美國CVN-21航空母艦

20世紀90年代，美國海軍決定在第10艘“尼米茲”級核動力航空母艦（“布希”號）完工後陸續建造兩艘新一代航母，即CVNX-1和CVNX-2。2002年12月，美國國防部和海軍宣布將CVNX-1和CVNX-2合併為CVN-21航母項目。大部分原定在CVNX-2上才採用的先進技術被提前套用到了CVN-21艦上。

CVN-21航母的正式建造工作預計在2008年開始，2014年交付美國海軍。由於新一代航母的預算等問題存在一定的爭論，該項目的準備工作進展得並不是非常順利。因此，CVN-21航母計畫的一些詳細情況外界並不是非常了解。

基本介紹

• 中文名：美國CVN-21航空母艦
• 交付時間：2014年
• 建造國家：美國海軍
• 噸位：90000噸以上

研發背景

大者稱霸

建造大型航母還是建造中小型航母，是一個國家的重大戰略抉擇問題，取決於多方面的因素。首先，這取決於一個國家的軍事戰略與海軍戰略。冷戰結束後，美國由過去以遏制蘇聯、防止或打贏全面戰爭為主，轉變為“穩定世界秩序”，側重“由海向陸”戰略，謀求近海打贏高技術戰爭。其後美海軍戰略幾次調整，但其稱霸全球、爭霸海洋的實質沒有變。為了有效對付多元與不確定的對手，並針對海外基地縮減的狀況，美國感到必須保持“前沿存在”，而實現“前沿存在”的核心就是倚仗大型航母戰鬥群。因為大型航母與中小型航母相比優勢突出。

優勢

一般來說，大型航空母艦像美尼米茲級航母上搭載有8—9個艦載機中隊。這些艦載飛機與直升機可以擔負制空、對地對艦攻擊、預警控制、反潛作戰、勤務運輸等多種作戰任務。而小型航母執行任務是極其有限的，因為即使像法“戴高樂”號中型核動力航母上也只搭載有“陣風”戰鬥攻擊機、E-2C預警機及直升機等少量機種，所能完成作戰任務相當有限。

作戰效能

航母是一種攻防兼備、進攻性很強的海上作戰平台。通常大型航母搭載有70~80架各式艦載機與直升機，中型航母多載有40~50架，小型航母為20~30架。作戰實踐和演習試驗均已證明，大型航母的作戰效能是中型航母作戰效能的2倍，是小型航母的6~8倍。一艘尼米茲級大型航母傾巢出動艦載戰鬥/攻擊機，通常能可靠地完成制空和攻擊兩項任務。而小型航母別說進攻，就連防禦對方的空中打擊都顯得有些力不從心，難以招架。1982年英阿馬島海戰中，英“無敵”號和“競技神”號兩艘小型航母上，只搭載有28架“海鷂”垂直/短距起降戰鬥機，幸虧阿根廷空軍及海軍航空兵飛機數量不多，出動架次有限，機載飛彈缺乏，導致作戰能力不足，否則戰爭結局將有可能改寫。

安全性

大航母甲板面積大、船體搖擺小，艦載機起飛與降落時受影響較小，因而事故率低。大量航母事故統計分析顯示：滿載排水量8萬噸以上的大型航母事故率只是6萬噸航母的1/3。此外，大型航母一般都裝有4套相互獨立的推進裝置，小型航母通常只有2套相互獨立的推進裝置，後者一旦有1套發生故障，就會嚴重影響正常航行。

此外，這還取決於國家的總體實力強弱與軍費投入的多少。現代大型航母無疑是一個巨大的“吞金獸”，例如美尼米茲級“里根”號核動力航母的建造費為45億美元，而新一代CVN78的建造費用更高達80億美元。大型航母如此高額的費用對於一些小國來說簡直就是天方夜譚。泰國2004年的全部軍費預算不過19億美元，即使全部撥給海軍，還不夠建造半艘尼米茲級航母。

尼米茲級核動力航母

戰略意義

CVN-21項目是專門為美國設計製造21世紀航母的項目，主要設計用於替代“尼米茲”級核動力航母。CVN-21航母將會是未來美海軍打擊群的核心組成部分，將會是美海軍在21世紀爭奪海上霸權的“頂樑柱”。隨著未來美海軍附屬的空軍部隊實力的提升，CVN-21航母未來將會裝備“聯合打擊戰鬥機”和“聯合無人作戰空中系統”。CVN-21的轉換指揮中心將包含海軍的武力網以及機動靈活的開放式系統架構，以支持同時執行多項任務，包括綜合打擊計畫編制、聯合行動和特戰任務。以CVN-21航母為基礎的航母打擊群將會在未來保護美國利益的軍事行動當中在海上防禦盾當中發揮主要作用，同時這一航母還具有強大的威懾對手、保護盟友的作用。有了CVN-21航母，美軍就有能力在任何需要的時候將戰鬥力量輸送至世界任何一個地方實施作戰計畫，而不需要陸地支持。

技術改進

動力裝置

與尼米茲級航母相比，CVN-21航母有很多重大改進之處。新型航母將採用新的核動力裝置，預計輸出電力是尼米茲級航母動力系統的3倍。為未來航母規劃的武器，如電磁軌道炮等在CVN-21建成時還不會研製成功，但建造商會為這種武器或定向能武器留下預留空間和電力容量。重新設計飛行甲板、上層建築以及航母內部空間布置，大幅提高武器系統調配利用的效率。由於新航母廣泛使用自動化控制系統，艦員可以減少800名左右。航母外形採用一定的隱身設計，艦體採用新型高強度合金材料。這種材料成本相對低廉而且重量輕，從而控制了整個航母重量。CVN-21航母新設計的核動力發電站以及改進之後的電力發電設備能夠為航母提供三倍於“尼米茲”級電力航母的動力。強大的動力能夠使CVN-21航母裝備新的系統如“電磁飛機彈射系統”、先進的阻攔裝置以及新的綜合戰鬥系統（新的綜合戰鬥系統將能夠在可升級的開放式系統架構當中起到槓桿作用）。其他一些特點包括一個改進的起降甲板、改進的武器作業系統、飛行器維修系統以及一個靈活的安全島管理系統（可以在未來安插新設備）。

持續作戰能力

CVN-21航母上單位時間內出動的戰機架次率將會比以前的舊式航母增加20%，一艘CVN-21每日能夠正常出動飛機160架次，而在高峰時能夠出動270架次，這與當前的“尼米茲”級航母每日正常出動飛機架次為120架次，高峰時期為220-240架次。這使得CVN-21航母更好處理未來威脅的持續作戰能力比以前有了大大的增長，而且CVN-21航母的儲備維護能力將可以進一步讓它的持續運行能力增加25%。

電磁彈射系統

經過為期4年的計畫定義與風險降低（PDRR）階段之後，2002年4月2日，美國海軍空戰中心為美國海軍未來的CVN-21航母選擇了通用原子公司的電磁飛機彈射系統方案。在新的CVN-21航母上，將用4套電磁彈射系統代替4套傳統的蒸汽彈射裝置，於2014年正式裝艦使用。全尺寸電磁彈射系統設備，包括儲能裝置和電力轉換系統，都在雷克胡德海軍空戰中心進行了試驗。電磁彈射系統的主要優勢是降低了維護和全壽期費用，另外，比蒸汽彈射裝置更易於控制。蒸汽彈射裝置只能通過閥門釋放蒸汽壓力，將飛機快速推至起飛速度的過程極不均勻 ；而電磁彈射系統在彈射過程中更容易均勻地控制能量，減小飛機因此而產生的應力，也緩解了機組人員的緊張程度。美海軍航母項目執行官表示，CVN-21項目已進入系統發展和演示階段，將於2014年服役。

高度機器人化

除了一些基礎設備大為改進、戰鬥實力大為提升之外，CVN-21航母的設計理念最為引人注目的一點就是他的高度機器人化。

據估算，CVN-21航母的總體研發設計費用大約為140億美元，其中的大約40%都用於設計第一艘CVN-21級航母，因此第一艘CVN-21航母的設計和製造費用總共需要花掉大約90億美元。針對這一點，美國海軍希望通過減少船員而減少大約數十億美元的費用。美海軍現在已經在某些領域取得了成功，海軍最初打算從航母上削減500人，最終目標削減900人，後來通過對航母進行全面的審查，包括對航空人員的審查之後，認為現在有望削減1200人，使艦上的人員數量從“尼米茲”級的5922人減少到CVN-21的4660人，現在美海軍已經確定了其中將減少的600個崗位。

美國未來CVN-21航母

為了實現減少航母工作人員的目標，美國海軍選定了機器人化這個切入點。與現在的“尼米茲”級航母（每艘造價大約為50億）相比，CVN-21航母將會顯得更加“空空蕩蕩”，因為屆時它的自動化程度將會大大提升，很多裝備將實現自動控制，計算機網路的運用將會更加普及，更多崗位將會使用更多機器人。CVN-21航母將會在大約2008年之後開始建造，2014年左右下海使用。屆時從CVN-21航母甲板上起飛的很多戰機都將會實現無人駕駛、無線遙控。到2014年，甚至還會有更多的海員將會被機器人所替代。CVN-21航母的船體大小將會與現在的航母相差無幾，但是未來它的船員數量將會是現在航母的一半，其他原來應該由現在的船員實施的工作未來都將會由機器人負責。

動力裝置

在美海軍CVN-21航母的研製過程中，核潛艇和航母核反應堆設計小組繼續緊密合作，研製一種新型的、更強勁的核反應堆。

諾斯羅普·格魯曼公司紐波特紐斯船廠和美國海軍的計畫執行人員稱，由於新型航母將安裝更多耗電系統，需要為新航母設計一種新的動力裝置。

新反應堆的設計吸取了海狼級和維吉尼亞級潛艇反應堆設計方面的教訓，美海軍和工業部門稱為CVN-21設計了一種全新的動力裝置，能夠滿足航母計畫早期提出的需求，即CVN(X)-1的需求，並能夠降低費用，支持功率更大的電力系統，並能夠支持新航母未來需要增加的能力。新反應堆設計性能更好，結構更簡化，採用更先進的反應堆計算機控制技術，以及利用了先進堆芯材料的長壽命堆芯（最新潛艇和正處於換料複雜大修之中的核動力航母和潛艇都將採用這種先進材料）。據稱，CVN-21的新型核反應堆將提供3倍於"尼米茲"級航母雙反應堆的輸出功率。

最後，CVN-21研製過程中的一個基本驅動因素是其全壽期管理費用，由於設計時投入了數十億美元，美海軍和工業部門希望在新反應堆芯50年的生命期內，通過降低人員和維護來補償設計時的高投入。CVN-21將每運行36個月進行一次常規維護，比"尼米茲"級24個月的常規維護時間間隔長。

美海軍打算將CVN-21的部分盈餘電力用在電磁彈射系統上，該系統目前正在由諾斯羅普·格魯曼和通用原子公司(General Atomics)聯合研製。如果利用電磁彈射，波音公司的F/A-18C噴氣式戰鬥機需要消耗4兆瓦的電能，一架滿載的F/A-18F"超級大黃蜂"則需要消耗7兆瓦電能。採用新型核反應堆後，新航母能夠產生104兆瓦的電能供推進系統使用。美海軍航空系統司令部（NAVAIR）正在與航母計畫辦公室研製一種先進阻攔裝置系統，採用電氣-液壓混合系統，代替原來計畫採用的電磁飛機回收系統。諾斯羅普·格魯曼公司紐波特紐斯船廠總裁說，決定採用先進阻攔裝置來代替純電磁系統是因為考慮到要將新航母的阻攔系統移植到現役航母上。

美海軍對CVN-21的預算計畫從2004財年開始，2005財年開始採購部分部件，如減速齒輪部件。包括CVN-77在內的航母計畫在2004財年時共投入15億美元，2005財年投入9.82億美元。單單CVN-21的總費用估計為117億美元，其中包括50億美元的新航母無重複設計費用，剩下的67億美元用於2007財年後新航母的建造。CVN-21預計於今年夏季達到"節點B"，進入系統開發和論證階段，2004財年開始詳細設計，2007財年開始建造，預計2014財年交付使用，替換"企業"號。