中国船舶工业综合技术经济研究院
周明贵 丁宏 史腾飞
前不久，海军辽宁舰航母编队先后在南海、东海、西太平洋等海区，重点围绕作战体系构建与运用、突破潜艇伏击区、远海制海制空作战、编队指挥所训练等多项内容开展多科目实兵对抗训练，以高强度和高难度的训练进一步检验和提升编队体系作战能力。不仅如此，舰载战斗机实现了从昼间向夜间的突破。军事专家认为，辽宁舰编队初步形成作战能力。
与此同时，军事发达国家也在积极推进航母建设，被誉为世界第一的美国“福特”级航母尤为引人关注。“福特”级航母缘何被称为“地表最强”？其发展现状如何？在建造过程中有何经验值得我们借鉴？本期“战舰视界”带大家一起走进“福特”级航母。
——编者
新一代“福特”级核动力航母是世界上技术最先进、作战能力最强的航母，在舰载机、动力系统、自动化、态势感知能力等方面优于“尼米兹”级航母，作战能力明显提升，将成为21世纪美军海上打击力量的中坚。该级航母首舰“福特”号（CVN-78）已于2017年7月正式列编服役，使美国在役航母数量重回11艘，后续2艘舰的建造工作也在稳步推进，但该级航母在研制过程中遭遇关键技术不成熟、采购成本过高等问题，其经验教训值得借鉴思考。
十年磨一“舰”
1996年，美国海军正式启动“尼米兹”级航母的后继者——CVNX项目。美国海军考虑了多种航母方案，最后确定采用以核动力为推进系统的大甲板航母方案：满载排水量10万吨级航母，载机联队规模约75架，并具备更加强大的出动能力。美国海军要求新型航母在飞行甲板、航空设施、电力供应及任务系统等方面能够满足新世纪要求，能够配合先进舰载机的使用，尤其是要求能使用无人作战飞机。为了体现这些新技术、新变化，“CVNX项目”改称为“CVN-21未来航母”计划，其中“21”意指进入21世纪之后的第一份航母设计。2000年6月，“福特”级航母正式启动概念设计，并计划首批由纽波特纽斯船厂建造3艘。
首舰“福特”号于2005年8月切割第一块钢板，标志着项目正式进入建造阶段；2009年11月，铺设龙骨；2013年11月下水，下水时完工度达到70%；2016年7月，“福特”号航母建造工作完成98%，舰上试验工作完成89%；2017年1月，“福特”号航母建造工作完成99%，试验计划完成93%；2017年4月，“福特”号航母完成了为期7天的船厂海试；2017年5月，“福特”号航母通过了为期3天的验收海试，各项参数指标均符合交付标准，并于2017年5月31日交付美国海军；2017年7月22日，“福特”号正式服役；2017年7月28日，F/A-18F“超级大黄蜂”舰载机首次在该航母上实现弹射起飞与阻拦着舰，此后又进行了数百次的固定翼舰载机弹射及回收测试。尽管如此，“福特”号还需完善部分系统、开展多项测试与训练任务，离实际部署还需时日。
2号舰“肯尼迪”号于2011年2月举行首块钢板切割仪式；2015年8月铺设龙骨；2017年6月，造船厂完成了整体结构建造工作的50%；2018年4月30日，造船厂完成了整体结构建造工作的75%。该舰计划于2020年下水，2022年交付美国海军。
3号舰“企业”号于2017年8月24日举行首块钢板切割仪式，标志着该航母正式开工建造。2018年3月，美国海军提出一次性采购第三、四艘航母的申请，以节约采购成本。
性能大提升
“福特”级航母是美国海军第三代核动力航母，被视为当今世界上技术最先进、战斗力最强的航母，同时也以约129亿美元的造价成为迄今最贵的航母。“福特”级航母预期服役50年，舰长333米，飞行甲板宽78米，满载排水量达10万吨，可携带75架以上舰载机，最大航速超过30节；战舰整体自动化程度较“尼米兹”级航母大幅提升，舰员减少约700人；该级舰配备了改进型“海麻雀”导弹“拉姆”导弹和近防武器系统。
“福特”级航母是在“尼米兹”级航母的基础上升级设计的，两型航母船体外形与主尺度接近，搭载的舰载机数量相当。但“福特”级作为面向美国海军未来一百年发展需求的新一代航母，其性能和作战能力较“尼米兹”级有较全面的提升。
一是舰载机类型升级。“福特”级将装备F-35C战斗机、E-2D预警机、无人机等新型飞机，其电磁弹射器、先进阻拦装置、联合精确进近着舰系统等都充分考虑了新型作战飞机特别是无人机的特殊要求，而“尼米兹”级航母如果不进行重大改装升级则难以适应轻型无人机的使用需求。新型无人机上舰可有效提高“福特”级航母的态势感知能力和作战能力，扩大航母编队的控制和打击范围。
二是舰载机出动架次率提高。目前，“尼米兹”级航母的舰载机出动能力为每天140～160架次，而“福特”级航母配备了电磁弹射系统，且对甲板和调运系统进行了优化，未来其日出动能力可达到180～220架次，较“尼米兹”级航母提高33%。同时，配合各种精确制导弹药的使用，“福特”级航母的舰载机联队一天能打击的目标数量由“尼米兹”级的700个增加到1200个。
三是能源动力换代。“福特”级航母装备了2台全新设计的A1B核反应堆，总功率约700兆瓦，比“尼米兹”级航母提高约25%。此外，“尼米兹”级航母大量利用核反应堆产生的蒸汽，飞机弹射与许多生活设施都直接采用蒸汽作为能源，其发电功率只有64兆瓦，而“福特”级航母则仅保留蒸汽轮机驱动螺旋桨，其他能量全部转化为电力，其发电能力为“尼米兹”级的2.5倍以上，可为电磁弹射器、双波段雷达、激光武器等高耗电装备上舰提供充足的电力容量，并为提高作战能力预留了电力空间。
四是自动化水平显著提升。得益于美国海军的“智能航母”计划，“福特”级航母通过全舰广域网监控系统、人工智能系统，将舰上各种机械系统、电气系统进行集中网络化监控，有效节约人手；“自动着舰模式”辅助着舰系统大幅降低了舰载机在着舰阶段的操控次数与难度，从而提高了着舰成功率和安全性。
五是态势感知能力扩展。“福特”级航母采用AN/SPY-3、AN/SPY-4等新型有源相控阵双波段雷达（“福特”号）和企业空中监视雷达（“肯尼迪”号），相比“尼米兹”级的传统雷达，跟踪范围更广、目标数量更多、反应速度更快，对掠海飞行的隐身反舰导弹也能起到很好的探测效果。另外，“福特”级航母将搭载新型E-2D预警机和各类用于态势感知的无人机，其探测预警范围将得到大幅扩展。
六是可改装潜力提高。“福特”级航母采用更多开放式体系结构设计，具备更强发电能力,为高耗电系统的装舰提供了条件。同时“福特”级航母的排水量和重心高余量较大，升级改造的潜力比“尼米兹”级更大，可在未来植入更多的新技术与系统，可改装性明显优于“尼米兹”级。
经验可借鉴
一是技术、设计和生产成熟度不高。在“福特”级航母建造之初，技术不但不成熟，而且设计也不完整，导致成本增加和进度延期。首艘航母的交付时间比美国海军计划的期限延后了20个月。交付时，一些与建造相关的工作仍未完成，还存在40多处严重缺陷，可能会影响航母的运行和安全。据美国海军报告称，截至2017年1月，该项目13项关键技术中，仅9项发展成熟；到2018年1月，有11项关键技术发展成熟。针对关键技术不达标的关键系统，“福特”号航母采取了“测试与上舰安装同步”的策略，因此交付后一直在开展试航性训练以测试系统的可靠性。美国海军还将继续对武器升降机、电磁弹射器、拦阻系统和双波段雷达等关键系统进行测试。这些系统的可靠性将直接关系到航母作战能力的一个关键指标：能否快速起降战机。上述报告称，电磁弹射系统已达到可靠性要求，但是美国作战测试和评估主管认为海军降低了电磁弹射系统可靠性要求，将难以保证航母达到项目计划的战机起降要求。目前，电磁弹射技术仍存在缺陷，暂时无法弹射满载舰载机；在测试中，“福特”号的推进系统已发生两次故障，最新的故障目前还未修复。此外，“福特”号还需接受冲击试验、导航认证、网络安全检查等，实际部署时间要在2020年以后。
“福特”级航母代表了美国海军航母及相关技术的发展方向与先进水平，其研制遇到的问题也反映了复杂巨系统工程的高风险性，其经验教训值得我们借鉴和思考。一是航母的设计要着眼于未来，避免一建成就落后；新航母需预留改进空间，能够在未来插入新技术与新系统，确保总体先进性。二是应对航母研制过程中的困难要有所准备，做好顶层规划。先进航母需要大量新技术支撑，在新技术研发、试验与应用的迭代过程中遇到各种问题是正常的，但尽早做好预案，制定技术研发和物资采办规划，实现统筹管理，提高效率，降低费用。三是避免盲目追求过高的新技术应用率。美国海军为了确保航母保持全面领先，其技术、设计和生产成熟度未达到预期目标，多次导致项目整体进度延迟、设计修改、采购成本飙升。
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