Bác mông đau chơi quả cars carrrier, quả này hoành tráng hơn: Aircraft carrier
Được đánh giá là một trong những biểu tượng của hải quân Mỹ, tầu sân bay được ví như một hòn đảo di động và có khả năng tham chiến với mức độ cơ động cao. Chiều dài mỗi tàu sân bay vào khoảng 333m và có thể đáp ứng được yêu cầu hạ cánh và cất cánh của các máy bay chỉ trong vòng 25 giây. Chúng ta sẽ tìm hiểu về Nimizt, một trong số các lớp tầu sân bay hiện đại nhất hiện nay của hải quân Mỹ.
Về cơ bản, một tầu sân bay có chức năng chính là làm nơi đậu các máy bay và có một hệ thống đường băng cho phép máy bay hạ cánh và cất cánh thuận lợi. Trong cuộc chiến 10 năm diễn ra từ năm 1903, Mỹ cùng với Anh và Đức đã thử nghiệm các tầu chiến hiện đại nhất của mình lúc bấy giờ và hiểu ra rằng cần phải phát triển một dạng tầu cỡ lớn có khả năng hoạt động rộng và chuyên trở được máy bay chiến đấu đến bất cứ nơi nào trên thế giới.
Trong thế chiến thứ nhất, tàu sân bay không có vai trò quan trọng lắm nhưng trong thế chiến thứ hai nó trở thành trung tâm chỉ huy về không quân. Trong trận Trân Châu cảng năm 1941, Nhật bản đã sử dụng các máy bay tấn công từ các tàu sân bay. Ngày nay các siêu tàu sân bay là thành phần chủ yếu trong các chiến dịch quân sự do quân đội Mỹ thực hiện. Mặc dù không được trang bị các loại vũ khí đặc biệt nhưng sức mạnh của tàu sân bay với ưu thế về không lực có thể tạo ra sự khác biệt giữa chiến thắng và thất bại.
Một trong số những trở ngại chính của việc sử dụng không lực trong chiến tranh là tạo được các điểm đỗ cho máy bay. Để xây dựng và duy trì một căn cứ không quân ở nước ngoài, nước Mỹ hay bất cứ quốc gia nào phải đạt được những thoả thuận với quốc gia đó. Điều này thường cực kỳ khó khăn do nhiều điều kiện, đặc biệt ở một số khu vực trên thế giới.
Theo luật lãnh hải của Liên hiệp quốc, tầu sân bay và các tầu chiến được thừa nhận như những sức mạnh tối thượng trên vùng biển có quyền tới mọi vùng lãnh hải quốc tế. Chúng không được tới quá gần các vùng lãnh hải của bất kỳ quốc gia nào. Tuy nhiên khi quân đội Mỹ có những thoả thuận đặc biệt về việc xây dựng căn cứ quân sự trên bộ với quốc gia nào đó, tầu sân bay cùng với các tầu chiến khác trong hạm đội làm nhiệm vụ bảo vệ (thường có từ 6 đến 8 chiếc) có thể đến lãnh hải nước đó. Các máy bay ném bom, máy bay chiến đấu và máy bay khác sau khi thực hiện nhiệm vụ sẽ quay trở về tầu sân bay. Trong mọi trường hợp, hải quân đều có khả năng cung cấp nhiên liệu, đạn dược, bảo dưỡng sửa chữa các hỏng hóc cho các loại máy bay.
Tầu sân bay có thể di chuyển với tốc độ tối đa 35 knot (40 dặm/h, 64 km/h) và có khả năng đi tới bất cứ đâu trên biển trong vài tuần. Hiện tại hải quân mỹ có sáu hạm đội thường trực sẫn sàng di chuyển mọi lúc mọi nơi cần thiết.
Với hàng tỉ bộ phận, siêu tầu sân bay lớp Nimizt là một trong những cỗ máy phức tạp nhất trên thế giới. Nhưng nếu xét ở mức độ khái niệm nó lại hết sức đơn giản. Nó được thiết kế để thực hiện bốn công việc cơ bản sau:
Để hoàn thành những nhiệm vụ này, tầu sân bay cần phải kết hợp nhiều yếu tố của một tầu thuỷ, một căn cứ quân sự, một thành phố thu nhỏ. Trong đó nó cần phải có:
Thân tầu được làm bằng những lá thép siêu cứng có độ dày tới vài inch. Vỏ tầu có khả năng bảo vệ hiệu quả trước các cuộc tấn công và phá hoại. Cấu trúc của tầu chia làm ba tầng rõ rệt theo chiều ngang bên trong vỏ tầu là: sống tầu (trục kim loại ở đáy tầu), Flight-deck và Hangar.
Phần vỏ tầu nằm dưới mặt nước thu nhỏ hơn so với phần nổi trên mặt nước. Phần thấp hơn này lại chia thành hai phần với hai lớp lá thép phân cánh nhau bởi một khoảng trống. Cấu trúc này giúp tăng khả năng bảo vệ trước các tấn công bằng ngư lôi hay tai nạn trên biển. Nếu bị tấn công vào phần đáy tầu, lớp bên ngoài bị thủng nhưng lớp thứ hai sẽ bảo vệ không cho nước chảy vào trong.
Từ năm 1950, hầu hết các tầu sân bay của hải quân Mỹ đều được chế tạo và đóng tại hãng Northrop Grumman, Virginia. Để làm cho các công đoạn đóng tầu trở nên hiệu quả, mỗi tầu sân bay được lắp ráp từ những modul riêng gọi là các Superlift. Mỗi modul này có thể chứa nhiều ngăn, mở rộng nhiều khoang và nặng từ 8-900 tấn. Một tầu sân bay thường được chế tạo với khoảng 200 modul như vậy.
Trước khi lắp ráp các modul, các modul được cẩu lên và định vị theo phương thẳng đứng. Sau đó hệ thống cẩu sẽ nâng modul này và đặt vào vị trí theo thiết kế, sau đó các modul sẽ được hàn với nhau. Tháp chỉ huy điều hành là modul cuối cùng được lắp ráp, nó nặng tới 575 tấn và được đặt trên mặt Flight-deck. Giống như các loại tầu thuỷ khác, tầu sân bay chuyển động bằng lực đẩy với các động cơ đẩy quay tròn. Bốn cánh quạt của động cơ làm bằng đồng được nối với tua-bin hoạt động bằng năng lượng hạt nhân.
Mỗi tầu sân bay mang hai lò phản ứng hạt nhân đặt tại khu vực giữa tầu và được bảo vệ nghiêm ngặt. Năng lượng được giải phóng sẽ tạo ra áp suất cao làm quay các cánh quạt trong tua-bin. Nó tạo ra lực đẩy làm cho tầu chuyển động. Thông thường công suất của động cơ trên tầu sân bay đạt tới 280.000 sức ngựa. Bốn tua-bin trên tầu cũng đồng thời sản sinh ra điện năng cung cấp cho hệ thống điện trên tầu. Ngoài ra một nhà máy lọc nước có khả năng khử độ mặn của nước biển có thể cung cấp khoảng 1,5 triệu lít nước ngọt mỗi ngày, một con số đủ đáp ứng cho khoảng 2.000 hộ gia đình sử dụng.
Không như các kiểu tầu thuỷ chạy bằng hơi nước, tàu sân bay sử dụng năng lượng hạt nhân không nên cần phải nạp nhiên liệu thường xuyên. Trên thực tế nó có thể sử dụng liên tục 15-20 năm mà không cần nạp nhiên liệu. Bù lại nó phải có nguồn cung cấp năng lượng đắt tiền hơn, quá trình nạp nhiên liệu phức tạp hơn và phải chịu các nguy cơ dò rỉ hạt nhân. Để giảm thiểu các thảm hoạ, các lò phản ứng hạt nhân trên tầu sân bay phải được thiết kế với phần bảo vệ hết sức đặc biệt và phải được theo dõi chặt chẽ.
Khu vực Flight-deck trên tầu sân bay là một môi trường làm việc nguy hiểm và cũng nhộn nhịp nhất. Flight-deck có vẻ giống như một đường băng thông thường trên mặt đất nhưng thực tế nó rất khác do bị bó buộc trong một không gian nhỏ hơn. Khi tầu sân bay đã sẵn sàng, các máy bay cất và hạ cánh rất nhanh trong một không gian bị giới hạn. Lúc này chỉ một thoáng bất cẩn, động cơ phản lực của máy bay có thể hút hay đẩy bất kỳ ai văng xuống biển.
Người chịu nguy hiểm nhất trên Flight-deck tầu sân bay là những người trong đội trợ giúp cho máy bay cất hạ cánh. Do đường băng không đủ dài để các máy bay quân sự cất và hạ cánh một cách bình thường nên họ phải túc trực với các máy móc trợ giúp. Để cất cánh, máy bay phải tạo ra được một luồng không khí chuyển động trên cánh để tạo ra lực nâng. Để máy bay cất cánh dễ dàng, tầu sân bay có thể hỗ trợ tạo ra lực đẩy không khí trên mặt đường băng theo hướng máy bay cất cánh. Luồng không khí chuyển động trên cánh máy bay này sẽ làm giảm tốc độ cất cánh tối thiểu của máy bay.
Việc tạo ra luồng không khí trên mặt Flight-deck rất quan trọng, thiết bị trợ giúp chính cho việc cất cánh là bốn máy phóng (Catapult) giống như kiểu súng bắn thun hình chữ Y trên tầu sân bay. Chúng sẽ giúp máy bay tăng tốc độ cực nhanh chỉ với một khoảng cách ngắn. Mỗi Catapult gồm có hai Piston gắn với hai xi-lanh song song nằm dưới Flight-deck, mỗi chiếc có chiều dài bằng cả một sân vận động. Mỗi Piston có một quai bằng kim loại ở phía trên đỉnh của nó và thò ra ngoài qua một khe hẹp dọc theo đỉnh của mỗi xi-lanh. Hai quai này kéo dài tới một vành bằng cao su phía trên Flight-deck.
Để chuẩn bị cất cánh, thuỷ thủ đoàn sẽ đưa máy bay vị trí sát Catapult và làm các thao tác để nối ghép các thiết bị Catapult với các vị trí tương ứng trên thân máy bay. Khi mọi thứ đã sẵn sàng, bộ phận làm lệch phản lực trên máy bay (Jet Blast Deflector - JBD) sẽ được nâng lên. Sau mọi kiểm tra cần thiết cuối cùng, người điều khiển Catapult kiểm tra các thông số và mở van để xi-lanh của nó được nén với áp suất cực cao từ lò phản ứng hạt nhân trên tầu. Áp suất này đảm bảo lực cần thiết để đẩy Piston với tốc độ rất cao làm máy bay bắn mạnh về phía trước và tạo ra lực nâng cần thiết để cất cánh.
Người điều khiển Catapult phải luôn theo dõi mọi chỉ số về áp suất cần thiết để cất cánh và nó thay đổi tuỳ thuộc vào từng loại máy bay và các điều kiện khác trên Flight-deck. Nếu áp suất quá thấp, máy bay sẽ không có đủ tốc độ cần thiết để cất cánh và có thể bị rơi xuống biển. Trường hợp ngược lại, áp suất quá lớn có thể làm gẫy càng máy bay.
Hệ thống Catapult có thể đẩy một máy bay có trọng lượng 45.000 pound (20 tấn) lên tới tốc độ 165 dặm một giờ (266 km/h) chỉ trong vòng hai giây. Nếu mọi chuyện đều ổn, tốc độ của máy bay sẽ đủ để tạo ra lực nâng và máy bay cất cánh. Nếu không phi công sẽ phải kích hoạt hệ thống đẩy ghế lái (Ejector Seat) bật ra khỏi máy bay và nhảy dù trước khi máy bay rơi xuống biển. Cất cánh trên tầu sân bay là việc cực khó khăn.
Hạ cánh xuống tầu sân bay là một trong những việc khó nhất mà các phi công phải thực hiện với đường băng trên tàu sân bay chỉ dài khoảng 150m, quá ngắn cho việc hạ cánh thông thường. Để hạ cánh trên Flight-deck, mỗi máy bay cần có một chiếc móc (Tailhook) ở phía đuôi máy bay. Phi công phải làm sao cho móc này vướng vào một trong bốn đoạn cáp hãm (Arresting Wire) cực chắc chế tạo từ loại dây thép siêu bền.
Các Arresting Wire được căng ngang Flight-deck và được gắn vào hai đầu của một xi-lanh sử dụng áp lực nước nằm phía dưới Flight-deck. Nếu Taihook ở phía đuôi máy bay vướng vào một trong số các Arresting Wire, nó sẽ làm căng sợi cáp ra và hệ thống xi-lanh sẽ sinh ra năng lượng để làm máy bay dừng lại. Hệ thống Arresting Wire có khả năng hãm một máy bay nặng 54.000 pound (24,5 tấn) có tốc độ 150 dặm một giờ (241 km/h) chỉ trong hai giây với đoạn đường băng 96m.
Có tất cả bốn Arresting Wire được thiết kế song song với nhau cách nhau khoảng 15m để mở rộng khu vực hạ cánh cho phi công. Phi công thường nhắm vào Arresting Wire thứ ba để hạ cánh bởi nó an toàn về hiệu quả nhất. Phi công không bao giờ nhắm vào Arresting Wire đầu tiên vì rất nguy hiểm do nó sát với mạn boong tầu và rất dễ bị đâm vào phía đuôi tầu. Phi công có thể nhắm tới Arresting Wire thứ hai và thứ tư nhưng hạ cánh với Arresting Wire thứ ba là phù hợp nhất.
Khi chuẩn bị hạ cánh, phi công cần tiếp cận mặt boong chính xác từ góc phải. Các thao tác hạ cánh bắt đầu khi máy bay lượn theo hình ô van quanh tầu. Trung tâm điều khiển (Air Traffic Control Center) nằm phía dưới boong quyết định cho phép hạ cánh ưu tiên ngay hay không dựa vào chỉ số về mức nhiên liệu của máy bay. Khi hạ cánh, phi công bật hệ thống phanh và hướng mũi máy bay về phía đuôi tầu. Người hướng dẫn hạ cánh (Landing Signal Officer - LSO) sẽ hướng dẫn máy bay qua radio và các đèn báo trên boong. Nếu máy bay hạ cánh thành công, LSO sẽ chiếu đèn xanh để thông báo cho phi công biết mọi thứ đều ổn.
Phi công phải nhìn vào hệ thống quang học trợ giúp hạ cánh (Fresnel Lens Optical Landing System) để có được các hướng dẫn, trợ giúp lúc hạ cánh từ LSO. Phi công sẽ nhìn thấy ánh sáng khác nhau từ hệ thống này tuỳ thuộc vào góc độ của máy bay khi tiếp cận với tầu. Nếu máy bay ở phía bên phải, phi công sẽ nhìn thấy ánh sáng mầu hổ phách với một hàng đèn xanh. Nếu ánh sáng hổ phách xuất hiện phía trên dãy đèn xanh tức là máy bay đang bay quá cao. Nếu ánh sáng hổ phách ở phía dưới tức là máy bay đang bay quá thấp, lúc này phi công sẽ thấy đèn đỏ báo.
Ngay khi máy bay tiếp cận mặt boong, phi công sẽ đẩy động cơ tới mức tối đa, thay vì đưa về mức thấp để hãm máy bay lại. Điều này có vẻ vô lý, nhưng nếu Tailhook ở phía đuôi máy bay không vướng vào bất cứ Arresting Wire nào thì máy bay vẫn đủ tốc độ để cất cánh lại, tiếp tục bay và tìm cách hạ cánh sau. Sau khi hạ cánh, máy bay được tháo khỏi Arresting Wire và được xích vào phía rìa của đường băng. Các máy bay khi đỗ trên Flight-deck đều được cố định chặt để bảo vệ khỏi các xô lệch khi tầu gặp sóng lớn.
Những người phục vụ trên đường băng phải chuẩn bị đối phó với mọi tình huống, đặc biệt khi máy bay bị cháy. Họ được trang bị rất nhiều thiết bị như xe cứu hoả, vòi cứu hoả, bọt cứu hoả. Họ cũng thường xuyên phải đối mặt với nguy cơ từ phản lực động cơ máy bay. Hệ thống lưới bao xung quanh Flight-deck giúp giảm bớt nguy cơ này. Tuy nhiên họ cũng được trang bị áo phao tự bơm với đèn cứu hộ được kích hoạt ngay khi tiếp xúc với nước. Ngoài ra những người phục vụ trên Flight-deck còn được trang bị mũ bảo hộ có tính năng giảm tối đa tác động của âm thanh.
Tháp chỉ huy điều hành - Island của tầu sân bay là trung tâm chỉ huy các hoạt động trên Flight-deck và trên boong tầu. Tháp chỉ huy điều hành cao 46m, rộng khoảng 6m và không chiếm quá nhiều diện tích trên mặt Flight-deck. Nó là nơi cao nhất trên Flight-deck được chia thành nhiều phòng với các mục đích khác nhau.
Đỉnh tháp chỉ huy điều hành được trang bị một hệ thống rada và ăng-ten để thu các tín hiệu Rada, tìm các mục tiêu máy bay hay tên lửa của đối phương, thu phát sóng điện thoại, TV qua vệ tinh... Phía dưới là Trung tâm điều khiển bay (Primary Flight Control - Pri-Fly). Tại đây các sĩ quan phụ trách bay (Air Boss) và trợ lý (Mini Boss) trực tiếp điều hành mọi hoạt động của máy bay trên Flight-deck và trong bán kính 5 dặm (8km). Sĩ quan phụ trách bay và trợ lý là những người có rất nhiều kinh nghiệm về hàng không, họ phải điều khiển và theo dõi nhiều mảng thiết bị và máy tính cho mọi hoạt động liên quan.
Phía dưới nữa là Trung tâm chỉ huy của tầu (Bridge). Thuyền trưởng sẽ điều hành mọi việc tại đây với rất nhiều màn hình xung quanh để quan sát mọi hoạt động của các bộ phận. Thuyền trưởng trực tiếp chỉ huy bộ phận lái điều khiển hướng đi của tầu (Helmsman), bộ phận điều khiển tốc độ của tầu (Lee Helmsman), bộ phận hoa tiêu (Quartermaster of the Watch). Trường hợp thuyền trưởng không có mặt tại Bridge, một sĩ quan khác sẽ làm nhiệm vụ này. Rất nhiều vị thuyền trưởng trên các tầu sân bay nguyên là phi công hải quân bởi vậy họ rất am hiểu về các hoạt động trên Flight-deck. Giống như Pri-Fly, Bridge cũng gồm rất nhiều thiết bị máy tính, màn hình Rada.
Phía dưới Bridge là Trung tâm chỉ huy Hạm đội (Flag Bridge) dành riêng cho đô đốc chỉ huy hạm đội. Phía dưới nữa là Trung tâm điều hành đường băng (Flight-deck Control), Trung tâm điều hành không lưu (Carrier Air Traffic Control Center - CATCC), Trung tâm chỉ huy tác chiến (Combat Direction Center).
Flight-deck chỉ có khả năng đáp ứng chỗ đỗ cho một số lượng nhỏ máy bay trong khi mỗi tầu sân bay thông thường có 80-100 máy bay. Khi không được sử dụng, hầu hết các máy bay được cất giữ an toàn trong khoang chứa máy bay (Hangar Bay) được coi như một gara của tầu sân bay.
Hangar nằm ở lớp boong thứ hai phía dưới Flight-deck. Hangar có kích thước rộng khoảng 34m, dài khoảng 209m và cao khoảng 8m, bằng 2/3 kích thước lòng tầu. Hangar được chia làm bốn khu có thể cất khoảng 60 máy bay, thùng xăng và các thiết bị khác.
Xung quanh Hangar có bốn hệ thống thang máy khổng lồ có khả năng nâng mỗi lần hai máy bay nặng tới 74.000 pound (34 tấn) với tốc độ nhanh Ở phía cuối Hangar phía đuôi tầu là nơi bảo dưỡng, sửa chữa và thay thế các hỏng hóc cho máy bay (Aircraft Intermediate Maintenance Division - AIMD).
Các tầu sân bay hiện đại đủ rộng để có thể ví như một thành phố trên biển. Tầu có khả năng đáp ứng từ 5.000 đến 6.000 người làm việc, nghỉ ngơi, sinh hoạt trên tầu trong vòng bốn tháng. Tuy nhiên có những điểm khác biệt giữa thành phố trên biển này với những thành phố thực thụ trên đất liền.
Trên tầu sân bay, mọi điều kiện sinh hoạt bị bó buộc hơn nhiều. Để di chuyển đến một chỗ nào đó, người ta phải vừa đi vừa giữ thăng bằng trên những hành lang hẹp. Gường ngủ rất chật, sắp xếp theo kiểu tầng. Công việc trên tầu cũng đa dạng giống như trên đất liền. Khoảng 2.500 người chuyên phục vụ cho các máy bay, khoảng 3.000 người khác phục vụ cho tầu bao gồm việc điều khiển tầu, chuẩn bị bữa ăn, dọn dẹp, vận hành lò phản ứng hạt nhân...
Trên tầu có mọi thứ phục vụ nhu cầu sống của con người tuy không thực sự tiện lợi cho lắm. Trên tầu có hệ thống bếp và nhà ăn công cộng có thể phục vụ 18 ngàn suất ăn một ngày. Ngoài ra nó còn có các dịch vụ giặt là, y tế, cửa hàng, ngân hàng, viễn thông...
[theo HowStuffWorks]
Được đánh giá là một trong những biểu tượng của hải quân Mỹ, tầu sân bay được ví như một hòn đảo di động và có khả năng tham chiến với mức độ cơ động cao. Chiều dài mỗi tàu sân bay vào khoảng 333m và có thể đáp ứng được yêu cầu hạ cánh và cất cánh của các máy bay chỉ trong vòng 25 giây. Chúng ta sẽ tìm hiểu về Nimizt, một trong số các lớp tầu sân bay hiện đại nhất hiện nay của hải quân Mỹ.
Về cơ bản, một tầu sân bay có chức năng chính là làm nơi đậu các máy bay và có một hệ thống đường băng cho phép máy bay hạ cánh và cất cánh thuận lợi. Trong cuộc chiến 10 năm diễn ra từ năm 1903, Mỹ cùng với Anh và Đức đã thử nghiệm các tầu chiến hiện đại nhất của mình lúc bấy giờ và hiểu ra rằng cần phải phát triển một dạng tầu cỡ lớn có khả năng hoạt động rộng và chuyên trở được máy bay chiến đấu đến bất cứ nơi nào trên thế giới.
Trong thế chiến thứ nhất, tàu sân bay không có vai trò quan trọng lắm nhưng trong thế chiến thứ hai nó trở thành trung tâm chỉ huy về không quân. Trong trận Trân Châu cảng năm 1941, Nhật bản đã sử dụng các máy bay tấn công từ các tàu sân bay. Ngày nay các siêu tàu sân bay là thành phần chủ yếu trong các chiến dịch quân sự do quân đội Mỹ thực hiện. Mặc dù không được trang bị các loại vũ khí đặc biệt nhưng sức mạnh của tàu sân bay với ưu thế về không lực có thể tạo ra sự khác biệt giữa chiến thắng và thất bại.
Một trong số những trở ngại chính của việc sử dụng không lực trong chiến tranh là tạo được các điểm đỗ cho máy bay. Để xây dựng và duy trì một căn cứ không quân ở nước ngoài, nước Mỹ hay bất cứ quốc gia nào phải đạt được những thoả thuận với quốc gia đó. Điều này thường cực kỳ khó khăn do nhiều điều kiện, đặc biệt ở một số khu vực trên thế giới.
Theo luật lãnh hải của Liên hiệp quốc, tầu sân bay và các tầu chiến được thừa nhận như những sức mạnh tối thượng trên vùng biển có quyền tới mọi vùng lãnh hải quốc tế. Chúng không được tới quá gần các vùng lãnh hải của bất kỳ quốc gia nào. Tuy nhiên khi quân đội Mỹ có những thoả thuận đặc biệt về việc xây dựng căn cứ quân sự trên bộ với quốc gia nào đó, tầu sân bay cùng với các tầu chiến khác trong hạm đội làm nhiệm vụ bảo vệ (thường có từ 6 đến 8 chiếc) có thể đến lãnh hải nước đó. Các máy bay ném bom, máy bay chiến đấu và máy bay khác sau khi thực hiện nhiệm vụ sẽ quay trở về tầu sân bay. Trong mọi trường hợp, hải quân đều có khả năng cung cấp nhiên liệu, đạn dược, bảo dưỡng sửa chữa các hỏng hóc cho các loại máy bay.
Tầu sân bay có thể di chuyển với tốc độ tối đa 35 knot (40 dặm/h, 64 km/h) và có khả năng đi tới bất cứ đâu trên biển trong vài tuần. Hiện tại hải quân mỹ có sáu hạm đội thường trực sẫn sàng di chuyển mọi lúc mọi nơi cần thiết.
Với hàng tỉ bộ phận, siêu tầu sân bay lớp Nimizt là một trong những cỗ máy phức tạp nhất trên thế giới. Nhưng nếu xét ở mức độ khái niệm nó lại hết sức đơn giản. Nó được thiết kế để thực hiện bốn công việc cơ bản sau:
- Vận chuyển các loại máy bay trên biển.
- Cho phép máy bay cất cánh và hạ cánh.
- Hoạt động như một trung tâm chỉ huy từ xa cho các hoạt động quân sự.
- Là nơi ở và sinh hoạt cho thuỷ thủ đoàn.
Để hoàn thành những nhiệm vụ này, tầu sân bay cần phải kết hợp nhiều yếu tố của một tầu thuỷ, một căn cứ quân sự, một thành phố thu nhỏ. Trong đó nó cần phải có:
- Flight-deck (đường băng): bề mặt phẳng và rộng phía trên cùng của tầu làm nơi máy bay cất cánh và hạ cánh.
- Hangar-deck (khoang chứa máy bay): boong phía dưới Flight-deck để xếp và chứa các máy bay khi chưa sử dụng.
- Island (tháp chỉ huy điều hành): tháp được xây dựng phía trên cùng của Flight-deck để chỉ huy việc hoạt động của tầu và máy bay lúc cất hạ cánh.
- Phòng làm việc và sinh hoạt của thuỷ thủ đoàn.
- Nhà máy điện và hệ thống đẩy để tầu di chuyển và cung cấp điện cho toàn bộ tầu.
- Các hệ thống khác để cung cấp thức ăn, nước và giải quyết mọi thứ hệt như một thành phố thực thụ như: nước thải, rác, thư từ, radio, TV, báo chí...
- Thân tầu, phần chính của tầu nổi trên mặt nước.
Thân tầu được làm bằng những lá thép siêu cứng có độ dày tới vài inch. Vỏ tầu có khả năng bảo vệ hiệu quả trước các cuộc tấn công và phá hoại. Cấu trúc của tầu chia làm ba tầng rõ rệt theo chiều ngang bên trong vỏ tầu là: sống tầu (trục kim loại ở đáy tầu), Flight-deck và Hangar.
Phần vỏ tầu nằm dưới mặt nước thu nhỏ hơn so với phần nổi trên mặt nước. Phần thấp hơn này lại chia thành hai phần với hai lớp lá thép phân cánh nhau bởi một khoảng trống. Cấu trúc này giúp tăng khả năng bảo vệ trước các tấn công bằng ngư lôi hay tai nạn trên biển. Nếu bị tấn công vào phần đáy tầu, lớp bên ngoài bị thủng nhưng lớp thứ hai sẽ bảo vệ không cho nước chảy vào trong.
Từ năm 1950, hầu hết các tầu sân bay của hải quân Mỹ đều được chế tạo và đóng tại hãng Northrop Grumman, Virginia. Để làm cho các công đoạn đóng tầu trở nên hiệu quả, mỗi tầu sân bay được lắp ráp từ những modul riêng gọi là các Superlift. Mỗi modul này có thể chứa nhiều ngăn, mở rộng nhiều khoang và nặng từ 8-900 tấn. Một tầu sân bay thường được chế tạo với khoảng 200 modul như vậy.
Trước khi lắp ráp các modul, các modul được cẩu lên và định vị theo phương thẳng đứng. Sau đó hệ thống cẩu sẽ nâng modul này và đặt vào vị trí theo thiết kế, sau đó các modul sẽ được hàn với nhau. Tháp chỉ huy điều hành là modul cuối cùng được lắp ráp, nó nặng tới 575 tấn và được đặt trên mặt Flight-deck. Giống như các loại tầu thuỷ khác, tầu sân bay chuyển động bằng lực đẩy với các động cơ đẩy quay tròn. Bốn cánh quạt của động cơ làm bằng đồng được nối với tua-bin hoạt động bằng năng lượng hạt nhân.
Mỗi tầu sân bay mang hai lò phản ứng hạt nhân đặt tại khu vực giữa tầu và được bảo vệ nghiêm ngặt. Năng lượng được giải phóng sẽ tạo ra áp suất cao làm quay các cánh quạt trong tua-bin. Nó tạo ra lực đẩy làm cho tầu chuyển động. Thông thường công suất của động cơ trên tầu sân bay đạt tới 280.000 sức ngựa. Bốn tua-bin trên tầu cũng đồng thời sản sinh ra điện năng cung cấp cho hệ thống điện trên tầu. Ngoài ra một nhà máy lọc nước có khả năng khử độ mặn của nước biển có thể cung cấp khoảng 1,5 triệu lít nước ngọt mỗi ngày, một con số đủ đáp ứng cho khoảng 2.000 hộ gia đình sử dụng.
Không như các kiểu tầu thuỷ chạy bằng hơi nước, tàu sân bay sử dụng năng lượng hạt nhân không nên cần phải nạp nhiên liệu thường xuyên. Trên thực tế nó có thể sử dụng liên tục 15-20 năm mà không cần nạp nhiên liệu. Bù lại nó phải có nguồn cung cấp năng lượng đắt tiền hơn, quá trình nạp nhiên liệu phức tạp hơn và phải chịu các nguy cơ dò rỉ hạt nhân. Để giảm thiểu các thảm hoạ, các lò phản ứng hạt nhân trên tầu sân bay phải được thiết kế với phần bảo vệ hết sức đặc biệt và phải được theo dõi chặt chẽ.
Khu vực Flight-deck trên tầu sân bay là một môi trường làm việc nguy hiểm và cũng nhộn nhịp nhất. Flight-deck có vẻ giống như một đường băng thông thường trên mặt đất nhưng thực tế nó rất khác do bị bó buộc trong một không gian nhỏ hơn. Khi tầu sân bay đã sẵn sàng, các máy bay cất và hạ cánh rất nhanh trong một không gian bị giới hạn. Lúc này chỉ một thoáng bất cẩn, động cơ phản lực của máy bay có thể hút hay đẩy bất kỳ ai văng xuống biển.
Người chịu nguy hiểm nhất trên Flight-deck tầu sân bay là những người trong đội trợ giúp cho máy bay cất hạ cánh. Do đường băng không đủ dài để các máy bay quân sự cất và hạ cánh một cách bình thường nên họ phải túc trực với các máy móc trợ giúp. Để cất cánh, máy bay phải tạo ra được một luồng không khí chuyển động trên cánh để tạo ra lực nâng. Để máy bay cất cánh dễ dàng, tầu sân bay có thể hỗ trợ tạo ra lực đẩy không khí trên mặt đường băng theo hướng máy bay cất cánh. Luồng không khí chuyển động trên cánh máy bay này sẽ làm giảm tốc độ cất cánh tối thiểu của máy bay.
Việc tạo ra luồng không khí trên mặt Flight-deck rất quan trọng, thiết bị trợ giúp chính cho việc cất cánh là bốn máy phóng (Catapult) giống như kiểu súng bắn thun hình chữ Y trên tầu sân bay. Chúng sẽ giúp máy bay tăng tốc độ cực nhanh chỉ với một khoảng cách ngắn. Mỗi Catapult gồm có hai Piston gắn với hai xi-lanh song song nằm dưới Flight-deck, mỗi chiếc có chiều dài bằng cả một sân vận động. Mỗi Piston có một quai bằng kim loại ở phía trên đỉnh của nó và thò ra ngoài qua một khe hẹp dọc theo đỉnh của mỗi xi-lanh. Hai quai này kéo dài tới một vành bằng cao su phía trên Flight-deck.
Để chuẩn bị cất cánh, thuỷ thủ đoàn sẽ đưa máy bay vị trí sát Catapult và làm các thao tác để nối ghép các thiết bị Catapult với các vị trí tương ứng trên thân máy bay. Khi mọi thứ đã sẵn sàng, bộ phận làm lệch phản lực trên máy bay (Jet Blast Deflector - JBD) sẽ được nâng lên. Sau mọi kiểm tra cần thiết cuối cùng, người điều khiển Catapult kiểm tra các thông số và mở van để xi-lanh của nó được nén với áp suất cực cao từ lò phản ứng hạt nhân trên tầu. Áp suất này đảm bảo lực cần thiết để đẩy Piston với tốc độ rất cao làm máy bay bắn mạnh về phía trước và tạo ra lực nâng cần thiết để cất cánh.
Người điều khiển Catapult phải luôn theo dõi mọi chỉ số về áp suất cần thiết để cất cánh và nó thay đổi tuỳ thuộc vào từng loại máy bay và các điều kiện khác trên Flight-deck. Nếu áp suất quá thấp, máy bay sẽ không có đủ tốc độ cần thiết để cất cánh và có thể bị rơi xuống biển. Trường hợp ngược lại, áp suất quá lớn có thể làm gẫy càng máy bay.
Hệ thống Catapult có thể đẩy một máy bay có trọng lượng 45.000 pound (20 tấn) lên tới tốc độ 165 dặm một giờ (266 km/h) chỉ trong vòng hai giây. Nếu mọi chuyện đều ổn, tốc độ của máy bay sẽ đủ để tạo ra lực nâng và máy bay cất cánh. Nếu không phi công sẽ phải kích hoạt hệ thống đẩy ghế lái (Ejector Seat) bật ra khỏi máy bay và nhảy dù trước khi máy bay rơi xuống biển. Cất cánh trên tầu sân bay là việc cực khó khăn.
Hạ cánh xuống tầu sân bay là một trong những việc khó nhất mà các phi công phải thực hiện với đường băng trên tàu sân bay chỉ dài khoảng 150m, quá ngắn cho việc hạ cánh thông thường. Để hạ cánh trên Flight-deck, mỗi máy bay cần có một chiếc móc (Tailhook) ở phía đuôi máy bay. Phi công phải làm sao cho móc này vướng vào một trong bốn đoạn cáp hãm (Arresting Wire) cực chắc chế tạo từ loại dây thép siêu bền.
Các Arresting Wire được căng ngang Flight-deck và được gắn vào hai đầu của một xi-lanh sử dụng áp lực nước nằm phía dưới Flight-deck. Nếu Taihook ở phía đuôi máy bay vướng vào một trong số các Arresting Wire, nó sẽ làm căng sợi cáp ra và hệ thống xi-lanh sẽ sinh ra năng lượng để làm máy bay dừng lại. Hệ thống Arresting Wire có khả năng hãm một máy bay nặng 54.000 pound (24,5 tấn) có tốc độ 150 dặm một giờ (241 km/h) chỉ trong hai giây với đoạn đường băng 96m.
Có tất cả bốn Arresting Wire được thiết kế song song với nhau cách nhau khoảng 15m để mở rộng khu vực hạ cánh cho phi công. Phi công thường nhắm vào Arresting Wire thứ ba để hạ cánh bởi nó an toàn về hiệu quả nhất. Phi công không bao giờ nhắm vào Arresting Wire đầu tiên vì rất nguy hiểm do nó sát với mạn boong tầu và rất dễ bị đâm vào phía đuôi tầu. Phi công có thể nhắm tới Arresting Wire thứ hai và thứ tư nhưng hạ cánh với Arresting Wire thứ ba là phù hợp nhất.
Khi chuẩn bị hạ cánh, phi công cần tiếp cận mặt boong chính xác từ góc phải. Các thao tác hạ cánh bắt đầu khi máy bay lượn theo hình ô van quanh tầu. Trung tâm điều khiển (Air Traffic Control Center) nằm phía dưới boong quyết định cho phép hạ cánh ưu tiên ngay hay không dựa vào chỉ số về mức nhiên liệu của máy bay. Khi hạ cánh, phi công bật hệ thống phanh và hướng mũi máy bay về phía đuôi tầu. Người hướng dẫn hạ cánh (Landing Signal Officer - LSO) sẽ hướng dẫn máy bay qua radio và các đèn báo trên boong. Nếu máy bay hạ cánh thành công, LSO sẽ chiếu đèn xanh để thông báo cho phi công biết mọi thứ đều ổn.
Phi công phải nhìn vào hệ thống quang học trợ giúp hạ cánh (Fresnel Lens Optical Landing System) để có được các hướng dẫn, trợ giúp lúc hạ cánh từ LSO. Phi công sẽ nhìn thấy ánh sáng khác nhau từ hệ thống này tuỳ thuộc vào góc độ của máy bay khi tiếp cận với tầu. Nếu máy bay ở phía bên phải, phi công sẽ nhìn thấy ánh sáng mầu hổ phách với một hàng đèn xanh. Nếu ánh sáng hổ phách xuất hiện phía trên dãy đèn xanh tức là máy bay đang bay quá cao. Nếu ánh sáng hổ phách ở phía dưới tức là máy bay đang bay quá thấp, lúc này phi công sẽ thấy đèn đỏ báo.
Ngay khi máy bay tiếp cận mặt boong, phi công sẽ đẩy động cơ tới mức tối đa, thay vì đưa về mức thấp để hãm máy bay lại. Điều này có vẻ vô lý, nhưng nếu Tailhook ở phía đuôi máy bay không vướng vào bất cứ Arresting Wire nào thì máy bay vẫn đủ tốc độ để cất cánh lại, tiếp tục bay và tìm cách hạ cánh sau. Sau khi hạ cánh, máy bay được tháo khỏi Arresting Wire và được xích vào phía rìa của đường băng. Các máy bay khi đỗ trên Flight-deck đều được cố định chặt để bảo vệ khỏi các xô lệch khi tầu gặp sóng lớn.
Những người phục vụ trên đường băng phải chuẩn bị đối phó với mọi tình huống, đặc biệt khi máy bay bị cháy. Họ được trang bị rất nhiều thiết bị như xe cứu hoả, vòi cứu hoả, bọt cứu hoả. Họ cũng thường xuyên phải đối mặt với nguy cơ từ phản lực động cơ máy bay. Hệ thống lưới bao xung quanh Flight-deck giúp giảm bớt nguy cơ này. Tuy nhiên họ cũng được trang bị áo phao tự bơm với đèn cứu hộ được kích hoạt ngay khi tiếp xúc với nước. Ngoài ra những người phục vụ trên Flight-deck còn được trang bị mũ bảo hộ có tính năng giảm tối đa tác động của âm thanh.
Tháp chỉ huy điều hành - Island của tầu sân bay là trung tâm chỉ huy các hoạt động trên Flight-deck và trên boong tầu. Tháp chỉ huy điều hành cao 46m, rộng khoảng 6m và không chiếm quá nhiều diện tích trên mặt Flight-deck. Nó là nơi cao nhất trên Flight-deck được chia thành nhiều phòng với các mục đích khác nhau.
Đỉnh tháp chỉ huy điều hành được trang bị một hệ thống rada và ăng-ten để thu các tín hiệu Rada, tìm các mục tiêu máy bay hay tên lửa của đối phương, thu phát sóng điện thoại, TV qua vệ tinh... Phía dưới là Trung tâm điều khiển bay (Primary Flight Control - Pri-Fly). Tại đây các sĩ quan phụ trách bay (Air Boss) và trợ lý (Mini Boss) trực tiếp điều hành mọi hoạt động của máy bay trên Flight-deck và trong bán kính 5 dặm (8km). Sĩ quan phụ trách bay và trợ lý là những người có rất nhiều kinh nghiệm về hàng không, họ phải điều khiển và theo dõi nhiều mảng thiết bị và máy tính cho mọi hoạt động liên quan.
Phía dưới nữa là Trung tâm chỉ huy của tầu (Bridge). Thuyền trưởng sẽ điều hành mọi việc tại đây với rất nhiều màn hình xung quanh để quan sát mọi hoạt động của các bộ phận. Thuyền trưởng trực tiếp chỉ huy bộ phận lái điều khiển hướng đi của tầu (Helmsman), bộ phận điều khiển tốc độ của tầu (Lee Helmsman), bộ phận hoa tiêu (Quartermaster of the Watch). Trường hợp thuyền trưởng không có mặt tại Bridge, một sĩ quan khác sẽ làm nhiệm vụ này. Rất nhiều vị thuyền trưởng trên các tầu sân bay nguyên là phi công hải quân bởi vậy họ rất am hiểu về các hoạt động trên Flight-deck. Giống như Pri-Fly, Bridge cũng gồm rất nhiều thiết bị máy tính, màn hình Rada.
Phía dưới Bridge là Trung tâm chỉ huy Hạm đội (Flag Bridge) dành riêng cho đô đốc chỉ huy hạm đội. Phía dưới nữa là Trung tâm điều hành đường băng (Flight-deck Control), Trung tâm điều hành không lưu (Carrier Air Traffic Control Center - CATCC), Trung tâm chỉ huy tác chiến (Combat Direction Center).
Flight-deck chỉ có khả năng đáp ứng chỗ đỗ cho một số lượng nhỏ máy bay trong khi mỗi tầu sân bay thông thường có 80-100 máy bay. Khi không được sử dụng, hầu hết các máy bay được cất giữ an toàn trong khoang chứa máy bay (Hangar Bay) được coi như một gara của tầu sân bay.
Hangar nằm ở lớp boong thứ hai phía dưới Flight-deck. Hangar có kích thước rộng khoảng 34m, dài khoảng 209m và cao khoảng 8m, bằng 2/3 kích thước lòng tầu. Hangar được chia làm bốn khu có thể cất khoảng 60 máy bay, thùng xăng và các thiết bị khác.
Xung quanh Hangar có bốn hệ thống thang máy khổng lồ có khả năng nâng mỗi lần hai máy bay nặng tới 74.000 pound (34 tấn) với tốc độ nhanh Ở phía cuối Hangar phía đuôi tầu là nơi bảo dưỡng, sửa chữa và thay thế các hỏng hóc cho máy bay (Aircraft Intermediate Maintenance Division - AIMD).
Các tầu sân bay hiện đại đủ rộng để có thể ví như một thành phố trên biển. Tầu có khả năng đáp ứng từ 5.000 đến 6.000 người làm việc, nghỉ ngơi, sinh hoạt trên tầu trong vòng bốn tháng. Tuy nhiên có những điểm khác biệt giữa thành phố trên biển này với những thành phố thực thụ trên đất liền.
Trên tầu sân bay, mọi điều kiện sinh hoạt bị bó buộc hơn nhiều. Để di chuyển đến một chỗ nào đó, người ta phải vừa đi vừa giữ thăng bằng trên những hành lang hẹp. Gường ngủ rất chật, sắp xếp theo kiểu tầng. Công việc trên tầu cũng đa dạng giống như trên đất liền. Khoảng 2.500 người chuyên phục vụ cho các máy bay, khoảng 3.000 người khác phục vụ cho tầu bao gồm việc điều khiển tầu, chuẩn bị bữa ăn, dọn dẹp, vận hành lò phản ứng hạt nhân...
Trên tầu có mọi thứ phục vụ nhu cầu sống của con người tuy không thực sự tiện lợi cho lắm. Trên tầu có hệ thống bếp và nhà ăn công cộng có thể phục vụ 18 ngàn suất ăn một ngày. Ngoài ra nó còn có các dịch vụ giặt là, y tế, cửa hàng, ngân hàng, viễn thông...
[theo HowStuffWorks]
