「深度」美國航母研究報告：美國航母的過去與未來

軍情 09-28

《武器與裝備研究選編》

第一部分：美國航母研究報告

（一）

美國航母的過去與未來

美國航母歷史

追溯起來，美國航母的源頭是由一艘排水量5500噸的運煤船「木星」號改裝而來。這一工程自1920年6月在諾福克海軍工廠開始，於1922年改裝完成，並以「蘭利」號的名義出現於美國海軍現役，從而掀開了美國航母的歷史。如今航母的排水量一般能達到10萬噸，成為海軍兵力的核心力量，具有強大的防空、反艦、反潛和對地攻擊能力。

目前，世界上共有9個國家擁有現役航母22艘，其中美國12艘，英國3艘，俄羅斯、法國、義大利、西班牙、印度、巴西以及泰國各l艘。在出現能夠取代艦載機完成各種作戰任務的兵器之前，航母以其強大的攻擊力、高度的作戰機動性和有效的空中打擊能力，成為世界許多國家海軍競相發展的裝備。各國航母的發展思路以及技術途徑各不相同，從而導致各國航母的種類、作戰目標和艦載機的使用等也不相同。

美海軍現有「尼米茲」級、「企業」級和「小鷹」級航母共12艘，正在發展新一代航母CVN-21。長期以來，美國海軍堅持以航母為核心的建設方針。航母既是海軍前沿部署的基礎，又是推行全球霸權的重要工具。今天，航母仍然是美海軍「由海向陸」戰略的支柱裝備，是控制海洋和投送力量、實現全球戰略的根本保證。

發展大型航母

美國在發展大中型航母和小型航母方面曾經存在爭論。歷史上，美國也建造過像「突擊者」號和「蘭利」號這樣的小型航母，但使用經驗表明，由於它們不能搭載重型飛機，所以作戰能力有限，同時因其噸位小，適航性差，自身防禦能力也較弱。基於以往的經驗，美海軍堅持認為，相對於中小型航母而言，大型航母在效費比和作戰效能上更具優勢。中小型航母雖然較為便宜，但卻不能提供足夠的遠洋作戰能力。與搭載55架飛機的中型航母相比，搭載75架飛機的大型航母所需的建造費只高出8％，但在作戰中，卻能提供兩倍於中型航母的飛機出動架次。因此美國後來一直致力於發展大型航母，現役的12艘航母全部為大型航母，排水量都在8萬噸以上，新一代航母CVN—21也是大噸位、大甲板型。

採用核動力

與常規動力航母相比，核動力航母的造價雖然要高出約10％，但效費比卻大大優於常規動力航母。核動力航母續航力強，機動性好，能夠長時間在海上活動，更換一次堆芯可運行幾年至十幾年，能夠在更大範圍內持續高速機動。此外，核動力航母不需要配置進排氣管路和裝載大量燃油，這樣就可節省空間，增加有效載荷，提高航母的作戰能力。美國現役的12艘航母中有10艘都採用核動力，新一代航母也將採用核動力並融入全電力推進系統等先進技術。

發展先進的艦載機

艦載機是航母的主要作戰武器，其性能是航母戰鬥力最直接的體現。航母的壽命一般為50年，而艦載機通常20~30年就要換代，因此美海軍不斷研製先進的艦載機，使其性能不落後於岸基飛機，同時特別注重艦載機的多用途，使每型飛機都能執行多種作戰任務。

目前，美海軍擁有世界上較為先進、編配較為合理的艦載機聯隊。現役艦載機中，有執行空戰和對地攻擊任務的F／A—18C／D、 F／A—18E／F及F—14戰鬥攻擊機，有擔負預警和電子戰任務的E—2C/D「鷹眼」和EA—6B「徘徊者」飛機，有負責反潛、偵察和空中加油任務的S—3系列飛機，還有執行搜索／救援與運輸任務的SH—60直升機和C—2運輸機。海、空軍聯合研製的F—35「聯合攻擊戰鬥機」將於 2010年服役，陸續替代F—14、F／A—18C／D戰鬥機。

美國下一代航母計劃

美國越來越注重集成作戰能力，航母也不例外。航母之所以成為航母，是因為她成為整個作戰環境中的強大作戰單元，發揮攻防與威懾作用。而這得益於航母，航母編隊中的艦船（巡洋艦、驅逐艦、護衛艦），以及艦載機（戰鬥機、預警機、反潛機、攻擊機、直升機、無人機）上安裝的數百上千台(套)電子信息系統和武器裝備與美國作戰網路形成的集成作戰能力。美國的下一代航母正是體現這一特徵。

美國海軍下一代航母計劃（CVN21）以前稱為CVN(X)。2007年1月，美國海軍宣布新型航母名為傑拉爾德·R·福特級航母。

CVN78 計劃圖

2013年10月12日，美國最新型福特號航空母艦在位於維吉尼亞州阿靈頓隸屬於亨廷頓·英格爾斯工業公司的紐波特紐斯造船廠成功下水。福特號所在的船塢進行注水，這艘10萬噸排水量的巨艦首次浮在了水面上。下水儀式還邀請了傑拉德·福特總統的女兒蘇珊·福特按動船塢注水按鈕。

1、傑拉爾德·R·福特（CVN78）和約翰·F·肯尼迪（CVN79）

最開始的兩艘軍艦，傑拉爾德·R·福特（CVN78）和約翰·F·肯尼迪（CVN79）將分別於2015年和2019年服役，其他的航母將每隔五年進入服役期。到2058年總共有10艘福特級航母建成。CVN78將代替企業級航母（CVN65），CVN65於1961年進入服役期，2015年基本結束其作戰生涯。CVN21的採購成本預計達到117億美元。美國國防部在2003年7月與諾斯羅普·格魯曼公司維吉尼亞州紐波特紐斯港簽署了1.076億美元的合同，2004年5月簽署了13.9億美元的合同，花費5.59億美元用於航母建設的準備工作，並繼續完成船舶推進系統的設計計劃。

CVN78的第一塊鋼板於2005年切割。2008年51億美元詳細設計和建設的合同授予紐波特紐斯港。龍骨於2009年安裝。2006年11月諾斯羅普·格魯曼公司獲得第二艘航母（CVN79）的規劃和設計。2011年5月，美國海軍宣布這艘航母名為約翰·F·肯尼迪（CVN79）。約翰·F·肯尼迪（CVN79）於2011年2月開始建造，預計2020年完成。

2、 CVN21未來航母設計

傑拉爾德·R·福特級航母與他的前任尼米茲級喬治·HW·布希（CVN77）航母的排水量相同，約為100000噸，但是乘員數量要少500-900名。人力的減少是CVN21計劃的作戰需求文件中在2000年最初的4個要點上增加的一個關鍵的性能參數。預計，新的航母技術將減少30%的維護需求，通過更高級的自動化設計，可以進一步減少人員的工作量。

與尼米茲級航母相比，在作戰性能上的主要不同包括：架次率增加到了160次/天（原先是140次/天），在50年的作戰服役期內對重量和穩定性的容忍度更高，增加了電力發電功率和配電功率（約150%），從而支持航母的先進技術系統。另一個主要的性能需求是互操作性。

3、 CVN21航母的船體

從20世紀60年代，所有美國海軍的航母都在諾斯羅普·格魯曼公司的紐波特紐斯港進行建造。諾斯羅普公司對其設計和造船設施進行了擴展，採用新的厚鋼板車間和爐子，新的5000噸鋼板壓床，包括集裝設備和新的1050噸的起重機。諾斯羅普在完成CVN21計劃時使用一套新的計算機輔助設計（CAD）工具，包括CATIA生產流程模擬軟體包和CAVE模擬環境軟體包。

船體設計類似於尼米茲級航母，甲板數量相等。艦島更小，且更靠近船體的尾部。

艦島上有一個綜合船桅，裝有平面陣列雷達、S波段搜索雷達、X波段多功能雷達，並有面向船尾的聯合精確進艦登陸系統（JPALS），該系統是基於局域差分GPS系統而非雷達。

航母傳統上有一個艦隊司令和70名航母戰鬥群成員。艦橋以前是在航母的艦島上，現在被重新安放到更低的甲板上，以減少艦島的規模。

航母的內部構形和飛行甲板設計有了很大的變化。低層的甲板採用柔韌、可快速重置的布局，可以形成不同的布局，並在指揮、規劃和管理區域安裝新型設備。

重量和穩定性容忍度更高的建造要求將使航母在50年的作戰生涯中允許安裝新系統導致的重量增加。減少一部飛機升降機設備，並將飛機庫從3個減少到2個，這些努力使CVN21的重量減少。

CVN21特點：先進的飛行甲板、改進艦島、新型的核動力裝置

4、傑拉爾德·R·福特級航母艦載機

航母可以載90架飛機，包括F-35聯合攻擊機、 F / A-18E / F 超級大黃蜂、E-2D先進鷹眼預警機、EA-18G咆哮者電子攻擊機、 MH-60R / S直升機、無人機和無人作戰飛機。

CVN21航母能夠使飛機更快的武裝、加油和恢復狀態。

更高的架次率需求為160架次/天，在危機時或者高強度的空戰中，最大值可以達到220架次/天，這導致飛行甲板的設計變化。飛行甲板的艦島位置發生了變化，規模更小，甲板邊上的升降機由4個變成3個。甲板擴大了，增加了停機坪的規模。飛機服務站位於18加油和加裝站附近。

通用原子公司獲得電磁飛機發射系統（EMALS）的研製合同，該系統使用線性電磁發射器發動機。EMALS驗證系統在位於新澤西州的海軍空中系統指揮部（NASC）雷克赫斯特測試中心進行測試。按照計劃，EMALS將取代當前的C-13蒸汽彈射器。如果成功，飛機發射控制將從EMALS技術中獲益，這將降低飛機和飛行員的壓力，並可以為無人機提供低速發射，並使發射序列所需的甲板風速的範圍更大。研製一個先進的渦輪電力阻尼傳動器的合同已經給了通用原子公司。電磁發動機對合成阻尼器的鋼索進行控制，減少鋼纜的最大張力，並減少阻尼器掛鉤和飛機機身的最大負荷。