走近新一代海上“巨无霸”美军“福特”号航空母舰

□ 石稼

福特号航空母舰是美国海军新一代核动力航空母舰，为福特级核动力航空母舰的首舰，也是美国海军在役的第11艘航母，是21世纪美军海上打击的中坚力量。

福特号航空母舰于2005年开始建造，2017年7月22日正式进入美国海军服役，舷号CVN-78，造价约130亿美元，是美国海军有史以来最昂贵的一艘作战舰船。该舰采用了大量高新技术成果，包括新型核动力技术、电磁弹射技术、新型拦阻技术、双波段雷达技术、雷达红外隐身技术、新型高强度钢材等。“福特级航母计划在2058年之前建造10艘，以取代目前的尼米兹级成为美国海军新的舰队核心，其后续的2号舰肯尼迪号和3号舰企业号已分别于2011年和2017年开工建造。

/ 美国“福特”号航空母舰。

/ 正在组装舰艏部件的“福特”号航空母舰。

一、舰船结构

（一）整体结构设计

福特号航空母舰是在尼米兹级基础上设计的全新版本，两型航母在船体外形、整体结构和载机数量上都相差无几。该舰舰体长332.8米，宽40.8米，标准排水量10.2万吨，满载排水量11.2万吨，全舰使用了全新开发的HSLA-115高强度钢和HSLA-65高强度低合金钢等材料，相比尼米兹级的钢材更硬、更轻、更坚韧。该舰舰艏依然采用球鼻艏设计，以减少航行阻力，增加舰艏浮力，降低纵摇幅度。舰岛在保证航行指挥和飞行控制视野、雷达通信设备安装以及减少降落区乱流的情况下，采用了更加轻量化的复合材料桅杆，进一步缩小了舰岛外形尺寸，并且布置在右舷更靠近舰艉位置，从而为舰岛前方的停机区和保障区留出了更大的作业空间。“福特号航空母舰采用隐身化设计理念，舰船整体线条更加简洁平整，各部位均敷设了雷达吸波材料和隔热材料，排气管顶部装有红外抑制设备，通过降低全舰的电磁波反射和红外辐射特征，进一步凸显电子对抗设备和各型诱饵弹的使用效果，从而有效降低本舰被敌方各类反舰导弹末制导头锁定的概率。该舰采用开放式体系结构设计理念，具备强大的升级改造空间，有利于下一步安装电磁炮、高能激光、高能射线、新体制雷达等新型武器装备和先进信息系统。

（二）飞行甲板设计

福特号航空母舰采用了全新设计的封闭式斜角飞行甲板，长332.8米，宽78米，相当于三个标准足球场大小，飞行甲板的有效使用面积比尼米兹级略大，舰艏和斜角飞行甲板各设有2个弹射起飞点，分别安装了2套电磁弹射器和偏流板。该舰的典型搭载方案同尼米兹级相同，主要包括5架E-2D空中预警机，6架MH-60R/S多用途直升机，60架F-18E/F舰载战斗机和5架EA-18G电子战飞机等。下一步，第四代F-35C舰载机将替代部分F-18E/F舰载机。该舰在执行非战争军事行动等多样化作战任务时，还可以停靠MV-22B鱼鹰倾转翼飞机等多种机型。

福特号飞行甲板设计的最大特点是吸取了尼米兹级航母甲板作业经验，在划分降落区、起飞区、停机区和保障区时，引入了一站式保障概念，在右舷舰岛前方区域和左舷升降机附近区域集中设置了18个保障区，每个保障区均可独立进行舰载机加油、挂弹、充电、维修和检测等工作，进一步优化了舰载机调度路线、提升了甲板作业效率、简化了舰载机保障流程，舰载机整备时间能够由尼米兹级的2小时缩短至1小时左右，从而极大提升舰载机出动率。

（三）机库区域设计

福特号航空母舰的机库目前尚未公布具体的尺寸，但从设计上看，整个机库共分为3个区，总面积应在 平方米左右，略大于尼米兹级航母或基本相当。“福特号的舰载机升降机从尼米兹级的4台减为3台，左舷1台保留不变，右舷由于舰岛后移，只在舰岛前部设置了2台。由于总结了尼米兹级航母的甲板调度经验，因此福特号的3台舰载机升降机不仅没有降低舰载机的调运速度，反而提升了油料与弹药补给的作业效率，并且扩大了飞行甲板的停机区和保障区面积。舰载机升降机平台的基本性能指标同尼米兹级相当，长25.9米，宽15.9米，最大载荷58.5吨，可同时运输两架舰载机。该舰装备了11台新型弹药升降机，采用全新的电磁驱动方式，设计指标为最大载重10吨，运行速度45米/分钟。

为确保安全，“福特级与尼米兹级采用相同的弹药分段运输策略，仅3台弹药升降机可通向飞行甲板，其余则通往机库或其他甲板，每层甲板之间的分段运输仍需要人工进行。由于弹药升降机的位置均按照新的弹药运输动线和流程进行了设计调整，因此能够有效提升弹药运输效率，并有利于减少全舰武器保障人员的编制数量。另外，本舰还采用了人工智能、自动遥感、自动化弹药库等新兴技术，装备了无人搬运车和自动挂弹机器人等设备，进一步提升了弹药保障能力。

（四）配套区域设计

福特号航空母舰的舰岛由于占地面积大为减少，因此将美国航母传统的双层舰桥设计改为了单独一层的主舰桥设计，用于本舰航海指挥和舰载机群的作战指挥，全舰的作战指挥中心（CIC）则同尼米兹级一样位于甲板下层。在主舰桥靠飞行甲板一侧的上下两层还各设有一个小型舰桥，用于指挥舰载机起降和飞行甲板调度管理，同时，这种紧凑的舰岛结构也更加有利于提升全舰的隐身效果。该舰由于大量采用数字化系统和自动化设备，舰员编制数量比尼米兹级减少了约1200人，因此生活居住环境显著改善，取消了尼米兹级航母可以容纳上百人的大型士兵居住舱，改为若干个40人以下的小型士兵居住舱。士官居住舱由尼米兹级的8人间改为6人间，并且每个士官居住舱都配有卫生间和淋浴设备。

/ “福特”号航空母舰弹药升降机的飞行甲板出口。

舰上居住区与餐厅、休闲室、储藏室以及其他配套公共设施之间的布局更加科学，体现了动静分离的设计理念。餐厅设计更加开放，有多个不同方向的出入口，餐厅内部改进设计的食品传送带和厨房升降机等自动化设备也进一步减轻了后勤人员的工作强度。舰内的其他配套公共设施主要包括商店、教堂、理发室和医院等，能够确保满足官兵的基本生活需求。

二、动力系统

福特号航空母舰采用了同尼米兹级一样的四轴四桨两舵方案，整个底层动力舱室的布局略向后移动，使得4根传动主轴的长度有所缩短。该舰采用了2台新型大功率一体化A1B压水式反应堆和4台新型蒸汽轮机，推进功率达到28万马力（约104兆瓦），比尼米兹级略高，与企业级相当，最大航速大于30节。其中，A1B压水式反应堆的功率比尼米兹级的A4W反应堆增加了25%，发电量则3倍于尼米兹级，达到了20万千瓦水平，并且在福特号50年的设计使用寿命内均不用更换反应堆的燃料棒，真正具备了理论上的无限续航能力。

同时，A1B压水式反应堆还具备结构更加简单、重量更轻、稳定性更好的优点。得益于A1B压水式反应堆的强大性能，福特号采用了先进的数字化电网系统和13800伏的带状配电系统，能够为全舰所有武器系统、电磁弹射器、舰载机回收系统、自动化设备、生活用电设备等提供充足的电力供应和统一的用电管理，使得该舰成为世界上第一种所有舱室都有空调系统的航母。“带状配电系统相比尼米兹级的辐射状配电系统，能够有效减少舰内铺设电缆的总长度，更加有利于未来搭载各类新型高能武器系统所需进行的电源重新配置和设备升级改造。

三、船电装备

（一）指控系统

福特号航空母舰安装了先进的新一代综合作战指挥系统（IWS），并对尼米兹级的协同作战系统（CEC）进行了全面升级。综合作战指挥系统能够满足美国海军最新的IT-21网络接入标准，能够将全舰所有指挥系统、管理系统、雷达系统、情报系统、通信系统、武器系统、电子战系统等相关数据进行实时融合处理，将航母战斗群内所有水面舰艇、舰载预警机、舰载战斗机等作战平台进行动态自动组网和数据交互共享，从而形成统一的实时或低延时战场态势，有效增强对目标的跟踪精度和识别能力，实现快速高效的联合作战能力，从而极大提升航母战斗群的综合作战效能。综合作战指挥系统在高速通信链路的支撑下，使得作战指挥层级更加扁平化，获取的情报信息更加可靠，“探测ü识别ü决策ü交战ü评估 过程更加迅速，更能够适应瞬息万变的信息化条件下体系作战需求。

/ “福特”号航空母舰的五叶螺旋桨。

/ “福特”号航空母舰的飞行甲板指挥调度中心。

除此之外，“福特号航母的各类信息系统也采用开放式架构和模块化设计，许多软硬件设备大量采用民用商品，从而有利于航母长期服役过程中的维护保养和更新换代。

（二）雷达系统

福特号航空母舰采用了美国雷声与洛克希德•马丁公司共同开发的双波段雷达系统（DBR），该系统已在DDG-朱姆沃尔特级隐身驱逐舰上得到了有效检验，从而一举解决了舰岛和桅杆上雷达型号繁多、硬件设备庞大、系统关联复杂、故障排查困难等问题，为舰岛占地面积缩小、人员编制缩减和全舰隐身化设计等奠定了基础。双波段雷达系统主要由X波段的AN/SPY-3多功能雷达和S波段的AN/SPY-4广域搜索雷达组成，每个波段各有3个采用数位波形控制的矩形有源相控阵天线，分布在舰岛的正前方、左后方和右后方等3个方向，两型雷达共用一套信号处理系统和显控设备。其中，AN/SPY-4广域搜索雷达的天线阵列拥有2688个T/R模块，矩形阵面的面积较大，主要用于远程对空预警探测和目标跟踪。AN/SPY-3多功能雷达的天线阵列由625个8通 道 的T/R模 块 组 成，矩形阵面的面积较小，主要用于对中低空和海面的探测和目标跟踪，并且为本舰的防空导弹和密集阵防御系统提供火控目标指示。相比尼米兹级的传统雷达体制，双波段雷达系统的跟踪目标数量更多、灵敏度更高、反应速度更快、抗饱和攻击能力更强，并且该雷达系统对从太空再入大气层的反舰弹道导弹也具备一定的探测效果，为航母采取有效的末端防御措施创造了基本条件。除双波段雷达系统外，舰上还装备了少量AN/SPS-73V（18）导航雷达和用于RIM-162防空导弹的Mk-95火控雷达等传统体制的雷达系统。

（三）武器系统

福特号航空母舰除了可以搭载最新的第四代F-35C隐身舰载机和第一款MQ-25舰载无人加油机外，其余舰载武器系统与尼米兹级的布什号（CVN-77）基本相同，主要包括2座八联装的改进型RIM-162防空导弹发射系统，2座RIM-116防空导弹发射系统，3座MK-15型20毫米6管密集阵近防系统，以及若干挺12.7毫米重机枪等，分别安装于舰体两舷侧和舰艉外侧，为本舰提供全方位的近程防护。其中，改进型RIM-162防空导弹发射系统采用了新的数据链，自动化程度更高，反应速度更快，对抗来袭反舰导弹饱和攻击的能力得到了一定增强。另外，本舰还装有AL/SLQ-25C鱼雷反制系统、电子对抗设备和诱饵弹发射装置等自卫装备。

/ “福特”号航空母舰的舰岛右侧特写。

/ RIM-162防空导弹系统。

（四）配套系统

福特号航空母舰相比尼米兹级还装备了多套全新设计的系统，主要包括电磁弹射系统（EMALS）、先进飞机回收系统（AARS）、联合精确进场降落系统、反渗透海水淡化系统和等离子体垃圾处理系统等。

/ 先进飞机回收系统（AARS）1根拦阻索的结构示意图。

其中，电磁弹射系统是最具革命性的技术成果之一，“福特级航母拥有4部电磁弹射系统。该系统能够克服蒸汽弹射器弹射重量限制、淡水消耗限制和弹射充能限制，有效缩短弹射准备时间，提升各型舰载机和无人机出动率，减少弹射器操作人员数量，提升飞行员在弹射时的舒适性。所谓电磁弹射器，简单说就是利用电磁感应力进行弹射的装置。它分为两种：电磁线圈弹射器及电磁轨道弹射器，分别采用交流直线电机和直流直线电机。电磁弹射器包括强迫储能装置、大功率电力控制设备、中央微机工控控制及直线感应电机等。其中最核心的是强迫储能装置，可将发电机在一个周期（约45秒）内发出的能量积蓄起来用于一次猛烈的弹射。

先进飞机回收系统同样是一款创新技术成果，该系统由3根拦阻索、数字控制设备、电磁拦阻器和各型滑轮等部件组成，能够克服传统液压缓冲设备的拦阻吨位限制，有效减少不同重量舰载机和无人机降落前的拦阻索调试准备时间，解决了舰载机降落的先后顺序问题和带弹降落问题，从而变向提升舰载机出动效率。

联合精确进场降落系统采用的舰载机GPS定位技术，相比以往的光学辅助和雷达引导降落等技术更加精确，提升了舰载机着舰安全性和落点准确性，这也是促使拦阻索数量由尼米兹级的4根减少为3根的原因之一。

反渗透海水淡化系统能够克服传统淡化设备需要消耗大量蒸汽的问题，每日海水淡化能力有了数倍增长，足够保障全舰各种用水需求。等离子体垃圾处理系统能够将大量塑料和餐厨垃圾瞬间高温气化，从而节省舰上垃圾存储空间，也减少了垃圾上岸处理费用。

总体看，“福特号航空母舰作为美国最新一代的核动力航母，集诸多先进技术成果于一身，体现了美国海军对重型航空母舰在未来海上作战行动中的定位和期望，同时也进一步拉开了美国与世界其他国家在航空母舰研发制造方面的巨大差距。福特级航母的问世，标志着美国全球海上霸权的延续，注定将成为未来若干年内新的海上霸主”。

需要指出的是，“福特号航母大量采用先进技术而导致的问题也非常突出，电磁弹射器、先进飞机回收系统、弹药升降机和雷达电子设备等均暴露出故障率高、稳定性差、关联性过高、性能指标达不到设计要求等问题。2017年，该舰成为美国史上唯一没有进行全舰防爆冲击测试就仓促服役的航母。2020年，该舰才勉强通过飞行甲板资质认证和空管中心资质认证，至今仍作为美国海军在东海岸唯一的训练航母使用，距离排除各类技术问题，完全形成远洋作战能力可能还需要很长时间。