【装备发展】美海军“福特”号航母服役后的试验及维修

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葛宋

葛宋，动力工程与工程热物理专业博士，从事舰船科技情报研究五年多，擅长将情报研究与工程分析相结合，为实际工程问题提供解决方案。长期专注于航母领域研究，作为主要研究成员获得国防科技进步一等奖一项，参与编写该领域专著一部。

美国“福特”号航母2017年7月22日服役，开展了一年的试验后，于2018年7月14日返回船厂，接受为期一年的试航后维修。存在严重问题的动力系统、先进武器升降机、电磁弹射装置和先进阻拦装置是维修和升级改进的重点。“福特”号预计2019年7月离开船厂，开展下一轮海试。

一、试验总体进展

2017年7月28日，在服役6天后，“福特”号航母就开展了首次弹射阻拦作业。海军航空试验与鉴定中队VX-23的一架F/A-18F“超级大黄蜂”于当天下午3:10分开展了回收作业，舰载机钩住了先进阻拦装置的第二根阻拦索；着舰后经过1个多小时的休整，舰载机又利用电磁弹射装置弹射起飞。2017年11月下旬，在服役不到四个月后，“福特”号航母开展了首次夜间起降训练。

图1 “福特”号航母开展舰载机弹射试验

截至2018年7月返回纽波特纽斯船厂维修前，“福特”号航母共独立航行了8次，在海上航行81天，成功完成了固定翼舰载机和直升机的适配和兼容性测试、空中交通控制中心认证、JP-5燃料系统认证、白天和夜间航行时的补给能力演示验证、本舰防御系统演示验证、双波段雷达测试和推进装置操作等，并利用全新的电磁弹射装置和先进阻拦装置，成功完成了747次舰载机弹射和阻拦试验，远超过原定计划约400次的目标。“福特”号航母服役后的试验总体进展较为顺利。此外，在船厂维修期间，“福特”号还完成了“舰艇自防御系统”的首次实弹火力测试。

图2 试验中的“福特”号航母

二、试验中发现的问题

航母服役后的试验试航主要目的在于发现航母设计或设备存在的问题，并在航母部署前及时修正调整。“福特”号航母服役后的试验试航中发现了诸多问题，其中航空作业关键系统（包括电磁弹射装置、先进阻拦装置等）的可靠性问题将严重制约CVN 78航母的架次率。

（1）试验期间动力系统频繁发生严重故障

试验期间，“福特”号航母共独立航行了八次，其中有三次由于动力系统故障导致航母不得不提前返航。动力系统将是航母后续维修升级工作的重点之一。

2018年1月，“福特”号航母在海上航行时发生轴承故障，轴承出现过热情况，被迫返回港口维修。随后3月份海军发布的消息将该故障描述为“高于轴承温度设定值92华氏度”，并且“在确保设备不受损坏后，航母安全返回港口”。“福特”号航母的建造商亨廷顿•英格尔斯工业公司认定，此次故障的主要原因是“制造缺陷”，并非舰员“操作不当”。美海军海上系统司令部表示，轴承故障将在试航后维修阶段被彻底修复。此次事故也导致试航后维修阶段的开始时间由原定的4月份推迟到了2018年夏天，持续时间也由8个月延长到12个月。

2018年5月，“福特”号航母主动力系统再次发生故障。5月19日，“福特”号航母从诺福克启程开始新一轮海试，但随后其推进系统出现“机械故障”，被迫返航。美国海军称此次故障与上一次并无关联，此次机械故障导致核反应堆产生的蒸汽无法使重达30吨的螺旋桨全速旋转。

而在航母服役前，“福特”号航母的动力和电力系统就曾发生过多次故障。2017年4月，“福特”号航母的轴承就出现过故障。2016年6月，“福特”号航母的2号涡轮发电机在测试期间由于稳压器故障，发生了小型电气爆炸，碎片导致2个涡轮发电机受损。其中1号涡轮发电机得到原地修复；而2号涡轮发电机受损较重，被拆除了转子，在后续海试中没有再使用，完全修复需要到试航后维修期间才能完成。

2018年6月，美国政府问责署（GAO）对美国近十年来投资的多个造舰项目进行了审查，指出“进度慢、费用超、质量次”已成为美国造舰项目普遍存在的问题。“福特”号动力系统存在的问题是近年来美国造舰项目质量问题的一个缩影。

（2）先进武器升降机尚未全部交付

作为“福特”号航母关键新技术之一的先进武器升降器进度严重滞后。试验期间，舰上的11台先进武器升降机虽然已经安装，但由于船厂仍在开展相关研究工作，海军并未接收这些武器升降机。整个试验期间航母的武器升降机都未投入使用。直到2019年3月，海军才接收了第二部武器升降机。海军部长公开承诺所有武器升降机将在2019年夏天航母再次出海前完成交付。

图3 “福特”号航母的先进武器升降机

（3）电磁弹射装置和先进阻拦装置的可靠性仍存在严重问题

航母八次独立航行期间，有四次开展了航空作业，利用舰上全新的电磁弹射装置和先进阻拦装置，完成了747次F/A-18E/F舰载机的弹射和阻拦试验，远超过原定计划约400次的目标。对于电磁弹射装置和先进阻拦装置来说，这是一项很大的进展。但总的来看，电磁弹射装置和先进阻拦装置的可靠性仍存在很大不确定性，尤其是先进阻拦装置的问题突出。

一是舰上起降机型的限制。舰上弹射和阻拦的舰载机机型仍仅限于F/A-18E/F“超级大黄蜂”，而重量更大的E-2C“鹰眼”、E-2D“先进鹰眼”舰载固定翼预警机和C-2A“灰狗”舰载运输机仍无法在舰上起降。先进阻拦装置对于这些重型舰载机的阻拦试验仍处在陆上试验阶段，这些机型尚未形成可用的“飞机回收通告”（AircraftRecovery Bulletin，用于指导飞机回收参数设置等的指导性文件）。此外，舰上已安装的先进阻拦装置还需要根据陆上试验结果进行升级改造。这些都给“福特”号航母后续能否安全起降所有机型带来不确定性。

二是电磁弹射装置和先进阻拦装置等关键系统的可靠性。据2017年美国国防部试验鉴定局（DOTE）发布的“福特”号航母试验鉴定年度报告指出，截至2017年6月，电磁弹射装置的关键故障间平均周期（Mean Cycles Between Critical Failure, 可靠性的指标）估计为455次，而设计要求要达到4166次，按照此可靠性，电磁弹射装置仅有9%的概率完成为期四天的高强度出动（一天连续24小时飞行作业、持续四天），70%的概率完成一天的持续出动（一天12小时飞行作业，12小时停飞）。而据2018年的试验鉴定年度报告，“福特”号服役后的舰上实际试验，747次弹射中电磁弹射装置出现了10次关键故障，实际可靠性甚至比原估计值还要低不少，远远达不到设计要求。

先进阻拦装置的问题则更为严重。国防部试验鉴定局2017年的年度报告显示，截至2017年6月，先进阻拦装置的关键故障间平均周期数估计仅为19次，而设计要求要达到16500次。按照此可靠性，先进阻拦装置无法支持常规的作业。其完成四天高强度出动的概率低于0.001%，而完成一天持续飞行作业的概率低于0.2%。在一般的阻拦作业中，先进阻拦装置仅有53%的概率可完成连续12次回收作业及1%的概率成功完成连续84次回收作业。而据2018年的试验鉴定年度报告，“福特”号服役后的舰上实际试验中尝试了763次回收，先进阻拦装置同样出现了10次故障，实际可靠性比上一年的估计值有所提高，但仍远远达不到设计要求。电磁弹射装置和先进阻拦装置的可靠性短期内大幅提升的可能性不大，后续仍需持续不断的探索和改进。

图4“福特”号航母开展舰载机阻拦试验

三、试验后主要维修升级工作及费用情况

美国海军为“福特”号航母申请了6270万美元的试航后维修费用，维修工作重点及经费使用包括：1270万美元用于修复先进武器升降机“持续性的技术缺陷”；3000万美元用于修复主推进轴承的缺陷；2000万美元主要用于额外维修费用，包括试航后维修升级时间的延长、相关部件及劳动力等。由于维修费用的增长，“福特”号的最终采办费用超过了129亿美元的成本上限。

除了这些已确定的故障维修外，先进阻拦装置的陆上试验及相关的升级改造、电磁弹射装置和先进阻拦装置的可靠性提高等工作，将是“福特”号航母后续工作的重点。

（蓝海星：葛宋）

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