美国航母打击群的航渡与补给（上）
温哥华的鱼官方账号之前曾经写过一点航母打击群的航渡，不过那是在写“杜鲁门”号的时候兼谈的，以航母本身为主，这篇将更详细地写一写打击群其它舰艇的情况。
美国海军水面舰艇最主要的编组形式就是航母打击群，通常包括1艘核动力航母、1艘提康德罗加级巡洋舰、2-4艘伯克级驱逐舰和1个舰载机航空联队，总兵力约7500人。
2026年星座级护卫舰开始服役后可能会替换其中1艘驱逐舰或增加1艘护卫舰，打击群中除航母外的其它水面作战舰艇动力系统都是LM2500燃气轮机，在性能和后勤维护方面高度统一，都能跟上核动力航母30节的航速。有时打击群还会配属攻击型核潜艇、快速战斗支援舰或补给舰，后两者的最高速度低于25节。
> 今年3月28日，“卡尔·文森”号打击群在菲律宾海和日本海自举行联合演习，“卡尔·文森”号两侧的4艘都是海自的驱逐舰，打击群自身的护航舰艇只有“张伯伦湖”号巡洋舰和“梅耶尔”号驱逐舰2艘。
两栖戒备群的两栖攻击舰、两栖船坞运输舰和船坞登陆舰航速只有20-24.5节，总兵力5000人，舰载机数量也少得多，航渡速度和后勤补给要求都显著低于航母打击群。战时两栖戒备群需要得到航母打击群的支援掩护，或者切换为闪电航母模式填补航母空缺。
水面舰艇编组还有第3种形式就是水面打击群，由驱逐舰或濒海战斗舰组成，执行反潜、侦察、警戒、护航、查证、驱离等低烈度甚至非战斗性勤务，其航渡和补给方式更灵活，要求也更低。因此研究最具代表性的航母打击群航渡和补给过程也最能体现出美国海军这两方面的能力。
> 2021年6月13日，航行在太平洋上的“美利坚”号两栖攻击舰、“新奥尔良”号两栖船坞运输舰和“日耳曼城”号船坞登陆，如今大多数时候两栖戒备群是没有其它护航舰只的。
航母打击群航渡
除了前沿部署到横须贺的“里根”号，美国海军其它10艘航母的母港都在本土，前往常规任务区的航线主要是以下三条：
东海岸诺福克到东地中海（4800海里）或经苏伊士运河到波斯湾（8600海里）：
西海岸布雷默顿到西太平洋（巴士海峡 - 5400海里）或波斯湾（1.1万海里）：
圣迭戈经珍珠港到西太平洋（6700海里）或波斯湾（1.2万海里）：
近几年为了在西太地区展开大国竞争，美国海军已经调整了航母部署策略，太平洋舰队不再主动向中东投送航母力量，只有阿富汗撤离行动这样的特殊需求才会进入第五舰队辖区部署，舰队司令部的航母也通常只到东地中海。
尼米兹级航母最大航速超过30节，核动力可以让它长时间维持这个速度，但实际上航母只有在飞机起降作业或者战时紧急占领/撤出阵位时才会开出30节的速度，持续时间不过几个小时，正常的航渡巡航速度不超过20节。
在日常运作中，美国海军会在航母打击群完成部署返航后发布一份总结新闻稿，包括航行了多少海里、舰载机联队飞行了多少架次、甚至消耗了多少食品等花絮类的信息，但是不会涉及航速、油耗等战术数据。例如2022年2月14日“卡尔·文森”号打击群完成西太部署回到圣迭戈后，媒体报道打击群在262天内航行了8万海里，飞行了7791架次共15000飞行小时，执行了7702次弹射起飞和7761次阻拦降落。2022年11月26日，”福特“号航母打击群完成第一次作战部署回到诺福克，53天航程9275海里，飞行了1250架次，投掷了78.3吨弹药，完成了13次海上补给。
> “卡尔·文森”号驶入圣迭戈港，背后是北岛海军航空站
只有在一些研究性的报告中披露过航渡速度。下表来自美国政府问责局（GAO）1998年公布的《常规航母和核动力航母费效比报告》，比较了20节/24节/28节三种航速下航母战斗群航渡期间的油料总消耗量（2004年10月1日开始美国海军将航母战斗群改编为航母打击群，规模大为缩小）：
核动力航母战斗群从诺福克经苏伊士运河到波斯湾进行部署，以28节航行需12.8天，20节则需17.9天。期间穿越苏伊士运河最快也需要16小时，通常需要1天时间。沿途的曼德海峡、苏伊士湾和突尼斯海峡都是商业航运极为繁忙的狭窄水道，庞大的航母必须减速慢行。
在和平时期这多出来的5.1天对前沿部署并没有太大影响，美国航母战斗群在前往中东或返回本土的途中都会和沿途各盟国举行联合演习并顺路访问一些港口，航渡时间通常在一个月左右。
即使是战时，航母战斗群的航渡速度也不会很快。下表是海湾战争期间6艘参战航母的航渡距离、时间和平均航速，计算时都扣除了访问港口和通过苏伊士运河所耽误的天数再除以24（小时）：
东海岸到红海段最快的是“萨拉托加”号，平均速度为17.5节；过了苏伊士运河后红海到波斯湾段最快的是“美国”号和“罗斯福”号的21.1节，其它各舰都为11-14节。
报告中还列举了几个数字：
1993年10月7日，在波斯湾的“林肯”号被紧急调往索马里沿海支援联合国维和行动，4天航行了1800海里，平均速度19节。
10月27日，位于亚得里亚海的“美国”号前往索马里接替“林肯”号，到苏伊士运河段1040海里航行了2天，平均速度22节，过苏伊士运河花费1天，红海到索马里段2400海里航行了5天，平均速度20节。
1994年10月7日，为应对伊拉克可能对科威特的再次入侵，“华盛顿”号从亚得里亚海紧急开赴海湾。因为事态严重，进入红海后“华盛顿”号抛下整个战斗群，只携带1艘护航舰先赴波斯湾，扣除等候通过苏伊士运河的时间全程平均航速达到25.6节，这差不多是越战后美国航母航渡速度的最高记录。
1998年1月23日，“独立”号从日本出发前往海湾接替“尼米兹”号，全程平均航速24节，是常规动力航母的最高持续航渡速度记录，期间有70%的时间航速超过27节，最长的三段分别持续了42小时、31小时和27小时。
核动力航母没有油耗的顾虑，但是还得考虑编队中常规动力护航舰只的续航力和自持力。下表的常规动力航母战斗群中拥有2艘提康德罗加级、2艘斯普鲁恩斯级和2艘伯克级，前两者舰型和动力系统相同。去除其中航母的油耗，可以计算出护航舰只在不同航速下的油耗差别，这个比例也基本适用于现在核动力航母打击群的护航舰只（还是提康和伯克）。
虽然看起来只有8节的差距，以28节航速从诺福克到东地中海，护航舰只的油耗要比20节航速时增加26%，从诺福克到波斯湾要增加32%，相应的补给次数也得增加，海上补给时战斗群的航速将下降到14节，这又会增长航渡时间。所以航母编队只有在战况紧急或者爆发危机等极少数特殊情况下才会采用28节的高速航渡。
> 2004年8月25日，在太平洋上全速前进的“斯坦尼斯”号
2020年“艾森豪威尔”号前往中东部署时的过程，2月18日出港后不久就进行了一次干货补给，2月23日进行了燃料补给，2月29日过直布罗陀海峡，3月4日再次干货补给，3月9日通过苏伊士运河，3月13日驶出曼德海峡。从直布罗陀到曼德海峡的6000公里航行了12天，扣除和“戴高乐”号演习的一天和通过苏伊士运火的一天时间，平均航速只有13.5节。
> 美国常规动力航母、提康德罗加级、斯普鲁恩斯级和伯克级不同航速下的续航力对比
以上只是航母打击群航渡的平均航速，在实际部署过程中航行状态是经常变化的：
航母进行放飞和回收作业时要转入逆风航向，航速提高到30节，并根据风向的变化随时调整，十万吨级的航母一次转弯就要花费6-8分钟之久；
展开反潜作业时要把航速降低到15-20节甚至更低，保持直线以施放拖曳声纳列阵；
海上补给时需要转换成密集队形，航速维持在12-14节。
> 2020年10月27日，“福特”号在大西洋上进行高速转弯测试
核动力航母和常规动力航母的加速性能不同，整个编队的航速变化也不一样。美国海军的数据显示核动力航母可以在1分半钟内从10节加速到20节，3分钟内从10节加速到30节。而常规动力航母如果巡航状态只开启4台锅炉，从10节加速到20节需要2分半钟到5分钟；而且不开启全部8台锅炉的话无法达到30节航速。如果8台锅炉已经启动，从10节加速到30节需要12分半钟，如果4台锅炉原先处于怠机状态，这个过程将长达1个半到2个小时，差距极其巨大。
伯克级航速与使用状态分析
美国海军的航母已经实现全核动力，对航母编队航渡来说续航力、航速、油耗的主要限制就来自于护航舰只的LM2500燃气轮机。以数量最多的伯克级驱逐舰为例，4台LM2500不同工况下F-76舰用柴油的耗油量在600-7000GPH（加仑每小时）之间，出海期间每周消耗10万到100万加仑F-76，2005年美国海军水面舰艇燃油采购费用达到10亿美元一年。为节省燃油消耗，美国海军海上系统司令部从2000年开始推行节能计划，参与该计划的舰只耗油量节省了10%。
除了锚泊状态时的冷车模式外，伯克级的LM2500有3种工况：
1. Trail-shaft单轴模式，4台燃机中只开启1台，驱动单桨推进，另外一副螺旋桨顺桨自转，最高航速21节。
2. Split-plant半车模式，开启2台燃机，各自驱动一副螺旋桨，最高航速27节。
3. Full-power全功率模式，开启4台燃机，每2台驱动一副螺旋桨，最高航速30节。
受动力系统设计和操作的限制，伯克级无法同时开启3台发动机推进。下图是伯克级Flight I/II未安装艉板时在海试中测得的3种发动机工况耗油量对比，可以看到随着速度增加，油耗也急剧提高。
伯克级燃油效率最高的速度是单轴模式下的12节，此时油耗为800GPH，每海里耗油66.6加仑，但是这个速度难以满足绝大多数战术要求。为此美国海军试用不同模式和速度的组合以提高燃油效率。例如，以全功率模式维持恒定的28节航速，油耗为4500GPH；如果一半时间采用全功率29节（油耗为5100GPH），另一半时间采用半车模式的最高速27节（油耗为3500GPH），平均油耗将下降到4300GPH，节省了4.65%。
在下表中添加了3段虚线，显示了伯克级油耗包线的底部区间，在这3段虚线的速度范围内通过混合驱动模式都可以比单一模式节省燃油。美国海军测算混合驱动模式效率最高的速度是略微超过27节，平均油耗下降500GPH（12.5%）。而在26节时无法节省油耗，因为混合模式和单一模式的油耗相同，只有两种模式油耗有显著差别时改变航速航行节油才有实际意义，另外采用超过2种以上的不同速度组合航行也不会更省油。
在采用混合模式航行时，舰长可以根据战术要求灵活选择快慢模式的先后顺序，谨慎的舰长通常先用更高的速度航行，以免航行途中发生意外时不会影响作战。下表是美国海军6种军舰：伯克级驱逐舰（DDG51）、旋风级巡逻艇（PC）、黄蜂级两栖攻击舰（LHD1）、惠特贝岛级船坞登陆舰（LSD41）、佩里级护卫舰（FFG7）和提康德罗加级巡洋舰（CG47）最省油时的平均速度、单一模式油耗、混合模式油耗和节省幅度。可以看到伯克级和提康德罗加级的最优航速和油耗基本相同，但因为线型关系更粗短的伯克级节省幅度更大：
为了准确掌握伯克级的作业情况，美国海军在2011-2012年统计了16艘伯克级的实际航行数据，抽样时段涵盖了部署周期的各个阶段（单舰平均时长为3个月），作业时间共计28214小时。
> 16艘伯克级的名称、批次、母港、所属舰队、作业时间和记录数据时长
分析结果如下：
速度-时间分布
使用频率最高的航速是5节，占18%，第二、第三位是10节和15节，这些以5节为单位的速度增量对应了车钟上的固定设置（1/3、2/3、全速等），40%的航速处于标准车钟航速。3-8节和15-20节两个区间的使用频率很高，分别对应作业状态和航渡状态。高速航行的时间非常少，超过27节的时间仅占1%。
> 2011年9月16日，“杜威”号驱逐舰在南沙海域航行，舵手正在操作车钟
发动机工况-时间分布
在2003年美国海军海上系统司令部进行的伯克级分析中，假定三种工况的使用时间比例为单轴20%/半车60%/全功率20%，并没有真实的数据支撑这一假定。2012年的这次调查详细记录了不同工况的使用时间和对应速度，得出的结论是单轴69%/半车24%/全功率7%。
几个值得注意的细节是：单轴工况在5节和15节前后有两个峰值分布；半车和全功率工况峰值都分布在标准车钟航速；半车工况在20-23节有一个小高峰，主要用于高速航渡；全功率工况的最大峰值是13节，对应的是海上补给速度。
任务-时间分布
伯克级的任务状态被分为4类：在港、受限机动（RMD）、作业和航渡，其中RMD通常用于进出港或海上补给等需要接近其它舰船的情况。69%的时间用于作业，27%的时间为航渡，RMD只有4%，即部署中有2/3的时间在执勤，1/3的时间往来执勤区域。RMD比例最高的航速是13节，即补给航速，它的分布形态和全功率工况高度相似，显示RMD状态之外很少使用全功率；作业状态集中在3-8节的低航速区间，峰值为5节；航渡状态集中在15-20节的高航速区间。
在这项研究之后美国海军通过各种理论计算和测试验证了其数据的准确性，误差只有1.6%。这些数据揭示了伯克级的真实运作情况，其中最出乎意料的信息就是伯克级低速航行的比重最大，这对提高燃油消耗预测的准确性以及改进后勤供应规划都具有非常重要的意义。
> 大量照片显示伯克级发射导弹时都处于慢速甚至是停航状态，图为2014年9月16日，“杜威”号在“坚强盾牌2014”演习中发射标准-2舰空导弹
下一篇将详细介绍航母打击群海上补给的流程。
