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美海軍「福特」級航母建造計劃穩步推進

助理研究員/陳傳明

知遠戰略與防務研究所

海洋安全戰略分析與評估中心

2017年2月15日,美國海軍學院新聞網(USNI)報道,美國海軍新一代「吉拉特·R·福特」級核動力航母「吉拉特·R·福特」(下簡稱「福特」號)將於3月駛入大海進行建造商試航,驗證艦船質量、基本功能以及在海上執行任務的能力,並同步進行艦船和船員的資格驗證。建造商試航之後將是接收試航,預計將於今年晚些時候進入美國海軍服役。這是「福特」號航母的服役期幾經延遲之後邁出的重要一步。

一、超級大國需要超級航母

「福特」級核動力航母是美國國家戰略和軍事戰略的產物。美國傳統的戰略目標,是阻止歐洲或其它地區出現地區強權,挑戰美國地區乃至全球領導地位。因此美軍要有橫跨大洋持續實施大規模軍事行動的能力。空軍要有足夠數量的遠程轟炸機、偵察機、運輸機和空中加油機;海軍要有航空母艦、攻擊型核潛艇、大型水面作戰艦、大型兩棲艦船以及航行補給船。

美國國家高層認為,過去幾年國際安全環境已經發生重大變化。冷戰結束后之20至25年,美國是世界唯一超級大國。如今,隨著的崛起和俄羅斯的復興,超級大國競爭已然再現,美國自第二次世界大戰以來就主導的國際秩序也面臨挑戰。首先,海上力量的發展,使得美國海軍在戰時實現和維持西太平洋的制海權面臨潛在的挑戰,這種挑戰是冷戰結束以來的第一次。其次,俄羅斯已經吞併克里米亞,並在烏克蘭東部地區、北非地區和敘利亞實施行動,使得美國在歐洲的戰略壓力提升。與此同時,美軍與其它國家軍隊的技術和質量差距正在縮小,其優勢地位正在下滑。

在這樣的形勢下,美國想要繼續保持全球領導地位,必須要維持重要戰略方向的軍事優勢。其海上力量在西太平洋、中東地區以及地中海要保持相當的力量存在。因此,美國海軍仍然需要相當規模的以核動力航母為核心的作戰力量。

二、「福特」級航母造艦計劃

美國國家戰略和軍事戰略需求,決定了新一代核動力航母既要保證質量優勢,又要保持數量規模。

(一)質量和規模

質量優勢方面,「福特」級核動力航母針對新世紀作戰環境而設計,圍繞提升艦載機出動率和作戰靈活性為目標,綜合運用新型核反應堆、電磁彈射器、先進攔阻系統等新銳技術,對飛行甲板、升降機乃至內部結構進行了全面改進,信息化水平全面提升,總體作戰能力遠遠超出現役「尼米茲」級核動力航母。

該艦動力系統採用兩座分別為104兆瓦輸出功率和96兆瓦供電功率,總輸出功率達200兆瓦的新型核反應堆,供電能力比「尼米茲」級提高3倍,可滿足電磁彈射系統、雙波段雷達、電磁炮和激光武器等新型裝備的電力需求。探測系統採用雙波段雷達,從而可以有效區分低空飛行的飛機與導彈,大幅提升自身防禦能力。在飛機彈射、飛行甲板和艦島設計等方面運用了諸多新技術,飛機出動率大大提高,且不僅能夠彈射重型飛機,還能彈射多種無人機,戰力產生了質的飛躍。

數量規模方面,進入新世紀以來,美國海軍不斷調整海軍部隊結構目標以及各型艦船的需求數量,但對核動力航母的規模目標一直保持在10艘以上。2006財年《國防授權法案》確立美國海軍航母最低的數量需求為12艘,2007財年《國防授權法案》改為11艘。美國海軍最新版的355艘艦船規劃的造艦計劃則要求保持12艘的水平。目前美國海軍擁有10艘「尼米茲」級核動力航母,分別是1975年至2009年先後服役的CVN68CVN77。2012年12月1日第一艘核動力航母「企業」號(CVN65)退役至今,美海軍航母的數量一直保持在10艘,只有等到「福特」號航母(CVN78)正式服役之後,才能恢復到11艘的水平。

(二)目前的計劃

根據美國國會研究處2016年5月27研究報告披露的資料,「福特」級核動力航母已經確定建造的是4艘,分別是「福特」號(CVN-78)、「肯尼迪」號(CVN-79)、「企業」號(CVN-80)和尚未獲命名的CVN-81。首艦「福特」號的建造預算已經完全到位。

「福特」號於2008財年正式採購,2008至2011財年以4年期增量預算的方式獲得預算,預計該艦總預計將達到129億美元,交付日期數度延遲,目前尚未服役。「肯尼迪」號於2013財年正式採購,美國海軍預計該艦建造費用將達到114億美元。目前正採用模塊化方式建造,大約完成了25%,將於2022年交付,取代現役「尼米茲」號航母(CVN-68)。「企業」號計劃於2018財年正式採購,預計該艦建造費用將達到129億美元。2017年2月,美國海軍授予紐波特紐斯造船廠總額為2550萬美元「企業」號航母(CVN-80)先期製造合同,計劃於2018年開建,2027交付,取代現在的「艾森豪威爾」號航母(CVN-69)。CVN-81計劃於2023財年正式採購。

三、問題和進展

「福特」號航母2005年8月切割首塊鋼板,2007年1月獲得命名,2008年9月正式簽訂建造合約,2009年11月鋪設龍骨開始建造,2013年1月裝設艦島,2013年10月下水。但該艦的服役日期一推再推,從最初的2015年推遲至2016年、2017年,至今仍未服役。根據原定的計劃,該艦將於2016年8月底或者9月初服役。但目前來看,最新的消息可能要到2017年底才能服役。

「福特」級航母交付日期一拖再拖的主要原因,在於使用高新技術的比例過大,超過60%,甚至更大,而這些新技術、新系統、新武器、新設施等,有不少在試驗過程中或者運行過程中先後出現各種各樣的問題,有的迄今尚未達成最初的設計要求,難以按期交付使用。

(一)存在的問題

動力系統

動力系統出現問題是「福特」號航母延遲服役的重要原因之一。2016年9月,美海軍承認「福特」號航母上4個主要的渦輪發電機(MTG)出現了嚴重的問題,無法全負荷運行。「福特」號航母動力系統採用全新布局,發電量是「尼米茲」級航母的3倍以上。渦輪發電機是重要部件之一。2016年6月12日,2號渦輪發電機測度時發生了小型電氣爆炸,造成嚴重損傷;當年7月,1號渦輪發電機也發生類似故障,但損傷較小。

經過一番調查,美國海軍確認原因為穩壓器出現問題,並於2016年9月14日決定對渦輪發電機進行修復,儘管修復所需預算並未超支,但導致航母推遲到2017年以後才能服役。

先進阻攔裝置

設計之初,美國海軍就決定「福特」級航母採用美國通用原子能公司研發的「先進阻攔裝置(AAG)」。與「尼米茲」級所採用的Mk.7Mod3型攔阻索相比,先進阻攔裝置並未沿用傳統上的液壓緩衝機構,而是改用水力渦輪作為緩衝裝置,並通過數字式控制系統和軟體進行控制,系統結構複雜程度簡化很多,大大提高了提高系統的可靠性並降低操作人員素質要求、提升可維護性。

2012年春,首套先進阻攔裝置組件交付紐波特紐斯造船廠。2012年6月美國海軍指出,穩定該系統出現問題,同時本年度投入到先進阻攔裝置的總費用還增加40%。2015年3月,美國海軍海上系統司令部副司令、先進阻攔裝置項目執行官湯姆·摩爾(Tom Moore)海軍少將表示,詳細的工程評估表示,先進阻攔裝置上用來吸收飛機尾翼降落在攔截線上70%力量的槳輪——水力扭彎機存在設計缺陷,使用壽命僅有10年,而非設計的25年,不能滿足「福特」級航母的要求。這導致其測試工作推遲兩年,並直接導致「福特」號航母的交付時間推遲。

不僅如此,先進阻攔裝置的成本還嚴重超支。美國參議院武裝力量委員會提出,該項目預算漲達到了驚人的130%,需要進行全面審查,並對「福特」級採用先進阻攔裝置的實際需求進行重新評估。

(二)取得的進展

目前,「福特」號航母已經初步解決了動力系統存在的問題,即將啟動建造商試航。同時,艦船和艦員均要通過關於導航、通信、艦船操作、可居住性、推進裝置、損管等多個方面的認證。這是確保戰艦以良好物質狀態入海,艦員能夠熟練安全地操作整艘航空母艦的關鍵路徑測試的一部分。

2017年1月,美國海軍學院新聞網報道稱,美國海軍對先進阻攔裝置與「尼米茲」級航母所用的Mk-7 MOD3液壓制動系統進行比較評估后,決定在「肯尼迪」號航母(CVN-79)上安裝該先進阻攔裝置。美國海軍作戰部長約翰·理查德森和海軍研究局局長向國會報告稱,恢復使用Mk-7攔截裝置不僅成本高昂,且可能未來航母建造中斷。該決定為「肯尼迪」號縮短髮展時間創造了條件。

美國海軍在核動力航母建造工程上也取得了很大的進步。例如,「肯尼迪」號航母正在採用模塊化方式建造,較小的船舶部件先進建造,然後焊接在一起形成大的結構單位,裝備和大型結構單位的安裝,靠的是干船塢里用的1050噸的龍門吊。這就是所謂的「超提(superlift)」作業。紐波特紐斯造船廠通過改進,逐步減少了航母建造過程中所需「超提」的次數,「肯尼迪」號(CVN-79)是445次;「福特」號(CVN-78)是496次;最後一艘「尼米茲」級航母「布希」號(CVN-77)則是594次。

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