美海軍肯尼迪號航母即將服役,劃時代的福特級開創了哪些先進技術


美海軍肯尼迪號航母即將服役,劃時代的福特級開創了哪些先進技術

福特級航母“福特”號


作為美軍下一代航母,福特級從研發之初就引起了世界關注。作為一型迭代的產品,福特級相較於尼米茲級採用了大量的新技術,是世界航母技術的又一次跨越。


美海軍肯尼迪號航母即將服役,劃時代的福特級開創了哪些先進技術


福特級由紐波特紐斯造船廠承建(隸屬諾斯羅普格魯曼公司),滿載排水量達到11.2萬噸,是美國有史以來建造的噸位最大的航母。福特級長度、寬度、吃水分別為337米、77米、12米,尺寸超過其前級尼米茲級。


美海軍肯尼迪號航母即將服役,劃時代的福特級開創了哪些先進技術


由於採用了大量新型技術,福特級首艦“福特”號經歷了一個漫長的建造時間,2005年8月開始切割一塊鋼板,直到2017年7月才實現服役,間隔了將近12年。首艦作為探路先鋒,建造相對緩慢也在情理之中,二號艦“肯尼迪”號於2011年2月開工,現已進入海試階段,距交付服役已經不遠。作為一款劃時代的產品,福特級航母給世界航母技術帶來的進步是開創性的。


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全球率先採用電磁彈射技術


尼米茲級採用的蒸汽彈射已經是過去最有效的起飛方式,但是也存在明顯的不足之處。蒸汽彈射起飛的動力來自於高壓蒸汽,這種應用對於設備的損耗比較大,同時,能量使用效率低。福特級採用的電磁彈射技EMALS(Electromagnetic Aircraft Launch System)則不一樣,利用類似電機的原理進行運轉,彈射效率可以提高30%,設備損耗也較小,並且顯著減少了彈射系統佔用的空間。

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EMALS電磁彈射器


作為航母艦載機的最新投放技術,研發電磁彈射技術的不止美國一家,但是美國率先取得了突破並應用上艦,引領了航母艦載機起飛技術的變革。


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進行電磁彈射起飛的F-35C


首創了新型著艦技術


現行航母主要採用攔阻索進行攔阻降落,這個成熟的著艦技術已經被應用了半個多世紀,但是弊端也是很明顯的。採用攔阻降落技術,艦載機的降落重量受到了嚴格限制,最大降落重量必須控制在25噸以內,這就使得戰機不能掛載過多剩餘彈藥返航。


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先進飛機回收系統AARS


為了解決這個問題,研製方為福特級開發了先進飛機回收系統AARS(Advanced Aircraft Recovery System),解決了艦載機滿載返航的後顧之憂。先進飛機回收系統利用類似電磁彈射原理進行飛機回收,大幅提升了回收效率,是航母降落技術的一大突破,將會引來其他航母擁有國的學習借鑑。


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核反應堆終生無需加註核燃料


過去的核動力航母能夠實現理論上的“無限續航”,但是必須在航母中期維護期間打開核反應堆,進行燃料加註,成本高達數億美元。這就使得航母必須按時進行中期維護,存在執行任務的空檔期。


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A1B核反應堆


福特級採用了兩座貝蒂斯原子動力實驗室(Bettis Atomic Power Laboratory)核反應堆,50年無需更換核燃料,功率較尼米茲級增加25%以上。A1B核反應堆的採用,使得福特級航母在全壽命週期內無需更換核燃料,重新定義了核動力航母。

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尼米茲級使用的西屋A4W核反應堆


採用全球領先的整合電力系統


福特級使用了整合電力系統(IPS),在能源的分配管理上十分便利。在福特級航母上,不僅電磁彈射器、回收系統、升降機、烹飪、熱水供應、洗衣、暖氣等需要電力供應,偵測、作戰和指管通情設施也依靠電力驅動,這就產生了更為龐大的電力需求。福特級配備了13500V輸配電系統,供電能力則高達20萬千瓦,約為尼米茲級(6萬4000千瓦)的三倍,能充分供給電磁彈射系統EMALS所需的電力。

與此同時,由於具有強大的供電能力,福特級成為第一型在所有機房都設有冷氣的艦艇,提升了操作人員的舒適性,並降低了機房內設備的維修需求。


美海軍肯尼迪號航母即將服役,劃時代的福特級開創了哪些先進技術


由於整合電力系統的採用,福特級擁有充足的電力供應,為以後電磁軌道炮和激光武器上艦提供了充分的先決條件。福特級原本打算連推進系統也採用電力推進,用反應堆發電驅動由電動馬達帶動的推進器(例如可轉式囊莢推進器),然而由於供10萬噸級艦艇使用的電力推進技術尚未成熟,因此前3艘福特級仍將以蒸汽渦輪直接驅動四軸螺旋槳推進,推進功率達到104MW(約28萬馬力),略高於尼米茲級的26萬馬力。


美海軍肯尼迪號航母即將服役,劃時代的福特級開創了哪些先進技術


自動化程度向前一大步


福特級在航空母艦與艦載機隊的運作方面進行了大幅改進,加上艦內設備廣泛應用網絡技術和電子計算機,福特級整體自動化程度較尼米茲級大為提升,有效降低了人力需求。福特級的航空母艦操作人員從尼米茲級的3190人縮減至2000人左右,減少約1200人,其中維持航空母艦本身運作的人員800名,其餘400名是支援艦載機隊的相關人員。由於人員編制減少,福特級的起居條件得到了改善,增加了艦員的隱私空間,每一間住艙都配備了獨立衛生間。


美海軍肯尼迪號航母即將服役,劃時代的福特級開創了哪些先進技術


大量先進技術的採用,讓福特級備受矚目,成為世界其他航母擁有國的參照對象。福特級在電磁彈射、先進回收系統、新型核反應堆等新技術的應用都是世界航母首創,具有巨大的引領作用,成為世界航母的新標杆。作為後起之秀,東方大國在電磁彈射方面已經取得關鍵突破,軍方專家表示比起美國電磁彈射技術更為先進、成熟,讓我們拭目以待。


美海軍肯尼迪號航母即將服役,劃時代的福特級開創了哪些先進技術


目前,已經服役的福特級航母首艦“福特”號問題不斷,遲遲未能達到部署要求,這是新技術不成熟帶來的弊病,同樣的問題已經在朱姆沃爾特級驅逐艦上暴露無遺。

對於新技術而言,需要抱以耐心,問題終究是一時的,問題一但解決將會展現代差帶來的巨大優勢,達成先進技術的初衷。



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