“福特”號(hào)航母目前正在紐波特紐斯造船廠三號(hào)碼頭進(jìn)行后續(xù)設(shè)備安裝與測(cè)試
2014年8月,美國(guó)海軍學(xué)會(huì)根據(jù)美軍面臨預(yù)算危機(jī)的實(shí)際,針對(duì)高達(dá)129億的設(shè)計(jì)建造成本,詳細(xì)分析評(píng)估了福特級(jí)航母的研發(fā)建造歷程,以期調(diào)整采購(gòu)模式和建造計(jì)劃,達(dá)到大幅削減建造和全壽命周期成本的目的,從而保證美軍的航母換代計(jì)劃順利實(shí)施。
歷經(jīng)三屆政府研發(fā)成功
福特級(jí)航母從立項(xiàng)到下水,先后經(jīng)歷了克林頓、小布什和奧巴馬三屆政府,以及106~112屆共七屆國(guó)會(huì),最終,CVN-21未來(lái)航母計(jì)劃獲得批準(zhǔn),“福特”號(hào)、“肯尼迪”號(hào)和“企業(yè)”號(hào)(CVN-80)3艘超級(jí)航母開(kāi)始建造。依照1970年代中期以來(lái)的研發(fā)基礎(chǔ),CVN-21最初曾有不少十分前衛(wèi)、超越現(xiàn)今航母設(shè)計(jì)的構(gòu)型,不過(guò)考慮到成本、風(fēng)險(xiǎn)與實(shí)用性,美國(guó)海軍最后還是返璞歸真,采用了從小鷹級(jí)到尼米茲級(jí)一脈相傳的美國(guó)航母構(gòu)型確定了設(shè)計(jì)方案。
航母在朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)、越南戰(zhàn)爭(zhēng)、伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)等戰(zhàn)爭(zhēng)中發(fā)揮了核心作用,為美軍聯(lián)合部隊(duì)提供了空海戰(zhàn)場(chǎng)控制權(quán)。對(duì)航母的嚴(yán)重依賴(lài),是美軍計(jì)劃在2058年之前建造10艘福特級(jí)航母,取代尼米茲級(jí)成為美國(guó)海軍艦隊(duì)新骨干的根本原因。
目前的尼米茲級(jí)航母臨近40年壽命周期,傳統(tǒng)的航母構(gòu)造也限制了作戰(zhàn)能力的提升,比如,由于船體接近壽命周期,限制了加裝新系統(tǒng)的能力,現(xiàn)有電力系統(tǒng)也無(wú)法支持額外的系統(tǒng)。此外,尼米茲級(jí)航母采取人力密集型運(yùn)行模式,維護(hù)成本近年來(lái)不斷增加,迫使美國(guó)換代新型航母確保海上霸權(quán)。作為升級(jí)換代的最新成果,福特級(jí)用現(xiàn)代化的電磁彈射系統(tǒng)替代原來(lái)的蒸汽彈射系統(tǒng),核動(dòng)力裝置更加高效,具有更強(qiáng)的發(fā)電能力,整體電力系統(tǒng)采用新型電力分配結(jié)構(gòu),飛行甲板布局更加科學(xué),并且增加了船體的冗余設(shè)計(jì)用于未來(lái)的升級(jí)改造,航母的整體作戰(zhàn)能力得到了大幅提升。
備選方案分析確定設(shè)計(jì)方案
1996年,美軍參聯(lián)會(huì)批準(zhǔn)了下一代航母的“任務(wù)需求聲明”。隨后,美軍開(kāi)始進(jìn)行“備選方案分析”,研究論證建造成本,提供二選一的方案滿足“任務(wù)需求聲明”。備選方案分析階段,美國(guó)國(guó)防部利用3年時(shí)間審查了75種設(shè)計(jì)概念,包括航母尺寸、推進(jìn)系統(tǒng)和整體設(shè)計(jì),1個(gè)多軍種旗級(jí)監(jiān)督團(tuán)每季度舉行一次例會(huì),指導(dǎo)海軍和國(guó)防部辦公室的論證工作!皞溥x方案分析”評(píng)估了研發(fā)建造過(guò)程中的各種細(xì)節(jié)問(wèn)題,并對(duì)以下3個(gè)最主要問(wèn)題給出了結(jié)論。
一、核動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)更加強(qiáng)大。核動(dòng)力提供超長(zhǎng)續(xù)航能力,不僅在應(yīng)對(duì)危機(jī)時(shí)不必?fù)?dān)心航程中的燃料問(wèn)題,還能夠節(jié)省更多空間用于裝載航空燃油、彈藥、補(bǔ)給和其他軍需品,具有無(wú)可比擬的作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)。但是,核動(dòng)力也存在比非核推進(jìn)成本高的劣勢(shì),因此美軍在“備選方案分析”階段并沒(méi)有將核動(dòng)力當(dāng)作唯一的選擇,而是詳細(xì)評(píng)估了多種推進(jìn)系統(tǒng)備選方案的效費(fèi)比,包括現(xiàn)代化的燃油蒸汽輪機(jī)、柴油機(jī)和一種改進(jìn)型核反應(yīng)堆,最終確認(rèn)了核動(dòng)力的作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)。福特級(jí)航母使用了兩座新型A1B核反應(yīng)堆,功率比尼米茲級(jí)增加25%以上,20萬(wàn)千瓦的供電能力提高了3倍,而高壓閥等貴重零部件的數(shù)量比尼米茲級(jí)的A-4反應(yīng)堆明顯減少,操作人員也減少了一半,僅在燃料方面就比非核航母節(jié)省了10億美元?傮w來(lái)講,核動(dòng)力的采購(gòu)與運(yùn)行總成本比美軍第一艘核動(dòng)力航母“企業(yè)”號(hào)下降了約50%,比現(xiàn)役尼米茲級(jí)航母也下降了相近一半。
二、艦載機(jī)聯(lián)隊(duì)的作戰(zhàn)能力。福特級(jí)航母的“備選方案分析”詳細(xì)評(píng)估了10萬(wàn)噸級(jí)的巨型航母、7萬(wàn)噸級(jí)的中型航母和4萬(wàn)噸級(jí)的小型航母。結(jié)果顯示,大型甲板保障飛機(jī)出動(dòng)執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)的效費(fèi)比更高。比如,小型航母采購(gòu)和運(yùn)行成本是大型航母的四分之三,但是搭載的飛機(jī)只有大型航母的一半,中型航母成本是大型航母的90%,搭載飛機(jī)數(shù)量?jī)H為四分之三。同時(shí),大型甲板保障飛機(jī)起降的效率也比中型航母多了一半。因此,福特級(jí)航母加大了飛行甲板,改進(jìn)了油料與彈藥補(bǔ)給的動(dòng)線,新一代艦載機(jī)隊(duì)機(jī)型種類(lèi)也比以往減少許多,由60架無(wú)人機(jī)、一個(gè)E-2“先進(jìn)鷹眼”預(yù)警機(jī)中隊(duì)和一個(gè)加油機(jī)中隊(duì)組成,出擊率得到了大幅提升,由每日最多160架次提升到220架次。
三、采購(gòu)策略。美國(guó)海軍在“備選方案分析”的最后一個(gè)階段是確定福特級(jí)航母項(xiàng)目的采購(gòu)策略。福特級(jí)航母采用新型電子分配結(jié)構(gòu)、新型A1B反應(yīng)堆、發(fā)電裝置、全新飛行甲板布局、組合艦島結(jié)構(gòu)、新型作戰(zhàn)系統(tǒng),用電磁彈射系統(tǒng)替代現(xiàn)有的蒸汽彈射、液壓攔阻裝置、升降機(jī)和其他蒸汽驅(qū)動(dòng)的輔助系統(tǒng)。由于全部應(yīng)用上述這些研發(fā)將使航母成本至少增加50億美元,美軍設(shè)計(jì)了兩種建造方案,一種是將所有新技術(shù)成果應(yīng)用到一艘航母之上,另一種是在多艘待建航母上分階段逐步換代艦載系統(tǒng)。“備選方案分析”結(jié)束之后,美國(guó)海軍又對(duì)兩種方案的細(xì)節(jié)進(jìn)行了充實(shí),以期在初始三艘航母建成后橫向?qū)Ρ冉ㄔ斐杀尽?/p>
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