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标题: 难产的“肯尼迪” [打印本页]

作者: t87680226 时间: 3 小时前
标题: 难产的“肯尼迪”
序章：
2026年1月28日，美国海军福特级航母“约翰·F·肯尼迪”号在下水7年后终于迎来首次建造商海试，与十年前“福特”号首次海试时的高调不同，“肯尼迪”号出港显得低调，因为谁也不知道它会不会和“福特”号一样一岀海就掉链子。
一：第一阶段：出师不利
2009年1月，在福特级航母一号舰龙骨铺设两年半后，美国海军正式启动福特级航母二号舰的项目，2011年2月25日，美国海军宣布二号舰被命名为“约翰·F·肯尼迪”号，此时首舰福特号进度已延迟47个月，超支74%，肯尼迪号既要继承福特号的技术，又要避免重蹈福特号的覆辙，美国海军期望肯尼迪号利用福特号的成熟设计，船坞周期工时减少了37%，预舾装率达到87%，质量缺陷减少44%，但纽波特纽斯造船厂工程部1200页的《福特号建造问题分析报告》明确列明，福特号建造中出现5800项问题，被迫修改了35%的原始设计，根本不存在什么成熟设计。
纽波特纽斯造船厂动用了500名设计人员重新设计肯尼迪号，更换了1.7万份工程图纸和350TB数字模型数据，最棘手的问题是电磁弹射系统的接口设计，由于福特号的电磁弹射系统故障百岀，通用原子公司在福特号建造过程中进行了11次设计迭代，结果就是肯尼迪号预留的安装空间、电力接口和冷却管路全部不匹配，不得不继续采用未升级的版本，系统效率比理论值降低了8%，不过驻扎船厂的通用原子公司工程师团队还是对直线电机、散热系统和电力调节模块进行了137项针对性改进，同时雷神公司研发的双波段雷达S波段和X波段测试时互相干扰，软件代码量从300万膨胀至820万行，项目濒临崩溃。
海军经过三个月激烈辩论，最后决定仅保留AN/SPY-6型S波段搜索雷达，另外采用企业级对空监视雷达代替X波段雷达，导致肯尼迪号防空能力低于原定目标，前期投入的34亿美元研发经费大部分打了水漂，正当海军焦头烂额时，国会收到了政府问责署，指出福特级航母成本已是尼米兹级的2.3倍，全寿命成本将达400亿美元，超过美国海军每年造舰预算的总和，白宫管理与预算办公室建议将肯尼迪号的采购推迟五年，但海军警告延迟会导致2.3万名熟练工人失业，已投入的51亿美元经费血本无归，还要支付120亿美元的合同违约金，导致美国丧失航母建造能力，
最终国会同意海军提出将肯尼迪号与三号舰捆绑采购，通过批量折扣节省15亿美元的方案，但要求成本上限是113亿美元，每季度向国会独立监督委员会报告进度，为了控制预算，海军制定了严格固定价格激励、里程碑付款和绩效奖金，负责研发与采购的助理海军部长肖恩·斯坦利承诺：将其成本控制在114亿美元以内”，这波才平，一波又起，用于屏蔽A1B核反应堆辐射的超高纯度硼钢材因唯一的供应商日本神户制钢造假被暂停出口，海军紧急从退役的洛杉矶级核潜艇反应堆中拆下硼钢重新加工，共耗时11个月和8700万美元，德国生产的特种耐火电缆上的耐高温硅橡胶绝缘层因环保停产，海军搜遍全球才在澳大利亚海军仓库中找到一批1998年生产的电缆。
雪上加霜的是船厂熟悉13800伏中压配电系统的电气工程师仅20%，掌握钛合金焊接技术的不足12%；一名老焊工按照传统方法焊接时导致热影响区出现裂纹，造成价值2700万美元的分段报废，船厂紧急开设28个培训课程，但45%的焊工年龄超过55岁，教会他使用增强现实眼镜焊接比教他孙子还难，于是船厂引入了32台焊接机器人和15台自动检测设备，但引发了工人罢工，认为这威胁了他们的工作岗位，罢工工人封锁了船厂，与警方发生了冲突，海军部长理查德·斯宾塞亲自介入，经过三天谈判船厂承诺未来五年内不裁员，并设立3000万美元的转岗培训基金而结束，罢工造成了4.7亿美元损失。
二：困难重重
早在2012年3月，纽波特纽斯造船厂钢铁加工车间己切割下首块用于舰体结构的HSLA-100高强度钢钢板制造重达800吨的舰艏分段正式开工，其他建造工作也在全美国各地开始，佛罗里达州的通用电气公司生产主涡轮发电机，宾夕法尼亚州的BWXT公司制造A1B核反应堆，在加利福尼亚州的亨廷顿·英格尔斯公司复合材料中心制作一体成型的舰岛，但至2014年底仅完成68%设计，比计划落后14个月，2015年8月22日，重达780吨的底部舰体分段被吊入纽波特纽斯造船厂12号干船坞，这个分段刚进坞发现了127处焊接缺陷，需要现场返工，之后还有162个重达80至900吨的分段像积木般在船坞内拼接，拼接公差控制在3毫米以内。
但下部舰体的34个分段组装完成后发现公差达220毫米，预计162个分段拼接后累积公差可能达到500毫米，船厂采取了在关键接口处增加最厚达85毫米的垫片，虽然解决了装配问题，但需要重新计算结构应力分布，额外花费3100万美元，每个分段在进入船坞前就已预舾装了90%管道、电缆、通风系统，本来可大大减少坞内工作量，但分段合拢后管道经常对不齐、电缆长度不足，23%的预舾装部件需要拆除重装，返工成本高达4.2亿美元，2016年春季完成15%的建造工作后又发现新型电磁武器升降机在测试中故障频发，平均无故障间隔仅为43次，远低于要求的1500次。
故障模式五花八门，直线电机过热烧毁、位置传感器漂移、软件死锁、安全门误动作、卡滞，自由坠落，存在27项基础设计缺陷，最严重的是直线电机的散热设计完全错误，热量积聚封闭的升降机井内，电机温度超过140°C时绝缘材料就熔化，还无法补救，海军决定改用老式传统液压升降机，这意味着前期投入的11亿美元研发经费打了水漂，变更升降机设计要调整相邻的弹药库布局，重新设计机库甲板以下60个舱室，重新设计需要至少28个月，新的液压系统的额外动力单元还挤占了无人系统控制中心的预留空间，停工期间船厂每天要支付230万美元的“待工费”，成本又增加39亿美元。
在进度延迟了14个月后，2017年10月才把重达515吨的舰岛吊装上舰，但在对接时又发现连接界面有16个螺栓孔偏差20毫米，误差源于结构团队和舾装团队使用的Revit 2016与CATIA V5数字模型进行数据转换时坐标系发生了0.5度的旋转偏移，只能又把舰岛吊下来，紧急从德国空运特制扩孔工具修改，这个低级错误导致舰岛吊装推迟六周，2018年9月7日，完工85%的肯尼迪号正式下水，但困难才刚刚开始，它还需要安装3000个舱室设备、2000英里电缆、400英里管道，结果又因飓风“巴里”袭击导致供应链全部延迟，部件缺货率达到37%，到了2019年底，肯尼迪号总算完工了92%，开始准备系泊试验。
三：带病出征
结果2020年全球疫情爆发，船厂20%工人感染缺勤，船厂紧急把船台划分为三个区域，工人互不接触，三人的焊接小组变成单人作业，导致工作效率断崖式下跌，遍布全球26个国家的供应商工厂纷纷停工，进度延迟率从18%飙升至41%，2021年第一季度随着疫苗接种推进，感染率从8%降至0.3%，2021年6月18日，A1B核反应堆开机，但一回路冷却剂温度周期性振荡达±12°C，触发紧急停堆，排查发现反应堆压力容器内部支撑结构在特定流量下产生涡激振动，与冷却剂流动形成共振，只能停堆进行了17次放射性作业添加减振阻尼器，工程人员受到的辐射剂量累计达到年度限值的85%。
11月二回路的主蒸汽管道又出现泄漏，管道法兰连接的316根螺栓中有43根有裂纹，这批Inconel 718合金螺栓在热处理中炉温控制偏差导致晶界碳化物析出异常所至，但供应商伪造测试报告通过了质量认证，更换所有螺栓需要花六个月拆除隔热层和管道，2022年满功率测试中又有一台主冷凝器的钛合金传热管因冷凝器管束的振动频率与主机转速的谐波重合发生疲劳断裂，海水渗入二回路，放射性物质污染了整个蒸汽系统，需要彻底清洗，除此之外，肯尼迪号还有传感器数据流量远超设计容量、13个关键系统有网络安全漏洞，火控系统决策逻辑混乱等问题，变更指令超过8.2万份，返工率高达31%。
2023年6月，海军检查委员会300名检察员登舰进行为期三周的评估，他们随机检查了30%的舱室和1400个系统，结果发现476项“必须修正”的缺陷和2133项“建议修正”，4921项检查项目中有1872项“未通过”，其中406项为“影响作战任务的严重缺陷”，因此建议暂缓接收，造船厂认为检查过于严苛，海军则坚持必须达到标准，激烈争吵后国防部副部长凯瑟琳·希克斯裁定整改六个月期，整改包括更换2400个穿舱密封件，重新设计了87个水密门，战斗系统软件降级到更稳定的版本，提高推进系统的轴系对中精度，2025年9月于詹姆斯河完成了初步核动力推进测试后就是建造商海试了。
四：一出海就掉链子
“建造商海试”由纽波特纽斯造船厂主导，船上搭载了约800名船厂工程师、技术人员以及少数海军人员，主要是验证航母的基本运行能力，证明能安全、可靠地航行，海试在大西洋海域进行，将持续三天，主要进行满功率 / 连续高速航行、变速巡航、Z 形机动、满舵回转、倒车与紧急停车，测试反应堆、蒸汽轮机、电力分配的稳定性，校验导航、通信、雷达的海上工况，全船的管线密封、舱室气压 / 水压、消防 / 喷淋、升降机与通风 / 空调等辅助系统合规性。
第一天，测试低速航行舵效和船舶操控性，然后测试核反应堆、主涡轮发电机以及配套辅助系统在不同功率负载下的运行状态，四台主涡轮发电机将280,000轴马力输送到四根推进轴，速度提升到29.7节时，安装在螺旋桨附近的声学传感器传来数据显示高速旋转的螺旋桨叶片叶背压力过低，导致水流汽化形成微小气泡在高压区瞬间溃灭，产生气穴现象，冲击波振动通过甲板传递到每个舱室，船厂代表认为是福特级的球鼻艏比尼米兹级丰满15%，产生的涡流冲击了桨叶的，只能返厂修改螺旋桨参数，可能还要重新铸造四具直径7.6米，重达66吨的螺旋桨，成本预估超过1.8亿美元。
第二天是机动性测试，以验证船体结构在高速下的应力状态，评估舵机性能、船舶的回转半径和横倾稳定性，最关键的一项是在25节航速下将舵打到35度，测试横倾恢复能力，结果航母左满舵90秒后3号推进轴轴承温度在60秒内从正常的65°C飙升至120°C，如果温度继续升高轴承就会熔化，只好马上减速，检查发现是轴系对中精度不足，出港时精度在0.1毫米以内，但高速转弯时舰体在巨大的离心力和水动力载荷下产生弹性变形，3号轴支撑轴承偏移量达到了0.4毫米，轴承的巴氏合金衬层出现磨损，可能需要重新设计轴系支撑结构，这需要拆卸部分舱壁，涉及300多个相连系统，相当的棘手。
五：结语
接下来“肯尼迪” 号还要经过由美国海军检查与调查委员会主导进行海军验收海试和全舰抗冲击试验，如果顺利的话将在2027年3月正式交付美国海军，现在第一天一岀海就掉链子，之后还有很多测试，估计不会和“福特”号测试时遭遇的故障少，正式交付有可能一拖再拖，中国辽宁舰在修建时，“肯尼迪” 号在建造，中国山东舰在修建时，“肯尼迪” 号在建造，中国福建舰在修建时，“肯尼迪” 号在建造，中国福建舰在修建时，“肯尼迪” 号还在建造，估计中国004航母下水时，“肯尼迪” 号还没服役，005航母下水时，“肯尼迪” 号还没形成战斗力。

作者: t87680226 时间: 3 小时前
@晓攻夜习3 看完本文你还认为美国的船厂没问题，核动力航母是因为核动力装置维修困难导致的在航率低吗？

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