La classe Virginia, nota anche come classe SSN-774, è una classe di sottomarini nucleari d’attacco (simbolo di classificazione dello scafo SSN) in servizio con la Marina degli Stati Uniti.
Il sottomarino d'attacco di classe Virginia è l'ultima piattaforma di guerra sottomarina della Marina degli Stati Uniti e incorpora le più recenti tecnologie di invisibilità, raccolta di informazioni e sistemi di armi.
Il Block V è importante perché introduce, su tutti i battelli, importanti riduzioni alla segnatura acustica e altri upgrade.
La maggior parte dei sottomarini del lotto, inoltre, sarà equipaggiata con il Virginia Payload Module (VPM), una sezione aggiuntiva di scafo con 4 grandi tubi di lancio multi-missione, simili per diametro a quelli degli SSBN, per il trasporto di droni, equipaggiamento per forze speciali oppure, più comunemente, per ospitare fino a 28 missili TOMAHAWK (7 per tubo).
Aggiunti ai 12 missili TOMAHAWK già presenti in lanciatori verticali a prua di ogni VIRGINIA, questi porterebbero il totale degli ordigni a bordo a 40. Il modulo VPM è considerato un upgrade essenziale per migliorare la cosiddetta “letalità distribuita” della US Navy e per attutire la perdita capacitiva che deriverà, a partire dal 2026, dal progressivo ritiro dei 4 SSGN classe OHIO mod, che di missili ne possono portare fino a 154 ciascuno. Un rapporto al Congresso specificava che l’Us Navy intendeva equipaggiare con il sistema VPM il secondo dei 2 sottomarini ordinati nel 2019, il secondo e terzo dei 3 del 2020, il secondo dei 2 del 2021 e tutti i rimanenti degli anni successivi. Nel contratto da 9+1 sarebbero 7 i sottomarini con VPM.
I sottomarini stanno attualmente venendo consegnati con ritardi di alcuni mesi. La complessità rappresentata dal sistema VPM, oltre che un costo maggiore, costituisce un potenziale ostacolo alla rapida acquisizione di sottomarini. La differenza fra un VIRGINIA “base” e uno allungato, in termini di costo, è stimata in circa 400 milioni.
Panoramica della classe:
- Costruttori: General Dynamics, Costruzione navale Newport News;
- Operatore: Marina degli Stati Uniti
- Costo: $ 2,8 miliardi per unità $ 3,2 miliardi per unità con VPM
- Costruiti: dal 2000 ad oggi
- In commissione: 2004 - presente
- previsti: 66
- Ordinati: 6
- In Costruzione: 11
- Completati: 17
- Annullati: 0
- In servizio attivo: 17.
Caratteristiche generali:
- Genere: Sottomarino di attacco nucleare
- Dislocamento: In immersione: 7.900 tonnellate (8.700 tonn.)
- Lunghezza: 377 piedi (115 m)
- Larghezza: 34 piedi (10 m)
- Propulsione: Reattore S9G40.000 shp (30 MW)
- Velocità: 25 nodi (46 km / h; 29 mph) o oltre
- Autonomia: 10.168.560 miglia basate sulla velocità di 29 mph e sui 40 anni di vita dell’unità e della vita del reattore.
- Resistenza: Limitata solo dalle esigenze alimentari e di manutenzione.
- Profondità di prova: +800 piedi (240 m)
- Equipaggio: 135 (15 ufficiali; 120 sott.li e marinai).
Armamento:
Blocco I-IV:
- 12 provette VLS ( Tomahawk BGM-109 )
- Tubi siluro 4 × 533 mm ( siluro Mk-48 )
- 37 × siluri e missili (sala siluri);
Blocco V:
- Modulo VPM (28 Tomahawk BGM-109 )
- 12 provette VLS ( Tomahawk BGM-109 )
- Tubi siluro 4 × 533 mm ( siluro Mk-48 )
- 65 × siluri e missili.
I sottomarini classe Virginia sono progettati per un ampio spettro di missioni oceaniche e costiere, comprese le operazioni di guerra antisommergibile e di raccolta di informazioni. Spstituiscono i vecchi sottomarini di classe Los Angeles, molti dei quali sono già stati ritirati dal servizio. I sottomarini di classe Virginia saranno acquisiti fino al 2043 e si prevede che rimarranno in servizio almeno fino al 2060, mentre i sottomarini successivi dovrebbero rimanere nel 2070.
STORIA
La classe è stata sviluppata con il “nome in codice Centurion", successivamente ribattezzata New SSN (NSSN). Il "Centurion Study" è stato avviato nel febbraio 1991. I sottomarini classe Virginia furono le prime navi da guerra dell’Us Navy progettate con l'aiuto della tecnologia CAD (CAD) e della tecnologia di visualizzazione CATIA. Tuttavia, a causa delle limitazioni della programmazione, sono sorti problemi di progettazione per la parte elettrica e problemi di manutenzione per la Marina. Nel 2007 circa 35 milioni di ore di lavoro erano state impiegate per progettare la classe Virginia. Per costruire un singolo sottomarino classe Virginia sono necessari circa 9 milioni di ore di lavoro. Oltre 4.000 fornitori sono coinvolti nella costruzione degli SSN Virginia. Si prevede che ciascun sottomarino effettuerà 14-15 impieghi durante la sua vita di servizio di 33 anni.
La classe Virginia era intesa in parte come un'alternativa meno costosa ai sottomarini di classe Seawolf ($ 1,8 miliardi contro $ 2,8 miliardi), la cui produzione fu interrotta dopo che erano state completate solo tre unità. Per ridurre i costi, i sottomarini classe Virginia utilizzano molti componenti "commerciali standardizzati" (COTS), in particolare i computer e le reti dati. In pratica, in realtà costano meno di $ 1,8 miliardi (nell'anno fiscale 2009 dollari) ciascuno, a causa dei miglioramenti nella tecnologia della costruzione navale.
Nelle audizioni davanti alla Camera dei rappresentanti e ai comitati del Senato, il Congressional Research Service (CRS) e testimoni esperti hanno testimoniato che i piani di approvvigionamento della classe Virginia - uno all'anno, accelerando a due all'anno a partire dal 2012 - comporterebbero elevati costi unitari e un numero insufficiente di sottomarini di attacco, secondo alcuni dei testimoni e del presidente della commissione. In una dichiarazione del 10 marzo 2005 al Comitato dei servizi armati della Camera, Ronald O'Rourke del CRS ha testimoniato che, supponendo che il tasso di produzione rimanga come previsto, "le economie di scala di produzione dei sottomarini continuerebbero a rimanere limitate."
Nel 2001, Newport News Shipbuilding e General Dynamics Electric Boat Company costruirono una versione in scala di un quarto di un sottomarino Virginia soprannominato Cutthroat Large Scale Vehicle II (LSV II). Il veicolo è stato progettato come piattaforma di prova economica per le nuove tecnologie.
La classe Virginia è costruita attraverso un accordo industriale progettato per mantenere sia GD Electric Boat che Newport News Shipbuilding, gli unici due cantieri statunitensi in grado di costruire sottomarini a propulsione nucleare. In base al presente accordo, la struttura di Newport News costruisce la poppa, l'abitabilità, i locali macchine, la sala siluri, la vela e la prua, mentre la parte elettrica costruisce la sala macchine e la sala di controllo. Le strutture alternano i lavori sull'impianto del reattore, nonché l'assemblaggio, il collaudo, l'attrezzatura e la consegna finali.
Rispetto a una strategia a un cantiere, gli approcci che coinvolgono due cantieri possono essere più costosi ma offrono potenziali vantaggi di compensazione. Tra le affermazioni di "compensazione di benefici" che O'Rourke attribuisce ai sostenitori di un accordo di costruzione di due strutture vi è che "consentirebbe agli Stati Uniti di continuare a costruire sottomarini in un cantiere anche se l'altro cantiere fosse reso incapace di costruire sottomarini permanentemente o per un lungo periodo di tempo da un evento catastrofico di qualche tipo ", compreso un attacco nemico.
Al fine di far scendere il prezzo del sottomarino a $ 2 miliardi per sottomarino nel FY-05 dollari, l’Us Navy ha istituito un programma di riduzione dei costi per abbattere circa $ 400 milioni del prezzo di ciascun sottomarino. Il progetto è stato soprannominato "2 per 4 su 12", in riferimento al desiderio della Marina di acquistare due SSN per 4 miliardi di dollari nell'esercizio 12. Sotto la pressione del Congresso, l’US NAVY ha optato per l'acquisto di due unità all'anno nell'esercizio 11, il che significa che i funzionari non sarebbero stati in grado di ottenere il prezzo di $ 2 miliardi prima che il servizio iniziasse ad acquistare due sottomarini all'anno. Tuttavia, il manager del programma Dave Johnson, in una conferenza del 19 marzo 2008, ha dichiarato che il programma era a soli $ 30 milioni dal raggiungimento dell'obiettivo del prezzo di $ 2 miliardi e avrebbe raggiunto tale obiettivo nei tempi previsti.
L'ufficio del programma Virginia ha ricevuto il premio David Packard Excellence in Acquisition Award nel 1996, 1998, 2008 per l'eccellenza in quattro criteri di aggiudicazione specifici: riduzione dei costi del ciclo di vita; rendere il sistema di acquisizione più efficiente, reattivo e tempestivo; integrazione della difesa con la base e le pratiche commerciali e promuovere il miglioramento continuo del processo di acquisizione.
Nel dicembre 2008, la Marina statunitense ha firmato un contratto da $ 14 miliardi con General Dynamics e Northrop Grumman per la fornitura di otto sottomarini. Il contratto prevedeva la consegna di un sottomarino in ciascuno degli esercizi fiscali 2009 e 2010 e di due sottomarini per ciascuno degli esercizi fiscali 2011, 2012 e 2013. Questo contratto era stato progettato per portare la flotta della classe Virginia della Marina in 18 sottomarini. Nel dicembre 2010, il Congresso degli Stati Uniti ha approvato una legge di autorizzazione alla difesa che ha ampliato la produzione a due sottomarini all’anno. La produzione di due sottomarini all'anno è ripresa il 2 settembre 2011 con l'inizio della costruzione di Washington (SSN-787).
Il 21 giugno 2008, la Marina ha battezzato USS New Hampshire, il primo sottomarino Block II. Questa unità è stata consegnata otto mesi prima del previsto e $ 54 milioni in bilancio. Le unità del block II sono costruite in quattro sezioni, rispetto alle dieci sezioni delle barche del block I. Ciò consente un risparmio sui costi di circa $ 300 milioni per barca, riducendo il costo complessivo a $ 2 miliardi per barca e la costruzione di due nuove barche all'anno. A partire dal 2010, i nuovi sottomarini di questa classe includeranno un sistema software in grado di monitorare e ridurre le loro firme elettromagnetiche quando necessario.
La prima distribuzione di sei mesi a piena durata è stata effettuata con successo dal 15 ottobre 2009 al 13 aprile 2010. L’autorizzazione della produzione a tariffa piena e la dichiarazione di piena capacità operativa sono state raggiunte cinque mesi dopo. Nel settembre 2010, è stato scoperto che le piastrelle di uretano, applicate allo scafo per attutire il suono interno e assorbire anziché riflettere gli impulsi del sonar, stavano cadendo mentre i sottomarini erano in mare. L’ammiraglio Kevin McCoy ha annunciato che i problemi con il trattamento speciale dello scafo Mold-in-Place per i primi sottomarini erano stati risolti nel 2011, ciononostante il Minnesota è stato costruito e ha riscontrato lo stesso problema.
Il professor Ross Babbage della Australian National University ha invitato l'Australia a comprare o noleggiare una dozzina di sottomarini di classe Virginia dagli Stati Uniti, piuttosto che costruire localmente 12 sostituti “Scorpene” per i suoi sottomarini di classe Collins.
INNOVAZIONI
La classe Virginia comprende diverse innovazioni non presenti nelle precedenti classi di sottomarini statunitensi.
BARRIERE TECNOLOGICHE
A causa del basso tasso di produzione dei Virginia, la Marina Statunitense ha avviato un programma con la DARPA per superare le barriere tecnologiche per ridurre il costo dei sottomarini d’attacco in modo da poterne costruire di più, per mantenere le dimensioni della flotta.
Questi includono:
- Concetti di propulsione non vincolati da un albero centrale.
- Armi stivate e lanciate esternamente (specialmente siluri).
- Alternative conformi alla matrice sonar sferica esistente.
- Tecnologie che eliminano o semplificano sostanzialmente i sistemi di scafo sottomarino, meccanici ed elettrici esistenti.
- Automazione per ridurre il carico di lavoro dell'equipaggio per le attività standard.
ALBERI MODULARI
Per la prima volta nella storia, il design degli otto alberi della classe Virginia è stato unificato in un programma UMM (Universal Modular Mast) guidato da L3 KEO (precedentemente Kollmorgen): componenti condivisi sono stati massimizzato e alcune scelte di design sono anche condivise tra diversi alberi. Il primo UMM fu installato sull'USS Memphis, un sottomarino di classe di Los Angeles. L’UMM è un sistema integrato per l'alloggiamento, il montaggio e il supporto di antenne e sensori montati su alberi sottomarini.
Gli UMM sono:
- Snorkel Mast
- Due alberi fotonici
- Due alberi di comunicazione
- Uno o due alberi di comunicazione satellitare ad alta velocità di trasmissione dati (SATCOM), costruito da Raytheon, che consente la comunicazione a portata di super alta frequenza (per downlink) ed estremamente alta frequenza (per uplink).
- Albero radar (con radar di ricerca e navigazione di superficie AN / BPS-16)
- Albero di guerra elettronico (AN / BLQ-10 Electronic Support Measures) utilizzato per rilevare, analizzare e identificare segnali radar e di comunicazione da navi, aerei, sottomarini e trasmettitori terrestri.
ALBERI FOTONICI
La classe Virginia è la prima a utilizzare sensori fotonici invece di un periscopio tradizionale. La classe è dotata di telecamere ad alta risoluzione, insieme a sensori di intensificazione della luce e infrarossi, un telemetro laser a infrarossi e un array ESM (Electronic Support Measures) integrato. Due set ridondanti di questi sensori sono montati su due alberi fotonici AN / BVS-1 situati all'esterno dello scafo a pressione. I segnali dai sensori degli alberi vengono trasmessi attraverso le linee dati in fibra ottica attraverso i processori di segnale al centro di controllo. I feed visivi dagli alberi sono visualizzati su interfacce di visualizzazione a cristalli liquidi nel centro di comando.
La progettazione dei precedenti periscopi ottici richiedeva di penetrare lo scafo a pressione, riducendo l'integrità strutturale e aumentando il rischio di allagamenti, e richiedeva anche che la sala di controllo del sottomarino fosse posizionata direttamente sotto la torretta. L’implementazione di alberi fotonici (che non penetrano nello scafo a pressione) ha consentito di spostare la sala di controllo sottomarina in una posizione all'interno dello scafo a pressione che non è necessariamente direttamente sotto la vela.
Gli attuali alberi fotonici hanno un aspetto visivo così diverso dai normali periscopi che quando viene rilevato il sottomarino, può essere identificato distintamente come un SSN classe Virginia. Gli attuali alberi fotonici saranno presto sostituiti con alberi fotonici a basso profilo (LPPM) che assomigliano più ai periscopi sottomarini tradizionali.
In futuro, potrebbe essere montato un albero fotonico panoramico modulare accessibile non rotazionale, che consentirà al sottomarino di ottenere una vista simultanea a 360° della superficie del mare.
PROPULSIONE
Contrariamente a un'elica tradizionale a pale, la classe Virginia utilizza propulsori “pump-jet” (costruiti da BAE Systems), originariamente sviluppato per i sottomarini di classe Swifture della Royal Navy. Il propulsore riduce significativamente i rischi di cavitazione e consente un funzionamento più silenzioso.
SISTEMI SONAR MIGLIORATI
Le matrici sonar a bordo dei sottomarini di classe Virginia hanno una "Open System Architecture" (OSA) che consente il rapido inserimento di nuovo hardware e software non appena disponibile. Gli aggiornamenti hardware (soprannominati inserimenti tecnologici) vengono generalmente eseguiti ogni quattro anni, mentre gli aggiornamenti software (soprannominati Advanced Processor Builds) vengono eseguiti ogni due anni.
I sottomarini di classe Virginia presentano diversi tipi di array di sonar:
- Array sonar sferico attivo / passivo montato su arco BQQ-10 (Array sonar con arco ad apertura grande (LAB) da SSN-784 in poi).
- Una matrice sonar a fibra ottica leggera ad ampia apertura, composta da tre pannelli piatti montati in basso lungo entrambi i lati dello scafo.
- Due sonar attivi ad alta frequenza montati sulla vela e sulla prua. I sonar ad alta frequenza montati sul mento (sotto la prua) e montati sulla vela completano l'array sonar principale (sferico / LAB), consentendo operazioni più sicure nelle acque costiere, migliorando la navigazione sotto il ghiaccio e migliorando le prestazioni di guerra antisommergibile.
- Sonar ad alta frequenza (LCCA) Low Cost Conformal Array, montato su entrambi i lati della vela del sottomarino. Fornisce copertura sopra e dietro il sottomarino.
- I sottomarini di classe Virginia sono inoltre dotati di un array di sonar rimorchiato a bassa frequenza e di un array di sonar rimorchiato ad alta frequenza.
- Serie sonar rimorchiata tattica rimorchiata TB-16 o TB-34
- Array sonar trainato per ricerca a lungo raggio TB-29 o TB-33 a linea sottile.
ATTREZZATURE DI SALVATAGGIO
- Tuta (e) MK11 equipaggiamento per immersione sottomarino - abilita la risalita da un sottomarino affondato (profondità massima di risalita 600 piedi).
- Taniche di idrossido di litio che rimuovono l'anidride carbonica dall'atmosfera del sottomarino.
- Segnale radio di segnalazione di posizione di emergenza sottomarina (SEPIRB).
MODULO PAYLOAD VIRGINIA
I sottomarini Block III hanno due Virginia Payload Tubes (VPT) multiuso che sostituiscono la dozzina di tubi di lancio di missili da crociera a scopo singolo.
I sottomarini Block V costruiti a partire dal 2019 avranno una sezione mid-body aggiuntiva Virginia Payload Module (VPM), aumentando la loro lunghezza complessiva. Come già evidenziato, il modulo VPM aggiungerà altri quattro VPT dello stesso diametro e maggiore altezza, situati sulla linea centrale, portando fino a sette missili Tomahawk ciascuno, che rimpiazzerebbero alcune delle capacità perse quando i sottomarini di classe Ohio della conversione SSGN verranno ritirati dalla flotta. Inizialmente erano previsti otto tubi / silos di carico utile, ma questo è stato in seguito respinto a favore di quattro tubi installati in un modulo lungo 70 piedi (21 m) tra il compartimento operativo e gli spazi di propulsione.
Il VPM potrebbe potenzialmente trasportare missili balistici a medio raggio (non nucleari). L'aggiunta del VPM aumenterebbe il costo di ciascun sottomarino di $ 500 milioni (prezzi 2012). Questo costo aggiuntivo sarebbe compensato riducendo la forza sottomarina totale di quattro imbarcazioni. Rapporti più recenti affermano che come misura di riduzione dei costi il VPM trasporterebbe solo Tomahawk SLCM e, eventualmente, veicoli sottomarini senza pilota (UUV) con il nuovo prezzo ora stimato a 360-380 milioni di dollari per imbarcazione (nei prezzi del 2010). Secondo quanto riferito, i tubi di lancio / silos VPM saranno simili nel design a quelli previsti per la sostituzione della classe Ohio. Nel luglio 2016 alla General Dynamics sono stati assegnati $ 19 milioni per lo sviluppo di VPM. Nel febbraio 2017 alla General Dynamics sono stati assegnati $ 126 milioni per la costruzione a lungo termine di sottomarini Block V equipaggiati con VPM.
Il VPM è stato progettato da BWX Technologies (la stessa azienda progetta anche i tubi missilistici per il sottomarino di classe Columbia), tuttavia la produzione è affidata a BAE Systems.
ATTREZZATURE MIGLIORATE
- Il sistema di controllo navale fly-by-wire in fibra ottica sostituisce i sistemi elettro-idraulici per l'azionamento della superficie di controllo.
- Modulo di sistema di comando e controllo (CCSM) è costruito dalla Lockheed Martin.
- Il generatore ausiliario è alimentato da un motore diesel marino 3512B V-12 Caterpillar: sostituì il motore diesel Fairbanks-Morse, che non si adattava alla sala macchine ausiliarie della Virginia.
- Versione modernizzata del sistema di combattimento integrato AN / BSY-1 designato AN / BYG-1 (precedentemente designato CCS Mk2) e costruito da General Dynamics AIS (precedentemente Raytheon). AN / BYG-1 integra il sistema di controllo tattico sottomarino (TCS) e il sistema di controllo delle armi (WCS).
- L’USS California è stato il primo sottomarino classe Virginia con l'avanzato sistema di riduzione della firma elettromagnetica incorporato, ma questo sistema viene adattato agli altri sottomarini della classe.
- Camera di blocco integrale per 9 persone.
SPECIFICHE
- Costruttori: GD Electric Boat e HII Newport News Shipbuilding
- Lunghezza: 114,91 m
- Larghezza: 10,36 m (34 piedi)
- Dislocamento: 7.800 tonn. (7.900 t)
- Carico utile: 40 armi, forze di operazioni speciali, veicoli sottomarini senza pilota, Advanced SEALDelivery System (ASDS)
- Propulsione: il reattore nucleare S9G che eroga 40.000 cavalli di potenza. Durata del nucleo nucleare stimata in 33 anni. Combustibile nucleare prodotto da BWX Technologies.
- Profondità di prova: superiore a 240 m (800 piedi), presumibilmente circa 490 m (1.600 piedi).
- Velocità: maggiore di 25 nodi (46 km / h; 29 mph), presumibilmente fino a 35 nodi (65 km / h; 40 mph)
- Costo previsto: circa 1,65 miliardi di dollari ciascuno (basato su 95 FY, classe di 30 imbarcazioni e tasso di costruzione di due imbarcazioni / anno)
- Costo effettivo: 1,5 miliardi di dollari (a prezzi del 1994), 2,6 miliardi di dollari (a prezzi del 2012)
- Costo operativo annuo: $ 50 milioni per unità
- Equipaggio: 120 tra sotto.li e marinai e 14 ufficiali
- Armamento: 12 VLS e quattro tubi lanciasiluri, in grado di lanciare siluri Mark 48, UGM-109 Tactical Tomahawks, Harpoons. Gli SSN Block V avranno il modulo VPM aggiuntivo che contiene quattro tubi di grande diametro che possono ospitare sette missili da crociera Tomahawk ciascuno. Ciò aumenterebbe il numero totale di armi a forma di siluro (come Tomahawks) trasportate dal progetto di classe Virginia da circa 37 a circa 65, con un aumento di circa il 76%.
- Esche: contromisura del dispositivo acustico Mk 3/4.
UNITA’
BLOCK I (4 unità)
Durante la costruzione furono incorporate tecniche di costruzione modulari. I precedenti sottomarini (ad esempio gli SSN di classe Los Angeles) sono stati costruiti assemblando lo scafo a pressione e quindi installando l'attrezzatura tramite cavità nello scafo a pressione. Ciò ha richiesto estese attività di costruzione all'interno degli stretti confini dello scafo a pressione che era dispendioso in termini di tempo e pericoloso. La costruzione modulare è stata implementata nel tentativo di superare questi problemi e rendere più efficiente il processo di costruzione. Le tecniche di costruzione modulari incorporate durante la costruzione comprendono la costruzione di ampi segmenti di equipaggiamento all'esterno dello scafo. Questi segmenti (dette zattere) vengono quindi inseriti in una sezione dello scafo (un grande segmento dello scafo a pressione). La sezione integrata di zattera e scafo forma un modulo che, unito ad altri moduli, forma un sottomarino di classe Virginia. Le unità del Block I furono costruite in 10 moduli con ciascun sottomarino che richiedeva circa 7 anni (84 mesi) per essere costruito.
BLOCK II (6 unità)
Le unità del block II sono state costruite in quattro sezioni anziché in dieci sezioni, risparmiando circa $ 300 milioni per barca. Anche le imbarcazioni del block II (escluso l’SSN-778) sono state costruite nell'ambito di un accordo di appalto pluriennale rispetto a un contratto di acquisto del blocco nel block I, consentendo risparmi di $ 400 milioni ($ 80 milioni per barca). Come risultato dei miglioramenti nel processo di costruzione, il New Hampshire è costato 500 milioni di dollari in meno, ha richiesto 3,7 milioni di ore di lavoro in meno per costruire (25% in meno), abbreviando così il periodo di costruzione di 15 mesi (20% in meno) rispetto alla Virginia.
BLOCK III (8 unità)
SSN-784 attraverso SSN-791 compongono il Terzo blocco o "Volo" e iniziarono la costruzione nel 2009. I sottotipi del Block III presentano un arco rivisto con un array sonar Large Aperture Bow (LAB) e tecnologia dell'Ohio classe SSGN (2 provette VLS contenenti ciascuna 6 missili). L'array di sonar LAB a forma di ferro di cavallo sostituisce l'array di sonar principale sferico che è stato utilizzato su tutti gli SSN della Marina degli Stati Uniti dal 1960. L'array di sonar LAB è supportato da acqua, al contrario di prima array di sonar supportati dall'aria, costituiti da un array passivo e da un array attivo a media frequenza. Rispetto ai precedenti sottomarini classe Virginia, circa il 40% dell'arco è stato riprogettato.
Il South Dakota (SSN-790) sarà equipaggiato con un nuovo propulsore, probabilmente Hybrid Multi-Material Rotor (HMMR), sviluppato dalla Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA). Il programma Hybrid Multi-Material Rotor è un tentativo di migliorare il processo di progettazione e produzione delle eliche sottomarine con l'obiettivo di ridurre il costo e il peso dell'elica / rotore, nonché di migliorare le prestazioni acustiche generali.
BLOCK IV (10 imbarcazioni)
Nel 2013 l'esecuzione di un contratto con 10 sottomarini è stata messa in dubbio dal sequestro di bilancio nel 2013. Il contratto di costruzione navale più costoso della storia è stato aggiudicato il 28 aprile 2014 in quanto il principale appaltatore General Dynamics Electric Boat ha sottoscritto un contratto da $ 17,6 miliardi per dieci sottomarini di attacco di classe IV del Virginia Block. Il principale miglioramento rispetto al block III è la riduzione dei principali periodi di manutenzione da quattro a tre, aumentando di una la durata complessiva di ciascuna nave.
Il contratto sui materiali a lungo termine per SSN-792 è stato assegnato il 17 aprile 2012, con SSN-793 e SSN-794 a seguito del 28 dicembre 2012. La Marina degli Stati Uniti ha assegnato a General Dynamics Electric Boat un premio di $ 208,6 milioni di modifiche del contratto per il secondo anno fiscale (FY) 14 sottomarini di classe Virginia, SSN-793 e due sottomarini FY 15, SSN-794 e SSN-795. Con questa modifica, il contratto complessivo vale $ 595 milioni. Il block IV è composto da 10 sottomarini.
BLOCK V (10 imbarcazioni)
I sottotitoli Block V possono incorporare il Virginia Payload Module (VPM), che darebbe la capacità di missili guidati quando gli SSGN saranno ritirati dal servizio. I sottomarini Block V dovrebbero triplicare la capacità degli obiettivi di terra per ogni barca. La costruzione delle prime due unità di questo blocco dovrebbe iniziare nel 2019, con i contratti per materiali a lungo termine per SSN-802 e SSN-803 assegnati alla General Dynamic's Electric Boat. HII Newport News Shipbuilding ha ottenuto un contratto per materiali a lungo termine per due barche Block V nel 2017, il primo Block V per l’azienda. La firma sul nuovo contratto di acquisto dei sottomarini d’attacco classe VIRGINIA block V da ordinare negli anni 2019 - 2023 è imminente. L’accordo prossimo al completamento riguarda soltanto 9 sottomarini, con un decimo battello in opzione. Di fatto, questi numeri sono appena sufficienti a garantire il piano d’acquisizione basato sull’acquisto di 2 battelli l’anno, addirittura mettendone uno in opzione. Scompare, soprattutto, l’undicesimo sottomarino. Il budget, ancora da approvare nella sua forma definitiva, aveva infatti aggiunto un terzo VIRGINIA da ordinare l’anno prossimo. La Marina ha iniziato l’acquisizione dei VIRGINIA nel Fiscal Year 1998, e quello da contrattualizzare è il quinto lotto (Block V).
Il Block IV include 10 battelli ordinati fra il 2014 e il 2018, mentre 8 battelli erano stati ordinati nel Block III (2009 – 2013) ed il Block II ha incluso 5 battelli (2004 – 2008). Il Block I (4 sottomarini) era stato oggetto di un “Block Buy”, un contratto cumulativo precedente all’autorizzazione alla produzione in grande serie.
I 3 sottomarini da ordinare nel 2020 porterebbero la classe a 33 unità, sempre che il terzo scafo (SSN-812) venga confermato.
L’US Navy, desidererebbe immettere in servizio operativo una forza complessiva di 66 SSN d’attacco.
ENGLISH
The Virginia class, also known as the SSN-774 class, is a class of nuclear-powered fast attack submarines (hull classification symbol SSN) in service with the United States Navy. The Virginia-class attack submarine is the U.S. Navy's latest undersea warfare platform and incorporates the latest in stealth, intelligence gathering and weapons systems technology.
Virginia-class submarines are designed for a broad spectrum of open-ocean and littoral missions, including anti-submarine warfare and intelligence gathering operations. They are scheduled to replace older Los Angeles-class submarines, many of which have already been decommissioned. Virginia-class submarines will be acquired through 2043, and are expected to remain in service until at least 2060, with later submarines expected to remain into the 2070s.
History
The class was developed under the codename Centurion, later renamed to New SSN (NSSN). The "Centurion Study" was initiated in February 1991. Virginia-class submarines were the first US Navy warships designed with the help of the computer-aided design (CAD) and visualization technology CATIA. Due to programming limitations however, this led to design issues for Electric Boat and maintenance problems for the Navy. By 2007 approximately 35 million labor hours had been spent on designing the Virginia class. Around 9 million labor hours are required to construct a single Virginia-class submarine. Over 4,000 suppliers are involved in the construction of the Virginia class. Each submarine is projected to make 14–15 deployments during its 33-year service life.
The Virginia class was intended in part as a less expensive alternative to the Seawolf-class submarines ($1.8 billion vs $2.8 billion), whose production run was stopped after just three boats had been completed. To reduce costs, the Virginia-class submarines use many "commercial off-the-shelf" (COTS) components, especially in their computers and data networks. In practice, they actually cost less than $1.8 billion (in fiscal year 2009 dollars) each, due to improvements in shipbuilding technology.
In hearings before both House of Representatives and Senate committees, the Congressional Research Service (CRS) and expert witnesses testified that the procurement plans of the Virginia class – one per year, accelerating to two per year beginning in 2012 – would result in high unit costs and an insufficient number of attack submarines, according to some of the witnesses and the committee chairman. In a 10 March 2005 statement to the House Armed Services Committee, Ronald O'Rourke of the CRS testified that, assuming that the production rate remains as planned, "production economies of scale for submarines would continue to remain limited or poor."
In 2001, Newport News Shipbuilding and General Dynamics Electric Boat Company built a quarter-scale version of a Virginia-class submarine dubbed Large Scale Vehicle II (LSV II) Cutthroat. The vehicle was designed as an affordable test platform for new technologies.
The Virginia class is built through an industrial arrangement designed to maintain both GD Electric Boat and Newport News Shipbuilding, the only two U.S. shipyards capable of building nuclear-powered submarines. Under the present arrangement, the Newport News facility builds the stern, habitability, machinery spaces, torpedo room, sail, and bow, while Electric Boat builds the engine room and control room. The facilities alternate work on the reactor plant as well as the final assembly, test, outfit, and delivery.
O'Rourke wrote in 2004 that, "Compared to a one-yard strategy, approaches involving two yards may be more expensive but offer potential offsetting benefits." Among the claims of "offsetting benefits" that O'Rourke attributes to supporters of a two-facility construction arrangement is that it "would permit the United States to continue building submarines at one yard even if the other yard is rendered incapable of building submarines permanently or for a sustained period of time by a catastrophic event of some kind", including an enemy attack.
In order to get the submarine's price down to $2 billion per submarine in FY-05 dollars, the Navy instituted a cost-reduction program to shave off approximately $400 million of each submarine's price tag. The project was dubbed "2 for 4 in 12," referring to the Navy's desire to buy two boats for $4 billion in FY-12. Under pressure from Congress, the Navy opted to start buying two boats per year in FY-11, meaning that officials would not be able to get the $2 billion price tag before the service started buying two submarines per year. However, program manager Dave Johnson said at a conference on 19 March 2008 that the program was only $30 million away from achieving the $2 billion price goal, and would reach that target on schedule.
The Virginia-class Program Office received the David Packard Excellence in Acquisition Award in 1996, 1998, 2008, "for excelling in four specific award criteria: reducing life-cycle costs; making the acquisition system more efficient, responsive, and timely; integrating defense with the commercial base and practices; and promoting continuous improvement of the acquisition process".
In December 2008, the Navy signed a $14 billion contract with General Dynamics and Northrop Grumman to supply eight submarines. The contract required the delivery of one submarine in each of fiscal 2009 and 2010, and two submarines on each of fiscal 2011, 2012, and 2013. This contract was designed to bring the Navy's Virginia-class fleet to 18 submarines. In December 2010, the United States Congress passed a defense authorization bill that expanded production to two subs per year. Two submarine-per-year production resumed on 2 September 2011 with commencement of Washington (SSN-787) construction.
On 21 June 2008, the Navy christened USS New Hampshire, the first Block II submarine. This boat was delivered eight months ahead of schedule and $54 million under budget. Block II boats are built in four sections, compared to the ten sections of the Block I boats. This enables a cost saving of about $300 million per boat, reducing the overall cost to $2 billion per boat and the construction of two new boats per year. Beginning in 2010, new submarines of this class will include a software system that can monitor and reduce their electromagnetic signatures when needed.
The first full-duration six-month deployment was successfully carried out from 15 October 2009 to 13 April 2010. Authorization of full-rate production and the declaration of full operational capability was achieved five months later. In September 2010, it was found that urethane tiles, applied to the hull to damp internal sound and absorb rather than reflect sonar pulses, were falling off while the subs were at sea. Admiral Kevin McCoy announced that the problems with the Mold-in-Place Special Hull Treatment for the early subs had been fixed in 2011, then Minnesota was built and found to have the same problem.
Professor Ross Babbage of the Australian National University has called on Australia to buy or lease a dozen Virginia-class submarines from the United States, rather than locally build 12 replacements for its Collins-class submarines.
In 2013, just as two-per-year sub construction was supposed to commence, Congress failed to resolve the United States fiscal cliff, forcing the Navy to attempt to "de-obligate" construction funds.
Innovations
The Virginia class incorporates several innovations not found in previous US submarine classes.
Technology barriers
Because of the low rate of Virginia production, the Navy entered into a program with DARPA to overcome technology barriers to lower the cost of attack submarines so that more could be built, to maintain the size of the fleet.
These include:
Propulsion concepts not constrained by a centerline shaft.
Externally stowed and launched weapons (especially torpedoes).
Conformal alternatives to the existing spherical sonar array.
Technologies that eliminate or substantially simplify existing submarine hull, mechanical, and electrical systems.
Automation to reduce crew workload for standard tasks
Unified Modular Masts
For the first time in history the design of the eight masts in the Virginia class has been unified in a Universal Modular Mast (UMM) program led by L3 KEO (previously Kollmorgen): shared components have been maximized and some design choices are also shared between different masts. The first UMM was installed on USS Memphis, a Los Angeles-class submarine. The UMM is an integrated system for housing, erecting, and supporting submarine mast-mounted antennas and sensors.
The UMMs are:
- Snorkel mast
- Two photonic masts
- Two communication masts
- One or two high-data-rate satellite communication (SATCOM) masts, built by Raytheon, enabling communication at Super High Frequency (for downlink) and Extremely High Frequency (for uplink) range
- Radar mast (carrying AN/BPS-16 surface search and navigation radar)
- Electronic warfare mast (AN/BLQ-10 Electronic Support Measures) used to detect, analyze, and identify both radar and communication signals from ships, aircraft, submarines, and land-based transmitters.
Photonics masts
The Virginia class is the first to utilize photonic sensors instead of a traditional periscope. The class is equipped with high-resolution cameras, along with light-intensification and infrared sensors, an infrared laser rangefinder, and an integrated Electronic Support Measures(ESM) array. Two redundant sets of these sensors are mounted on two AN/BVS-1 photonics masts located outside the pressure hull. Signals from the masts' sensors are transmitted through optical fiber data lines through signal processors to the control center. Visual feeds from the masts are displayed on liquid-crystal display interfaces in the command center.
The design of earlier optical periscopes required them to penetrate the pressure hull, reducing the structural integrity of the pressure hull as well as increasing the risk of flooding, and also required the submarine's control room to be located directly below the sail/fin.[55]Implementation of photonics masts (which do not penetrate the pressure hull) enabled the submarine control room to be relocated to a position inside the pressure hull which is not necessarily directly below the sail.
The current photonics masts have a visual appearance so different from the ordinary periscopes that when the submarine is detected, it can be distinctly identified as a Virginia-class vessel. As a result, current photonic masts will be replaced with Low-Profile Photonics Masts (LPPM) which resemble traditional submarine periscopes more closely.
In the future, a non-rotational Affordable Modular Panoramic Photonics Mast may be fitted, enabling the submarine to obtain a simultaneous 360° view of the sea surface.
Propulsor
In contrast to a traditional bladed propeller, the Virginia class uses pump-jet propulsors (built by BAE Systems), originally developed for the Royal Navy's Swiftsure-class submarines.[59] The propulsor significantly reduces the risks of cavitation, and allows quieter operation.
Improved sonar systems
Sonar arrays aboard Virginia-class submarines have an "Open System Architecture" (OSA) which enables rapid insertion of new hardware and software as they become available. Hardware upgrades (dubbed Technology Insertions) are usually carried out every four years, while software updates (dubbed Advanced Processor Builds) are carried out every two years. Virginia-class submarines feature several types of sonar arrays.
BQQ-10 bow-mounted spherical active/passive sonar array (Large Aperture Bow (LAB) sonar array from SSN-784 onwards)
A wide aperture lightweight fiber optic sonar array, consisting of three flat panels mounted low along either side of the hull
Two high frequency active sonars mounted in the sail and bow. The chin-mounted (below the bow) and sail-mounted high frequency sonars supplement the (spherical/LAB) main sonar array, enabling safer operations in coastal waters, enhancing under-ice navigation, and improving anti-submarine warfare performance.
Low-Cost Conformal Array (LCCA) high frequency sonar, mounted on both sides of the submarine's sail. Provides coverage above and behind the submarine.
Virginia-class submarines are also equipped with a low frequency towed sonar array and a high frequency towed sonar array.
TB-16 or TB-34 fat line tactical towed sonar array
TB-29 or TB-33 thin line long-range search towed sonar array.
Rescue equipment
Submarine Escape Immersion Equipment MK11 suit(s) – enable ascent from a sunken submarine (maximum ascent depth 600 feet)
lithium hydroxide canisters that remove carbon dioxide from the submarine's atmosphere
Submarine Emergency Position Indicating Radio Beacon (SEPIRB).
Virginia Payload Module
The Block III submarines have two multipurpose Virginia Payload Tubes (VPT) replacing the dozen single purpose cruise missile launch tubes.
The Block V submarines built from 2019 onward will have an additional Virginia Payload Module (VPM) mid-body section, increasing their overall length. The VPM will add four more VPTs of the same diameter and greater height, located on the centerline, carrying up to seven Tomahawk missiles apiece, that would replace some of the capabilities lost when the SSGN conversion Ohio-class submarines are retired from the fleet. Initially eight payload tubes/silos were planned but this was later rejected in favour of four tubes installed in a 70-foot (21 m) long module between the operations compartment and the propulsion spaces.
The VPM could potentially carry (non-nuclear) medium-range ballistic missiles. Adding the VPM would increase the cost of each submarine by $500 million (2012 prices). This additional cost would be offset by reducing the total submarine force by four boats. More recent reports state that as a cost reduction measure the VPM would carry only Tomahawk SLCM and possibly unmanned undersea vehicles (UUV) with the new price tag now estimated at $360–380 million per boat (in 2010 prices). The VPM launch tubes/silos will reportedly be similar in design to the ones planned for the Ohio-class replacement. In July 2016 General Dynamics was awarded $19 million for VPM development. In February 2017 General Dynamics was awarded $126 million for long lead time construction of Block V submarines equipped with VPM.
The VPM was designed by BWX Technologies (the same company also designs the missile tubes for the Columbia-class submarine), however, manufacture is undertaken by BAE Systems.
Other improved equipment
- Optical fiber fly-by-wire Ship Control System replaces electro-hydraulic systems for control surface actuation.
- Command and control system module (CCSM) built by Lockheed Martin.
- The auxiliary generator is powered by a Caterpillar model 3512B V-12 marine diesel engine. This replaced the Fairbanks-Morse diesel engine, which would not fit in Virginia's auxiliary machinery room.
- Modernized version of the AN/BSY-1 integrated combat system designated AN/BYG-1 (previously designated CCS Mk2) and built by General Dynamics AIS (previously Raytheon). AN/BYG-1 integrates the submarine Tactical Control System (TCS) and Weapon Control System (WCS).
- USS California was the first Virginia-class submarine with the advanced electromagnetic signature reduction system built into it, but this system is being retrofitted into the other submarines of the class.
- Integral 9-man lock-out chamber.
Specifications
- Builders: GD Electric Boat and HII Newport News Shipbuilding
- Length: 377 ft (114.91 m)
- Beam: 34 ft (10.36 m)
- Displacement: 7,800 long tons (7,900 t)
- Payload: 40 weapons, special operations forces, unmanned undersea vehicles, Advanced SEAL Delivery System (ASDS)
- Propulsion: The S9G nuclear reactor delivering 40,000 shaft horse power. Nuclear core life estimated at 33 years. Nuclear fuel manufactured by BWX Technologies.
- Test depth: greater than 800 ft (240 m), allegedly around 1,600 feet (490 m).
- Speed: Greater than 25 knots (46 km/h; 29 mph), allegedly up to 35 knots (65 km/h; 40 mph)
- Planned cost: about US$1.65 billion each (based on FY95 dollars, 30-boat class and two boat/year build-rate)
- Actual cost: US$1.5 billion (in 1994 prices), US$2.6 billion (in 2012 prices)
- Annual operating cost: $50 million per unit
- Crew: 120 enlisted and 14 officers
- Armament: 12 VLS & four torpedo tubes, capable of launching Mark 48 torpedoes, UGM-109 Tactical Tomahawks, Harpoon (missile)s and the new advanced mobile mine when it becomes available. Block V boats will have the additional VPM module which contains four large diameter tubes which can accommodate seven Tomahawk cruise missiles each. This would increase the total number of torpedo-sized weapons (such as Tomahawks) carried by the Virginia-class design from about 37 to about 65—an increase of about 76%.
- Decoys: Acoustic Device Countermeasure Mk 3/4.
Boats
Block I
(4 boats) Modular construction techniques were incorporated during construction. Earlier submarines (e.g., Los Angeles-class SSNs) were built by assembling the pressure hull and then installing the equipment via cavities in the pressure hull. This required extensive construction activities within the narrow confines of the pressure hull which was time-consuming and dangerous. Modular construction was implemented in an effort to overcome these problems and make the construction process more efficient. Modular construction techniques incorporated during construction include constructing large segments of equipment outside the hull. These segments (dubbed rafts) are then inserted into a hull section (a large segment of the pressure hull). The integrated raft and hull section form a module which, when joined with other modules, forms a Virginia-class submarine. Block I boats were built in 10 modules with each submarine requiring roughly 7 years (84 months) to build.
Block II
(6 boats) Block II boats were built in four sections rather than ten sections, saving about $300 million per boat. Block II boats (excluding SSN-778) were also built under a multi-year procurement agreement as opposed to a block-buy contract in Block I, enabling savings in the range of $400 million ($80 million per boat). As a result of improvements in the construction process, New Hampshire was 500 million USD cheaper, required 3.7 million fewer labor hours to build (25% less), thus shortening the construction period by 15 months (20% less) compared to Virginia.
Block III
(8 boats) SSN-784 through SSN-791 make up the Third Block or "Flight" and began construction in 2009. Block III subs feature a revised bow with a Large Aperture Bow (LAB) sonar array, as well as technology from Ohio-class SSGNs (2 VLS tubes each containing 6 missiles). The horseshoe-shaped LAB sonar array replaces the spherical main sonar array which has been used on all U.S. Navy SSNs since 1960. The LAB sonar array is water-backed—as opposed to earlier sonar arrays which were air-backed—and consists of a passive array and a medium-frequency active array. Compared to earlier Virginia-class submarines about 40% of the bow has been redesigned.
South Dakota (SSN-790) will be equipped with a new propulsor, possibly the Hybrid Multi-Material Rotor (HMMR), developed by Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA). The Hybrid Multi-Material Rotor program is an attempt to improve the design and manufacturing process of submarine propellers with an aim of reducing the cost and weight of the propeller/rotor as well as improving overall acoustic performance.
Block IV
(10 boats) In 2013 execution of a 10-submarine contract was put in doubt by Budget sequestration in 2013. The most costly shipbuilding contract in history was awarded on 28 April 2014 as prime contractor General Dynamics Electric Boat took on a $17.6 billion contract for ten Block IV Virginia-class attack submarines. The main improvement over the Block III is the reduction of major maintenance periods from four to three, increasing each ship's total lifetime deployments by one.
The long-lead-time materials contract for SSN-792 was awarded on 17 April 2012, with SSN-793 and SSN-794 following on 28 December 2012. The U.S. Navy has awarded General Dynamics Electric Boat a $208.6 million contract modification for the second fiscal year (FY) 14 Virginia-class submarine, SSN-793, and two FY 15 submarines, SSN-794 and SSN-795. With this modification, the overall contract is worth $595 million. Block IV consists of 10 submarines.
Block V
(10 boats) Block V subs may incorporate the Virginia Payload Module (VPM), which would give guided-missile capability when the SSGNs are retired from service. The Block V subs are expected to triple the capacity of shore targets for each boat. Construction on the first two boats of this block is expected to begin in 2019, with contracts for long lead time material for SSN-802 and SSN-803 being awarded to General Dynamic's Electric Boat. HII Newport News Shipbuilding was awarded a long-lead materials contract for two Block V boats in 2017, the first Block Vs for the company.
Future acquisitions
The Navy plans to acquire at least 30 Virginia-class submarines, however, more recent data provided by the Naval Submarine League (in 2011) and the Congressional Budget Office (in 2012) seems to imply that more than 30 may eventually be built. The Naval Submarine League believes that up to 10 Block V boats will be built. The same source also states that 10 additional submarines could be built after Block V submarines, with 5 in the so-called Block VI and 5 in Block VII, largely due to the delays experienced with the "Improved Virginia". These 20 submarines (10 Block V, 5 Block VI, 5 Block VII) would carry VPM bringing the total number of Virginia-class submarines to 48 (including the 28 submarines in Blocks I, II, III and IV). The CBO in its 2012 report states that 33 Virginia-class submarines will be procured in the 2013–2032 timeframe, resulting in 49 submarines in total since 16 were already procured by the end of 2012. Such a long production run seems unlikely but another naval program, the Arleigh Burke-class destroyer, is still ongoing even though the first vessel was procured in 1985. However, other sources believe that production will end with Block V. In addition, data provided in CBO reports tends to vary considerably compared to earlier editions.
SSN(X)/Improved Virginia
Initially dubbed Future Attack Submarine and Improved Virginia class in Congressional Budget Office (CBO) reports, the SSN(X) or Improved Virginia-class submarines will be an evolved version of the Virginia class.
In late 2014, the Navy began early preparation work on the SSN(X). It was planned that the first submarine would be procured in 2025. However, their introduction (i.e., procurement of the first submarine) has been pushed back to 2033/2034. The long-range shipbuilding plan is for the new SSN to be authorized in 2034, and become operational by 2044 after the last Block VII Virginia is built. Roughly a decade will be spent identifying, designing, and demonstrating new technologies before an analysis of alternatives is issued in 2024. An initial small team has been formed to consult with industry and identify the threat environment and technologies the submarine will need to operate against in the 2050-plus timeframe. One area already identified is the need to integrate with off-board systems so future Virginia boats and the SSN(X) can employ networked, extremely long-ranged weapons. A torpedo propulsion system concept from the Pennsylvania State University could allow a torpedo to hit a target 200 nmi (230 mi; 370 km) away and be guided by another asset during the terminal phase. Targeting information might also come from another platform like a patrol aircraft or an unmanned aerial vehicle (UAV) launched from the submarine. Researchers have identified a quieter advanced propulsion system and the ability to control multiple unmanned underwater vehicles (UUVs) at once as key SSN(X) components. The future submarines will operate through the end of the 21st century, and potentially into the 22nd century. New propulsion technology, moving beyond the use of a rotating mechanical device to push the boat through the water, could come in the form a biomimetic propulsion system that would eliminate noise-generating moving parts like the drive shaft and the spinning blades of the propulsor.
(Web, Google, Wikipedia, You Tube, Rid)