详解超级航母建造全程 - 下
温哥华的鱼官方账号【 舾装与海试 】
上篇写到“福特”号的下水。航母下水出坞是一个重要里程碑，但是和服役及具备作战能力还有很大的距离。首先得完成舾装，因为此时的“福特”号还是名副其实的“裸舰”，只有舰体和封装好的动力系统。
和航母作战能力相关的大部分设备、武器都是在舾装阶段在3号舾装码头上吊装上舰的，包括“福特”号的双波段雷达、作战指挥系统、通信系统、电磁弹射器、助降镜、照明系统、近防武器等，当然还有全舰内部的装修、消防、通风、水电、排污等等复杂的工作、生活设施。和舾装并行的是各个子系统的测试，直至全舰的系统集成测试。
截至2013年，“福特”号的造价已经达到128亿美元，比2008年的预算超支22%，另外还要再加上47亿美元的研发费用。高昂的代价让海军作战部长格林纳特上将发出警告，“福特”号原定于2016年服役的节点可能会被推迟2年，美国政府问责局的报告也指出因为即将触及预算封顶线，海军可能不得不接受未完工的新航母。
2015年6月5日，“福特”号首次在舰上试验了EMALS电磁弹射器，弹射载荷是重7.25吨红色滑车，模拟舰载机重量，2号弹射器进行的2次测试均获得成功。6月10日和6月12日，2号弹射器又分别进行了1次和11次测试，弹射了不同重量的滑车，期间弹射器发射过多次小故障。
6月16日，电磁弹射测试首次向新闻媒体开放，航母保荐人苏珊·福特也出席了活动，并亲自下达了弹射指令。这次测试的是1号弹射器，在进行了一次空载弹射后，红色滑车被挂上弹射滑块，“射手”按下弹射开关，但是滑车纹丝不动，弹射失败。
媒体下舰后弹射系统被修复，据说是部分电路故障，之后进行了2次成功的弹射，第1次弹射重量为6.8吨，速度140节，第2次弹射重量3.63吨，速度180节。
2015年9月23日，美国海军宣布“福特”号的舾装工程已经完成93%，但因为数星期的测试延误，交付日期将推迟到2016年5月。
> 2016年4月27日的状态
不过这个日期再次跳票，多个节点来临又逝去，“福特”号始终趴在3号舾装码头上。2016年7月CNN获得了一份五角大楼作战测试与评估总监的备忘录，指出“福特”号无法在当年11月达到战备状态，四大飞行系统的可靠性问题将进一步推迟它的服役日期，当时舾装已完成了98%，舰上97%的空间已经移交海军，测试完成了89%：电磁弹射系统在5月份完成测试，4部弹射器共弹射了242个载荷；6个双波段雷达阵面均已安装完毕并进行了全功率测试，跟踪过附近空域的空中目标。
航母的推进系统还在测试中，当年6月11日“福特”号进行了回转进程测试 - turn ship evolution，自2013年11月出坞后第一次离开码头，由拖轮推顶在詹姆斯河上转了个圈，验证了水上作业的安全性。
第二天，2号主发电机在测试中发生了小型电气爆炸并严重受损，7月份1号主发电机又发生了相似但略轻微的故障，最终确认4台主发电机的变压器存在严重的设计和制造缺陷，使发电机无法全功率运转。在权衡了多种方案后决定就地维修1号主发电机，2号主发电机拆下转子，等服役后再进行彻底大修，维修工程预计耗资3700万美元。
在完成各系统测试之后、海试之前，“福特”号和它的全体舰员还必须取得一系列认证，包括导航、通信、操舰、居住性、动力、损管等各个系统。
> 2016年8月10日，“福特”号进行PALS精确进近与着舰测试，1架F-18E在152米距离内10次通场以验证相关子系统的功能和精度
2017年4月8日-14日，“福特”号第一次依靠自己的动力驶离汉普顿路，前往大西洋进行船厂海试 - builder's sea trial。这是由造舰方主导的海试，进行了应急转舵、高速回转、PALS战机精确降落（F-18E从舷侧通场）、AFFF泡沫喷淋、起锚/抛锚等在码头上无法进行的基础性测试，以验证航母的建造质量和航海能力。全程只携带了2架“海鹰”直升机，没有进行舰载机起降试验，海试结束后返回诺福克海军基地。
> 十万吨漂移 - 高速回转试验
5月24日“福特”号再次出海进行为期3天的接收海试 - acceptance trial，由海军检验与调查局团队考核航母是否达到合同设计指标、舰员是否具备海上运作能力，为正式服役奠定基础。
5月31日，纽波特纽斯造船厂将“福特”号交付给美国海军，其身份状态也从PCU服役前单位转为特殊现役 - special, in service，舰名改为USS“福特”号。
值得一提的是美国海军部“福特”级项目经理是一名华裔女性，出生在台北的王叶玲（音译 - Ye-Ling Wang），她是马里兰大学的化学工程本科、弗吉尼亚理工大学工程管理硕士，早在1987年就进入海军部工作，在负责研发和采购的助理海军副部长办公室担任航母和两栖攻击舰项目主任，曾任“尼米兹”级设计经理和海军舰上环境保护项目总监。在“福特”级项目中她主导了整个设计、建造、测试和交付工作，总采购金额达到130亿美元。
截止2017年6月，“福特”号上的创新系统都显示出恐怖的低可靠性，电磁弹射器平均每455次弹射发生一次严重故障，故障率比海军的要求高出9倍，只有70%的可能性在不发生主要系统故障的情况下完成一天的持续作战任务。电磁阻拦系统情况更糟，每阻拦降落20架飞机就会产生问题，而海军的目标是连续降落16500架次无故障。正常情况下一个飞行日在24小时内平均要回收84架飞机，“福特”号的电磁阻拦系统只有1%的可能性完成这个任务。
当故障发生时，舰员仅仅等待主发电机和电机关闭就需要一个半小时，然后才能开始查找故障原因。因为全舰的电力系统无法单独隔离特定的故障部件，让舰员可以安全地进行检修。
7月22日，美国海军在匆忙中为“福特”号举行了服役仪式 - commission ceremony，特朗普总统亲自出席，此时距离最初的龙骨铺设仪式已经过去了7年零8个月。
> 入役仪式当天停在“福特”号甲板上的“陆战队一号”，舰员正在登舰
说匆忙的倒不是盛大的服役仪式本身，而是指“福特”号的状态，因为此时它仍然几乎不具备作战能力。到2018年3月，因为核动力推进系统和电磁弹药升降机的严重问题，“福特”号的造价已经攀升到130.27亿美元，成为历史上最昂贵的一艘军舰，正式交付海军（也就是去掉现役前“特殊”二字）的日期被推迟到2019年10月。
之所以还没实际完工就赶着入役，是因为2007年国防授权法案规定美国海军必须维持不少于11艘现役航母（从2006财年的12艘降到11艘），而老“企业”号于2013退役后美国海军已经顶风作案4年了，“福特”号层出不穷的问题和节节攀升的造价给国会和海军都带来巨大压力。
2017年7月28日下午3:10，第23航空测试与评估中队（VX-23）的杰米·斯图克中校单独驾驶F/A-18F在“福特”号上首次进行了电磁阻拦着舰，准确挂上2号阻拦索。
4:37，该机又从1号弹射器进行了“福特”号的首次电磁弹射起飞。
之后“福特”号开始搭载第8舰载机联队进行大量测试和评估训练，2018年1月在一天内完成了135架次阻拦着舰。
2018年7月15日，“福特”号返厂展开PSA试航后维修计划 - post shakedown availability，针对前期试航暴露出的众多问题进行工厂级的维修和升级，重点是修复AWE先进武器升降机、维修主减速器、改进速度控制系统、升级AAG先进阻拦系统。
> AAG先进阻拦系统
通常PSA为期6个月，不过“福特”号的PSA特别冗长，期间不断发现新的紧急问题，包括核动力推进系统，结果PSA被拉长到15个月，为正常时间的2.5倍，直到2019年10月才完成，而且11部AWE仍然不能全部投入使用（PSA前只有2部能正常工作）。
> AWE先进弹药升降机
在码头上进行了5天的主要系统测试 - fast cruise之后，“福特”号于10月25日出海试航。
> 当天“福特”号驶过诺福克军港，背后3艘航母由近至远分别是“斯坦尼斯”号、“艾森豪威尔”号和“杜鲁门”号
诺福克所在选区的众议员伊莲·卢里亚将“福特”号称为“价值130亿的核动力浮动驳船”，这是她对海军采购体系和海军海上系统司令部问责的一部分，并对“福特”号迟至2024年才能投入实战部署（比最初预计的2018年晚了整整6年）提出了猛烈批评。伊莲并不是普通纸上谈兵的政客，她是具有20年军龄的海军退役中校，毕业于安纳波利斯海校和海军核动力学校，是核反应堆操作专家，也是美国海军第一位整个服役期全部在作战舰艇上渡过的女军人，具有相当的发言权。
返回海上的“福特”号进行了一系列交付后的测试，包括燃油系统认证、飞行甲板认证、作战系统测试，这是为期18个月的交付后测试与训练阶段的一部分，重头戏则是ACT飞机适配性测试 - Aircraft Compatibility Testing，涉及F/A-18E/F、E-2D、C-2A、EA-18G和T-45C，以检验电磁弹射/阻拦系统是否适应整个航空联队的运作。在PSA之前因为电磁阻拦系统的缺陷，“福特”号只能接收F/A-18E/F的着舰。
值得注意的是上面的机型中没有最新锐的F-35C，因为国会“封顶预算帽”的存在，“福特”号在满足预算限制的同时不得不放弃对F-35C的适配，因为“福特”号冻结设计时F-35C的设计工作还没完成。而下一艘“肯尼迪”号在服役时也无法配备F-35C，这2舰都计划在服役后的大修时才会实施针对性的升级。“企业”号和“多里斯·米勒”号则在建造时就将兼容F-35C。
> 2014年11月2日，F-35C原型机首次在“尼米兹”号上实现阻拦降落
实际上目前11艘航母中只有“林肯”号和“卡尔·文森”号具备运作F-35C的完整能力，海军第一个F-35C中队（VFA-147）将在今年部署到“卡尔·文森”号上。其它航母虽然也能起降F-35C，但是未经改造不足以支持在整个部署期间的高效运作，只能短暂驻留。改造项目包括专门用于停放、维护F-35C的保密空间、更坚固的挡焰板等基础设施。
2020年3月份，“福特”号达到了固定翼舰载机着舰1千次的里程碑。5月15日，VAW-117中队完成了E-2D上舰的认证。
5月22日，“福特”号在为第23海军航空训练司令部的舰载机学员提供母舰认证期间创下了单天着舰/起飞167架次的记录。
按照设计，“福特”级的电磁弹射/阻拦系统可以在30天以上的时间内维持单日出动160架次的高出动率，紧急情况下单日最高出动率可以达到270架次，“尼米兹”级的这两个指标分布是120架次和240架次。
在每次海上测试训练后回港的间隙，纽波特纽斯造船厂牵头的维修工作在紧锣密鼓地进行，以尽量赶回被拖延的时间。除了追上进度甚至已经开始超前，展开了部分原定在实战部署前的首次PIA入坞维修中实施的工作。在最近三次回港维修中，代号WOO 8的维修工程完成了136%的计划工作量，WOO 9完成了128%，5月9日结束的WOO 10完成了126%。
> 2020年4月1日，纽波特纽斯造船厂的工程师埃里克·奈特正在修理下层武器升降机，后部下层升降机已经在当月完成认证，前部升降机将在本财年结束前获得认证
6月4日，“福特”号和“杜鲁门”号在大西洋上进行了联合演练，这是两代航母第一次在海上同台亮相。“杜鲁门”号之前从中东狂奔回大西洋后在家门口转悠了2个多月，到6月中才返回诺福克，主要原因就是待在海上保护舰员免受新冠疫情影响，维持美国海军的航母作战能力，参见“杜鲁门”你怎么啦？- 兼谈航母的航渡（细说航母4）。
6月7日，“福特”号返回诺福克，带回来的消息喜忧参半。喜的是这次巡航中进行了十分复杂的多机种大机群出动和回收演练，显示出“福特”号已经具备舰载机联队级的运作能力。忧的是电磁弹射系统再次发生严重故障，6月2日在起飞作业之前进行弹射器配电系统手动复位时，舰员发现连接主发电机和弹射器的该系统失效，导致航母在整整5天内无法弹射 - 也就是说上面进行威风凛凛的双航母摆拍时，“福特”号其实完全没有作战能力。直到返航前的7日早上，随舰的电磁弹射器专家和舰员才恢复了整个弹射系统，让全联队的固定翼飞机顺利弹射升空返回岸上机场，不至于尴尬地满载飞机入港。
在种种磕磕碰碰中“福特”号继续前行，原定于2024年进行第一次实战部署，但海军现在有信心把这个节点提前。目前剩下的最后一大关口是定于今年6月进行的FSST全舰抗震试验 - Full Ship Shock Trial和TSST全舰生存力试验 - Total Ship Survivability Test。这是一级新航母必须进行的试验，在航母附近多次引爆不同当量的炸药，模拟实战中的近失弹攻击，检验新舰的水下防护能力和结构强度。
> 1987年9月19日，“罗斯福”号进行了抗震试验（“尼米兹”级其它舰的试验情况我暂时没查到）
2015美国海军曾提出让“福特”号跳过抗震试验直接进行部署，而把抗震试验留给2号舰“肯尼迪”号。在美国海军的实践中也不是都由首舰来进行抗震试验的，“伯克”级就是由3号舰“保罗·琼斯”号进行的，“圣安东尼奥”级也是3号舰“梅萨·维德”号。但这个方案被五角大楼否决，宁可推迟部署半年也要在首舰上进行试验。2018年海军在得到国会的支持后再次建议将“福特”号的抗震试验推迟到2024年，还是没得到批准。看来海军和国防部都对“福特”号众多新系统的抗震能力信心不足，不过双方的着眼点不同，一个怕考试，一个要考试。
如果顺利通过抗震试验，“福特”号将于今年9月返回纽波特纽斯造船厂进行第一次PIA入坞大修，通常耗时6个月。完成之后再经过海试就可以进行第一次作战部署，最早也得2022年中了。
“福特”号建造过程的启示
模块化造舰对美国海军来说并不是新事物，1981年开工的“尼米兹”级4号舰“罗斯福”号是第一艘采用模块化建造的超级航母，“福特”级和它的区别就在于模块的尺寸和复杂性。在吸收了“福特”号的建造经验后，2号舰“肯尼迪”号修改了设计和流程，只有445个吊装段，比“福特”号减少了51个，比“布什”号少了149个。在平地上焊接、舾装的效率比在船坞内的狭小空间中高得多，建造质量更好，更少的起吊次数也可以节省更多工时。
另一项改进是将相似的结构件归类为“家族 - families”，采用流水线式的工艺进行批量生产，提高效率。在“福特”级的1109个模块中有140组可以被归为“家族”，“肯尼迪”号上的17个底仓部件采用“家族”建造法比“福特”号节省了300多天。
> 建造中的“肯尼迪”号，摄于2016年11月1日，于“福特”号相似的场景，但其中的具体流程已经进行了很多优化
在分别拨款建造了头两艘“福特”级之后，2019年1月美国海军受出了一份双航母采购合同，一次性订购3号舰CVN-80和4号舰CVN-81，合同价值149亿美元，加上由政府直接采购提供的电磁弹射器和电磁阻拦装置等设备，2舰的造价总额为240亿美元，比单舰分别采购节省40亿美元。在80年代，美国海军曾分别两次同时采购了“林肯”号+“华盛顿”号以及“斯坦尼斯”号+“杜鲁门”号。
> 2017年5月22日，停泊在诺福克港内的“林肯”号、“华盛顿”号、“福特”号和“艾森豪威尔”号（从左至右）
“肯尼迪”号的造价比“福特”号节省了16%，而新的合同可以让后两舰的单价比“肯尼迪”号再节省18%，并让纽波特纽斯造船厂和遍布全美46个州的2000多家供应商在2032年前一直获得稳定的工作量。“企业”号预计于2028年交付海军，“米勒”号为2032年，2艘航母的交付间隔将从目前的5年缩短到4年。
如今谈到“福特”号，很多人都会嗤之以鼻，认为它和“朱姆沃尔特”级、濒海战斗舰一样是中看不中用的大号花瓶，这样的看法不可取。
“福特”号在建造、海试、服役过程中遇到相当多的问题，它们的根源都在中压交流综合电力系统的基础设计上。该系统立项于上世纪90年代，当时的电力工程技术还没有发展到现在的高度，冷战之后一家独大的美国海军缺乏紧迫感去采用风险过高的新技术，所以走了一条更稳妥的中压中频交流-中压高频交流-中压直流的发展路线，最终的目标仍然是中压直流。
我国的舰船综合电力系统有后发优势，起点高、前瞻性强，压力之下勇于啃技术硬骨头，一步到位直接开发了中压直流体制。这是工程实践上的领先一步，但并不是综合电力系统的理论突破，更不代表我们在船电领域就处处领先，可以十年无忧了。在PLC可编程控制器等基础硬件和软件环境方面我们的差距还是相当大的，美国海军在感受到压力后加快中压直流系统的研制和部署也只是时间上的问题，在理论和技术上并不存在什么大的障碍。
除了电力系统的这个缺陷之外，“福特”级的整体设计是非常出色的，以“尼米兹”级相同的吨位和舰体，把航母设计最核心的指标 - 舰载机单日出动率提高了33%，这个进步幅度远高于从“福莱斯特”级到“企业”号（常规动力到核动力）或者“企业”号到“尼米兹”级（核动力一代到二代）的改进。
> “杜鲁门”号（左）和“福特”号（右）
不光是作战能力本身，在采用电磁弹射器、电磁阻拦系统和电磁弹药升降机等众多新型设备后，“福特”级将比“尼米兹”级减少800名舰员和400名航空联队官兵，在50年的全寿命周期内为海军节省50亿美元的人事费用，接近造价的1/2，这种隐性的改进对美国海军的发展同样非常关键。
对于中国海军来说，我们的新航母有值得自豪的独创性设计，充满了歼-20、055大驱身上闪耀出的中国式智慧；我们有更先进的造舰工艺流程、规模更大的船坞、目前世界上独一份的双船厂建设航母的能力和实力，但这些并不能让我们得以轻视“福特”级。无论是它的设计、建造、海试还是正式部署后的实际运作，都有太多地方值得我们学习借鉴。航母这样的复杂系统要想玩得溜没有什么弯道可以超车，模块安装、设备调试、资质认证、海上试验、返厂维修，一环紧扣一环，必须找准它的节奏才能发挥出战斗力。
所以在对国产航母普遍过于乐观的网络氛围下我还是要不合时宜地泼泼冷水 - 航母运作，我们真的只是在幼儿园大班阶段，眼前的进展顺利只是因为很多问题我们根本尚未遇到，还有待我们的航母设计师、建设者和海军官兵去摸索、克服。借用一位业内人士之前给我的留言，我们是“刚吃饱饭没两天，还不到嘚瑟的时候”。
