浅析美英两种新航母
作者：小飞猪超级战舰-浅析美国的福特级核动力航空母舰
去年10月下水的福特级航空母舰首舰-福特号（CVN-78） 2013年10月11日，美国福特级航母首艘福特号（CVN-78）正式下水服役，这是美国继企业级、尼米兹级第三型核动力航空母舰，是本世纪之内美国海军作战能力的支柱和骨干。
从表面上来看，福特级与尼米兹级似乎并没有什么区别，但是福特级体现的是美国海军“全电舰艇”概念，因此与尼米兹级存在根本性不同，后者则大量采用了机械设备，它揭示着航空母舰乃至水面舰艇的发展方向，这是值得我们注意和跟踪的。
上世纪80年代，美国海军开始规划发展新世纪水面舰艇，要求新一代舰艇能够在未来高威胁环境下作战，要求能够对付隐身能力更强、速度更快、机动性能更好的目标，在研究之中，美国海军发展现有采用机械结构的战舰在各方面性能已经达到极限，难以有进一步的提高，同时机构设备存在着的扩展性差、可靠性低等缺点制约了舰艇性能的进一步发展，也无法与自动化系统进行更深层次的融合，因此也就无法进一步减少操作人员，这样就等于增加舰艇编制人数，提高了采购和全寿命使用成本。
尼米兹级表明机械结构战舰已经发展到极限 更重要的是，电力系统在舰艇中的使用日益重要，例如要求提高雷达系统的能力，必然导致系统功率的增加，为了对付高超音速目标，如防区外高超音速攻击导弹，则需要装备高能武器，如激光炮、电磁炮等，此外舰艇新型探测系统、指挥自动化、综合管理系统都离不开电子系统，这些都增加对舰艇能源供应的需要。对付新一代水下目标，则需要提高推进系统的安静性能，而电力推进系统则是最佳的选择。这些都意味着舰艇需要更加强大的电力供应。
1986年，美国海军提出“海上革命”计划，开始研制综合电力推进系统-IED，随着研究的深入，美国海军发现，推进系统虽然是功率需要的大户，但是其他系统如探测、武器等也需要大量能量供应，并在某些时候可能还超过推进系统，所以决定将电力推进和舰上电力供应系统二合一，共用一套发电、配电系统，形成综合电力系统的概念-IPS。综合电力系统已经成为新世纪各国海军水面舰艇的一个标志，包括DDG-1000、英国的45型驱逐舰和伊丽莎白女王级航空母舰都采用了IPS系统，作为美国在新世纪研制的航空母舰，福特级也被深深打上了全电舰艇的烙印，它的各主要系统已经广泛使用电气、电子技术来替代原来的机械设备，从而有力的提高了航母的作战能力。
综合电力系统是新世纪舰艇的标志之一 在研制福特级的时候，美国海军一度打算为它采用综合电力系统-IPS，实现电力推进，从而和DDG-100和CGX一起，实现美国海军水面舰艇推进系统的电力化，但是考虑到福特级的满载排水量超过10万吨，几乎是DDG-1000驱逐舰的10倍，出于降低系统风险、建造成本等角度出发，美国海军后来还是决定福特级前三艘还保持采用机械推进系统。
根据相关资料福特级和尼米兹级一样，采用两座核反应堆，四座蒸汽轮机，4轴推进，不过反应堆换装为新一代A1B反应堆，与尼米兹级的A4W相比，它的堆芯能量密度更高，对于泵供功率要求更低，结构更加简单，体积更小，安装空间也更小，但是A1B的能力超远超过A4W，A1B最多可以提供高达20万千瓦的电力，而尼米兹级只有6.8万千瓦左右，几乎是后者的三倍。除了增强发电能力外，福特级还采用了新一代配电系统，输电电压高达13500V，同时采用自动化配电及电力分配系统，这样就为福特级安装新一代探测系统、指挥系统、高能武器乃至未来的电力推进系统提供充足的动力支持。
福特级的舰岛，注意被遮盖的DBR雷达天线
强大的能源供应促进了福特级探测系统的升级，从相关图片可以看到，福特级采用了双波段搜索和跟踪雷达（DBR），与常规雷达不同，DBR可以工作在S波段和X波段，每个波段各有三个有源相控阵天线安装在舰岛上面，前者主要用于中高空探测与跟踪，后者用于中低空及海平面的探测与跟踪，并且为拦截目标提供火控支持，这两个波段的雷达以共坐标的形式工作，共享一套信号及数据处理系统，因此实现了一部雷达替代了原来几部雷达才能完成的工作。
与尼米兹级采用的SPS-48雷达相比，DBR最大的优点就是提高了福特级对付高超音速目标，如反舰弹道导弹的能力，SPS-48采用频率扫描，只能在高低方向实现电子扫描，方位上仍旧采取机械扫描，因此目标数据更新速率较低，如果目标速度较快，以反舰弹道导弹为例，以射程为2500公里计算，它重返大气层时的速度可以达到5马赫左右，这样SPS-48在探测目标这样的目标时候，目标关联较慢，确认也比较困难，而DBR是二维电子扫描，在探测到目标之后，可以迅速调转波速目标，对目标进行确定，因此目标关联速度较快，在目标速度、数量增加的情况下，仍旧可以迅速的确认目标，然后控制拦截武器进行拦截。
DBR雷达示意图，它提高了航母对抗高超声速武器的能力
为了与先进的雷达相配合，福特级采用了新一代舰载指控制系统，它的指挥系统是CommonC2System共同作战指挥系统，它可以综合舰上探测系统如雷达、电子战等系统的信息，并能够通过数据链、卫星通信系统获得上级或者友邻的战术信息，进行数据交换，形成统一的战场态势图，以提高指挥员决策能力，并且还具备协同交战能力。
舰载武器方面，福特级现阶段仍旧保持尼米兹级的武器配备，包括MK15密集阵近程防御系统，可能还会配备MK41垂直发射系统，发射ESSM中近程舰空导弹，不过按照规划，福特级未来将配备高能武器，如激光武器、电磁轨道炮等，这些新概念武器具备反应迅速、攻击能力强、火力转换速度快，发现即击中的特点，拦截能力显然要大大优于现有的舰载导弹和火炮。
DBR雷达和高能武器特别是高能激光炮的引入，实际上揭示着航母面临的威胁出现了新的变化，从现在的发展趋势来看，防区外高超音速飞行器可能是继飞机、反舰导弹之后，航母面临着的又一个重大威胁，前面所述的反舰弹道导弹可以看做是一种前奏，而随着超音速燃烧冲压发动机研制的深入，各国在高超音速飞行器方面即将取得关键性的突破，未来防区外高超音速飞行器的速度将超过6马赫，甚至达到10马赫，射程超过1000公里，可以在航母编队之外，发起攻击，凭借现有的舰载导弹和火炮已经很难拦截这样的目标，只有依靠激光炮这样的高能武器也能取得比较好拦截成功率，这也是为什么新世纪各国大力研制高能武器和全电推进舰艇的根本原因。
防区外高超声速攻击导弹将是航母头号大敌
依靠充足的电力供应，福特级用新一代电磁弹射器替代了尼米兹的蒸汽弹射器，电磁弹射器的原理则是载流导线在磁场中受力，利用磁通量巨大的瞬间变化而產生的感应电磁斥力，将飞机弹射升空。与传统的蒸汽式弹射器相比，电磁弹射具有容积小、对舰上辅助系统要求低、效率高、重量轻、运行和维护费用低廉的好处，不仅可以节省舰内空间，还让操纵维护人员减少35%左右。具体来说，主要集中以下几个方面：首先可以提供更多可为的动力操作，可在较大范围内精确的调节弹射射力，在弹射过程中可以更好的控制加速度和能量水平，弹射范围更加广泛，尼米兹级使用的蒸汽弹射器就不能弹射30吨以上的作战飞机，同时机械系统调节有限，也无法弹射重量较小的无人作战飞机，还有就是能量更高，可以在更短的速度内，将飞机加速到200公里左右，提高载机起飞的安全性能。
电磁弹射器是福特级另外一个进步
从相关图片来看，福特级与尼米兹级一样，拥有4个弹射器，舰艏两部，舰舯部两部，这样福特级和尼米兹一样，具备强大的同时作业能力，即在舰载降落的时候，舰艏左侧用于停放飞机，而可侧弹射器保持运作，就可以在紧急的情况下，仍旧可以让舰载机弹射起飞，我们知道航母甲板上的飞机是航母一段时间内所有可用的飞机，因此当舰载降落的时候，航母不具备同时作业能力，那么就意味着在这一段时间内，航母无法起作战飞机，这样以对方前来攻击的时候，就会处于被动状态。另外福特级还对飞行甲板进行了改进，包括舰岛小型化，位置后退，这样就增加了甲板停机区的空间，同时对飞机调运路线、程序进行了改进，大大减少了舰载机因为加油、挂载装弹药所需要的时间，从而将单位时间内的舰载机出动架次比尼米兹级提高了25%，因此有力的增强了福特级的作战能力。
福特级对飞行甲板、舰岛进行了优化的设计，提高了出动能力
综上所述，福特级和即将下水的DDG-1000驱逐舰可以视为美国海军从上世纪80年代以来系列舰船研究成果的集中体现，也说明了美国海军对于新世纪海上作战环境的思考和应对，我国海军的航母尤其是国产航母还在发展之中，通过对福特级进行跟踪和研究，汲取其中有益的经验，可以更好的促进国产航母的发展，集体来讲，笔者认为应该注意以下几点：
1、大力发展综合电力系统-IPS，前面说过IPS是新世纪舰艇发展一个主要趋势，是所谓全电舰艇的基础性技术，被称为“海上革命”，它可以提高舰艇推进系统效率，降低噪声、成本及使用费用，同时也可以为舰艇提高探测、自动化及攻击能力提高充足的电力储备，从这个角度来说，不论未来的国产航母是常规动力还是核动力，但是推进系统可能还是要采用IPS技术，目前我国已经完成4KW和20KW舰船电力推进系统的研制，可以满足10000吨级以下舰艇的配套，但是万吨级以上舰艇IPS还在发展之中，因此在整体技术水平上距离美英两国还是有差距的，所以应该以未来航母需要为牵引，加快国产舰艇综合电力系统的研制，为未来的国产航母进行配套，最终实现我国海军舰艇全电舰艇化。
国产综合电力推进系统
2、具备抗击高超音速防区外攻击系统的能力，前面说过高超音防区外攻击系统未来将是航母面临的一个重大威胁，甚至会成为继飞机、反舰导弹导弹之后又一个头号大敌，是新世纪又一个制高点，因此对于国产航母来说，肯定要具备抗击高超音速防区外攻击系统的能力，因此我国要研制DBR这样的双波段雷达、舰载高能武器系统。
3、优化飞行甲板设计、改善相关作业程序，提高舰载机的出动能力，如何优化舰载机在航母上的布列及其运动路线一直是各国海军研究的一个重要课题，美国做为世界第一航母大国，为此积累了丰富的经验，福特级则体现了这个领域的最新成果，因此根据舰载机的发展，汲取他国先进经验，进一步提高国产航母的作战能力。
高能武器是舰载武器的发展方向，图为美国公布的舰载激光炮作战想像图