解碼美國“尼米茲”號航空母艦

□ 石稼

“尼米茲”號是美國海軍“尼米茲”級航空母艦的首艦，該艦是以美國海軍名將切斯特?威廉?尼米茲的名字命名。尼米茲第二次世界大戰(zhàn)期間任太平洋戰(zhàn)區(qū)的盟軍總司令，主導(dǎo)對日作戰(zhàn)，戰(zhàn)后曾擔任美國海軍作戰(zhàn)部長?！澳崦灼潯碧柺抢^“企業(yè)”號之后的第2代核動力航空母艦，1968年開始建造，1975年正式進入美國海軍服役，舷號CVN-68，當時造價約8.5億美元。與美軍最新裝備的“福特”號航母相比，“尼米茲”級航母是當代航母家族中最具代表性的一員，全部由位于美國東部弗吉尼亞州的紐波特紐斯船廠建造。

/ 美國“尼米茲”號航空母艦。

/ “尼米茲”號航空母艦的飛行甲板。

該級艦的誕生，標志著美國海軍全面邁入核動力航母時代。在30多年的漫長時光中，共建造“尼米茲”級航母10艘，各艦規(guī)格和裝備均有一些差異，大致可分為三個批次，第一批次為“尼米茲”號（CVN-68）、“艾森豪威爾”號（CVN-69）和“卡爾文森”號（CVN-70）等3艘，第二批次為“羅斯?！碧枺–VN-71）、“林肯”號（CVN-72）、“華盛頓”號（CVN-73）、“斯坦尼斯”號（CVN-74）和“杜魯門”號（CVN-75）等5艘，第三批次為 “里根”號（CVN-76）和“布什”號（CVN-77）。美國海軍對不同批次沒有進行區(qū)分，統(tǒng)一歸類為“尼米茲”級航空母艦。

一、艦船結(jié)構(gòu)

（一）整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

/ “尼米茲”號航母飛行甲板上的彈藥升降機。

/ “尼米茲”號航母飛行甲板指揮調(diào)度中心內(nèi)景。

“尼米茲”號航空母艦的艦體長332.8米，寬40.8米，標準排水量8.16萬噸，滿載排水量9.1487萬噸，艦體結(jié)構(gòu)主要采用HY-80高強度低合金鋼，裝甲結(jié)構(gòu)主要采用HY-100超高強度低合金鋼。該艦共有12層甲板，第1層是飛行甲板，第2—4層為機庫甲板，上層甲板和底部外板采用縱骨架式結(jié)構(gòu)，機庫甲板以下采用水密結(jié)構(gòu)。水線以下船體由3層底構(gòu)成，設(shè)有5道縱向防雷艙壁，水下抗爆能力可達545—681公斤TNT炸藥。艦內(nèi)總共設(shè)有23道橫向水密艙壁、10道防火艙壁和2000多個水密艙室，裝備了先進的泡沫滅火系統(tǒng)、水泵系統(tǒng)和分區(qū)損管指揮系統(tǒng)。其中，水泵系統(tǒng)能在20分鐘內(nèi)將15°傾斜的船體恢復(fù)至水平狀態(tài)。該艦延續(xù)了美式航母2個主彈藥庫的傳統(tǒng)設(shè)計，分別布置在遠離核反應(yīng)堆和推進系統(tǒng)等重要艙室的區(qū)域，每個獨立艙室均由強力箱型結(jié)構(gòu)的裝甲鋼板保護。

“尼米茲”號可裝載航空燃料8600噸，航空彈藥2970噸，極大提升了艦載機的持續(xù)作戰(zhàn)能力。后續(xù)批次的“尼米茲”級航母在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上不斷進行改良和優(yōu)化，采用了更先進的HSLA-80和HSLA-100高強度低合金鋼，彈藥庫和作戰(zhàn)指揮室等部位加裝了凱夫拉復(fù)合裝甲材料，尺寸和噸位不斷增大。

（二）飛行甲板設(shè)計

“尼米茲”號航空母艦采用與“小鷹”級航母類似的封閉式斜角飛行甲板，左舷斜角角度由“小鷹”級的11.3°改為9.5°，以減小艦載機受艦尾亂流的不利影響，從而提升艦載機降落的安全性。

該艦飛行甲板長332.9米，寬76.8米，斜角甲板長237.7米，共安裝有4部C-13-1型蒸汽彈射器和4臺MK-7型偏流板，其中兩套安裝在艦艏起飛彈射區(qū)，兩套安裝在斜角甲板前端，從而使艦載機彈射出動率可以達到每分鐘8架次。

/ “尼米茲”號航母機庫內(nèi)景。

/ “尼米茲”號航母機庫示意圖。

/ 準備彈射起飛的FA-18C艦載戰(zhàn)斗機。

該艦在斜角甲板著艦區(qū)后部設(shè)有4道阻攔索和1道應(yīng)急攔阻網(wǎng)，在艦艉左舷側(cè)設(shè)有MK6-2型“菲涅爾”光學助降系統(tǒng)和著艦信號官平臺（LSO），配合艦島上的艦載機引導(dǎo)雷達和著艦制導(dǎo)雷達等先進電子設(shè)備，為艦載機著艦提供了全天候和全方位的安全保障?！澳崦灼潯碧栵w行甲板分為降落區(qū)、起飛區(qū)、停機區(qū)和整備區(qū)等，其中，整備區(qū)由艦島前后兩側(cè)的區(qū)域組成，艦島前側(cè)至艦艏彈射器之間均屬于前側(cè)整備區(qū)范圍，直通飛行甲板的3部彈藥升降機均集中在這個區(qū)域，主要進行彈藥補給作業(yè)。艦島后側(cè)整備區(qū)主要進行艦載機油料補給和檢修工作?！澳崦灼潯碧柡侥改軌虼钶d1個標準配置的艦載機聯(lián)隊，各型飛機總數(shù)在84架左右，特殊情況下可以搭載約100架艦載機進行作戰(zhàn)行動。

（三）機庫區(qū)域設(shè)計

“尼米茲”號航空母艦的機庫采用密閉式結(jié)構(gòu)，長208米，寬33米，高8.07米，總面 積 約6800平方米，比“企業(yè)”級增大300余平方米。

機庫整體位于略偏船體右舷位置，左舷其余部分空間用于布置航空人員辦公室、各類控制室和各層甲板通道等。機庫前方是士兵住艙和錨鏈艙，機庫后方是艦載機維修艙室。機庫內(nèi)可由2道防火艙壁分成3個獨立的停機區(qū)域，機庫內(nèi)總共設(shè)有6個飛機加油站和多個整備區(qū)。該艦裝備了4臺舷側(cè)式艦載機升降機，分別是左舷尾部1臺和右舷3臺，每臺艦載機升降機平臺長25.9米，寬15.9米，面積約372平方米，平臺自重105噸，最大載重量47.6噸，能夠同時運輸2架艦載戰(zhàn)斗機，升降機平臺從飛行甲板至機庫往返一次需耗時60秒左右。

/ F-18艦載機從斜角甲板彈射起飛。

/ 攔阻著艦的FA-18C艦載戰(zhàn)斗機。

“尼米茲”號航母全艦共有11臺彈藥升降機，但僅有3臺能通向飛行甲板的整備區(qū)，其余彈藥升降機均分布在各層甲板和機庫內(nèi)，每臺彈藥升降機最大載重4.5噸，運行速度30米/分鐘，性能較“小鷹”級有了較大提升。該艦為保證自身安全，采用彈藥分段運輸方式，所有彈藥只能在飛行甲板的整備區(qū)才能掛載到飛機上。因此，彈藥保障人員需要嚴格按照人工運輸動線和規(guī)定操作流程進行彈藥出庫、引信組裝、檢查驗收和分段轉(zhuǎn)運，當彈藥升降機將武器送上飛行甲板時，所有艦載機起降作業(yè)必須暫停，平均每架艦載機完成加油、掛彈和檢查作業(yè)需耗時2小時左右。

（四）配套區(qū)域設(shè)計

“尼米茲”號航空母艦的艦島位于右舷側(cè)中部略靠后位置，艦島上設(shè)有編隊指揮、航海指揮和飛行指揮等3層艦橋，全艦核心的作戰(zhàn)指揮中心（CIC）則位于甲板下層。艦島頂部前端安裝有AN/SPS-48E三坐標對空搜索雷達的大型平板式天線，頂部中間是一座搭載多型雷達天線的主桅桿。艦島后方設(shè)有一座封閉式的獨立桅桿，頂部安裝了1部曲面框架式的AN/SPS-49（V5）遠程對空搜索雷達天線，這與“企業(yè)”號航母將所有雷達天線集中布置在艦島上層的設(shè)計有所不同，主要原因是為了避免雷達之間的電磁互擾。隨著雷達技術(shù)的不斷發(fā)展，后期批次的“尼米茲”級則再次采用了艦島集中式布置方案，取消了艦島后方的獨立桅桿。

“尼米茲”號航空母艦的球鼻艏設(shè)計較小，在實際作戰(zhàn)行動中，存在使用蒸汽彈射器導(dǎo)致艦艏縱搖下沉的情況，后續(xù)批次增加了球鼻艏的尺寸，進一步提升了艦艏浮力和穩(wěn)定性，使得后續(xù)“尼米茲”級航母能夠同時彈射3架艦載機。該艦生活艙面積比較緊湊，居住條件比較艱苦，每個士兵艙需要居住上百人，鋪位均為3層結(jié)構(gòu)，幾乎沒有個人物品空間，并且每個生活艙只能共用1個公共衛(wèi)生間和浴室。作為一座名副其實的“海上城市”，“尼米茲”號航母設(shè)有廚房、餐廳、洗衣店、醫(yī)院、教堂、廣播站、電影廳、圖書館、郵局和理發(fā)店等配套設(shè)施，以滿足近6000人的基本生活需求。

二、動力系統(tǒng)

/ A4W核反應(yīng)堆。

/ “尼米茲”級航母ACDS作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)操作臺位。

“尼米茲”號航空母艦采用了大型艦船典型的“四軸四槳兩舵”方案，核動力裝置為2座A4W壓水反應(yīng)堆和4臺蒸汽輪機，相比“企業(yè)”號航母的8座A2W壓水反應(yīng)堆，節(jié)約出了更多的艦內(nèi)空間用于存儲航空燃油和航空彈藥。A4W壓水反應(yīng)堆熱效率為25.6%，每個反應(yīng)堆為2臺蒸汽輪機提供高壓蒸汽，每臺燃氣輪機負責驅(qū)動1個傳動軸末端的螺旋槳，每個螺旋槳直徑約6.4米，重約30噸。

該艦整個推進系統(tǒng)總功率為26萬馬力，最大航速30節(jié)，低于“企業(yè)”號28萬馬力和最大航速35節(jié)的指標，主要原因是更大功率的新型蒸汽彈射器對航母迎風高速運動的要求有所降低。為了防止壓水反應(yīng)堆故障，該艦還裝備了4臺應(yīng)急柴油機，這種動力組合方案一直延續(xù)至后續(xù)的“福特”級航母。1998年，“尼米茲”號成為第一艘回廠進行中期綜合大修（RCOH）的航空母艦，除服役13年后首次更換核燃料棒外，還對全艦艦體結(jié)構(gòu)、指揮系統(tǒng)、武器系統(tǒng)、雷達系統(tǒng)和通信系統(tǒng)等進行了全面升級和改造，總共耗時33個月。后續(xù)批次“尼米茲”級改為每15年更換一次核燃料棒，并且都參照首艦“尼米茲”號的維護計劃和改進方案確定了輪換進廠的時間節(jié)點。

三、船電裝備

（一）指控系統(tǒng)

“尼米茲”號航空母艦早期裝備的指控系統(tǒng)信息化程度較低，主要包括海軍戰(zhàn)術(shù)資料系統(tǒng)（NTDS）和反潛目標鑒定分析系統(tǒng)（ASCAC）兩個獨立模塊，僅能起到輔助作戰(zhàn)指揮的作用。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，該艦在中期大修時加裝了新一代的先進戰(zhàn)斗指揮系統(tǒng)（ACDS），該系統(tǒng)是海軍戰(zhàn)術(shù)資料系統(tǒng)（NTDS）的全面升級版本，具有更大的海空監(jiān)視范圍和更多的目標融合能力，能夠?qū)⒏餍屠走_、電子、紅外等探測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行自動處理、航跡顯示、目標識別和威脅判斷，以更直觀的圖形顯示方式為作戰(zhàn)指揮人員提供信息支持。該系統(tǒng)在新的數(shù)據(jù)鏈技術(shù)基礎(chǔ)上，具備強大的數(shù)據(jù)交互和分發(fā)能力，能夠在航母戰(zhàn)斗群內(nèi)實現(xiàn)態(tài)勢共享，能夠與航母戰(zhàn)斗群以外的上級和友鄰單位進行數(shù)據(jù)交換。

緊急情況下，該艦還可以直接響應(yīng)總統(tǒng)命令，并在1分鐘內(nèi)獲得戰(zhàn)術(shù)核武器的使用授權(quán)。后續(xù)“尼米茲”級航母雖然中期大修的時間各不相同，但作戰(zhàn)指控系統(tǒng)性能和功能均在不斷升級完善，“里根”號（CVN-76）更是第一艘裝備了整合指揮網(wǎng)絡(luò)（ICAN）的航母，從而具備了對全艦所有系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)實施集中管理的能力，以及組織實施信息化條件下“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”的能力。

（二）雷達系統(tǒng)

/ MK-15“密集陣”近程防御系統(tǒng)。

/ MK-31“拉姆”近程防空導(dǎo)彈系統(tǒng)。

“尼米茲”號航空母艦的雷達系統(tǒng)由多型雷達組合而成，主要包括1部S波段的AN/SPS-48E三坐標對空雷達、1部AN/SPS-49（V5）型遠程對空搜索雷達、1部SPS-67（V）型平面對海雷達、1部SPS-64（V）型導(dǎo)航雷達、1部SPN-41空中管制雷達、2部AN/SPQ-9A追蹤雷達、3座Mk-91防空導(dǎo)彈火控雷達和1部URN-25型艦載機空中戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)等。其中，AN/SPS-48E三坐標對空雷達采用旋轉(zhuǎn)式的矩形天線陣列，天線陣面由73根波導(dǎo)管組成，具有高增益、低旁瓣和抗電子干擾能力強的優(yōu)點，對于雷達散射截面積5平方米的空中目標探測距離為350公里，對于雷達散射截面積1平方米的空中目標探測距離為145公里。AN/SPS-49（V5）型遠程對空搜索雷達是美國海軍相當先進的一款二坐標對空搜索雷達，采用曲面框架式天線，具備較好的遠程對空預(yù)警探測能力，電子對抗性能和自動目標探測性能顯著提升，最大探測距離能夠達到460公里以上。

（三）武器系統(tǒng)

“尼米茲”號航空母艦早期安裝有3套近程點防御導(dǎo)彈系統(tǒng)（BPDMS），每套系統(tǒng)由一個人工操作的MK-71雷達/光學瞄準平臺和1座8聯(lián)裝的MK-25“海麻雀”近程防空導(dǎo)彈發(fā)射裝置組成。在中期綜合大修后，該艦武器系統(tǒng)改為2套MK-31“拉姆”近程防空導(dǎo)彈系統(tǒng)、3套改進型點防御導(dǎo)彈系統(tǒng)（IPDMS）和3座MK-15“密集陣”近程防御系統(tǒng)。每套改進型點防御導(dǎo)彈系統(tǒng)（IPDMS）由1臺MK-91火控雷達和1座8聯(lián)裝MK-29“海麻雀”近程防空導(dǎo)彈發(fā)射裝置組成，分別部署在艦艉左右舷外側(cè)平臺和艦艏右舷外側(cè)平臺。另外，該艦還裝備了SLQ-25魚雷反制系統(tǒng)、SLQ-29電子對抗系統(tǒng)和4座6管MK-36型紅外/箔條誘餌彈發(fā)射裝置等自衛(wèi)武器。其中，SLQ-29電子對抗系統(tǒng)主要由一套WLR-8雷達告警設(shè)備和一套SLQ-17電子干擾機組成，后期升級為SLQ-32（V）4型電子戰(zhàn)系統(tǒng)。

（四）配套系統(tǒng)

/ 八聯(lián)裝的MK-29“海麻雀”近程防空導(dǎo)彈系統(tǒng)。

“尼米茲”號航空母艦的配套系統(tǒng)主要包括通信系統(tǒng)、蒸汽彈射系統(tǒng)、著艦攔阻系統(tǒng)、海水淡化系統(tǒng)和全艦核生化防護系統(tǒng)等。

其中，通信系統(tǒng)包括SATCOMS衛(wèi)星通信系統(tǒng)，艦載全球指揮控制衛(wèi)星系統(tǒng)，Link系列數(shù)據(jù)鏈設(shè)備，SRR-1文電業(yè)務(wù)接收設(shè)備，WSC-3（UHF）衛(wèi)星通信設(shè)備，WSC-6（SHF）國防衛(wèi)星通信終端設(shè)備等。

蒸汽彈射系統(tǒng)主要由4臺C-13-1的蒸汽彈射器組成，每臺彈射器軌道長99.01米，最大彈 射 行 程94.49米，能 將34噸重的艦載機加速至安全起飛速度，能夠滿足最大戰(zhàn)斗載荷的F/A-18E/F艦載戰(zhàn)斗機和E-2C/D艦載預(yù)警機的彈射起飛需求。該型彈射器所需的蒸汽壓力比“企業(yè)”號的彈射器低，從而有利于減少蒸汽用量，延長彈射系統(tǒng)壽命。該艦4臺彈射器理論上能保持每分鐘彈射2架艦載機的速度，但實際由于蒸汽消耗限制，在高速航行狀態(tài)下彈射8架艦載機后就必須暫停彈射起飛作業(yè)，等待動力系統(tǒng)的蒸汽壓力恢復(fù)。

著艦攔阻系統(tǒng)為MK-7型飛機降落攔阻系統(tǒng)，該系統(tǒng)針對不同型號和重量的飛機需要較長時間調(diào)整制動機配重，因此艦載機降落時必須嚴格按照機型順序降落并拋棄部分外掛武器，其他機型則需在空中利用伙伴加油方式盤旋待機，直至攔阻系統(tǒng)重新設(shè)置就緒。海水淡化系統(tǒng)由4臺制淡機組成，能夠每日轉(zhuǎn)化182萬升淡水，以保障全艦人員生活用水和動力系統(tǒng)蒸汽用水需要。

“尼米茲”級航空母艦是美國海軍第一款“量產(chǎn)”版的核動力航空母艦，僅10艘“尼米茲”級航母的總噸位就超過100萬噸，遠遠超過了世界絕大多數(shù)國家海軍艦船的總噸位。在美軍作戰(zhàn)行動中，總能看到“尼米茲”級航母的身影。1979年9月10日，“尼米茲”號航母參加了營救伊朗扣留美國人質(zhì)的“鷹爪行動”，但在隨后發(fā)起的攻擊中，由于參與的直升機墜毀于沙漠而失敗。1981年在“錫德拉灣”事件中，“尼米茲”號上的2架F-14“雄貓”戰(zhàn)斗機擊落了2架利比亞戰(zhàn)機。1991年的海灣戰(zhàn)爭中，美國集中了多艘“尼米茲”級航母，對伊拉克成功進行了打擊。此后，“尼米茲”級航母也參與了阿富汗戰(zhàn)爭、伊拉克戰(zhàn)爭等作戰(zhàn)行動，表現(xiàn)不俗。一些軍事專家稱，世界軍事現(xiàn)在是“尼米茲”的時代，足見其影響力。

對“尼米茲”級航空母艦的作戰(zhàn)實力，有研究機構(gòu)給出了如下數(shù)據(jù)：一個“尼米茲”級航母戰(zhàn)斗群的作戰(zhàn)能力就相當于1944年菲律賓海戰(zhàn)中，由15艘航母和965架艦載機組成的美國第58特混艦隊的綜合作戰(zhàn)能力。雖然這個對比沒有太多實際意義，但“尼米茲”級確實代表了當時全球最先進的航母制造水平，其作戰(zhàn)能力、技術(shù)性能、現(xiàn)代化程度更是遠遠領(lǐng)先其他國家的航空母艦，也使美國海軍具備了更加強大、持久、可靠的遠洋部署能力，為美國主導(dǎo)國際事務(wù)和實施全球戰(zhàn)略提供了重要的力量保障。