1975年,美國尼米茲級航空母艦訂購首批三艘CVN-68至70時,美國海軍展開一系列關于(yu)尼米茲級之后未來(lai)航(hang)空母(mu)艦的(de)(de)(de)概念(nian)方案(an),稱(cheng)為CVNX,涵蓋小型(xing)(xing)、中型(xing)(xing)和大型(xing)(xing)航(hang)空母(mu)艦,總共研究15個艦體大小不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)方案(an)的(de)(de)(de)船模水線性(xing)能(neng),而起降方式則涵蓋傳(chuan)統(tong)使用彈射器/攔(lan)(lan)截(jie)索(suo)的(de)(de)(de)CTOL、使用滑躍短距起飛(fei)/攔(lan)(lan)截(jie)索(suo)降落的(de)(de)(de)STOL、使用滑跳起飛(fei)/垂直降落的(de)(de)(de)S/VTOL等三種(zhong),每一種(zhong)方向(xiang)又包含傳(chuan)統(tong)甲板布(bu)局與新設(she)計(ji)之分,當時CVNX總共有約50種(zhong)設(she)計(ji)方案(an)。
1996年,美國海軍開始正式研究尼米茲航母的后繼項目,也就是CVNX項目,在CVNX項目中,美國海軍考慮到了多種構型的航母,最后確定新一代航母仍是一種以核動力為推進系統的大甲板彈射航母,滿載排水量為10萬噸級,載機聯隊擴展到75架,具備更加強大的出動能力。美國海軍要求新型航母在飛行甲板、航空設施、電力供應(ying)及(ji)(ji)任務(wu)系統等方(fang)面(mian)能夠適應(ying)新世紀(ji)要(yao)求(qiu),能夠配(pei)合二到(dao)(dao)三代艦載機的使用,尤其是要(yao)求(qiu)能使用無(wu)人作戰飛機,為(wei)了(le)體現這些(xie)新技術(shu),新變(bian)化,CVNX項(xiang)目也被改稱(cheng)為(wei)“CVN-21 Future Aircraft Carrier Program”,即CVN-21未來航(hang)(hang)母(mu)(mu)計(ji)劃(hua),其中“21”意指進(jin)入(ru)21世紀(ji)之后(hou)的第一個航(hang)(hang)母(mu)(mu)設(she)計(ji)。依(yi)照1970年代中期以來的研(yan)究基礎(chu),CVN-21最(zui)初曾有不少(shao)十分前(qian)衛(wei)、超脫(tuo)現今航(hang)(hang)空母(mu)(mu)艦設(she)計(ji)的構型,不過考(kao)慮(lv)到(dao)(dao)成本、風險與實(shi)用性,最(zui)后(hou)還是使用了(le)由小鷹級到(dao)(dao)尼米茲(zi)級一脈相傳的美國(guo)航(hang)(hang)母(mu)(mu)構型進(jin)行改良。原本美國(guo)海軍打算將最(zui)后(hou)一艘尼米茲(zi)級CVN-77布什號航(hang)(hang)空母(mu)(mu)艦作為(wei)CVNX的裝備(bei)驗證艦,不過考(kao)慮(lv)到(dao)(dao)開發時(shi)程以及(ji)(ji)經費、風險,最(zui)后(hou)沒有進(jin)行。
2005年8月11日,CVN-21航母首艦CVN-78在紐波特紐斯造船及船塢公司切割了第一塊重達15噸的(de)(de)鋼板。此時,CVN-21航母(mu)的(de)(de)研發(fa)與建造總經費(fei)(fei)(fei)(fei)共將耗資(zi)137億(yi)(yi)(yi)(yi)美(mei)(mei)(mei)元,其(qi)中研發(fa)經費(fei)(fei)(fei)(fei)為32億(yi)(yi)(yi)(yi)美(mei)(mei)(mei)元,建造費(fei)(fei)(fei)(fei)用(含所(suo)有(you)先期的(de)(de)規劃、準備)則高達105億(yi)(yi)(yi)(yi)美(mei)(mei)(mei)元 ,其(qi)中有(you)1/3的(de)(de)經費(fei)(fei)(fei)(fei)早在2001年(nian)就已編列作(zuo)為前(qian)期武獲款(kuan)項;總計前(qian)三艘CVN-21預(yu)計耗資(zi)達360億(yi)(yi)(yi)(yi)美(mei)(mei)(mei)元,其(qi)中317億(yi)(yi)(yi)(yi)5000萬(wan)美(mei)(mei)(mei)元為建造經費(fei)(fei)(fei)(fei),43億(yi)(yi)(yi)(yi)3000萬(wan)是研發(fa)經費(fei)(fei)(fei)(fei),成為美(mei)(mei)(mei)國(guo)海軍有(you)史以(yi)來造價最昂貴的(de)(de)艦(jian)艇。依照計劃,該艦(jian)將于2015年(nian)9月交付以(yi)接替CVN-65企業號航母(mu)。
2007年(nian)1月16日(ri),美國官方(fang)將CVN-78正式(shi)(shi)命名(ming)為“杰拉爾德·R·福(fu)(fu)特”號(hao),CVN-21航母(mu)(mu)也正式(shi)(shi)成為福(fu)(fu)特級(ji)航母(mu)(mu)。2008年(nian)9月10日(ri),美國海軍(jun)與諾格集(ji)團(tuan)簽署價(jia)值51.6億美元的后(hou)續(xu)合約,全面展開福(fu)(fu)特號(hao)的建(jian)造工作。
2009年(nian)11月13日,福特(te)號開始安(an)放龍(long)骨。2011年(nian)8月18日,福特(te)號結構(gou)完工50%;2012年(nian)4月16日,結構(gou)完工75%。2012年(nian)5月24日,福特(te)號的建造工作達到了一(yi)項(xiang)重要里程碑,福特(te)號最后(hou)一(yi)部分(fen)(fen)龍(long)骨分(fen)(fen)段,高60英尺,總(zong)重量(liang)超過680噸(dun)的球鼻艏放入了干船塢,這意味(wei)著航(hang)母(mu)全部建造工作的80%已經完成。
2013年1月26日,福特號成功安裝艦島,基本成型;2013年4月15日,福(fu)(fu)特(te)號艦首上部安裝(zhuang)(zhuang)完(wan)(wan)畢;2013年(nian)5月8日(ri)(ri),福(fu)(fu)特(te)號結構(gou)完(wan)(wan)工100%;2013年(nian)8月15日(ri)(ri),福(fu)(fu)特(te)號最后一臺飛機升(sheng)降機完(wan)(wan)成安裝(zhuang)(zhuang);2013年(nian)10月3日(ri)(ri),福(fu)(fu)特(te)號安裝(zhuang)(zhuang)完(wan)(wan)成30噸(dun)的螺旋槳;2013年(nian)10月11日(ri)(ri),福(fu)(fu)特(te)號舉行(xing)船(chuan)塢(wu)進水儀式,船(chuan)塢(wu)開(kai)始(shi)注(zhu)水。
2013年11月(yue)9日,福特(te)號舉行正(zheng)式的下水及擲瓶儀式,正(zheng)式下水,計劃2015年交付。
2016年1月,福特號完成1400萬英尺電力光(guang)纖電纜安裝(zhuang),這一長度(du)超(chao)(chao)過了(le)地球與國際(ji)空間站之(zhi)間距離的10倍。2017年4月8日,福特號載著(zhu)超(chao)(chao)過千名船(chuan)員(yuan),從美國弗吉尼亞(ya)州(zhou)的紐(niu)波特紐(niu)斯造船(chuan)廠碼頭(tou)啟程(cheng),首次試航。
2015年9月22日,美國海軍宣布,福特號的交付時間將推遲6到8周時間,在開始海試前航母還需要進行更多的(de)測試。美(mei)國(guo)海(hai)軍裝備部發(fa)言人肯特(te)中校在(zai)(zai)一份聲明(ming)中說,由(you)于(yu)推遲交付(fu)造(zao)成的(de)額(e)外成本(ben)“將被控制在(zai)(zai)預算之(zhi)內(nei)(nei),總金(jin)額(e)將控制在(zai)(zai)128.87億美(mei)元的(de)成本(ben)上限(xian)之(zhi)內(nei)(nei)。”然(ran)而新型航(hang)(hang)母的(de)話題具有敏(min)感性,2015年10月1日將舉行國(guo)會(hui)軍事委(wei)員(yuan)會(hui)的(de)聽證會(hui),委(wei)員(yuan)會(hui)主席約翰·麥凱恩指(zhi)責該艦造(zao)價過高(gao),在(zai)(zai)他的(de)領導下已經成立了一個委(wei)員(yuan)會(hui)研究可能的(de)替代大甲(jia)板航(hang)(hang)母的(de)新設計方案(an)。
2015年10月30日,福特號航母已在完成95%的建造工作,預計福特號的建造總工時將達到4900萬,船廠每周約向美國海軍交付35個艙室,總計2607個艙室還剩450個未完成。福特號此時已耗資約130億美元,超出最初預算24億美元,為此,廠商采取多種措施,希望降(jiang)低后(hou)續航(hang)母成本。福特(te)號(hao)航(hang)母作為福特(te)級的首艦(jian),也是是母型,在完成整個流程中,驗證了工程計(ji)劃(hua)、設計(ji)計(ji)劃(hua)、生(sheng)產(chan)計(ji)劃(hua)和(he)供應鏈,在經歷后(hou)就會(hui)認(ren)識到采(cai)用(yong)何種方式(shi)降(jiang)低成本。
2015年(nian)11月2日,美國海軍航母(mu)項(xiang)目(mu)執行官托馬斯·莫爾準將(jiang)稱,福(fu)特(te)號航母(mu)將(jiang)在2016年(nian)夏季服役(yi)并進行試(shi)航,計劃在2019年(nian)8月進行沖(chong)擊(ji)試(shi)驗(增加的(de)試(shi)驗內容),首次部署(shu)將(jiang)從2019年(nian)推遲到(dao)2021年(nian)。
2016年3月(yue)(yue)(yue)截(jie)至,福(fu)特號航母(mu)已經完成了(le)97%,預(yu)(yu)計于7月(yue)(yue)(yue)開始進行海試(shi),并在測試(shi)后的兩個月(yue)(yue)(yue)內運至海軍基地,預(yu)(yu)計在2016年9月(yue)(yue)(yue)加入美(mei)國(guo)海軍艦隊。
2017年5月31日,福特(te)號(hao)完成系(xi)列(lie)海(hai)試工作并通(tong)過海(hai)軍(jun)(jun)檢測(ce)與鑒定委員(yuan)會(INSURV)驗收測(ce)試后,正式交付美國海(hai)軍(jun)(jun)。
2017年(nian)7月22日,福(fu)特號正式加入美國海軍服役。
福特級航母是美國第一種利用計算機輔助工具設計的航空母艦,應用了虛擬影像技術,在設計過程就能精確模擬每一個(ge)設計(ji)細節,并且預先解決(jue)相關(guan)的布局問題(ti),對各部件實際制造(zao)的掌握(wo)精(jing)確度也(ye)大幅提高,此外也(ye)容許多組團隊在(zai)同(tong)一時間(jian)分別進(jin)行設計(ji)開發,節約時間(jian)。
福特(te)號航母(mu)使用(yong)(yong)了大(da)量新(xin)(xin)技術新(xin)(xin)設計,包(bao)括重新(xin)(xin)設計了艦(jian)體島(dao)式(shi)上層建筑和飛行甲(jia)板布局,強調隱身性,動(dong)力裝置更(geng)加(jia)高效,具有更(geng)強的(de)發電能力,整體電力系(xi)統采用(yong)(yong)新(xin)(xin)型(xing)電力分配結(jie)構,采用(yong)(yong)電磁(ci)彈射(she),新(xin)(xin)的(de)大(da)功率(lv)一(yi)體化核反應堆(dui);帶(dai)狀電力分配系(xi)統(全電力化推進的(de)軍艦(jian)),有源相(xiang)控陣雷達,F-35艦(jian)載機等關(guan)鍵性的(de)艦(jian)用(yong)(yong)高科技,并(bing)且增加(jia)了船體的(de)冗余設計用(yong)(yong)于未來的(de)升級改(gai)造,航母(mu)的(de)整體作戰能力得到了大(da)幅提升。
艦型
福特號航母的艦體布局似乎與尼米茲級大致相似,不過實際上仍做了相當多的改良。飛行甲板布局方面,CVN-21在規劃之(zhi)初(chu)曾(ceng)出現(xian)全新的(de)(de)構型,例如一個將降落區、起飛(fei)區分于(yu)艦身(shen)兩(liang)側的(de)(de)大(da)膽構想;不過考量(liang)成(cheng)本與風(feng)險后, 福(fu)特(te)級仍(reng)以現(xian)役美國航空母艦的(de)(de)配(pei)置為基礎進行改良(liang)。福(fu)特(te)號(hao)艦體前部采用(yong)球鼻艦首(shou),可減(jian)低航行阻(zu)力,增(zeng)加艦首(shou)的(de)(de)浮力,降低艦首(shou)的(de)(de)縱(zong)向搖晃,進而(er)使艦載機起飛(fei)作(zuo)業更(geng)加順利。采用(yong)封閉式飛(fei)行甲板,依(yi)然采用(yong)直(zhi)角(jiao)加斜角(jiao)式飛(fei)行甲板組合,但是(shi)重新設計了(le)飛(fei)行甲板,加大(da)了(le)甲板使用(yong)面積。福(fu)特(te)號(hao)的(de)(de)輕量(liang)化桅桿(gan)由復合材料制造,強度與鋼(gang)鐵(tie)相仿,但重量(liang)便顯(xian)著地(di)降低。
福(fu)特(te)號位于(yu)右舷的(de)(de)島(dao)形上層(ceng)(ceng)建筑(zhu)位置(zhi)比尼米茲級(ji)更靠(kao)艦(jian)艉,擴大了(le)飛(fei)行甲(jia)板的(de)(de)使用面積,動力(li)裝置(zhi)隨之(zhi)后移,軸系縮短,機庫面積也(ye)增大。改(gai)進了(le)島(dao)式(shi)上層(ceng)(ceng)建筑(zhu),充分(fen)考慮視野、湍(tuan)流、指揮、飛(fei)行控制、各種(zhong)雷達(da)和通信要求;強調隱(yin)身(shen)性,突出部位使用有關材料,降(jiang)低(di)雷達(da)反射面積。美國(guo)航母(mu)以往的(de)(de)艦(jian)島(dao)都(dou)擁有兩(liang)層(ceng)(ceng)艦(jian)橋,分(fen)別(bie)供艦(jian)長(chang)以及航空(kong)母(mu)艦(jian)戰斗(dou)群指揮官使用;而(er)福(fu)特(te)號的(de)(de)艦(jian)島(dao)僅設(she)置(zhi)一層(ceng)(ceng)寬廣的(de)(de)主艦(jian)橋,并在主艦(jian)橋靠(kao)近艦(jian)島(dao)左側的(de)(de)上方與下方,各設(she)置(zhi)一層(ceng)(ceng)小(xiao)型艦(jian)橋,上方應為(wei)艦(jian)載機管制室,下方則用于(yu)監視飛(fei)行甲(jia)板運(yun)作。這種(zhong)較為(wei)緊致的(de)(de)空(kong)間配置(zhi),是基于(yu)美國(guo)海軍長(chang)年累積的(de)(de)操作經驗,也(ye)是為(wei)了(le)降(jiang)低(di)雷達(da)截(jie)面積等。
甲板
福特號的直角和斜角飛行甲板末端各設有兩具電磁彈射器,兩部升降機設在艦體右舷中部,一部升降機設在左舷(xian)靠近艦艉(wei)的(de)(de)(de)位置上,其(qi)布(bu)局方面最主(zhu)要(yao)的(de)(de)(de)改良是油料與彈(dan)(dan)藥(yao)補給的(de)(de)(de)動線(xian)。尼米茲級后期型擁有三具甲(jia)(jia)(jia)板(ban)彈(dan)(dan)藥(yao)升(sheng)降(jiang)機(ji),分(fen)別位于(yu)前方彈(dan)(dan)射器(qi)中央(yang)、右(you)舷(xian)兩座(zuo)靠前方的(de)(de)(de)飛機(ji)升(sheng)降(jiang)機(ji)之間,以及艦島旁邊;進(jin)行彈(dan)(dan)藥(yao)補給作業時(shi),艦上人員必須先透過彈(dan)(dan)艙升(sheng)降(jiang)機(ji),將武(wu)器(qi)從水線(xian)以下的(de)(de)(de)彈(dan)(dan)藥(yao)庫(分(fen)置于(yu)數層艦底(di)甲(jia)(jia)(jia)板(ban))往上送至03甲(jia)(jia)(jia)板(ban)(即下甲(jia)(jia)(jia)板(ban)機(ji)庫的(de)(de)(de)再下一層),然(ran)后借用位于(yu)03甲(jia)(jia)(jia)板(ban)的(de)(de)(de)艦上餐廳(ting)餐廳(ting)空間,在餐桌上完(wan)成(cheng)武(wu)器(qi)的(de)(de)(de)組裝設定,接著透過輸送車將彈(dan)(dan)藥(yao)運至甲(jia)(jia)(jia)板(ban)彈(dan)(dan)藥(yao)升(sheng)降(jiang)機(ji)部位,才能送上飛行甲(jia)(jia)(jia)板(ban)。
尼米茲級將甲(jia)(jia)板(ban)彈(dan)(dan)藥升降機(ji)(ji)設在(zai)飛行(xing)甲(jia)(jia)板(ban)中(zhong)間是因為(wei)配合彈(dan)(dan)藥庫的(de)(de)位(wei)置,但這使得在(zai)透過彈(dan)(dan)藥升降機(ji)(ji)將武器(qi)送上(shang)(shang)甲(jia)(jia)板(ban)時(shi),所有的(de)(de)飛行(xing)起降作業都必須暫(zan)停。此(ci)外,武器(qi)送上(shang)(shang)甲(jia)(jia)板(ban)后,還(huan)需透過甲(jia)(jia)板(ban)運輸車個別地送到每一架需要掛彈(dan)(dan)的(de)(de)飛機(ji)(ji)位(wei)置;相似地,飛機(ji)(ji)的(de)(de)加(jia)(jia)油(you)作業也是透過穿梭(suo)在(zai)甲(jia)(jia)板(ban)各處的(de)(de)加(jia)(jia)油(you)車直接開到需要補給的(de)(de)飛機(ji)(ji)旁(pang)進(jin)行(xing)。總而(er)言之,每次(ci)尼米茲級的(de)(de)機(ji)(ji)隊進(jin)行(xing)加(jia)(jia)油(you)掛彈(dan)(dan)作業,總共需耗(hao)費2小時(shi)左右。
彈射器
福特號航母擁有四具彈射器,兩具位于艦艏,另外兩具位于斜角甲板,福特號使用新研發的電磁彈射器(EMALS)代(dai)替(ti)了蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)彈(dan)(dan)(dan)(dan)射(she)(she)器。傳統(tong)(tong)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)彈(dan)(dan)(dan)(dan)射(she)(she)器是將(jiang)由(you)反應爐(lu)制造(zao)的(de)(de)(de)大(da)量高壓蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)儲存于(yu)汽(qi)缸(gang)中(zhong),使(shi)用(yong)時用(yong)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)推動牽引飛(fei)機(ji)的(de)(de)(de)彈(dan)(dan)(dan)(dan)射(she)(she)梭,以270千米的(de)(de)(de)時速將(jiang)飛(fei)機(ji)彈(dan)(dan)(dan)(dan)射(she)(she)升空(kong)。蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)輸送時將(jiang)產(chan)生大(da)量損(sun)耗(hao),儲存高壓蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)的(de)(de)(de)汽(qi)缸(gang)或者輸送蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)的(de)(de)(de)管線亦(yi)需大(da)的(de)(de)(de)空(kong)間(jian),高壓彈(dan)(dan)(dan)(dan)射(she)(she)系統(tong)(tong)中(zhong)的(de)(de)(de)活塞(sai)、管路與(yu)筏門等零件承受(shou)的(de)(de)(de)損(sun)耗(hao)也(ye)十分驚人。現有(you)(you)C-13-2彈(dan)(dan)(dan)(dan)射(she)(she)器最常出現故(gu)障(zhang)的(de)(de)(de)部位是調節蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)壓力的(de)(de)(de)活門以及(ji)儲存蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)的(de)(de)(de)汽(qi)缸(gang),此外彈(dan)(dan)(dan)(dan)射(she)(she)軌與(yu)牽引飛(fei)機(ji)鼻輪(lun)的(de)(de)(de)梭車因高溫(wen)摩擦而失火的(de)(de)(de)情況也(ye)時有(you)(you)所聞。
福特號使用的電磁彈射是一個革命信號,電子彈射的范圍小至2公斤、大到40余噸,而蒸汽彈射則有很大的局限性,低于18噸的飛機進行蒸氣彈射將對其龍骨造成重大的損害。電磁彈射器的原理則是載流導線在磁場中受力,利用磁通量巨大的瞬間變化而產生的感應電磁斥力,將飛機彈射升空。電動馬達的基本原理是在定子上通以方向不斷改變的電流,利用電流改變造成的磁通量變化而產生磁場,進而使帶有磁性的“轉子”受力而產生運動。傳統馬達的定子采用環狀排列,使得轉子產生原地旋轉運動;而電磁彈射器則采用兩側式線性感應馬達,定子分為兩側直線排列,充當彈射器的軌道,而轉子則在兩排定子之間進行直線運動,轉子上頭便連接了用于牽引飛機鼻輪的梭(suo)車。
福特號使用(yong)的(de)電磁彈(dan)(dan)射(she)(she)系(xi)統(tong)(tong)(tong)反應快捷,準備時間(jian)只需(xu)十(shi)幾分鐘,利用(yong)效率上要比蒸(zheng)汽(qi)彈(dan)(dan)射(she)(she)高(gao)出(chu)(chu)10倍。采用(yong)電磁彈(dan)(dan)射(she)(she)系(xi)統(tong)(tong)(tong),艦載(zai)機的(de)日(ri)出(chu)(chu)動(dong)量(liang)由原來的(de)120架(jia)次(ci)(ci)增(zeng)加到160架(jia)次(ci)(ci),其高(gao)峰出(chu)(chu)動(dong)量(liang)也由原先的(de)220-240架(jia)次(ci)(ci)/日(ri),增(zeng)加到270架(jia)次(ci)(ci)/日(ri),還可(ke)(ke)以彈(dan)(dan)射(she)(she)重量(liang)不同的(de)艦載(zai)機,可(ke)(ke)在100米(mi)的(de)距離內將(jiang)飛機的(de)速(su)度迅速(su)提高(gao)到每小時296千(qian)米(mi)。不僅(jin)如此,電磁彈(dan)(dan)射(she)(she)系(xi)統(tong)(tong)(tong)90名艦員(yuan)(yuan)即(ji)可(ke)(ke)操作,而(er)傳(chuan)統(tong)(tong)(tong)的(de)蒸(zheng)汽(qi)彈(dan)(dan)射(she)(she)系(xi)統(tong)(tong)(tong)則需(xu)要120余名艦員(yuan)(yuan)。飛行(xing)員(yuan)(yuan)則更(geng)是最大受益者,新型的(de)電磁彈(dan)(dan)射(she)(she)器可(ke)(ke)以讓飛行(xing)員(yuan)(yuan)平(ping)穩升空,避(bi)免了蒸(zheng)汽(qi)彈(dan)(dan)射(she)(she)器的(de)顛簸之苦(ku)。
2015年5月15日,福特號(hao)航母(mu)上(shang)(shang)成功(gong)測試了電(dian)磁彈(dan)射(she)器,這是其第一(yi)次進(jin)行艦載全速的(de)(de)(de)彈(dan)射(she)實驗。在測試中,艦上(shang)(shang)搭載的(de)(de)(de)發電(dian)機(ji)會產生電(dian)脈沖(chong),通過調(diao)節能(neng)量的(de)(de)(de)電(dian)子元件(jian)進(jin)入直(zhi)線電(dian)機(ji),這些(xie)部(bu)件(jian)安裝在飛行甲板的(de)(de)(de)下(xia)方。電(dian)能(neng)使得(de)直(zhi)線電(dian)機(ji)推動滑塊在彈(dan)射(she)導軌上(shang)(shang)以約333千米/小時(shi)的(de)(de)(de)速度前進(jin),直(zhi)到滑塊到達(da)導軌終點(dian)停下(xia)。
著艦回收
福特號航母用先進飛機回收系統AARS(Advanced Aircraft Recovery System)來取代傳統式的攔阻索。傳統式攔阻索由攔截鋼纜與液壓緩沖機(ji)構成,以尼(ni)米(mi)茲(zi)級的(de)(de)MK-7 Mod3為(wei)例,能把一(yi)架降(jiang)落速(su)度130節、重(zhong)25噸的(de)(de)飛機(ji)在兩秒之內于100米(mi)之內截停,共吸收64.4MJ的(de)(de)能量,接近這類系統的(de)(de)性能極限。美國(guo)海(hai)(hai)軍以往艦(jian)載(zai)機(ji)的(de)(de)武(wu)裝以廉(lian)價(jia)無導引(yin)(yin)武(wu)器為(wei)主(zhu),如果在任(ren)務(wu)中沒(mei)有(you)用(yong)完(wan),降(jiang)落前大可將其拋(pao)海(hai)(hai)以減少降(jiang)落時的(de)(de)重(zhong)量與風險;然而21世(shi)紀以來(lai)艦(jian)載(zai)機(ji)主(zhu)要都配備精密(mi)昂貴的(de)(de)導引(yin)(yin)武(wu)器,如果沒(mei)有(you)用(yong)完(wan)就(jiu)必(bi)須(xu)攜回。因此,美國(guo)航(hang)空母艦(jian)上的(de)(de)攔(lan)截回收系統的(de)(de)能耐必(bi)須(xu)強(qiang)化(hua),才能有(you)效攔(lan)住(zhu)返航(hang)重(zhong)量日益(yi)提高的(de)(de)艦(jian)載(zai)機(ji)。
福特級航母引進了整合電力系統(IPS)的概念,即全電能源,全部都用計算機控制,完全采用信息化的數字化電(dian)(dian)(dian)網系(xi)統(tong)(tong)。因為電(dian)(dian)(dian)力(li)系(xi)統(tong)(tong)在分(fen)配(pei)管理上(shang)十分(fen)便利,因此(ci)(ci)盡可能地(di)用其取(qu)代原先(xian)航母上(shang)的蒸汽(qi)系(xi)統(tong)(tong)。然(ran)而(er)不(bu)僅電(dian)(dian)(dian)磁彈射器、回收系(xi)統(tong)(tong)、升降機(ji)、烹(peng)飪、熱水供應(ying)、洗衣及暖氣等需要使(shi)用電(dian)(dian)(dian)力(li),各式偵測、作戰和指(zhi)管通情設施也是用電(dian)(dian)(dian)力(li)驅動(dong)(dong),因此(ci)(ci)福特級(ji)的動(dong)(dong)力(li)系(xi)統(tong)(tong)必須提(ti)(ti)供遠高(gao)于(yu)(yu)現役(yi)航空母艦的電(dian)(dian)(dian)力(li),核(he)反應(ying)堆(dui)選用十分(fen)關(guan)鍵,并需配(pei)備更(geng)全面而(er)完善(shan)的電(dian)(dian)(dian)力(li)供應(ying)設施。美國西屋公司(si)為福特級(ji)提(ti)(ti)出新的A5W反應(ying)堆(dui)方案,然(ran)而(er)在1999年的競標(biao)中(zhong),敗給了(le)位于(yu)(yu)賓夕法(fa)尼亞州(zhou)的屬于(yu)(yu)美國政府的貝(bei)蒂斯(si)核(he)子動(dong)(dong)力(li)實(shi)驗室,因此(ci)(ci)福特號的反應(ying)堆(dui)被稱(cheng)為A1B(B代表貝(bei)蒂斯(si))。
福特號將配備兩臺大功率一體化A1B反應堆,功率較尼米茲級增加25%以上,同時配備13500伏輸配電系統,供電能力則高達20萬千瓦,幾乎是尼米茲級的三倍,能充分供給EMALS所需的電力;由于有充裕的電力,福特號成為第一種所有機房都設有冷氣空調的艦艇,增加了操作人員的舒適性,并降低了機房內設備的維修保養需求,也正因為這一特點,才有可能瞬間把能量集中在電子彈射上,另外這也為新概念高能武器上(shang)艦創造(zao)了可能性(xing)。此外A1B反應堆(dui)(dui)的堆(dui)(dui)芯使用壽命長達50年,可以使福特號(hao)在服役期(qi)間(jian)的大部分(fen)時(shi)間(jian)都保持正常的動力功率,不需(xu)要回到船塢更換堆(dui)(dui)芯,從而(er)增加(jia)了壽命周期(qi)內的執(zhi)勤時(shi)間(jian),具有理論上(shang)的無(wu)限續航能力。
福特號(hao)還(huan)使用了全新的(de)整(zheng)體輪機系(xi)統(tong)以及(ji)配(pei)(pei)(pei)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)系(xi)統(tong),因此電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)的(de)整(zheng)合、分配(pei)(pei)(pei)架構也重新規劃,例(li)如在全艦各處設置(zhi)分區(qu)供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)系(xi)統(tong),并設置(zhi)一(yi)個電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)腦控制(zhi)配(pei)(pei)(pei)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)系(xi)統(tong),使電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)的(de)分配(pei)(pei)(pei)合理化。最初福特號(hao)甚至打(da)算(suan)連推(tui)(tui)進(jin)(jin)系(xi)統(tong)也采用電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)推(tui)(tui)進(jin)(jin),即以反應堆(dui)發(fa)出的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)驅動(dong)(dong)由電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)馬達(da)帶(dai)動(dong)(dong)的(de)推(tui)(tui)進(jin)(jin)器(qi),然而由于供(gong)10萬噸級艦艇使用的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)推(tui)(tui)進(jin)(jin)系(xi)統(tong)尚未(wei)發(fa)展成(cheng)熟(shu),因此仍將(jiang)以蒸汽(qi)渦輪直接驅動(dong)(dong)四軸螺旋槳推(tui)(tui)進(jin)(jin),推(tui)(tui)進(jin)(jin)功率(lv)將(jiang)達(da)到104兆瓦。
防御
福特號航母的防衛武器包括兩座改進型“海麻雀”RIM-162導彈八聯裝發射裝置,兩座“海拉姆/公羊”RIM-116防空導彈發射器和3座MK15型20毫(hao)米6管密集(ji)陣火炮(pao)等,安(an)裝(zhuang)(zhuang)于(yu)兩(liang)舷和艦尾外(wai)側的平臺上,若干挺12.7毫(hao)米重機槍。此外(wai),還裝(zhuang)(zhuang)有誘餌彈(dan)發射裝(zhuang)(zhuang)置和魚雷誘餌系統。福(fu)特號(hao)的彈(dan)藥貯運系統也采用了新技(ji)術,包括現(xian)金武器升(sheng)降機、全方位自動搬運車、自動掛彈(dan)機器人和自動化彈(dan)藥庫技(ji)術。
美(mei)國(guo)海(hai)軍還選擇了艦(jian)載(zai)新(xin)概念(nian)武器(qi)(qi)作為福(fu)特(te)號(hao)未(wei)來防御作戰的“殺(sha)手锏”,已初步確定未(wei)來安裝在福(fu)特(te)號(hao)航母上(shang)的新(xin)概念(nian)武器(qi)(qi)包括:電磁(ci)軌道炮(pao)、高能激光(guang)、高能射線等,福(fu)特(te)號(hao)艦(jian)上(shang)極高的“電力化(hua)”程(cheng)度將為這類高能武器(qi)(qi)的發(fa)展提供良好(hao)的先(xian)決(jue)條(tiao)件。
艦載機
福(fu)特號航(hang)(hang)母(mu)上(shang)(shang)通常搭載(zai)(zai)(zai)(zai)8架S-3A/B反潛機(ji)(ji)(ji),5架E-2C/D空中預警機(ji)(ji)(ji),6架SH-3G/H或(huo)SH-60F直升機(ji)(ji)(ji),主力艦載(zai)(zai)(zai)(zai)機(ji)(ji)(ji)將(jiang)全(quan)面(mian)更換為具(ju)備(bei)(bei)隱身性能(neng)的(de)(de)(de)F-35C戰(zhan)(zhan)機(ji)(ji)(ji),可(ke)(ke)達75架,以替代服役的(de)(de)(de)F-18E/F戰(zhan)(zhan)機(ji)(ji)(ji)。F-35C戰(zhan)(zhan)機(ji)(ji)(ji)能(neng)夠以超音速巡航(hang)(hang),最大作戰(zhan)(zhan)半(ban)徑(jing)超過1000千米,可(ke)(ke)對各(ge)(ge)目(mu)標實施遠程精確打(da)擊(ji)(ji)。與此同時,航(hang)(hang)母(mu)上(shang)(shang)還將(jiang)裝(zhuang)備(bei)(bei)大量無人作戰(zhan)(zhan)飛(fei)機(ji)(ji)(ji),如X-47B等,既可(ke)(ke)執行精確打(da)擊(ji)(ji)、海(hai)上(shang)(shang)監視、空中早期預警、戰(zhan)(zhan)場評(ping)估(gu),也可(ke)(ke)擔負支(zhi)援反潛和搶險救援等任務。由于采用全(quan)新F-35C艦載(zai)(zai)(zai)(zai)機(ji)(ji)(ji)和高性能(neng)無人機(ji)(ji)(ji),以及(ji)各(ge)(ge)種新概念武器系統,將(jiang)使(shi)未(wei)來海(hai)空戰(zhan)(zhan)作戰(zhan)(zhan)樣式發生新變化。美(mei)國海(hai)軍評(ping)估(gu),一艘搭載(zai)(zai)(zai)(zai)75架艦載(zai)(zai)(zai)(zai)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)尼(ni)米茲(zi)級航(hang)(hang)母(mu),在3天的(de)(de)(de)作戰(zhan)(zhan)時間內,每天打(da)擊(ji)(ji)的(de)(de)(de)目(mu)標數(shu)是248個。而搭載(zai)(zai)(zai)(zai)同等數(shu)量艦載(zai)(zai)(zai)(zai)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)福(fu)特號航(hang)(hang)母(mu),其打(da)擊(ji)(ji)的(de)(de)(de)目(mu)標數(shu)將(jiang)達2000個以上(shang)(shang)。
福特號為了(le)提高(gao)艦載機保(bao)(bao)(bao)障(zhang)(zhang)(zhang)效率、簡化保(bao)(bao)(bao)障(zhang)(zhang)(zhang)流程,吸(xi)取了(le)賽車(che)比賽中的(de)(de)保(bao)(bao)(bao)障(zhang)(zhang)(zhang)模式(shi),引入(ru)了(le)一(yi)站(zhan)式(shi)保(bao)(bao)(bao)障(zhang)(zhang)(zhang)概念,在(zai)飛(fei)行甲(jia)板上(shang)設置了(le)18個(ge)(ge)一(yi)站(zhan)式(shi)保(bao)(bao)(bao)障(zhang)(zhang)(zhang)區,每(mei)個(ge)(ge)保(bao)(bao)(bao)障(zhang)(zhang)(zhang)區設有(you)兩個(ge)(ge)帶艙(cang)口蓋的(de)(de)保(bao)(bao)(bao)障(zhang)(zhang)(zhang)模塊,一(yi)個(ge)(ge)是(shi)電(dian)源保(bao)(bao)(bao)障(zhang)(zhang)(zhang)模塊,設有(you)電(dian)纜卷盤和控制(zhi)按鈕,另一(yi)個(ge)(ge)是(shi)加(jia)油(you)(you)保(bao)(bao)(bao)障(zhang)(zhang)(zhang)歐快,設有(you)加(jia)油(you)(you)管路和控制(zhi)閥門,每(mei)個(ge)(ge)均可(ke)單獨進行加(jia)油(you)(you)、掛彈、維修等作(zuo)業(ye)(ye)。著(zhu)艦的(de)(de)艦載機可(ke)在(zai)保(bao)(bao)(bao)障(zhang)(zhang)(zhang)區停駐,原(yuan)位完成(cheng)所有(you)保(bao)(bao)(bao)障(zhang)(zhang)(zhang)作(zuo)業(ye)(ye),隨后滑(hua)行至彈射起飛(fei)位升空作(zuo)戰。
配置
福特號航母采用大量先進的偵測、電子戰系統以及C4ISR設備,包括CEC協同接戰能力,以符合美國海軍未來IT-21聯網(wang)作戰(zhan)的(de)(de)(de)要求,艦(jian)(jian)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)指(zhi)揮(hui)管(guan)(guan)(guan)制中(zhong)樞(shu)將是Common C2 System共同作戰(zhan)指(zhi)揮(hui)系統(tong),能整(zheng)(zheng)合(he)艦(jian)(jian)上(shang)(shang)一切指(zhi)管(guan)(guan)(guan)通情(qing)與武器射控功能。艦(jian)(jian)上(shang)(shang)各(ge)型相(xiang)控陣雷達、衛星通訊(xun)、資(zi)料傳輸鏈(lian)、電子戰(zhan)系統(tong)與聯合(he)精確(que)進(jin)場(chang)暨降落系統(tong)的(de)(de)(de)天(tian)線(xian)整(zheng)(zheng)合(he)于艦(jian)(jian)橋結構內,或置(zhi)于艦(jian)(jian)橋頂部的(de)(de)(de)輕量(liang)化(hua)桅桿上(shang)(shang)。艦(jian)(jian)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)作戰(zhan)與指(zhi)管(guan)(guan)(guan)通情(qing)系統(tong)將采(cai)用(yong)開放(fang)式的(de)(de)(de)架構,大量(liang)使(shi)用(yong)民間商規組建,以利于服役生涯中(zhong)的(de)(de)(de)維護與升級作業;而艦(jian)(jian)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)整(zheng)(zheng)合(he)通信系統(tong)則(ze)由Avaya公(gong)司提供。
福(fu)特號航(hang)母(mu)設(she)有(you)航(hang)空(kong)(kong)數據管(guan)理(li)與控制系(xi)(xi)統(tong)(tong),其是一種實時信(xin)息(xi)管(guan)理(li)系(xi)(xi)統(tong)(tong),通(tong)過傳感器(qi)、局域(yu)(yu)網、顯示與控制設(she)備連接航(hang)空(kong)(kong)作(zuo)業(ye)相關系(xi)(xi)統(tong)(tong),包括光學助(zhu)降系(xi)(xi)統(tong)(tong)、無線電(dian)空(kong)(kong)管(guan)和(he)助(zhu)降系(xi)(xi)統(tong)(tong)、彈(dan)射(she)與回收(shou)裝(zhuang)置等(deng),在(zai)全(quan)艦(jian)范圍內(nei)實現所有(you)航(hang)空(kong)(kong)作(zuo)業(ye)相關數據的融(rong)合、分發和(he)控制,集成管(guan)理(li)幾乎所有(you)航(hang)空(kong)(kong)作(zuo)業(ye)的的規劃和(he)執行,包括艦(jian)載(zai)機(ji)任(ren)務、航(hang)空(kong)(kong)武器(qi)搬(ban)運和(he)掛載(zai)攜載(zai)、航(hang)空(kong)(kong)燃油、航(hang)母(mu)維(wei)修、艦(jian)載(zai)機(ji)維(wei)修、艦(jian)載(zai)機(ji)調度、艦(jian)載(zai)機(ji)彈(dan)射(she)和(he)回收(shou)、飛行甲板管(guan)理(li)等(deng)。該(gai)系(xi)(xi)統(tong)(tong)海域(yu)(yu)航(hang)母(mu)作(zuo)戰(zhan)、導(dao)航(hang)和(he)氣(qi)象系(xi)(xi)統(tong)(tong)相連,此外,還安裝(zhuang)有(you)航(hang)空(kong)(kong)武器(qi)信(xin)息(xi)管(guan)理(li)系(xi)(xi)統(tong)(tong)和(he)進場與著艦(jian)可視圖像系(xi)(xi)統(tong)(tong)。
福特號(hao)使用了與(yu)朱姆沃爾特級驅逐(zhu)艦相同(tong)的(de)雙頻(pin)(pin)雷(lei)達(da)(da)系統,包括(kuo)AN/SPY-3 I/J頻(pin)(pin)帶(dai)多功能(neng)(neng)雷(lei)達(da)(da),以及AN/SPY-4 S長程廣域搜索雷(lei)達(da)(da),兩者都是(shi)先進的(de)數位(wei)波形控(kong)制主動相控(kong)陣(zhen)雷(lei)達(da)(da)。2010年6月,美國海(hai)軍宣布DDG-1000取(qu)(qu)消(xiao)VSR雷(lei)達(da)(da),未(wei)來(lai)可(ke)能(neng)(neng)以更(geng)晚開發、增加反彈道導彈能(neng)(neng)力的(de)AMDR相控(kong)陣(zhen)雷(lei)達(da)(da)來(lai)取(qu)(qu)代,因此福特號(hao)也(ye)可(ke)能(neng)(neng)會(hui)使用該(gai)系統。
自動化
福(fu)(fu)特號(hao)(hao)航(hang)母與艦載(zai)機(ji)隊(dui)(dui)的(de)相關(guan)運作大(da)幅改進,加(jia)上艦內的(de)設備全面網絡(luo)化(hua)與電腦化(hua),因此(ci)它的(de)整體自(zi)動化(hua)程度(du)較尼(ni)米茲(zi)級大(da)為增(zeng)加(jia),有(you)效降低(di)人(ren)力需求,航(hang)空(kong)母艦操(cao)作人(ren)員(yuan)將從尼(ni)米茲(zi)級的(de)3190人(ren)減至2000人(ren)左(zuo)右;減少(shao)的(de)約1200名人(ren)力中,維持(chi)航(hang)空(kong)母艦本身(shen)運作的(de)人(ren)員(yuan)占了(le)800名,其余(yu)400名是支援艦載(zai)機(ji)隊(dui)(dui)的(de)相關(guan)人(ren)員(yuan)。此(ci)外,美國航(hang)空(kong)母艦新一(yi)代(dai)艦載(zai)機(ji)隊(dui)(dui)機(ji)型(xing)種(zhong)類(lei)也比以往降低(di)許多, 故艦載(zai)機(ji)聯隊(dui)(dui)的(de)人(ren)員(yuan)編制也可能(neng)獲得相當程度(du)的(de)縮減。由于人(ren)員(yuan)減少(shao),福(fu)(fu)特號(hao)(hao)的(de)平均起居(ju)水平也有(you)所增(zeng)加(jia),不(bu)僅每個人(ren)的(de)空(kong)間(jian)更有(you)隱私(si)性,每一(yi)間(jian)住艙都有(you)廁所。
福特號航空母艦建成服役后,將不只是簡單地多了一個大型機械化作戰平臺,而是展現出一個全新的信息化作戰平臺,它對未來海戰的影響和作用將是巨大的。福特號采用更先進的C4ISR系統,技術和自動化設備,能更全面地支持美軍的網(wang)絡中(zhong)(zhong)心(xin)戰(zhan)的開展(zhan),是未來美國海(hai)空網(wang)絡戰(zhan)的一個(ge)中(zhong)(zhong)心(xin)節(jie)點(dian),它(ta)不僅集合有航母本身及編隊(dui)整(zheng)個(ge)系(xi)列的新技術(shu)和武(wu)器(qi)裝備,而(er)且還將與空、天、陸軍的其他新技術(shu)、武(wu)器(qi)裝備實現有機“鏈接”,進而(er)打造更強的戰(zhan)略預警體系(xi)和作戰(zhan)網(wang)絡體系(xi);將廣泛(fan)采用電腦顯示器(qi)和掌(zhang)上電腦等替(ti)代(dai)人(ren)員操作,從(cong)而(er)使各(ge)種雷達設施、通信系(xi)統(tong)、指揮(hui)控制系(xi)統(tong)、武(wu)器(qi)裝備之間的信息傳輸更快捷、作戰(zhan)程序更簡(jian)便(bian)、打擊威(wei)力更強勁。
福(fu)特(te)號(hao)航(hang)空(kong)母(mu)(mu)(mu)(mu)艦(jian)的建造給(gei)美(mei)(mei)(mei)國(guo)海(hai)軍和世界(jie)各國(guo)海(hai)軍的影響是(shi)(shi)(shi)巨大(da)(da)且又(you)是(shi)(shi)(shi)多方(fang)面(mian)的,福(fu)特(te)號(hao)航(hang)母(mu)(mu)(mu)(mu)向世人表示(shi)核動(dong)力裝置(zhi)對于美(mei)(mei)(mei)國(guo)海(hai)軍大(da)(da)型航(hang)母(mu)(mu)(mu)(mu)仍是(shi)(shi)(shi)最適合的動(dong)力系統(tong),表明大(da)(da)噸位航(hang)空(kong)母(mu)(mu)(mu)(mu)艦(jian)至(zhi)少(shao)在2005年后(hou)50年內(nei),依然是(shi)(shi)(shi)“海(hai)上霸(ba)主”,是(shi)(shi)(shi)一種舉足輕重的海(hai)上作戰平(ping)臺。福(fu)特(te)號(hao)航(hang)母(mu)(mu)(mu)(mu)比尼米(mi)茲(zi)級航(hang)母(mu)(mu)(mu)(mu)先(xian)進(jin),而后(hou)者(zhe)又(you)比其他國(guo)家(jia)的航(hang)母(mu)(mu)(mu)(mu)先(xian)進(jin),這樣一來(lai)前者(zhe)已經與(yu)世界(jie)航(hang)母(mu)(mu)(mu)(mu)拉開(kai)兩個檔次,可以幫助確保美(mei)(mei)(mei)國(guo)未來(lai)50年的海(hai)上優勢。福(fu)特(te)號(hao)計(ji)劃(hua)成本(ben)105億美(mei)(mei)(mei)元(yuan),總體采購成本(ben)上漲(zhang)超(chao)過24億美(mei)(mei)(mei)元(yuan),已花費超(chao)過129億美(mei)(mei)(mei)元(yuan),成本(ben)超(chao)支,進(jin)度落(luo)后(hou),將(jiang)會影響后(hou)續航(hang)母(mu)(mu)(mu)(mu)使用(yong)新技術。
福特號(hao)航(hang)空(kong)母艦雖然已交(jiao)(jiao)付服役,但其采(cai)用的(de)幾個(ge)主要(yao)關鍵系(xi)統的(de)可靠性遠未達到預(yu)期要(yao)求,而可靠性是影(ying)響航(hang)母戰斗力(li)的(de)重要(yao)因素,同時也在很大程度上決定了(le)其全壽期費(fei)用。交(jiao)(jiao)付后的(de)福特號(hao),相關系(xi)統仍處于問題(ti)暴露階(jie)段,將影(ying)響作戰能力(li),而后續測試(shi)時間拉長,也會影(ying)響初(chu)始作戰能力(li)的(de)形成時間,因此在形成初(chu)始作戰能力(li)之前(qian)仍需不斷提(ti)高。