中國船舶工業綜合技術經濟研究院
周明貴 丁宏 史騰飛
前不久，海軍遼寧艦航母編隊先後在南海、東海、西太平洋等海區，重點圍繞作戰體系構建與運用、突破潛艇伏擊區、遠海制海制空作戰、編隊指揮所訓練等多項內容開展多科目實兵對抗訓練，以高強度和高難度的訓練進一步檢驗和提升編隊體系作戰能力。不僅如此，艦載戰鬥機實現了從晝間向夜間的突破。軍事專家認為，遼寧艦編隊初步形成作戰能力。
與此同時，軍事發達國家也在積極推進航母建設，被譽為世界第一的美國“福特”級航母尤為引人關注。“福特”級航母緣何被稱為“地表最強”？其發展現狀如何？在建造過程中有何經驗值得我們借鑑？本期“戰艦視界”帶大家一起走進“福特”級航母。
——編者
新一代“福特”級核動力航母是世界上技術最先進、作戰能力最強的航母，在艦載機、動力系統、自動化、態勢感知能力等方面優於“尼米茲”級航母，作戰能力明顯提升，將成為21世紀美軍海上打擊力量的中堅。該級航母首艦“福特”號（CVN-78）已於2017年7月正式列編服役，使美國在役航母數量重回11艘，後續2艘艦的建造工作也在穩步推進，但該級航母在研製過程中遭遇關鍵技術不成熟、採購成本過高等問題，其經驗教訓值得借鑑思考。
十年磨一“艦”
1996年，美國海軍正式啟動“尼米茲”級航母的後繼者——CVNX項目。美國海軍考慮了多種航母方案，最後確定採用以核動力為推進系統的大甲板航母方案：滿載排水量10萬噸級航母，載機聯隊規模約75架，並具備更加強大的出動能力。美國海軍要求新型航母在飛行甲板、航空設施、電力供應及任務系統等方面能夠滿足新世紀要求，能夠配合先進艦載機的使用，尤其是要求能使用無人作戰飛機。為了體現這些新技術、新變化，“CVNX項目”改稱為“CVN-21未來航母”計劃，其中“21”意指進入21世紀之後的第一份航母設計。2000年6月，“福特”級航母正式啟動概念設計，並計劃首批由紐波特紐斯船廠建造3艘。
首艦“福特”號於2005年8月切割第一塊鋼板，標誌著項目正式進入建造階段；2009年11月，鋪設龍骨；2013年11月下水，下水時完工度達到70%；2016年7月，“福特”號航母建造工作完成98%，艦上試驗工作完成89%；2017年1月，“福特”號航母建造工作完成99%，試驗計劃完成93%；2017年4月，“福特”號航母完成了為期7天的船廠海試；2017年5月，“福特”號航母通過了為期3天的驗收海試，各項參數指標均符合交付標準，並於2017年5月31日交付美國海軍；2017年7月22日，“福特”號正式服役；2017年7月28日，F/A-18F“超級大黃蜂”艦載機首次在該航母上實現彈射起飛與阻攔著艦，此後又進行了數百次的固定翼艦載機彈射及回收測試。儘管如此，“福特”號還需完善部分系統、開展多項測試與訓練任務，離實際部署還需時日。
2號艦“肯尼迪”號於2011年2月舉行首塊鋼板切割儀式；2015年8月鋪設龍骨；2017年6月，造船廠完成了整體結構建造工作的50%；2018年4月30日，造船廠完成了整體結構建造工作的75%。該艦計劃於2020年下水，2022年交付美國海軍。
3號艦“企業”號於2017年8月24日舉行首塊鋼板切割儀式，標誌著該航母正式開工建造。2018年3月，美國海軍提出一次性採購第三、四艘航母的申請，以節約採購成本。
性能大提升
“福特”級航母是美國海軍第三代核動力航母，被視為當今世界上技術最先進、戰鬥力最強的航母，同時也以約129億美元的造價成為迄今最貴的航母。“福特”級航母預期服役50年，艦長333米，飛行甲板寬78米，滿載排水量達10萬噸，可攜帶75架以上艦載機，最大航速超過30節；戰艦整體自動化程度較“尼米茲”級航母大幅提升，艦員減少約700人；該級艦配備了改進型“海麻雀”導彈“拉姆”導彈和近防武器系統。
“福特”級航母是在“尼米茲”級航母的基礎上升級設計的，兩型航母船體外形與主尺度接近，搭載的艦載機數量相當。但“福特”級作為面向美國海軍未來一百年發展需求的新一代航母，其性能和作戰能力較“尼米茲”級有較全面的提升。
一是艦載機類型升級。“福特”級將裝備F-35C戰鬥機、E-2D預警機、無人機等新型飛機，其電磁彈射器、先進阻攔裝置、聯合精確進近著艦系統等都充分考慮了新型作戰飛機特別是無人機的特殊要求，而“尼米茲”級航母如果不進行重大改裝升級則難以適應輕型無人機的使用需求。新型無人機上艦可有效提高“福特”級航母的態勢感知能力和作戰能力，擴大航母編隊的控制和打擊範圍。
二是艦載機出動架次率提高。目前，“尼米茲”級航母的艦載機出動能力為每天140～160架次，而“福特”級航母配備了電磁彈射系統，且對甲板和調運系統進行了優化，未來其日出動能力可達到180～220架次，較“尼米茲”級航母提高33%。同時，配合各種精確制導彈藥的使用，“福特”級航母的艦載機聯隊一天能打擊的目標數量由“尼米茲”級的700個增加到1200個。
三是能源動力換代。“福特”級航母裝備了2臺全新設計的A1B核反應堆，總功率約700兆瓦，比“尼米茲”級航母提高約25%。此外，“尼米茲”級航母大量利用核反應堆產生的蒸汽，飛機彈射與許多生活設施都直接採用蒸汽作為能源，其發電功率只有64兆瓦，而“福特”級航母則僅保留蒸汽輪機驅動螺旋槳，其他能量全部轉化為電力，其發電能力為“尼米茲”級的2.5倍以上，可為電磁彈射器、雙波段雷達、激光武器等高耗電裝備上艦提供充足的電力容量，併為提高作戰能力預留了電力空間。
四是自動化水平顯著提升。得益於美國海軍的“智能航母”計劃，“福特”級航母通過全艦廣域網監控系統、人工智能系統，將艦上各種機械系統、電氣系統進行集中網絡化監控，有效節約人手；“自動著艦模式”輔助著艦系統大幅降低了艦載機在著艦階段的操控次數與難度，從而提高了著艦成功率和安全性。
五是態勢感知能力擴展。“福特”級航母採用AN/SPY-3、AN/SPY-4等新型有源相控陣雙波段雷達（“福特”號）和企業空中監視雷達（“肯尼迪”號），相比“尼米茲”級的傳統雷達，跟蹤範圍更廣、目標數量更多、反應速度更快，對掠海飛行的隱身反艦導彈也能起到很好的探測效果。另外，“福特”級航母將搭載新型E-2D預警機和各類用於態勢感知的無人機，其探測預警範圍將得到大幅擴展。
六是可改裝潛力提高。“福特”級航母採用更多開放式體系結構設計，具備更強發電能力,為高耗電系統的裝艦提供了條件。同時“福特”級航母的排水量和重心高餘量較大，升級改造的潛力比“尼米茲”級更大，可在未來植入更多的新技術與系統，可改裝性明顯優於“尼米茲”級。
經驗可借鑑
一是技術、設計和生產成熟度不高。在“福特”級航母建造之初，技術不但不成熟，而且設計也不完整，導致成本增加和進度延期。首艘航母的交付時間比美國海軍計劃的期限延後了20個月。交付時，一些與建造相關的工作仍未完成，還存在40多處嚴重缺陷，可能會影響航母的運行和安全。據美國海軍報告稱，截至2017年1月，該項目13項關鍵技術中，僅9項發展成熟；到2018年1月，有11項關鍵技術發展成熟。針對關鍵技術不達標的關鍵系統，“福特”號航母採取了“測試與上艦安裝同步”的策略，因此交付後一直在開展試航性訓練以測試系統的可靠性。美國海軍還將繼續對武器升降機、電磁彈射器、攔阻系統和雙波段雷達等關鍵系統進行測試。這些系統的可靠性將直接關係到航母作戰能力的一個關鍵指標：能否快速起降戰機。上述報告稱，電磁彈射系統已達到可靠性要求，但是美國作戰測試和評估主管認為海軍降低了電磁彈射系統可靠性要求，將難以保證航母達到項目計劃的戰機起降要求。目前，電磁彈射技術仍存在缺陷，暫時無法彈射滿載艦載機；在測試中，“福特”號的推進系統已發生兩次故障，最新的故障目前還未修復。此外，“福特”號還需接受衝擊試驗、導航認證、網絡安全檢查等，實際部署時間要在2020年以後。
“福特”級航母代表了美國海軍航母及相關技術的發展方向與先進水平，其研製遇到的問題也反映了複雜巨系統工程的高風險性，其經驗教訓值得我們借鑑和思考。一是航母的設計要著眼於未來，避免一建成就落後；新航母需預留改進空間，能夠在未來插入新技術與新系統，確保總體先進性。二是應對航母研製過程中的困難要有所準備，做好頂層規劃。先進航母需要大量新技術支撐，在新技術研發、試驗與應用的迭代過程中遇到各種問題是正常的，但儘早做好預案，制定技術研發和物資採辦規劃，實現統籌管理，提高效率，降低費用。三是避免盲目追求過高的新技術應用率。美國海軍為了確保航母保持全面領先，其技術、設計和生產成熟度未達到預期目標，多次導致項目整體進度延遲、設計修改、採購成本飆升。
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