美国最先进航母众多“黑科技”上舰

中国青年报 2017-06-15

5月31日，美国海军新一代“福特”级核动力航母首舰“福特号”（CVN78）由建造商亨廷顿·英格尔斯公司交付美国海军，从而向今年夏天正式服役又前进了一步。
　　根据美国海军计划，“福特号”预计将在2020年形成初始作战能力。“福特”级航母自1993年提出概念，历经3年顶层需求论证、4年总体方案论证、4年初步方案设计与关键技术先期开发、5年详细方案设计，首舰于2009年铺设龙骨，整个建造过程历经8年。
　　第二艘“肯尼迪号”（CVN79）于2010年12月进行了首块钢板的切割，2015年8月22日举行了龙骨铺设的开工仪式，计划2022年交付；第三艘“企业”号（CVN80）将于2018年纳入采办程序，计划2027年交付。
　　“福特号”航母排水量约10万吨，可搭载包括F－35C联合攻击战斗机等第四代隐身战机、无人战斗机在内的75架飞机。它采用电磁弹射器和先进拦阻装置，日出动舰载机270～310架次，可持续6天。
　　“福特号”航母采用新型核动力装置，发电能力相比“尼米兹”级成倍提升。它优化设计布局，提高自动化程度，人力需求相比“尼米兹”级降低20％左右。针对未来可能的需求变化，还为升级改造留下5％～7.5％以上的排水量储备。
　　“福特”级是面向21世纪作战需求研制的航母，将全面替代“尼米兹”级航母，成为未来几十年美国海军的核心装备，并引领着未来航母的发展方向。
　　精心设计发展之路
　　1993年，当“尼米兹”级航母才刚刚服役至第6艘、技术水平相对于其他国家处于绝对优势时，美军就根据冷战后国际形势的变化，从支撑由“大洋决战”向“由海向陆”战略转型的高度，立足全球存在、跨洋作战、以海制陆的军事需求，超前谋划航母的中远期建设问题。
　　美军成立了由海军牵头，空军和陆军参谋部、国防部办公室、工业部门和研究机构参与其中的顶层评估团队。通过全面评估，进一步明确了航母在实现美国全球战略、引领海军全面建设中的核心地位，确定了保持航母部队规模不缩减、采用创新技术和装备提升航母综合能力的发展思想。
　　可以说，“福特”级航母从建设伊始就奠定了支持战略实现、技术跨越创新、能力大幅提高、形成跨代优势的基调。
　　为稳妥实现新一代航母全面创新和突破，确保新一代航母在作战能力满足未来国家安全需要的同时控制风险，达到研制周期、技术、经费、工业基础等各种因素的最优平衡，美国海军在两代航母中间采取了“过渡舰”的发展策略，即以“尼米兹”级最后一艘舰“布什号”（CVN77）为过渡和试验平台，在该舰上采取一部分即将运用到“福特”级航母上的关键技术，为“福特”级航母的建造积累经验、降低风险。
　　同时，“福特”级航母建设也不是一步到位，首舰上实现电磁弹射、先进拦阻、新型核反应堆、双波段雷达等标志性关键技术，第二艘舰上再逐步实现轻型材料、一体化后勤系统等技术和能力，同时秉承“尼米兹”级的经验做法，后续舰均比前舰有不同程度的技术提高。
　　通过“过渡舰”以及“逐舰提高”的策略，确保了美国海军新旧航母之间的平稳衔接，确保了新一代航母装备建设的稳妥可行，保证了该级航母在未来几十年服役期内的先进性。
　　“福特”级航母的研发是一个边建设、边改进、边提高的渐进式发展过程。立足战略要求和作战实际，不断细化航母需求论证，逐步明确了新航母与已有航母相比应加强能力的方面，迭代优化出新一代航母的六大任务领域和37个特征属性，为明确采用何种技术来满足能力需求提供了科学的牵引。
　　美国海军还开展了历史上规模最大的多方案评估，对75种设计方案进行全面对比分析，最终形成了采用新型核动力装置、电磁弹射器、搭载75架以上飞机等指标，确保新一代航母的工程方案设计满足能力需求。
　　新技术的成熟与否关乎重大装备进度、费用、效能等方面，为确保重大新技术尽快发展成熟，美国海军启动了旨在研究与验证新技术的“航母研发计划”，提前部署了一系列新技术的研究和试验。
　　如在新航母尚未确定是否使用核动力之前，就启动了“核动力和电力装置技术”研究，当2009年首舰开工时，新型反应堆装备的技术成熟度已经完全满足上舰需求。
　　类似项目还有用于系统和隐身技术集成的“航母集成中心”、用于提高全舰自动化水平的“智能航母”项目等。这些做法，降低了关键性强、技术风险高、研制周期长、耗资巨大的新技术对航母建造可能产生的负面影响。
创新航母平台
　　从目前初步建成的首舰“福特号”及其搭载的舰载机来看，“福特号”飞行甲板布局优化，动力系统安全高效，载机起降设备全面换代，一体化控制水平大幅提高。
　　飞行甲板是航母平台设计的重点。与“尼米兹”级相比，“福特”号航母岛式上层建筑后移、斜角飞行甲板外侧向外延伸、舰岛后方以及左舷升降机后方甲板延长，使可用飞行甲板面积、航空保障区面积、飞机停放区面积更大。同时，通过优化上层建筑、采用先进武器升降机、使用自动化物资处理技术和转运装备、设置“一站式”保障区域等措施，极大提高了飞行甲板的作业效率。
　　“福特”级采用两座全新开发的A1B反应堆，自动控制水平提高，整个系统更加集成简化。系统采用的阀门、管道和泵等设备比“尼米兹”级减少约50％，相应运行人员减少约50％，维修量减少约20％，全寿期费用降低约20％。
　　同时，进一步提高了核动力系统自身抵御事故的能力，大大减少了反应堆专设安全设施对外部电能的依赖，核动力系统的安全性大幅提升。
　　“福特”级航母还用创新的电磁弹射器淘汰传统的蒸汽弹射器。针对蒸汽弹射器系统复杂、维护工作量大、效率低等缺点，并顺应舰艇全电化的趋势，“福特”级航母采用了电磁弹射器，这是半个多世纪以来航母舰载机弹射起飞装备的革命性创新。其用于弹射的能量利用率可达50％以上，而蒸汽弹射器仅为4％～6％，维护人员较后者减少约30％。