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企業號航空母艦

(美國福特級航空母艦3號艦(CVN-80))

鎖定
企業號航空母艦,是美國在建的一艘航空母艦,是美國海軍福特級航空母艦第三艘,2012年12月1日,CVN-65企業號航空母艦(USS Enterprise )停役當天,美國海軍正式宣佈命名第三艘福特級航空母艦為CVN-80企業號(USS Enterprise )。 [1-2]  [4] 
中文名
企業號航空母艦
外文名
USS Enterprise
前型/級
尼米茲級航空母艦 [3] 
服役時間
預計2025年
建造單位
紐波特紐斯造船及船塢公司
艦    級
福特級航空母艦 [3] 
艦    型
核動力航空母艦
所屬國家
美國

企業號航空母艦研製背景

游泳冠軍萊德基和體操冠軍拜爾斯在鋼板上簽名 游泳冠軍萊德基和體操冠軍拜爾斯在鋼板上簽名
2012年12月1日,在美國弗吉尼亞州諾福克海軍基地中,格林納特上將告訴與會人員,由於海軍部長雷·馬伯斯當時正在中國進行訪問而無法親臨典禮,因此只能通過電視屏幕轉達部長的口信。電視屏幕中,馬伯斯部長宣稱第三艘福特級新一代核動力航空母艦CVN-80的艦名,將被命名為“企業”號,成為美國海軍第九艘以此命名的艦艇。 [1] 
2017年2月1日,紐波特紐斯造船廠(NNS)獲得一份2500萬美元的預先計劃修改合同,以支持企業號(CVN-80)的初步結構部件製造,它是福特級航母的三號艦。這個合同包含在車間開始製造結構部件、子部件和預組件,以支持企業號2018年3月的正式開工,這是福特級航母建造的重要一步。
2016年5月23日,企業號(CVN-80)獲得第一筆價值1.52億美元的合同,包括工程、設計、規劃和長期材料採購,建成後的企業號(CVN-80)將替換尼米茲級的二號艦艾森豪威爾號(CVN-69)。 [3] 
2017年8月24日下午,亨廷頓·英格爾斯工業公司(HII)在紐波特紐斯造船廠舉行“福特”級航空母艦3號艦“企業”號(CVN-80)首塊35噸重的鋼板切割儀式,里約奧運會女子游泳冠軍萊德基和女子體操冠軍西蒙·拜爾斯在鋼板上籤下了自己的名字,標誌着該航母已開工建造。 [2] 

企業號航空母艦技術特點

企業號航空母艦設計特點

自動化
福特級是美國第一種利用計算機輔助工具(CAD)設計的航空母艦,應用了虛擬影像技術,在設計過程就能精確模擬每一個設計細節,並且預先解決相關的佈局問題,對各部件實際製造的掌握精確度也大幅提高,此外也容許多組團隊在同一時間分別進行設計開發,節約時間。乍看之下,福特級的佈局似乎與尼米茲級大致相似,不過實際上仍做了相當多的改良。飛行甲板佈局方面,如同前述,CVN-21在規劃之初曾出現全新的構型,例如一個將降落區、起飛區分於艦身兩側的大膽構想;不過考量成本與風險後, 福特級仍以現役美國航空母艦的配置為基礎進行改良。
由於航空母艦與艦載機隊的相關運作大幅改進,加上艦內的設備全面網絡化與電腦化,福特級的整體自動化程度較尼米茲級大為增加,有效降低人力需求,故航空母艦操作人員將從尼米茲級的3190人減至2000人左右;減少的約1200名人力中,維持航空母艦本身運作的人員佔了800名,其餘400名是支援艦載機隊的相關人員。此外,美國航空母艦新一代艦載機隊機型種類也比以往降低許多, 故艦載機聯隊的人員編制也可能獲得相當程度的縮減。由於人員減少,福特級的平均起居水平也有所增加,不僅每個人的空間更有隱私性,每一間住艙都有廁所。
彈射器
與現役美軍航空母艦相同,福特級同樣擁有四具彈射器,兩具位於艦艏,另外兩具位於斜角甲板;只不過一向被美國航空母艦採用的蒸汽彈射器, 在福特級上將被新Electromagnetic Aircraft Launch System研發的電磁彈射器(Electromagnetic Aircraft Launch System,EMALS)取代。傳統蒸汽彈射器是將由反應爐製造的大量高壓蒸汽儲存於汽缸中,使用時用蒸汽推動牽引飛機的彈射梭,以270km的時速將飛機彈射升空;可想而知,蒸汽輸送時將產生多少損耗,儲存高壓蒸汽的汽缸或者輸送蒸汽的管線亦需頗大的空間,高壓彈射系統中的活塞、管路與筏門等零件承受的損耗也十分驚人。現有C-13-2彈射器最常出現故障的部位是調節蒸汽壓力的活門以及儲存蒸汽的汽缸(兩者都需要定期的預防性保養),此外彈射軌與牽引飛機鼻輪的梭車因高温摩擦而失火的情況也時有所聞。
美國海軍為福特級研發彈射器時,便不再走蒸汽彈射器的道路,而改發展革命性的EMALS。電磁彈射器的原理則是載流導線在磁場中受力,利用磁通量巨大的EMALS彈射F-35戰鬥機瞬間變化而產生的感應電磁斥力,將飛機彈射升空。電動馬達的基本原理是在定子(stator)上通以方向不斷改變的電流,利用電流改變造成的磁通量變化而產生磁場,進而使帶有磁性的“轉子”受力而產生運動。傳統馬達的定子採用環狀排列,使得轉子產生原地旋轉運動;而電磁彈射器則採用兩側式線性感應馬達(Double Sided Linear Induction Motor),定子分為兩側直線排列,充當彈射器的軌道,而轉子則在兩排定子之間進行直線運動,轉子上頭便連接了用於牽引飛機鼻輪的梭車(shuttle)。
着艦回收
除了彈射器外,福特級也將以先進飛機回收系統(AARS)來取代傳統式的攔阻索。傳統式攔阻索由攔截鋼纜與液壓緩衝Advanced Aircraft Recovery System機構成,以尼米茲級的MK-7 Mod3為例,能把一架降落速度130節(240km/hr)、重25噸的飛機在兩秒之內於100m之內截停,共吸收64.4MJ的能量;不過這也接近這類系統的性能極限。在以往,美國海軍艦載機的武裝以廉價無導引武器為主,如果在任務中沒有用完,降落前大可將其拋海以減少降落時的重量與風險;然而,現美國艦載機主要都配備精密昂貴的導引武器,如果沒有用完就必須攜回。因此,美國航空母艦上的攔截回收系統的能耐必須強化,才能有效攔住返航重量日益提高的艦載機。
甲板佈局
與尼米茲級相較,福特級在飛行甲板佈局方面最主要的改良,在於改進了油料與彈藥補給的動線。後期型尼米茲級擁有三具甲板彈藥升降機,分別位於前方彈射器中央、右舷兩座靠前方的飛機升降機之間,以及艦島旁邊;進行彈藥補給作業時,艦上人員必須先透過彈艙升降機,將武器從水線以下的彈藥庫(分置於數層艦底甲板)往上送至03甲板(即下甲板機庫的再下一層),然後借用位於03甲板的艦上餐廳餐廳空間,在餐桌上完成武器的組裝設定,接着透過輸送車將彈藥運至甲板彈藥升降機部位,才能送上飛行甲板
尼米茲級將甲板彈藥升降機設在飛行甲板中間是因為配合彈藥庫的位置,這使得在透過彈藥升降機將武器送上甲板時,所有的飛行起降作業都必須暫停。此外,武器送上甲板後,還需透過甲板運輸車個別地送到每一架需要掛彈的飛機位置;相似地,飛機的加油作業也是透過穿梭在甲板各處的加油車直接開到需要補給的飛機旁進行。總而言之,每次尼米茲級的機隊進行加油掛彈作業,總共需耗費2小時左右。

企業號航空母艦動力系統

動力方面,鑑於電力系統在分配管理上十分便利,福特級引進整合電力系統(IPS)的概念,儘可能地以電力的系統取代原先航空母艦上的蒸汽次系統,舉凡電磁彈射器、回收系統、升降機、烹飪、熱水供應、洗衣、暖氣等,而各式偵測、作戰、指管通情設施不消説自然也是電力在驅動,因此福特級的動力系統必須提供遠高於現役航空母艦的電力,並需配備更全面而完善的電力供應設施。反應堆部分,長年為美國海軍核能航空母艦提供反應堆的西屋(Westhouse)公司提出新的A5W反應堆方案,然而在1999年的競標中,西屋敗給了屬於美國政府、位於賓夕法尼亞州的貝蒂斯核子動力實驗室(Bettis Atomic Power Laboratory),因此福特級的反應堆便稱A1B(B代表貝蒂斯)。福特級將配備兩具A1B反應器。A1B反應堆,功率較尼米茲級增加25%以上,配備13500V輸配電系統,供電能力則高達20萬千瓦,幾乎是尼米茲級(6萬4000千瓦)的三倍,能充分供給EMALS所需的電力;也由於充裕的電力,福特級成為第一種所有機房都設有冷氣空調的艦艇,能增加操作人員的舒適性,並降低機房內設備的維修保養需求。此外,A1B的爐心將擁有50年的使用壽命,使福特級在大部分的役期中都無須為了更換爐心而回到船塢大動手術,增加了壽命週期內的服勤時間。除了新反應爐外,福特級也會使用全新的整體輪機系統以及配電系統,電力的整合、分配架構也將重新規劃,例如在全艦各處設置分區供電系統,並設置一個電腦控制配電系統,使電力的分配合理化。最初福特級甚至打算連推進系統 也採用電力推進,亦即以反應爐發出的電力驅動由電動馬達帶動的推進器(例如可轉式囊莢推進器),然而由於足供10萬噸級艦艇使用的電力推進系統 尚未發展成熟,因此前三艘福特級仍將以蒸汽渦輪直接驅動四軸螺旋槳推進,作為推進的功率將達到104MW(約280000 馬力),略高於尼米茲級。

企業號航空母艦艦電系統

福特級大量採用先進的偵測、電子戰系統以及C4I設備(包括CEC協同接戰能力),以符合美國海軍未來IT-21聯網作戰的要求,艦上的指揮管制中樞將是CommonC2System共同作戰指揮系統,能整合艦上一切指管通情與武器射控功能。艦上各型相控陣雷達、衞星通訊、資料傳輸鏈、電子戰系統與聯合精確進場暨降落系統的天線整合於艦橋結構內,或置於艦橋頂部的輕量化桅杆上。艦上的作戰與指管通情繫統將採用開放式的架構,大量使用民間商規組建,以利於服役生涯中的維護與升級作業;而艦上的整合通信系統則由Avaya公司提供。福特級的輕量化桅杆由複合材料製造,強度與鋼鐵相仿,但重量便顯著地降低。在規劃階段,福特級最主要的偵測系統,是與朱姆沃爾特級驅逐艦相同的雙頻雷達系統(Dual Band Radar,DBR),包括AN/SPY-3 I/J頻帶多功能雷達(Multi Fuction Radar,MFR),以及AN/SPY-4 S長程廣域搜索雷達(Volume Search Radar,VSR),兩者都是最先進的數位波形控制主動相控陣雷達。
不過在2010年6月,美國海軍宣佈DDG-1000取消VSR雷達,未來可能以更晚開發、增加反彈道導彈能力的AMDR相控陣雷達來取代,因此福特級也可能會以AMDR來取代DBR系統。以往美國航空母艦的艦島都擁有兩層艦橋,分別供艦長以及航空母艦戰鬥羣指揮官使用;而福特級的艦島僅設置一層寬廣的主艦橋,並在主艦橋靠近艦島左側的上方與下方,各設置一層小型艦橋,上方應為艦載機管制室,下方則用於監視飛行甲板運作。這種較為緊緻的空間配置,似乎是基於美國海軍長年累積的操作經驗,或者是降低雷達截面積等。自衞武裝方面, 根據模型的照片,第一批福特級的防衞武器包括MK-15 Block 1B密集陣近程防禦武器系統、RAM公羊短程防空導彈發射器、MK-29海麻雀防空導彈發射器(照明射控工作由SPY-3相控陣雷達負責)等,安裝於兩舷和艦尾外側的平台上;此外根據想象圖,福特級還打算艦尾左側的舷外平台上安裝MK-41垂直髮射系統,裝填海麻雀ESSM短程防空導彈,不過實際情況仍有待最後確認。未來福特級的武器系統可能會朝向電磁炮甚至直接能量的激光炮的方向發展,而福特級艦上極高的“電力化”程度將為這類高能武器的發展提供良好的先決條件。

企業號航空母艦性能數據

參考數據

艦長
385米
艦寬
78米(甲板)
45米(水線)
15米
乘員
船艦組員1,150人
飛行大隊680人
動力系統
續航力
食物可儲存68天份
航速
>35節
艦載武裝

導彈
5×RIM-162 ESSM
5×RIM-116 RAM
其他
標準86架各型飛機,365×78米的飛行甲板
參考資料