’investir dans l’organisation, la formation et la préparation, le porte-avions chinois devancera largement les pays autres que les États-Unis, répondra pleinement et efficacement aux besoins stratégiques de la marine chinoise et complétera ses tâches.