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美國最先進航母,“福特”級核動力航空母艦

“你的對手在看書,你的仇人在磨刀,你的閨蜜在減肥,隔壁老王在練腰”

這雖然只是一句網絡段子,但在介紹美國“福特”級核動力航母之前我們必須清醒的認識到:只有奮發圖,中華民族強才能屹立於世界民族之林,才能為世界和平與共同發展做出更大貢獻。

據外媒3月19日報導,美海軍當天向簽署雙航母採購合約又出現新的變化:要求紐波特紐斯造船廠(位於維吉尼亞州的紐波特紐斯造船廠是目前美國境內唯一一個擁有補給或建造核動力航空母艦能力的造船廠)提供有關採購CVN-80和CVN-81航母成本節約的更多數據。這是自上世紀80年代裡根政府以來,美國第一次同時訂購兩艘超級航母。美軍的意圖很簡單:同時訂購兩艘航母,第一為了省錢,第二為了能夠提高建造速度。

目前,波特紐斯造船廠正加緊建造“福特”級2號艦“肯尼迪”號航母。美海軍19日下午向紐波特紐斯造船廠發布了一份征求建議書,希望能夠在今年夏末或初秋獲得必要的成本及進度預測,並在年內與紐波特紐斯造船公司簽署兩艘航母採購合約。

“福特”級核動力航空母艦是美國在建中的新型超級航母,該級艦將在未來50 年中建造10 艘,逐步取代現役的“尼米茲”級。福特級航空母艦全名為傑拉爾德·R·福特級航空母艦(Gerald R.Ford-class aircraft carriers),在其首艦“福特”號於2005年8月11日開工建造,2013年11月9日正式下水,2017年7月22日加入現役,系美國海軍最大核動力航母。本級艦計劃在2058年之前建造10艘,取代尼米茲級成為美國海軍艦隊的新骨乾。

在這之前已經編入計劃的CVN 21級航艦有三艘,艦體編號分別為CVN-78、CVN-79與CVN-80。

“福特”級的正式概念最早由五角大樓於2002 年提出,當時該計劃的名稱還是CVNX,其中“CVN”和“尼米茲”級、“企業”號一樣表示核動力航母,而X 則表示實驗或技術驗證。該計劃後來又被改名為CVN-21,21 表示21 世紀之意,即21 世紀的新航母。相對“尼米茲”級,CVN-21 在艦體基本尺度等方面變化不大,但是它的核心設計思想卻與“尼米茲”級截然相反。

“尼米茲”級設計於1960 年代, 那時人力比各種資訊化或者自動化系統便宜,當然那時後者也不很成熟,而到了21世紀,形勢已經完全反過來了。所以反映到CVN-21 的設計中,除了採用“尼米茲”級原始設計誕生後的諸多新技術外,最大特徵便是盡可能的利用技術設備並優化布局等手段來降低人力消耗,從而能夠減少艦員數量,降低維護成本。根據美軍一開始的設計期望,CVN-21 航母一號艦將能夠節省30% 左右的艦員編制,而二號艦將能節省一半的艦員編制,從而大大降低人員方面的開支。即便是實際開工後,美軍的保守期望也是能夠減編“幾百名艦員”。

除此以外,CVN-21的艦島被縮小且後移,此外對飛行甲板布置做了改進,使用6 面AN/SPY-3型相控陣雷達代替了老式航母繁雜的雷達,從而得以減小艦橋體積,空出略多的甲板面積。艦橋後移也使艦橋前方空出了大片甲板專門用於飛機出擊前的加油掛彈作業,這使得飛機降落後不用穿過任何起降區域便可以快捷而高效地被轉移到此區域重新掛彈加油,從而大大提高了部門時間內的出擊架次。除了艦橋及相關甲板區域的變化外,其他飛行甲板方面的變化還包括改進四號彈射器的位置。在“尼米茲”級上,四號彈射器上的飛機因為左翼過於靠近甲板邊緣而無法滿載起飛,因此CVN-21 將四號彈射器的位置向內移動了一段距離。與此同時,4 台升降機被削減為3 台,這一切都是為了盡可能地提供更大更高效的飛行甲板作業環境。

在過去50 年中,蒸汽彈射器是大型航空母艦的必備設備之一,但在CVN-21 上,這一點即將成為歷史。新艦將使用電磁彈射器與電磁攔阻索代替蒸汽彈射器與液壓攔阻索。相比之下,新彈射器和攔阻索出力更均勻,老系統往往會在行程開始時給予飛機極大的過載,而後面又會較小,其中大過載的階段會對飛機結構造成較明顯的損傷,這迫使艦載飛機往往需要額外加固的結構,從而付出重量方面的代價,其壽命也受到影響,而新系統是均勻加速(電磁彈射器)或者均勻減速(電磁攔阻索),對飛機結構的損壞要小得多。新的電磁系統相比老系統還擁有更高的可控性,能夠靈活設定出力。新的電磁系統的結構相比老系統也要簡單得多,佔用體積也要小得多。老系統比如蒸汽彈射器擁有複雜而龐大的管道與閥門結構,無論操作或維護都不容易,並且還佔用了艦內的大量容積,而新系統就要簡潔得多,這意味著操作或者維護它所需的人力也要少得多, 同時解放了更多艦內容積可以用於布置其他艙室。

自“尼米茲”級誕生至今,各種技術已經進步了很多代,對於動力系統來說最直觀的結果便是軍艦所需的用電量一直在不斷上升,尤其CVN-21 還擁有電磁攔阻索與4 台電磁彈射器。如此之大的耗電量超過了“尼米茲”級所用的A4W 型反應堆所能提供的電力上限,這也是為什麽“尼米茲”級雖然不斷改進但卻始終無法使用電磁彈射器或電磁攔阻索的原因,當然這也是促使新的CVN-21 誕生的原因之一。CVN-21 所用的A1B 型核反應堆體積更小, 並能提供3 倍於A4W 型核反應堆的發電量。不僅如此,A1B 的壽命也更長,這使得CVN-21 全壽命期中需要更換核燃料的次數大減,而每減少一次更換核燃料的工程就意味著可以減少對應所需花費的數億乃至十多億美元,大大降低了CVN-21 的全壽命期支出。

雖然美軍曾經打算把“尼米茲”級最後一艘“布什”號建成CVN-21 的技術驗證艦,大量使用前述先進概念或技術,但是最終因為預算原因不得不放棄;美軍最早時還曾期望2007 年能夠開工建造第一艘CVN-21,2011 年開工第二艘,從而使得2013 年“企業”號退役時剛好第一艘CVN-21 能夠完工服役並接替它。這樣一來,美軍也可以維持11 艘現役航母的數量不變。但因為預算原因,第一艘CVN-21 遲至2009 年才開工,“企業”號則在2012 年便提前退役, 使美軍在接下來很長時間只有10 艘現役航母了。

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