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美新航母面臨大量技術難題 最大挑戰是電磁彈射

來源:互聯網 責編:jumbot 作者:佚名 時間:2010-06-02

美國海軍CVN-78航母效果圖。
美國海軍CVN-78航母效果圖。

從1997年到2013年為CVN-78,CVN-79,和CVN-80,的投入資金。
從1997年到2013年為 CVN-78, CVN-79, 和 CVN-80, 的投入資金。

正在船塢中建造的CVN-78號航母。
正在船塢中建造的CVN-78號航母。

  美海軍在提出的2009年預算請求中有27.12億美金用于CVN-78的采購資金,它是杰拉爾德R。福特(CVN-78)級航母的第一艘艦只,原先成為CVN-21級航母。雖然CVN-78在2008年采購,但是海軍的預算包括了2009,2010和2010年的采購資金。海軍提出的2008預算也包括了12.14億美金為該級別第二艘艦只CVN-79的先期采購資金,海軍打算在2012年采購這艘航母。海軍估計CVN-78和CVN-79的采購成本分別約為105億和92億美金。

  背景

  海軍當前的航母艦隊。海軍當前的航母艦隊包括一個常規動力的航母,“小鷹號”(CV-63),和10艘核動力航母---唯一一個“企業號”(CVN-65)和9個“尼米茲”級的艦只(CVN68---76)。最新的航母是1995年采購的的羅納德。里根(CVN-76),于2003年取代了“星座”號(CV-64)開始服役。下一艘航母“喬治.H.W。布什”(CVN-77)也是一個尼米茲級別的航母,采購于2001年并計劃在2009年1月10日開始服役,以取代小鷹號。

  航母建造工業基礎。自1958年以來所有美國航母都在新港紐斯造船廠制造,這個造船廠形成了諾斯羅普。格魯門造船廠的一部分(NGSB)。新港紐斯公司是美國唯一一個可以建造大型甲板,核動力航母的公司。航母的架構工業基礎也包括分布在十幾個州的幾百個次級承包商和供應商。

  CVN-77. 它在2002年12月9日被命名為“喬治 H.W。布什”,它是海軍的第十艘也是最后一艘“尼米茲”級的航母。國會在2001年通過了40.53億美金的采購資金來完成當時預估總成本為49.74億美金總采購成本。1998年國防授權法第122章把艦只的采購成本限制在46億美金,并加上了通脹和其他因素的調整。海軍在2006年證實,在這些允許的調整下,成本上限為53.57億美金。海軍也證實CVN-77的預估構建成本已經增長到了60.57億美金,或是比調整后的成本多7億美金。相應地,海軍在2006年請求國會把成本上限增加到60.57億美金。國會核準了這項請求:2007年國防授權法第123章,把CVN-77成本上限增加到了60.57億美金。

  杰拉爾德 R。福特(CVN-78)級航母計劃。海軍的繼尼米茲級航母設計之后的是杰拉爾德 R。福特(CVN-78)級航母設計。該設計早先稱為CVN-21級,它意思是21世紀的核動力航母。同尼米茲航母設計相比,福特級的設計將綜合幾項升級能力,包括一項可以產生每天更多的飛機出擊率的能力,而且允許航母以比尼米茲少幾百人的情況下運作,極大地減少了壽命周期運作和支持成本。海軍計劃至少購買三艘福特級航母----分別在2008,2012和2016年購進CVN-78,CVN-79和CVN-80.表1顯示了到2013年為止為三艘艦只的投資。

  杰拉爾德 R。福特(CVN-78)。CVN-78在2008年采購,計劃在2015年開始服役,取代完成52年服役期并計劃于2012年退役的“企業”號。海軍預計從2012年11月企業號退役到2015年9月CVN-78服役期間有33個月的時間段。在這33個月內,海軍的航母力量將從11艘降低到10艘。

  如我們在表1所見,雖然CVN-78在2008年采購,但是海軍2009年的預算包括了在2009,2010和2011年對該艦的采購投入。這個是2007年國防授權法第121章的組成部分,它授權海軍有權為CVN-78, CVN-79, 和 CVN-80做出四年的遞增投入。海軍提出的2009年預算為CVN-78請求27.12億美金采購投入。

  海軍估計CVN-78的總采購(即研發加采購)成本超過137億美金。如表1所示,這個數字包括了到2013年為止的大約33億美金的研發成本,和大約105億美金的采購成本。采購成本數字包括了大約240億美金的細節設計和不重復的工程(DD/NRE)內容,和大約81億美金建造CVN-78的費用。在核心艦只的采購成本中包含DD/NRE成本是海軍艦只采購預算的慣常做法。

  CVN-79和CVN-80.海軍想要在2012年采購CVN-79,并于2019年服役。海軍預估CVN-79的采購成本大約為92億美金。海軍在2009年預算請求中提出為該艦的先期采購12.14億美金的請求。海軍想要字2016年采購CVN-80,并讓其在2023年開始服役。海軍估計CVN80的采購成本為107億美金。如表1顯示,海軍計劃在2012年請求2.01億美金用于該艦的先期采購。

  采購成本上限。P.L.109-364第122章為CVN-78設立了一個采購成本上限為105億美金,加上通脹和其他因素的調整,并為后續的福特級航母設立采購成本上限為81億美金每艘,加上通脹和其他因素的調整。在P.L.109-364會議報告討論了第122章第551到552頁的內容。

  國會議題

  CVN-78成本預估的準確性。國會預算辦公室(CBO)和政府問責辦公室(GAO)都質疑海軍對CVN-78的成本估算。CBO在2008年報告預估CVN-78按照2009年美元價格計算會耗費112億美金,比海軍的估計103億美金多9億美金,如果“CVN-78經歷同海軍在前10年中購買的其他核心艦只同樣的成本增長的話,那么成本還要更高”。CBO也報告說,雖然海軍公開表達了對其CVN-78成本估計的自信,但是海軍已經對其估計的可信度顯示出少于50%,意味著海軍相信有50%的機會要超過預估。GAO在2007年報告:

  CVN78的成本會由于幾個原因會超過預算。第一,海軍申請預算所根據的成本估計比較樂觀。例如,海軍假設CVN-78將需要比前兩艘航母較少的工作小時來建造。第二,海軍的艦只建造目標成本可能達不到。造船商對建造的初始成本估計比海軍的成本目標高22%。雖然海軍和造船商正在努力減少成本,但是實際建造艦只的成本要高過海軍的目標。第三,海軍對影響成本的問題的管理顯示成本監管不足。沒有有效的成本監管,海軍將不可能辨認出早期的成本增長跡象,并做出必要的更正行為。

  技術風險。海軍在發展用于CVN-78的新技術上面臨挑戰,特別是電磁飛機發射系統(EMALS)---一個電磁(相對于傳統的蒸汽動力)飛機彈射系統。在發展EMALS或其他技術上的問題會拖延艦只的完成時間并增加其研發和采購成本。GAO在2008年3月報告:

  用于CVN-78的15個關鍵技術中的5個已經完全成熟,包括核動力推進和電力系統。6個技術預期會達到成熟,而其他4個在建造合同發出時還處在低成熟度階段。在CVN21的技術中,電磁飛機彈射系統,超前的制動系統,和雙波段雷達(由立體搜尋雷達和多功能雷達組成)對艦只的成本和交期造成了最大的風險。。在技術研發上的問題會導致在維持建造需要的設計日程造成拖延。

  EMALS不會在海上測試,而是一個生產模型安排于2009年進行陸上測試。在研發發電器和滿足海軍細節要求上的困難已經導致了15個月的耽擱。目前發電器生產上的問題又拖延了計劃在2008年2月進行的測試。海軍正在考慮在完成初始測試前授權發電器的生產,以保證及時交付可以支持CVN-78的建造日期。其后果就是,可能在發電器顯示可以按照設計工作之前開始生產。EMALS的及時交付也存在風險。在測試和生產中的問題將可能阻止EMALS按照建造日期交付給造船廠。

  雙波段雷達正在作為DDG1000(驅逐艦)計劃的一部分進行研發。2007年國防部重新評估了多功能雷達的預備程度。因為對CVN21重要的模式還沒有經過測試,包括電子防護和空中交通控制等,雷達還沒有完全成熟。而多功能雷達已經在海上測試了,立體搜尋雷達還需要進行一系列測試。因為重要的回路技術上的問題,立體搜尋雷達將不能展示滿足未來測試中要求的電力輸出。峰值輸出在2010年第一個產品產出之前將無法在一個完全的系統上進行測試,而且雷達在2013年之前無法在DDG1000上進行全面的實戰測試來全面展示其能力。在測試期間發現的問題可能影響預期在2012年開始的航母建造。

  超前的制動系統完成了早期驗證測試,提供了系統概念和測試組件。模擬和實機綜合測試計劃2009年開始。拖延導致了海軍合并了測試項目以維持向造船廠的交付時間,這樣就為在生產前處理問題留了很少的時間。較晚的交付將要求造船商在飛行甲板鋪好之后再安裝這個系統,這樣打亂了最優的建造次序并增加了成本。

  其他技術在建造合同發出之前還不會完全成熟,但是對艦只的建造沒有多大風險。

  按照海軍意思,CVN-78的設計正在按預計發展會支持艦只的建造。然而,因為一些關機科技上技術信息的拖延,計劃可能在維持它的設計日期上會遇到問題。特別是EMALS上的拖延會加深設計發展上的低效,而且必須要加以解決以避免晚于建造所需要的設計交付日期。

  在“企業”號退役和CVN-78服役期間的航母數量減少。如上面提到,在企業號2012年退役和CVN-78在2015年開始服役之間有33個月的時間段,海軍的航母力量將從11艘減少到10艘。10USC5062(b)要求海軍把力量保持在至少11艘航母。海軍在2007年要求國會立法以減輕這個供應壓力以允許企業號退役和CVN-78服役期間的航母數量降低到10艘。國會在2007年沒有按照要求行動。海軍在2008年再次提出這一立法要求。

  2009年的立法行為

  2009年國防授權法案(H.R. 5658/S. 3001)。上下兩院三軍委員會在他們的2009年國防授權法案報告中,建議通過海軍CVN-78的2009年采購資金請求,以及CVN-79的先期采購資金請求。兩個委員會都不同意海軍關于立法臨時放棄10 USC 5062(b)而允許把航母力量臨時減少到10艘的提議。

  眾議院明確拒絕了海軍的請求并指導海軍提交一份報告,內容是關于在企業號退役和CVN-78服役前的的這段時期內,讓退役的肯尼迪號(CV-67)返回服役或繼續保留小鷹號所需的成本和可能的日期安排。

  代替了會議報告,做出了一個折中版本的S.3001以及一個聯合敘述決算表。法案建議通過海軍2009年CVN-78采購資金請求和CVN-79先期采購資金請求。

  2009年國防年出預算表。參眾兩院委員會的報告都沒有在2009國防年出預算表上記錄。預算表有參眾兩院撥款委員會的國防下級委員會分別于2008年7月30日和9月10日加以提高,在這兩個日期新聞發布會都概括了某些方面的提高。新聞發布會沒有提高CVN-78計劃。

  代替了關于2009年國防年出預算表的會議報告,變成了一個折中版本的預算表H.R. 2638 C,一個合并的預算表連同一個敘述決算表。H.R.2638把海軍2009年CVN-78采購資金要求減少了1964.4萬美金,同意了海軍2009年CVN-79的先期采購資金要求。對于CVN-78上減少的1964.4萬美金包括“AN/SLQ-32增長”的2百萬美金(SLQ-32是一個艦載電子戰系統);1200萬美金的“船體,技術和電子支持服務增長”;164.4萬美金的“超支的全球指揮和控制海上支持資金”;和一個400萬美金的“合作交戰能力的超支資金”。敘述決算表聲明:

  有一筆額外的2400萬美金用于處理在電磁飛機彈射系統上成本超支情況。由于對滿足PCU(服役前單位—一個關于處于建造中船只的名詞)杰拉爾德 R。福特(CVN-78)交期上的持續關注,海軍部長指導在2009年4月1日前向國會防御委員會提交一份報告,報告包括對控制成本和交期的工作,一個對研發工作完成的日期更新,和如果EMALS計劃需要進一步延誤的話,做出一個CVN78飛機發射系統選擇的評估,包括對這些選擇的成本評估。

  (中國網)

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