福特級(jí)航母歷經(jīng)三屆政府研發(fā)成功

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，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。“備選方案分析”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。總體來(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>

多項(xiàng)舉措節(jié)約建造成本

1998年，美國(guó)啟動(dòng)了CVN-21“未來(lái)航母計(jì)劃”，開(kāi)始評(píng)估大型核動(dòng)力航母的設(shè)計(jì)方案。2006財(cái)年開(kāi)始建造第一艘艦時(shí)，評(píng)估成本為64億美元，一次性設(shè)計(jì)和技術(shù)發(fā)展等研發(fā)成本約71億美元。由于135億美元的總成本超出了預(yù)算承受能力，美軍從那時(shí)開(kāi)始就進(jìn)行了削減成本的諸多探索。

福特級(jí)航母節(jié)約成本的整體策略是減少部件或系統(tǒng)，但是增加部件的尺寸，保持或提升原有的功能。比如“企業(yè)”號(hào)航母共有8個(gè)反應(yīng)堆、32個(gè)蒸汽鍋爐、16部發(fā)電機(jī)，4個(gè)主引擎和彈射器有超過(guò)5000個(gè)蒸汽閥，尼米茲級(jí)航母的反應(yīng)堆減少至2個(gè)，蒸汽鍋爐和發(fā)電機(jī)減少到各8部，蒸汽閥減少到1500個(gè)。福特級(jí)航母同樣設(shè)計(jì)了2個(gè)反應(yīng)堆，蒸汽鍋爐和發(fā)電機(jī)減少到各4部。

福特級(jí)航母甲板上層建筑也進(jìn)行了縮減，采用DDG1000驅(qū)逐艦項(xiàng)目的S/X雙頻段多用途雷達(dá)，取代原來(lái)SPS-48、SPS-49、SPS-67、SPN-43、SPQ-9B和TAS.Mk23等6部雷達(dá)和4部北約“海麻雀”目標(biāo)照射雷達(dá)的功能。此外，美國(guó)海軍航空系統(tǒng)司令部對(duì)飛行甲板進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，調(diào)整了艦尾艦島、電磁彈射器和攔阻索、加油與武器掛載站的位置，減少了飛機(jī)升降機(jī)的數(shù)量，武器升降梯使用電磁系統(tǒng)替代了纜軸系統(tǒng)。通過(guò)減少航母部件數(shù)量，福特級(jí)航母實(shí)現(xiàn)了全壽命周期成本和人力維護(hù)成本的下降，操作人員將從尼米茲級(jí)的3190人減至2000人左右，預(yù)計(jì)每艘航母的全壽命周期成本將削減50億美元。

但是，美國(guó)海軍仍認(rèn)為支付不起福特級(jí)航母135億美元的總成本。2006財(cái)年的海軍艦艇技術(shù)研發(fā)計(jì)劃認(rèn)為8年的研發(fā)期過(guò)短，大多數(shù)技術(shù)工藝的研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)較大，因此，福特級(jí)航母項(xiàng)目辦公室在多艘現(xiàn)役艦艇上吸取了改良方案，并成功應(yīng)用到當(dāng)時(shí)正在建造的尼米茲級(jí)航母的最后一艘艦“布什”號(hào)上。

2000年，美國(guó)批準(zhǔn)了建造3艘航母的提案，從2001財(cái)年建造的“布什”號(hào)開(kāi)始接收S/X雙頻段雷達(dá)，2006財(cái)年，第一艘新型航母CVNX1獲得了新型核動(dòng)力裝置、電力分配系統(tǒng)和電磁彈射裝置，以及“布什”號(hào)的雷達(dá)和一體化作戰(zhàn)系統(tǒng)，當(dāng)時(shí)評(píng)估的航母成本61億美元，設(shè)計(jì)成本也降到31億美元。2011年，美國(guó)開(kāi)始建造福特級(jí)航母的第2艦CVNX2(后命名為CVN-79“肯尼迪”號(hào))，據(jù)稱也將采用CVNX1(CVN-78)的技術(shù)，預(yù)計(jì)耗資69億美元，新型飛行甲板、升降機(jī)、攔阻裝置、艦載激光武器等新設(shè)計(jì)成本19億美元。

然而，“布什”號(hào)航母建造合同簽訂不久，美國(guó)國(guó)防部就在2002年宣布沒(méi)有為“布什”號(hào)準(zhǔn)備好新型雷達(dá)，因此更改了建造方案。首先，“布什”號(hào)只在尼米茲級(jí)航母基礎(chǔ)上進(jìn)行了部分改良，雙頻段雷達(dá)推遲到2007財(cái)年在CVNX1上應(yīng)用，由此節(jié)省40億美元用于其他造艦項(xiàng)目，造成了CVNX1的成本上漲了4億美元，達(dá)到了73億美元。

唐納德·拉姆斯菲爾德時(shí)代，美國(guó)國(guó)防部啟動(dòng)了許多國(guó)防項(xiàng)目替代計(jì)劃，其中就包括當(dāng)時(shí)的新型航母，該計(jì)劃要求1998年通過(guò)鑒定的所有技術(shù)到2006年都要開(kāi)始應(yīng)用到CVNX1，實(shí)際操作中也是在2007年開(kāi)始應(yīng)用。美國(guó)國(guó)防部責(zé)成美國(guó)海軍用18個(gè)月時(shí)間修改建造計(jì)劃，為指定的某一艘航母重新設(shè)計(jì)應(yīng)用新技術(shù)的方案，這也成為“福特”號(hào)建造的第二個(gè)里程碑。根據(jù)新技術(shù)應(yīng)用方案，美軍重新命名了CVN.21項(xiàng)目，CVNX1(即CVN-78號(hào)航母)成為項(xiàng)目的首艦， CVNX2 (CVN-79)和CVN-80成為超級(jí)航母項(xiàng)目低速生產(chǎn)階段的第2和第3艘航母。

2008年，美國(guó)海軍又對(duì)超級(jí)航母計(jì)劃進(jìn)行了進(jìn)一步調(diào)整，“福特”號(hào)航母在2005年的采購(gòu)成本已經(jīng)上升至105億美元，僅研發(fā)經(jīng)費(fèi)就高達(dá)23億美元。與原來(lái)的成本評(píng)估相比，美國(guó)海軍在2008年確定的成本為71億美元，從2006年開(kāi)始建造。為保證新航母使用具有相對(duì)成熟的新技術(shù)，美國(guó)海軍與制造商談判，簽訂了9∶1的成本追加合同，合同規(guī)定如果發(fā)生了額外成本，則由政府支付90%，合同商只需要分擔(dān)10%。

那么，福特級(jí)航母項(xiàng)目成本為何大幅增加呢？2013年9月公布的政府預(yù)算報(bào)告GAO-13-396認(rèn)為，福特級(jí)航母的雙頻段雷達(dá)比原計(jì)劃晚了4年半，攔阻裝置推遲了2年半，電磁彈射系統(tǒng)推遲了3年，造成了8億美元的成本上漲。同時(shí)，造船廠建造首艘航母期間遇到了諸多難題，政府方面也造成了15億美元的成本增加。目前，首艦“福特”號(hào)正在紐波特紐斯造船廠三號(hào)碼頭進(jìn)行為期28個(gè)月的后續(xù)設(shè)備安裝，美國(guó)海軍認(rèn)為在未來(lái)的海試過(guò)程中還會(huì)出現(xiàn)許多新問(wèn)題，因此還會(huì)進(jìn)一步增加成本。

但是，美國(guó)海軍相信“肯尼迪”號(hào)和“企業(yè)”號(hào)建造時(shí)就可以根據(jù)定型的設(shè)計(jì)方案實(shí)施，紐波特紐斯造船廠也表示屆時(shí)能夠降低成本。通過(guò)嚴(yán)密的測(cè)試彌補(bǔ)所有缺陷并最終固定設(shè)計(jì)之后，美國(guó)海軍將在“企業(yè)”號(hào)之后采取多艦同時(shí)采購(gòu)的方式，并將前后兩艘航母的建成時(shí)差縮短到5年之內(nèi)，以期進(jìn)一步降低成本。