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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。2 p3 h% R. j+ X: [

! _- O+ [$ `" L' t' |2 m$ Q8 G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。! }8 A" E& T. B0 t+ {+ O" W* W
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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! Y$ H7 V8 F: A' [

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“福特”号航母是美国最新、最大的航母
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' m2 ^: d, L1 j1 V: j! \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
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: \+ n7 K! h/ O! }: f0 S! j“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。4 }& ]1 Z$ @0 A( f0 @1 T; M2 K

8 B5 k, ^( [  c% @9 T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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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。8 E' q1 |: s7 _0 ]

. _! G1 y! e% V4 {) V) e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。/ j! Z* z) O5 B
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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。; b6 h4 T: ?' F2 h( \$ \9 ~4 p

% `1 U% s+ O  p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。
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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”。0 A& a) H! g4 ?1 G4 H0 W9 f
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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。$ z3 z; `4 K& B+ Z% Y

; F6 g6 m( W; ^: X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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        2017        2020        2025        >2030
$ a3 Q# K  g8 c' c5 i$ X打击战斗机(F/A-XX,F-18,F-35)        44        44        40-44        36-44
& a5 H; Z! X4 g! }! j" h电子战机(EA-18G)        5        5-8        8        8
( b0 a9 R" e" h+ F预警机(E-2C,E-2D)        4-5        5        5        56 n; a! p: F$ E2 G# v
反潜直升机(MH-60R)        6(+2,全CSG)        6(+2,全CSG)        6(+2,全CSG)        6(+2,全CSG)
. p( f4 N) s5 ^+ N5 y% O) L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)+ m& J% D# M& c7 q
运输机(C-2,CMV-22)        2xC-2        2xC-2        3xCMV-22        3xCMV-22
( P# l# x! P/ Y, ?1 \4 \无人机(MQ-25)        无        无        待定        待定
6 a( O7 b- S+ c- n2 S+ c" X9 a现在与未来舰载机联队构成) N- _) F  X# U$ S  w4 Q

6 |' b  j- ~1 F5 U, e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。  N1 }3 k6 Z/ H8 ~1 j6 r, R

- t" e6 x+ I7 |7 e6 m, kF-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。5 \7 d+ T) l/ N  P( ]& i# h8 F

6 t+ s( N/ m& ~4 e' u2 m' @兰德报告考虑了4个选项:
8 N; r5 _0 W. j3 w1、        CVN 8X,10万吨级,核动力,具有CATOBAR能力
- l# [+ x  b8 G. p: K: o/ ^2、        CVN LX,7万吨级,核动力,具有CATOBAR能力
* W! @3 `& _! p5 g) `0 ~* {3、        CV LX,4万吨级,常规动力,只能起降STOVL飞机和直升机! k# t" s' n8 r" `4 u. V$ P
4、        CV EX,2万吨级,常规动力,只能起降STOVL飞机和直升机9 G8 }& H. z) G( I, k! Z8 I8 M7 I( _

  v7 g8 M( h6 U8 SCVN 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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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。& v0 I, t6 v* {2 w

+ G( t) P2 I% N2 tCVN 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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/ U8 ?: M# Y5 j7 r, VCVN 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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CVN 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。; ?! k3 I; u. H
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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。
( e5 [+ r+ }: y. b* ]! j
4 y. o0 H3 C" H8 }# R, b: I8 ICVN 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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CVN  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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# y) l2 [, V" D- [8 u! }/ UCV LX以“美国”号为基础,只能搭载F-35B和直升机
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40000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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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。
2 _2 M% ^/ L# r& c' H1 x" Q4 [! l& u
: N9 H3 \2 c8 w" p* Y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。; K5 M7 v$ Q1 B

0 x! F; w- H& E, L, \1 I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。
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CV EX将在意大利“加富尔”号的级别4 ?! r/ w+ ]7 k0 N; A0 m
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CV 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。6 [5 B% ~, R2 U

& L6 a7 @# I2 d5 T' ?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。. J/ C7 A# @  r. X( L+ W7 N, S, W

; i) ^4 w3 k& O4 C+ p        “福特”级        CVN 8X        CVN LX        CV LX        CV EX/ k. r& `( O' }+ W0 i, s6 ~  m9 W  o
长度(英尺)        1090        1090        1040        850        800
7 t3 f% P# [2 n1 `9 Y" ]; i# A标准排水量(吨)        10万        10万        7万        4万        2万1 l+ ~4 r3 S9 v" v. e) x3 {
飞行甲板(英尺)        1100x250        1100x250        1070x250        820x120        720x1103 {9 n7 N3 k# m: ~2 W
最大速度(节)        30+        30+        28        22        28
4 a2 h9 H' [) b7 d% i搭载飞机数量        80        80        70-80        25-35        10
# u3 e; y. P0 s+ ?出动率(架次/日)        160        140-160        80        50-55        15-20
7 h# K" `$ E+ i$ S! Q1 `使用寿命(年)        50(有RCOH)        40(有EOH)        50(有RCOH)        35-40        30-35, I" c# |# j4 n1 [, m$ g" [8 c' N
4个选项与“福特”级的比较. p$ W  f) Q/ s! ]! D

1 ~* J- h7 w7 M0 Y3 l. i兰德报告在评估4个选项时,做了一些有意思的假定:
3 j- b( `! e4 J+ k1、        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
. R/ o3 J, U# ?1 w5 J% J* ?2、        “肯尼迪”号和“企业”号如期建成
! L  J9 |- e* Y# U. c, Z: Y0 k& {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
8 T5 K0 K. A' S& ~7 E4、        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) Z/ d9 H8 e7 {- S9 E
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" m8 q4 k( @/ J9 g1 n
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4 _# j' x7 N/ h0 \+ S) k! S
7、        国家之间相对实力和国家战略不变
( C, A. L# R# |: g* j2 W4 D
5 _3 n. z5 X( i, }/ U$ m8 t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。
8 B- B8 C: L) u' @' t7 w5 c/ L
- l* I, h0 }6 |4 r1 q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。( m5 [0 {; P3 W  f* @

9 i1 E9 |" w( }- v8 ~“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。6 W4 m4 j# z+ e, @" ?, I

  |& L; h( R% H  g“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。
/ c, V. N5 j6 x+ d! Y7 K/ H9 F. I7 n) W4 U
        CV 41        CV 60        CV 61        CV 66        CV 67        CV 71
& D! r! e0 N- t1 b总出动数量        3019        2374        3329        2672        2574        41494 T  x0 p9 T* i% H" n
搭载飞机数量        56        72        62        73        78        78
: G4 Z4 i( e- H( P* f作战天数        34        33        38        31        31        39
9 _! Y, o$ M1 N0 g0 `1 p平均出动率        88.8        71.9        87.6        86.2        83.0        106.4
. F7 ]' d, c& L! ^' P- F0 |% `, T“沙漠风暴”期间各航母上飞机出动率; M% t( A, H) u! |, y" `
CV 41:“中途岛”号
+ h8 H/ e' G5 e+ u5 e  a, D7 q$ w4 YCV 60:“萨拉托加”号
$ d- [1 q1 B. m/ h7 A0 l7 M5 c9 @CV 61:“突击队员”号
* u0 {$ e9 N8 Z9 k$ g" F( yCV 66:“美国”号; v7 p$ X" u' d! W- ?, x1 `4 b
CV 67:“肯尼迪”号2 U) L) q- U+ k0 i+ S
CV 71:“罗斯福”号
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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。6 w! ^! g- b# X( f& @  @
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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。
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" p( @  h- o+ B& D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。
7 e3 ]) S: H! U( r, M1 m8 l" G4 h. }1 J
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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! _) U( i' }( @) e. a. H9 V1 ]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。1 p( i/ k% K2 i/ P/ ]6 l' ], r8 [
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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。& ?" T( }$ j; \6 ^

) k( {; x. I4 FCV 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。
* X; S, z$ c; h+ A0 X' R
+ h5 t5 D& b% h" N5 u5 ^# v. U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。
2 `$ e3 J2 {  X' R8 x1 C% W$ r# J+ c1 X5 t! r7 }
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。
: N/ N& U* N0 Q! G0 l9 o$ G; }
& x$ b/ B9 l/ R& i7 j“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。8 u  `% c+ k0 k- E
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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。/ M9 ~/ @0 Y' N" q. I8 L7 u: x

" ~) g6 @7 r  j6 JCVN 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。  E& L- z) j- k

& w+ U  t2 j4 `$ f/ [5 O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。, w/ V- b+ J  e

3 A' a, b( R. `4 |- D        CVN 8X        CVN LX        CV LX
4 E/ [4 N, C6 Y9 E1 F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' D4 G  C& a* G+ r" h' ^
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9 t+ k, ]# g. t) U  c. z5 |
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( R$ W- {- k* j3 T
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& Y4 X7 e, U3 k' d
不同选择的作战影响3 M3 y+ g0 H/ E  b

5 Y, S' [/ y. H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。- g& Q( e# N) g& A$ x
# C  ]+ f  S( g! b  S1 Z; z. ~
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。, ~) i6 s: N9 X5 V( C3 A3 T  _7 K/ P- _
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CVN 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。
) u6 x: C; T0 H8 ~" Y) @/ R& L. ?* X2 Q% @
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。9 b+ p) Z4 V9 H) i2 t; h

" V* m+ S2 [6 ~( c        “企业”号        CVN 8X
' x" Y! j9 }) t! c; n购置费用               
. @1 M9 }0 e$ m% Q; K) U购置基线(2017年币值)        12900        12900
4 f3 U7 ~* S" z' @- R% ^第四艘舰的熟练增效        -        -160
/ o. Q4 V5 X; T+ a  y! A减少一台电弹        -        -160/ R' i" U3 ]* @& G( y
小结        12900        12580
: S* A. i8 |4 z$ ~6 _一次性的工程研发费用                # O% p/ ]9 _+ s+ Y4 [5 Q
减少一台电弹        -        121 ^( X8 t# y3 N/ v7 x( \
无RCOH核反应堆        -        500
: A- A, B0 @8 P0 T其他(RCOH或EOH)        5560        4960& Z/ s6 v, \0 ^
首舰总造价(含RCOH)        -        18052
+ l5 f5 ]0 \- _- }; J/ N/ \后续舰造价(含RCOH或EOH)        18460        175407 T6 @6 ^0 G6 \! `
后续舰造价差额                -920
, E1 d5 u5 i1 _1 h' vCVN 8X与“福特”级三号舰“企业”造价比较(单位:百万美元)
5 V6 V& M( C- E2 l. C
. F8 I) P/ k+ R! V8 KCVN 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。0 y/ e* C  O: |" [

0 n( W. O( D$ H4 C* _& \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。
- Z+ W0 P4 \8 ~: ^2 w3 e0 \* n& \! b4 R* H" n; H  {7 ]7 v: \5 c/ C" `+ {
        “企业”号        CVN LX
8 |4 O+ r$ ?+ r购置费用                7 c% P0 ?( l# g6 L! i
购置基线(2017年币值)        12900        12900' {0 O; R8 L# k
基于吨位的差额(减少25000吨)        -        -2370
  _- U/ {$ h) y减少一台反应堆        -        -1040- _1 z1 b( o5 i
增加燃-电混动        -        2354 v5 I, |" G. v: `: Y! O
其他动力系统简化        -        -170
0 L: D- h+ T% r7 ^  [/ l减少一台电弹        -        -160
1 ?# V+ @5 {5 s8 j0 _小结        12900        9395
7 g9 j! U/ V9 O# b" v一次性的工程研发费用               
; r! h' W1 ~, {9 R+ p全新航母设计        -        1000
8 D3 r7 ~- L: j3 D2500万人-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
& M* B) I! J5 x: J其他(RCOH)        5560        4170
  F  p- _* x" F5 B* I首舰总造价(含RCOH)        -        18465  h" `; e# p: `" h, n0 T
后续舰造价(含RCOH)        18460        13565$ `4 G% P  A1 {9 ?
后续舰造价差额                -4895
! y& u6 K: v- v* T( \" fCVN LX与“福特”级三号舰“企业”造价比较(单位:百万美元)& u7 V! l: Y2 O3 x. W: ^. t8 \
7 i* H! d& g# i& L( z6 N
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。' e' w: Z  T0 W8 z" c; K1 y

. O0 F: t3 Z, H' Z        “企业”号        CV LX
; J* r  |" U& b) k购置费用               
; W2 |! m6 O  @" T' W: N8 A购置基线(2017年币值)        12900        -* s# `& m0 W' d
基于加大的“美国”号        -        4200
4 K; }2 k0 d+ ~. x9 ?- A小结        12900        4200( A/ U7 [+ n/ o& |6 }% K
一次性的工程研发费用                ! G( s5 o- S! o) q' p6 W, k
设计        -        464( R# M# z6 W( E9 o* K
其他(RCOH或者EOH)        5560        -
8 ^' |4 O! y1 c# Q" z6 C2 r首舰总造价        -        46644 W6 u0 F- V1 U4 m& ?" T! `
后续舰造价*        18460        42000 }% x( g, A' B$ m  x0 D
两艘替换一艘现有超级航母                8400- w; S8 {% M4 }1 `+ ]9 f1 _/ `- k
后续舰造价差额                -10060
: k2 L( p3 w! ?4 r4 i' R*“企业”号含RCOH,CV LX无RCOH
' z$ y5 _% P& z+ W# C2 E1 oCV LX与“福特”级三号舰“企业”造价比较(单位:百万美元)
( {. o' ]& s# X  X
0 P: A3 D( P2 U0 E9 Z" b% w' i9 @CV 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。" A' t: q5 F* G# k

+ b3 w1 P! Z3 u. ~6 K. V( M        “企业”号        CV EX9 l: Q( h/ P7 z4 \$ S4 z
购置费用               
, X) `3 H- |8 H) C9 h0 P购置基线(2017年币值)        12900        -; _' M$ [' F! \
基于加大的“美国”号        -        4200
2 b0 s. Y' F6 g' a0 ]基于吨位的差额(减少20000吨)        -        -1700& @" a; `( X( s( `. z$ i  Y
小结        12900        25000 C, r  @1 G* s# A3 s
一次性的工程研发费用               
8 v3 _0 N( d5 Y设计        -        15006 r  R- C; W! W: f* X
其他(RCOH或者EOH)        5560        -) I7 L) v# i. K4 X9 S. n) d) i
首舰总造价        -        4000
: T3 u  F2 z' @. X/ B后续舰造价*        18460        2500
" X: |% G9 Y6 v0 w5 k*“企业”号含RCOH,CV EX无RCOH
2 G; ^. W% d" \* n, CCV EX与“福特”级三号舰“企业”造价比较(单位:百万美元)$ o) G* C  t8 }' N
! X' z  I! O4 y- r, E9 V- W- D
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。
/ w$ V( s, I; H5 D) y/ A, |% d- n8 Z& D. y6 M. m
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。
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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。$ i+ ?7 `4 D3 Q
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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。3 a6 E, }& R1 ?. y
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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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CVN 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。
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CVN 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。. X1 e% h& I( ]! J8 j" Z  Q
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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。
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CV 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。( I5 h2 {6 H/ S2 F" u" N
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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。
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- y6 d6 h- i1 O" O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。6 y1 w% s: I/ L, A$ t/ n( h0 X5 x3 o
$ Q: \- A. q& F0 e+ K. j
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。
  R# v0 @: b' b1 p$ @3 a
) r$ p  I9 N1 {* A; B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。3 s0 I6 y! @- u

: ?1 R0 T6 {$ v9 b( \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。
7 _! H1 C! @. x6 v4 y( ?3 x) V$ i
8 _: `$ u# J* w* g. g: d3 q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。
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2 ?- L2 l5 l6 A5 H9 v9 _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。6 T. _4 C0 T2 B5 P8 c

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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?

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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 17:43( i0 v9 M6 [8 }: i; 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? ...

    ' ^: {3 A8 l- k) \3 ]2 p; }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。
  • TA的每日心情
    慵懒
    17 小时前
  • 签到天数: 3493 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
    1 f; T, Q- Y; R0 w- [0 p7 |& g, B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。 ...

    1 F  \0 Q0 C+ @- f' i& W+ \" J1 e# b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

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    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 18:20
    % f8 d) l$ v. }+ u1 F5 k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 ...

    4 s2 F$ p/ o- l0 p& N& ~2 J差不多一半对一半吧。都放在甲板上,影响出动。

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