-
Виргинские кораблестроители странствуют по трехмерным рабочим чертежам в мире виртуальной реальности, отрабатывая проект первого авианосца нового класса. Конструкторская работа в трехмерном пространстве снижает возможность недосмотров и ошибок на протяжении исполнения проекта ценой $14 млрд
Рекордсмен грузоподъемности 23-этажный портальный кран, самый большой во всем западном полушарии, переставляет один из элементов корабельной конструкции на предписанное место
Боевая группа
Вероятные угрозы Способен ли соперник потопить авианосцы США нового поколения?
- Ответ на данный вопрос не так уж и очевиден, не смотря на то, что нет никаких сомнений, что потенциальные соперники и разрабатывают, и экспортируют оружие, предназначенное для данной задачи. Разрабатываются и новые тактические ответы. Специалисты из разведки и штабные стратеги отслеживают все новости в военных изданиях Китая, стараясь реконструировать по ним новые китайские подходы к задачам противостояния американским авианосцам. Разгадав планы потенциального соперника, возможно создать новые приемы защиты от будущих угроз
Вероятная защита
Этому суперавианосцу нового класса предначертано стать основа всей военно-морской мощи США на ближайшие полсотни лет, а до тех пор пока что его детали и первые узлы лежат под открытым небом на территории верфи в Виргинии. Небольшой дождик моросит над огромным полем, где в кажущемся беспорядке раскиданы элементы надстройки, переборок, штабеля труб и 200-тонные сегменты будущего корабельного корпуса. Чувство, словно бы некоторый ребенок-гигант разломал собственный игрушечный кораблик и раскидал его кусочки по полу.
Но, персонал компании Northrоp Grumman на верфи Newport News превосходно ориентируется в этом кавардаке. Им известно, где что лежит и в каком порядке эти подробности будут стыковаться. Строительство авианосца подобно складыванию трехмерного пазла, лишь эта игра обязана растянуться на пара лет.
К проектированию отдельных узлов гиганта инженеры приступили еще в 2000 году, а вся работа подойдет к концу не раньше 2015 года.
В то время, когда реализуют проект таковой степени сложности, у строителей фактически не остается возможностей исправлять допущенные неточности. В случае если какой-либо недосмотр не будет сразу же отыскан и устранен, всего один ничтожный недостаток может повлечь осложнения, каковые в будущем обойдутся в десятки миллионов американских долларов, месяцы работы с металлом, а быть может, и несколько людскую судьбу. «Такие суда подобны выстроенным с нуля городам», — говорит Эрик Уэртхейм, редактор издания The Naval Institute Guide to Combat Fleets of the World (справочника по армейским флотам мира, производимого Военно-морским университетом).
В течение последних шести десятилетий американские авианосцы учавствовали фактически во всех больших конфликтах — начиная со Второй мировой и впредь до нынешних боевых действий в Афганистане и Ираке. Но авианосный флот Америки стареет сутки ото дня. Проектирование нынешних судов класса «Нимиц» началось еще в первой половине 60-ых годов двадцатого века, и не смотря на то, что они систематично модернизировались, все равно их катапульты с паровым приводом и тесные внутренние помещения кажутся отголоском второй эры.
Итак, в первый раз на памяти целых двух поколений ВМФ заказал новый авианосец, что назван в честь президента Джеральда Форда, в годы Второй мировой войны доблестно служившего на авианосце «Монтерей». По сложившейся традиции любой следующий корабль данной серии будет относиться к классу «Форд».
Все мировые флоты насчитывают на данный момент 21 авианосец, 11 из них — американские. Монополии у американцев нет, но никто пока не строил таких громадных и таких идеальных судов.
Последний раз, еще в 1960-х годах, в то время, когда американские инженеры с нуля создавали новый авианосец, сперва изготавливались чертежи и строились полномасштабные древесные модели для экспериментальной проверки технических ответов. Позже очередь дошла до работников верфи, которым необходимо было придумать, как лучше собрать целый корабль из множества отдельных подробностей. на данный момент, в 2009 году, трудятся мало по-второму.
Сейчас монтажники и инженеры смогут бродить по макету корабля, не обуваясь в рабочие ботинки и обходясь без касок. Необходимо только нацепить достаточно массивные тёмные очки и, глядя на экран, смело шагнуть прямо вовнутрь трехмерного чертежа.
Сэм Вриланд, руководящий на верфи всеми строительными работами, выдал и мне несколько таких очков. Мы находимся в неприметном строении на территории верфи, в помещении с тёмными стенками. В центре помещения стоит экран высотой 2,5 м. Тут смогут видеться инженеры со всей страны и контролировать расчёты и свои чертежи посредством симуляторов, действующих в виртуальном мире.
Для этого экспертам кроме того не нужно покидать личные кабинеты.
Передо мной трехмерная виртуальная модель машинного отделения со всеми его насосами, трубопроводами, заклёпками и шайбами, сшивающими металлические страницы переборок. Любой из этих виртуальных предметов снабжен ярлыком с названием поставщика и номером детали. «Мы выбрали таковой подход, потому, что сейчас возможно совершить по всем закоулкам корабля кого угодно, включая и военных моряков, — говорит Вриланд. — Клиенту тут все известный, чем на древесном макете».
Слева на экране появляется Вон Уискер из Пенсильванского университета. Правильнее, появляется его образ (аватар) — одетый в тёмное и с небритой лицом. Он машет нам рукой из университетского города, расположенного в 600 км от нас.
В цифровом машинном отделении данный виртуальный персонаж контролирует положение трубы, хотя убедиться, что ее смонтировали в верном месте. Позже он обходит около насоса — нужно проверить, смогут ли позже ремонтники, проводя регламентные работы, втиснуться между переборкой и помпой.
Еще один щелчок мышкой — и любой конструктор приобретает доступ к файлам САПР (совокупности автоматизированного проектирования), глядя на машинное отделение глазами участника будущего экипажа. Сейчас сходу видно, не будут ли какие-нибудь трубы либо откинутые люки загораживать аварийные индикаторы и циферблаты приборов, прекрасно ли видны посты вторых членов экипажа и возможно ли подать им сигнал рукой. «Все инженерные ответы должны прекрасно сопрягаться между собой», — говорит Лин «Янк» Резерфорд, бывший адмирал, руководящий сейчас платформенной интеграцией.
Я протягиваю вперед руку, нарисованную множеством небольших пикселей, хватаю одну из помп и переставляю ее в второй угол машинного отделения. Позже я спутываю электропровода и перекашиваю палубу. Если бы инженеры из компании Northrop захотели воплотить в судьбу мои дурачества, необходимо было бы новые эти ввести в САПР, а позже перекачать итог за 4 км на другой финиш верфи, где в мастерских кроят металл в полном соответствии со спецификациями, заданными в цифровых чертежах.
Имеется и другие очень изощренные программные средства, помогающие согласовывать конструкцию судовых механизмов с их будущим применением. Так, например, на летной палубе кораблестроители контролируют, как самолеты будут подаваться на палубу и подготавливаться к взлету. На этом авианосце будет реализована новая концепция работы сервисных команд в духе пит-стопов на автогонках.
На авианосцах класса «Нимиц» самолеты перемещают по всей летной палубе для заправки горючим, сервисных проверок и загрузки вооружения. На новом корабле все обслуживание самолета будет проводиться в одном месте. ВМС сохраняет надежду, что таковой порядок разрешит расширить количество взлетов как минимум на четверть и делать до 270 полетов в сутки.
В проекте корабля все элементы проходят симуляторные опробования. Проверяется обзор палубы с капитанского мостика, работа группы борьбы за живучесть в машинном отделении. Как говорит начальник инженерного отдела Дэвид Роки, на имитаторах отрабатывается кроме того работа камбуза: «Нам необходимо знать, как скоро все команды смогут пообедать и возвратиться на собственные посты».
Это практически как игра Sim-City, но лишь на примере авианосца.
И наступает время, в то время, когда виртуальный мир видится с миром настоящих вещей. Вместе с Вриландом мы входим в мастерские и видим, как привезенные ко мне по железной дороге страницы металла преобразовываются в подробности корабельного корпуса. В цеху, что занимает больше 3000 м?, отовсюду мчатся грохот молотов, шипение пневматики, сыплются искры, под ногами хрустит металлическая стружка и окалина.
На экране компьютера выведены технические параметры совокупности автоматического проектирования. Программа руководит перемещением плазменного резака над долгой низкой ванной. Вода под плазменным факелом бурлит и отсвечивает пурпуром.
В то время, когда ее сливают, на дне обнажается металлическая плита. В ее центре вырезан громадный косой овал, не считая множества небольших дыр, через каковые будут пропущены кабели и трубопроводы. Виртуальный авианосец неспешно обретает настоящую плоть.
Выйдя из цеха, мы садимся в служебный автобус. Вриланд ведет машину на протяжении причалов, перескакивая через старые рельсы. В стороне остаются приземистые кирпичные казармы и какие-то ангары из гофрожелеза. Прямо на земле разложены 200-тонные элементы корпуса, с одной стороны выгнутые, а с другой плоские и заканчивающиеся фигурными зубцами.
Сложи их совместно, и возьмёшь секцию корабля, готовый модуль — элемент пазла, из которого будет собран целый авианосец.
Дабы склепать целый корабельный корпус, на верфи нужно предварительно собрать 162 таких модуля.
И вот мы видим уникальную машину, которая способна манипулировать такими огромными подробностями. на данный момент мы проезжаем под зеленовато-голубым 23-этажным портальным краном. Он разъезжает над сборочной площадкой по рельсам длиной в восемь футбольных полей.
К его огромной прямоугольной конструкции привешены три крюка, и любой из них способен поднять более 300 т. Этот кран будет таскать по площадке подробности будущего корабля. Но кроме того его 900-тонной грузоподъемности (это рекорд для всего Западного полушария) выяснилось не хватает для сборки «Форда». Компании Northrop было нужно дорабатывать данный механизм, подняв его большую грузоподъемность до 1050 т.
Вся жизнь корабельной верфи подчинена множеству разнообразных сетевых графиков, что в полной мере конечно при исполнении любого проекта, где задействованы солидные деньги. А уж строительство «Форда» — это вправду солидные деньги. Первый авианосец этого класса будет стоить $14 млрд, включая 5 млрд, затраченных на НИОКР.
Армейские обещают, что при выпуске следующих судов данной серии их цена обязана снизиться до $6 млрд за штуку.
Всякие задержки (а их в программе строительства «Форда» набралось уже суммарно на целых два года) угрожают утратой квалифицированных рабочих и ставят под вопрос помощь со Пентагона и стороны Конгресса. Эта программа есть самой дорогостоящей строчком в кораблестроительном бюджете Пентагона, а потому больше вторых рискует пострадать от рук борцов за экономию национальных средств. Кое-какие аналитики в военной области уже не стесняются задавать вопросы — а для чего по большому счету Америке данный 100 000-тонный гигант, в случае если самые важные из нынешних неприятелей США — это по большей части террористы, маленькие пираты и партизанские отряды на моторных лодках?
А вот еще одна тема для дискуссий около программы строительства нового авианосца: пришло ли время для разработки новых проектов? «Что мы на данный момент знаем о будущих угрозах? — задает вопрос Уэртхейм. — Мы кроме того не знаем, останутся ли у нас к 2060 году пилотируемые истребители. Так как как раз на данный момент мы находимся на перепутье». Сам Уэртхейм считает, что с новой программой строительства авианосцев лучше было бы подождать лет десять — пока не выяснится, необходимы ли будущему такие суда.
Однако он отмечает, что на данный момент программа строительства продвигается прекрасно. «До тех пор пока все в порядке, — говорит он, — не смотря на то, что в таких громадных проектах постоянно случаются какие-нибудь неувязки. И в то время, когда они обнаруживаются, никому в голову не приходит, что это указывает провал всей программы».
В то время, когда постройка «Форда» завершится, на внешний взор он не будет очень сильно различаться от авианосцев эры холодной войны. Все принципиальные отличия запрятаны в. На корабле этого класса в первый раз совершена попытка радикально избавить авианосец от безграничного парового хозяйства.
Так как на судах класса «Нимиц» пар делал всю работу.
И отопление кают, и сушка белья, и вращение корабельных винтов, и получение питьевой воды, и запуск палубной авиации — все это делалось силой пара, что вырабатывался ядерным реактором. Вездесущая совокупность паропроводов предполагала, что множество моряков должны быть задействованы в обслуживании вентилей, паропроводов и клапанов, контроле за показаниями манометров и текущем ремонте приводов. На «Форде» бoльшая часть запасных совокупностей будет трудиться на электричестве.
Самое занимательное использование электричеству возможно будет обнаружитьлетной палубе. Паровые катапульты уже слабоваты чтобы обеспечить достаточное ускорение для старта новых тяжелых самолетов, так что авианосец обязан собрать достаточно высокую собственную скорость, обеспечив встречный ветер над взлетной палубой.
На судах класса «Форд» четыре линейных электродвигателя будут снабжать перемещение катапульт, так что любой самолет, отрываясь от палубы, возьмёт вдогонку как раз таковой импульс, что требуется ему в соответствии с его загрузкой и конструкцией. Приземляться на палубу самолеты будут как прежде, цепляясь крюком за тормозной трос аэрофинишера, но совокупность торможения будет электромеханической, а не несложной гидравликой.
Все эти новые технические ответы несут с собой определенную долю риска. По данным Управления национальной ответственности (до 2004 года — Главного бюджетно-контрольного управления), сбои в разработке генератора совокупности запуска повлекли 15-месячное отставание от графика.
ВМС сохраняют надежду, что, рискуя на этапе разработок, они будут сторицей вознаграждены в будущем. На ветхих авианосцах толпы матросов перемещают по кораблю тонны еды, белья, вооружения и запчастей. На «Форде» матросов заменят электропогрузчики.
Начальники проекта утверждают, что на «Форде» будет служить на 700 человек меньше, чем на данный момент на нынешних авианосцах. Одно это должно привести к экономии в $5 млрд в пересчете на целый срок работы корабля.
Еще одна серьёзная задача — обеспечение безопасности для бессчётного экипажа. Руководство ВМС готово пойти на все для гарантии, что его авианосцы способны выдержать удар со стороны соперника. В 2005 году по поручению руководства военно-морских совокупностей ВМС инженеры в течение 25 дней методично проводили экспериментальные взрывы на корабле «Америка», авианосце класса «Китти Хоук», помогавшем и во Вьетнаме, и в Персидском заливе.
В итоге обреченный корабль затонул, но это был самый большой в истории опыт по контролируемым разрушениям. Руководство ВМС говорит, что результаты этих опытов были деятельно использованы в проектировании «Форда».
Уже в конце этого года обрисованный выше огромный портальный кран опустит первый модульный блок на дно сухого дока, где обязана идти сборка «Форда». Адмиралы, политики и управление компании соберутся около огромного куска будущего корабля и скажут тожественные речи, оркестры заиграют армейские марши. После этого новые крутобокие ломти будущего корабля будут фаршироваться трубопроводами, прочей начинкой и кабелями, которую возможно в них впихнуть еще перед тем, как они лягут на дно дока.
Вниз отправятся один блок за вторым, и будущий авианосец ВМС США «Джеральд Форд» неспешно начнет покупать очертания настоящего боевого корабля. В то время, когда сборка корабля от дна до надстройки в общем завершится, в сухой док разрешат войти воду из реки Джеймс.
Тяжеленный, но пока безлюдный корпус корабля отбуксируют к одной из причальных стенок верфи, где еще несколько год не будет прекращаться усердная работа с проводкой, согласованием и подключением разных совокупностей, а сухой док освободится под сборку следующего корабля этого класса. Целый данный процесс так и не будет прекращаться впредь до 2058 года либо пока не закончится финансирование.
А до тех лет ежедневно на верфи в 12.30 звучат два пронзительных свистка. Все рабочие на территории Ньюпорт-Ньюс — кто в защитных касках и комбинезонах, а кто и в очках для рассматривания виртуальной реальности и в свободных штанах — знают, что обеденный паузу подошел к концу. Народ разбредается по различных финишам верфи и опять принимается за работу.
Видео к статье: ссылка
Статья размещена в издании «Популярная механика» (№82, август 2009).
Удивительные статьи:
- Охота наневидимок: похвальное серийное убийство
- Объем имеет значение: вакуумная бомба
- Двухколесная угроза: бронированные мотоциклы
Похожие статьи, которые вам понравятся:
-
Цирк, ставший оружием: трудное рождение авианосцев
Японский авианосец «Дзуйкаку» Пикирующие бомбардировщики Aichi D3AVal на палубе авианосца «Дзуйкау». Прекрасно видны опущенные ниже палубы дымовые трубы…
-
Глава 10. мой день рождения. 1 страница
Зимние каникулы пролетели незаметно. Я систематично приобретала сов от Ремуса и Сириуса, каковые детально, не опуская ни одной подробности, говорили мне…
-
Определение времени рождения по руке
За 1,5 тыс рублей вам смогут выяснить время рождения по руке. Не знаю практикуется ли это на данный момент, раньше была популярная услуга. Врач…
-
Глава 10. мой день рождения. 4 страница
Моё сердце взволнованно забилось… Эта фраза так много мне сообщила… Я ласково улыбнулась. — Займись со мной любовью, Джеймс. Его лицо озарила…