Sága rodu Pegasů – 1. část: Od třídy Asheville k hydrofoilům

Autor : Ivan ˝Zajcev˝ Zajac / Zajcev 🕔20.02.2011 📕6.177

Vznik raketových člunů třídy Pegasus se dá vystopovat do 60. let, kdy se začaly postupně spájet dvě rozdílné vývojové větve malých hladinových plavidel US Navy. První větví byly rychlé úderné jednotky, jejichž hlavním určením bylo napadání plavidel protivníka. Ty zaznamenaly v americkém námořnictvu rozmach v dobách druhé světové války v podobě torpédových člunů, stavěných ve velkých sériích. Tato plavidla zaznamenala řadu bojových úspěchů proti nepřátelským lodím. Druhou větví byly exotické jednotky na nosných křídlech, hydrofoily, které nabízely celou řadu operačních výhod proti konvenčním výtlakovým plavidlům. USA se staly průkopníkem v jejich vojenských aplikacích.

Evoluce po válce

Po skončení druhé světové války upadl zájem velení US Navy o malé, rychlé úderné čluny na minimum. Na jedné straně zbyly velké počty nových a relativně málo opotřebovaných plavidel z válečné produkce, pro které však nebylo uplatnění. Časy velkých námořních bitev z Pacifiku totiž byly definitivně minulostí a nový protivník, poválečné VMF, byl zpočátku velmi slabý. Nedalo se očekávat, že by torpédové čluny vedle mohutných námořních leteckých a hladinových sil US Navy a spojenců dostaly nějaký prostor angažovat se v likvidaci nepřátelské flotily. Na straně druhé byly s rostoucí „rudou“ ponorkovou hrozbou v kategorii malých plavidel mnohem potřebnější moderní „stíhače“ ponorek. Během 17 poválečných let tak byly zakoupeny pouhé čtyři torpédové čluny třídy PT 812. V tomto období bylo stále jasněji patrné, že časy torpédových člunů jsou v US Navy definitivně sečteny, a drtivá většina jich byla vyřazena ze služby. Značný podíl na tom měl rovněž technologický vývoj. S příchodem raketové výzbroje byla protilodní torpéda vypouštěná z hladinových plavidel shledána jako málo efektivní přežitek doby a pomalu se od nich upustilo.

Vývoj malých rychlých úderných jednotek US Navy se poté přesměroval na dělové čluny. Od nich se již nevyžadovala schopnost boje s většími hladinovými jednotkami a tato role byla přenechána letounům, ponorkám a větším hladinovým jednotkám. Po torpédových člunech však zdědily průzkumné a hlídkové úkoly, které ostatně již za časů druhé světové války tvořily podstatnou část z jejich nasazení. Rychlé dělové čluny byly dále určeny k boji s malými plavidly protivníka, provádění blokády v pobřežních vodách, podpoře operací speciálních sil v konfliktech nízké a střední intenzity, vysazování agentů a k jiným tajným misím. Změnila se i jejich klasifikace z PT (Patrol Torpedo boat) na PTF (PaTrol Fast craft).

Prvními dvěma čluny PTF byly dvě konvertované jednotky třídy PT 812. S eskalací vietnamské války se však ukázala urgentní potřeba většího počtu plavidel této kategorie. Vzhledem k nedostatku času pro vývoj vlastních jednotek bylo v Norsku počínaje rokem 1962 ve spěchu zakoupeno 20 torpédových člunů třídy Nasty. Tato plavidla s dřevěnými trupy v US Navy nosila výlučně hlavňovou výzbroj složenou z 40mm a 20mm kanonů, 81mm minometů a kulometů. Po nich následovaly čtyři obdobné domácí čluny třídy Osprey, s trupy konstruovanými z lehkých slitin. Standardní výtlak jednotek obou těchto tříd se pohyboval kolem hodnoty 80 tun, plný zase kolem 100 tun.

Dalším stupněm evoluce malých rychlých úderných jednotek US Navy byly dělové čluny třídy Asheville. Na svou dobu šlo o velmi moderní jednotky s pohonnou soustavou, kombinující plynovou turbínu pro vysoké rychlosti a dva diesely pro plavbu ekonomickou rychlostí. Proti předešlým člunům byly podstatně větší a jejich standardní výtlak dosahoval až 225 tun, plný 245 tun. Díky tomu se vyznačovaly velkým dosahem a vysokou ustálenou cestovní rychlostí kolem 37 uzlů (zredukovanou později na 32 uzlů kvůli nadměrnému opotřebení šroubů kavitací). Nárůst rozměrů jim umožnil nést podstatně silnější výzbroj. Od počátku se totiž počítalo, že primárním určením nové třídy bude boj s torpédovými a raketovými čluny sovětské provenience exportovanými tehdy na Kubu, do Severního Vietnamu a do jiných prosovětsky orientovaných zemí. Třída Asheville tak nesla ve své kategorii bezkonkurenčně silnou výzbroj, složenou z rychlopalného 76mm kanonu s automatizovaným radarovým systémem řízení palby, 40mm Boforsu a několika půlpalcových kulometů. Hlavňovou výzbroj potenciálních protivníků přitom často tvořily jen ručně ovládané velkorážní kulomety, nebo nanejvýš kanony ráže 30 mm. Změnu výzbroje a určení podtrhovala i změna klasifikace člunů na PG (Patrol Gunboat).


Dělové čluny třídy Asheville byly přímými předchůdci raketových člunů třídy Pegasus

Jednotky třídy Asheville představovaly nejmenší plavidla v řadách US Navy, schopná nasazení na širém moři. Díky malému ponoru však mohla operovat také na větších řekách. Plavebními vlastnostmi na širém moři výrazně překonávaly čluny předešlých tříd, i když si jejich posádky stěžovaly na nepohodlí při plavbě v rozbouřených vodách. V letech 1966 až 1970 bylo do služby zařazeno celkem 17 člunů třídy. Hlavními operačními oblastmi měly být Karibik, Jihovýchodní Asie a různé země třetího světa, kde se počítalo s jejich nasazením v rámci lokálních válek. Část člunů byla převelena do Středomoří, kde podporovala operace větších plavidel Šestého loďstva. Při nasazení třídy daleko od mateřských základen se podobně jako u torpédových člunů počítalo s operacemi eskader člunů, kterým budou logistickou podporu zajišťovat specializované zásobovací tendry.

Středomořské „tattletales“

Pro jednotky US Navy operující ve Středomoří vyvstala na přelomu 60. a 70. let nová role, která také ovlivnila další vývoj amerických rychlých úderných člunů. VMF v tom období začalo ve větším počtu zavádět do služby nová plavidla vyzbrojená protilodními ŘS, jejichž primárním určením byl boj s páteří hladinových sil US Navy – letadlovými loděmi, respektive jejich operačními uskupeními (CVBG – Carrier Battle Group). Ve Středomoří se stalo praxí, že každé CVBG bylo v mírových dobách sledováno sovětskými plavidly, která neustále podávala informace o jeho poloze. V případě války tak mohla být na základě těchto informací povolána další vzdálenější plavidla a ponorky VMF k provedení útoku. Tyto sledovací operace byly americkou stranou nazývány „tattletales“. Zprvu bylo standardním protiopatřením vyčlenění několika plavidel z eskorty letadlové lodě, která hlídala a sledovala sovětská plavidla a v případě potřeby zajišťovala (mírovými prostředky) jejich odstup od CVBG. Tyto operace, pro které bylo zavedeno slangové pojmenování „counter – tattletales“, však odčerpávaly drahocennou protiletadlovou a protiponorkovou eskortu z CVBG, čímž oslabovaly její ochranu.


Silná dělová výzbroj charakterizovala třídu Asheville. Na přídi je patrný 76mm kanon

Stojí za zmínku, že úderné schopnosti VMF a tím i význam „tattletales“ byly tehdy značně přeceněné. Rozvědka totiž po prvních ruských křižnících Projektu 58 (v kódu NATO Kynda) a 1134 (Kresta I) vyzbrojených protilodními střelami s dlouhým doletem P-35 Progress chybně vyhodnotila, že také jejich nástupci nesou tuto kategorii výzbroje. Protože křižníky Projektů 1134A (Kresta II) a 1134B (Kara) a také menší fregaty Projektu 1135 (Krivak) nesly odlišné kratší OZ, bylo dedukováno, že jsou vyzbrojeny protilodními střelami nového typu SS-N-10 s kratším doletem. Tyto jednotky však byly ve skutečnosti určeny k boji s ponorkami a mýtickými střelami SS-N-10, a v reálu byla striktně protiponorková raketová torpéda RPK-3 Metěl (SS-N-14).

S příchodem nového CNO US Navy admirála Zumwalta do funkce v roce 1970 byly hledány různé alternativy na vyřešení problému sovětských „tattletales“. Tehdy bylo shledáno, že k této roli se mohou hodit právě čluny třídy Asheville, protože disponují odpovídající elektronikou, potřebnou rychlostí, dosahem a výdrží přes dva týdny bez potřeby doplnění zásob. Dále měly čluny díky malým rozměrům malou radiolokační odrazovou plochu, a byly tak Sověty hůře zjistitelné. Jejich posádky jistě nepotěšily úvahy o tom, že jejich případná ztráta by neměla velký dopad na schopnosti US Navy a byly tak do značné míry „spotřebním“ válečným materiálem. Jednotky třídy Asheville, dislokované ve Středomoří, byly zakrátko zkušebně nasazeny v této roli. I když se v ní plně osvědčily, panovala reálná obava, že v případě nutnosti přímé konfrontace s většími a obvykle lépe vyzbrojenými sovětskými plavidly by byly ve značné nevýhodě, protože disponovaly pouze hlavňovou výzbrojí. Kvůli tomuto faktu byla jejich role omezena pouze na průzkum a nemohly provádět případné útoky na sledovaná sovětská plavidla, které by pomohly odvést jejich pozornost od CVBG.


Záběr hydrofoilu USS Hercules ukazuje přechod z výtlakového režimu do plavby na nosných křídlech

Na řešení tohoto problému se však mezitím intenzivně pracovalo. Již v roce 1966 byla na USS Asheville testována varianta PLŘS typu Tartar, upravená do role protilodních střel. Nakonec byly čluny třídy Asheville ve Středomoří vyzbrojeny dvěma OZ pro nové střely Standard, které nahradily záďovou „čtyřicítku“. Celkem nesly čluny čtyři ŘS tohoto typu s dosahem do 74 km.

S čluny třídy Asheville se uzavřel vývoj klasických rychlých útočných člunů v historii US Navy. I přes celkové pochvalné hodnocení jim byly po celou dobu služby vytýkány plavební vlastnosti na širém moři. Třída v tomto ohledu sice představovala velký pokrok proti předešlým torpédovým člunům a jejich dělovým variantám, stále však bylo co vylepšovat. Jednotky třídy byly málo ovlivňovány vlnami do výšky 2,44 metrů, nad tuto hodnotu však byly velmi výrazné jejich jak podélné, tak příčné náklony. Po plavbě na vlnách větších než tři metry (stav moře číslo 5) po dobu 72 hodin byla posádka velmi unavena a prakticky nebyla schopna boje. Náklony zde totiž dosahovaly hodnoty až 65°. V praxi tak musela být jejich ustálená cestovní rychlost omezena z 32 uzlů na kolem 20 uzlů. Zde je však nutno uvést, že ne všude a vždy bývá moře tak rozbouřené. Například ve Středomoří jsou přes 70 % z času vlny menší než 1,5 metru a jen 8 % z času větší než 2,44 metru.

Exotické hydrofoily

Požadavek na zlepšení plavebních vlastností malých plavidel vedl již dříve k hledání jiných platforem než konvečních výtlakových trupů. Za velmi slibné byly v poválečném období považovány hydrofoily, plavidla pohybující se na nosných křídlech. Původní myšlenkou hydrofoilů bylo zvýšení rychlosti cestou redukce odporu trupu na nezbytné minimum. To mělo být dosaženo plavbou, či spíše letem na nosných křídlech, při kterém byl trup celkově mimo vodu a odpor vykazovala pouze samotná křídla a jejich nosné struktury. U hydrofoilů vzniká nosná síla, vyzdvihující trup z vody při zvyšování rychlosti plavidla. Protože voda má zhruba osmsetkrát vyšší hustotu než vzduch, vzniká dostatečně velký vztlak již při mnohem menších rychlostech. Trup hydrofoilu je při plavbě na nosných křídlech vyzdvižen relativně vysoko nad mořskou hladinu a není ovlivňován vlnami, stejně tak jako křídla, která jsou zase ponořena pod hladinou (v případě typu s ponořenými křídly, viz dále). Proto může také malý hydrofoil bez větších problémů operovat na rozbouřeném moři, což je pro malá konvenční výtlaková plavidla, která jsou v takovém prostředí doslova hříčkami vln, nemyslitelné. Obrovskou výhodou hydrofoilu je, že při plavbě na nosných křídlech představuje i na rozbouřeném moři velmi stabilní platformu, což má pozitivní vliv nejen na přesnost dělostřelecké palby, ale třeba také na činnost elektronických systémů a v neposlední řadě na komfort členů posádky. Velikost vln, ve kterých se hydrofoil dokáže pohybovat, závisí od jeho rozměrů, světlé výšky a zejména řídicího systému.


Experimentální hydrofoil USS High Point při plavbě na nosných křídlech

Hydrofoil operuje ve dvou zásadně odlišných pracovních režimech. Než dosáhne kritickou rychlost potřebnou k získání dostatečného vztlaku, operuje jako klasické výtlakové plavidlo s tím rozdílem, že jeho odpor a plavební vlastnosti zhoršují křídla a jejich nosníky. Hydrofoil je proto v tomto režimu pomalejší než stejně velké konvenční plavidlo s identickou pohonnou soustavou. Při „letu“ na nosných křídlech však naopak naplno vyniknou jeho výhody, spočívající v malém odporu, a k plavbě vysokou rychlostí postačuje méně výkonná pohonná soustava. Hydrofoily mají obvykle trupy tvarované po vzoru rychlých kluzáků (tzv. plannig hull), které urychlují jejich přechod do „létacího“ režimu.

Omezením hydrofoilů je jejich optimalizace jen pro určité spektrum rychlostí. Jedná se o plnokrevného sprintera, který však má omezené možnosti operovat při středních rychlostech a nesedí mu ani malé rychlosti. Dále hydrofoil nedokáže absorbovat případný nárůst výtlaku tak jednoduše jako konvenční výtlakové plavidlo. Vztlaková síla, kterou jsou schopna vygenerovat nosná křídla, totiž určuje hmotnost vybavení, které je hydrofoil schopen unést. U klasického plavidla ponoření více zatíženého trupu hlouběji do vody automaticky generuje potřebný nárůst výtlaku. V případě hydrofoilu může být zvětšení vztlaku dosaženo pouze zvýšením rychlosti nebo změnou konstrukce křídel (změna geometrie, aplikace klapek apod.). Stejně tak na druhé straně má hydrofoil problémy při redukci výtlaku, třeba spotřebováním neseného paliva. Omezení podobného typu jsou podobná pro většinu exotických platforem a klasický výtlakový trup je v tomto ohledu mnohem tolerantnější.


Zásadní výhodou hydrofoilů je schopnost udržet vysokou rychlost a stabilitu i při větších vlnách

Další významnou nevýhodou hydrofoilů je složitější konstrukce, vycházející z jejich samotného principu. To zvyšuje pořizovací a provozní náklady a zvětšuje jejich poruchovost.

Pionýrský USS High Point

Koncepce hydrofoilu byla vynalezena ještě před první světovou válkou. Vývoj této platformy za účelem jejího využití v US Navy však začal relativně pozdě, až v roce 1947. V padesátých letech bylo postaveno několik malých experimentálních hydrofoilů, ale prvním skutečným demonstrátorem byl hydrofoil USS High Point.


Trup USS High Point byl postaven ze slitin hliníku, protože ocelový by vážil 2,7krát  více

Plavidlo vzniklo jako reakce na nemožnost vyvinout účinné malé pobřežní stíhače ponorek s konvenčním výtlakovým trupem. Jejich zásadní problém spočíval ve skutečnosti, že hluk generovaný pohonnou soustavou a obtékáním trupu vodou při plavbě rušil nad únosnou mez činnost malých sonarů, které mohla nést tato plavidla, a významně zkracoval jejich dosah. Proto bylo v roce 1958 rozhodnuto, že do studií nových stíhačů ponorek bude zařazena i platforma hydrofoilu. Ta se jevila jako jediný dostupný lék na tento problém i za cenu zvýšení pořizovacích a provozních nákladů. Hydrofoil měl používat sonar pouze při plavbě ve výtlakovém režimu malou rychlostí, kdy vykazoval jen minimální hlučnost. Po zjištění kontaktu se k němu měl přesunout plavbou vysokou rychlostí na nosných křídlech. Propočty ukazovaly, že dosah sonaru by měl být v závislosti na rychlosti plavby, vlnobití a dalších podmínek dva až čtyřikrát větší než u stíhačů s konvečními trupy. Ty totiž neměly možnost sprintu a musely sonar používat průběžně. Navíc hydrofoil nabízel výhodu menší zranitelnosti vůči torpédům.

Na schválení stavby plavidla v roce 1959 měl svůj podíl také zájem vyzkoušet koncepci hydrofoilu i pro jiné kategorie plavidel, nejen pro stíhače ponorek. Jeho vývoj a stavba pod označením PC(H)-1 byly svěřeny firmě Boeing. Jednalo se o první plavidlo US Navy, jehož primární pohon tvořily plynové turbíny. Ty byly vzhledem ke kompaktnosti a malé hmotnosti při vysokém výkonu ideálním pohonem pro malá plavidla. PC(H) byl při plavbě na nosných křídlech poháněn dvěma britskými turbínami Proteus. Ty prostřednictvím takzvaných Z-náhonů, v podstatě hřídelů propojených dvěma pravoúhlými převodovkami poháněly dva páry protiběžných šroubů umístěných v gondolách. Pro plavbu ve výtlakovém režimu byl určen diesel Packard, pohánějící samostatný šroub.


USS High Point byl optimalizován pro plavbu vysokou rychlostí při vlnobití, odpovídající stavu moře číslo 5

Projektanti firmy Boeing použili řadu řešení z leteckého průmyslu. USS High Point využíval tzv. ponořené nosné plochy v konfiguraci typu kachna. Většinu nosné síly, až 70 %, generovala hlavní zadní křídla, přední plochy byly hlavně stabilizátory. Tato konfigurace umožňovala přesunutí těžké pohonné soustavy a tím i těžiště plavidla směrem k zádi plavidla a uvolnění středu trupu, který byl při plavbě nejméně ovlivňován pohyby pro sonar, řídicí a ubytovací prostory. Dále umožňovala použít krátké hřídele pohonu a krátké výfuky plynových turbín, které generovaly dodatečný tah. Řídicí systém byl adaptací pokročilých leteckých aktivních autopilotů, protože řídicí prvky hydrofoilu měly obdobnou funkci. Řídicí plochy na předních křídlech kompenzovaly výchylky výšky přední části trupu nad mořem, plochy na zadních křídlech zase podélné a příčné výkyvy. Pro demonstrátor byl zvolen subkavitační profil nosných křídel, optimální pro rychlosti 40 až 50 uzlů. Nad tuto hodnotu se začíná na křídlech projevovat kavitace, otrhávají se proudnice a dochází k poklesu vztlaku. Řešením je superkavitační profil, který však byl zavrhnut jako příliš komplikovaný.

Foto: US DOD

Uveřejněno s laskavým svolením autora.
Vyšlo v časopise Military revue 1/2010 vydavatelství Naše Vojsko

Autor : Ivan ˝Zajcev˝ Zajac / Zajcev 🕔20.02.2011 📕6.177

Komentáře Disqus

Komentáře Facebook

Sociální sítě

Reklama

Poslední komentáře