11.25 CVN將如何發展——美國海軍未來航母選項(七)

雖然CVN LX的排水量遠遠小於福特級航母,但是前者仍然屬於一種採用大型飛行甲板的航母設計方案,其幾何尺寸以及標準排水量與“福萊斯特”級航母相近。CVN LX在本研究項目中的地位體現在研究一種可能採用的構想,即裝載1個現代化艦載機聯隊並且由其形成此前已經展示的作戰能力。“福萊斯特”級航母不僅被視為世界上第一種“超級航母”,而且首次向美國海軍引入了超大型航母設計方案。這種航母的艦體線型約為50英尺(約15.25米),在水線部分的長度小於福特級航母,水線部分的舷寬也略小於後者(約5英尺/1.53米),但前者仍然具備較強的作戰能力,並在部署行動中為大型一體化艦載機聯隊提供了有效保障,而且使這些艦載機能夠裝載足夠彈藥在多種作戰環境中對目標實施有力打擊。

CVN將如何發展——美國海軍未來航母選項(七)

然而基於多種原因,飛行甲板結構佈局更加合理的CVN LX的艦載機架次出動能力不及尼米茲級或福特級航母。基於對比作戰影響的目的,本研究小組保守假設CVN LX的連續架次出動能力為每天80架次,而這種出動規模與實際觀察到的類似排水量航母在高強度實戰行動中的架次出動規模具有一致性。雖然CVN LX設計方案的武器儲存規模以及被動防護能力可能與尼米茲級航母相似,但是此類性能需求能夠基於削減成本的考慮進行調整。

CVN LX以及其他任何新式航母的概念設計都將對飛行甲板實施改進,從而在某種程度上對分析福特級航母的飛機升降機、飛機停放點、加油和裝載武器設想產生槓桿作用。CVN LX的飛行甲板的武器-升降機結構佈局將以“福萊斯特”級航母為基礎進行改進完善,而且有可能借鑑福特級航母採用3臺甲板邊緣升降機以及其他結構佈局、外形和設計思路。對此類概念性航母的分析可能包括在新的甲板結構佈局中設置小型艦島——福特級航母採用了這種結構——從而增加飛行甲板上的艦載機停放點數量。

CVN將如何發展——美國海軍未來航母選項(七)

CVN LX方案的絕大多數成本節約源於前述總體排水量的降低以及拆除原有兩套核反應堆動力系統的其中一套。在動力系統方面,CVN LX將裝備1套A1B型核動力系統以及與福特級航母相同的6臺主渦輪發電機(MTG)。這種概念性改型的動力系統採用了混合式結構,除上述主要動力設備之外還在機庫甲板上方安裝了4臺35兆瓦燃氣輪發電機(GTG)——美國海軍“祖姆沃爾特”級驅逐艦(DDG 1000)也採用了這種電動機——這種結構佈局類似於英國皇家海軍的“伊麗莎白女王”級航母,後者排水量約為70000噸並於2017年交付英國皇家海軍。值得注意的是,“伊麗莎白女王”級航母採用了由柴油機和燃氣輪機所組成的混合式動力系統,該系統所面臨的挑戰將與CVN LX的核動力-柴油機混合動力系統存在差異。

本研究報告探討的CVN LX概念性改型將採用一體化推進系統(IPS)設計,該系統生成的高壓電能將輸送至驅動航母螺旋槳和其他系統的大型電動機(DDG 1000型驅逐艦也採用了IPS動力系統)。美國以及世界其他國家的海軍對IPS系統的應用日趨廣泛。對於CVN LX而言,本研究小組假設它將安裝4臺與DDG 1000級驅逐艦相同的主推進系統電動機且總輸出功率約為200000馬力。上述特定的動力系統性能指標均為名義性指標,特定的設計性能指標需要由美國海軍與造艦企業共同實施“全面工程海軍概念設計研究”項目。這種IPS系統和單一反應堆混合動力系統能夠降低重量、提高設計結構佈局的靈活性、降低工程設備的複雜程度和維護強度以及減少建造成本等。與此同時,基於老舊艦體對結構佈局進行全面升級改造將付出大量NRE成本。

CVN將如何發展——美國海軍未來航母選項(七)

建議採用的上述動力系統構想將形成受到結構佈局影響的設計挑戰和妥協,並需要由美國海軍正式實施工程研究。此類排水量的新式航母概念性改型能夠採用多種類型的動力系統,而做出最終決定需要實施除上述建議之外的其他內容詳細的工程研究。本研究小組與美國海軍合作並基於一系列考慮對其中一種採用核動力系統的概念性改型進行了評估和分析。

首先,為保留與美國現役大型航母(包括作為概念性改型的CVN LX)相同或相近的功率水平,非核動力設計方案已經註定不可能取得成功。例如,為了用全燃氣輪機替換CVN LX的整體動力系統,可能最終提出一種無法實現和根本不具備可行性的設計方案。保留單一A1B型核動力系統以及6臺與福特級航母相同的MTG將形成一種重要的基準動力,同時能夠確保有效降低重量以及充分利用老式A1B型核動力系統內在的續航力性能優勢。使用A1B型核反應堆和主渦輪發電機以及充分利用核動力的內在性能優勢,是確保CVN LX概念性改型取得成功的關鍵。此外,必須高度重視對新式大型航母設計方案進行調整所需的研發時間表。在發展方向轉為某種概念性改型(如CVN LX)時,將會面臨漫長的NRE以及範圍廣泛的採購時間表。


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