مهدي كياني
کاربر فعال مهندسی هوافضا
ناوهاي هواپيما بر با ارتفاعي برابر با يک ساختمان بيست طبقه بيرون از آب و طولي برابر با 333 متر در همان نگاه اول تعجب همگان را بر مي انگيزند ؛ اما دليل آن بزرگي و عظمت بي نظير ناو نيست بلکه توانايي اين فرودگاه کوچک شناور در به پرواز در آوردن هواپيما هاي جنگي بوده که چنين حسي را بوجود مي آورد . در آب هاي آزاد ناو هاي هواپيما بر بعنوان خاک يا قلمرو خود مختار محسوب مي شوند و خدمه مي توانند به مانند اينکه در کشور خود هستند رفتار کنند البته تا زماني که به سواحل کشورهاي ديگر نزديک نشده اند . بنابراين نظاميان ايالات متحده بدون نياز با توافق با کشوري ، گروه رزمي ناو هواپيما بر خود که شامل يک ناو هواپيما بر و شش تا هشت کشتي اسکورت ديگر است را به منطقه ارسال مي دارند .
جنگنده ها ، بمب افکن ها و ساير هواپيما هاي نظامي مي توانند با پرواز به سمت اهداف دشمن دوباره به پايگاه تقريبا امن خود که همان گروه رزمي ناو هواپيمابر بوده باز گردند . ناو هاي هواپيما بر مي توانند با سرعت 35 نات ( 64 کيلومتر بر ساعت ) بر روي آب حرکت کنند . اين توانايي يعني رسيدن به منطقه درگيري در عرض چند هفته . البته ايالات متحده در حال حاضر شش پايگاه درسراسر جهان براي ناوگان ناوهاي هواپيمابر خود ايجاد کرده که با فلسفه واکنش سريع و اعزام ناوها از نزديک ترين پايگاه به منطقه درگيري مورد استفاده قرار مي گيرند . با بيش از يک ميليارد قطعه سوپر ناو هاي هواپيما بر کلاس « نيميتز » ايالات متحده در بين پيچيده ترين ماشين هاي ساخته شده توسط بشر قرار مي گيرند اما در سطح مفهومي عملکرد و هدف از ساخت هريک از آن ها بسيار ساده است بطوريکه براي انجام چهار کار پايه طراحي و ساخته شده اند . 1-حمل و نقا هواپيماهاي نظامي دردريا 2- عمل کردن به مانند يک فرودگاه کوچک براي به پرواز درآوردن و نشاندن هواپيماها 3- استفاده به عنوان يک مرکز فرماندهي عمليات 4- جا دادن به افراد و پرسنلي که براي انجام اين کارها مورد نياز مي باشند
براي به انجام رسانيدن اين اهداف يک ناو هواپيمابر بايد قابليت هاي يک کشتي را با يک پايگاه هوايي و همچنين يک شهر کوچک ترکيب کند . ناو هواپيما بر بايد داراي يک عرشه پروازي براي نشست و برخاست هواپيماها ، قسمت فرماندهي و کنترل ، سيستم پيش رانشي ، سيستم هاي گوناگون ديگر ( شامل آب ، غذا ، سيستم دفع فاضلاب و زباله ، سرويس پستي ، راديو ، تلويزيون و چاپ روزنامه داخلي ) و همچنين بخش اصلي از بدنه کشتي که در داخل آب قرار مي گيرد ، باشند . بخش بدنه در زير خط آب بصورت قوس دار ونسبتا باريک است . بخش بالاي خط آب به طرف بيرون گسترده مي شود تا عرشه پروازي را تشکيل دهد . بخش زيري نيز از دو قسمت تشکيل يافته است که در واقع دو لايه مجزا بوده که در صورت اصابت اژدر به پوسته بيروني ، پوسته داخلي بعنوان محافظ از درهم شکستن و غرق شدن کشتي جلوگيري مي کند . از دهه پنجاه تا کنون تقريبا همه سوپر ناو هاي هواپيما بر ايالات متحده توسط شرکت « نورث روپ گرومن » واقع در نيوپورت نيوز ساخته شده اند . براي سادگي در پروسه ساخت ، اين ناو ها بصورت مدولي ساخته شده و سپس مونتاژ مي شوند که هر کدام ازاين مدول ها به سوپر ليفت معروفند.هر يک از اين سوپر ليفت ها مي توانند 70 تا 800 تن متريک وزن داشته باشند . ناوهاي هواپيمابرمدرن ازحدود 200 مدول يا سوپر ليفت تشکيل يافته اند . ناگفته نماند آخرين مدول که در پروسه ساخت ومونتاژ نهايي نصب مي شود جزيره يا همان ساخنمان فرماندهي روي عرشه ناو است که 575تن وزن دارد . مانند تمام کشتي ها ناوهاي هواپيمابر هم در اقيانوس ها توسط نيروي پيش رانشي پروانه حرکت مي کنند. البته با 6.4 متر پهنا هر کدام از چهار پروانه ناو هواپيما بر در کلاسي متفاوت از ديگر کشتي ها قرار مي گيرند . هر يک از پروانه ها به يک شفت متصل بوده که توسط توربين بخار قدرت گرفته از راکتور هسته اي به گردش در مي آيند . سيستم پيش رانشي ناو از دو راکتور هسته اي تشکيل يافته است که در محفظه اي زره پوش شده واقع در وسط ناو قرار دارند . اين راکتورهاي هسته اي بخار مورد نياز براي بحرکت درآوردن توربين و در نتيجه پروانه کشتي را تأمين مي کنند . قابل ذکر است که بنا به آمار منابع غير رسمي قدرت سيستم پيش رانشي ناو بيش از دويست و هشتاد اسب بخار است . چهار توربين ناو همچنين برق مورد نياز سيستم هاي الکتريکي و الکترونيکي ناو را تأمين مي کنند که شامل سيستم شيرين کننده آب دريا نيز بوده و اين سيستم روزانه بيش از يک و نيم ميليون ليتر آب دريا را به آب قابل شرب تبديل مي کند . ناوهاي هواپيمابر پانزده تا بيست سال نياز به سوخت گيري ندارند . البته راکتورهاي هسته اي خطرات خاص خود را داشته و سوخت گيري مجدد ناو پروسه اي است که حدود سه سال به طول مي انجامد.
به ارقام زير در مورد ناوهاي هواپيمابر کلاس نيميتز توجه کنيد
ارتفاع کلي برابر 74 متر ؛وزن آب جابجا شده توسط ناو در حالت بارگيري کامل رزمي برابر با 88000 تن متريک ؛وزن فولاد سازه اي برابر با 54000 تن متريک ؛مساحت کل عرشه پروازي برابر با 1.8 هکتار ؛طول عرشه پروازي 333 متر و عرض عرشه پروازي 78 متر ؛تعداد بخش يا اتاق ها برابر با چهارهزار واحد ؛وزن هرکدام از لنگرها برابر با 30 تن ؛وزن هريک از دانه هاي زنجير لنگر برابر با يکصدوشصت کيلو گرم ؛وزن هر يک از پروانه ها سي تن ؛وزن هر يک از سکان ها 41 تن متريک ؛ظرفيت ذخيره سوخت هواپيما 12.5 ميليون ليتر ؛تعداد تلفن هاي داخل کشتي برابر با 2500 دستگاه ؛تعداد تلويزيون هاي ذاخل کشتي برابر با 3000 دستگاه ؛طول کل کابل کشي داخل ناو برابر 1600 کيلومتر ؛ظرفيت هواي سيستم تهويه برابر با 2040 تن متريک ؛ظرفيت غذاي ذخيره يخ زده و خشک شده در ناو برابر غذاي 6000 نفر به مدت 70 روز ؛ميزان محموله پستي در يک سال چهارصد و پنجاه هزار کيلوگرم ؛تعداد 6 پزشک و 5 دندانپزشک با يک بيمارستان 51 تخت خوابي
عرشه پروازي يکي از هيجان انگيز ترين و در عين حال خطرناک ترين محل ها براي کار است . از آنجا که بر خلاف باندهاي معمولي ناوها طول باند کمتري دارند بنابراين برخاستن از آن و فرود آمدن بر آن در سرعت هاي بالايي انجام مي پذيرد که براي خدمه روي عرشه مي تواند بسيار خطر آفرين باشد و حتي ذره اي خطا از جانب خدمه يا خلبان ممکن است به مرگ و آسيب هاي جدي بينجامد
تيک آف
براي اينکه به پرواز در آمدن هواپيماها از روي سطح ناو ساده تر انجام گيرد ، ناو هواپيمابر در خلاف جهت باد و با سرعت زيادي حرکت مي کند . با اين کار به دليل عبور جريان هاي هوا از روي بال نيروي ليفت بيشتري ايجاد شده و به ميان کمي موجب کاهش سرعت تيک آف هواپيما مي شود . اما اين سرعت براي به پرواز در آوردن هواپيماهاي سنگين نظامي ناکافي است بنابراين از وسيله ي ديگري بنام کاتاپولت ( منجنيق ) براي شتاب دادن به هواپيما در مسافت کوتاه استفاده مي کنند . هر کدام از اين کاتاپولت ها که تعداد آن روي عرشه ناوهاي هواپيمابر کلاس نيميتز به چهار دستگاه مي رسد تشکيل يافته از دو پيستون درون دو سيلندر موازي در زير عرشه که هر کدام طولي برابر با يک زمين فوتبال دارند . پيستون ها هر يک داراي برجستگي هايي هستند که از شکاف روي عرشه بيرون آمده و به حامل کوچکي متصل مي گردند . جهت آماده سازي هواپيما براي تيک آف خدمه عرشه پوازي آن را به محل مورد نظر پشت کاتاپولت هدايت مي کنند سپس ميله يدک کش روي چرخ دماغه را به شکافي روي حامل کاتاپولت نصب مي کنند . خدمه ميله ي نگهدارنده اي را نيز بين پشت چرخ جلو و حامل نصب مي کنند که اين قطعه در هواپيماهاي اف-14و اف-18 روي چرخ دماغه بصورت يکپارچه ساخته شده است . همزمان با متصل کردن چرخ دماغه به حامل کاتاپولت خدمه ي عرشه پروازي صفحات منحرف کننده گازهاي خروج اگزوز را نيز در پشت هواپيما بالا مي برند . وقتي تمام اين مراحل انجام گرفت افسر کاتاپولت معروف به شوتر که در يک گنبد شيشه اي کوتاه روي عرشه پروازي بر تمام مراحل نظارت دارد سوپاپ سيلندرهاي کاتاپولت را باز کرده در نتيجه سيلندرها توسط بخار پر فشار توليد شده در راکتور ناو پر مي شوند . اين بخار نيروي پيش رانشي براي کاتاپولت کردن هواپيما و ادامه پرواز با سرعت ايمن را تأمين مي کند . اگر ميان اين بخار که بستگي به نوع هواپيما دارد کم باشد نيروي ليفت کافي ندارد و هواپيما را به داخل اقيانوس پرتاب خواهد کرد و اگر زياد باشد ، خيز برداشتن سريع کاتاپولت موجب شکستن چراغ دماغه خواهد شد . قبل از پرتاب ، خلبان هواپيما از تمام قدرت موتورهاي آن استفاده مي کند که در اين زمان ميله نگهدارنده مانع حرکت هواپيما به جلو مي شود . در اين زمان افسر کاتاپولت با اشاره به خلبان پيستون را رها کرده و هواپيما پرتاب مي شود . در انتهاي مسير کاتاپولت ، ميله يدک کش از حامل جدا شده و هواپيما به پرواز با نيروي موتورها خود ادامه مي دهد . سيستم کاتاپولت مي تواند يک جنگنده بيست تني را در زماني حدود دو ثانيه از صفر به سرعت 270 کيلومتر در ساعت برساند . قابل ذکر است که ناو هواپيمابر توانايي به پرواز در آوردن يک هواپيما را در بيست ثانيه دارد
فرود روي عرشه اي که فقط حدود 150 متر باند براي نشستن هواپيما دارد آن هم با سرعتي که جنگنده هاي سريع نيروي دريايي دارند يکي از سخت ترين کارهاي خلبان است . براي فرود بر روي عرشه ناو هر هواپيما بايد داراي قلاب دم باشد . خلبان هواپيما با تقرب و فرود دقيق سعي خواهد کرد يکي از چهار کابل نگهدارنده هواپيما روي عرشه ناو را با قلاب دم بگيرد . اين کابل هاي فولادي که در عرض باند فرود و بموازات يکديگر قرار گرفته اند ، به سيلندرهاي هيدروليکي زير عرشه فرود متصلند که وقتي قلاب دم هواپيما با يک از اين کابل ها در گير مي شود کابل مذکور بيرون آمده در نتيجه سيلندر هيدروليکي انرژي هواپيما را جذب مي کند . چنين سيستمي مي تواند هواپيمايي با 24 تن وزن و 241 کيلومتر در ساعت سرعت را در مسافت حدود 96 متر متوقف کند . اين کابل هاي موازي به فاصله 15 متري از هم قرار گرفته اند بنابراين منطقه بيشتري را براي تماس چرخ ها به خلبان مي دهند . معمولا خلبان ها کابل سوم را هدف گيري مي کنند که ايمن ترين حالت ممکن است ، هدف گيري کابل اول به دليل لزوم نزديک شدن به لبه ناو آن هم در حدي خطرناک کار درستي نيست . پروسه فرود با بازگشت هواپيماها به ناو و با اجراي طرح پرواز بيضي شکل ، با تنظيم زاويه دقيق تقرب از سوي خلبان ، انجام مي شود و اولين اجازه فرود را هواپيمايي کسب مي کند که کمترين ذخيره سوخت را داشته باشد . براي کمک به خلبان جهت اجراي يک فرود خوب افسر علايم از طريق راديو و چراغ هاي روي عرشه ناو با ارسال علايم او را راهنمايي مي کند . اگر هواپيما درست در مسير باشد چراغ سبز به خلبان نشان داده مي شود و در غير اين صرت از رنگ هاي ديگر استفاده مي شود تا خلبان اقدام به اصلاح مسير يا لغو و اجراي دوياره آن کند . سيستم نوري لنزهاي اپتيکي فرسنل هم در کنار افسر علايم به خلبان براي فرود کمک مي کند . اين سيستم متشکل از يک سري چراغ و لنزهاي فرسنل است که بر روي يک سکوي پايدار شده توسط ژيروسکوپ نصب شده اند . لنزها باعث تمرکز نور بصورت شعاع هاي باريکي با زواياي مختلفي در آسمان مي شوند . درست زماني که چرخ هاي هواپيما با عرشه ناو تماس پيدا کردند خلبان اهرم گاز را تا آخر فشار داده و قدرت موتورها را با پس سوز به حداکثر مي رساند . چون در صورتي که هواپيما با قلاب ها درگير نشود خلبان بايد بتواند با حفظ سرعت دوباره از روي ناو برخيزد . ناگفته نماند که باند فرود ناو با چهارده درجه انحراف از محور طولي روي عرشه ناو قرار گرفته است
آشيانه هواپپماها
روي عرشه پروازي تعداد کمي هواپيما پارک مي شوند و هواپيماهايي که مورد نياز نيستند به آشيانه فرستاده مي شوند . آشيانه هواپيماها دو طبقه پايين تر از عرشه پروازي قرار گرفته است که با 209 متر طول ، 34 متر عرض و 8 متر ارتفاع امکان جا دادن به بيشتر انواع هواپيماها وهليکوپترها را دارد . آشيانه مي تواند حدود 60 فروند هواپيما ، مخازن سوخت و قطعات يدکي را در چهار بخش خود جاي دهد . براي انتقال هواپيماها به عرشه پروازي از چهار بالابر سريع استفاده مي شود که نيرو هيدروليکي کافي براي بالا بردن دو هواپيماي 35 تني را دارند . قسمت انتهايي آشانه و عقب کشتي هم در اختيار بخش تعمير و نگهداري است که داراي منطقه بازي نيز براي آزمايش موتورها با پس سوز مي باشد . تيپ هوايي مستقر در ناو حدودا از 9 اسکادران تشکيل يافته که جمعا هفتاد تا هشتاد فروند هواپيما را شامل مي شود . اين هواپيماها شامل انواع اف/اي-18هورنت ، اف-14تام کت ، اي-2سي هاوک آي ، اس-3بي وايکينگ ، اي آ-6بي پراولر و هليکوپتر اس اچ-60سي هاوک مي باشند . جالب است بدانيد يک ناو هواپيمابر کلاس نيميتز مي تواند پنجاه جنگنده را جهت اجراي يکصدوپنجاه حمله در روز به پرواز درآورد و در زرادخانه خود بيش از 4000 انواع بمب را دارد 0
خدمه عرشه
به جهت اينکه روي عرشه مشکلي پيش نيايد تمام افراد مسئول روي عرشه لباس رنگ مخصوص شغل خود را در بر مي کنند . ارغواني مسئولان سوخت هواپيما معروف به انگورها ؛ آبي جابجا کننده هاي هواپيماها، مسئولان بالابر ، راننده هاي يدک کش ، پيغام برها و مسئولان ارتباطات ؛ سبز مسئولان کاتاپولت و کابل هاي نگهدارنده ، مهندسان تعمير ونگهداري ، مسئولان فرود هليکوپتر ؛ زرد افسران کاتاپولت و کابل هاي نگهدارنده ، راهنمايان هواپيماها ، افسران جابجايي هواپيماها ؛ قرمز افسران مهمات ، مسئولان عمليات نجات ؛ قهوه اي افسران مسئول هواپيماهاي تيپ هوايي ؛ سفيد بازرسان اسکادران هواپيماها ، افسران علايم فرود ، افسران ناظر و پرسنل پزشکي
تسحيلات تدافعي و تجهيزات راداري
موشک هاي زمين به هواي سي پارو و موشک هاي ضد موشک رم ؛ چهار توپ چرخان 20 ميليمتري با سرعت تير اندازي 3000 تير در دقيقه و برد يک و نيم کيلومتر ؛ سيستم هاي چف و فلر براي منحرف کردن انواع موشک ها و اژدرها ؛ سيستم هاي جنگ الکترونيک و سيستم هاي پيشرفته راداري باندهاي سي و جي و همچنين شناسايي دوست از دشمن
ناوگان کلاس نيميتز ايالات متحده به شرح زيرند
USS Nimitz ( CVN 68( سال ورود به خدمت 1975 اکنون در حال سوخت گيري است )
USS Dwight D.Eisenhower ( CVN 69 ) ( 1977)
USS Carl Vinson (CVN 70) ( 1986
USS Abraham Lincoln (CVN 72) (1989)
USS George Washington ( CVN 73) (1992(
USS John C.Stennis (CVN 74) (1995(
USS Harry S. Truman ( CVN 75) (1998(
USS Ronald Reagan ( CVN 76) (2003(
USS George H.W.Bush (CVN 77 ( در حال ساخت ، سال ورود به خدمت 2009 )
همچنين کلاس جديد ناوهاي CVN 78 که در سال 2007 ساخت آن شروع خواهد شد احتمالا تا سال 2014 وارد خدمت مي شوند که مجهز به سامانه هاي پيشرفته تري هستند و نياز به خدمه کمتري هم دارند . البته ناگفته نماند که ناوهايي علاوه بر کلاس نيميتز هم هم اکنون در حال خدمتند که به سن بازنشستگي رسيده اند مثل کلاس کيتي هاوک ، انترپرايز و جان اف کندي . خوب است بدانيد مأموريت هر ناو 18 ماه به طول وي انجامد . شش ماه براي آماده سازي و تمرين خدمه ، شش ماه عمليات اصلي و شش ماه بعد از بازگشت به بندر اصلي خود . البته در موارد ضروري بارهاي کم حجم توسط هواپيماي باربري سي-2 به ناو منتقل مي شوند . معمولا حد اقل سه ناو هواپيمابر بصورت همزمان در حال آماده باش در اقيانوس ها بسر مي برند . ساخت و بهينه سازي هر کدام از اين ناوهاي هواپيمابر بيش از شش ميليارد دلار براي يانکي ها تمام شده و هزينه عملياتي نگهداشتن هر کدام از آن ها هم در سال به بيش از دويست ميليون دلار هزينه نياز دارد.
