美国数十年磨一“舰”，还是难堪重任？|航母_新浪财经

转自：上观新闻

据美国《星条旗报》网站3月14日报道，海军官员称，美国舰龄第二长的“尼米兹”级航母“艾森豪威尔”号将至少服役至2029年。不出意外，“尼米兹”级航母的延迟退休引发了人们对“福特”级航母首舰“福特”号航母在技术上是否可靠的讨论。

2017年7月22日，在美国弗吉尼亚州诺福克海军基地，“福特”号航母的士兵参加服役仪式。新华社记者殷博古摄

美国海军“福特”级核动力航母首舰“福特”号于2017年7月22日正式服役。作为21世纪美国继续维持全球霸权和海空优势的利器，集最先进的技术与数十年超级航母操作经验于一身，“福特”号却貌似命里缺福，服役生涯饱受诟病。

随着负面新闻不断涌现，人们的态度也发生了改变，从型号曝光时的惊艳，到战斗部署时的嘲讽，“福特”号是如何跟 “不靠谱”画上等号的？

1.超级费钱

“福特”号航母服役当天，新闻报道有这么一句介绍“美国近40年来建造的首艘新型航母”。为什么说是近40年，这就不得不提到“福特”级的前辈——“企业”级航母与“尼米兹”级航母。

1961年11月服役的“企业”号航母是世界第一艘核动力航母。8座A2W压水反应堆让设计满载排水量8.5万吨的“企业”号拥有理论上近乎无限的续航力、最大航速35节的高速航行性能，以及空前的航空搭载能力。核动力航母带来的种种性能优势让当时的美国海军颇为满意。但超级性能同时也意味着超级费钱，据后来测算“企业”号航母实际造价是“小鹰”级航母的192%。无论美国国防部或国会，都反对继续建造这样昂贵的航母，这让“企业”号意外地成为一个孤立的舰级。

虽然单舰成级，但“企业”号的设计思想对美国第二代核动力航母“尼米兹”级有着重要影响。美国海军对“企业”号航母的设计念念不忘，从某种意义上来说作为“企业”号动力减配版的“尼米兹”级航母于1968年开工建造。综合来看，采用新设计思路下的“尼米兹”级航母，采用2座A4W反应堆，以牺牲部分动力性能与配备为代价，并改用性价比更高的雷达电子与舰载防御武器，换取了更大的舰体与更强的航空搭载能力，取得了性能与成本的较佳平衡，堪称美国海军的理想型核动力航母。

最后1艘“尼米兹”级航母“乔治·布什”号于2006年完工下水，建造绵延近40年，美国海军对该级航母的青睐程度可见一斑。

既然“尼米兹”级航母这么优秀，21世纪初还在接续建造，为什么美国海军还要发展“福特”级航母呢？

一方面是技术使然。虽然“尼米兹”级航母不断改进升级，但基础设计毕竟是基于上世纪60年代的技术，如今早已落伍。另一方面，随着苏联解体冷战结束，美国一下子失去最强大的对手，美国海军也没有理由再去维持原有冷战时期的兵力规模，削减军费、大幅缩减舰队规模随之成为必然。

在此背景下，上世纪90年代中期开始，美国海军多艘航空母舰退役。面对预算与航母数量大幅减少的双重困境，美国海军对于新一代航母的设计需求变得十分明确，既要降低其全寿命周期成本，又要提高单舰作战性能以弥补航母数量的不足。

对于降低成本，美海军期望新一代航母至少需比尼米兹级节省10%-20%的全寿命周期成本。对于提高性能，美海军则期待新一代航母能提高25%-60%的舰载机单日打击出动架次，以及拥有更强大的航空弹药承载能力等。

要同时满足这两点并不容易，成本与性能恰似天平两端，过于看重任何一点，都会造成失衡。如何解决这对矛盾，美国海军把希望寄托在了新技术应用上。

2.解决之道

从技术层面看，解决成本过高的问题，可以通过引入先进的自动化技术替代人力，同时采用寿命更长的新型核反应堆，降低耗资巨大、耗时极长的核燃料更换次数等，以削减航母全寿命周期成本中占比最高的人力与维护费用。

2017年7月22日，在美国弗吉尼亚州诺福克海军基地，“福特”号航母上的F-35战斗机。新华社记者殷博古摄

提升航母作战能力的核心是提高舰载机出动架次率，从技术上看，可以引入新型弹射器、升降机，优化飞行甲板设计，提升航空弹药、航空燃油携载量等。

“福特”级航母的整体布局依然沿用后期型“尼米兹”级的设计，舰体尺寸、吨位与“尼米兹”级大致相同，但同时引入了大量新技术试图取得成本与性能间的平衡，主要包括电磁弹射及阻拦系统、新型核反应堆、先进武器升降机等。

“福特”级最大的技术亮点莫过于革命性地采用了电磁弹射器，用以替代问世长达70多年的C13蒸汽弹射器。电磁弹射的原理并不深奥，它是利用电磁感应产生的电流和磁场相互作用，将物体加速并发射出去，其最大的优势就在于对舰载机的支持范围更大。

比如，蒸汽弹射对舰载机的重量有一定要求，太轻的飞机用不了，而电磁弹射则支持起飞重量从2吨到70吨的舰载机，如今风头正盛的各型无人机在未来都有上舰可能。

同时电磁弹射的易操控性，也能改善舰载机飞行员的弹射体验。根据气体状态方程，蒸汽弹射刚开始的时候弹射力度大，后来力度逐渐减小，加速度最大值和平均值之比超过200%。而电磁弹射可以实现平稳加速，加速度波动在5%以内，更加平稳安全，对飞行员更友好，对舰载机结构产生的损害也更小。

相较于蒸汽弹射，电磁弹射还具有很多战术上的优势：蒸汽弹射前要对气缸进行预热，时间超过24小时，而电磁弹射准备时间只需要15分钟，这对于高强度的现代海战意义非凡。此外，连续使用蒸汽弹射器还会影响航母的航速，其每次弹射会消耗610公斤蒸汽和1吨缓冲淡水，连续弹射8架飞机后锅炉蒸汽将损失20%，进而使航母的航速下降5节以上，电磁弹射就不存在这方面问题。除了以上优势，电磁弹射结构简单、维护成本低，维护人员不必再为复杂的蒸汽管道迷宫所困扰。试验显示，使用电磁弹射器后，可以减少近30%全寿命维护费用及近20%的维护人员数量。

从各方面来说，电磁弹射器是革命性的技术创新，其作业效率提高了约25%，3部电磁弹射器足以达到过去“尼米兹”级4部蒸汽弹射器的出动效率。当然，采用电磁弹射后对电力的需求也水涨船高，这对“福特”级的动力系统提出了更高要求。

航海界曾有这样的调侃：“在海上，只有扛不住的水兵，没有扛不住的航母。”核动力航母超强的续航和持续战斗能力，源自动力装置核心处的反应堆。“福特”级航母上的A1B反应堆，吸取了海狼级、弗吉尼亚级等核潜艇反应堆的设计与操作经验，与“尼米兹”级设计于上世纪60年代的A4W反应堆相比提升巨大。

具体来说，A4W反应堆受限于当时的计算机技术、设计与操作经验，为了保证安全性，只能采用相对保守的设计。A1B反应堆研制时，通过更先进的计算机技术进行模拟与分析后，可大幅降低设计保守性，让堆芯拥有更高的能量密度，效率达到最大化。

A1B反应堆还重新设计了蒸汽发生器、回路设备与控制系统设备，改善了可维护性并采用延寿的整体设计。“尼米兹”级的A4W反应堆非常庞大且复杂，有30多种型号的管道、1200个阀门与20种型号的主泵，运转时需要维持60多个人工观测点进行监控。为保持24小时不间断监控，反应堆部门的人力需求超过400，比1艘伯克级驱逐舰的舰员总数还要多。

针对这个问题，A1B反应堆特别着重简化设计，足足减少了50%的阀门、管道与主泵等元件数量。另外，A1B采用了现代化电气控制与显示系统，反应堆运行时需要的观测点减少到20个。多项改进措施让A1B反应堆较A4W提高了25%的输出功率，减少了50%的维护需求与人力需求，配套发电机组的发电能力提高了3倍。

除了上述技术创新，“福特”级航母还广泛应用了自动化技术，使人力成本得到有效降低。设计容量达4500人的福特号实际只需2600名船员操控。美国海军预计，船员精减措施将有助于在“福特”号50年服役期内节省40亿美元的开支。

3.“骇人听闻”

“福特”号航母作为21世纪美国继续维持全球霸权和海空优势的利器，集最先进的技术与数十年超级航母操作经验于一身，可谓出生就自带光环，全世界高度关注它的实际表现。但是，随着负面新闻不断涌现，人们的态度也发生了改变，从型号曝光时的惊艳，到下水时的赞叹，再到服役时的质疑，最后到战斗部署时的嘲讽，如今的“福特”号仿佛跟“不靠谱”画上了等号。

质疑一直萦绕不断，其中最“骇人听闻”的莫过于美国国防部作战试验与鉴定局2021年年度报告中发布的内容。

该报告称“福特”号的电磁弹射系统(EMALS)，在8157次弹射中，平均无故障周期（MCBOMF）是272次，也就是说平均每弹射272次就会出现1次故障，远低于设计目标的4166次。不仅如此，电磁阻拦系统（AAG）在8157次舰载机回收阻拦中，每41次阻拦就会出1次故障，远远低于设计要求的16500次。

关键系统的故障率如此之高，不免让人对“福特”号到底行不行心生疑问。回答这个问题，不妨从下面几个角度去思考：

一是从统计学角度看。笔者认为将总运行次数除以总故障次数来计算可靠性的方法，不能全面反映出系统实际的运行情况。比如，1分钟能解决的软件故障和1天才能解决的硬件故障，在这种统计方法计算下都算1次故障。很明显这种“简单粗暴”忽视故障大小的计算，会得出一个偏离实际情况的可靠性。

二是从故障本身去看。革命性新装备在服役初期，或因设计制造上存在缺陷漏洞，或因操作人员不熟等原因，都不可避免地会出现一开始故障率偏高的现象。实践证明大多数设备的故障率和时间正相关，描述故障的经典浴盆曲线，就能说明这点。

三是在技术之外看“福特”号出现技术问题的原因。不成熟的装备被允许装舰，其实跟前美国国防部部长拉姆斯菲尔德的“一步到位”决策有关，这一点至关重要。

美国海军发展新一代航母，原计划是采取“三步走”策略，即通过最后一艘“尼米兹”级CVN-77、两艘新一代航母CVNX-1、CVNX-2来逐渐实现新技术的应用。然而，2002年底，拉姆斯菲尔德要求直接发展拥有完整功能的新一代航母设计，意即跳过原先的CVNX-1，让新技术一次到位，在 “福特”号上实现原本要等到CVNX-2上才会引进的新功能。

原本要分3个阶段逐渐应用的新技术，变成提早5年以上应用所有新技术。步子迈大了势必带来副作用。如此操作颇有点不是天灾而是人祸的味道。

四是冷战结束的余波。冷战结束后，美军的军事压力小了很多，舰队规模被迫削减，美国造船业也在这一过程中受到影响，显露衰退之势。最近的新闻报道称，美国13家能为海军制造军舰的企业中9家已倒闭，剩下的4家也只是苟延残喘。这些现存船厂的部分技术逐渐落后，有经验的工人也在流失。与造船业的落魄相对应的是，美国不断“脱实向虚”，金融业发展红火不断对制造业抽血。大资本家们不怎么看好造船业，不愿意把大笔资金投入到这样的实体行业，更希望去华尔街挣快钱。如此窘境下，“福特”号这种超巨工程，出现工程管理上的问题，似乎在所难免。

4.走向成熟

当今世界，能自行建造8万吨以上排水量超级航母的国家屈指可数。“福特”号这段坎坷不平的服役之路，除了为军迷们提供谈资，还能带来一些启示。

2017年7月22日，在美国弗吉尼亚州诺福克海军基地，一架海军陆战队MV-22B鱼鹰旋翼机降落在“福特”号航母上。新华社记者殷博古摄

最新数据表明，“福特”号在一步一步走向成熟。2023年10月6日，“福特”号的官方社交媒体发布消息，表示该舰完成了第20000次阻拦着舰。自首次战斗部署以来，已经完成6922次弹射起飞和阻拦着舰作业。

从2023年5月2日进行首次战斗部署，到发布消息的10月6日，“福特”号已经部署158天，由此也可算出平均每天出动舰载机44架次。考虑到在部署期间“福特”号还对多个国家进行了访问，实际的日出动架次只会更高。这个数字与“福特”号2022年首次部署53天，完成1250架次飞行训练，日出动24架次相比高了很多。

随着2024年1月“福特”号结束部署返回美国，美海军也披露了“福特”号这次战斗部署的一些关键数据：首次常规战斗部署历时260天，包括因巴以冲突3次延长部署期的76天，在海上航行时间为239天，搭载的第8航母航空联队共执行了10396架次飞行（日均40架次，海上航行期间日均43.5架次）。横向比较来看，这个出动率与尼米兹级航母最近三年的部署数据基本属于同一水平，比如“布什”号部署257天，总起降1.21万架次，平均每天47架次；“杜鲁门”号部署286天，总起降1.02万架次，平均每天36架次；“艾森豪威尔”号部署151天，总起降6100架次，平均每天出动40架次。

舰载机出动率的提升，表明困扰“福特”号航母的电磁弹射不可靠问题，在得到逐步解决。由此带来了第一点启示：新技术的应用必然带来困扰，随着装备缺陷被修复，人员越来越熟悉，故障率也会随之降低。正所谓出现问题不可怕，可怕的是不解决问题。注意力应集中放在美国海军是如何解决这些技术问题上，这些“过坎”的经验与教训，值得有志于建造新一代电磁弹射航母的其他国家海军去学习借鉴。

第二点启示则是，在新一代航母的发展中，出现技术问题很正常，更重要的是避免出现决策失误。从企业级到尼米兹级再到“福特”级，我们能发现它们无不受成本的制约导致性能上存在这样或那样的遗憾。

由此看来，一型武器装备绝不是想当然地无限堆砌性能，它肯定会受一国国防战略、经济条件、技术能力等多方面综合因素影响。这就好比买车，是为了上班代步还是拉客运营，又或是追求速度与激情，需求决定了车型选择。国防需求决定是优先发展潜艇还是水面舰艇甚或是航母。

同理，要轻型还是重型航母，吨位的选择就如同家里有几口人就要几座车一样。人们热衷于讨论的电磁弹射与蒸汽弹射之间的抉择，就如同买车选择两驱还是四驱，是高配还是低配的技术取舍。兜里有多少钱往往是买啥样车的决定性因素，一国经济条件对武器装备的制约也是一样。

虽然近来“福特”号的表现有所提升，但第二艘“福特”级航母“肯尼迪”号的交付时间一拖再拖，推迟至2025年，他的前辈“尼米兹”级航母“尼米兹”号的退役时间也因此被推迟，种种“新人顶不上，老人还得延迟退休”的迹象也引发了人们关于“福特”号航母仍然难堪大任的讨论。

这一局面的造成，与当初决策的鲁莽与轻率有关。一味追求先进技术的堆砌、忽视工程管理能力的缺失、专业人才大量流失等问题，造成了如今的窘境，技术问题是替决策失误背了锅。

最后笔者还想说，航母作为人类历史上最强大的海上作战平台，比起吨位、航速、飞行甲板面积、舰载机出动率这些看得见、摸得着的数据，软件配套或许更为重要。这其中包括了人员训练、舰机匹配、甲板运作、战术战法等。我们不能忽视技术发展，也不能唯武器论，人才是决定航母战斗力的关键，而这也正是建设一支强大海军的核心所在。

文 | 繆异星瞭望智库国际观察员

栏目主编：秦红文字编辑：卢晓川