從CVNX計劃看未來15萬噸超級航母的特點!_風聞
扇歌-军事撰稿人-1小时前
計劃背景與提出
1996 年,美國開始啓動新一代核動力航母 CVNX 研製項目。旨在通過研發新型航母,在早期一共提出了70多種方案,涵蓋2萬噸到17萬噸,包括單體/雙體方案,有激進的有保守的,這些方案最終落地的就是福特級別航母,主要特徵就是延續了傳統單體船型,核動力,電磁彈射器,雙波段雷達等主要特徵,90年代整體工業基礎還比較完成,造船業還是比較有實力和活力,如果現在在搞個 CVNX計劃,可就沒有能力提出70多個方案來了,更不要説造了!

CVNX 設計特點
隱身性能:根據尼米茲核動力航母經驗,重新安排上層建築和露天部位的佈置,設計成傾斜多面體並縮小體積、調整位置以避免 “島” 的擁擠狀態。將雷達、通信天線全部內置化,對突出部位採用敷設雷達吸波塗料等措施。同時在降低紅外輻射、艦艇噪聲和可見光信號,消除艦體磁場和電子設備的電磁輻射等方面採取相應措施。
動力系統:計劃採用綜合全電力推進系統,將艦上核能動力機械能源轉換成電力能源,向全艦提供日用和推進用電。具有采用模塊化、系列化、標準化產品,降低採購費用;對艦上能源實行綜合管理,減少能源消耗及機器磨損,運行經濟性好等諸多優點。
自衞系統:配備專為非 “宙斯盾” 艦艇開發的新型自衞武器系統,與艦上傳感器和武器系統相連。傳感器包括改進的多部對空搜索雷達,先進綜合電子戰系統,全新的紅外搜索與跟蹤系統及熱成像傳感器等。武器包括 “拉姆” 導彈、“密集陣” 近防武器系統、“海麻雀” 導彈、
艦載機運用:計劃搭載新一代艦載機,通過採用新型飛機電磁彈射和攔阻裝置等先進技術,提高航空裝備的出動率。
發展歷程與調整
原計劃分三步由 “尼米茲” 級航母平穩過渡到 CVNX 航母,計劃建造 “CVNX 1”(或 CVN 78)和 “CVNX 2”(或 CVN 79)。“CVNX 1” 計劃於 2006 年開工建造,2013 年完工,取代企業號;“CVNX 2” 計劃於 2011 年開工,2018 年完工,取代肯尼迪號。
2003 年 1 月,美國防部對 CVNX 的發展計劃進行了調整,將 CVNX 計劃的後兩步合併為一步,並將計劃更名為 CVN-21。CVN-21 於 2007 年開工建造,2014 年第一艘 CVN-21 開始服役。
CVNX ECBL
CVNX ECBL 即 CVNX 擴展能力基線(Expanded Capability Baseline)方案,這是美國 CVNX 航母計劃中的一個重要設計方案,在70多個方案中,這個方案是被美國海軍最為看重的,在70多種17萬噸戰鬥力最強,而ECBL性價比更好,以下是具體介紹:

外觀設計
艦體形狀:艦體外張,可減少側向雷達反射截面積,同時支持更寬闊的飛行甲板。艦體加寬,水線部分在球鼻艏與主船體之間增加了內傾的刀形艏,既降低了興波阻力也減少了飛沫的生成。

艦島佈局:艦島前置,採用長度較短但更寬的設計,右舷整備區完全連貫。

內部構造
機庫設計:機庫寬度與尼米茲級相當,機庫兩側的結構件更寬更堅固,支持大型化的縱向開口,可加快彈藥轉運速度。機庫面積與尼米茲級接近,全艦總載機量也與尼米茲級相同。機庫後方增設複合材料維修車間,用於保障未來的智能蒙皮航空器;機庫前方有長度 60米的額外空間,用於儲存艦載機維護保障車輛設備和放置集裝箱化電子設備模塊。
整備點設置:在艦艏與右舷各有 9 個一站式整備點,每個整備點都配備了供 / 放油、供電和局域網接口,艦載機整備可一站完成。
性能提升
航行性能:艦體較尼米茲級和福特級更長、更寬、更扁,20 節時的船身效率較尼米茲級和福特級高 7%,30 節時高 8%,雖然噸位更大卻不需要額外提升推進功率。
作戰性能:飛行甲板加寬,並且採用 4 座彈射器、3 座升降機配置,能夠攜帶更多飛機,同時方便調配飛機,在戰時可實現更快速度的飛機起降作業,進而強化整艘航母的戰鬥力。
CVNX ECBL 方案的優點和缺點如下:
優點
隱身性能提升:艦體外張設計,可減少側向雷達反射截面積,同時艦島長度較短,位置前置,能夠降低雷達反射信號,提升航母的隱身能力,增強其在作戰中的生存能力。
飛行甲板作業效率提高:飛行甲板加寬,採用 4 座彈射器、3 座升降機配置,能夠攜帶更多飛機,並且方便調配飛機,在戰時可實現更快速度的飛機起降作業,進而強化整艘航母的戰鬥力。
艦體航行性能優化:水線部分在球鼻艏與主船體之間增加了內傾的刀形艏,既降低了興波阻力也減少了飛沫的生成。20 節時的船身效率較尼米茲級和福特級高 7%,30 節時高 8%,雖然噸位更大卻不需要額外提升推進功率。
艦載機整備便捷:在艦艏與右舷各有 9 個一站式整備點,每個整備點都配備了供 / 放油、供電和局域網接口,艦載機整備可一站完成,相比尼米茲級的分散佈置,大大提高了艦載機的整備效率。
彈藥轉運加快:機庫兩側的結構件更寬更堅固,支持大型化的縱向開口,可加快彈藥轉運速度,有利於提高航母的作戰反應速度和持續作戰能力。
航空器保障升級:機庫後方增設複合材料維修車間,用於保障未來的智能蒙皮航空器,機庫前方有額外空間,用於儲存艦載機維護保障車輛設備和放置集裝箱化電子設備模塊,提升了對新型航空器的保障能力。
缺點
船塢適配問題:甲板寬度增加後,航母吃水線位置的寬度也會增加,而美國本土當時只有 4 個幹船塢能夠滿足航母入塢作業需求,其中能進行核動力反應堆換料工作的紐波特紐斯船廠 11 號船塢寬度只有 43 米,限制了該方案的實施,航母建造出來後可能面臨無法在現有船塢進行維護保養的尷尬局面。
艦島前置的弊端:艦島前置可能會對航母前部的飛行甲板作業產生一定干擾,在進行某些特殊操作或緊急情況時,可能會影響艦載機的起降調度和安全。
福特級航母相比 CVNX ECBL 方案有以下改進:
動力系統
CVNX ECBL 方案未明確採用綜合全電力推進系統,而福特級航母雖不是完全意義上的全電推進,但在電力系統方面有重大升級,採用了 A1B 新型核反應堆,發電量相比尼米茲級大幅提升,為未來可能的全電化作戰系統、電磁彈射等先進設備提供了強大的電力支持。

飛行甲板佈局
彈射器與升降機佈局優化:福特級的二號彈射器特意向右舷偏移了一點,避開降落跑道。而 CVNX ECBL 方案未提及此優化,可能存在二號彈射器與降落跑道干涉的風險。
整體佈局更合理:CVNX ECBL 方案艦島前置,可能會對航母前部的飛行甲板作業產生一定干擾。福特級的艦島相對靠後,且進行了優化設計,減少了對飛行甲板前端作業的影響,使飛行甲板的調度更加順暢,提高了艦載機的出動效率。
艦載機保障
彈射技術革新:福特級採用電磁彈射系統(EMALS)。相比之下,CVNX ECBL 方案沒有明確採用電磁彈射,傳統蒸汽彈射系統在效率、維護成本和靈活性等方面不如電磁彈射。
回收系統升級:福特級配備先進飛機回收系統(AARS)。相較於 CVNX ECBL 方案中可能採用的傳統攔阻索回收系統,AARS 能更高效、精準地回收艦載機,提高了艦載機回收的安全性和效率。
船體設計
尺寸與船塢適配性:CVNX ECBL 方案因船體過寬,面臨與美國本土現有船塢不兼容的問題,而福特級在設計時充分考慮了美國現有船塢的尺寸限制,水線寬度控制在 41 米左右,能夠在現有的船塢中進行建造、維護和升級。
隱身細節優化:福特級在隱身設計上除了採用類似 CVNX ECBL 方案的縮小艦島等措施外,還在一些細節上進行了優化,如對艦體表面的一些突出物進行了更精細化的設計,進一步降低雷達反射截面積。
激進方案:
CVX AOA 研究中的 Study 3C 全隱身化方案是美國海軍 CVX 計劃中極具創新性和科幻色彩的設計方案,以下是具體介紹:

反艦導彈技術不斷發展,對美國海軍航母構成巨大威脅,美國海軍在進行 CVX 項目時開始思考航母的隱身設計需求,Study 3C 方案便是在此背景下誕生。
主要設計特點
獨特的雙層甲板設計
起降模式:採用雙層甲板設計,起飛甲板位於艦體兩側,為彈射起飛方式;降落甲板位於第二層,為中軸直通式設計,且在降落甲板上佈置了兩個起飛點,使起降互不干擾,降落跑道長度長,能更好地兼容大型飛機。


大量運用隱身設計元素
艦艏設計:擁有類似於 DDG - 1000 朱姆沃爾特或獨立級瀕海戰鬥艦的內傾式艦艏設計,可降低正面雷達反射截面積(RCS)。
艦體設計:艦體同樣大量使用內傾元素,以減少雷達波反射。
艦島設計:航母艦島採用稜台設計,能有效降低正面 RCS 值,延緩被敵方雷達發現的時間。
其他設計
航海艦島:由於艦體和上層建築的內傾設計導致一些空間問題,在艦艏甲板下方設置了一個航海艦島。
動力與速度:採用核動力推進,最大航速約 30 節。
尺寸與排水量:艦長 333m,艦寬 95 米,滿載排水量 10.8 萬噸。

存在的問題
甲板與機庫面積受限:雙層甲板設計雖然有其優勢,但也使飛行甲板面積偏小,且採用雙層甲板設計導致機庫面積遠小於同噸位航母應有的面積。
載機量不足:作為十萬噸級的大型航母,載機量只有 40 - 60 架,難以滿足作戰需求。
成本過高:該方案設計複雜,造價遠高於同噸位的常規構型航母。
網絡優化版本

最終結果
由於存在諸多問題,如性能與成本的不匹配等,儘管 Study 3C 方案具有很強的隱身性能,但美國海軍在權衡後,最終沒有選擇該方案,而是選擇了更為穩妥、風險更低的福特級建造方案。
從 CVNX 計劃可以看出未來航母可能有以下特點:
艦體規模:噸位進一步增大,CVNX-2 排水量預計達到 11.3萬 噸,長度約 354.8 米,寬 80.8 米。未來航母可能繼續保持大噸位,而隨着艦載機加大,航母排水量朝着15萬噸,甚至17萬噸都是正常,以搭載更多艦載機和物資,增強作戰持續能力。
艦島設計:島式結構可能前移,上層建築設計成傾斜的多面體以降低雷達反射截面積,將傳統的島型艦橋一分為二的設計也在考慮之中,一個置於甲板右舷前側負責艦隻操作,另一個置於甲板右舷靠後負責艦載機的起、降作業。
甲板佈局:在艦首安裝可收放的斜坡甲板;着陸區進一步向左舷方向移動,可實現同時進行飛機的起飛和回收(使用四座彈射器中的三座);升降機數量從 4 個減少到 3 個,但每台升降機的體積更大,提升能力更強。
動力系統:採用新型的核動力發電+電推進裝置,比現役的核動力裝置更為簡單,部件數量減少。相關的發電和配電系統的容量,能為航母上的各種先進設備提供更充足的電力。激進隱身航母方案:如果強調隱身能力可以考慮 Study 3C 方案!甚至三體方案,能不能造出來是工程上的事情,而想不敢想就是另外一件事情了!
