「危機時刻」美國總統第一句話就是「我們的航母在哪裡？」航空母艦在美國全球戰略中佔據著極其重要的作用。作為21世紀的主力航空母艦，福特級肩負著維護美國乃至整個西方集團利益的使命。福特級航空母艦建造計劃最初起源於CVNX計劃，隨後發展為CVN21計劃，「21」意為美國21世紀第一個航空母艦計劃。CVNX計劃第一艘稱為CVNX1，其沿用了CVN77一體化戰鬥系統設計，採用全新的核動力系統、電力系統設計。由於CVNX1採用尼米茲級航母艦體外殼耗資高達100億美元，美國國防部轉而發展CVNX2計劃。2002年CVNX計劃正式更名為CVN21計劃，新航母採用新型壓水核反應堆、新型電磁起降系統、先進自動化系統、新的甲板與艦島設計。美國海軍計劃建造3艘福特級航母，分別為CVN78、CVN79、CVN80。基本技術參數為，滿載排水量約10萬噸，艦長333米，艦寬41米，飛行甲板面積333×78平方米，航速大於30節，定員4660人，服役年限50年。
一、動力系統
當代航空母艦動力系統分為核動力與常規動力兩種方式。常規動力方式一種是由鍋爐與蒸汽輪機組成蒸汽動力系統，一種是燃氣輪機為主的燃氣動力系統。核動力方式由核反應堆與蒸汽輪機組成核動力系統。目前，美國、法國的航空母艦採用核動力方式。俄羅斯航空母艦採取蒸汽動力系統，英國新型伊莉莎白級航母為燃氣輪機--全電力推進系統。
航空母艦動力系統與其他大型艦艇截然不同之處在於，航空母艦還要向艦載機起飛提供動力，這就要分析不同艦載機起飛方式對航母動力系統的要求。航空母艦艦載機起飛方式分為彈射起飛、滑躍起飛、垂直起降，滑躍起飛與垂直起降利用艦載機自身動力獲得足夠的升力實現正常飛行。彈射起飛需要動力源提供能量來加速艦載機，使其達到所需的離艦速度。對於固定翼艦載機來說，不僅需要航母彈射器將其加速到一定速度，而且要利用甲板風來滿足起飛條件。這樣就需要航空母艦具備30節左右的逆風航速，高航速航行與蒸汽彈射都需要消耗大量高壓蒸汽，要滿足這兩個條件對航母動力系統提出了較高要求。艦載機著艦速度較高，為了保證能安全降落，需要航母保持較高的航速，這樣兩者的相對速度將減小。大型艦載機的起降對航母的動力方面提出了很高的要求，所以美國選擇核動力作為其航母的動力源。
福特級航母的一個重要改進是將使用兩座新的A1B型壓水堆。福特航母動力方式為核反應堆—蒸汽輪機—綜合電力系統，該反應堆13800伏的配電系統，提供了60兆瓦以上的電能，比「尼米茲」級反應堆高25％的能量，3倍於「尼米茲」級反應堆的電力。滿足福特級航母電磁彈射器以及未來高能武器上艦的需求。此外，A1B型反應堆的艦上維護人員只有「尼米茲」級航母反應堆維護人員的一半，且使用壽命更長，在50年的全壽命周期內無需更換堆芯，相當於「福特」號具有了理論上的無限續航能力。並採用直流區域配電結構，使其傳輸功率大、可靠性高、靈活性和通用性好，可滿足航母全電力推進、電磁彈射器以及高能武器等系統的需求。
二、起降系統
由於艦艇甲板長度有限，所以艦載飛機需要藉助母艦上的彈射器或是採用滑躍、垂直起降等方式起飛。彈射起飛就是利用彈射裝置，對艦載機施加外力，使其加速離艦升空。飛行員在得到起飛許可後要加足馬力，在得到起飛信號的同時放開剎車，起飛裝置啟動，將飛機彈出跑道，整個過程約需1.5秒。起飛時，飛機在自身發動機推力和彈射力聯合作用下，只要滑跑幾十米就能飛離甲板。這項起飛技術具有彈射能量大、加速性好、能在幾十米距離內把艦載機的速度由零加速到離艦速度的特點。以往航空母艦使用的是蒸汽彈射器，但這種彈射裝置有很多缺陷，如彈射器佔據艦艇空間大、建造技術難度大、戰時受損難以修復，使用時需要自制大量淡水。與滑躍起飛相比，彈射起飛的艦載機出動架次率最少超出三分之一以上，艦載機載油載彈量將大幅度提升，這就意味著作戰效能可以最大限度的實現。
艦載機從空中高速運動狀態降落到甲板上靜止為零，在艦艇有限的長度內沒有特殊裝置是無法做到的。這個降落過程必須藉助攔阻系統來完成，現代航母普遍使用的是液壓式阻攔系統，它由制動器械、液壓緩衝系統以及冷卻系統組成。其中，制動器械包括：產生制動力的阻攔機構、保持制動缸壓力的控制閥、保證阻攔飛機後能夠迅速回位的蓄壓器；液壓緩衝系統，主要用於降低制動初始瞬間的過載，延長系統壽命；冷卻系統，則用來冷卻艦載機在阻攔過程中由巨大動能轉換成的熱能。當艦載機尾鉤掛上阻攔索後，阻攔索一邊通過滑輪阻尼器減緩飛機速度，一邊不斷把動能傳遞到壓縮空氣罐。此時，隱藏在甲板以下的整個阻攔系統同時工作，將衝擊帶來的巨大動能轉化為液壓油的熱能和壓縮空氣的勢能，使得飛機受到緩衝並實現制動。
福特級航母在起降系統上實現了革命性的飛躍，首次裝備了電磁彈射系統（EMALS）和先進攔阻系統（AAG）。電磁彈射器主要由儲能系統、電力電子變換系統、彈射直線電機和控制系統4部分組成，其中彈射直線電機是核心，其工作原理是載流導線在磁場中受力，利用磁通量巨大的瞬間變化而產生的感應電磁斥力將飛機彈射升空。與現在航母裝備的蒸汽彈射裝置相比，電磁彈射器的優勢是：
體積小，易於布置。相比蒸汽彈射器龐大、複雜的系統，電磁彈射器的構成則簡單得多，體積可望比蒸汽彈射器減少一半。現用蒸汽彈射器的體積約1132.8立方米，電磁彈射器的體積則可能小於425立方米。這種較為簡潔、輕便的系統在航母上布置更加靈活，不僅在布置位置上沒有限制，而且便於優化航母設計，有效利用艦上空間。
可靠性好、便於維護、能量使用效率高。蒸汽彈射器工作時，機械磨損相對嚴重，需要經常檢修。而電磁彈射器用直線電機對艦載機加速，結構簡單，其電力電子變換系統、控制系統都在民用成熟技術基礎上發展而來，具有很高的可靠性。蒸汽彈射器的平均無臨界故障間隔為405個周期，而電磁彈射器的目標間隔達到1300個周期。
電磁彈射器不僅結構簡單，而且裝備有自動監控檢測設備，提供故障和維護信息，對操控和維修保養人員的需求量大大減少（比蒸汽彈射器減少30%左右），將降低20%的全壽期費用。
在能量利用方面，蒸汽彈射器一次彈射作業通常要消耗614千克蒸汽，每次彈射結束都要排出大量蒸汽，浪費大量能量，其效率一般在4%-6%之間。電磁彈射器的效率可達到60%甚至更高，彈射作業時對能量的需求大為降低。
能量幅度寬，易於控制和調節，可彈射艦載機的範圍廣。蒸汽彈射器的彈射能力能夠滿足現役固定翼飛機的彈射需要，但限制了未來艦載機的起飛性能，同時缺乏精確的控制能力，無法滿足輕型飛機特別是無人機的低能量彈射需求。而電磁彈射器能彈射更重和起飛速度更高的飛機升空，並可通過調節電流等措施，對彈射力進行大幅度調節，滿足輕型艦載機（如較輕的無人機）的彈射需要。
彈射性能穩定，對艦載機的作用力均衡，延長艦載機使用壽命。現役蒸汽彈射器由於缺乏反饋/閉環控制系統，對艦載機機身的作用力極不均衡。電磁彈射器在整個彈射過程中可在幾百微秒內不斷修正推力偏差，對艦載機的作用力均衡，可延長艦載機使用壽命。
先進阻攔系統（AAG）較液壓攔阻系統取得了很大的進步。在該系統中，滑輪阻尼器多了兩個測量拉力的傳感器。它可以直接把不同的拉力信號傳送給中央集中控制器，提醒其啟動相應的控制程序，從而有效防止過載。此外，鋼絲繩捲筒替代了壓縮汽缸，它能通過控制初始電流和最終電流，達到均勻過載的效果。
先進阻攔系統控制起來更靈活，特別是不同重量的飛機輪流降落時，只需按下按鈕，一切由自動調節裝置搞定。這就好比稱重時，磅秤需要人工不斷更換砝碼，而電子秤只需調整好測算狀態，即可連續工作。
EMALS和AAG取代傳統的蒸汽彈射器和液壓制動裝置。這種新的電磁系統將降低運營成本，減少維修工作量，提高作戰性能，並擴大航母發射回收載人機和無飛機的種類範圍。電磁彈射器相較蒸汽彈射器體積小、重量輕、無需提前預熱，在各種緊急情況下可以迅速啟動。並可以精確控制推力的輸出，彈射不同類型的飛行器，這種能力是蒸汽彈射器無法實現的。所需的維護工作量、操作人員比蒸汽彈射器減少30%。先進阻攔系統與當前的液壓阻攔系統相比，簡單輕巧，調節方便，操作容易，不僅縮短了反應時間，還優化了阻攔效果。新型起降系統應用之後，福特級航母艦載機每日正常出動160架次，高峰出勤率由原來的每天220-240架次增加到每天270架次，遠遠高於現役美國其他航母的每日正常出動120架次。
三、艦載機
航空母艦配備足夠的動力、採用先進的起降系統、優化設計甲板與艦島等等都為艦載機服務，沒有優秀的艦載機來完成相應的作戰任務，實現軍事指揮機構的作戰意圖，航空母艦再優異也沒有意義。
福特級航母將配備美國第四代戰鬥機F-35及X-47B無人攻擊機。這是無人攻擊機第一次在航空母艦作為主力作戰飛機上艦部署，無人攻擊機具有造價低、小型、智能、隱身、遠程等特點，執行任務綜合化、高精度、全天候，可獨立作戰或與有人戰機搭配，大大增加了航母的打擊能力和距離。無人戰機將改變未來海空作戰模式，並對世界軍事戰略格局產生深遠影響。F-35戰鬥機隱身能力強、可實現高速巡航、具備超信息能力與超機動能力，作戰能力全面超越了F-18、蘇-33等三代機。
四、綜合評價
在軍事行動中航空母艦的意義完全由艦載機來體現，艦載機如何滿足作戰要求快速出動依賴艦上的起降系統，起降系統要發揮最大效能必須要依託艦上動力系統的支持。這就看出福特級航母保障艦載機作戰效能的整個鏈條：艦載機--起降系統--動力系統。先進戰鬥機自身不僅能多載油帶彈、飛行性能與航電等方面十分優異，而且要在有限的艦艇空間順利升空、安全降落。並且作為戰鬥組織的航空兵部隊要能在最短的時間內集結、編隊迅速趕赴戰鬥區域。多波次、高強度戰鬥任務要求艦載機在最短的時間內加油、掛彈往返於戰區與平臺之間。福特級航空母艦正是沿著這條思路，從基礎的動力源到各種支援、保障設備，運用最新科學技術成果儘可能使艦載機作戰效能實現最大化。
福特級航空母艦利用尼米茲級的成熟船體設計，即節約了研製成本又縮短了周期，充分體現了經濟性與作戰效能的最佳平衡。福特級在大型艦船中首次使用了全電力綜合系統，動力用電與設備用電實現了合理分配，大大提高了電力資源的有效使用率。並且與新型A1B壓水堆相配合，實現全電力推進、電磁彈射等一系列新概念、新技術的運用。全電力推進降低了功率輸出損耗，並且提高航行安靜性。電磁彈射節省了寶貴的淡水資源，並且大幅度提高了作戰飛機的出動率，彈射類型可以大範圍調節，從重型運輸機到簡易無人機均可實施彈射起飛。作為一艘大型艦載機平臺，包含先進攔阻系統在內的創新型起降設備的應用，必將提高艦載機的作戰效能。可以說，福特級新技術的應用完全圍繞艦載機展開，對平臺的要求很明確，保障艦載機安全高效的完成作戰任務。與尼米茲級相比，福特級自動化程度更高、編制人員更少、居住環境更佳，作戰人員在執行任務時具有更好的心理、身體狀態。福特級在美國航母發展歷程中是一艘全面優化的航空母艦，以作戰任務為中心利用新技術不斷提升核心戰鬥力，滿足美國海軍的作戰需要。可以說，福特級航母拉開了與其他國家航母的代差，並且幅度巨大。同時，這級航母也標誌著在從理念、理論到技術、作戰，美國航母的領域「霸主」地位無人撼動。
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