Sulla Gerald Ford (CVN78) debutta il nuovo sistema di lancio EMALS

Un F/A-18E in attesa del lancio sulla base di Lakehurst dove l'US Navy nel 2009 ha installato una catapulta EMALS per le prove a terra / © US Navy
Un F/A-18E in attesa del lancio sulla base di Lakehurst dove l'US Navy nel 2009 ha installato una catapulta EMALS per le prove a terra / © US Navy

Un sistema innovativo destinato a rimpiazzare le ormai vecchie catapulte a vapore installate su tutte le portaerei americane, tutte le unità compresa quelle della classe "Nimitz" sono dotate di quattro catapulte C-13-2 ossia il sistema più attuale di questa tipologia "a vapore", in grado di accelerare da 0 a 260 km/h una massa di 36 tonnellate in una corsa utile di 93 metri. Il sistema EMALS (ElectroMagnetic Aircraft Launch System) è un sistema elettromagnetico per il lancio degli aeromobili elaborato da General Atomics, che rivoluzionerà 60 anni di storia e di lanci.

Un sistema innovativo ma non esente da problemi di messa a punto

Come tutti i sistemi di nuova concezione e ipertecnologici l'EMALS presenta moltissimi vantaggi ma ha anche risentito di problemi di messa a punto che secondo i vertici dell'US Navy stanno per essere risolti. Senza ombra di dubbio la catapulta a vapore è un sistema stracollaudato e soprattutto ciò che ha reso l'aviazione di marina equipollente alle altre forze aeree convenzionali, almeno per quanto concerne tempi di reazione ed efficacia.

Proprio perchè le catapulte a vapore soffrono di alcune limitazioni che l'US Navy ha cercato di trovare soluzioni alternative: una delle limitazioni più rilevanti, riguarda le eccessive sollecitazioni cui le cellule dei velivoli catapultati sono soggette, traducendosi in una drastica riduzione della vita operativa dei velivoli; una altra limitazione è la non idoneità al lancio dei modernissimi UAV, di fatti la catapulta a vapore ha bisogno di un limite minimo di catapultabilità e la massa del drone non è compatibile con questi parametri minimi, a dirla tutta, neanche con i parametri massimi data la tendenza a costruire velivoli pilotati sempre più pesanti e veloci, che a loro volta, risultano altrettanto incompatibili con le prestazioni energetiche delle catapulte a vapore.  Naturalmente la catapulta dal punto di vista logistico è un sistema molto invasivo e ingombrante, richiede un estesa rete di tubature per la raccolta e la distribuzione del vapore, questo si ripercuote anche nella manutenzione che risulta essere impegnativa soprattutto quando può esserci una falla nella cablatura. 


L'EMALS tendenzialmente sfrutta in parte tecnologie preesistenti, basti pensare a quelle utilizzate per i treni a levitazione magnetica. Il sistema è in grado di trasformare in energia cinetica l'energia elettrica fornita dai motori nucleari della portaerei, immagazzinandola nell'accumulatore che alimenterà il motore lineare della catapulta trasformandola grazie al Cycloconverter in energia elettrica ad alta tensione e ad alta frequenza.

(sopra) Due immagini dell'accumulatore / © US Navy

Il motore è composto da quattro componenti principali:

  • un motore a induzione lineare che sfrutta l'energia elettromagnetica per accelerare la "navetta" cui viene agganciato il velivolo, composto da 298 segmenti di 64 cm di lunghezza disposti conformemente sui due lati del percorso della navetta;
  • accumulatore per l'immagazzinamento dell'energia a sua volta composto da quattro alternatori a disco che girano a 6400 giri/minuto ed hanno la capacità di accumulare oltre 120MJ di energia cinetica;
  • il Cycloconverter (Sistema di conversione) che converte l'energia da cinetica a elettromagnetica;
  • un sistema di controllo formato da un gruppo di consolles che controllano e monitorano l'intero processo.
EMALS gli elementi che compongono l'intero impianto / © General Atomics
EMALS gli elementi che compongono l'intero impianto / © General Atomics

Un sistema di lancio elettromagnetico offre in linea di principio molteplici vantaggi rispetto il sistema a vapore: un rilascio di energia costante e soprattutto controllabile, questo permette di ridurre lo stress strutturale degli aerei e soprattutto dell'equipaggio; una maggiore energia per il lancio del velivolo, si stima il 30% in più rispetto la più moderna catapulta a vapore; e soprattutto è un sistema di gran lunga meno invasivo rispetto al precedente, consente di eliminare gran parte delle tubazioni, pompe, valvole, motori ed altri elementi tipici delle catapulte a vapore. Una volta rilasciata l'energia cinetica immagazzinata, l'accumulatore può essere ricaricato in circa 45 secondi e quindi predisponendosi per il lancio successivo. Da alcune prove di lancio effettuate a Lakehurst nell'aprile del 2014, comunque, è emerso un problema che ha fatto storcere il muso ai tecnici della marina statunitense, in pratica l'EMALS sottopone a eccessive sollecitazioni i serbatoi esterni di carburante, l'idea di lanciare gli aerei senza taniche venne scartata a priori, sarebbe andata a discapito dell'autonomia degli aerei, secondo a quanto dichiarato da General Atomics e dai tecnici dell'US Navy che lavorano unitamente al progetto, il problema è risolvibile a livello di software, riducendo le sollecitazioni trasmesse dalla catapulta al momento del lancio, il programma ha accumulato comunque parecchi ritardi e quindi altri problemi che venissero riscontrati durante la messa in opera e le prove a bordo sono ancora un incognita ma l'US Navy prosegue per la sua strada.

La nuova classe "Gerald Ford": classe ipertecnologica

Il protagonista del video non è un F-18 Super Hornet né tantomeno un Prowler, è un semplice cassone a quattro ruote che in gergo viene chiamato "dead load" un "peso morto" un carrello dal peso di circa 7 tonnellate usato per le prove di lancio della catapulta EMALS sulla nuova CVN78 Gerald Ford. Lo scorso maggio la nuovissima ed imponete portaerei ha iniziato un ciclo di prove atte a valutare l'idoneità e soprattutto la compatibilità del nuovo apparato di General Atomics. Le aspettative da parte dell'US Navy sono ambiziose, aumentare l'efficienza dei lanci diminuendo i costi, si stima che il nuovo sistema consenta una riduzione del 30% dell'equipaggio addetto alle catapulte, manutenzione molto più snella e veloce, minore implementazione di infrastrutture, insomma una vera e propria manna dal cielo in questo periodo di riduzione di budget per la difesa. Il Pentagono ha annunciato l'ordine per un set completo di quattro catapulte più il nuovissimo sistema d'arresto AAG (Advanced Arresting Gear) un altrettanto supertecnologico sistema di arresto che permette di frenare la corsa dell'aereo già al momento dell'appontaggio, sempre elaborato da General Atomics. Gli impianti saranno destinati alla CVN79 seconda unità della classe Gerald Ford, che sarà battezzata John F. Kennedy, per un costo di 730 milioni di dollari la cui consegna è prevista nel 2022. Ormai il futuro è prossimo, un nuovo capitolo dell'aviazione navale è iniziato.


Fonti: General Atomics - US Navy 

Autore: Ino Biondo - inobiondo36@gmail.com - @bioino (Twitter)

Subscribe

ARTICOLI CORRELATI

I PRIMI AVIOGETTI SULLE PORTAEREI - L'ERA DEI JET.
I PRIMI AVIOGETTI SULLE PORTAEREI - L'ERA DEI JET.
US Navy: un nuovo radar per i "Legacy Hornet".
US Navy: un nuovo radar per i "Legacy Hornet".
US Navy testa il nuovo missile anti-nave a lungo raggio LRASM sugli F/A-18 Super Hornet.
US Navy testa il nuovo missile anti-nave a lungo raggio LRASM sugli F/A-18 Super Hornet.