
“危机时刻”美国总统第一句话就是“我们的航母在哪里?”航空母舰在美国全球战略中占据着极其重要的作用。作为21世纪的主力航空母舰,福特级肩负着维护美国乃至整个西方集团利益的使命。福特级航空母舰建造计划最初起源于CVNX计划,随后发展为CVN21计划,“21”意为美国21世纪第一个航空母舰计划。CVNX计划第一艘称为CVNX1,其沿用了CVN77一体化战斗系统设计,采用全新的核动力系统、电力系统设计。由于CVNX1采用尼米兹级航母舰体外壳耗资高达100亿美元,美国国防部转而发展CVNX2计划。2002年CVNX计划正式更名为CVN21计划,新航母采用新型压水核反应堆、新型电磁起降系统、先进自动化系统、新的甲板与舰岛设计。美国海军计划建造3艘福特级航母,分别为CVN78、CVN79、CVN80。基本技术参数为,满载排水量约10万吨,舰长333米,舰宽41米,飞行甲板面积333×78平方米,航速大于30节,定员4660人,服役年限50年。
一、动力系统
当代航空母舰动力系统分为核动力与常规动力两种方式。常规动力方式一种是由锅炉与蒸汽轮机组成蒸汽动力系统,一种是燃气轮机为主的燃气动力系统。核动力方式由核反应堆与蒸汽轮机组成核动力系统。目前,美国、法国的航空母舰采用核动力方式。俄罗斯航空母舰采取蒸汽动力系统,英国新型伊丽莎白级航母为燃气轮机--全电力推进系统。
航空母舰动力系统与其他大型舰艇截然不同之处在于,航空母舰还要向舰载机起飞提供动力,这就要分析不同舰载机起飞方式对航母动力系统的要求。航空母舰舰载机起飞方式分为弹射起飞、滑跃起飞、垂直起降,滑跃起飞与垂直起降利用舰载机自身动力获得足够的升力实现正常飞行。弹射起飞需要动力源提供能量来加速舰载机,使其达到所需的离舰速度。对于固定翼舰载机来说,不仅需要航母弹射器将其加速到一定速度,而且要利用甲板风来满足起飞条件。这样就需要航空母舰具备30节左右的逆风航速,高航速航行与蒸汽弹射都需要消耗大量高压蒸汽,要满足这两个条件对航母动力系统提出了较高要求。舰载机着舰速度较高,为了保证能安全降落,需要航母保持较高的航速,这样两者的相对速度将减小。大型舰载机的起降对航母的动力方面提出了很高的要求,所以美国选择核动力作为其航母的动力源。
福特级航母的一个重要改进是将使用两座新的A1B型压水堆。福特航母动力方式为核反应堆—蒸汽轮机—综合电力系统,该反应堆13800伏的配电系统,提供了60兆瓦以上的电能,比“尼米兹”级反应堆高25%的能量,3倍于“尼米兹”级反应堆的电力。满足福特级航母电磁弹射器以及未来高能武器上舰的需求。此外,A1B型反应堆的舰上维护人员只有“尼米兹”级航母反应堆维护人员的一半,且使用寿命更长,在50年的全寿命周期内无需更换堆芯,相当于“福特”号具有了理论上的无限续航能力。并采用直流区域配电结构,使其传输功率大、可靠性高、灵活性和通用性好,可满足航母全电力推进、电磁弹射器以及高能武器等系统的需求。