史上最貴航母，福特號造價140億美元都花在了哪裡？比尼米茲號先進100倍_!_武器志 #武器解説 #軍事 #戰爭 #火力就是正義

航空母艦是當今世界海軍強國的主力艦 擁有高綜合性能的航空母艦 更是海上實力的絕對代表 美國海軍更應有10萬噸級核動力航母 成爲世界頭號海上力量 而傑拉爾德R福特號 是當今科技含量最高 同時也是造價最昂貴的航空母艦 未來該級航母將取代尼米茲級 成爲美國海軍的核心 那麼福特級相比上一代的航母 福特級歷史最早追溯到1996年 是美國海軍專門爲21世紀的戰場環境 而量身打造的新一代海上飛機場 儘管滿載排水量 可達10萬噸的尼米茲級 已經是世界上最強大的航空母艦 但美國海軍依然認爲 其許多設計沿用自1960年代的 福萊斯特級航母 難以搭載新一代隱身艦載機和無人機 同時其智能化水平偏低 艦員和航空工作人員的編制過多 1996年代號爲CVN21的福特級新航母 設計工作全面展開 得益於信息技術的發展 該級航母成爲了第一艘 採用計算機輔助設計的10萬噸級鉅艦 設計師可以在計算機中 隨意調整各個部件的位置 從而使設計工作更加高效 避免出現施工時纔會發現的瑕疵 福特級全長337米 飛行甲板最寬處爲77米 滿載排水量達11萬2000噸 可出海60天不需要補給 有人認爲隨着艦載機性能的發展 航空母艦也應該越造越大 但事實上 尼米茲的10萬噸級滿載排水量 已經達到了美國造船廠能力的極限 同時美國的航空母艦還要進行全球部署 沒法再增加艦體寬度 所以福特級幾乎沿用了尼米茲級的尺寸 只是做了很小的調整 但福特級的飛行甲板 根據尼米茲級幾十年的經驗 做了許多細節上的調整 首先將4臺升降機減少爲3臺 在不影響飛機實際調動的情況下 擴大了甲板停機區的面積 同時對彈藥升降機的位置也進行了調整 避免了運送彈藥時就不能起降飛機的尷尬 其中最直觀的改變 是福特級的艦導更小 而且還削成了不規則形狀 這是因爲福特級設計時考慮了隱身性能 所以將其艦導從方方正正的形狀 改成了向內傾斜 同時在艦導側面安裝了4塊相控陣雷達 取代了尼米茲級艦導上面的 衆多傳統機械搜索雷達 這樣大幅降低了雷達反射面積 卻不可避免地減少了艦導內部空間 爲了彌補這一點 其採用了更加先進的通信技術 和更強大的計算機 極大地提高了福特級的自動化水準 艦導所需要的工作人員數量也大幅減少 其艦員和航空人員數量 足足比尼米茲級減少了1190人 增加了艦員的生活空間 成爲了有史以來最人性化的一艘航母 福特級的甲板面積和機庫空間 都與尼米茲級非常相近 按照原來的設想 其艦載機主力爲F35C型 第四代隱身超音速艦載機 只不過目前由於種種原因 F35C和FA-18EF超級大黃蜂 並列爲其主力艦載機 其最多可搭載75架艦載機 依然是世界上載機量最多的航母 核動力航母最突出的特點 就是用核動力裝置 取代了需要燃燒化石燃料的 鍋爐或內燃機 使航母具備幾乎無限的續航能力 1961年 美國企業號航空母艦福翼 標誌着核動力航母的誕生 而1969年建造的尼米茲號 在企業號的基礎上 對核反應堆進行了重大改進 用兩臺A4W型壓水反應堆 代替了企業號上的8臺A2W 其航空燃油和彈藥的攜帶量 都比企業號增加了50% 從而真正體現出了 核動力航母的性能優勢 而在設計福特級時 由於戰艦的尺寸和最高航速 並沒有重大調整 所以沿用了尼米茲級 以兩座大功率核反應堆 蒸汽驅動4臺蒸汽輪機 帶動4個螺旋槳的方案 但是由於福特級將安裝電磁彈射器 電磁攔阻機構 和更多高耗能的用電設備 因此要求動力系統能提供更多電能 經過一番競標後 最終福特級採用了 單臺輸出功率爲13.9萬馬力 與A4W相比有所增加 但其核燃料丰度更高 可以連續運轉50年 這樣在航母維護時 不需要切開艦體來更換核燃料 大幅減少了維護時間和費用 福特級的發電總功率高達20萬千瓦 比尼米茲的三倍還多 如此充足的電力 讓福特可以安裝更大功率的中央空調系統 第一次實現了 讓航母上每個艦員活動的艙室 都有空調送風口 這對於經常在熱帶海區活動的航母艦員來說 是比改善居住條件更誘人的福利 未來不排除福特級將去除掉螺旋槳和長長的傳動軸 直接用大功率電動機推進吊艙 來驅動10萬噸的航母 以每小時30節的超高速度在大海上遨遊 儘管福特級已經是世界上最大的航空母艦 但它的飛行甲板面積還是遠不及任何陸地機場 要想讓30噸重的超音速戰機起降 沒有彈射器和攔阻索是不行的 戰後 美國航母上使用的蒸汽彈射器 是由英國海軍最早研發成功的 美國於1954年購買了專利 生產出了C11型蒸汽彈射器 尼米茲級則安裝了四部 全長310英尺的C132型蒸汽彈射器 可以把起飛重量超過30噸的戰鬥機 在不到10秒內加速到其起飛速度 儘管蒸汽彈射器已經服役了幾十年 但美國海軍一直詬病其整個系統過於龐大 而且蒸汽管路衆多 每次維護都需要出動數百名船員 最令人難以忍受的 是每彈射一架飛機都要浪費一噸寶貴的彈水 而且蒸汽彈射器很難調節其初始彈射力 如果彈射重量不超過15噸的無人機 很可能會令其直接解體 所以在設計福特級航空母艦時 美國海軍強調必須要爲其安裝電磁彈射器 卻也成爲了福特級造價飆升的重要元兇 所謂的電磁彈射器 其工作原理與磁懸浮列車相似 即直線電機技術 如果我們把一個電動機的轉子展開成平面 然後再把由線圈組成的釘子也展成平面 並增加長度 這樣在通電的時候 電動機的轉子就不再做圓周運動 而是在釘子上做直線運動 雖然原理簡單 但彈射艦載機需要至少120兆的能量 無論是蓄電池還是電容 都無法在短時間內釋放巨量直流電能 爲此 福特級的電磁彈射裝置 除了安裝在甲板上的4組彈射導軌外 甲板下還有將發電系統產生的交流電 轉化爲直流電的電子元件 和巨大的儲能直流電機 福特在正常航行時 先通過電動機將重達7噸的飛輪 加速到每分鐘6400轉的高速 並利用飛輪來儲存能量 而需要進行電磁彈射時 電動機就會直接轉變成發電機 飛輪的機械能在瞬間轉化成電能 爲彈射飛機提供了所需的能量 彈射完畢後 航母發電系統重新給飛輪加速 以進入下一個工作週期 由於放電過程 所以採用電磁彈射器 可以給每種型號的艦載機 配備不同的初始彈射能量 這樣既能避免浪費寶貴的電能 又能讓飛機彈射過程中受力均勻 延長了艦載機的使用壽命 去掉了容易發生故障的蒸汽管路 更是減少了維護人員 有望在幾十年的服役過程中 將研發成本完全節省出來 在尼米茲級航空母艦上 艦載機降落在降落跑道上後 要用艦鉤勾住四根攔阻鎖中的一根 然後攔阻鎖連接着甲板下面的液壓油缸 通過機械力讓飛機 在不到一百米的距離內完全停下來 儘管這套系統使用多年 可靠性也非常高 但在整個制動過程中 攔阻鎖施加給艦載機的拉力 幾乎是不變的 而且也很難針對不同型號的飛機 進行調節 故而福特機採用全新的電磁攔阻系統 取代了傳統的液壓攔阻系統 簡單的說 艦載機掛住攔阻鎖後 攔阻鎖連接的是一臺發電機 而這個發電機的轉軸 還連接着一個水力渦輪機構 制動過程中 攔阻鎖的機械能會轉變成可控制的電能 同時水力渦輪機構還會吸收更多機械能 由於發電機輸出的電能 可以通過電子元器件進行調節 進而反過來調節施加到攔阻鎖上的力 這樣不但可以針對不同型號的艦載機 提前調整好攔阻鎖工作的初始拉力 而且傳感器會隨時監控艦載機 在減速過程中速度的變化 反過來由計算機隨時調整攔阻鎖的拉力 這樣就降低了艦載機在後半段減速過程中 機身所承受的拉力 延長了艦載機的壽命 同時也減少了攔阻鎖工作失效 清楚了福特級擁有如此衆多的先進技術 其單價高達140億美元 也就完全合情合理了 其搭載的F35C是目前世界上唯一的隱身艦載機 可以毫不費力地突破敵防空網進行精準打擊 E2D是目前唯一一款 也是有史以來最先進的艦載預警機 可改進爲無人攻擊機或偵察機的 這可預見的時間內 福特級的戰鬥力仍然是其他國家望塵莫及的