詳解超級航母建造全程 - 下_風聞

【 舾裝與海試 】

上篇寫到“福特”號的下水。航母下水出塢是一個重要里程碑，但是和服役及具備作戰能力還有很大的距離。首先得完成舾裝，因為此時的“福特”號還是名副其實的“裸艦”，只有艦體和封裝好的動力系統。

和航母作戰能力相關的大部分設備、武器都是在舾裝階段在3號舾裝碼頭上吊裝上艦的，包括“福特”號的雙波段雷達、作戰指揮系統、通信系統、電磁彈射器、助降鏡、照明系統、近防武器等，當然還有全艦內部的裝修、消防、通風、水電、排污等等複雜的工作、生活設施。和舾裝並行的是各個子系統的測試，直至全艦的系統集成測試。

截至2013年，“福特”號的造價已經達到128億美元，比2008年的預算超支22%，另外還要再加上47億美元的研發費用。高昂的代價讓海軍作戰部長格林納特上將發出警告，“福特”號原定於2016年服役的節點可能會被推遲2年，美國政府問責局的報告也指出因為即將觸及預算封頂線，海軍可能不得不接受未完工的新航母。

2015年6月5日，“福特”號首次在艦上試驗了EMALS電磁彈射器，彈射載荷是重7.25噸紅色滑車，模擬艦載機重量，2號彈射器進行的2次測試均獲得成功。6月10日和6月12日，2號彈射器又分別進行了1次和11次測試，彈射了不同重量的滑車，期間彈射器發射過多次小故障。

6月16日，電磁彈射測試首次向新聞媒體開放，航母保薦人蘇珊·福特也出席了活動，並親自下達了彈射指令。這次測試的是1號彈射器，在進行了一次空載彈射後，紅色滑車被掛上彈射滑塊，“射手”按下彈射開關，但是滑車紋絲不動，彈射失敗。

媒體下艦後彈射系統被修復，據説是部分電路故障，之後進行了2次成功的彈射，第1次彈射重量為6.8噸，速度140節，第2次彈射重量3.63噸，速度180節。

2015年9月23日，美國海軍宣佈“福特”號的舾裝工程已經完成93%，但因為數星期的測試延誤，交付日期將推遲到2016年5月。

> 2016年4月27日的狀態

不過這個日期再次跳票，多個節點來臨又逝去，“福特”號始終趴在3號舾裝碼頭上。2016年7月CNN獲得了一份五角大樓作戰測試與評估總監的備忘錄，指出“福特”號無法在當年11月達到戰備狀態，四大飛行系統的可靠性問題將進一步推遲它的服役日期，當時舾裝已完成了98%，艦上97%的空間已經移交海軍，測試完成了89%：電磁彈射系統在5月份完成測試，4部彈射器共彈射了242個載荷；6個雙波段雷達陣面均已安裝完畢並進行了全功率測試，跟蹤過附近空域的空中目標。

航母的推進系統還在測試中，當年6月11日“福特”號進行了迴轉進程測試 - turn ship evolution，自2013年11月出塢後第一次離開碼頭，由拖輪推頂在詹姆斯河上轉了個圈，驗證了水上作業的安全性。

第二天，2號主發電機在測試中發生了小型電氣爆炸並嚴重受損，7月份1號主發電機又發生了相似但略輕微的故障，最終確認4台主發電機的變壓器存在嚴重的設計和製造缺陷，使發電機無法全功率運轉。在權衡了多種方案後決定就地維修1號主發電機，2號主發電機拆下轉子，等服役後再進行徹底大修，維修工程預計耗資3700萬美元。

在完成各系統測試之後、海試之前，“福特”號和它的全體艦員還必須取得一系列認證，包括導航、通信、操艦、居住性、動力、損管等各個系統。

> 2016年8月10日，“福特”號進行PALS精確進近與着艦測試，1架F-18E在152米距離內10次通場以驗證相關子系統的功能和精度

2017年4月8日-14日，“福特”號第一次依靠自己的動力駛離漢普頓路，前往大西洋進行船廠海試 - builder’s sea trial。這是由造艦方主導的海試，進行了應急轉舵、高速回轉、PALS戰機精確降落（F-18E從舷側通場）、AFFF泡沫噴淋、起錨/拋錨等在碼頭上無法進行的基礎性測試，以驗證航母的建造質量和航海能力。全程只攜帶了2架“海鷹”直升機，沒有進行艦載機起降試驗，海試結束後返回諾福克海軍基地。

> 十萬噸漂移 - 高速回轉試驗

5月24日“福特”號再次出海進行為期3天的接收海試 - acceptance trial，由海軍檢驗與調查局團隊考核航母是否達到合同設計指標、艦員是否具備海上運作能力，為正式服役奠定基礎。

5月31日，紐波特紐斯造船廠將“福特”號交付給美國海軍，其身份狀態也從PCU服役前單位轉為特殊現役 - special, in service，艦名改為USS“福特”號。

值得一提的是美國海軍部“福特”級項目經理是一名華裔女性，出生在台北的王葉玲（音譯 - Ye-Ling Wang），她是馬里蘭大學的化學工程本科、弗吉尼亞理工大學工程管理碩士，早在1987年就進入海軍部工作，在負責研發和採購的助理海軍副部長辦公室擔任航母和兩棲攻擊艦項目主任，曾任“尼米茲”級設計經理和海軍艦上環境保護項目總監。在“福特”級項目中她主導了整個設計、建造、測試和交付工作，總採購金額達到130億美元。

截止2017年6月，“福特”號上的創新系統都顯示出恐怖的低可靠性，電磁彈射器平均每455次彈射發生一次嚴重故障，故障率比海軍的要求高出9倍，只有70%的可能性在不發生主要系統故障的情況下完成一天的持續作戰任務。電磁阻攔系統情況更糟，每阻攔降落20架飛機就會產生問題，而海軍的目標是連續降落16500架次無故障。正常情況下一個飛行日在24小時內平均要回收84架飛機，“福特”號的電磁阻攔系統只有1%的可能性完成這個任務。

當故障發生時，艦員僅僅等待主發電機和電機關閉就需要一個半小時，然後才能開始查找故障原因。因為全艦的電力系統無法單獨隔離特定的故障部件，讓艦員可以安全地進行檢修。

7月22日，美國海軍在匆忙中為“福特”號舉行了服役儀式 - commission ceremony，特朗普總統親自出席，此時距離最初的龍骨鋪設儀式已經過去了7年零8個月。

> 入役儀式當天停在“福特”號甲板上的“陸戰隊一號”，艦員正在登艦

説匆忙的倒不是盛大的服役儀式本身，而是指“福特”號的狀態，因為此時它仍然幾乎不具備作戰能力。到2018年3月，因為核動力推進系統和電磁彈藥升降機的嚴重問題，“福特”號的造價已經攀升到130.27億美元，成為歷史上最昂貴的一艘軍艦，正式交付海軍（也就是去掉現役前“特殊”二字）的日期被推遲到2019年10月。

之所以還沒實際完工就趕着入役，是因為2007年國防授權法案規定美國海軍必須維持不少於11艘現役航母（從2006財年的12艘降到11艘），而老“企業”號於2013退役後美國海軍已經頂風作案4年了，“福特”號層出不窮的問題和節節攀升的造價給國會和海軍都帶來巨大壓力。

2017年7月28日下午3:10，第23航空測試與評估中隊（VX-23）的傑米·斯圖克中校單獨駕駛F/A-18F在“福特”號上首次進行了電磁阻攔着艦，準確掛上2號阻攔索。

4:37，該機又從1號彈射器進行了“福特”號的首次電磁彈射起飛。

之後“福特”號開始搭載第8艦載機聯隊進行大量測試和評估訓練，2018年1月在一天內完成了135架次阻攔着艦。

2018年7月15日，“福特”號返廠展開PSA試航後維修計劃 - post shakedown availability，針對前期試航暴露出的眾多問題進行工廠級的維修和升級，重點是修復AWE先進武器升降機、維修主減速器、改進速度控制系統、升級AAG先進阻攔系統。

> AAG先進阻攔系統

通常PSA為期6個月，不過“福特”號的PSA特別冗長，期間不斷髮現新的緊急問題，包括核動力推進系統，結果PSA被拉長到15個月，為正常時間的2.5倍，直到2019年10月才完成，而且11部AWE仍然不能全部投入使用（PSA前只有2部能正常工作）。

> AWE先進彈藥升降機

在碼頭上進行了5天的主要系統測試 - fast cruise之後，“福特”號於10月25日出海試航。

> 當天“福特”號駛過諾福克軍港，背後3艘航母由近至遠分別是“斯坦尼斯”號、“艾森豪威爾”號和“杜魯門”號

諾福克所在選區的眾議員伊蓮·盧里亞將“福特”號稱為“價值130億的核動力浮動駁船”，這是她對海軍採購體系和海軍海上系統司令部問責的一部分，並對“福特”號遲至2024年才能投入實戰部署（比最初預計的2018年晚了整整6年）提出了猛烈批評。伊蓮並不是普通紙上談兵的政客，她是具有20年軍齡的海軍退役中校，畢業於安納波利斯海校和海軍核動力學校，是核反應堆操作專家，也是美國海軍第一位整個服役期全部在作戰艦艇上渡過的女軍人，具有相當的發言權。

返回海上的“福特”號進行了一系列交付後的測試，包括燃油系統認證、飛行甲板認證、作戰系統測試，這是為期18個月的交付後測試與訓練階段的一部分，重頭戲則是ACT飛機適配性測試 - Aircraft Compatibility Testing，涉及F/A-18E/F、E-2D、C-2A、EA-18G和T-45C，以檢驗電磁彈射/阻攔系統是否適應整個航空聯隊的運作。在PSA之前因為電磁阻攔系統的缺陷，“福特”號只能接收F/A-18E/F的着艦。

值得注意的是上面的機型中沒有最新鋭的F-35C，因為國會“封頂預算帽”的存在，“福特”號在滿足預算限制的同時不得不放棄對F-35C的適配，因為“福特”號凍結設計時F-35C的設計工作還沒完成。而下一艘“肯尼迪”號在服役時也無法配備F-35C，這2艦都計劃在服役後的大修時才會實施針對性的升級。“企業”號和“多里斯·米勒”號則在建造時就將兼容F-35C。

> 2014年11月2日，F-35C原型機首次在“尼米茲”號上實現阻攔降落

實際上目前11艘航母中只有“林肯”號和“卡爾·文森”號具備運作F-35C的完整能力，海軍第一個F-35C中隊（VFA-147）將在今年部署到“卡爾·文森”號上。其它航母雖然也能起降F-35C，但是未經改造不足以支持在整個部署期間的高效運作，只能短暫駐留。改造項目包括專門用於停放、維護F-35C的保密空間、更堅固的擋焰板等基礎設施。

2020年3月份，“福特”號達到了固定翼艦載機着艦1千次的里程碑。5月15日，VAW-117中隊完成了E-2D上艦的認證。

5月22日，“福特”號在為第23海軍航空訓練司令部的艦載機學員提供母艦認證期間創下了單天着艦/起飛167架次的記錄。

按照設計，“福特”級的電磁彈射/阻攔系統可以在30天以上的時間內維持單日出動160架次的高出動率，緊急情況下單日最高出動率可以達到270架次，“尼米茲”級的這兩個指標分佈是120架次和240架次。

在每次海上測試訓練後回港的間隙，紐波特紐斯造船廠牽頭的維修工作在緊鑼密鼓地進行，以儘量趕回被拖延的時間。除了追上進度甚至已經開始超前，展開了部分原定在實戰部署前的首次PIA入塢維修中實施的工作。在最近三次回港維修中，代號WOO 8的維修工程完成了136%的計劃工作量，WOO 9完成了128%，5月9日結束的WOO 10完成了126%。

> 2020年4月1日，紐波特紐斯造船廠的工程師埃裏克·奈特正在修理下層武器升降機，後部下層升降機已經在當月完成認證，前部升降機將在本財年結束前獲得認證

6月4日，“福特”號和“杜魯門”號在大西洋上進行了聯合演練，這是兩代航母第一次在海上同台亮相。“杜魯門”號之前從中東狂奔回大西洋後在家門口轉悠了2個多月，到6月中才返回諾福克，主要原因就是待在海上保護艦員免受新冠疫情影響，維持美國海軍的航母作戰能力，參見“杜魯門”你怎麼啦？- 兼談航母的航渡（細説航母4）。

6月7日，“福特”號返回諾福克，帶回來的消息喜憂參半。喜的是這次巡航中進行了十分複雜的多機種大機羣出動和回收演練，顯示出“福特”號已經具備艦載機聯隊級的運作能力。憂的是電磁彈射系統再次發生嚴重故障，6月2日在起飛作業之前進行彈射器配電系統手動復位時，艦員發現連接主發電機和彈射器的該系統失效，導致航母在整整5天內無法彈射 - 也就是説上面進行威風凜凜的雙航母擺拍時，“福特”號其實完全沒有作戰能力。直到返航前的7日早上，隨艦的電磁彈射器專家和艦員才恢復了整個彈射系統，讓全聯隊的固定翼飛機順利彈射升空返回岸上機場，不至於尷尬地滿載飛機入港。

在種種磕磕碰碰中“福特”號繼續前行，原定於2024年進行第一次實戰部署，但海軍現在有信心把這個節點提前。目前剩下的最後一大關口是定於今年6月進行的FSST全艦抗震試驗 - Full Ship Shock Trial和TSST全艦生存力試驗 - Total Ship Survivability Test。這是一級新航母必須進行的試驗，在航母附近多次引爆不同當量的炸藥，模擬實戰中的近失彈攻擊，檢驗新艦的水下防護能力和結構強度。

> 1987年9月19日，“羅斯福”號進行了抗震試驗（“尼米茲”級其它艦的試驗情況我暫時沒查到）

2015美國海軍曾提出讓“福特”號跳過抗震試驗直接進行部署，而把抗震試驗留給2號艦“肯尼迪”號。在美國海軍的實踐中也不是都由首艦來進行抗震試驗的，“伯克”級就是由3號艦“保羅·瓊斯”號進行的，“聖安東尼奧”級也是3號艦“梅薩·維德”號。但這個方案被五角大樓否決，寧可推遲部署半年也要在首艦上進行試驗。2018年海軍在得到國會的支持後再次建議將“福特”號的抗震試驗推遲到2024年，還是沒得到批准。看來海軍和國防部都對“福特”號眾多新系統的抗震能力信心不足，不過雙方的着眼點不同，一個怕考試，一個要考試。

如果順利通過抗震試驗，“福特”號將於今年9月返回紐波特紐斯造船廠進行第一次PIA入塢大修，通常耗時6個月。完成之後再經過海試就可以進行第一次作戰部署，最早也得2022年中了。

“福特”號建造過程的啓示

模塊化造艦對美國海軍來説並不是新事物，1981年開工的“尼米茲”級4號艦“羅斯福”號是第一艘採用模塊化建造的超級航母，“福特”級和它的區別就在於模塊的尺寸和複雜性。在吸收了“福特”號的建造經驗後，2號艦“肯尼迪”號修改了設計和流程，只有445個吊裝段，比“福特”號減少了51個，比“布什”號少了149個。在平地上焊接、舾裝的效率比在船塢內的狹小空間中高得多，建造質量更好，更少的起吊次數也可以節省更多工時。

另一項改進是將相似的結構件歸類為“家族 - families”，採用流水線式的工藝進行批量生產，提高效率。在“福特”級的1109個模塊中有140組可以被歸為“家族”，“肯尼迪”號上的17個底倉部件採用“家族”建造法比“福特”號節省了300多天。

> 建造中的“肯尼迪”號，攝於2016年11月1日，於“福特”號相似的場景，但其中的具體流程已經進行了很多優化

在分別撥款建造了頭兩艘“福特”級之後，2019年1月美國海軍受出了一份雙航母採購合同，一次性訂購3號艦CVN-80和4號艦CVN-81，合同價值149億美元，加上由政府直接採購提供的電磁彈射器和電磁阻攔裝置等設備，2艦的造價總額為240億美元，比單艦分別採購節省40億美元。在80年代，美國海軍曾分別兩次同時採購了“林肯”號+“華盛頓”號以及“斯坦尼斯”號+“杜魯門”號。

> 2017年5月22日，停泊在諾福克港內的“林肯”號、“華盛頓”號、“福特”號和“艾森豪威爾”號（從左至右）

“肯尼迪”號的造價比“福特”號節省了16%，而新的合同可以讓後兩艦的單價比“肯尼迪”號再節省18%，並讓紐波特紐斯造船廠和遍佈全美46個州的2000多家供應商在2032年前一直獲得穩定的工作量。“企業”號預計於2028年交付海軍，“米勒”號為2032年，2艘航母的交付間隔將從目前的5年縮短到4年。

如今談到“福特”號，很多人都會嗤之以鼻，認為它和“朱姆沃爾特”級、瀕海戰鬥艦一樣是中看不中用的大號花瓶，這樣的看法不可取。

“福特”號在建造、海試、服役過程中遇到相當多的問題，它們的根源都在中壓交流綜合電力系統的基礎設計上。該系統立項於上世紀90年代，當時的電力工程技術還沒有發展到現在的高度，冷戰之後一家獨大的美國海軍缺乏緊迫感去採用風險過高的新技術，所以走了一條更穩妥的中壓中頻交流-中壓高頻交流-中壓直流的發展路線，最終的目標仍然是中壓直流。

我國的艦船綜合電力系統有後發優勢，起點高、前瞻性強，壓力之下勇於啃技術硬骨頭，一步到位直接開發了中壓直流體制。這是工程實踐上的領先一步，但並不是綜合電力系統的理論突破，更不代表我們在船電領域就處處領先，可以十年無憂了。在PLC可編程控制器等基礎硬件和軟件環境方面我們的差距還是相當大的，美國海軍在感受到壓力後加快中壓直流系統的研製和部署也只是時間上的問題，在理論和技術上並不存在什麼大的障礙。

除了電力系統的這個缺陷之外，“福特”級的整體設計是非常出色的，以“尼米茲”級相同的噸位和艦體，把航母設計最核心的指標 - 艦載機單日出動率提高了33%，這個進步幅度遠高於從“福萊斯特”級到“企業”號（常規動力到核動力）或者“企業”號到“尼米茲”級（核動力一代到二代）的改進。

> “杜魯門”號（左）和“福特”號（右）

不光是作戰能力本身，在採用電磁彈射器、電磁阻攔系統和電磁彈藥升降機等眾多新型設備後，“福特”級將比“尼米茲”級減少800名艦員和400名航空聯隊官兵，在50年的全壽命週期內為海軍節省50億美元的人事費用，接近造價的1/2，這種隱性的改進對美國海軍的發展同樣非常關鍵。

對於中國海軍來説，我們的新航母有值得自豪的獨創性設計，充滿了殲-20、055大驅身上閃耀出的中國式智慧；我們有更先進的造艦工藝流程、規模更大的船塢、目前世界上獨一份的雙船廠建設航母的能力和實力，但這些並不能讓我們得以輕視“福特”級。無論是它的設計、建造、海試還是正式部署後的實際運作，都有太多地方值得我們學習借鑑。航母這樣的複雜系統要想玩得溜沒有什麼彎道可以超車，模塊安裝、設備調試、資質認證、海上試驗、返廠維修，一環緊扣一環，必須找準它的節奏才能發揮出戰鬥力。

所以在對國產航母普遍過於樂觀的網絡氛圍下我還是要不合時宜地潑潑冷水 - 航母運作，我們真的只是在幼兒園大班階段，眼前的進展順利只是因為很多問題我們根本尚未遇到，還有待我們的航母設計師、建設者和海軍官兵去摸索、克服。借用一位業內人士之前給我的留言，我們是“剛吃飽飯沒兩天，還不到嘚瑟的時候”。

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