跃入未来
在美国会计商会于2013年78月发布有关新一代杰拉尔德·R·福特(CVN XNUMX)的主要航空母舰建造计划状态的报告后,国内外报道中出现了许多文章,其中对航空母舰的建造给予了极为负面的评价。 其中一些文章夸大了船舶建造中实际问题的重要性,并以一种单方面的方式介绍了信息。 让我们尝试找出建造美国最新型航母的计划的实际状态 舰队 以及它的前景如何。
通往新型航空运输商的漫长而昂贵的道路
Gerald R. Ford的建筑合同于10年2008月13日授予。 该船于2009年9月2013日在亨廷顿英格尔斯工业(HII)公司的纽波特纽斯造船厂(NNS)船厂被放下,这是美国唯一建造核动力航母的船厂。 航母的洗礼仪式于XNUMX年XNUMX月XNUMX日举行。
在2008年合同签订时,杰拉尔德·R·福特的建筑成本估计为10,5亿美元,但随后增长了约22%,如今已达12,8亿美元,其中包括3,3亿美元的一次性成本。设计整个新一代航空母舰系列的成本。 根据国会预算办公室的数据,这个数字不包括下一代航空母舰的研发费用,后者的成本为4,7亿美元。
在2001-2007财政年度,分配了3,7亿美元用于创建储备金;在2008-2011财政年度,在分阶段融资的框架内,由于船舶价值的增加,在7,8-2014财政年度分配了2015亿美元,另外拨款1,3亿美元。
在建造杰拉尔德·R·福特期间,还存在一定的延误-原定于2015年XNUMX月将船移交给舰队。 延误的原因之一是分包商无法按时全额交付专门为航空母舰设计的冷冻水供应系统的截止阀。 另一个原因是在制造船舶甲板时使用了较薄的钢板以减轻重量并增加航空母舰的偏心高度,这对于增加船舶的现代化潜力并在将来安装附加设备是必需的。 这导致钢板在成品部分中频繁变形,这导致冗长且昂贵的变形消除工作。
迄今为止,航母计划于2016年10月移交给机队。 之后,将对船舶主要系统的集成进行状态测试约32个月,然后进行最终状态测试,其持续时间约为2016个月。 从2017年2017月到2019年XNUMX月,将在航空母舰上安装其他系统,并对已经安装的系统进行更改。 该船应在XNUMX年XNUMX月达到初始战斗准备状态,并在XNUMX年XNUMX月达到完全战斗准备状态。 美国海军航空母舰计划负责人托马斯·摩尔海军上将表示,从舰队移交给舰队到实现战斗准备之间的漫长时期对于新一代的主舰是自然而然的,尤其是像核航空母舰一样复杂。
建造航空母舰的成本上升已成为国会,其各种服务和新闻界对该计划提出尖锐批评的主要原因之一。 研发和造船成本目前估计为17,5亿美元,似乎是天文数字。 同时,我想指出一些应考虑的因素。
首先,在美国和其他国家,几乎所有新一代船舶的建造都与该计划的成本和时间的急剧增加有关。 例如,在美国建造San-Antonio级两栖攻击舰船,LCS级沿海战舰和Zumwalt级驱逐舰,英国的Daring级驱逐舰和Astute级核潜艇,22350护卫舰和无核计划。俄罗斯的677工程潜艇。
其次,由于引入了新技术(将在下文进行讨论),与尼米兹型航空母舰相比,海军希望将船舶的整个生命周期(LLC)成本降低约16%-从32亿美元降至27亿美元(2004年金融价格)。的一年)。 舰船的使用寿命为50年,建造新一代航空母舰的计划成本不再是天文数字,而是长达十年半的时间。
第三,这17,5亿美元中几乎有一半来自研发和一次性设计成本,这意味着生产航母的成本(按不变价格计算)要低得多。 将来在某些Nimitz级航空母舰上升级时,可能会在Gerald R. Ford上实施的某些技术,尤其是新一代空气避雷器上。 假设建造连续航空母舰还将避免在Gerald R.Ford建造过程中出现的许多问题,包括分包商和NNS造船厂本身的工作中断,这也将对建造时间和成本产生有利影响。 最后,在长达17,5年的时间里,3亿美元仅占2014财年预算美国军费总支出的不到XNUMX%。
有远见的眼光
在大约40年的时间里,根据一个项目建造了美国核航空母舰(尼米兹号于1968年被放下,其最后一艘姊妹舰乔治·布什总统号于2009年移交给海军)。 自然地,对Nimitz级航空母舰项目进行了更改,但该项目没有进行任何根本性的更改,这引发了创建新一代航空母舰和引入大量新技术的问题,这些新技术是XNUMX世纪美国海军航空母舰部件有效运行所必需的。
乍看之下,杰拉尔德·R·福特与其前任之间的外部差异似乎并不重要。 面积较小,但较高的“岛”向船尾移近40米,向右舷移近一点。 该船配备了三架飞机升降机,而不是Nimitz型航母上的四架。 驾驶舱面积增加了4,4%。 飞行甲板的布局涉及优化弹药,飞机和货物的移动,以及简化飞行中飞机的维护,这将直接在驾驶舱上进行。
杰拉尔德·R·福特航空母舰项目包括13项关键的新技术。 最初,计划在建造最后一批Nimitz型航空母舰和新一代前两艘航空母舰的过程中逐步引入新技术,但在2002年,决定在Gerald R.Ford的建造中引入所有关键技术。 该决定是复杂化和造船成本显着上升的原因之一。 由于不愿重新安排Gerald R. Ford的建造计划,导致NNS在没有最终设计的情况下开始建造这艘船。
杰拉尔德·R·福特正在实施的技术必须实现两个关键目标: 航空 如上所述,并降低了生命周期成本。 与Nimitz级别的航空母舰相比,该计划是将每天的飞行次数增加25%(在120小时的飞行日中,从160架增加到12架)。 在与Gerald R. Ford合作的短时间内,福特计划在一天270小时内提供多达24架次飞行。 为了比较,1997年,在JTFEX 97-2演习中,航母Nimitz在最有利的条件下在四天内完成了771架次突击飞行(每天约193架次)。
新技术将使船员人数从约3300人减少到2500人,而空中机翼的大小也将从约2300人减少到1800人。 鉴于与机组人员相关的成本约为Nimitz型航空母舰生命周期成本的40%,因此很难高估这一因素的重要性。 计划将航母的运营周期从32个月增加到43个月,其中包括计划中的或当前的维修以及周转期。 计划像Nimitz级航空母舰那样,每12年而不是8年进行一次维修。
帐务分庭在6月的报告中对Gerald R. Ford计划进行的批评与该船的关键技术的技术准备水平(UTG)有关,即他们达到了UTG 7(在必要条件下可以进行测试)和UTG 8(准备就绪)的批评。到批量生产和常规操作),然后是UTG 9-7(确认分别在必要条件和实际条件下可以进行常规样品常规操作的可能性)。 许多关键技术的开发经历了严重的延迟。 海军不想推迟建造和转移舰队,海军决定在进行正在进行的测试的同时开始批量生产和安装关键系统,直到UTG XNUMX达成。正如账户商会报告中正确指出的那样,如果将来发现任何重大问题和不足,在船舶关键系统的操作中,这可能会导致长期而昂贵的变更,并且会降低船舶的作战潜力。
最近发布了《运营评估与测试(DOT&E)年度报告》 2013年年度报告,该报告还批评了杰拉尔德·福特(Gerald R. Ford)计划。 该计划的批评基于2013年XNUMX月的评估。
该报告指出,杰拉尔德·福特许多关键技术的“低或无法识别”的可靠性和可用性,包括弹射器,航空修整器,多功能雷达和飞机弹药升降机,这可能会对出动率产生负面影响,并需要进行额外的重新设计。 根据DOT&E,宣布的飞机出动强度(正常情况下每天160架,短时270架)是基于过于乐观的情况(能见度不受限制,天气良好,船舶系统运行无故障等),不太可能实现。 尽管如此,只有在船舶达到其初始战斗准备状态之前,在船舶的操作评估和测试期间,才有可能对此进行评估。
DOT&E报告指出,Gerald R. Ford计划的当前时间并不建议有足够的时间进行开发测试和故障排除。 强调了在运行评估和测试开始后进行大量开发测试的风险。
DOT&E报告还指出,杰拉尔德·福特(Gerald R. Ford)无法支持通过多个CDL通道进行数据传输,这可能会限制航空母舰与其他部队和手段互动的能力,船上的自卫系统将无法满足现有要求的高风险,以及没有足够的时间进行船员培训... 根据DOT&E的说法,所有这些都可能危害成功进行作战评估和测试以及实现初步战斗准备的危险。
海军少将托马斯·摩尔和海军及NNS的其他代表发表讲话,为该计划辩护,并表示相信,在将航母移交给舰队之前的两年内,所有现有问题都将得到解决。 海军官员也对该报告的其他发现提出了质疑,包括“过于乐观”的出动率。 应当指出的是,鉴于该部门(以及帐目厅)的工作细节以及在执行诸如建造新一代主航母这样的复杂计划中不可避免的困难,DOT&E报告中存在批评性言论是自然的。 DOT&E报告很少批评美国的军事计划。
雷达站
Gerald R. Ford部署的13个关键站点中的两个位于组合式DBR雷达上,包括雷神公司生产的AN / SPY-3 MFR X波段多功能有源相控阵(AFAR)雷达和AN S波段AFAR空中目标检测雷达/洛克希德·马丁公司制造的SPY-4 VSR。 DBR雷达计划始于1999年,当时海军与雷神公司签署了研发MFR雷达的研发合同。 杰拉尔德·R·福特计划在2015年安装DBR雷达。
迄今为止,MFR雷达位于UTG7。该雷达于2005年完成地面测试,并于2006年在SDTS遥控实验船上进行了测试。 2010年,完成了MFR和VSR原型的地面集成测试。 Gerald R. Ford的MFR试验计划于2014年进行。 此外,该雷达还将安装在祖姆沃尔特级驱逐舰上。
VSR雷达的情况有些糟糕:今天,该雷达位于UTG 6上。最初计划将VSR雷达作为ZBR雷达的一部分安装在Zumwalt级驱逐舰上。 该地面原型机于2006年安装在Wallops Island测试中心,原定于2009年投入量产,而驱逐舰上的雷达则将于2014年完成主要测试。 但是,开发和创建VSR的成本从202亿美元增加到484亿美元(+ 140%),2010年,出于节省成本的考虑,放弃了在Zumwalt级驱逐舰上安装此雷达。 这导致雷达的测试和定型工作几乎延迟了五年。 该地面原型机的测试计划于2014年完成,Gerald R. Ford的测试于2016年完成,UTG 7的实现则于2017年完成。
装备专家将AIM-120导弹系统挂在F / A-18E超级大黄蜂战斗机上。
电磁幕布和空气整理机
杰拉尔德·福特(Gerald R. Ford)上同样重要的技术是EMALS电磁弹射器和现代AAG电缆天线修整机。 这两种技术在增加每天的飞行次数以及减少乘务员规模方面发挥着关键作用。 与现有系统不同,可以根据飞机(AC)的质量来精确地调整EMALS和AAG的功率,从而可以同时发射轻型无人机和重型飞机。 因此,AAG和EMALS大大降低了飞机机身的负荷,这有助于延长使用寿命并降低飞机的运营成本。 与蒸汽弹射器相比,电磁弹射器轻得多,占用的空间小,效率高,有助于大大减少腐蚀,并且在维护期间所需的劳动更少。
EMALS和AAG正在与新泽西州McGwire-Dix-Lakehurst联合基地正在进行的测试同时安装在Gerald R. Ford中。 Aerofinishers AAG和EMALS电磁弹射器目前正在使用UTG6。尽管最初计划分别在7年和2014年达到这一水平,但计划分别在2015年和2011年进行地面测试后实现EMALS和AAGUTG 2012。 开发和创建AAG的成本从75万美元增长到168亿美元(增长125%),而EMALS的成本从318亿美元增长到743亿美元(增长134%)。
2014年2015月,AAG将在杰拉尔德·R·福特飞机降落的飞机上进行测试。 到600年,计划进行约XNUMX架飞机着陆。
简化地面原型EMALS的第一架飞机于18年2010月18日发射。 这是第23测试与评估中队的F / A-2011E超级大黄蜂。 测试地面原型EMALS的第一阶段于133年秋天结束,其中包括18次起飞。 除F / A-45E外,T-2C苍鹰教练机,C-2A灵狮运输机和E-18D先进鹰眼机载预警与控制飞机(AWACS)也与EMALS一起起飞。 2011年35月25日,有前途的第五代舰载战斗机F-2013C LightingII首次从EMALS起飞。 18年300月XNUMX日,EA-XNUMXG咆哮者电子战飞机首次从EMALS起飞,标志着第二阶段测试的开始,该阶段应包括约XNUMX次起飞。
EMALS的期望平均水平是两次重大故障之间的1250架飞机起降。 现在,这一数字约为240次发射。 根据DOT&E的说法,AAG的情况甚至更糟:在两次严重故障之间的平均预期降落次数为5000架,目前这一数字仅为20架。 问题仍然是海军和工业界是否能够在给定的时间内解决AAG和EMALS的可靠性问题。 与GAO和DOT&E不同,海军和工业界对此的立场非常乐观。
例如,C-13型蒸汽弹射器(系列0、1和2)尽管比电磁弹射器具有固有的缺点,但仍具有很高的可靠性。 因此,在1990年代,从美国航母的甲板上发射的800万架飞机只有30例严重故障,只有其中一种导致飞机失灵。 2011年3000月至99年112月,企业航母的机翼完成了约18项战斗任务,这是在阿富汗行动的一部分。 蒸汽弹射器成功发射的比例约为16%,在飞行的XNUMX天中,只有XNUMX天(XNUMX%)用于弹射器的维护。
其他关键技术
杰拉尔德·福特(Gerald R. Ford)的心脏是一个核电站(NPP),其中有两个由Bechtel Marine Propulsion Corporation(UTG 1)制造的A8B反应堆。 与尼米兹级核电站(具有两个A3,5W反应堆)相比,发电量将增加4倍,从而可以用电力系统取代液压系统并安装EMALS,AAG等系统,并有望开发高能定向武器系统。 Gerald R. Ford的电力系统与紧凑型Nimitz型船舶上的电力系统不同,操作中的人工成本较低,这导致船员人数减少以及船舶生命周期的成本降低。 福特应在2014年7月达到Gerald R.核电站的初步战斗准备。 没有发现有关该船核电站运行的投诉。 UTG 2004于XNUMX年实现。
Gerald R. Ford的其他关键技术包括用于运输航空弹药AWE-UTG 6的电梯(将于7年实现UTG 2014;该船计划在Nimitz类型的航空母舰上安装11部电梯,而不是9部电梯;使用线性电动机代替电缆会增加负载从5吨增加到11吨,并通过在船上安装水平闸门提高船舶的生存能力 军械库 地窖),与ESSMJUWL防空系统的MFR雷达控制协议兼容-UTG 6(计划在7年实现UTG 2014),使用GPS JPALS卫星全球定位系统的全天候着陆系统-UTG 6(应在不久的将来实现UTG 7),等离子电弧炉,用于处理废PAWDS,并在运输途中接收货物HURRS-UTG 7,反渗透海水淡化厂(比现有系统高25%的容量),以及用于船舱甲板的高强度低合金钢HSLA 115-UTG 8,用于舱壁和甲板高强度低合金钢HSLA 65-UTG 9。
主口径
杰拉尔德·R·福特计划的成功很大程度上取决于现代化计划能否成功实现舰载机翼的组成。 短期内(直到2030年代中期),乍一看,这方面的变化将减少,以F-18C代替“经典”大黄蜂F / A-35C / D,并出现目前正在UCLASS计划下开发的重型甲板无人机... 这两个优先计划将为美国海军提供今天所缺乏的东西:增加作战半径和隐身性。 计划购买海军和海军陆战队的F-35C战斗轰炸机将主要执行“战争的第一天”隐形攻击机的任务。 UCLASS无人机可能会采用隐身技术,虽然其宽度可能比F-35C更宽(虽然更小),但它将成为打击侦察平台,能够在战斗区域中长时间飞行。
根据目前的计划,美国海军F-35C的初步战斗准备工作计划于2018年35月进行,即晚于军方其他部门。 这是由于海军提出了更严格的要求-海军的战备F-3C只有在Block 35F版本准备就绪后才能被认可,与早期版本相比,Block 2F版本提供了更广泛的武器支持,这将首次适合空军和ILC。 此外,航空电子设备的功能将得到更全面的披露,特别是雷达将能够在合成孔径模式下完全运行,这对于例如在不利的天气条件下搜寻并击败小型地面目标是必不可少的。 F-XNUMXC不仅应成为“第一天”攻击机,还应成为“机队的耳目”-在广泛使用这种反进入/区域拒绝(AXNUMX / AD)手段作为现代防空系统的情况下,将能够深入到敌人控制的领空。
UCLASS计划的结果应该是在本世纪末创建能够进行长期飞行(主要用于侦察目的)的重型无人机。 此外,他们想委托他执行打击地面目标,加油机甚至可能是能够打击外部目标的空中目标的中程空空导弹运载工具的任务。
UCLASS也是海军的一项实验,只有获得了操作这种复杂飞机的经验,他们才能正确制定替换主战机F / A-18E / F超级大黄蜂的要求。 第六代战斗机将至少有人驾驶,也可能完全无人驾驶。
同样,在不久的将来,E-2C鹰眼舰载机也将被新的改进机型-E-2D Advanced Hawkeye取代。 E-2D将配备更高效的发动机,新雷达和更大的能力,以通过新的操作员工作站以及支持现代和未来的数据传输通道充当空中指挥所和以网络为中心的战场节点。
海军计划将F-35C,UCLASS和其他海军力量连接到一个信息网络中,并可能进行多边数据传输。 该概念被命名为海军综合火力控制空中打击(NIFC-CA)。 其成功实施的主要努力不集中在新飞机或新型武器的研发上,而集中在高性能的新型高度受保护的超视距数据传输通道上。 将来,空军很可能也将被纳入“空海作战”概念框架内的NIFC-CA中。 在通往NIFC-CA的途中,海军将面临各种各样的复杂技术挑战。
显然,新一代船舶的建造需要大量的时间和资源,而新的关键技术的开发和实施始终会带来巨大的风险。 美国实施新一代铅载航母建造计划的经验也应成为俄罗斯机队的经验来源。 美国海军在建造杰拉尔德·R·福特时面临的风险应尽可能地加以探索,希望将最大数量的新技术集中在一艘船上。 在建造过程中逐步引入新技术,以在将系统直接安装到船上之前实现较高的UTG似乎更为合理。 但是在这里,也必须考虑到风险,即在造船过程中需要最小化对项目的更改,并确保引入新技术的足够现代化潜力。
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