□ 石稼

福特號航空母艦是美國海軍新一代核動力航空母艦，為福特級核動力航空母艦的首艦，也是美國海軍在役的第11艘航母，是21世紀(jì)美軍海上打擊的中堅力量。

福特號航空母艦于2005年開始建造，2017年7月22日正式進入美國海軍服役，舷號CVN-78，造價約130億美元，是美國海軍有史以來最昂貴的一艘作戰(zhàn)艦船。該艦采用了大量高新技術(shù)成果，包括新型核動力技術(shù)、電磁彈射技術(shù)、新型攔阻技術(shù)、雙波段雷達(dá)技術(shù)、雷達(dá)紅外隱身技術(shù)、新型高強度鋼材等。“福特級航母計劃在2058年之前建造10艘，以取代目前的尼米茲級成為美國海軍新的艦隊核心，其后續(xù)的2號艦肯尼迪號和3號艦企業(yè)號已分別于2011年和2017年開工建造。

/ 美國“福特”號航空母艦。

/ 正在組裝艦艏部件的“福特”號航空母艦。

一、艦船結(jié)構(gòu)

（一）整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

福特號航空母艦是在尼米茲級基礎(chǔ)上設(shè)計的全新版本，兩型航母在船體外形、整體結(jié)構(gòu)和載機數(shù)量上都相差無幾。該艦艦體長332.8米，寬40.8米，標(biāo)準(zhǔn)排水量10.2萬噸，滿載排水量11.2萬噸，全艦使用了全新開發(fā)的HSLA-115高強度鋼和HSLA-65高強度低合金鋼等材料，相比尼米茲級的鋼材更硬、更輕、更堅韌。該艦艦艏依然采用球鼻艏設(shè)計，以減少航行阻力，增加艦艏浮力，降低縱搖幅度。艦島在保證航行指揮和飛行控制視野、雷達(dá)通信設(shè)備安裝以及減少降落區(qū)亂流的情況下，采用了更加輕量化的復(fù)合材料桅桿，進一步縮小了艦島外形尺寸，并且布置在右舷更靠近艦艉位置，從而為艦島前方的停機區(qū)和保障區(qū)留出了更大的作業(yè)空間?！案Ｌ靥柡娇漳概灢捎秒[身化設(shè)計理念，艦船整體線條更加簡潔平整，各部位均敷設(shè)了雷達(dá)吸波材料和隔熱材料，排氣管頂部裝有紅外抑制設(shè)備，通過降低全艦的電磁波反射和紅外輻射特征，進一步凸顯電子對抗設(shè)備和各型誘餌彈的使用效果，從而有效降低本艦被敵方各類反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)頭鎖定的概率。該艦采用開放式體系結(jié)構(gòu)設(shè)計理念，具備強大的升級改造空間，有利于下一步安裝電磁炮、高能激光、高能射線、新體制雷達(dá)等新型武器裝備和先進信息系統(tǒng)。

（二）飛行甲板設(shè)計

福特號航空母艦采用了全新設(shè)計的封閉式斜角飛行甲板，長332.8米，寬78米，相當(dāng)于三個標(biāo)準(zhǔn)足球場大小，飛行甲板的有效使用面積比尼米茲級略大，艦艏和斜角飛行甲板各設(shè)有2個彈射起飛點，分別安裝了2套電磁彈射器和偏流板。該艦的典型搭載方案同尼米茲級相同，主要包括5架E-2D空中預(yù)警機，6架MH-60R/S多用途直升機，60架F-18E/F艦載戰(zhàn)斗機和5架EA-18G電子戰(zhàn)飛機等。下一步，第四代F-35C艦載機將替代部分F-18E/F艦載機。該艦在執(zhí)行非戰(zhàn)爭軍事行動等多樣化作戰(zhàn)任務(wù)時，還可以停靠MV-22B魚鷹傾轉(zhuǎn)翼飛機等多種機型。

福特號飛行甲板設(shè)計的最大特點是吸取了尼米茲級航母甲板作業(yè)經(jīng)驗，在劃分降落區(qū)、起飛區(qū)、停機區(qū)和保障區(qū)時，引入了一站式保障概念，在右舷艦島前方區(qū)域和左舷升降機附近區(qū)域集中設(shè)置了18個保障區(qū)，每個保障區(qū)均可獨立進行艦載機加油、掛彈、充電、維修和檢測等工作，進一步優(yōu)化了艦載機調(diào)度路線、提升了甲板作業(yè)效率、簡化了艦載機保障流程，艦載機整備時間能夠由尼米茲級的2小時縮短至1小時左右，從而極大提升艦載機出動率。

（三）機庫區(qū)域設(shè)計

福特號航空母艦的機庫目前尚未公布具體的尺寸，但從設(shè)計上看，整個機庫共分為3個區(qū)，總面積應(yīng)在 平方米左右，略大于尼米茲級航母或基本相當(dāng)。“福特號的艦載機升降機從尼米茲級的4臺減為3臺，左舷1臺保留不變，右舷由于艦島后移，只在艦島前部設(shè)置了2臺。由于總結(jié)了尼米茲級航母的甲板調(diào)度經(jīng)驗，因此福特號的3臺艦載機升降機不僅沒有降低艦載機的調(diào)運速度，反而提升了油料與彈藥補給的作業(yè)效率，并且擴大了飛行甲板的停機區(qū)和保障區(qū)面積。艦載機升降機平臺的基本性能指標(biāo)同尼米茲級相當(dāng)，長25.9米，寬15.9米，最大載荷58.5噸，可同時運輸兩架艦載機。該艦裝備了11臺新型彈藥升降機，采用全新的電磁驅(qū)動方式，設(shè)計指標(biāo)為最大載重10噸，運行速度45米/分鐘。

為確保安全，“福特級與尼米茲級采用相同的彈藥分段運輸策略，僅3臺彈藥升降機可通向飛行甲板，其余則通往機庫或其他甲板，每層甲板之間的分段運輸仍需要人工進行。由于彈藥升降機的位置均按照新的彈藥運輸動線和流程進行了設(shè)計調(diào)整，因此能夠有效提升彈藥運輸效率，并有利于減少全艦武器保障人員的編制數(shù)量。另外，本艦還采用了人工智能、自動遙感、自動化彈藥庫等新興技術(shù)，裝備了無人搬運車和自動掛彈機器人等設(shè)備，進一步提升了彈藥保障能力。

（四）配套區(qū)域設(shè)計

福特號航空母艦的艦島由于占地面積大為減少，因此將美國航母傳統(tǒng)的雙層艦橋設(shè)計改為了單獨一層的主艦橋設(shè)計，用于本艦航海指揮和艦載機群的作戰(zhàn)指揮，全艦的作戰(zhàn)指揮中心（CIC）則同尼米茲級一樣位于甲板下層。在主艦橋靠飛行甲板一側(cè)的上下兩層還各設(shè)有一個小型艦橋，用于指揮艦載機起降和飛行甲板調(diào)度管理，同時，這種緊湊的艦島結(jié)構(gòu)也更加有利于提升全艦的隱身效果。該艦由于大量采用數(shù)字化系統(tǒng)和自動化設(shè)備，艦員編制數(shù)量比尼米茲級減少了約1200人，因此生活居住環(huán)境顯著改善，取消了尼米茲級航母可以容納上百人的大型士兵居住艙，改為若干個40人以下的小型士兵居住艙。士官居住艙由尼米茲級的8人間改為6人間，并且每個士官居住艙都配有衛(wèi)生間和淋浴設(shè)備。

/ “福特”號航空母艦彈藥升降機的飛行甲板出口。

艦上居住區(qū)與餐廳、休閑室、儲藏室以及其他配套公共設(shè)施之間的布局更加科學(xué)，體現(xiàn)了動靜分離的設(shè)計理念。餐廳設(shè)計更加開放，有多個不同方向的出入口，餐廳內(nèi)部改進設(shè)計的食品傳送帶和廚房升降機等自動化設(shè)備也進一步減輕了后勤人員的工作強度。艦內(nèi)的其他配套公共設(shè)施主要包括商店、教堂、理發(fā)室和醫(yī)院等，能夠確保滿足官兵的基本生活需求。

二、動力系統(tǒng)

福特號航空母艦采用了同尼米茲級一樣的四軸四槳兩舵方案，整個底層動力艙室的布局略向后移動，使得4根傳動主軸的長度有所縮短。該艦采用了2臺新型大功率一體化A1B壓水式反應(yīng)堆和4臺新型蒸汽輪機，推進功率達(dá)到28萬馬力（約104兆瓦），比尼米茲級略高，與企業(yè)級相當(dāng)，最大航速大于30節(jié)。其中，A1B壓水式反應(yīng)堆的功率比尼米茲級的A4W反應(yīng)堆增加了25%，發(fā)電量則3倍于尼米茲級，達(dá)到了20萬千瓦水平，并且在福特號50年的設(shè)計使用壽命內(nèi)均不用更換反應(yīng)堆的燃料棒，真正具備了理論上的無限續(xù)航能力。

同時，A1B壓水式反應(yīng)堆還具備結(jié)構(gòu)更加簡單、重量更輕、穩(wěn)定性更好的優(yōu)點。得益于A1B壓水式反應(yīng)堆的強大性能，福特號采用了先進的數(shù)字化電網(wǎng)系統(tǒng)和13800伏的帶狀配電系統(tǒng)，能夠為全艦所有武器系統(tǒng)、電磁彈射器、艦載機回收系統(tǒng)、自動化設(shè)備、生活用電設(shè)備等提供充足的電力供應(yīng)和統(tǒng)一的用電管理，使得該艦成為世界上第一種所有艙室都有空調(diào)系統(tǒng)的航母?！皫钆潆娤到y(tǒng)相比尼米茲級的輻射狀配電系統(tǒng)，能夠有效減少艦內(nèi)鋪設(shè)電纜的總長度，更加有利于未來搭載各類新型高能武器系統(tǒng)所需進行的電源重新配置和設(shè)備升級改造。

三、船電裝備

（一）指控系統(tǒng)

福特號航空母艦安裝了先進的新一代綜合作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)（IWS），并對尼米茲級的協(xié)同作戰(zhàn)系統(tǒng)（CEC）進行了全面升級。綜合作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)能夠滿足美國海軍最新的IT-21網(wǎng)絡(luò)接入標(biāo)準(zhǔn)，能夠?qū)⑷炈兄笓]系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)、情報系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、武器系統(tǒng)、電子戰(zhàn)系統(tǒng)等相關(guān)數(shù)據(jù)進行實時融合處理，將航母戰(zhàn)斗群內(nèi)所有水面艦艇、艦載預(yù)警機、艦載戰(zhàn)斗機等作戰(zhàn)平臺進行動態(tài)自動組網(wǎng)和數(shù)據(jù)交互共享，從而形成統(tǒng)一的實時或低延時戰(zhàn)場態(tài)勢，有效增強對目標(biāo)的跟蹤精度和識別能力，實現(xiàn)快速高效的聯(lián)合作戰(zhàn)能力，從而極大提升航母戰(zhàn)斗群的綜合作戰(zhàn)效能。綜合作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)在高速通信鏈路的支撐下，使得作戰(zhàn)指揮層級更加扁平化，獲取的情報信息更加可靠，“探測ü識別ü決策ü交戰(zhàn)ü評估 過程更加迅速，更能夠適應(yīng)瞬息萬變的信息化條件下體系作戰(zhàn)需求。

/ “福特”號航空母艦的五葉螺旋槳。

/ “福特”號航空母艦的飛行甲板指揮調(diào)度中心。

除此之外，“福特號航母的各類信息系統(tǒng)也采用開放式架構(gòu)和模塊化設(shè)計，許多軟硬件設(shè)備大量采用民用商品，從而有利于航母長期服役過程中的維護保養(yǎng)和更新?lián)Q代。

（二）雷達(dá)系統(tǒng)

福特號航空母艦采用了美國雷聲與洛克希德?馬丁公司共同開發(fā)的雙波段雷達(dá)系統(tǒng)（DBR），該系統(tǒng)已在DDG-朱姆沃爾特級隱身驅(qū)逐艦上得到了有效檢驗，從而一舉解決了艦島和桅桿上雷達(dá)型號繁多、硬件設(shè)備龐大、系統(tǒng)關(guān)聯(lián)復(fù)雜、故障排查困難等問題，為艦島占地面積縮小、人員編制縮減和全艦隱身化設(shè)計等奠定了基礎(chǔ)。雙波段雷達(dá)系統(tǒng)主要由X波段的AN/SPY-3多功能雷達(dá)和S波段的AN/SPY-4廣域搜索雷達(dá)組成，每個波段各有3個采用數(shù)位波形控制的矩形有源相控陣天線，分布在艦島的正前方、左后方和右后方等3個方向，兩型雷達(dá)共用一套信號處理系統(tǒng)和顯控設(shè)備。其中，AN/SPY-4廣域搜索雷達(dá)的天線陣列擁有2688個T/R模塊，矩形陣面的面積較大，主要用于遠(yuǎn)程對空預(yù)警探測和目標(biāo)跟蹤。AN/SPY-3多功能雷達(dá)的天線陣列由625個8通 道 的T/R模 塊 組 成，矩形陣面的面積較小，主要用于對中低空和海面的探測和目標(biāo)跟蹤，并且為本艦的防空導(dǎo)彈和密集陣防御系統(tǒng)提供火控目標(biāo)指示。相比尼米茲級的傳統(tǒng)雷達(dá)體制，雙波段雷達(dá)系統(tǒng)的跟蹤目標(biāo)數(shù)量更多、靈敏度更高、反應(yīng)速度更快、抗飽和攻擊能力更強，并且該雷達(dá)系統(tǒng)對從太空再入大氣層的反艦彈道導(dǎo)彈也具備一定的探測效果，為航母采取有效的末端防御措施創(chuàng)造了基本條件。除雙波段雷達(dá)系統(tǒng)外，艦上還裝備了少量AN/SPS-73V（18）導(dǎo)航雷達(dá)和用于RIM-162防空導(dǎo)彈的Mk-95火控雷達(dá)等傳統(tǒng)體制的雷達(dá)系統(tǒng)。

（三）武器系統(tǒng)

福特號航空母艦除了可以搭載最新的第四代F-35C隱身艦載機和第一款MQ-25艦載無人加油機外，其余艦載武器系統(tǒng)與尼米茲級的布什號（CVN-77）基本相同，主要包括2座八聯(lián)裝的改進型RIM-162防空導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)，2座RIM-116防空導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)，3座MK-15型20毫米6管密集陣近防系統(tǒng)，以及若干挺12.7毫米重機槍等，分別安裝于艦體兩舷側(cè)和艦艉外側(cè)，為本艦提供全方位的近程防護。其中，改進型RIM-162防空導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)采用了新的數(shù)據(jù)鏈，自動化程度更高，反應(yīng)速度更快，對抗來襲反艦導(dǎo)彈飽和攻擊的能力得到了一定增強。另外，本艦還裝有AL/SLQ-25C魚雷反制系統(tǒng)、電子對抗設(shè)備和誘餌彈發(fā)射裝置等自衛(wèi)裝備。

/ “福特”號航空母艦的艦島右側(cè)特寫。

/ RIM-162防空導(dǎo)彈系統(tǒng)。

（四）配套系統(tǒng)

福特號航空母艦相比尼米茲級還裝備了多套全新設(shè)計的系統(tǒng)，主要包括電磁彈射系統(tǒng)（EMALS）、先進飛機回收系統(tǒng)（AARS）、聯(lián)合精確進場降落系統(tǒng)、反滲透海水淡化系統(tǒng)和等離子體垃圾處理系統(tǒng)等。

/ 先進飛機回收系統(tǒng)（AARS）1根攔阻索的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，電磁彈射系統(tǒng)是最具革命性的技術(shù)成果之一，“福特級航母擁有4部電磁彈射系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠克服蒸汽彈射器彈射重量限制、淡水消耗限制和彈射充能限制，有效縮短彈射準(zhǔn)備時間，提升各型艦載機和無人機出動率，減少彈射器操作人員數(shù)量，提升飛行員在彈射時的舒適性。所謂電磁彈射器，簡單說就是利用電磁感應(yīng)力進行彈射的裝置。它分為兩種：電磁線圈彈射器及電磁軌道彈射器，分別采用交流直線電機和直流直線電機。電磁彈射器包括強迫儲能裝置、大功率電力控制設(shè)備、中央微機工控控制及直線感應(yīng)電機等。其中最核心的是強迫儲能裝置，可將發(fā)電機在一個周期（約45秒）內(nèi)發(fā)出的能量積蓄起來用于一次猛烈的彈射。

先進飛機回收系統(tǒng)同樣是一款創(chuàng)新技術(shù)成果，該系統(tǒng)由3根攔阻索、數(shù)字控制設(shè)備、電磁攔阻器和各型滑輪等部件組成，能夠克服傳統(tǒng)液壓緩沖設(shè)備的攔阻噸位限制，有效減少不同重量艦載機和無人機降落前的攔阻索調(diào)試準(zhǔn)備時間，解決了艦載機降落的先后順序問題和帶彈降落問題，從而變向提升艦載機出動效率。

聯(lián)合精確進場降落系統(tǒng)采用的艦載機GPS定位技術(shù)，相比以往的光學(xué)輔助和雷達(dá)引導(dǎo)降落等技術(shù)更加精確，提升了艦載機著艦安全性和落點準(zhǔn)確性，這也是促使攔阻索數(shù)量由尼米茲級的4根減少為3根的原因之一。

反滲透海水淡化系統(tǒng)能夠克服傳統(tǒng)淡化設(shè)備需要消耗大量蒸汽的問題，每日海水淡化能力有了數(shù)倍增長，足夠保障全艦各種用水需求。等離子體垃圾處理系統(tǒng)能夠?qū)⒋罅克芰虾筒蛷N垃圾瞬間高溫氣化，從而節(jié)省艦上垃圾存儲空間，也減少了垃圾上岸處理費用。

總體看，“福特號航空母艦作為美國最新一代的核動力航母，集諸多先進技術(shù)成果于一身，體現(xiàn)了美國海軍對重型航空母艦在未來海上作戰(zhàn)行動中的定位和期望，同時也進一步拉開了美國與世界其他國家在航空母艦研發(fā)制造方面的巨大差距。福特級航母的問世，標(biāo)志著美國全球海上霸權(quán)的延續(xù)，注定將成為未來若干年內(nèi)新的海上霸主”。

需要指出的是，“福特號航母大量采用先進技術(shù)而導(dǎo)致的問題也非常突出，電磁彈射器、先進飛機回收系統(tǒng)、彈藥升降機和雷達(dá)電子設(shè)備等均暴露出故障率高、穩(wěn)定性差、關(guān)聯(lián)性過高、性能指標(biāo)達(dá)不到設(shè)計要求等問題。2017年，該艦成為美國史上唯一沒有進行全艦防爆沖擊測試就倉促服役的航母。2020年，該艦才勉強通過飛行甲板資質(zhì)認(rèn)證和空管中心資質(zhì)認(rèn)證，至今仍作為美國海軍在東海岸唯一的訓(xùn)練航母使用，距離排除各類技術(shù)問題，完全形成遠(yuǎn)洋作戰(zhàn)能力可能還需要很長時間。