航母做为美国的全球计谋从力,一曲就没有遏制成长的程序,90年代,美军认为尼米兹级航母屡次,已不克不及满脚需求,颠末全方位研究,美军正在1996年正式提出代号为CVN-21的新一代航母项目,1999年完成做和能力、能力、顺应性、将来改拆、全寿期费用等焦点问题论证工做,打算沿用尼米兹级的设想,为了确保领先,美海军提出了五个顶层要求:一是出动架次比尼米兹级超出跨越25%以上,尼米兹级持续出动架次率为120架次1天,福特级该当达到160架次/天,二是发电能力是尼米兹级的2。5~3倍,三是提高态势共享能力,四是通过提高从动化能力节流400-550名舰员,五是预留5%的储蓄排水量。此中环节机能参数是正在30天内,每天可以或许持续出动160~220架次,或持续4天出动270~310架次,为满脚这些需求,2000年起头的总体设想采用多项高新手艺,包罗采用航空数据办理取节制系统大幅提拔了从动化程度,用电磁弹射安拆代替蒸汽弹射安拆,用涡轮电力安拆代替液压安拆,并采用以差分GPS手艺为根本的结合切确进近着舰系统,智能化从动化物资供应保障系统、先辈弹药电磁起落机等,飞翔船面扩展到323米,宽78米,舰岛缩小并向舰尾挪动,采用两座高品貌浓缩铀AlB型核反映堆,单座堆总输出功率200兆瓦,比尼米兹级提高了约47%,50年都不需要换料大修。福特级取尼米兹级颇为类似,全舰满载排水量约10万吨,舰长332。85米,宽40。84米,吃水。12。4米!飞翔船面长332。8米,宽78米,4轴4桨,最高航速30节,舰载兵器包罗3座“稠密阵”近防炮、两座“海拉姆”近程防空导弹发射安拆、两座8联拆“改良型海麻雀”防空导弹,但内部的各个系统、部件,舰面结构,动力安拆、弹射系统、安拆,舰载机编成、兵器系统、发电安拆等,都进行了更新换代,配备的AN/SPY-3双波段相控阵雷达可取代本来的三四台雷达,飞翔船面采用了HSLA-1I5型钢,从布局采用HSLA-65型钢,比尼米兹级强度更高、分量更轻,减沉达700吨,划时代的四具电磁弹射器分量和空间比蒸汽弹射器削减一半,工做量和操做人员也削减30%,可无需提前预热将飞机的速度提高到每小时290千米。航母由纽波特纽斯船坞2004年起头组织建制设想,纽波特纽斯船坞从1930年起起头建制航母,至今一共建制了约26艘航母,堆集了丰硕的建制经验,有一整套关于航母设想、建制、措置等流程,福特”号是第一艘利用三维模子设想的航母,三维模子有300多万个部件,几乎每个零件都建有全尺寸的3D模子,包罗舰体、设备、管道系统、机械安拆、电、电缆管道、仪表、泵、舱室、医务室、厨房等,很多设想师能够正在统一个虚拟空间中进行设想,工程人员能够虚拟呈现舱室中的管系统,评估管的安拆、、按钮开关安插等能否合理,虚拟的工做人员还能够演示机、电、船等各专业和工种之间的协同,降低现实建制的差错率。2005年首舰“福特”号开工,电磁弹射、先辈、切确着舰系统、新型航空数据办理系统等主要系统也同步起头研发,2009年11月铺设龙骨,由于船坞完全采用了3D产物模子设想,只用了短短3年就建制完70%从舰体,但交付时间从2015年推迟到2016年,又推迟到2017年7月22日才正在正在弗吉尼亚州诺福克海军交付美海军,本来估计2017年正式服役,一曲推迟到2022年才服役,二号舰“肯尼迪”号2015年8月铺设龙骨,估计2019岁暮下水,2022年服役接替“尼米兹”号,但和原打算完成95%建制工做相去甚远,至今还没交付,3号舰“企业”号本来预期正在2025年接替“艾森豪威尔”号,看来没什么但愿了,本来,美海军但愿建制10~11艘福特级替代尼米兹级,现正在看来己不成能。“福特”号交付的几回再三推迟次要是遭到电磁弹射手艺、先辈手艺等多项新手艺不成熟所至,2017年7月28日,“福特”号起头测试电磁弹射系统、先辈安拆,至2018年共完成401次舰载机起降,从纸面数据看,电磁弹射正在机能上要远远好于蒸汽弹射,次要劣势是削减质量和体积,能量效率还提高10倍,通过储存大量电力,正在3秒钟内120兆焦的能量,以电磁力驱动弹射滑块发生易于节制和调理的推力,操做人员比保守的蒸汽弹射器减小82。5%,!降低和寿期费用等,该电磁弹射器由从来没有建制航母弹射器经验的通用原子公司从研发、制制、安拆、一条龙式的研制,研发合同报价1。45亿美元,2008年完成系统开辟,2009年,完成发电机靠得住性试验,“看上去很美。但2010-2014年正在海军试验场利用4台发电机和1台弹射器构成的试验系统进行了1967次弹射试验,弹射了EA-18G“吼怒者”电子和飞机和F/A-18C/E和役机等多种机型,并操纵滑块进行了240次静载测试后,发觉测试成果很是不乐不雅,共失败201次,换算平均严沉毛病间隔为240次弹射中会呈现一次,比预期的1300次超出跨越近5倍,远远高于合同要求的14166一次的毛病率,理论上4套电磁弹射器即便1套发生毛病也不影响其他3套,但由于所有弹射器共用一个电源,电流驱动系统无法隔离运转,一套发生毛病,其电磁能量将储蓄积累到其他3套上,维修也要把所有弹射器全数断电后才能维修,按要求至多要4天的高强度弹射,现实4天无毛病的高强度弹射的可能性仅有可怜的7%。按照项目进度规划,陆上测试应正在2008-2011年完成,但靠得住性问题美海军将陆上试验时间耽误至2014年,考虑到“福特”号的进度,美海军正在电磁弹射器末达标就慌忙拆舰,制价也从2008年的3。177亿美元飙升至2014年的7。426亿,增幅高达133。7%,研发投入涨了9。589亿美元,成为“福特”号制价上涨24亿美元的最次要缘由,舰上测试更悲催,测试表白号称可切确节制的弹射推力现实大到连F/A-18和役机都承受不住,特地为福特级研制的F-35C结合和役机更是承受不住,F-3SC和役机需要完成80-100次弹射试验和60次测试,现实上只进行过一次弹射试验,试验一次都没有进行,这意味着“福特”号原打算正在2017年利用F-35C和役机的打算成为“镜花水月。“福特”号除了要面临日益增加的成本问题,还要处理手艺上的挑和,特朗普总统要求放弃电磁弹射器,沉启成熟的蒸汽弹射器可不容易,从手艺和成本上来讲完全不成取,蒸汽弹射器是以核反映堆从汽锅发生的每分钟4050磅蒸汽为动力源,高压蒸汽从舰体底部的汽锅房通过管道传输到舰艏的弹射器,蒸汽压力再把滑块推到弹射轨道的初始,舰载机升降架置于弹射滑块后,打开蒸汽阀门蒸汽压力鞭策弹射滑块完成弹射,蒸汽弹射安拆需要大量的水、电、气管毗连,而“福特”号航母核反映堆底子没有设想蒸汽动力系统和蒸汽管道,蒸汽弹射的汽缸长达百余米,体积庞大,改换不单要从头设想安拆各类水、电、气管,还要沉建航母船面支持布局,这对设想人员来说绝对是一场恶梦。除了电磁弹射器,看上去高端大气上档次先辈系统也是由没有建制航母系统经验的通用原子公司研制,运转道理是用水力涡轮接收舰载机着舰霎时发生的冲击,比拟于仅能将最大速度240公里/时、沉25吨的舰载机正在两秒内截停的Mk-7Mod3系统,先辈系统能够接收70%的冲击力,能够着舰分量更大。速度更快的舰载机,但同电磁弹射器一样,研发过程问题沉沉,水力涡轮减速器划水板强度不敷用了两年才搞定,电磁减震器极易损坏,到2014年才搞定,合同2012年中完成陆上测试,现实曲到2016年8月才完成初次试验,正在71次测试中发生了9次失败,平均毛病间隔约为20次,比预期高240倍,而设想要求是16500次,并且一旦发生毛病就必需全数全面断电才能维修。因为先辈系统全体进度迟延4。5年,船坞不得不点窜建制打算,先正在飞翔船面上切割启齿期待,项目成本也节节攀升,从1。72亿美元上涨至13亿美元,比例达到惊人的656%,美海军为“福特”号的交付进度,也仓皇地拆舰,但正在陆基测试阶段出了大量问题并没有获得底子性处理,平均毛病间隔约为25次,问题是如斯蹩脚海军想完全弃捐这一不靠谱的项目,从头利用现役的Mk7液压系统,不外保守式安拆能力无限,以往舰载机遇正在着舰前丢弃没有用完弹药,成本不高的非制导型弹药还可承受,但间接丢弃价钱高贵的切确制导弹药美海军难以承受,所以美国海军最终咬牙决定继续。“福特”号的其他系统也问题沉沉,美国现役航母利用的电动钢丝绳起落机或电动液压起落机起降速度慢、维修复杂,“福特”号采用电磁力挪动的先辈兵器起落机,永磁曲线同步电机沿着起落机井道内壁安插,次级永磁阵列固定正在起落机平台上,当变换器向初级输送电力时,初级线圈发生沿初级挪动的电,从而发生可控的推力和速度,益处是不需要缆索或电缆,有益于弹药库和各层船面的平安,但测试中11台就有4台呈现了软件集成以及电气零部件提前侵蚀毛病,间接导致测试中缀,至今无法全负荷运转,别的新型超高压电力系统十分懦弱,电压调理器毛病惹起爆炸,间接导致航母陷人瘫痪,2016年发生两次爆炸,丧失3700万美元,为了防止延期,船坞仅仅改换了发电机转子就把新航母推出了船坞。另一个“尴尬”系统是双波段雷达,该型雷达由X波段的多功能雷达和s波段的广域搜刮雷达构成能同时完成多部雷达才能实现的十几种功能,但因为测试中发觉存正在设想缺陷,舰上测试发觉的严沉问题将不竭出现,购买预算从2008年的2。02亿美元上涨至2013年的4。92亿美元,跟着朱姆级型舰放弃利用双波段雷达,福特级后续舰也放弃了双波段雷达,“福特”号还碰到冷却水系统管交货时间迟延的问题,不得晦气用姑且金属管替代,交付后又要拆除姑且金属管以安拆正式的管,HSLA-65高强度低合金钢因为厚度较薄,正在建制过程中弯曲程度跨越了预期,不得不抽出额外施工时间正在各分段四周描起脚手架以确保后续建制工做,对航母建制进度形成了不小影响。
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