Type-003 bzw. Carrier 003 (ex 002) - Katapult-Träger für China im Bau

Diskutiere Type-003 bzw. Carrier 003 (ex 002) - Katapult-Träger für China im Bau im Wasserfahrzeuge Forum im Bereich Land- und Wasserfahrzeuge; die Schiffe waren zur Renovierung erst etwa 15 Jahre "jung" (von >alt< oder >überholungsbedürftig< kann man bei der Pflege, die in der PLAN...

Sczepanski

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Welchen Sinn macht es, aus einem alten Zerstörer eine Maschinenanlage auszubauen ...
die Schiffe waren zur Renovierung erst etwa 15 Jahre "jung" (von >alt< oder >überholungsbedürftig< kann man bei der Pflege, die in der PLAN betrieben wird, eigentlich nicht reden)
Ich kann mir gut vorstellen, dass die Maschinenanlage (oder zumindest die Kessel) aus den Zerstörern ausgebaut wurden, dass sie renoviert wurden, und das sie anschließend wieder eingebaut wurden.
- bei der Kuznetsov waren die Kessel älter, ungepflegt und (tut mir leid, das sagen zu müssen) total vergammelt - und ein Kesselausbau kann dann eigentlich gleich zum Einbau einer neuen Anlage führen

Bilder aus dem Maschinenraum der Admiral Kuznetsov und der Liaoning im Vergleich

 
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Vielleicht entstand der Wunsch, die Kessel zu inspizieren und warten, nachdem man die Maschinenanlage der Liaoning aufgearbeitet hatte? Ich denke, Liaoning hat mittlerweile mehr Meilen gelaufen als Kuznetsov. Und das bis auf einen berichteten kleineren Zwischenfall im Unterschied zur Kuznetsov störungsfrei.
 

D-HUBI

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Trotzdem bleibt die Leistung der Antriebsanlage aber ja gleich ... 100.000PS oder 200.000PS, wobei diese Leistung wohl auch die Leistung im optimalen Wartungszustand darstellt!?
 
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Wenn eine Antriebsanlage unterdimensioniert oder ein Rumpfdesign nicht für schwere See geeignet ist, erfährt man es als Zivilist wenn überhaupt erst sehr spät. Die Geheimhaltung bei militärischem Gerät dient überwiegend nicht dazu, Stärke zu verbergen, sondern Schwächen zu verdecken.
 
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das sieht jedenfalls nach neuen Maschinenanlagen aus
So sehe ich das auch. Und zwar nach Maschinenanlagen, die ein modernes Kriegsschiff mit viel elektrischer Energie versorgen können, genau so wie es die USA mit der Neudimensionierung bei der Ford-Klasse gegenüber der Nimitz-Klasse gemacht haben.

Ich kann mir nicht vorstellen, dass die Chinesen eine Situation wie die Argentinier oder Brasilianer erleben wollen, wo der eigene Flugzeugträger nicht mehr auslaufen kann, weil man die Maschinenanlage nicht selber beherrscht.
 

alois

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Wenn die Chinesen wirklich auf EMALS- Katapulte setzen, umgehen sie damit auch gleich das Problem mit den Begrenzungen der Antriebsanlage, da EMALS mit Strom betrieben wird und dem Strom ist es halt egal, wo er erzeugt wird, eine Gasturbine zur Stromerzeugung für das EMALS kann man da im Schiff unterbringen, wo Platz ist und wo die Lage zur Luftzuführung ideal ist. Die Dampfturbinenanlage dient dann alleine dem Vortrieb des Schiffes.
So ganz egal ist das nicht, denn die Gasturbinen brauchen auch ihren Platz. Dieser Platz muss dann bei was anderem abgezwackt werden, entweder kleinere Magazine, oder weniger Sprit für die Flugzeuge. Auf den Ami-Trägern sind die Magazine von Klasse zu klasse ständig größer geworden. Weniger Sprit bedeutet auch weniger Flugstunden bis zum nach tanken, was die Flexibilität im Einsatz stört. Kleiner Vergleich. Die Admiräle haben sich mit Einführung der Düsenflugzeuge beschwert, dass ihre Flieger mit dem Sprit weniger in der Luft bleiben konnten. Während ein Flugzeug im 2.WK im Schnitt für 9 Stunden Flugzeit Sprit an Bord hatte, waren es mit Einführung der Düsenflugzeuge nur noch 3,6 Stunden auf dem gleichen Flugzeugträger. Das bedeutete auch ein umplanen der Flugbewegungen und Einsatzverfahren auf den Trägern. Jede Veränderung auf einem Träger erkauft man sich mit einer anderen Änderung.

Die EMALS werden wohl schwerer werden als die Dampfkatapulte, die übrigens damals u.a. auch deswegen bei den Amis eingebaut wurden, weil sie leichter als vergleichbare hydraulische Katapulte waren. Das ganze elektrische Gedöns, wie die Linearmotoren entlang des ganzen Katapult, wiegt und braucht Platz, dazu noch der Stromspeicher. Das war auch mit ein Grund für das größere Gewicht der Ford Klasse gegenüber ihren Vorgängern. All das Zeug bringt Gewicht, ohne, dass ein Träger größer werden muss. Wenn 003 EMALS bekommt, dann wird der Pott deutlich schwerer werden als die Liaoning. Dazu muss die gar nicht mal wesentlich größer werden. Mehr Gewicht auf Deck bringt Probleme wegen des Topgewichtes und muss unten ausgeglichen werden. In der Regel muss unten mit rund doppelt so viel Gewicht ausgeglichen werden, als oben hinzu kommt. Bei 003 könnte es eine neue, schwerere Maschinenanlage sein. Das ist das Dilemma der Planer von Flugzeugträger. Das alles kann man, wen wunderts, bei Norman Friedman nachlesen.
 
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Bei 003 könnte es eine neue, schwerere Maschinenanlage sein.
Eigentlich dann keine Gasturbine. Oder der Rumpf muss aus Stabilitätsgründen in der Wasserlinie breiter werden, damit die Decksüberhänge bleiben können. Nach einem Kogge-ähnlichem breiten Rumpf wie bei der QE2 sieht es aber nicht aus, was wir im Trockendock sehen können.
 

alois

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Ja, eins von beiden. Durch den größeren Strombedarf vom EMALS wird die Maschinenanlage wohl eh größer werden, allein weils größere Generatoren braucht. Die Frage ist dann, was opfert man dafür an Platz an anderer Stelle? Oder man macht den Rumpf einfach ein bisschen größer. Einfach breiter machen ist nicht gut wegen dem l:d Verhältnis, weil man dann im Verhältnis mehr Antriebsenergie braucht. Bei der Ford hat man sich z.B. für ein bisschen größeren Rumpf entschieden, unter Beibehaltung des gleichen l:d Verhältnisses und Form der Vorgänger. Vorteil war ein etwas niedriger Tiefgang, der etwas Reserve für spätere Ausbauten liefert, die eh kommen werden. Eine ähnliche Lösung könnte man auch für 003 gehabt haben.
 
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Ich denke, das Wasserlinienmaß von ~ 295 * 40 Meter reicht aus, eine gut dimensionierte Antriebsanlage zu beherbergen. Ob es Dampfkatapulte oder EMALS wird ist egal, es muss die gleiche Menge Energie bereitgestellt werden. Dampfkatapulte speichern in Druckgefäßen zwischen, EMALS in Schwungrädern.
 

alois

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Die Forrestals hatten bei ähnlicher Dimension ja auch genug Energie für die Katapulte. Ist auch eine Frage der Kesseltechnik. Übrigens, die beiden ersten Forrestals hatten Kessel mit weniger Druck, weil die zeitlich auf Kante geplant wurden. Die beiden Nachfolger hatten einen um rund ein Viertel höheren Druck und damit auch mehr Leistung. Das führte dazu, dass sie für den vollumfänglichen Katapultbetrieb nicht mehr ihre Geschwindigkeit reduzieren mussten. Es geht also und es ist Luft nach oben, je besser die Technik ist. Der 1143.5 Entwurf (also Liaoning) hat nur keinen Raum für einen Speicher vorgesehen. Der Platz muss also irgend wo abgezwackt werden.
 

alois

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Da fällt mir noch was ein. Die Katapulte brauchen zusätzliches Personal. Wo sollen die dann unterkommen? Das Schiff wird also voller, also enger für die Besatzung.
 
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Man kann Bewaffnung auf die Begleitschiffe verlagern. Ein Flugzeugträger braucht nur Abwehr für den unmittelbaren Nahbereich.
 

D-HUBI

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Hier wird immer von einer komplett neuen schwereren Antriebsanlage ausgegangen, ohne dass auf die Technik und die Sinnhaftigkeit einer solchen neuen Antriebsanlage eingegangen wird.

Die Dampfturbinenanlage aus Liaoning/Shandong ist russischem Designs/Ursprungs und stellt mit Sicherheit die Endstufe der russischen Entwicklungslinie von Dampfturbinen dar, da Dampfturbinenanlagen heute - weil nicht mehr zeitgemäß - nicht mehr entwickelt und verbaut werden. Eine Dampfturbinenanlage hat eine designmäßig definierte Leistung, deutlich über diese Leistung hinaus ist ein Leistungstuning nicht möglich ... bestes Beispiel die US-Flugzeugträger von CV-59 - CV-67, die alle die gleiche für die Forrestal-Klasse entwickelte Dampfturbinenanlage (mit der gleichen PS-Leistung) hatten, bei dem ersten Schiff wie gesagt noch nicht in der endgültigen Ausbaustufe.
Da wie gesagt, die Antriebsanlage russischem Designs in den ersten beiden Trägern die Endstufe dieser Entwicklungslinie darstellt. müssten die Chinesen also quasi eine komplett neue Dampfturbinenanlage nur für 2 oder 4(?) Träger entwickeln, das Endziel ist ja der Atomträger.
Die Frage ist, warum die so kosten- und effizienzbewussten Chinesen das tun sollten ... das sollte man mal erklären, wenn man von einer komplett neuen Antriebsanlage spricht.

Über Alternativen zu einem Dampfturbinenantrieb kann man gerne diskutieren, wobei man sich wohl einig ist, dass der neue Träger mit ziemlicher Sicherheit, keinen Atomantrieb erhalten wird, da dieser noch nicht entwickelt/erprobt ist und von 8(?) U-Boot-Reaktoren geht wohl auch keiner aus.
Es bleibt dann in der erforderlichen Leistungsstufe nur ein Gasturbinenantrieb oder ein elektrischer Antrieb!? Nach beidem sieht der Träger auf den bisherigen Bildern aber nicht aus. Gerade auf Flugzeugträgern bedingen die Luftzuführungen zu den Gasturbinen ein spezielles Design, da ja der Flugzeug-Hangar den Luftzuführungen im Wege steht, siehe alle modernen Kleinträger bis zur großen QE-Klasse.

Ergo ergibt sich für mich die Schlussfolgerung, dass Träger 003 mit hoher Wahrscheinlichkeit die gleiche Antriebsanlage wie Liaoning und Shandong erhalten wird. Da der Träger in jedem Fall schwerer werden wird und wohl auch ein wenig größer, müssen die Chinesen den richtigen Kompromiss zwischen Größe und der zu erwartenden Geschwindigkeitsreduzierung finden. Letztlich wird sich der neue Träger m.M.n. was den Rumpf angeht wohl optisch nicht von der Shandong unterscheiden. d.h. den eventuellen Größenzuwachs wird man, nur auf dem Maßband sehen. Meiner Ansicht nach ergibt sich ein Längenzuwachs an der Wasserlinie allein aus der Tatsache, dass wenn man die gleiche Decksgröße wie Shandong auf eine Flachdeckträger überträgt, d.h. bildlich gesprochen, die Rampe nach unten biegen würde, der Überstand des Trägerdecks vorne zu groß für eine vernünftige Seefähigkeit werden würde.

Letztlich weiß hier auch keiner, mit was für einem Katapultanteil an der Startleistung die Chinesen kalkulieren ... es müssen nicht unbedingt die Werte der USA sein ... liegt der Katapultanteil höher kann man auch mit eine gewissen Geschwindigkeitsreduktion gut leben.
 

Sczepanski

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Hier wird immer von einer komplett neuen schwereren Antriebsanlage ausgegangen, ohne dass auf die Technik und die Sinnhaftigkeit einer solchen neuen Antriebsanlage eingegangen wird. ...
Dass bei 003 keine gebrauchten Anlagen eingebaut werden - sollte klar sein, und dass die Dampfturbinen ausgereizt sind, ist wohl auch unbestreitbar
Die alten Dampfturbinen dürften also nur bei Schiffsbauten infrage kommen, die den Nachteil der alten Antriebe verkraften können. M.E. werden Schiffe, die lediglich im (erweiterten) küstennahen Vorfeld unter dem Schutzschirm einer landgestützten Luftflotte operieren, mit diesen Nachteilen leben können.
Anders sieht es bei Schiffen aus, die "out of aerea" operieren sollen.

Fraglich ist, was dann stattdessen an Antrieb kommt.

Nun also zur Technik und Sinnhaftigkeit von neuen Antriebsanlagen:

1. Entwicklungstrend:

Diesel standen im WW II erst am Anfang ihrer Entwicklung. Die 8 MAN doppeltwirkende Zweitakt-Diesel der Admiral Graf Spee (186,0 m (Lüa) 181,7 m (KWL); 21,65 m b., TG 7,35 m) hatten damals den Kreuzer auf 28,5 kn beschleunigt - und das mühsame Anheizen der Kessel zur Dampferzeugung, das entsprechende Zeit benötigte, konnte unterbleiben. Die Diesel waren "auf Knopfdruck" startbereit und konnten sofort hochgefahren werden.

Nun mag man einwenden, dass das alte Panzerschiff deutlich geringere Abmessungen als die neu gebauten Träger haben.

Aber auch im zivilen Schiffsbau werden die Schiffe immer größer - und schneller, denn auch im Seetransport gilt: "Zeit ist Geld". Da haben lediglich die hohen Spritpreise in den letzten Jahrzehnten zu einer wirtschaftlicheren Betrachtungsweise und einer Reduzierung des Spritverbrauchs durch geringere Durchschnittsgeschwindigkeiten geführt. Wobei sich China, Japan und Südkorea ein "Wettrennen" um die Bauaufträge liefern.
Seit Ende der 1970er-Jahre wurden wegen der hohen Rohölpreise und des Verzichts auf die sehr hohe Geschwindigkeit von 28 Knoten allerdings fast alle turbinenangetriebenen Containerschiffe auf Dieselmotorantrieb umgebaut, da diese erheblich weniger Brennstoff verbrauchen. Die gängige Dienstgeschwindigkeit fast aller großen Containerschiffe lag dann bei 24 Knoten.
Die Emma Mærsk Klasse von Containerschiffen mit 397,71 m (Lüa), 56,40 m b und max. 16,50 m TG ist größer als so mancher Träger - auch des Neubaues von 003. Diese Containerschiffe verfügen über 1 × Wärtsilä/Sulzer 14RT-flex96C-Dieselmotor und 2 × Siemens-Elektromotoren, die zusammen 80.080 kW (108.878 PS) erreichen und das Schiff auf 27 kn (50 km/h) bringen.
Die derzeit größten Containerschiffe, die in Südkorea gebaute MSC Megamax-24, MSC-22.000-TEU-Klasse, beziehungsweise MSC-23.000-TEU-Klasse, mit 399,90 m (Lüa), 61,55 m Breite, max. 16,50 m TG erreichen mit 1 × Zweitakt-Dieselmotor (MAN B&W 11G95ME-C9.5) bewegen sich im vorgenannten Geschwindigkeitsbereich. Die größten Tanker, die vier Schwesterschiffe der Hellespont-Alhambra-Klasse mit 380,00 m (Lüa), 66 m Breite, einem TG von max. 24,50 m und 1 × HSD-Sulzer 9RTA84T-D Neunzylinder-Zweitakt-Dieselmotor erreichen immerhin noch 17,5 kn.

China hat nun schon vor Jahren die modernsten Dieselantriebe in Lizenz produzieren können.

- natürlich auch mit den Zulieferfirmen
HOERBIGER Valves Co., Ltd. - Kompressortechnik, Antriebstechnik, Hydraulik von HOERBIGER
- und diese Antriebe werden in China auch weiter entwickelt.

Dabei geht der Trend zu kombinierten Anlagen:
„Ich sehe Riesenpotenzial für den Dieselmotor“ - VDI nachrichten

Es wäre also durchaus im Bereich des "Möglichen", wenn China für einen Träger auf solchen zivilen Antrieben aufbauen würde.

2. Neueste Entwicklungen im Kriegsschiffbau
Im moderneren Kriegsschiffbau setzen sich - wie bei der bereits genannten Emma Mærsk Klasse - zunehmend kombinierte Antriebe durch, z.B. CODLAG bei den Fregatten der F-125-Klasse (S. 3 im verlinkten pdf).
Siehe auch hier:

Diese Kombinationen wollen die Vorteile der unterschiedlichen Systeme verbinden - den geringen Spritverbrauch bei "Reisegeschwindigkeit" im Dieselantrieb mit der maximal erreichbaren Beschleunigung / Geschwindigkeit der Gasturbine (CODAG) und - um die Reaktion zu verbessern ("Kuppeln") sind inzwischen zusätzlich Elektroantriebe (CODLAG) eingebaut.
Bei Trägern ist nun zu beachten, dass die auch nicht immer mit Vollgas durch die Wellen rauschen. Die maximale Geschwindigkeit wird nur bei Start- und Landeoperationen benötigt. Außerhalb dieser Spitzenlastzeiten kurven die Träger mit "wirtschaftlicher Dauergeschwindigkeit" durch die See.

3. Konklusion
Dementsprechend ist für einen Träger-Neubau ebenfalls eine Kombination von Diesel-Grundantrieb mit Gas(CODAG) und Elektro (CODLAG) zu erwarten.
 
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Vielen Dank für die interessanten theoretischen Ausführungen zu neuen Antriebstechniken, nur beantwortet das m.M.n. nicht die gestellte Frage.

Dass bei 003 keine gebrauchten Anlagen eingebaut werden - sollte klar sein, und dass die Dampfturbinen ausgereizt sind, ist wohl auch unbestreitbar
Die alten Dampfturbinen dürften also nur bei Schiffsbauten infrage kommen, die den Nachteil der alten Antriebe verkraften können. M.E. werden Schiffe, die lediglich im (erweiterten) küstennahen Vorfeld unter dem Schutzschirm einer landgestützten Luftflotte operieren, mit diesen Nachteilen leben können.
Anders sieht es bei Schiffen aus, die "out of aerea" operieren sollen.
Niemand geht davon aus, dass die Chinesen in "neue" Schiffe gebrauchte("alte") Anlagen einbauen, sowohl Träger 003 als auch Shandong werden mit Sicherheit komplett neue Dampfturbinenanlagen bekommen, bzw. bekommen haben. Es ging mir um das Entwicklungsalter dieser Anlagen und um die Tatsache, dass die einmal bei der Entwicklung konzeptierte Leistung nicht gesteigert werden kann ... siehe die US-Träger!

3. Konklusion
Dementsprechend ist für einen Träger-Neubau ebenfalls eine Kombination von Diesel-Grundantrieb mit Gas(CODAG) und Elektro (CODLAG) zu erwarten.
Dann würde der Träger m.M.n. komplett anders aussehen, als das was auf dem Bauplatz zu sehen ist ... insbesondere hinsichtlich der Maschinenräume. Träger mit Gasturbinenantrieb haben unabhängig von ihrer Größe alle ein ähnliches Aussehen.
 
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Ich rechne bei 003 mit einer klassischen Dampfturbinenanlage, 8 Kessel auf 4 Schrauben. Vielleicht gegenüber der Kuznetsov-Klasse leistungsgesteigert. Oder aber ein paar Diesel- oder Turbinengeneratoren für Leistungsspitzen während einer Startphase zusätzlich. Wenn es was anderes wird, auch egal. Die Maschinenanlage muss ja schon dimensioniert worden sein, als die Entscheidung für EMALS noch nicht gefallen war und man von Dampfkatapulten ausging.

Das, was wir da im Baudock sehen, wurde vor 10 bis 15 Jahren geplant (während man Liaoning inspizierte und renovierte, plante man 003; vielleicht hat es deshalb bei der Liaoning so lange gedauert - man hat sich jede Zeit der Welt genommen).
 

D-HUBI

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Oder aber ein paar Diesel- oder Turbinengeneratoren für Leistungsspitzen während einer Startphase zusätzlich.
DAS wäre auch meine Vermutung ... die Antriebsanlage der Shandong für den Antrieb des Schiffes und zusätzliche Generatoren für EMALS. Wenn man den Platz hat, kann man mit einer Stromversorgung über relativ kompakte Dieselgeneratoren natürlich auch eine Dampfturbinenanlage entlasten, gegenüber Schiffen in denen der Strom auch mit Dampf erzeugt wird.
 

alois

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bestes Beispiel die US-Flugzeugträger von CV-59 - CV-67, die alle die gleiche für die Forrestal-Klasse entwickelte Dampfturbinenanlage (mit der gleichen PS-Leistung) hatten, bei dem ersten Schiff wie gesagt noch nicht in der endgültigen Ausbaustufe.
Falsch. Ich habe doch oben schon geschrieben, dass die ersten beiden Forrestals eine niedrigere Leistung hatten als die beiden letzten Forrestals. Sie hatten zwei verschiedene Kessel die ersten beiden (Forrestal, Saratoga) mit weniger Druck (615 PSI gegen 1200 PSI) und somit weniger Leistung als die zweiten (Ranger, Independence). Die weiteren Nachfolger hatten den gleichen Rumpf und benötigten deswegen keine neuen Anlagen. Interessant dabei ist, dass man die Leistung der Reaktoren der Enterprise auf genau diese Leistung ausgerichtet hat. Mehr hat es wohl nicht gebraucht. Naja, es macht zumindest mehr Sinn die chinesischen Antriebe mit den Amis zu vergleichen, als mit der Bismarck...

Ob die russischen Anlagen einer im Westen vergleichbaren Technik entsprechen bleibt offen. Es könnte auch da noch Luft nach oben geben. Ob die Chinesen aber einfach die russischen Kessel nachbauen, oder eigene entwickelt haben, bleibt derzeit auch offen.



Nebenbei habe ich mal im Friedman weiter gelesen und siehe da. Über Katapulte liest man interessantes: So können die C13 Katapulte eine voll beladene A-5 Vigilante bei null Wind in die Luft bringen. Die Vigilante war das zweit schwerste Flugzeug im Inventar der Navy. Wenn man den Flieger in die Luft bringen kann, kann man jedes moderne Flugzeug bei null Fahrt in die Luft bringen. Die Mk7 Mod2 Fangseilanlage kann gleichen Flieger bei 150 Knoten Landegeschwindigkeit und einem 3° Gleitwinkel mit noch 17 Knoten Wind über Deck zum stoppen bringen. Damit hat sich die Geschwindigkeitsdiskussion über vermutete Mindestgeschwindigkeiten von Flugzeugträgern wohl erledigt. Die galten früher, aber nicht mehr heute.
Die C7 Katapulte brauchten übrigens, um eine A3D in die Luft zu bringen, also der schwerste Flieger der Navy, immer noch 25 Knoten. Leichtere Flugzeuge dann bei noch geringeren Geschwindigkeiten.

Die Chinesen werden mit ihren Katapultentwicklungen sicherlich an diese Leistungen heran kommen. Wenn sie sich an den USA orientieren, werden sie ihre Katapulte auch so auszulegen versuchen, dass sie eine voll beladene J-15 bei zero knots in die Luft bekommen können. Aber gucken wir, wenn es soweit ist.
 
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