Los portaaviones clase Gerald R. Ford son el primer nuevo diseño de portaaviones desde la entrada en servicio del Nimitz en 1975. Durante los próximos 50 años serán el núcleo de la US Navy. Conoce sus principales características, nuevos sistemas y avanzado diseño.
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Indice
Diseño
A comienzos del siglo XXI era evidente para la US Navy que el diseño de los portaaviones clase Nimitz había alcanzado el límite de capacidad de incorporar nuevos sistemas. Los dos problemas principales eran la limitada capacidad para generar energía eléctrica y haber llegado al límite de peso admitido por el casco sin afectar a su estabilidad.
El denominado proyecto CVNX analizó diferentes configuraciones para la nueva generación de portaaviones (incluyendo opciones de propulsión convencional). El proyecto evolucionó al CVN-21 (portaaviones nuclear para el siglo XXI). La idea original era ir probando las nuevas tecnologías de forma escalonada en 3 nuevos portaaviones. El primero sería el CVN-77 que iba a ser el último buque de la clase Nimitz. Los dos siguientes serían los denominados CVNX-1 y CVNX-2. Finalmente se decidió que el CVN-77 George Bush sólo tuviera pequeñas mejoras (como una isla rediseñada) y que todas las nuevas tecnologías se integrarán en el futuro CVN-78.
Todos los cambios y nuevos sistemas incluidos en el diseño tenían por objeto aumentar la eficacia en la operación de los aviones embarcados (aumentando el número de salidas diarias), reduciendo el coste de operación y mantenimiento, así como la tripulación necesaria. En total, los buques de la clase Ford disponen de 23 sistemas principales nuevos o muy mejorados respecto a los anteriores portaaviones clase Nimitz. La tripulación se espera poder reducirla entre 500 y 900 personas.
El diseño y construcción del buque fue adjudicado a Northrop Grumman Newport News (actualmente Newport News Shipbuilding, una división de Huntington Ingalls Industries), en Virginia. Este astillero es el único de Estados Unidos con capacidad para construir portaaviones. Se han autorizado la construcción de 3 nuevos portaaviones de la clase Ford, planeando un total de 10. Estos buques reemplazaran a los 10 portaaviones clase Nimitz, estando planificado que el último miembro de esta clase, el George H. W. Bush (CVN-77) estará en servicio hasta el 2058.
El primer buque de la clase es el USS Gerald R Ford (CVN-78). El corte de la primera chapa se realizó el 11 de agosto de 2005 y la puesta en quilla el 13 de noviembre de 2009. La puesta a flote se realizó el 17 de noviembre de 2013. Entró en servicio el 22 de julio de 2017. El Ford sustituyó al Enterprise (CVN-65), que fue dado de baja tras más de cinco décadas de servicio activo en 2017.
La segunda unidad de la serie es el USS John F Kennedy (CVN-79). El 22 de agosto de 2015 se realizó la puesta en quilla y fue puesto a flote el 29 de octubre de 2019. Su entrada en servicio está prevista para julio de 2025. Reemplazará al Nimitz (CVN-68).
La tercera unidad es el USS Enterprise (CVN-80). Fue puesto en quilla el 5 de abril de 2022 y el plan actual es botarlo en 2025 para que entre en servicio en 2028. Utilizará acero obtenido del desguace del anterior Enterprise. Reemplazará al Eisenjower (CVN-69).
La cuarta unidad es el USS Doris Miller (CVN-81). El programa actual es poner la quilla en el 2026, botarlo en el 2029 y ser puesto en servicio durante el 2032. Reemplazará al Carl Vinson (CVN-70).
Hay una quinta unidad prevista, sin nombre asignado aún. Entraría en servicio el 2036 para sustituir al Roosevelt (CVN-71)
El Ford tiene el récord de ser el buque de guerra más caro construido. En 2005, se estimó que costaría al menos 8.000 millones de dólares, sin contar los 5.000 millones gastados en investigación y desarrollo. Un informe de 2009 afirmaba que el Ford costaría 14.000 millones de dólares incluyendo investigación y desarrollo. El coste real del propio portaaviones sería de 9.000 millones. En 2023, el incremento del coste se había disparado hasta los 13.027 millones de dólares, consecuencia de todos los cambios y reparaciones necesarios para subsanar los defectos encontrados durante las pruebas.
Durante el largo periodo que ha necesitado el Ford hasta poder ser declarado operativo, se han realizado numerosos cambios, especialmente en las catapultas EMALS. Todos estos cambios, junto a otras mejoras serán aplicadas a las siguientes unidades de la clase.
Características
El desplazamiento a plena carga alcanza las 100.000 toneladas. La eslora máxima es de 333 metros y de 317 metros en la línea de flotación. La manga máxima es de 78 metros (41 en la línea de flotación) y el calado de 12 metros. El diseño del casco es similar al de los portaaviones de la clase Nimitz, con el mismo número de cubiertas.
Como ya hemos comentado, los principales cambios en el diseño realizados en el Ford respecto de la clase Nimitz están encaminados a:
- Aumentar el número de salidas diarias del ala embarcada.
- Optimizar y reducir el número de tripulantes necesario para operar el buque y los aviones embarcados.
- Reducir los gastos de operación y mantenimiento a lo largo de la vida del portaaviones.
El número de salidas diarias es quizás el indicador más importante de un portaaviones, ya que define la capacidad de operar aviones que es la característica principal de este tipo de buques. De forma simplificada lo podemos definir como el número de salidas operativas que el portaaviones es capaz de llevar a cabo en un solo día. Una salida operativa supone despegar, realizar la misión asignada, volver al buque, tomar en él y dejar el avión listo para la siguiente misión.
El objetivo que estableció la US Navy para la nueva clase de portaaviones era de 270 salidas por día como máximo por un tiempo limitado y 160 al día durante 30 días consecutivos. En comparación, los portaaviones de la clase Nimitz alcanzaban 240 y 120 respectivamente.
A simple vista, la principal diferencia del Ford respecto a los Nimitz es el menor tamaño de la isla, estando situada 42 metros más a popa y un metro más cerca del borde de la cubierta. Sin embargo, es 6 metros más alta. Es un diseño nuevo que integra las antenas fijas de los radares principales.
Otra de las diferencias más evidentes es la estructura de la cubierta de vuelo. El diseño se ha optimizado para mejorar la operación de las aeronaves. El número de ascensores para mover los aviones entre el hangar y la cubierta de vuelo se ha reducido a tres. Dos de ellos están a estribor delante de la isla y el tercero está a babor a la altura de la isla. La superficie de la cubierta de vuelo llega a los 20.234 m2. Estos cambios permiten aumentar el número de zonas de estacionamiento de aeronaves.
Los puntos de reabastecimiento de combustible y rearmado de los aviones también se han mejorado, creando ubicaciones centralizadas en la cubierta para realizar estas operaciones.
Los ascensores de munición llevan las bombas y misiles desde los polvorines hasta las zonas de manipulación y ensamblaje de armas en la cubierta de nivel 02 (por debajo de la cubierta de vuelo). Otros ascensores suben la munición ya preparada a la cubierta de vuelo.
En total hay 11 de estos ascensores, denominados AWE (elevador avanzado de armas). Su capacidad es de 10.896 kilogramos con una velocidad de 45,8 metros por segundo. Es uno de los sistemas que más problemas ha dado durante la puesta a punto del buque.
El recorrido que sigue la munición desde los polvorines hasta los puntos de rearme se ha optimizado para que no cruce ninguna de las zonas de movimiento de las aeronaves.
Las catapultas siguen siendo cuatro, dos a proa y dos en el costado de babor, del nuevo tipo EMALS. En los Ford, la catapulta Nº 4 (la situada más a babor) no tiene limitaciones en el peso de lanzamiento de los aviones. Los cables de frenado son 3, usando el nuevo sistema AAG.
Catapultas Emals
Para evitar todos los inconvenientes de las catapultas de vapor, la US Navy comenzó a desarrollar las catapultas electromagnéticas o EMALS (Electromagnetic Aircraft Launch System, en castellano sistema electromagnético de lanzamiento de aviones). Han sido desarrolladas por la empresa General Atomics.
El cilindro que arrastra el avión por el rail ya no es empujado por vapor, sino por un motor lineal de inducción. El motor lineal de inducción es un motor eléctrico que produce un desplazamiento longitudinal. La longitud de las EMALS es de 91 metros y tiene una capacidad máxima de lanzamiento de 45.400 kilogramos a 130 nudos (240 km/h).
Uno de los desafíos técnicos de las EMALS es acumular toda la energía eléctrica necesaria para lanzar el avión en 2-3 segundos. Para conseguirlo se usan cuatro volantes de inercia, cada uno capaz de 121 MJ, necesitando unos 45 segundos para almacenar esa energía del sistema eléctrico del barco.
Las ventajas de las EMALS son muchas, aunque al ser una tecnología tan novedosa, muchas de ellas tienen que demostrarse:
- Menor mantenimiento y facilidad de operación al ser un sistema eléctrico. No se necesita generar grandes cantidades de vapor ni hay que mantener sistemas de alta presión. Se necesita un 25% menos de personal para su operación.
- El peso es un 50% inferior y volumen un 60% respecto a una catapulta de vapor.
- Su eficiencia energética es del 90%, comparado con el 5% de una catapulta de vapor.
- Mayor capacidad de lanzamiento.
- Gran precisión de la fuerza empleada para el lanzamiento, lo que permite lanzamientos más lineales y menos exigentes con las células de los aviones. Este control permite lanzar desde el F-35C a drones con un peso muy inferior.
El primer lanzamiento se produjo el 28 de julio de 2017. Sin embargo, su puesta a punto ha sido más costosa y dilatada de lo previsto, teniendo numerosos problemas de fiabilidad.
AAG
El AAG (Advanced Arresting Gear, en castellano equipo de detección avanzado) es la evolución usando nuevas tecnologías de los cables de frenado. Como las catapultas EMALS, también ha sido desarrollado por la empresa General Atomics. El cable y la transmisión no varían respecto al antiguo sistema Mk-7. La principal diferencia es el nuevo mecanismo de absorción de energía consistente en una turbina hidráulica acoplada a un motor de inducción eléctrico. La energía del cable de frenado es transmitida a esta turbina. La gran ventaja sobre el Mk-7 es que es un sistema muy preciso y que se puede adaptar fácilmente a un gran rango de pesos, desde los F-35C a drones mucho más ligeros. Adicionalmente permite operar con aviones más pesados que el Mk-7 necesitando un mantenimiento menor. El AAG, como los EMALS, ha necesitado un largo periodo de puesta a punto.
Propulsión
Otro de los grandes cambios respecto a los Nimitz es el uso de un nuevo modelo de reactor nuclear. El Ford cuenta con dos reactores nucleares A1B, fabricados por la empresa Bechtel Marine Propulsion Corporation, que proporcionan la energía necesaria para propulsar el portaaviones y proporcionar electricidad a todos los servicios de a bordo. Estos reactores son más avanzados y eficientes que los A4W utilizados en los portaaviones anteriores de la clase Nimitz. Aunque no hay cifras oficiales, se estima que son capaces de generar un 25% más de energía que estos, situándose su capacidad en 700 MW térmicos. Esta capacidad les permitirá generar 125 MW de corriente eléctrica y 350.000 cv en vapor para las turbinas (por cada reactor). El nuevo reactor tiene aproximadamente la mitad de válvulas, tuberías, bombas principales, condensadores y generadores. Esto reduce el mantenimiento y el personal necesario para operar el sistema.
El nuevo portaaviones es está más electrificado, con sistemas que anteriormente usaban vapor, como cocinas o lavanderías ahora usan sistemas eléctricos. Un factor determinante en el diseño de la planta motriz es el uso de las catapultas EMALS. Por este motivo, no hay necesidad de generar y mover a las catapultas grandes cantidades de vapor por lo que se reducen los generadores necesarios y los circuitos para transportarlo. Esto simplifica el mantenimiento y reduce el personal necesario para la operación.
Para hacer frente a estos requerimientos, el Ford genera un 250% más de electricidad que los Nimitz. El sistema de distribución de corriente también es un diseño nuevo, de tipo zonal que mejora la resistencia a daños y es más ligero que los diseños anteriores.
El buque está propulsado por cuatro turbinas de vapor que accionan cuatro hélices. La potencia publicada de estas turbinas es de 280.000 cv.
La velocidad máxima es un dato clasificado. La cifra oficial es de más de 30 nudos. La autonomía del buque es prácticamente ilimitada, ya que los reactores sólo se tienen que recargar cada 25 años.
Electrónica
El radar principal es el DBR (dual band radar, radar de doble banda) compuesto por el SPY-3 MFR (Multi-Function Radar) y el SPY-4 VSR (Volume Search Radar). Este sistema reemplaza a varios radares diferentes usados por la clase Nimitz. El DBR ha sido desarrollado y producido por Raytheon.
El SPY-3 es un radar AESA (Active Electronically Scanned Array, en castellano lo podemos traducir como matriz de barrido electrónico activo) en banda X. Es un radar multifunción con 3 antenas cubriendo cada una de ellas un sector de 120º. El SPY-4 también es un radar AESA con 3 antenas, pero en banda S (frecuencia de 2 a 4 GHz).
El SPY-4 es el encargado de la exploración aérea y control de tráfico aéreo, mientras que el SPY-3 se encarga del seguimiento de blancos, guiado de misiles, búsqueda en superficie y navegación. En su modo de operación habitual, los datos de los blancos detectados por el SPY-4 son transferidos al SPY-3 para que realice su seguimiento y en caso necesario guíe los misiles para su destrucción.
Es un sistema completamente automático, estando ambos radares controlados por el mismo conjunto de procesadores, superordenadores comerciales de IBM adaptados para su uso militar.
El DBR originalmente fue desarrollado para los destructores clase Zumwalt, pero los retrasos sufridos en su desarrollo y su alto coste hicieron que sólo se instalará el SPY-3 en estos destructores. En las unidades siguientes de la clase el nuevo radar SPY-6 reemplazará al SPY-4, siendo el Ford el único barco que finalmente utilice éste radar.
Como complemento al DBR hay un radar de navegación y un radar SPN-41 para la ayuda al aterrizaje.
El sistema de guerra electrónica es el SLQ-32(V)4 y el de engaño contra torpedos el SQL-25A Nixie.
El sistema de combate es el Integrated Warfare System, dotado del sistema de autodefensa SSDS Mk 2 Mod 6 y CEC (Cooperative Engagement Capability). Está altamente automatizado. Dispone de enlace de datos tipo 11, 16 y 22.
Armamento
El armamento embarcado por este portaaviones es eminentemente defensivo. Básicamente es el mismo que portan los portaaviones de la clase Nimitz actualmente.
Dispone de dos lanzadores Mk-29 para misiles RIM-162 ESSM (8 misiles por lanzador) y dos lanzadores Mk-40 para misiles RIM-116 RAM (21 misiles por lanzador). Como última defensa contra misiles tiene tres montajes artilleros Phalanx de 20 milímetros.
Para hacer frente a amenazas asimétricas usa cuatro cañones Mk-38 de 25 milímetros y cuatro ametralladoras de 12,7 milímetros. El Phalanx también puede hacer frente a este tipo de amenazas.
El portaaviones puede transportar hasta 90 aviones. Actualmente opera el F/A-18E/F Super Hornet, el E-2D Advanced Hawkeye de alerta temprana, el avión de ataque electrónico EA-18G Growler, helicópteros MH-60R/S, y el avión de transporte logístico C-2.
El F-35C (la versión embarcada para ser lanzado por catapultas y aterrizar mediante cables de frenado), tras el retraso en su puesta operativa sufrido por este avión, aún no ha sido validado para su uso en el Ford, pero lo será en el futuro. Otro aparato que operará próximamente desde el Ford es el convertiplano CMV-22B, reemplazo del C-2 como aparato de transporte logístico.
Ha habido que esperar hasta marzo de 2023 para que el Ford realizará su primer despliegue con una ala aérea embarcada completa. La unidad asignada ha sido la Carrier Air Wing 8. Esta unidad está compuesta por 9 escuadrones:
- VFA 37 Raging Bulls dotado con F/A-18E.
- VFA 213 Blacklions dotado con F/A-18F.
- VFA 87 Golden Warriors dotado con F/A-18E.
- VFA 31 Tomcatters dotado con F/A-18E.
- VAQ 142 Gray Wolves dotado con EA-18G.
- VAW 124 Bear Aces dotado con E-2D.
- VRC 40 (destacamento) Rawhides dotado con C-2A.
- HSM 70 Spartans dotado con MH-60R.
- HSC 9 Tridents dotado con MH-60S.
El número de aeronaves embarcadas puede ascender a 76 con:
- 48 F/A-18.
- 7 EA-18G.
- 5 E-2D.
- 2 C-2A.
- 11 MH-60R (5 en los escoltas del grupo de combate).
- 8 MH-60S.
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