Nautička povijest – Nevidljivi brod ili kraj pustolovine? « Povijest » Burza Nautike » nautički oglasno-informativni portal

Nevidljivi brod ili kraj pustolovine?

Možda bi priču o nevidljivom brodu trebalo započeti s pričom o minolovcu, kao o neprimjetnom brodu, budući da je upravo taj skup svojstava zalogom njegovog opstanka. Uostalom, možda ste već i uočili da dosad nije bilo ni riječi o suvremenoj protuminskoj borbi, pa evo prave prilike.

Prekretnicu u razvoju protuminske borbe označava suradnja Francuske, Nizozemske i Belgije sedamdesetih godina prošlog stoljeća, u doba navodne sovjetske minske prijetnje, što je rezultiralo projektom Tripartitea, protuminskog broda koji je potom postao obrascem gradnje takvih brodova širom Europe, pa i dalje, tako su SAD usvojile koncepciju talijanskog minolovca Lerici/Gaeta, koji je nastao na bazi iskustava s Tripartiteom. Tri su države izgradile ukupno 35 takvih brodova, koji su se pokazali dobrim platformama za modernizaciju oružnih sustava, koja je u tijeku.

Nezamjetljivi minolov

Ovo su bili prvi brodovi koji su mogli eliminirati opasnosti koje su vrebale od novih tipova mina, osobito onih na dnu ležećih, koje su bile neuhvatljive za klasične minolovce, opremljene različitim, prvenstveno mehaničkim minolovkama za pronalaženje konvencionalnih, sidrenih, i kontaktnih i nekontaktnih mina, koje bi se, oslobođene svojih pridnenih veza, na površini potom uništavale topovima. Dok su takvi brodovi, kolokvijalno nazvani minolovci (mine sweepers – doslovan prijevod je čistači mina), praktički još od samih minolovnih početaka vukli svoje minolovke gotovo kao ribarske mreže, i to isključivo na osnovi informacija o mogućim minama na određenoj lokaciji, brodovi nove koncepcije, poput Tripartitea, zbog veće djelotvornosti, najčešće u grupama aktivno traže ciljeve u minama zagađenoj vodi. Zato se ovi protuminski brodovi nazivaju lovcima mina (mine hunters).
Kako suvremene mine imaju više senzora, a ne samo magnetski i akustički, osnovna karakteristika suvremenog protuminskog broda, odnosno lovca mina, mora biti što niža zamjetljivost (low signature) s jedne stane, te što veća žilavost (survivability) s druge strane, kako bi brod izdržao udarno opterećenje uslijed eksplozije aktivirane mine. Stoga se protuminski brodovi načelno grade od stakloplastike, dakle, nemagnetičnog materijala, konstrukcije koja može izdržati eksploziju mine s nabojem od čak 1.000 kg TNT na udaljenosti od 50 m! Zanimljivo je, međutim, da Nijemci tradicionalno grade sve protuminske brodove, dakle, i minolovce i lovce mina, iz posebno razvijenog nemagnetičnog čelika!
Dodatna nemagnetičnost broda, odnosno njegovih metalnih dijelova, strojeva i uređaja, bez obzira na građevni materijal strukture broda, postiže se tzv. degausingom, posebno razvijenim sustavom za smanjenje brodskog magnetizma. Degausingom kao protuminskim sustavom koriste se i svi veći ratni brodovi, građeni, dakako, od magnetičnih materijala poput čelika.
Otpornost na podvodne eksplozije, kojoj su pak protuminski brodovi potencijalno najviše izloženi, osim ojačanom brodskom strukturom postiže se posebno izvedenim temeljenjem vitalne brodske opreme, kolokvijalno nazvanom antišok izvedbom. Ova se izvedba svodi na dvostruko elastično temeljenje porivnih strojeva i dizel agregata, prvenstveno u cilju smanjenja zračenja podvodnog šuma, no istovremeno ti isti elastični temelji moraju biti otporni na udare, kako bi brod i nakon eksplozije mine u njegovoj blizini zadržao pouzdan pogon, sposobnost manevriranja, te opskrbu električnom energijom.
Za protuminske brodove od osobitog je značaja što manja akustička zamjetljivost, odnosno što niža razina zračenja podvodnog šuma (underwater noise), što se, osim dvostruko elastično temeljenim porivnim i pomoćnim strojevima kao izvorima buke, postiže i prikladno dizajniranim propulzorima, najčešće višekrilnim srpolikim (skewed back) propelerima, razvijenim na temelju podmorničkih iskustava.
Da bi lovci mina, za razliku od minolovaca, učinkovito i pouzdano lovili mine, moraju biti opremljeni sustavima podvodnog motrenja i uništavanja mina. Sustav podvodnog motrenja čine protuminski sonari, koji za razliku od protupodmorničkih, rade na visokim frekvencijama, od 150 -500 kHz. Ovi se sonari najčešće tegle (towed side scan), dok najnoviji modeli imaju vlastiti pogon koji im omogućava i promjene dubine ( PVDS, Propelled Variable Depth Sonar).
Ukoliko sonar uoči sumnjivi, minoliki predmet, brod se zaustavlja, a u more se spušta daljinski upravljano, niskozamjetljivo podvodno vozilo, tzv. ROV (Remotely Operated Vehicle), opremljeno sonarom i kamerom. Nakon što se u brodskom operativnom centru utvrdi da je minoliki predmet zaista mina, ROV blizu mine ispusti eksplozivno punjenje, koje se aktivira nakon što se vozilo digne na brod, a brod otplovi na sigurnu udaljenost.
Da bi se suvremena mina mogla uništiti, podvodno eksplozivno punjenje mora sadržavati najmanje 100 kg najkvalitetnijeg eksploziva!
Tehnologija uništavanja mina se do danas usavršila tako da se čak i riskira uništenje jeftinog vozila (one-shot charge).
Suvremeni minolovci/lovci mina imali su do sada, ako izuzmemo svojedobno čišćenje Sueskog kanala zasijanog zastarjelim minama, praktički dvije velike prilike pokazati svoju djelotvornost. Naime, oba Zaljevska rata, kad su navodno bez gubitaka vrlo učinkovito očistili Saddamova podvodna polja smrti.
Zanimljivo je da su Amerikanci u drugom Zaljevskom ratu 2003. kao minočistače, odnosno otkrivače mina, koristili uvježbane dupine. Ove su inteligentne životinje, uvježbane prema U.S. Navy Marine Mammal Programu, unatoč prosvjedima zaštitnika životinja, navodno pomogle u otkrivanju više od 100 mina i drugih podvodnih zamki pred iračkom lukom Umm Qasr.
Nije poznato je li među ovim plemenitim morskim sisavcima pritom ipak bilo žrtava.

Značajke stealth tehnologije u ratnoj brodogradnji

Dok se podmornice moraju odlikovati prvenstveno niskom akustičkom zamjetljivošću, a protuminski brodovi, zbog specifičnosti njihove osnovne zadaće, akustičkom i magnetskom niskom zamjetljivošću, trend koji odlikuje gradnju površinskih ratnih brodova u posljednjih dvadesetak godina odnosi se na postizanje što veće ukupne nezamjetljivosti takvog broda, koji bi se, poput zrakoplova, trebao odlikovati, kolokvijalno rečeno, stealth značajkama.
No, kako potpuna nezamjetljivost nije postignuta ni kod zrakoplova, još manje je to moguće postići kod ratnog broda, veličine i namjene najčešće fregate, u ovom je slučaju ispravnije govoriti o niskoj zamjetljivosti (low signature) ratnog broda kao o realno dostižnom cilju.
Naime, iskustva Falklandskog rata iz 1982. godine potapanjem britanskog razarača Sheffield, te oštećenje američke fregate Stark u prvom Zaljevskom ratu 1990. ukazali su na svu ranjivost konvencionalnih površinskih ratnih brodova kao izrazito vidljivih plovila.
I stvarno, konvencionalni ratni brod je sve prije nego neprimjetan. On je vizualno prepoznatljiv, ima velike radarskim valovima odbijajuće površine, stvara znatno i prepoznatljivo magnetsko polje, njegov propulzijski sustav je snažan izvor akustičkog i infracrvenog zračenja. Konačno, njegovi vlastiti senzori, sredstva komunikacije te električne instalacije stvaraju elektromagnetska zračenja, što sve zajedno čini takav brod izrazito vidljivim.
Niska zamjetljivost ratnog broda postiže se različitim mjerama, prije svega tehnološke naravi, koje omogućavaju brodu da izbjegne otkrivanje pomoću radara, optroničkih sredstava, te akustičkih senzora, čime se postiže znatno veća žilavost, odnosno sposobnost preživljavanja (survivability) ratnog broda.
Zamjetljivost ratnog broda načelno je određena parametrima presudnim za razinu otkrivanja (degree of detectability) broda i to:
- radarom u području 500 MHz -10 GHz te navodećim (homing) radarom s područjem otkrivanja 8-20 GHz
- infracrvenim (IC) navodećim glavama i detektorima u spektralnom području 3-5 μm, dakle, u području za koje je atmosfera transparentna IC zračenju.
Naravno, površinski ratni brod može se otkriti i identificirati i pomoću optičkih sredstava, sonara, navodećih glava torpeda, te mina.
Radarska nezamjetljivost, odnosno niska zamjetljivost je, na osnovi iskustava iz zrakoplovstva, prioritet stealth tehnologije u ratnoj brodogradnji, te se upravo o toj nezamjetljivosti najprije povelo računa. Težnja je projektanata suvremenih ratnih brodova prije svega smanjiti tzv. radarski presjek broda (RCS, Radar Cross Section). Ova se mjera postiže prepoznatljivo čistom palubom, skošenjima spojeva palube s bokovima broda, nagnutim stijenama nadgrađa, jarbolima u obliku stupova s, po mogućnosti, uvlačivim senzorima, praktički nevidljivim raketnim naoružanjem, nekonvencionalnim topovskim kulama (s uvlačivim cijevima!) itd. Da bi se što manje elektromagnetskih valova odbilo natrag do motrilačkog radara protivničkog broda ili do radarski navođene protubrodske rakete, izložene brodske površine, osobito nadgrađe koje najviše strši, premazuju se radarski apsorbirajućim materijalima kao dodatnom i vrlo učinkovitom mjerom smanjenja radarskog odraza broda. Krajnji je učinak svih ovih mjera taj da protivnički, i to sofisticirani radar registrira nekakav brodić, a ne moćnu fregatu ili korvetu, koja je već došla u zonu lansiranja raketa!
Ispitivanja radarske (ne)zamjetljivosti pokazala su da je u tom pogledu pogodnija brodska struktura stakloplastične, kompozitne gradnje, primijenjene na švedskim korvetama tipa Visby, od uobičajenih čelično/aluminijskih konstrukcija, budući da kompozit određenog sastava bolje apsorbira radarske valove.
Drugo temeljno svojstvo niske zamjetljivosti broda odnosi se na nisku infracrvenu (IC) zamjetljivost, koja je određena temperaturom brodskih površina, svojstvima različitih stjenki, osobito ispušnog sustava, te termičkim stanjem okoliša. S obzirom na to da je relativno veliki brodski dimnjak ratnog broda ne samo glavni izvor IC zračenja već istovremeno i značajna komponenta radarske zamjetljivosti, rješenja smanjenja IC zamjetljivosti broda kao cjeline u praksi se svode na izvedbu dimnjaka iz stakloplastike s hlađenjem ispuha (francuske fregate tipa La Fayette), odnosno na potpunu eliminaciju dimnjaka, vođenjem ispuha na krmu neposredno iznad vodne linije, s prethodnim hlađenjem ispušnih plinova morskom vodom (njemačke korvete i fregate MEKO). Osim toga, IC zračenje broda može se smanjiti i odabirom boja izložene brodske strukture, odnosno snižavanjem površinskih temperatura strukture izložene suncu.
Niska akustička zamjetljivost, osim za podmornice i protuminske brodove, postaje sve važnija i za ostale tipove ratnih brodova, što se postiže uporabom tzv. lebdećih (SES) brodova, vodomlaznom propulzijom, uporabom podmorničkih (srpolikih) vijaka, dvostrukim elastičnim temeljenjem glavnih i pomoćnih strojeva itd. Kod brodova, osobito većih, gdje iz konstruktivnih i ostalih razloga nisu moguće ovakve mjere, korištenjem tegljenih sonara barem se nadzire razina vlastitog podvodnog šuma.
I konačno, niskoj magnetskoj zamjetljivosti, osim na lovcima mina, sve se veća pažnja poklanja i na ostalim ratnim brodovima, što se postiže, kako je već rečeno, primjenom degaussinga kod brodova građenih iz čelika, dok je ovaj problem kod plovila građenih od stakloplastike odnosno kompozitnih, dakle nemagnetičnih materijala, ili pak aluminija kao slabo magnetičnog materijala, izražen u manjoj mjeri.

 Od La Fayettea do  Visbyja

Kao što se i moglo očekivati, prvi su u eksperimentiranje sa stealth tehnologijom u brodogradnji krenuli Amerikanci. Njihovo probno plovilo Sea Shadow bilo je očito kombinacija stealth zrakoplova F-117A i katamarana. Ova, u svakom pogledu ekstremna forma, prvi put ispitana u naravi 1985-86, nije zaživjela u serijskoj gradnji, te se pretpostavlja da je poslužila samo kao jedna – prvenstveno teoretska - mogućnost lansiranja protuzračnih raketa s jedne niskozamjetljive ploveće platforme predviđene za obranu nosača zrakoplova od protivničkih zrakoplova.
Neovisno od ovog američkog eksperimenta, Francuska i Švedska, a potom i Njemačka, krenule su različitim putevima prema istom cilju – izgraditi plovila veličine korvete i fregate, koja će, uz zadovoljavanje uobičajenih taktičko-tehničkih projektnih zahtjeva, biti naglašene ukupne niske zamjetljivosti, te stoga zanimljiva svjetskom tržištu.
Francuzi su još 1988. ugovorili izgradnju tri stealth fregate tipa La Fayette za vlastitu ratnu mornaricu, a ubrzo potom i za Tajvan (6) te Saudijsku Arabiju (3).
Fregata La Fayette je bez sumnje prvi pravi stealth brod u svjetskoj ratnoj brodogradnji. Ovaj brod, pune istisnine od 3.600 t, prema riječima konstruktora ima radarski presjek (RCS) patrolnog broda od svega 50 t!
Potaknuti izvoznim uspjesima Francuza, Nijemci kroz svoj izvozni program MEKO prodiru na svjetsko tržište (Malezija, Indonezija, Poljska, Južnoafrička Republika), isporučujući stealth korvete tipa A-100 od 1.900 t, te stealth fregate tipa A-200 od 3.800 t.
Na ovom putu Francuze i Nijemce ubrzo slijede Nizozemci, Španjolci, Britanci, Rusi i drugi.   
Švedska je pak krenula svojim putem primjene ekstremno niske zamjetljivosti (full stealth) u ratnoj brodogradnji. Šveđani su još 1992. dovršili prototip takvog broda nazvanog Smyge (Nevidljivi). Brod je tipa SES (Surface Effect Ship), odnosno kombinacija plovila na zračnom jastuku i katamarana s vodomlaznom propulzijom, a u cijelosti je izgrađen iz stakloplastike, ojačane kevlarom. Smyge je bio plovilo izrazite stealth tehnologije, dakle, malog RCS te RAM premaza inkorporiranog u strukturu (SRAM). Osobita je pozornost bila posvećena akustičkoj nezamjetljivosti, s obzirom na to da je vrlo mali gaz jedna od prednosti SES plovila.
Smyge je ispitan u različitim varijantama, kao napadni, protupodmornički i protuminski brod, posluživši kao podloga za razvoj novog stealth broda švedske ratne mornarice, poznatog pod projektnim nazivom YS-2000.
Razvoj ovog projekta trajao je relativno dugo, paralelno s ispitivanjem Smygea, da bi se u konačnici došlo do zaista impresivne korvete Visby, koja je kao prva u seriji od 5 brodova, porinuta 8. lipnja 2000. u brodogradilištu Kockums Karlskrona.
Brod je dug 72,2 m, širok 10,4 m, gaza 2,4 m, te brzine 35 čv.
Za Visby je karakteristična uporaba ravnih građevnih panela, što je već primijenjeno na Smygeu, čemu je glavna svrha bila postizanje što niže radarske zamjetljivosti broda. S obzirom na vrlo kompleksne zadaće ovog broda, koje navodno uključuju i mirovne misije u udaljenim dijelovima svijeta, odustalo se od SES platforme (Smyge), pa je krajnji rezultat jednotrupac istisnine oko 650 t, građen u potpunosti iz posebno razvijenog kompozita (advanced composite).
Brod se odlikuje čvrstoćom, izdržljivošću i otpornošću na udare, te niskom magnetskom, infracrvenom i akustičkom zamjetljivošću. Posebna je pozornost, dakako, posvećena smanjenju radarske zamjetljivosti, čemu je osim oblika trupa i nadgrađa te materijala strukture, prilagođeno i sve ostalo. Već je razvijen i novi tip topa Bofors 57 Mk3, kod kojeg se, osim gotovo nezamjetljive kupole, postiglo čak i to da je cijev topa za vrijeme plovidbe potpuno uvučena u kupolu, a izvlači se tek i samo za vrijeme paljbe!
Pogon Visbyja je CODAG koncepcije, a sastoji se od 4 plinske turbine TF 50A, te 2 dizel motora MTU 16V 2000, koji su preko dva reduktora spojeni na dva Kamewa vodomlazna propulzora, čime je smanjena razina podvodnog šuma. Brod je opremljen i klasičnim kormilima te pramčanim propulzorom za manevriranje u lukama.
Navodi se da će nakon višegodišnjeg opremanja brodovi ovog tipa, do sada ukupno pet izgrađenih, biti predani švedskoj ratnoj mornarici tijekom 2009.
Tijekom opremanja prototipa isticalo se da će svi senzori biti stealth izvedbe, s mogućnošću uvlačenja i izvlačenja u posebno dizajniranom, nisko zamjetljivom jarbolu-kupoli.
Antenu radara za upravljanje paljbom na Visbyju razvijao je Celsius Tech System. Istaknuto je da će antena biti oblikovana tako da se čim više smanji njen radarski presjek, te da će biti opremljena frekvencijski selektivnom čeonom površinom koja će imati značajno niži RCS u trenutku kad je otkrije nadolazeća raketa. Za usporedbu, tvrdi se da konvencionalna antena duljine 3 m proizvede radarski presjek koji odgovara radarskom presjeku manjeg patrolnog broda!
Zna se također da će korvete ovog tipa, osim višenamjenskim topom, biti naoružane i suvremenim protuzračnim raketnim sustavom, navodno južnoafričkim Umkhontom. Ono što je izvan svake sumnje odnosi se na protubrodske rakete, njih 8 tipa RBS Mk3, dometa 200 km, koje će činiti osnovno protubrodsko naoružanje. Ovaj će raketni sustav biti ugrađen ispod glavne palube, a ispaljivat će se kroz otvore na oplati.
Ovisno o osnovnoj namjeni, korvete tipa Visby opremat će se i protupodmorničkim bacačima granata, dubinskima bombama i torpedima, odnosno protuminskim naoružanjem poput ROV Double Eagle Mk.III i Hydra multi-sonar.