技术派｜先行者的探索：美“福特”级航母研制有何经验教训？

“福特”级核动力航母是当前美国海军最重要的核心装备之一。

中国第三艘航母福建舰已经开始海试，而同样装备电磁弹射的美国航母“福特”号也已经完成作战部署，由于两者都采用电磁弹射器，大众自然会对两者进行各种比较。

“福特”级航母采用与以往完全不同的设计理念，吸取了美国在航母研制使用中的经验教训，在综合战力方面相较于“尼米兹”级核动力航母有了质的飞跃。尽管“福特”级在建造过程中，遇到了一系列问题，导致其首舰“福特”号交付日期和形成战斗力时间一拖再拖。

虽然目前该舰已经开始部署，主要技术问题也基本解决，后续舰的建造周期和研发成本也趋于稳定，但其研制过程中的相关经验教训对世界各国海军发展海上力量都有重要的借鉴意义。

划时代的“福特”级航母

按照计划，美国海军将建造10艘“福特”级航母。2058年之前，美国海军将完成10艘该级航母的建造，并以“退役一艘服役一艘”的方式来替换10艘现役“尼米兹”级航母，使其成为美国海军未来主力舰艇。

此前美国海军的新一代航母都是采用全新设计思路，而“福特”级则是借鉴了“尼米兹”级的一系列高可靠性、成熟性的设计，弥补了后者在以往服役过程中所暴露出的各类缺陷。与此同时，设计人员又采用了一系列创新技术，使之与“尼米兹”级有着根本性的不同。

预计“福特”级服役周期将长达一个世纪。为此，美军在建造伊始就采用了全新的航母设计理念，以期打造跨越式作战能力、降低其全寿命周期费用、提升艇员生活条件。

“福特”级首舰“福特”号造舰时间节点推进表

“福特”级航母在总体、动力、电子、航空保障等方面应用了大量高新科技，能够搭载包含F-35隐身战机在内的多种舰载机，其理论作战能力得到了空前提升，舰载机出动率相较于“尼米兹”级提升了33%。尤其是该级航母采用了全电舰艇概念，实现了从机械化到电气化的飞跃。

“尼米兹”级航母每10年需要更换一次核反应堆，而“福特”级航母搭载的A1B型核反应堆采用高性能燃料组件，使用寿命可达50年，约等于舰体寿命，相当于服役过程中不需要更换核燃料，拥有了理论上的无限续航能力。更重要的是，其发电量是“尼米兹”级所搭载的核反应堆的3倍，为后续加装各种新型系统以及高能武器预留了充足的电力升级空间。

纽波特纽斯造船厂网站公布的福特级航母设计图

“福特”级航母采用了革命性的电磁弹射装置和先进的新型涡轮电力拦阻装置，航飞系统得到了重点升级。其电磁弹射装置小于2分钟就可以弹射一架战机，显著优于蒸汽弹射装置的效率。此外，该装置不仅能够满足大型战斗机和运输机的弹射需求，还可以弹射小型无人机，更好地满足未来航母对各类舰载机的需求。并且由于无需消耗淡水，可以极大提升该级舰的海上自持力。新型涡轮电力拦阻装置的配备，则解决了索式飞机阻拦系统要求现有舰载机在着舰过程中，必须抛弃弹药和油料才能安全着舰的限制。

除了航飞系统，“福特”级配备的双波段雷达、采用的隐身舰体设计、搭载的新概念激光武器等，都体现了该级舰艇的先进性。

需要指出的是，“福特”级在后勤保障与人员居住环境等隐性战力方面，也做出了极大的改善。例如开发了重型航行中补给系统，可快速在海上进行补给。其舰上安装了新型垃圾处理系统与新型反渗透海水淡化系统，能够大幅减少垃圾处理费用并解决官兵淡水使用的问题。另外，核反应堆电力的充足，使“福特”级被设计成为史无前例的“全空调舱室”航母，极大地提高了舰员工作生活的舒适性。

划时代的代价

大量新设计、新技术与新工艺的创新性应用，尽管提升了“福特”级航母的战斗力上限，但也造成了各种进度延期、费用上涨、关键设备不可靠、部分设备不足等系列问题。

以“福特”号为例，按照采购合同，该舰在子系统交付、舰体建造、整舰下水、整舰海试等各个里程碑节点几乎全部延期。单舰购置成本已经从2008年预估的104.889亿美元，上涨至2015财年的128.87亿美元，涨幅超过22.86%。

为了缩短采办周期，压缩成本，“福特”级的设计人员在2000年初就开始使用计算机三维设计软件和虚拟现实技术（VR）进行设计、建造与装配。这使得“福特”号成为世界上第一艘采用全计算机设计而非蓝图设计的航母，相关设计只用了短短数年时间。

纽波特纽斯造船厂的工程师展示如何使用VR技术来设计航母的管线

面对首舰“福特”号出现的成本居高不下的问题，美国海军采取了多种应对措施，如尽早确定整船设备材料清单，多船设备联合采购，优化采购流程等，但目前看收效甚微。2号舰“肯尼迪”号甚至已经超过了“福特”号的130亿美元价格，其全寿命周期的费用控制事实上已经失败。

不过，美国海军依旧坚定认为，通过一系列降本增效措施，“福特”级全部舰艇在全寿命周期里将比“尼米兹”级航母综合费用下降40亿美元。客观而言，相较于美军滨海战斗舰与DDG 1000，“福特”级仍表现出了较高的管理水平。从船舶工业视角下看，鉴于航母是复杂巨系统工程，相关费用上涨仅为22%，在可接受的范围内。

此外，缺乏有效的经费监管也是造成购置费用上涨的幕后推手。此前时任美国参议院军事委员会主席约翰·麦凯恩就曾多次抨击美国海军，不仅没能提前发现费用上涨的原因，还不采取有效的监管措施抑制购置费用的过快上涨。

“福特”号（CVN 78）航母在进行高速转弯的海上试验

长期以来，关键设备的延期和可靠性不足的问题一直困扰着“福特”级。先进阻拦装置出现的延期问题最为严重，该装置子系统的问题直接导致美国海军将陆上阻拦系统试验推迟了3年。在“福特”级航母测试过程中，其平均无故障作业周期居然只有48次，与设计指标的16500次相差万里之遥。

而因研制难度过大，通用原子公司完成电磁弹射装置陆上测试的时间比合同上约定的时间晚了近3年。即便交付之后，电磁弹射装置平均无故障作业周期也十分堪忧。在“福特”号的11次试航期间，其平均无故障作业周期仅有181次，远低于设计指标的4166次，甚至在2020年还曾出现过5天内因为电磁弹射装置故障无法弹射飞机的情况。

尽管杰“福特”号的主要舰载机为F-35战机，但也时常搭载F/A-18F 战机

从“福特”级航母的发展历程中，我们可以清楚地看到，作为国家海上战略力量的核心支撑，航母需要采用大量新技术以保持技术领先优势和可扩展性，因此遇到问题是正常且不可避免的，许多技术都需要在不断迭代中走向成熟。但新装备在研制过程中普遍存在的费用上涨、进度延期、子系统不可靠等问题，需要项目方加强顶层规划，出台有效的管理机制进行纠偏与调整。

“福特”级航母代表了未来世界大型航母的发展趋势，是当今世界最强一代水上打击力量。对此，我们应保持理性，客观看待其优劣，既不回避其先进性，也不因其成就而失落，而且应该深入研究“福特”级研制建造和形成战斗力过程中的经验教训，服务于国产航母研制和建造，少走弯路。

基于国产航母的经验，通过学习美军航母研发过程中的经验教训，夯实船舶工业体系，加快人才队伍建设，我们完全有能力探索出一条更加符合中国国情的现代化航母发展路线，在新一代航母的研制过程中取得更加辉煌的成就。