I sottomarini SSBN (X) classe “Columbia”

I sottomarini classe “Columbia”, precedentemente noti come Sottomarini di rimpiazzo della classe Ohio o Sottomarini di proseguimento futuro SSBN-X, sarà una nuova classe di sottomarini nucleari progettata per sostituire i sottomarini di missili balistici diclasse Ohio nella Marina degli Stati Uniti.  

Il primo sottomarino sarà impostato nel 2021 per entrare in servizio nel 2031. 

Classe Columbia, preceduta dalla Classe Ohio:

• Unità previste:12 
• Genere: Sottomarino missilistico balistico (SSBN)
• Dislocamento: 20.810 tonn. (in immersione) 
• Lunghezza: 171 m
• Larghezza: 13 m
• Potenza installata:? Reattore nucleare
• Propulsione: Azionamento turbo elettrico, pump-jet
• Autonomia operativa: Illimitata
• Equipaggio: 155 (alloggiati) 
• Sensori e sistemi di elaborazione: Versione ingrandita del sonar LAB di classe Virginia 
• Armamento:16 × Trident D5.

PANORAMICA

La classe Columbia è stata progettata per sostituire i sottomarini missilistici missili balistici di classe UGM-133 Trident II - Ohio, le cui rimanenti unità verranno ritirate, una all'anno, a partire dal 2027. La classe Columbia assumerà il ruolo di sottomarini della forza nucleare strategica della marina degli Stati Uniti. Sono previsti un totale di 12 sottomarini. L’unità capo classe sarà impostata nel 2021. Ogni sottomarino avrà 16 missili, ciascuno con un missile Trident II D5LE. I sottomarini avranno una lunghezza di 560,7 m e un diametro di 13,1 m.

Negli studi per determinare quanti sottomarini sarebbero necessari per supportare la forza nucleare strategica degli Stati Uniti, la US NAVY ha esaminato il numero di missili necessari per essere in mare e in stazione in un dato momento, il numero di missili che armerà ogni sottomarino e il tempo massimo che un sottomarino rimanga sconosciuto al nemico e sia in grado di lanciare i suoi missili. 

È stato anche preso in considerazione il modo in cui il programma di manutenzione di ciascun sottomarino influenzerà la disponibilità dell’unità da dispiegare in missione. Gli studi di riduzione dei costi hanno esplorato le possibilità di progettazione e costruzione, tra cui l'aggiunta di tubi missilistici al progetto del sottomarino di attacco di classe Virginia, la costruzione di sottomarini di sostituzione della classe Ohio utilizzando progetti aggiornati o lo sviluppo di un progetto di sottomarino di sostituzione Ohio completamente nuovo. 

Usando le informazioni di questi studi, la Us Navy ha concluso che un nuovo design sarebbe l'opzione meno costosa in grado di soddisfare tutti i requisiti tecnici.  Ad esempio, sia la classe Virginia modificata che le opzioni di progettazione della classe Ohio aggiornate avrebbero richiesto un costoso rifornimento di carburante a metà vita, mentre ogni rifornimento nucleare per la classe Columbia durerà fino a quando il sottomarino sarà in servizio operativo. 

Si prevede che il progetto e lo sviluppo tecnologico della classe Columbia costi 4,2 miliardi di dollari (del 2010), sebbene la tecnologia e i componenti delle classi Ohio e Virginia debbano essere inclusi, ove possibile, per risparmiare denaro. Il costo per costruire la classe Columbia, la nave di punta della classe, sarà stimato in $ 6,2 miliardi (del 2010).  La Marina statunitense ha l'obiettivo di ridurre il costo medio degli altri 11 scafi pianificati nella classe a $ 4,9 miliardi ciascuno (del 2010).  Il costo totale del ciclo di vita dell'intera classe è stimato in $ 347 miliardi.  

Nell'aprile 2014, la Marina ha completato un rapporto sulle specifiche di 300 pagine per i sottomarini del programma di sostituzione dell'Ohio. Ci sono 159 specifiche tra cui sistemi di armi, vie di fuga, sistemi fluidi, portelli, porte, sistemi di acqua di mare e una lunghezza impostata di 560 piedi, in parte per consentire un volume sufficiente all'interno dello scafo a pressione. 

Nel marzo 2016, la Marina degli Stati Uniti ha annunciato che la General Dynamics Electric Boat è stata scelta come primo appaltatore e capo cantiere di progettazione. Electric Boat eseguirà la maggior parte del lavoro, su tutti e 12 i sottomarini, compreso l'assemblaggio finale.  Tutti i 18 sottomarini di classe Ohio furono costruiti anche dall’Electric Boat. I cantieri navali di Newport News di Huntington Ingalls Industries fungeranno da principale subappaltatore, partecipando alla progettazione e alla costruzione e svolgendo dal 22 al 23% del lavoro richiesto. 

Alla fine del 2016, circa 3000 dipendenti sono stati coinvolti, nella sola parte elettrica, nella fase di progettazione dettagliata del programma, con l'approvvigionamento del primo sottomarino previsto per il 2021.  Il completamento del primo sottomarino è previsto per il 2030, seguito dalla sua entrata in servizio nel 2031. Si prevede che tutti i 12 sottomarini saranno completati entro il 2042 e rimarranno in servizio fino al 2085. 

Il 28 luglio 2016, è stato riferito che il primo sottomarino della classe sarà chiamato Columbia, per commemorare la capitale degli Stati Uniti.  La classe Columbia è stata designata ufficialmente il 14 dicembre 2016 dal segretario della Marina Ray Mabus e il sottomarino principale sarà la USS Columbia (SSBN-826). 

CARATTERISTICHE GENERALI

Sebbene siano ancora in evoluzione, ecco alcune delle caratteristiche del progetto SSBN (X): 

• Durata prevista di 42 anni (è previsto che ciascun sottomarino effettuerà 124 pattuglie dissuasive durante la sua vita di servizio);
• Nucleo di combustibile nucleare life-of-the-ship che è sufficiente per alimentare il sottomarino per tutta la sua vita utile prevista, a differenza dei sottomarini di classe Ohio, che richiedono un rifornimento nucleare di mezza vita;
• Tubi di lancio di missili delle stesse dimensioni di quelli della classe Ohio, con un diametro di 87 pollici (2.200 mm) e una lunghezza sufficiente per ospitare un missile D-5 Trident II;
• Diametro dello scafo di 42 piedi (13 m) come per i sottomarini di classe Ohio;
• 16 tubi di lancio di missili invece di 24 tubi di lancio di missili su sottomarini di classe Ohio. Un rapporto del novembre 2012 ha suggerito che i sottomarini avranno 12 silos / tubi lanciati da sottomarini (SLBM). Tuttavia, altre fonti non lo confermano. 
• Sebbene l’SSBN (X) abbia meno tubi di lancio rispetto al sottomarino di classe Ohio, si prevede che i SSBN (X) abbiano un dislocamento in immersione pari a quello dei sottomarini di classe Ohio.

La Marina statunitense ha confermato che a causa delle esigenze uniche di rilevanza strategica, l'SSBN (X) deve essere dotato di capacità stealth aggiornate per garantire la sopravvivenza per l'intero arco di vita di 40 anni.

Nel novembre 2012, l'US Naval Institute, citando il comando dei sistemi navali navali, ha rivelato ulteriori informazioni di progettazione: 

• Superfici di controllo di poppa a forma di X;
• Timoni per immersione montati sulla vela;
• Azionamento elettrico;
• Apparecchiature standard sviluppate per precedenti progetti di sottomarini (SSN di classe Virginia), tra cui un propulsore pump-jet con rivestimento anecoico e un sistema sonar a grande apertura di prua (LAB);
• Il sottomarino di classe Columbia può anche essere equipaggiato con un sistema tattico federato di guerra sottomarina (SWFTS), un gruppo di sistemi che integrano sonar, imaging ottico, controllo delle armi, ecc. 

SISTEMA DI PROPULSIONE ELETTRICO

L'azionamento elettrico è un sistema di propulsione che utilizza un motore elettrico che aziona l'elica di una nave. Fa parte di un concetto più ampio (energia elettrica integrata) il cui scopo è quello di creare una "nave completamente elettrica".  L'azionamento elettrico dovrebbe ridurre il costo del ciclo di vita dei sottomarini riducendo allo stesso tempo la firma acustica. 

La trazione turbo-elettrica era stata utilizzata sulle capital-ships statunitensi (corazzate e portaerei) nella prima metà del XX secolo.  In seguito, due sottomarini a propulsione nucleare, USS Tullibee e USS Glenard P. Lipscomb, furono equipaggiati con motori turboelettrici ma presentarono problemi di affidabilità durante la loro vita di servizio e furono sottodimensionati e pesantemente sottoposti a manutenzione.  A partire dal 2013, solo la Marina francese utilizza la trasmissione turboelettrica sui suoi sottomarini di classe Triomphant a propulsione nucleare. 

Concettualmente, l'azionamento elettrico è solo un segmento del sistema di propulsione (non sostituisce il reattore nucleare o le turbine a vapore). Sostituisce invece il riduttore (trasmissione meccanica) utilizzato sui precedenti sottomarini a propulsione nucleare.  Nel 1998, il Defense Science Board ha previsto un sottomarino a propulsione nucleare che avrebbe utilizzato un motore elettrico avanzato, eliminando la necessità sia di riduttori che di turbine a vapore. 

Nel 2014, Northrop Grumman è stata scelta come primo progettista e produttore delle unità del generatore di turbina.  Le turbine convertono l'energia termica del vapore in energia meccanica, mentre i generatori convertono quell'energia meccanica in energia elettrica.  L'energia elettrica viene quindi utilizzata per alimentare i sistemi di bordo e per la propulsione tramite motore elettrico. 

Vari motori elettrici sono in fase di sviluppo sia per navi militari che non militari. Tra quelli considerati per l'applicazione sui futuri sottomarini della Marina degli Stati Uniti vi sono i motori a magneti permanenti (PMM) (sviluppati da General Dynamics e Newport News Shipbuilding) e i motori sincroni superconduttori ad alta temperatura (HTS), sviluppati anche da American Superconductors come General Atomics. 

Dati più recenti mostrano che la Us Navy sembra concentrarsi su motori a propulsione elettrica a magneti permanenti, a gap radiale (sebbene il design del distruttore di classe Zumwalt sia passato da PMM a un motore a induzione avanzato). I motori a magneti permanenti sono in fase di sperimentazione per una possibile applicazione sui sottomarini di classe Virginia, nonché sui futuri sottomarini. I motori a magneti permanenti, sviluppati da Siemens AG, sono utilizzati sui sottomarini di classe 212, in servizio con la marina tedesca e italiana.

I rapporti sul sottomarino di classe Dreadnought della Royal Navy, la classe in programma per sostituire la classe di sottomarini missilistici balistici VANGUARD, affermano che le unità potrebbero essere senza albero (SSD) e con un motore elettrico montato all'esterno dello scafo a pressione.  SSD è stato valutato anche dalla Marina degli Stati Uniti, ma non è noto se per la sostituzione della classe Ohio.  Sui sottomarini nucleari contemporanei, le turbine a vapore sono collegate ad ingranaggi di riduzione e un albero che ruota l'elica / propulsore a getto di pompa. Con l’SSD, il vapore guida i turbogeneratori elettrici, alimentati da turbine a vapore, collegati a una giunzione elettrica non penetrante all'estremità di poppa dello scafo a pressione, con un motore elettrico a tenuta stagna montato esternamente, possibilmente un sistema di propulsione motore integrato che alimenta il propulsore pump-jet (esistono anche concetti SSD senza propulsori pump-jet).  

Dati più recenti, tra cui un modello in scala dell’SSBN (X) indicano che i sostituti degli Ohio presenteranno un propulsore pump-jet visivamente simile a quello usato sulla classe Virginia.  La classe condividerà i componenti della classe Virginia al fine di ridurre i rischi e i costi di costruzione. 

COMPARTIMENTO MISSILI

Nel dicembre 2008, la General Dynamics Electric Boat Corporation è stata selezionata per progettare il Common Missile Compartment che verrà utilizzato sul successore della classe Ohio.

Nel 2012, la US NAVY ha annunciato i piani per il suo SSBN (X) di condividere un progetto di compartimento missilistico comune (CMC) con il sottomarino missilistico balistico di classe Dreadnought della Royal Navy. La CMC ospiterà gli SLBM in "quad pack". 

CRITICHE

Fonti come la Federation of American Scientists (FAS) suggeriscono che il numero di sottomarini dovrebbe essere inferiore a causa di un numero sempre crescente di pattuglie dissuasive nell'era post Guerra fredda e come misura di riduzione dei costi. La FAS ha analizzato le distribuzioni di sottomarini di classe Ohio attuali e precedenti per calcolare il numero di pattuglie dissuasive SSBN annuali. I risultati di questo studio hanno scoperto che le pattuglie dissuasive annuali si sono ridotte del 56% dal 1999 al 2013. La FAS sostiene che potrebbero essere costruiti meno sottomarini se quelle unità dovessero mantenere il più alto tasso di pattuglie dissuasive degli anni passati; la US Navy non è d'accordo con la valutazione FAS. 

ENGLISH

U.S. Navy awards General Dynamics with $481M contract for next ballistic-missile submarine.

The General Dynamics has announced on 17 September that the U.S. Navy has awarded the company a $480.6 million contract modification to continue the development of the lead Columbia-class submarine, the nation’s next-generation sea-based strategic deterrent.

According to the statement, the modification includes funding for advance procurement, advance construction and long lead time material for Columbia (SSBN 826). Construction of the lead ship of the class is scheduled to begin in the fall of 2020. The Navy plans to build a fleet of 12 new SSBNs.

Initially awarded in September 2017, the overall contract has a potential value of $6.1 billion.

“In close collaboration with the Navy and the submarine industrial base, Electric Boat will continue to lead key aspects of the Columbia-class development effort. This work includes design, material procurement, construction and operating-cost reduction. The entire Columbia-class team is committed to achieving an affordable and effective program. Our nation’s security depends on it,” said Electric Boat President Jeffrey S. Geiger.

General Dynamics Electric Boat has established standards of excellence in the design, construction and lifecycle support of U.S. Navy submarines. In its position as an industry leader, Electric Boat remains committed to applying its technical strengths and business expertise to effectively manage the challenges of nuclear-submarine production.

The company’s three primary locations are in Groton and New London, Conn.; and Quonset Point, R.I. Its current workforce is approximately 16,800 employees.

The Columbia-class submarine, formerly known as the Ohio Replacement Submarine and SSBN-X Future Follow-on Submarine, is a future United States Navy nuclear submarine class designed to replace the Trident missile-armed Ohio-class ballistic missile submarines.

The first submarine is scheduled to begin construction in 2021 and enter service in 2031.

(Web, Google, Wikipedia, You Tube)