美國海軍迎來最先進航母眾多“黑科技”上艦

　　4月8日，美國弗吉尼亞州紐波特紐斯，美國海軍“福特號”核動力航空母艦離開船廠碼頭進行海試。視覺中國供圖（資料圖片）

　　5月31日，美國海軍新一代“福特”級核動力航母首艦“福特號”（CVN78）由建造商亨廷頓·英格爾斯公司交付美國海軍，從而向今年夏天正式服役又前進了一步。

　　根據美國海軍計劃，“福特號”預計將在2020年形成初始作戰能力。“福特”級航母自1993年提出概念，歷經3年頂層需求論証、4年總體方案論証、4年初步方案設計與關鍵技術先期開發、5年詳細方案設計，首艦於2009年鋪設龍骨，整個建造過程歷經8年。

　　第二艘“肯尼迪號”（CVN79）於2010年12月進行了首塊鋼板的切割，2015年8月22日舉行了龍骨鋪設的開工儀式，計劃2022年交付﹔第三艘“企業”號（CVN80）將於2018年納入採辦程序，計劃2027年交付。

　　“福特號”航母排水量約10萬噸，可搭載包括F－35C聯合攻擊戰斗機等第四代隱身戰機、無人戰斗機在內的75架飛機。它採用電磁彈射器和先進攔阻裝置，日出動艦載機270310架次，可持續6天。

　　“福特號”航母採用新型核動力裝置，發電能力相比“尼米茲”級成倍提升。它優化設計布局，提高自動化程度，，人力需求相比“尼米茲”級降低20％左右。針對未來可能的需求變化，還為升級改造留下5％7.5％以上的排水量儲備。

　　“福特”級是面向21世紀作戰需求研制的航母，將全面替代“尼米茲”級航母，成為未來幾十年美國海軍的核心裝備，並引領著未來航母的發展方向。

　　精心設計發展之路

　　1993年，當“尼米茲”級航母才剛剛服役至第6艘、技術水平相對於其他國家處於絕對優勢時，美軍就根據冷戰后國際形勢的變化，從支撐由“大洋決戰”向“由海向陸”戰略轉型的高度，立足全球存在、跨洋作戰、以海制陸的軍事需求，超前謀劃航母的中遠期建設問題。

　　美軍成立了由海軍牽頭，空軍和陸軍參謀部、國防部辦公室、工業部門和研究機構參與其中的頂層評估團隊。通過全面評估，進一步明確了航母在實現美國全球戰略、引領海軍全面建設中的核心地位，確定了保持航母部隊規模不縮減、採用創新技術和裝備提升航母綜合能力的發展思想。

　　可以說，“福特”級航母從建設伊始就奠定了支持戰略實現、技術跨越創新、能力大幅提高、形成跨代優勢的基調。

　　為穩妥實現新一代航母全面創新和突破，確保新一代航母在作戰能力滿足未來國家安全需要的同時控制風險，達到研制周期、技術、經費、工業基礎等各種因素的最優平衡，美國海軍在兩代航母中間採取了“過渡艦”的發展策略，即以“尼米茲”級最后一艘艦“布什號”（CVN77）為過渡和試驗平台，在該艦上採取一部分即將運用到“福特”級航母上的關鍵技術，為“福特”級航母的建造積累經驗、降低風險。

　　同時，“福特”級航母建設也不是一步到位，首艦上實現電磁彈射、先進攔阻、新型核反應堆、雙波段雷達等標志性關鍵技術，第二艘艦上再逐步實現輕型材料、一體化后勤系統等技術和能力，同時秉承“尼米茲”級的經驗做法，后續艦均比前艦有不同程度的技術提高。

　　通過“過渡艦”以及“逐艦提高”的策略，確保了美國海軍新舊航母之間的平穩銜接，確保了新一代航母裝備建設的穩妥可行，保証了該級航母在未來幾十年服役期內的先進性。

　　“福特”級航母的研發是一個邊建設、邊改進、邊提高的漸進式發展過程。立足戰略要求和作戰實際，不斷細化航母需求論証，逐步明確了新航母與已有航母相比應加強能力的方面，迭代優化出新一代航母的六大任務領域和37個特征屬性，為明確採用何種技術來滿足能力需求提供了科學的牽引。

　　美國海軍還開展了歷史上規模最大的多方案評估，對75種設計方案進行全面對比分析，最終形成了採用新型核動力裝置、電磁彈射器、搭載75架以上飛機等指標，確保新一代航母的工程方案設計滿足能力需求。

　　新技術的成熟與否關乎重大裝備進度、費用、效能等方面，為確保重大新技術盡快發展成熟，美國海軍啟動了旨在研究與驗証新技術的“航母研發計劃”，提前部署了一系列新技術的研究和試驗。

　　如在新航母尚未確定是否使用核動力之前，就啟動了“核動力和電力裝置技術”研究，當2009年首艦開工時，新型反應堆裝備的技術成熟度已經完全滿足上艦需求。

　　類似項目還有用於系統和隱身技術集成的“航母集成中心”、用於提高全艦自動化水平的“智能航母”項目等。這些做法，降低了關鍵性強、技術風險高、研制周期長、耗資巨大的新技術對航母建造可能產生的負面影響。

　　創新航母平台

　　從目前初步建成的首艦“福特號”及其搭載的艦載機來看，“福特號”飛行甲板布局優化，動力系統安全高效，載機起降設備全面換代，一體化控制水平大幅提高。

　　飛行甲板是航母平台設計的重點。與“尼米茲”級相比，“福特”號航母島式上層建筑后移、斜角飛行甲板外側向外延伸、艦島后方以及左舷升降機后方甲板延長，使可用飛行甲板面積、航空保障區面積、飛機停放區面積更大。同時，通過優化上層建筑、採用先進武器升降機、使用自動化物資處理技術和轉運裝備、設置“一站式”保障區域等措施，極大提高了飛行甲板的作業效率。

　　“福特”級採用兩座全新開發的A1B反應堆，自動控制水平提高，整個系統更加集成簡化。系統採用的閥門、管道和泵等設備比“尼米茲”級減少約50％，相應運行人員減少約50％，維修量減少約20％，全壽期費用降低約20％。

　　同時，進一步提高了核動力系統自身抵御事故的能力，大大減少了反應堆專設安全設施對外部電能的依賴，核動力系統的安全性大幅提升。

　　“福特”級航母還用創新的電磁彈射器淘汰傳統的蒸汽彈射器。針對蒸汽彈射器系統復雜、維護工作量大、效率低等缺點，並順應艦艇全電化的趨勢，“福特”級航母採用了電磁彈射器，這是半個多世紀以來航母艦載機彈射起飛裝備的革命性創新。其用於彈射的能量利用率可達50％以上，而蒸汽彈射器僅為4％6％，維護人員較后者減少約30％。

　　電磁彈射器可彈射從幾十公斤到數十噸重的艦載機，拓寬了艦載機的彈射范圍和類型。母艦供電系統正常情況下，從冷態到彈射狀態的准備時間由蒸汽彈射的24小時縮短到15分鐘，極大提高了艦載機的出動效率。

　　“福特”級航母研制的新型渦輪攔阻系統，由於採用了數字控制技術，可實現對飛機著艦的精確控制，且回收速度快、峰均力比小，大大減輕了艦載機和飛行員所承受的應力。

　　該系統還具有重量輕、容積小、操作方便等優點，尤其是可靈活調節攔阻能量，能夠攔阻傳統Mk7型攔阻系統不能完成的大重量、高速度飛機和輕質無人機，安全性、可靠性高。

　　“福特”級航母全艦作戰系統綜合水平大幅度提高。“福特”號航母配置了雙波段雷達等新型電子信息裝備和“改進型海麻雀”導彈等新型防御武器。其中雙波段雷達由X波段SPY－3多功能雷達和S波段SPY－4廣域搜索雷達組成，集成了近10部獨立雷達的功能，具備極強的多功能性和可靠性，可同時完成目標搜索、跟蹤、識別，以及飛機引導、武器制導等多種任務。由於採用了信息高速可靠傳輸、實時分發、自動決策支持和自動作戰管理、指揮控制設備柔性重組等新技術，“福特”級航母的作戰系統實現了大跨度發展。

　　“福特號”航母利用全艦計算環境技術將分立的艦載系統集成到一個大的計算環境中，航母上全部的運算機能，包括傳感器、通信、導航、指揮控制、自防御武器和平台管理、航空保障等，均由一個計算機網絡負責，與現役艦艇上各類系統的運算各自獨立、不同系統之間的數據處理能力與硬件資源無法相互支援相比，全艦計算環境是美國海軍的獨創，也是艦船信息化水平方面的巨大進步。

　　更換先進的艦載戰斗機

　　“福特”級航母將按1︰1比例搭載三代機FA－18EF和四代機F－35C，形成“高低搭配”，進一步提升艦載機綜合打擊能力。