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美新航母面临大量技术难题 最大挑战是电磁弹射

来源:互联网 责编:jumbot 作者:佚名 时间:2010-06-02

美国海军CVN-78航母效果图。
美国海军CVN-78航母效果图。

从1997年到2013年为CVN-78,CVN-79,和CVN-80,的投入资金。
从1997年到2013年为 CVN-78, CVN-79, 和 CVN-80, 的投入资金。

正在船坞中建造的CVN-78号航母。
正在船坞中建造的CVN-78号航母。

  美海军在提出的2009年预算请求中有27.12亿美金用于CVN-78的采购资金,它是杰拉尔德R。福特(CVN-78)级航母的第一艘舰只,原先成为CVN-21级航母。虽然CVN-78在2008年采购,但是海军的预算包括了2009,2010和2010年的采购资金。海军提出的2008预算也包括了12.14亿美金为该级别第二艘舰只CVN-79的先期采购资金,海军打算在2012年采购这艘航母。海军估计CVN-78和CVN-79的采购成本分别约为105亿和92亿美金。

  背景

  海军当前的航母舰队。海军当前的航母舰队包括一个常规动力的航母,“小鹰号”(CV-63),和10艘核动力航母---唯一一个“企业号”(CVN-65)和9个“尼米兹”级的舰只(CVN68---76)。最新的航母是1995年采购的的罗纳德。里根(CVN-76),于2003年取代了“星座”号(CV-64)开始服役。下一艘航母“乔治.H.W。布什”(CVN-77)也是一个尼米兹级别的航母,采购于2001年并计划在2009年1月10日开始服役,以取代小鹰号。

  航母建造工业基础。自1958年以来所有美国航母都在新港纽斯造船厂制造,这个造船厂形成了诺斯罗普。格鲁门造船厂的一部分(NGSB)。新港纽斯公司是美国唯一一个可以建造大型甲板,核动力航母的公司。航母的架构工业基础也包括分布在十几个州的几百个次级承包商和供应商。

  CVN-77. 它在2002年12月9日被命名为“乔治 H.W。布什”,它是海军的第十艘也是最后一艘“尼米兹”级的航母。国会在2001年通过了40.53亿美金的采购资金来完成当时预估总成本为49.74亿美金总采购成本。1998年国防授权法第122章把舰只的采购成本限制在46亿美金,并加上了通胀和其他因素的调整。海军在2006年证实,在这些允许的调整下,成本上限为53.57亿美金。海军也证实CVN-77的预估构建成本已经增长到了60.57亿美金,或是比调整后的成本多7亿美金。相应地,海军在2006年请求国会把成本上限增加到60.57亿美金。国会核准了这项请求:2007年国防授权法第123章,把CVN-77成本上限增加到了60.57亿美金。

  杰拉尔德 R。福特(CVN-78)级航母计划。海军的继尼米兹级航母设计之后的是杰拉尔德 R。福特(CVN-78)级航母设计。该设计早先称为CVN-21级,它意思是21世纪的核动力航母。同尼米兹航母设计相比,福特级的设计将综合几项升级能力,包括一项可以产生每天更多的飞机出击率的能力,而且允许航母以比尼米兹少几百人的情况下运作,极大地减少了寿命周期运作和支持成本。海军计划至少购买三艘福特级航母----分别在2008,2012和2016年购进CVN-78,CVN-79和CVN-80.表1显示了到2013年为止为三艘舰只的投资。

  杰拉尔德 R。福特(CVN-78)。CVN-78在2008年采购,计划在2015年开始服役,取代完成52年服役期并计划于2012年退役的“企业”号。海军预计从2012年11月企业号退役到2015年9月CVN-78服役期间有33个月的时间段。在这33个月内,海军的航母力量将从11艘降低到10艘。

  如我们在表1所见,虽然CVN-78在2008年采购,但是海军2009年的预算包括了在2009,2010和2011年对该舰的采购投入。这个是2007年国防授权法第121章的组成部分,它授权海军有权为CVN-78, CVN-79, 和 CVN-80做出四年的递增投入。海军提出的2009年预算为CVN-78请求27.12亿美金采购投入。

  海军估计CVN-78的总采购(即研发加采购)成本超过137亿美金。如表1所示,这个数字包括了到2013年为止的大约33亿美金的研发成本,和大约105亿美金的采购成本。采购成本数字包括了大约240亿美金的细节设计和不重复的工程(DD/NRE)内容,和大约81亿美金建造CVN-78的费用。在核心舰只的采购成本中包含DD/NRE成本是海军舰只采购预算的惯常做法。

  CVN-79和CVN-80.海军想要在2012年采购CVN-79,并于2019年服役。海军预估CVN-79的采购成本大约为92亿美金。海军在2009年预算请求中提出为该舰的先期采购12.14亿美金的请求。海军想要字2016年采购CVN-80,并让其在2023年开始服役。海军估计CVN80的采购成本为107亿美金。如表1显示,海军计划在2012年请求2.01亿美金用于该舰的先期采购。

  采购成本上限。P.L.109-364第122章为CVN-78设立了一个采购成本上限为105亿美金,加上通胀和其他因素的调整,并为后续的福特级航母设立采购成本上限为81亿美金每艘,加上通胀和其他因素的调整。在P.L.109-364会议报告讨论了第122章第551到552页的内容。

  国会议题

  CVN-78成本预估的准确性。国会预算办公室(CBO)和政府问责办公室(GAO)都质疑海军对CVN-78的成本估算。CBO在2008年报告预估CVN-78按照2009年美元价格计算会耗费112亿美金,比海军的估计103亿美金多9亿美金,如果“CVN-78经历同海军在前10年中购买的其他核心舰只同样的成本增长的话,那么成本还要更高”。CBO也报告说,虽然海军公开表达了对其CVN-78成本估计的自信,但是海军已经对其估计的可信度显示出少于50%,意味着海军相信有50%的机会要超过预估。GAO在2007年报告:

  CVN78的成本会由于几个原因会超过预算。第一,海军申请预算所根据的成本估计比较乐观。例如,海军假设CVN-78将需要比前两艘航母较少的工作小时来建造。第二,海军的舰只建造目标成本可能达不到。造船商对建造的初始成本估计比海军的成本目标高22%。虽然海军和造船商正在努力减少成本,但是实际建造舰只的成本要高过海军的目标。第三,海军对影响成本的问题的管理显示成本监管不足。没有有效的成本监管,海军将不可能辨认出早期的成本增长迹象,并做出必要的更正行为。

  技术风险。海军在发展用于CVN-78的新技术上面临挑战,特别是电磁飞机发射系统(EMALS)---一个电磁(相对于传统的蒸汽动力)飞机弹射系统。在发展EMALS或其他技术上的问题会拖延舰只的完成时间并增加其研发和采购成本。GAO在2008年3月报告:

  用于CVN-78的15个关键技术中的5个已经完全成熟,包括核动力推进和电力系统。6个技术预期会达到成熟,而其他4个在建造合同发出时还处在低成熟度阶段。在CVN21的技术中,电磁飞机弹射系统,超前的制动系统,和双波段雷达(由立体搜寻雷达和多功能雷达组成)对舰只的成本和交期造成了最大的风险。。在技术研发上的问题会导致在维持建造需要的设计日程造成拖延。

  EMALS不会在海上测试,而是一个生产模型安排于2009年进行陆上测试。在研发发电器和满足海军细节要求上的困难已经导致了15个月的耽搁。目前发电器生产上的问题又拖延了计划在2008年2月进行的测试。海军正在考虑在完成初始测试前授权发电器的生产,以保证及时交付可以支持CVN-78的建造日期。其后果就是,可能在发电器显示可以按照设计工作之前开始生产。EMALS的及时交付也存在风险。在测试和生产中的问题将可能阻止EMALS按照建造日期交付给造船厂。

  双波段雷达正在作为DDG1000(驱逐舰)计划的一部分进行研发。2007年国防部重新评估了多功能雷达的预备程度。因为对CVN21重要的模式还没有经过测试,包括电子防护和空中交通控制等,雷达还没有完全成熟。而多功能雷达已经在海上测试了,立体搜寻雷达还需要进行一系列测试。因为重要的回路技术上的问题,立体搜寻雷达将不能展示满足未来测试中要求的电力输出。峰值输出在2010年第一个产品产出之前将无法在一个完全的系统上进行测试,而且雷达在2013年之前无法在DDG1000上进行全面的实战测试来全面展示其能力。在测试期间发现的问题可能影响预期在2012年开始的航母建造。

  超前的制动系统完成了早期验证测试,提供了系统概念和测试组件。模拟和实机综合测试计划2009年开始。拖延导致了海军合并了测试项目以维持向造船厂的交付时间,这样就为在生产前处理问题留了很少的时间。较晚的交付将要求造船商在飞行甲板铺好之后再安装这个系统,这样打乱了最优的建造次序并增加了成本。

  其他技术在建造合同发出之前还不会完全成熟,但是对舰只的建造没有多大风险。

  按照海军意思,CVN-78的设计正在按预计发展会支持舰只的建造。然而,因为一些关机科技上技术信息的拖延,计划可能在维持它的设计日期上会遇到问题。特别是EMALS上的拖延会加深设计发展上的低效,而且必须要加以解决以避免晚于建造所需要的设计交付日期。

  在“企业”号退役和CVN-78服役期间的航母数量减少。如上面提到,在企业号2012年退役和CVN-78在2015年开始服役之间有33个月的时间段,海军的航母力量将从11艘减少到10艘。10USC5062(b)要求海军把力量保持在至少11艘航母。海军在2007年要求国会立法以减轻这个供应压力以允许企业号退役和CVN-78服役期间的航母数量降低到10艘。国会在2007年没有按照要求行动。海军在2008年再次提出这一立法要求。

  2009年的立法行为

  2009年国防授权法案(H.R. 5658/S. 3001)。上下两院三军委员会在他们的2009年国防授权法案报告中,建议通过海军CVN-78的2009年采购资金请求,以及CVN-79的先期采购资金请求。两个委员会都不同意海军关于立法临时放弃10 USC 5062(b)而允许把航母力量临时减少到10艘的提议。

  众议院明确拒绝了海军的请求并指导海军提交一份报告,内容是关于在企业号退役和CVN-78服役前的的这段时期内,让退役的肯尼迪号(CV-67)返回服役或继续保留小鹰号所需的成本和可能的日期安排。

  代替了会议报告,做出了一个折中版本的S.3001以及一个联合叙述决算表。法案建议通过海军2009年CVN-78采购资金请求和CVN-79先期采购资金请求。

  2009年国防年出预算表。参众两院委员会的报告都没有在2009国防年出预算表上记录。预算表有参众两院拨款委员会的国防下级委员会分别于2008年7月30日和9月10日加以提高,在这两个日期新闻发布会都概括了某些方面的提高。新闻发布会没有提高CVN-78计划。

  代替了关于2009年国防年出预算表的会议报告,变成了一个折中版本的预算表H.R. 2638 C,一个合并的预算表连同一个叙述决算表。H.R.2638把海军2009年CVN-78采购资金要求减少了1964.4万美金,同意了海军2009年CVN-79的先期采购资金要求。对于CVN-78上减少的1964.4万美金包括“AN/SLQ-32增长”的2百万美金(SLQ-32是一个舰载电子战系统);1200万美金的“船体,技术和电子支持服务增长”;164.4万美金的“超支的全球指挥和控制海上支持资金”;和一个400万美金的“合作交战能力的超支资金”。叙述决算表声明:

  有一笔额外的2400万美金用于处理在电磁飞机弹射系统上成本超支情况。由于对满足PCU(服役前单位—一个关于处于建造中船只的名词)杰拉尔德 R。福特(CVN-78)交期上的持续关注,海军部长指导在2009年4月1日前向国会防御委员会提交一份报告,报告包括对控制成本和交期的工作,一个对研发工作完成的日期更新,和如果EMALS计划需要进一步延误的话,做出一个CVN78飞机发射系统选择的评估,包括对这些选择的成本评估。

  (中国网)