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未来的航母 -- 美国观点

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 楼主| 发表于 2017-11-12 22:53:48 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
“福特”级是当前最先进、最强大的航母,也是最昂贵的航母。美国国会在2016年预算案中,责成美国海军研究降低航母造价和寻找“福特”级替代方案的问题。美国海军转向兰德公司,要求提供研究报告。2017年10月6日,兰德公司发布了题为《未来航母选择》的研究报告。公开的是缩写版,提交美国海军的是更长的保密版。美国具有最先进的航母技术和最多的航母使用经验,美国对未来航母的考虑无疑值得关注。" X) }  y) H! L  Y! W$ g/ Q& P
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在CV 67“肯尼迪”号于2007年退役后,现有的11艘美国航母全部是核动力的。现在正在建造的是“福特”级,首舰CVN 78“福特”号在2017年7月刚刚服役,二号舰CVN 79“肯尼迪”号正在建造中,预期在2020年接替“尼米兹”号;三号舰CVN 80“企业”号的前期工作已经展开,预期在2025年接替“艾森豪威尔”号。
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航母打击群是美国海军水面战斗力量的核心,这是围绕“斯坦尼斯”号的第三航母打击群' A& V, ]/ z7 T: p4 p

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5 t% h6 Z' Q1 A6 O- w" g6 P“福特”号航母是美国最新、最大的航母
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- j2 A1 L, b3 N! T  u; F航母的战斗力来自舰载机联队,尤其是配备齐全的完整舰载机联队,这是“卡尔·文森”号上的CVW-17联队& e$ s5 G- ]2 Y. t  B/ w( c- K

1 D( I6 Y* _8 F4 a“尼米兹”级和“福特”级都是十万吨级的超级航母,都能搭载包括预警机和电子战飞机的80架以上舰载飞机。这样配套齐全的全功能舰载机联队具有完整的战斗力,可以承担从和平时代显示实力到战时海空优势的全范围任务。这些超级航母都按50年使用寿命设计,中期要进行一次核反应堆更换燃料,同时进行深度翻修和升级更新,简称RCOH。RCOH平均耗时44个月。因此,美国海军一般总是有一艘航母处在RCOH之中,11艘航母实际上只有10艘可供使用。1 S8 e7 t0 q% {' n7 t, O' n* N
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航母在和平时代的作用显而易见,但航母在高烈度战争中的作用不乏质疑。空中力量是现代高烈度战争的拳头和眼睛,航母是浮动的机场,可独立提供完整的舰队防空、攻势制空、反舰攻击、对地攻击、航空反潜、海空预警、空中指挥与控制以及电磁攻击的能力。与陆基空中力量相比,航母是机动的。堡垒机动起来,就成为坦克,根本改变了陆战。机场机动起来,就成为航母,也根本改变了海战。航母可以把空中铁拳送到够得到目标的地方,靠前部署的舰载机便于长时间在目标战区徘徊,便于随时迅速反应,抓住转瞬即逝的战机,这是超远程陆基飞机也做不到的。就近的陆上基地则是可遇而不可求的。
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. t, R7 f9 a; R$ E5 R$ c1 n1 P+ Q航母的护航舰队也拥有强大的反导、反舰、防空、对陆、反潜火力,但航母舰载机的打击力量具有独特的灵活性和耐久性。在危机时刻,舰载飞机可以在空中待命,缩短反应时间;或者靠前部署,以显示实力和决心。即使出击了,飞机在发射、投弹前,还可以改变目标甚至招回。这种在战争门槛期间的灵活性是十分重要的。在战争已经打起来之后,驱护舰的导弹数量有限,发射完后在海上装填困难,通常需要回基地装填。舰载机则可以在航母上反复装弹、反复出击。舰载机也可以根据不同任务性质灵活装弹,对防卫严密的目标用视距外打击武器,对软目标则用低成本的铁炸弹和无控火箭弹。航母最终也有弹药库和燃油库容量的限制,但这与驱护舰不是一个数量级的问题,哪怕是大容量垂发。航母的弹药和燃油是可以在海上补给的,海运本来就是大宗货运最有效的方法。
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更受质疑的是航母在高烈度战争中的生存力。实际上,航母战斗群的生存力并不低于陆基空军基地。航母当然有被打沉的可能,但航母的吨位和抗沉性设计使其并没有那么容易被打沉。航母是有强大的护航舰队保护的,在大洋上发现航母,突破水面、水下和空中的保护并非易事。航母本身也能通过机动脱离敌人的打击范围。9 W3 B% P$ d4 p5 r' |+ \! z7 T
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相比之下,陆地上的空军基地没有机动能力,无法隐蔽,只能固守,在某种意义上,相当于固定的要塞体系。在现代探测和打击手段面前,只要在航程、射程范围内,没有打不烂的要塞。陆地上的空军基地虽然没有被击沉的问题,但打烂的空军基地同样没有战斗力。打烂的空军基地还像防线上撕开的口子,容易成为反复打击的目标。与陆军防线不同的是,空军基地防线撕开的口子还不容易通过调集兵力堵上,因为其他基地也是固定的。调动其他基地的空中兵力远道前来掩护难免百密一疏。如果陆基的空军基地不在本国,还有东道国的政治许可问题,战时还不是想用就能用的。
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航母最大的问题可能还是成本。航母的使用成本在每天100万美元级,造价更是高昂,CVN 78“福特”号的造价高达129亿美元。美国海军正在进入花钱高峰,“哥伦比亚”级战略导弹核潜艇将严重挤占未来30年的造舰经费。“哥伦比亚”级现计划用延寿升级的“三叉戟II D5”潜射洲际导弹,但最终还是要退役的,换装下一代洲际导弹又是一个天价项目。严峻的预算压力正是兰德报告的动力。5 Q! s1 ^) ^& ?' ~! }7 d- [6 Y1 X8 x5 Y; X
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典型航母打击群(简称CSG)包括1艘航母,4-5艘宙斯盾战舰,1-2艘攻击核潜艇1个舰载机联队。虽然宙斯盾战舰和核潜艇具有强大火力,航母战斗群的战斗力主要来自搭载的舰载机联队。完整的全功能舰载机联队包括战斗机、预警机、电子战机、直升机(反潜和救援)。兰德报告的成本估算不包括舰载机和护航舰队。$ @' p: H5 B* O# J8 X! l" h
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值得指出的是,通常考虑到舰载机的时候,战斗机首先得到重视,但预警机和电子战机具有特别重要的意义。预警机不仅克服地球曲率的影响,提供更大的预警范围,还是海空战斗体系的指挥与控制核心,功能远远超过把战斗机引导到威胁方向。在协同交战控制(简称CEC)体系里,E-2D可以控制宙斯盾战舰发射的导弹,把导弹引向地平线以下或者山脊线反斜面的目标,实现“A射B导”。: D4 u7 |- ?: X; s. I' b

4 {! u- D+ {2 p' n& ?; H电子战机则是电磁攻击的核心,在电磁频谱里侦察、分析与反制(包括欺骗与强力)。在现代战争里,发现即摧毁,破坏探测就成为生存的关键。隐身可以破坏探测,但这只能是“点破坏”,对随行的非隐身友机没有直接帮助。电子战机也破坏探测,不仅通过电磁压制软破坏,还可以通过反辐射导弹硬破坏。更重要的是,电子战机是“面破坏”,不仅掩护自己,还掩护整个区域内的友机。
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* w( \! t3 V& G在信息时代,预警机与电子战机构成信息攻防的两方面,是独立完整的空中力量的核心组成部分。预警机与电子战机的重要性也有其在舰载机联队里的数量显示出来,预警机将从现在的4-5架增加到未来的5架,电子战机则由现在的5架最终增加到8架。
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* F5 z$ [+ x: ?5 F: m# N+ j        2017        2020        2025        >2030
& B: p& Y3 O$ e* L' n  k3 s0 O打击战斗机(F/A-XX,F-18,F-35)        44        44        40-44        36-44
, l6 |( y% Y4 E( J电子战机(EA-18G)        5        5-8        8        8
6 F6 v, I4 h6 E3 I2 ]预警机(E-2C,E-2D)        4-5        5        5        5* W" Q$ f- x3 \4 i
反潜直升机(MH-60R)        6(+2,全CSG)        6(+2,全CSG)        6(+2,全CSG)        6(+2,全CSG)
4 {5 r( \9 |/ U: |运输/搜救直升机(MH-60S)        5(+6,全CSG)        5(+6,全CSG)        5(+6,全CSG)        5(+6,全CSG)
- v# W7 n% r% l运输机(C-2,CMV-22)        2xC-2        2xC-2        3xCMV-22        3xCMV-22
" g; q3 v. n/ q1 y, L, r无人机(MQ-25)        无        无        待定        待定
+ G/ |* _( S5 ^; c7 q# ~现在与未来舰载机联队构成
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在现在与未来舰载机联队中,战斗机为F-18(现在包括C/D/E/F,远期全部E/F)、F-35(包括B和C)和即将启动的F/A-XX下一代战斗机,这将替代F-18E/F。现在还不清楚美国海军是否会与美国空军合并下一代战斗机的研发。由于F-35计划的经验,海空军强烈反对合并;但巨额开支使得美国国会强力施压。发动机预研已经在美国空军主持下进行。预警机方面,E-2C正在逐步被E-2D替代。电子战机为EA-18G,这将一直使用到至少2030年以后。舰载无人机方面,UCLASS计划几经波折,发展到MQ-25,现定位于加油机,而不是先前的侦察-监视-打击平台。直升机方面,尽管美国陆军在研制先进概念直升机,美国海军还将继续使用“黑鹰”为基础的H-60系列,也就是MH-60R反潜直升机和MH-60S运输/搜救直升机。
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F-18、F-35C、F/A-XX、E-2、、EA-18G、MQ-25都需要弹射起飞、拦阻索助降(简称CATOBAR),F-35B可以短距起飞、垂直降落(简称STOVL),直升机当然是垂直起降的。
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这些特点影响不同的航母选择。7 D! }) W5 e& x' G; G+ \1 q
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兰德报告考虑了4个选项:8 `$ p5 j* a0 n5 u# U5 u+ i) V0 Y
1、        CVN 8X,10万吨级,核动力,具有CATOBAR能力
! ?1 d7 ^4 X0 G! m4 G2、        CVN LX,7万吨级,核动力,具有CATOBAR能力
) L' q8 L5 w, \# U) I7 a0 {3、        CV LX,4万吨级,常规动力,只能起降STOVL飞机和直升机
& a* a9 D( p* R/ I5 y5 T4、        CV EX,2万吨级,常规动力,只能起降STOVL飞机和直升机
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CVN 8X的建造最早可从CVN 81开始,这意味着“福特”级不像“尼米兹”级一气建造10艘,将只建造3艘。CVN 8X在吨位和基本能力上与“福特”级相似,但采用一些降低造价的措施。“福特”级尽管造价高昂,但是围绕降低运作费用设计的,有时建造成本还由此而有所提高,电弹、新型雷达、新型反应堆和增强生存力措施进一步推高了首舰造价。航母的运作费用占全寿命费用的大头,但建造费用更引人注意。“福特”级也为高出动率而设计,降低出动率要求的话,可从4台电弹降低到3台。降低生存力要求和取消部分自卫能力还能进一步降低造价,“肯尼迪”号和“企业”号已经计划取消广域搜索和反导雷达,相关能力转移到护航舰只。
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3 j3 C( z5 {, |  b) M  h; V反应堆的进步是另一个降低造价(包括RCOH)的途径。“福特”级的反应堆芯为25年寿命,在RCOH后总寿命为50年。如果把堆芯改为40年寿命但不换燃料,可以取消RCOH,显著降低全寿命成本。扣除44个月的RCOH,总使用寿命实际上缩短略超过6年而不是10年。不过反应堆外的其他系统和设备的大修、升级无法取消,现在换燃料也上不是RCOH最花时间的部分,RCOH可能实际上还是不能取消,只是改为取消换燃料这一步骤的工程大修(简称EOH),时间安排上也比较灵活,不必固定在25年前后的时间点上。40年不换燃料的航母用反应堆现在还不存在,但CVN 8X可以从 “哥伦比亚”级核潜艇借鉴技术,降低研发成本。+ |" c+ d4 I+ F3 R6 d
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CVN 8X的能力将与“福特”级几乎相同,尽管只有3台电弹,出动率依然高于“尼米兹”级,依然具有增加的弹药舱和燃油舱容量。
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' B. A( x- a% R( v, a0 ACVN LX的大小与“福莱斯特”级相当,重要的是这依然可以搭载全功能舰载机联队,这是“福莱斯特”号当年的情形
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0 r  ]9 r) v, w. O! vCVN LX在大小上与“福莱斯特”级航母大体相当,最后的“福莱斯特”级是“独立”号,在1998年退役。“福莱斯特”级的飞行甲板尺寸接近“尼米兹”级,在水线高度的舰体长度比“福特”级短了17米,宽度窄了1.7米。CVN LX能搭载“福特”级的全功能舰载机联队,但出动率将有所降低。在兰德报告中,假设为“福特”级的一半,为80架次/日。这是与“福莱斯特”级的运作历史相符合的。但由于技术进步,CVN LX的弹药舱容量和生存力可与更大的“尼米兹”级相当,不过还是不及“福特”级。& H1 P' f) \. M
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CVN LX的飞行甲板设计可以得益于“福特”级的经验和新型系统,将比“福莱斯特”级更加合理、更加优化、更加有效。舰岛也将更小,便于增加停机位。
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CVN LX降低造价的主要途径是把反应堆从“福特”级的两个A1B降低到一个,但在机库上方增加4台来自“朱姆瓦尔特”级的35兆瓦燃气轮机发电系统,推进方式也改为全电推进。直接使用现有动力系统构件是为了降低成本。英国“伊丽莎白女王”级航母也在7万吨级,采用燃-柴混合电推,CVN LX则用核-燃混合电推,总功率20万马力级,最高航速28节左右,这是根据“福莱斯特”级的功率(28万马力,34节)和现有可用动力模块大体估算的。
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1 X  r6 R0 L. sCVN  LX采用全核动力将大大增加成本和重量,全常规动力(比如全燃)也是不现实的,系统复杂性、耗油、占地和布置都不可接受。核-燃电推既得益于核动力的持续航速和无限航程,又可用燃气轮机满足峰值动力要求,一体化电推更是现代舰用动力的大势所趋。
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但这样的动力系统和全舰设计需要很长时间才能完成设计,即使考虑到关键系统预订周期,CVN 81的建造也是赶不上了,最早也要从CVN 82开始。
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% X8 H4 j5 x3 FCV LX以“美国”号为基础,只能搭载F-35B和直升机, G% K+ y& A+ K% e6 B8 [

' D: ?, N* a6 y6 ^" s: y. Y& x# f40000吨级的CV LX以“美国”级为基础,这是取消了坞舱的两栖攻击舰,但用作中型航母,还要进一步加大弹药舱和燃油舱。比如说,在水线处船体加宽2.8米。这样加宽后,机库和飞行甲板都可相应加宽。CV LX可搭载25架F-35B战斗机,出动率在50-55架次/日左右。但这将不可能搭载需要弹射起飞、拦阻索降落的E-2C/D和EA-18G,因此,只可能搭载减功能舰载机联队。
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4 J. I0 h, g; b- ?1 V9 l, T5 j在出动时,减功能舰载机联队可以在威胁等级较低的地区运作,或者在高威胁地区得到陆基或者其他航母的预警机、电子战机的支援的情况下运作,但缺乏自身预警机和电子战机的CV LX不宜单独应对复杂危机或者高烈度战斗。
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由于动力系统的限制,CV LX的最高航速只有22节。由于搭载飞机数量的限制,假定特定战场对飞机数量的要求保持不变,那只有增加出动CV LX才能满足战斗需求,因此CV LX不可能对现有航母进行一对一替换。CV LX常规动力的燃油消耗也需要对舰队后勤补给重新考虑。
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& }" P+ `4 R% Q4 L5 y) {不过CV LX的建造和运作成本明显较低,如果中低威胁是未来战争主要形式,那CV LX还是效费比很高的。在高威胁环境里,即使与其他航母一同运作,也需要美国海军对战术和一般运作重新考虑,毕竟CV LX太离经叛道了。. D1 z0 A; R3 w+ b8 @( Y8 o

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CV EX将在意大利“加富尔”号的级别
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* l% ]0 A* H' A& b  t, H1 w, D9 rCV EX更加离经叛道。这是2万吨级的轻型航母,只能搭载6-10架F-35B,出动率在15-20架次/日左右。意大利的“加富尔”级是最接近的例子,但美国海军自己设计的话,几乎肯定要加大尺寸和吨位才能满足生存力、适航性和其他要求。
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CV EX具有CV LX的一切局限,而且更加严重,只能应对低威胁环境,或者与传统超级航母一同运作。最大的好处是可以增加航母数量、分散部署,特别适合“存在就是胜利”的情况,但在独立战斗力方面与传统超级航母相比较已经失去意义了。
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        “福特”级        CVN 8X        CVN LX        CV LX        CV EX
4 r: O- c' f  y% H3 k( P1 y% n& y9 v长度(英尺)        1090        1090        1040        850        800
  i7 ?/ ?6 y, _& L2 a- ~: D3 ^标准排水量(吨)        10万        10万        7万        4万        2万
' K3 R! y, [0 W  F飞行甲板(英尺)        1100x250        1100x250        1070x250        820x120        720x110
* u8 S9 L9 Z0 O: q2 f5 e+ k+ e# j& F最大速度(节)        30+        30+        28        22        28# f* m9 w6 n. p* ?& z
搭载飞机数量        80        80        70-80        25-35        10
' o  n$ b4 B5 D/ U# f9 a& E, T出动率(架次/日)        160        140-160        80        50-55        15-209 T1 w$ A+ s) z, T0 S' ]4 ^) V
使用寿命(年)        50(有RCOH)        40(有EOH)        50(有RCOH)        35-40        30-356 K6 q/ J/ ]- K
4个选项与“福特”级的比较
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兰德报告在评估4个选项时,做了一些有意思的假定:
. {7 L- x5 u& ?/ X9 O. n1、        现有超级航母将一直使用到寿命到期。换句话说,一直使用到21世纪中叶之后" ~  q6 \) Q( Q
2、        “肯尼迪”号和“企业”号如期建成- c' W* `0 A' R
3、        以战时高烈度作战作为评估基础,而不是和平时代的显示实力和低烈度危机的应对
% h* E( [! `) [  q4、        现有军事态势评估(简称DPS)对整个报告周期(2045年前)有效,换句话说,基本军事态势没有突发变化# ?' }- Q' \6 G$ s
5、        联合作战的其他成员(空军、陆军、陆战队)的战略、部署、数量不变0 ~. {& S$ L1 g3 [) z4 a+ Y% m
6、        尽管非国家敌人和非对称威胁必须重视,设计基点还是敌国的军事力量0 R; S- W0 U  K" e' o
7、        国家之间相对实力和国家战略不变3 t% Y6 n; {0 U1 O3 s# @

) }  E5 ^. o" o! l2 f& u+ x! Z" U这些假定本身就是巨大的话题,尤其是后几个涉及未来几十年世界大势走向的假定。但系统比较不能一锅煮,总是要有一个可比基准的。兰德的假定不完美,尤其是假定“国家之间相对实力”不变。按照中国的发展速度,很难说这一点成立。国家之间的相对实力变化了,国家战略必须相应变化。但报告留了一个小尾巴,在脚注中提到,实际使用的DPS有更详细的说明,公开版里只使用了泛泛而谈。或许这是公开版最后没有提出明确建议的原因。兰德报告传统上总是在最后要提出明确建议的,咨询报告分析了半天,没有明确建议,这算什么咨询报告呢?在未来航母这个问题上,或许某种建议还是有的,只是不便公开说而已。/ F! w0 j/ H% H) [

# H0 {7 @+ D; _7 r兰德报告中,首先比较了出动率。“福特”级把出动率作为核心指标,在部署时间为30天时,要求达到160架次/日的常长期持续出动率。时间缩短到4天时,每24小时内可以有一段时间达到270架次/日的峰值出动率。这个设计指标是以75架舰载机为基准的,每次出动假定为75分钟。出动率不光指弹射起飞,也包括拦阻索降落和相关的甲板作业。
. ~: ]  z7 o$ L1 X( ^% K+ h+ k' \$ Z1 A; h5 C+ P
“尼米兹”级在设计时,没有规定特定的出动率指标,反正越高越好。在90年,美国海军进行了一系列演习,特意测试“尼米兹”级在各种情况下可以达到的最大出动率,最后测定为120架次/日的持续出动率。4 \- ?! {7 k' e. N3 X( I2 O1 `) _8 q- J
6 `4 k! z9 `, s4 J5 J, N5 K
“福特”级的高出动率是根据“沙漠风暴”的经验提出的,用以在最短时间里达到最大的打击效果。但在实战中,适合高出动率的距离近、目标密集的场合很少。即使在“沙漠风暴”中,实际出动率也从未达到过120架次/日。应该指出的是,这是任务需要的实际要求出动率,而不是受到弹射系统和飞行甲板限制的实际可达出动率。最接近120架次/日的“罗斯福”号部署在波斯湾内,离目标只有咫尺之遥,75分钟的出动时间正好。4 W, J: [* G3 _

" f( ]$ k' C; j; Z% b* r  y7 a        CV 41        CV 60        CV 61        CV 66        CV 67        CV 71
0 K$ p& ~- ^5 ^总出动数量        3019        2374        3329        2672        2574        4149( X) W( j- M  C1 B8 V
搭载飞机数量        56        72        62        73        78        787 ]& `. q- Q9 e; b% q2 i7 ?
作战天数        34        33        38        31        31        39- K- R9 V3 j. @! C9 G2 x# q2 e
平均出动率        88.8        71.9        87.6        86.2        83.0        106.4
& `. O/ J5 [, O, ^  j0 Z6 ~- q1 T6 I9 R“沙漠风暴”期间各航母上飞机出动率5 T- i6 \2 ?' F) G
CV 41:“中途岛”号, t# I8 ~& [% ~2 _3 D  c- A- |
CV 60:“萨拉托加”号
9 G  q/ N8 B& K9 MCV 61:“突击队员”号
% a$ e% T3 C# p( h- p2 ]5 RCV 66:“美国”号7 t. v  p& n& c5 i
CV 67:“肯尼迪”号
9 E& E: f" O' Z1 {1 P( T# ZCV 71:“罗斯福”号; i; H# v! C$ l6 \0 }+ e
$ n, _% I, a! |( G: F% `
在端掉萨达姆的入侵伊拉克作战中,5艘航母在30天内总共出动8945架次。直接平均是误导的,不是所有5艘航母都在所有时候均匀出动。但至少说明,这一场实战中,出动率也要求不高。另一方面,地面突进的美军部队要求飞机在头顶长时间盘旋,随时准备提供空中支援,这提高了出击时间的要求,但对出动率的压力反而降低了。. \; `( r8 g, u( Z
: U2 p. m5 t1 @+ r0 l* d
在更加接近高烈度战争的舰队演习中,CVN 65 “企业”号在2010年12月的极限测试演习中,在前36分钟里出动了31架飞机,一天里达到106架次的出动,这已经是最坏情况了。
* _7 \( }, u* U+ W3 B& l% ~+ J
* u, G- k8 W2 i' q! ]. ?" I* y在现代战场,对航母的威胁显著增加,航母与目标的距离越来越远。这要求飞机的单次出动时间大大延长。大载弹量、空中加油也使得每次出动的时间大大延长,出动间隔相应延长。这样,任务距离和飞行时间决定了持续出动率的上限,而不是弹射系统或者飞行甲板的设计。当然,在舰队防空情况下,敌人飞机和反舰导弹蜂拥而来,还是有必要达到高出动率的。小艇蜂拥攻击也是类似的情况。但在正常情况下,不会用航母去直接抵近攻坚,会首先从远距离上削弱对方的防空和对海攻击体系后,才靠前作战。这对陆基空中力量也是一样,也需要首先从远距离上“剥洋葱”,才谈得上大举出动轰炸。换句话说,最高要求的情况决定了航母必须与目标拉开距离,出动时间将大大超过75分钟,反而不要求高出动率。另一方面,这也不是出动时间加倍就导致出动率减半那么简单,还有飞机数量的问题。兰德报告指出,在研究的所有情况下,持续出动率高于80架次/日并无必要。过度设计当然就是浪费。
$ l( y$ o1 E- Z8 \
1 Z" q# y. L* u就4个选项而言,CVN 8X的出动率与“福特”级相当,高于“尼米兹”级。虽然超过实际需要,但考虑到系统设计和制造都是现成的,重新设计反而要重新投资,达不到降低造价的目的;重启老式的蒸弹也有重开已经关闭的生产线的问题,都得不偿失,还是保留现在的过度设计最合理。
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" P( j( y- ~* l9 l4 ?CVN LX的出动率与“中途岛”级相当,但这是低估的,实际上可能接近“尼米兹”级,够用了。但减少一台电弹对可靠性要求较高,不能出问题。3台电弹只有2台可用的话,就要大大降低出动率。另外,28节的航速对于无风天的海上降落是够用的,但要是出现动力系统故障或者战损,就可能严重影响回收能力。6 q  K9 q( Y/ V( E

. Q3 j: Y9 H3 J: f; |+ o, [出动率降低的另一个问题是出击的灵活性。在舰队防空任务吃紧的时候,可能所有战斗机都需要按照空战需要装弹,等待出击。任务出现变化,需要临时改变装弹,需要的时间会较长。中途岛之战联合舰队就坏事在这上面。
$ q2 Y! r6 r+ J2 a& u( P( `" h6 o8 B4 S# l; B7 n( I# z
CV LX和CV EX都只能搭载STOVL战斗机。STOVL在垂直降落时,需要低速进入、转入悬停,然后才能降落。整个过程比较长。CV LX和CV EX都是直通甲板,难以同时起飞和回收。这些因素都显著降低了CV LX和CV EX的出动率。好在CV LX和CV EX的造价和运作成本较低,有可能通过多造、成组部署来弥补出动率的问题。1 A% |5 Q* l1 g! v# n

  ]- `& l& Y/ O6 w" K( d# e更重要的是预警机和电子战机的搭载问题。CVN 8X和CVN LX都没有问题,但无法搭载预警机和电子战机的CV LX和CV EX不可能单独在高威胁环境行动。在有些情况下,陆基预警机可以提供支援,但这不是总能保证的。至于电子战机,EA-18G是美国仅有的电子战机,美国空军已经没有专用的电子战机了。另一方面,网络信息共享和电子战吊舱可以在一定程度上弥补缺失,但有关技术有待研发,也偏离美国海军现有的训练和战术。
- }3 N' y/ R4 O1 K! X: C# n# W( D( f6 L5 m& ^5 J% F9 V' v1 k
在后勤支援方面,海上补给是易受打击的时刻,大舰需要的时间更长,少量大舰的目标集中,小舰正好相反。另一方面,大舰本身的弹药舱、燃油舱也大,补给间隙长;核动力大舰不需要为舰用动力加油,补给作业时间可能反而短。大舰还有维修设施齐全、宽敞的优点,维修作业也较少受到海况影响。但这些因素对于未来航母的选择都比较次要。% L0 v4 y4 g  I7 U( V6 o1 V' t

' [* {) ?; d8 U8 h5 R# R1 ?“福特”级对生存力特别重视,不仅结构上的抗打击力特别加强,还有冗余系统、速度的优势。CVN 8X也一样。CVN LX的吨位减小,本身的抗打击能力就要损失一些,还缺乏冗余系统。比如说,反应堆只有一个。CVN LX的生存力更加依赖主动防御,尤其是靠舰载机联队拦截住敌人的反舰武器。战时的占位、机动、更多战斗机留作舰队防空,这些都是较小的CVN LX提高生存力的措施。兰德报告在保密版本里有详细分析,但在公开版本只简单提了一下。. N2 ~" o8 y1 h' M- }
( F  O# {) I, _9 z% B7 L7 z) h/ r
综合比较下来,作为基准的“福特”级在出动率方面过度设计了,综合能力(包括抗打击能力)达到极致。CVN 8X可以有针对性地对远程、长航时任务进行优化,适当降低不必要的出动率,但继承“福特”级的其他优点。最大的好处是便于直接融合进现有舰队运作,所有操作规程、战术都不需要什么修改。
( s5 H( W! u* ]- h8 E8 B+ `3 A* \. \) k: p8 Q' u
CVN LX与现有舰队运作理念基本相容,尤其是能搭载预警机和电子战机,能达到实战需要的出动率水平,但生存力不如“福特”级和CVN 8X,需要重新考虑作战中的风险规避问题。
  @' Y. `0 }6 ?
' O2 V( q/ H* S/ b- ]单独使用的话,CV LX和CV EX只适宜在低威胁环境运作。在高威胁环境里,缺乏搭载预警机和电子战机使得CV LX和CV EX只能与传统超级航母或者陆基飞机配合运作。分散部署和增加前沿存在是有利的,但在很大程度上,CV LX只能补充传统超级航母,最多有限替代;CV EX基本上不可能替代传统超级航母,用数量换质量都不行。在运作上,CV LX和CV EX也与现有舰队运作理念相距甚远,需要全面重新考虑从战略、战术到训练、补给的全部方面。* L& @; W+ j8 ^* F7 Y+ |
8 |2 P9 l" }) g; P1 }% T
        CVN 8X        CVN LX        CV LX/ c) m4 N' W6 G* s  ]( g
出动率        与“福特”级相当,高于“尼米兹”级        至少与“中途岛”级相当,足够用于较长的出击        只能搭载STOVL战斗机,只用用于打击、舰队防空任务,只有在与其他作战平台一起使用才具有足够作战能力
2 m9 }  b: l4 |; e# v全功能舰载机联队        能支持所有联合作战要求        能支持预警机和电子战机        关键能力需要依赖外部支援
3 ]3 [' d  [$ z后勤支援要求        海上补给间隔较长        弹药舱和燃油舱较小,海上补给间隔要短一些        需要在分散的海区频繁进行海上补充弹药和燃油% g% r8 V2 F& z( r4 \
生存力        生存力很强        需要依赖舰载机联队的主动防御和护航舰队的屏护        依赖分散部署和数量来增加生存力# b. [8 w! B) D- _. p/ V
不同选择的作战影响
: T- {. c$ ^5 L7 K2 O
# u7 }1 t' r3 b! N0 j兰德报告以“福特”级和“美国”级为基准,对4个选项的造价做了估算。“福特”级用三号舰CVN 80“企业”号作为基准,因为首舰“福特”号的造价包含了很多一次性工程研发和建造工装工艺方面的开支。
& N/ I7 _0 m3 O2 m& O$ k' c$ W  J+ N7 }! x' G
CVN 8X是“福特”级的简化型,造价和全寿命费用的降低主要来自减少一台电弹和取消RCOH,但中期大修和升级(EOH)还是需要的。全新研发不需要换燃料的反应堆会是一笔很大的开支,但与“哥伦比亚”级核潜艇共享关键技术可以大大降低技术风险和研发难度,最后估计需要5亿美元。这是一次性的,打入首舰造价,后续舰就没有这个费用了。( a! N' b; R. p7 G( a

0 y7 W: e: ?* q. jCVN 8X与“福特”级相似度很高,通过前三艘的建造,供应链和工艺流程已经理顺了,可望降低160万人-小时的工作量。按照100美元/小时的平均人工费用计算,可以节约1.6亿美元。但取消RCOH带来的节约并不像想象的那样显著。“尼米兹”级的经验表明,换燃料通常只占RCOH费用的11%。加起来,在首舰之后,CVN 8X比“企业”号可望降价9.2亿/艘,但考虑到只有40年使用寿命,实际收效并不明显。
4 q# ^( b- l% P! c1 }. h- z5 @8 L: O9 n( T" _" a
不过继续使用两台“福特”级原装的A1B反应堆的话,那还是需要RCOH。来自工艺理顺和熟练增效的1.6亿美元还是存在,成本降低完全来自减少一台电弹,每艘只有1.6亿美元,还不如按照原设计继续建造,维持舰队的一致性。
2 b$ i$ f: b0 ]( }4 ^/ z
- D; B0 L' K$ L' F; _        “企业”号        CVN 8X
0 S1 x& w2 u1 s+ v+ @购置费用               
% ~6 s5 ~/ H- B+ A9 a; m$ _购置基线(2017年币值)        12900        12900
; Y! {9 c& b/ i# {- K第四艘舰的熟练增效        -        -1609 g* _& ^6 U& F, M# x) o3 _" i
减少一台电弹        -        -160
1 J" L" Q3 D5 I4 d; G& N小结        12900        125805 D, Y7 q+ L  `' i, B
一次性的工程研发费用               
, D& a3 D, i' b/ i+ n/ q9 r减少一台电弹        -        121 ~, }4 `( o& F- y0 k6 V& ~9 R
无RCOH核反应堆        -        500
  q* m+ H/ E1 S: i0 F其他(RCOH或EOH)        5560        4960
& [, `2 ?5 D) O1 }首舰总造价(含RCOH)        -        18052) g  M- g+ ^2 i1 p( k3 F% c* m
后续舰造价(含RCOH或EOH)        18460        17540
6 v3 y+ m# ]1 ?0 r1 O后续舰造价差额                -920
+ w$ `) F+ C$ s' r# ?CVN 8X与“福特”级三号舰“企业”造价比较(单位:百万美元)+ t* {" e5 y) s* \

+ s+ c% ]: k  i- `2 NCVN LX在吨位上相当于“福莱斯特”级,但“福莱斯特”级是50年代的设计,动力、弹药舱、升降机、电弹、飞行甲板、舰岛设计统统要推倒重来。CVN LX会利用已经在“福特”级上验证的系统和设计,但毕竟是全新设计的航母。兰德与美国海军合作,估算出海军方面需要10亿美元用于基本设计,以确定舰体、飞行甲板、动力系统等。舰体建造工艺将需要2500万人-小时的设计工作量,动力安装需要2000万人-小时的设计工作量。这价值49亿美元的设计工作量需要尽快拨款,才能赶上建造周期。但即使马上拨款,也赶不上CVN 81的建造了。CVN 71“罗斯福”号计划在2034年退役,而CVN LX首舰最早也要在2040年代才能建成。但一次性工程设计完成后,后续舰的造价将显著降低,每艘达48.95亿美元,主要的节约来自吨位减小和减少一台反应堆。首舰造价总是有低估的可能,但所有主要系统都是现成的,没有突破性的新技术,技术风险不高。
4 m, Q0 w$ B/ a, U! }
7 h. K) d) K: D+ n1 S" _% I% U5 Y+ {值得注意的是,为了控制造价,没有考虑不换燃料的全新反应堆。如前所述,不换燃料只是把RCOH变成EOH,考虑到40年(而不是50年)使用寿命,综合效益并不显著。但全电推进免除了传统的大轴,也解放了动力系统的安排,带来可观的设计和安装上的便利,导致造价节约。4 U* b" [% D' d, f* g% }- h  n2 n. v
9 r+ Q2 ^5 ?6 r8 F5 |
        “企业”号        CVN LX9 t# r- J0 P. u4 F3 f& s9 |5 C
购置费用               
  e4 G2 y3 Y1 \  l2 F$ z. ~0 j$ a购置基线(2017年币值)        12900        12900, P( L, |( x9 o5 m( V
基于吨位的差额(减少25000吨)        -        -2370( P4 |1 x  ~8 N' l: Z( T$ l
减少一台反应堆        -        -1040
8 @0 P* d, Y) s. L增加燃-电混动        -        235+ X, o3 x! k1 T1 d5 h
其他动力系统简化        -        -1706 Q4 H* A# B: [) f
减少一台电弹        -        -160+ m9 A3 m$ `3 L. V1 g: S
小结        12900        9395
% g9 [0 p  |) Z5 }4 C一次性的工程研发费用                " ~8 C! N' d# G6 [$ y/ f3 W
全新航母设计        -        1000. h. T& |2 W8 w8 k
2500万人-小时船体建造工艺设计和2000万人-小时动力系统安装设计        -        3900' H  r6 k( H5 ]1 ]. C
其他(RCOH)        5560        4170
- P& R; {0 R0 K4 N2 z首舰总造价(含RCOH)        -        18465% r. M* l; H6 ^. Y. p
后续舰造价(含RCOH)        18460        13565
: m  A4 n5 S7 {: g后续舰造价差额                -4895
2 H5 P6 ]3 L* _" @- o$ t/ u2 R7 H& L8 WCVN LX与“福特”级三号舰“企业”造价比较(单位:百万美元)& o, r; H, j- u! X" P/ Y

4 w. F! L; K( D, o5 z  {CV LX将从“美国”级开始,这是40000吨的两栖攻击舰,但为航空作业优化,取消了坞舱。作为航母的话,还需要进一步优化,比如舰体在水线高度加宽8英尺,以增大机库和燃油舱。由于吨位小,常规动力,技术成熟,一次性工程设计的费用显著降低。但要保证相似的飞机数量,需要两艘CV LX才能代替一艘传统超级航母。如果走这条路线的话,美国海军需要把大量现有F-35C的订单改为F-35B,可能还需要另外投资研发填补预警机和电子战机的空缺,还要考虑额外的舰用燃油消耗和相应的海上补给需求。要发挥分散部署的好处的话,还要分别配备护航舰队。这些投资都没有计入。
) O' ^$ I  ^: W' _
- X/ ]9 U7 y  v* r0 Z* C        “企业”号        CV LX
: v, S+ v9 T0 b) i购置费用               
4 F. R! G0 t7 {2 D# u' [1 H购置基线(2017年币值)        12900        -
3 a# N' t0 E1 n0 q基于加大的“美国”号        -        4200# O2 f$ P0 p* [% G7 n
小结        12900        4200
; F4 h: ^" d4 g+ {& X0 Z, A一次性的工程研发费用                4 {/ U/ ~- F& T5 r
设计        -        464
" F9 a( b$ L: D- O  {) N. {2 C2 W, k其他(RCOH或者EOH)        5560        -( V% n4 S2 Y/ F% k! s
首舰总造价        -        4664
3 b2 R) b& Q- e$ E) x  j0 i后续舰造价*        18460        4200
; s2 r6 M3 e+ {1 @( O& r+ g4 Q两艘替换一艘现有超级航母                84006 q" K. ]' s$ j3 O  u- f7 v) P
后续舰造价差额                -10060* e# ^) p* K; f
*“企业”号含RCOH,CV LX无RCOH: Z" w. D2 i% |5 I
CV LX与“福特”级三号舰“企业”造价比较(单位:百万美元)
, b- G: x; t# I
1 s  R) p' p3 L3 `0 v; mCV EX在功能上与现有的超级航母的差别更大,已经无法用几艘等效为一艘超级航母了,无法直接比较,无法有意义地给出比“企业”号能节约多少,只能对造价进行估算。美国海军根本没有考虑过如何用小航母的问题,包括飞机、海上补给和支援、护航等,也难以可靠估算相应的投资。但就造价而言,CV EX的造价只有“企业”号(含RCOH)的1/7不到。" l1 B; s" b# {* z9 H
& n3 h6 G: ]8 f7 g0 u5 S
        “企业”号        CV EX
# x& y5 L2 u: K购置费用               
& q8 Z: f- N, p3 T: U% `购置基线(2017年币值)        12900        -$ D! ^+ p& ]$ P7 h8 j
基于加大的“美国”号        -        4200
  d2 @. `0 K5 x. c基于吨位的差额(减少20000吨)        -        -1700+ `; B2 I* v; p0 q8 x
小结        12900        2500
2 V: X( V3 Y; _4 n! c$ y一次性的工程研发费用               
4 z  w, h1 ^6 Z1 C' q+ V设计        -        15004 Q5 W+ |3 F. |/ G/ {
其他(RCOH或者EOH)        5560        -
. \5 `( D" f3 \" s  J7 E首舰总造价        -        4000
6 T- x# l8 V' a& q后续舰造价*        18460        2500( I- q5 `6 D4 m2 j4 o1 Y
*“企业”号含RCOH,CV EX无RCOH1 a% k4 ^9 u6 G; e! c# [
CV EX与“福特”级三号舰“企业”造价比较(单位:百万美元)
( z7 t5 x7 E! U* X4 k0 m/ u; q3 x8 s" G% Q4 ]" ?. R% `* `
单艘造价还不是特别有意义,从2023年看到2064年的全周期累计更有意义。这是以CVN LX的40年使用周期考虑的,2023年是CVN 81的订购/拨款时间。- |# a  ?) |' p- [: ~" \* e2 d
; W# |+ I9 o0 I' Z0 x2 r
按照美国海军30年造舰计划,在2035年前后航母总数降低到10艘。继续建造 “福特”级是基线选项,基本造价(9艘,127.4亿/艘,计入第4艘的熟练增效,以后不再降低)加RCOH(2艘,25年为期,55.6亿/艘)合计1257亿美元。换成CVN 8X的话,基本造价(9艘,125.8亿美元/艘)加EOH(3艘,20年为期,49.6亿/艘)加一次性设计研发(5.12亿美元)合计1279亿美元,甚至比继续建造“福特”级还高一点。CVN LX的基本造价(9艘,94.2亿美元/艘,首舰103.6亿美元)加RCOH(2艘,25年为期,41.7亿美元/艘)加一次性设计研发(49亿美元)合计989.6亿美元,比全“福特”级方案降低267.4亿美元。
' R7 ^8 w1 X4 i% _3 M/ B* D# E7 g7 U  v. c9 T
航母总数是国会立法规定的,美国海军要降低到10艘需要国会批准。如果国会坚持维持11艘,那“福特”级基本造价(10艘)加RCOH(依然2艘)增加到1385.2亿美元。CVN 8X(依然3艘EOH)则增加到1409.8亿美元,还是比全“福特”级方案更高。CVN LX(依然2艘RCOH)也增加到1073.8亿美元,比全“福特”级方案节约311.4亿美元。
1 J3 _7 N7 O+ i& n8 l+ ^' b9 y' L% K
用CV LX代替11艘“福特”级的话,需要22艘(单价42亿美元,首舰46.8亿美元),有4.64亿的一次性设计研发开支,但没有RCOH的开支,合计943亿美元。" m- Y6 h* \( _3 ?& ?, r

  X" i9 ~' s. V5 R2 e& T任何开支节约都要以满足任务要求为前提,否则节约是没有意义的。“尼米兹”级和“福特”级将使用到至少2060年代中叶。不管4个选项中哪一个入选,都将与传统超级航母混合存在很长时间。但用新航母代替“福特”级的话,随着时间的推移,美国海军的航母力量就会逐渐由新航母主导,这对美国海军的运作理念和实力有深远影响。
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5 @7 @8 P' E! o* }/ A2 TCVN 8X与“福特”级的性能相差很小,需要的训练和战术的变化最小,本身可以自如应对从高到低各种烈度的冲突,但也基本上没有降低造价的效果。事实上,继续批量建造“福特”级的规模经济效应可能更好。$ U4 W- y% z3 u4 R7 Y% C# ~

7 D, ?9 G: U- e' I& z* XCVN LX能搭载全功能舰载机联队,可算“袖珍超级航母”,依然相对容易整合,而降低造价的效果比较显著。但弹药舱和燃油舱较小,可能需要更频密的海上补给。更大的问题是抗打击能力降低,影响高烈度战争中的生存力。这是必须权衡决定的问题。
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CV LX的运作理念相差较大,在高威胁环境下不宜单独部署,但与传统超级航母混合部署的话,依然可以发挥作用。问题是作为传统超级航母替代的话,到最终CV LX成为航母力量主体时,可能不堪担当重任。训练与战术也要显著变化,分散部署的话还需要额外的护航舰艇,需要另外研发适合CV-LX的新型预警和电子战能力,这些额外投资都没有包括在上述估算内。0 U  l& h, q% D$ z1 \: x! F

  i7 Q3 }# e8 G$ D3 }' k) HCV LX的另一个问题是航母设计、制造体系问题。超级航母的设计、制造一旦停止,要重新启动会兹事体大,投资不菲。超级航母(不管是“福特”级、CVN 8X还是CVN LX)与CV LX平行建造可以避免这个问题,但受到总数的限制,各自的建造间隔势必加长,造成单位建造成本提高,战斗力损失与造价降低未必对称。
6 w3 O! u* [9 @1 l8 H1 e$ U' {& _! J# t- n
CV EX的战斗力有限。即使得到传统超级航母或者陆基预警机和电子战机的支援,由于搭载飞机数量和出动率有限,除了最低烈度的冲突,还是作用有限,实际上不可能替代任何超级航母。这一选项事实上被否决了。$ Z) @) E& _' C& y# b% s7 m7 c
* h# Z8 [# h3 R2 O9 W( l# M
但兰德报告并没有明确建议CVN 8X、CVN LX还是CV LX作为“福特”级的低成本替代,或者建议继续建造“福特”级。9 ]  [7 h; M3 x6 l7 i( J
  ^/ P- @: |8 [* y- I( ?1 E
美国海军在向国会呈交兰德报告的时候,特意指出,所有4个选项都与现有训练和战术不符合,需要不同程度的调整。更重要的是,美国海军对航母的考虑是从最坏情况的高烈度战争出发的,任何降低战斗力的做法都会受到反对。国会方面也估计会对兰德报告不满,因为国会是从最可能实际遇到的和平时代海外干预出发的。把航母定位于战时决定国运的战争工具还是平时的实力外交工具,这是一个问题。, Q6 d& z4 z0 W1 j
# a# H" v. ~6 j# }
全超级航母是按照最坏情况的战时设定考虑的;某种超级航母与中小型航母(CV LX或者CV EX)的“高低搭配”则是按照最可能的平时设定考虑的,而超级航母与中小型航母的比例又反应了偏重战时还是平时的判断。要是航母的等效总数达到30艘、50艘,这个问题就好解决了:高低搭配。但只有10-11艘的话,只要有可能,美国海军很难选择任何形式的高低搭配。
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* w5 C& n$ s8 Q( g9 o7 E/ D: p5 }当然这个“只要有可能”主要指的就是军费,在军费压力下,至少CVN LX方案还是很有吸引力的:具有可观的降低造价效果,而作战能力下降不多,依然保持独立作战能力。代价是出动率只能达到门槛要求。更大的问题在于抗打击能力不如10万吨级的“福特”级。舰体本身的抗沉性受到吨位限制,舰载系统(尤其是动力)的冗余度不足使得一旦出现战损,作战能力可能急剧下降。* i5 {9 o! E5 D/ D8 j
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但这个“一旦出现战损”主要是针对高烈度对等对手才值得考虑的问题。换句话说,中国;在较小程度上,还有俄罗斯。伊朗、朝鲜这样的对手难以形成这样程度的威胁。美国海军未来航母的主要作战对象应该定位于中国,还是伊朗、朝鲜,这样的大战略问题超出了兰德报告的范围,至少不便公开表示倾向。或许正因为如此,兰德报告至少无法在公开版里提出明确的建议,这在兰德报告中是非常罕见的。: W# u6 p; |! a. n* p  U

* Y2 q2 }& ?$ A2 [5 y美国海军对未来航母的考虑不一定对中国海军有直接的指导作用,中国海军对航母定位更是没有什么可纠结的。航母对中国来说是保家卫国的战争工具,设计基点必然是高烈度战争。在很长时间里,中国航母将继续面临严峻的舰队防空作战环境,高出动率依然是必要的。长航时、远程打击的需求会有的,但在近期不会成为重点。中国航母的生存力也要求达到最高。只要有可能,中国版CVN LX都应该是过渡设计,以取得足够的经验。只有“福特”级这样的高出动率、高生存力设计才是中国海军所需要的。考虑到中国的航母使用刚刚起步,这可能还是一个较远的目标,但并不是不可能的目标。
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    发表于 2017-11-13 07:43:21 | 只看该作者
    “福莱斯特”号那张照片上是什么情况?飞机全在甲板上,看起来既无法弹射也无法回收,就是为了晒太阳吗?

    点评

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      发表于 2017-11-13 08:26

    该用户从未签到

    板凳
     楼主| 发表于 2017-11-13 07:45:23 | 只看该作者
    天狼星 发表于 2017-11-12 17:437 l. P4 L6 m: f, y7 Q
    “福莱斯特”号那张照片上是什么情况?飞机全在甲板上,看起来既无法弹射也无法回收,就是为了晒太阳吗? ...
    8 Z, p: t6 G+ Q  y; T# Q% q
    要么把机库空出来集中维修一批飞机,要么特意摆给人看的。在访问外国港口的时候,有时会这样做。
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    慵懒
    7 小时前
  • 签到天数: 3489 天

    [LV.Master]无

    地板
    发表于 2017-11-13 08:20:22 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2017-11-13 07:45
    + Q3 P; m( c# Q$ L& L要么把机库空出来集中维修一批飞机,要么特意摆给人看的。在访问外国港口的时候,有时会这样做。 ...
    ' L; \: _, M9 f- |% o
    不过美军航母的飞机大部分都是停在甲板上的,只有需要维修保养或者是恶劣天气的时候才会收回机库,而且在80年代的舰载机联队的编制下,机库也是装不下所有的飞机的~现在的舰载机联队编制已经比80年代高峰时期小了20多架飞机了~

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      发表于 2017-11-13 08:26

    该用户从未签到

    5#
     楼主| 发表于 2017-11-13 08:33:44 | 只看该作者
    北京阿新 发表于 2017-11-12 18:204 Z4 n' X7 @: P
    不过美军航母的飞机大部分都是停在甲板上的,只有需要维修保养或者是恶劣天气的时候才会收回机库,而且在 ...

    8 _, a8 X8 v  _( K; \$ H! ^差不多一半对一半吧。都放在甲板上,影响出动。

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