傑拉德·R·福特級航空母艦(Gerald R. Ford-class aircraft carriers，或簡稱為福特級航空母艦)在新世紀的頭20年，在軍事方面以領先對手至少一代為標準的美軍計劃逐漸淘汰現役的10艘尼米茲級航空母艦，儘管此級航母依然是世界上最先進核動力的航母。作為接替尼米茲級航母的福特級航母的建造工作就是在此種情況下被美海軍提上日程。2017年7月22日正式進入美國海軍服役。福特級規劃在2058年之前建造10艘同級艦，取代尼米茲級成為美國海軍艦隊的新骨幹。
福特號艦徽
CVN-21福特級航空母艦起源自1975年尼米茲級航空母艦(CVN-68~70)訂購首批三艘時，美國海軍展開一系列關於尼米茲級之後未來航空母艦的概念方案，稱為CVNX，涵蓋輕型、中型到重型航空母艦，總共研究15個艦體大小不同的方案的船模水線性能，而起降方式則涵蓋傳統使用彈射器/攔截索的CTOL、使用滑躍短距起飛/攔截索降落的STOL、使用滑跳起飛/垂直降落的S/VTOL等三種，每一種方向又包含傳統甲板佈局與新設計之分，當時CVNX總共有約50種設計方案。在首艦福特號(USS Gerald R. Ford CVN-78)正式定名之前，本級艦原本被稱為CVN 21未來航母計劃(CVN 21 Future Aircraft Carrier Program，其中"21"意指這是進入21世紀之後的第一個航母設計)。
福特號命名儀式
建造過程
2008年9月10日，美國海軍與諾格集團簽署價值51.6億美元的後續合約，正式展開CVN-78福特號的建造工作。在2009年11月13日，新港紐斯廠安放了首艦福特號的龍骨。依照原訂計劃，福特號應於2015年9月交艦，接替服勤超過半個世紀的企業號(USS Enterprise CVN-65)。總計首艦福特號的研發與建造總經費共將耗資137億美元，其中研發經費為32億美元，建造費用(含所有先期的規劃、準備)則高達105億美元 ，其中有1/3的經費早在2001年就已編列作為前期武獲款項，總計前三艘CVN-21預計耗資360億美元，其中317億5000萬美元為建造經費，43億3000萬是研發經費，成為美國海軍有史以來造價最昂貴的艦艇 。
首艦福特號第一塊鋼板切割下線
福特級的二號艦(CVN-79)原訂於2012年開始建造，不過在2008年9月爆發的全球金融海嘯之後，2009年初新上任的奧巴馬政府決議將CVN-79的建造工作延至2013年才展開，同時縮減在2010年度的先期投資。在2009年1月15日，美國國防部與紐波特紐斯造船及船塢公司廠簽署CVN-21二號艦(CVN-79) 的先期籌備工作，包括設計、規劃、採買等，總值3.74億美元;在同年5月初，美國海軍與紐波特紐斯造船及船塢公司廠簽署先期備料的修正合約，總值7726萬美元，這項先期合約於2010年10月執行完成 。
肯尼迪號命名儀式
緊接著在11月11日簽署一個後續的設計與工程發展合約(價值1.892億美元)。CVN-79在2011年2月26日於新港紐斯廠切割第一塊鋼板，於2013年正式開始安放龍骨，2018年服役，接替尼米茲號(USS Nimitz CVN-68)核動力航空母艦。在2011年5月29日，美國國防部正式宣佈，CVN-79命名為小約翰·肯尼迪號(USS John F. KennedyCVN-79)，接替2007年從美國海軍除役(2009年除籍)的同名航空母艦(USS John F. Kennedy CV-67)。在2012年12月1日企業號(USSEnterprise CVN-65)停役當天，美國海軍正式宣佈，將第三艘福特級航空母艦命名為企業號(USS Enterprise CVN-80)。
自動化設計
福特級是美國第一種利用計算機輔助工具(CAD)設計的航空母艦，應用了虛擬影像技術，在設計過程就能精確模擬每一個設計細節，並且預先解決相關的佈局問題，對各部件實際製造的掌握精確度也大幅提高，此外也容許多組團隊在同一時間分別進行設計開發，節約時間。乍看之下，福特級的佈局似乎與尼米茲級大致相似，不過實際上仍做了相當多的改良。飛行甲板佈局方面，如同前述，CVN-21在規劃之初曾出現全新的構型，例如一個將降落區、起飛區分於艦身兩側的大膽構想;不過考量成本與風險後， 福特級仍以現役美國航空母艦的配置為基礎進行改良。
福特級航空母艦
由於航空母艦與艦載機隊的相關運作大幅改進，加上艦內的設備全面網絡化與電腦化，福特級的整體自動化程度較尼米茲級大為增加，有效降低人力需求，故航空母艦操作人員將從尼米茲級的3190人減至2000人左右，減少的約1200名人力中，維持航空母艦本身運作的人員佔了800名，其餘400名是支援艦載機隊的相關人員。此外，美國航空母艦新一代艦載機隊機型種類也比以往降低許多， 故艦載機聯隊的人員編制也可能獲得相當程度的縮減。由於人員減少，福特級的平均起居水平也有所增加，不僅每個人的空間更有隱私性，每一間住艙都有廁所。
武器裝備
防禦
福特號航母的防衛武器包括兩座改進型"海麻雀"RIM-162導彈八聯裝發射裝置，兩座"海拉姆/公羊"RIM-116防空導彈發射器和3座MK15型20毫米6管密集陣火炮等，安裝於兩舷和艦尾外側的平臺上，若干挺12.7毫米重機槍。 此外，還裝有誘餌彈發射裝置和魚雷誘餌系統 。福特號的彈藥貯運系統也採用了新技術，包括現金武器升降機、全方位自動搬運車、自動掛彈機器人和自動化彈藥庫技術 。美國海軍還選擇了艦載新概念武器作為福特號未來防禦作戰的"殺手鐧"，已初步確定未來安裝在福特號航母上的新概念武器包括:電磁軌道炮、高能激光、高能射線等，福特號艦上極高的"電力化"程度將為這類高能武器的發展提供良好的先決條件。
艦載機
福特號航母上通常搭載8架S-3A/B反潛機，5架E-2C/D空中預警機，6架SH-3G/H或SH-60F直升機 ，主力艦載機將全面更換為具備隱身性能的F-35C戰機，可達75架，以替代服役的F-18E/F戰機。F-35C戰機能夠以超音速巡航，最大作戰半徑超過1000千米，可對各目標實施遠程精確打擊。與此同時，航母上還將裝備大量無人作戰飛機，如X-47B等，既可執行精確打擊、海上監視、空中早期預警、戰場評估，也可擔負支援反潛和搶險救援等任務。由於採用全新F-35C艦載機和高性能無人機，以及各種新概念武器系統，將使未來海空戰作戰樣式發生新變化。美國海軍評估，一艘搭載75架艦載機的尼米茲級航母，在3天的作戰時間內，每天打擊的目標數是248個。而搭載同等數量艦載機的福特號航母，其打擊的目標數將達2000個以上。
彈射器設計
與現役美軍航空母艦相同，福特級同樣擁有四具彈射器，兩具位於艦艏，另外兩具位於斜角甲板，只不過一向被美國航空母艦採用的蒸汽彈射器， 在福特級上將被新研發的電磁彈射器(Electromagnetic Aircraft Launch System，簡稱EMALS)取代。傳統蒸汽彈射器是將由反應爐製造的大量高壓蒸汽儲存於汽缸中，使用時用蒸汽推動牽引飛機的彈射梭，以270km的時速將飛機彈射升空;可想而知，蒸汽輸送時將產生多少損耗，儲存高壓蒸汽的汽缸或者輸送蒸汽的管線亦需頗大的空間，高壓彈射系統中的活塞、管路與筏門等零件承受的損耗也十分驚人。現有C-13-2彈射器最常出現故障的部位是調節蒸汽壓力的活門以及儲存蒸汽的汽缸(兩者都需要定期的預防性保養)，此外彈射軌與牽引飛機鼻輪的梭車因高溫摩擦而失火的情況也時有所聞。
Electromagnetic Aircraft Launch System
美國海軍為福特級研發彈射器時，便不再走蒸汽彈射器的道路，而改發展革命性的EMALS。電磁彈射器的原理則是載流導線在磁場中受力，利用磁通量巨大的瞬間變化而產生的感應電磁斥力，將飛機彈射升空。電動馬達的基本原理是在定子(stator)上通以方向不斷改變的電流，利用電流改變造成的磁通量變化而產生磁場，進而使帶有磁性的"轉子"受力而產生運動。傳統馬達的定子採用環狀排列，使得轉子產生原地旋轉運動;而電磁彈射器則採用兩側式線性感應馬達(Double Sided Linear Induction Motor)，定子分為兩側直線排列，充當彈射器的軌道，而轉子則在兩排定子之間進行直線運動，轉子上頭便連接了用於牽引飛機鼻輪的梭車(shuttle)。
EMALS彈射F-35戰鬥機
著艦回收設計
除了彈射器外，福特級也將以先進飛機回收系統(AARS)來取代傳統式的攔阻索。傳統式攔阻索由攔截鋼纜與液壓緩衝機構成，以尼米茲級的MK-7 Mod3為例，能把一架降落速度130節(240km/hr)、重25噸的飛機在兩秒之內於100m之內截停，共吸收64.4MJ的能量;不過這也接近這類系統的性能極限。在以往，美國海軍艦載機的武裝以廉價無導引武器為主，如果在任務中沒有用完，降落前大可將其拋海以減少降落時的重量與風險;然而，現美國艦載機主要都配備精密昂貴的導引武器，如果沒有用完就必須攜回。因此，美國航空母艦上的攔截回收系統的能耐必須強化，才能有效攔住返航重量日益提高的艦載機。
甲板操作佈局
與尼米茲級相較，福特級在飛行甲板佈局方面最主要的改良，在於改進了油料與彈藥補給的動線。後期型尼米茲級擁有三具甲板彈藥升降機，分別位於前方彈射器中央、右舷兩座靠前方的飛機升降機之間，以及艦島旁邊;進行彈藥補給作業時，艦上人員必須先透過彈艙升降機，將武器從水線以下的彈藥庫(分置於數層艦底甲板)往上送至03甲板(即下甲板機庫的再下一層)，然後借用位於03甲板的艦上餐廳餐廳空間，在餐桌上完成武器的組裝設定，接著透過輸送車將彈藥運至甲板彈藥升降機部位，才能送上飛行甲板。
福特級航空母艦剖視圖
尼米茲級將甲板彈藥升降機設在飛行甲板中間是因為配合彈藥庫的位置，這使得在透過彈藥升降機將武器送上甲板時，所有的飛行起降作業都必須暫停。此外，武器送上甲板後，還需透過甲板運輸車個別地送到每一架需要掛彈的飛機位置;相似地，飛機的加油作業也是透過穿梭在甲板各處的加油車直接開到需要補給的飛機旁進行。總而言之，每次尼米茲級的機隊進行加油掛彈作業，總共需耗費2小時左右。
尼米茲級航空母艦的升降機
動力系統
動力方面，鑑於電力系統在分配管理上十分便利，福特級引進整合電力系統(IPS)的概念，儘可能地以電力的系統取代原先航空母艦上的蒸汽次系統，舉凡電磁彈射器、回收系統、升降機、烹飪、熱水供應、洗衣、暖氣等，而各式偵測、作戰、指管通情設施不消說自然也是電力在驅動，因此福特級的動力系統必須提供遠高於現役航空母艦的電力，並需配備更全面而完善的電力供應設施。反應堆部分，長年為美國海軍核能航空母艦提供反應堆的西屋(Westhouse)公司提出新的A5W反應堆方案，然而在1999年的競標中，西屋敗給了屬於美國政府、位於賓夕法尼亞州的貝蒂斯核子動力實驗室(Bettis Atomic Power Laboratory)，因此福特級的反應堆便稱為A1B(B代表貝蒂斯)。
A1B反應器
福特級將配備兩居A1B反應堆，功率較尼米茲級增加25%以上，配備13500V輸配電系統，供電能力則高達20萬千瓦，幾乎是尼米茲級(6萬4000千瓦)的三倍，能充分供給EMALS所需的電力，也由於充裕的電力，福特級成為第一種所有機房都設有冷氣空調的艦艇，能增加操作人員的舒適性，並降低機房內設備的維修保養需求。此外，A1B的爐心將擁有50年的使用壽命，使福特級在大部分的役期中都無須為了更換爐心而回到船塢大動手術，增加了壽命週期內的服勤時間。除了新反應爐外，福特級也會使用全新的整體輪機系統以及配電系統，電力的整合、分配架構也將重新規劃，例如在全艦各處設置分區供電系統，並設置一個電腦控制配電系統，使電力的分配合理化。最初福特級甚至打算連推進系統 也採用電力推進，亦即以反應爐發出的電力驅動由電動馬達帶動的推進器(例如可轉式囊莢推進器)，然而由於足供10萬噸級艦艇使用的電力推進系統 尚未發展成熟，因此前三艘福特級仍將以蒸汽渦輪直接驅動四軸螺旋槳推進，作為推進的功率將達到104MW(約280000 馬力)，略高於尼米茲級。
福特號動工儀式
船電武裝
福特級大量採用先進的偵測、電子戰系統以及C4I（C4I系統是指指揮、控制、通訊、電腦和情報的集成，以前一直被運用在軍事領域，它以計算機為核心，綜合運用各種信息技術，對軍隊和武器進行指揮與控制）設備，以符合美國海軍未來IT-21聯網作戰的要求，艦上的指揮管制中樞將是CommonC2System共同作戰指揮系統，能整合艦上一切指管通情與武器射控功能。艦上各型相控陣雷達、衛星通訊、資料傳輸鏈、電子戰系統與聯合精確進場暨降落系統的天線整合於艦橋結構內，或置於艦橋頂部的輕量化桅杆上。艦上的作戰與指管通情繫統將採用開放式的架構，大量使用民間商規組建，以利於服役生涯中的維護與升級作業;而艦上的整合通信系統則由Avaya公司提供。福特級的輕量化桅杆由複合材料製造，強度與鋼鐵相仿，但重量便顯著地降低。在規劃階段，福特級最主要的偵測系統，是與朱姆沃爾特級驅逐艦相同的雙頻雷達系統(Dual Band Radar，DBR)，包括AN/SPY-3 I/J頻帶多功能雷達(Multi Fuction Radar，MFR)，以及AN/SPY-4 S長程廣域搜索雷達(Volume Search Radar，VSR)，兩者都是最先進的數位波形控制主動相控陣雷達。
美海軍對福特級艦載雷達進行測試調整
福特級航母結構示意圖
不過在2010年6月，美國海軍宣佈DDG-1000取消VSR雷達，未來可能以更晚開發、增加反彈道導彈能力的AMDR相控陣雷達來取代，因此福特級也可能會以AMDR來取代DBR系統。以往美國航空母艦的艦島都擁有兩層艦橋，分別供艦長以及航空母艦戰鬥群指揮官使用;而福特級的艦島僅設置一層寬廣的主艦橋，並在主艦橋靠近艦島左側的上方與下方，各設置一層小型艦橋，上方應為艦載機管制室，下方則用於監視飛行甲板運作。這種較為緊緻的空間配置，似乎是基於美國海軍長年累積的操作經驗，或者是降低雷達截面積等。自衛武裝方面， 根據模型的照片，第一批福特級的防衛武器包括MK-15 Block 1B密集陣近程防禦武器系統、RAM公羊短程防空導彈發射器、MK-29海麻雀防空導彈發射器(照明射控工作由SPY-3相控陣雷達負責)等，安裝於兩舷和艦尾外側的平臺上;此外根據想象圖，福特級還打算艦尾左側的舷外平臺上安裝MK-41垂髮系統，裝填海麻雀ESSM短程防空導彈，不過實際情況仍有待最後確認。未來福特級的武器系統可能會朝向電磁炮甚至直接能量的激光炮的方向發展，而福特級艦上極高的"電力化"程度將為這類高能武器的發展提供良好的先決條件。
福特號技術參數
總體評價
福特號航空母艦建成服役後，將不只是簡單地多了一個大型機械化作戰平臺，而是展現出一個全新的信息化作戰平臺，它對未來海戰的影響和作用將是巨大的。福特號採用更先進的C4ISR系統，技術和自動化設備，能更全面地支持美軍的網絡中心戰的開展，是未來美國海空網絡戰的一箇中心節點，它不僅集合有航母本身及編隊整個系列的新技術和武器裝備，而且還將與空、天、陸軍的其他新技術、武器裝備實現有機"鏈接"，進而打造更強的戰略預警體系和作戰網絡體系 ;將廣泛採用電腦顯示器和掌上電腦等替代人員操作，從而使各種雷達設施、通信系統、指揮控制系統、武器裝備之間的信息傳輸更快捷、作戰程序更簡便、打擊威力更強勁 。福特號航母比尼米茲級航母先進，而後者又比其他國家的航母先進，這樣一來前者已經與世界航母拉開兩個檔次，可以幫助確保美國未來50年的海上優勢。
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