航母建造的复杂性：从早期木质甲板到现代超级航母的演变

1、航空母舰的建造有多复杂？

航空母舰是海军中最复杂、最庞大的舰艇，其设计建造非常复杂，对任何国家的工业体系都是巨大的挑战。苏联为了建造一艘航空母舰，不得不动员9个工业部、600个专业和8000个下游制造商。它是一个国家综合国力的象征。建造航空母舰的难度之大，在于很难将一个完整的空军基地整合到一艘300多米内的船上。早期的航空母舰只需要在运煤船上钉上木甲板即可。

随着舰载机越来越复杂，航母也越来越复杂，由于技术难度越来越大，如今能建造超级航母的国家只剩下两个了，二战时期能大量建造航母在今天根本就没有任何意义，今天任何商船的技术要求都比二战航母高。

正宗美国航空母舰设计图

美国福特级航母用了10年的时间，完成第一阶段的研发，包括总体布局、主机选型、船体线型、基本船体结构、主要设备、机舱布置、动力负荷及电站配置等。时间都花在安装几部升降机，装在哪里才不影响机库和甲板的调度，弹药升降机和操作站怎么布置以方便补给油料和弹药，各种相应的通道和舱室消防设备和管线怎么布置以防战争破坏，全船的应力分布要精确到每一个部件的任何一个位置。

例如，如果某部件的应力计算为200MPa，那么厚度为10mm、屈服强度为235MPa的钢材就不行。厚度增加到15mm会增加重量，而用屈服强度为345MPa的钢材代替则成本高昂。这需要积累足够的施工经验，找到合适的安全系数。流体动力学和电磁特性是复杂的数学和物理问题，需要反复计算和实际模拟。

正宗美国航空母舰设计图

第二阶段详细设计完成后，经过军方审查，该舰各船体钢板、发动机、电缆、灯光等就开始建造。在设计图纸和技术文件交由船厂建造前，必须先准备好各种材料。

首先船厂要根据施工图纸确定分段数量、各分段安装、吊入坞布置等。然后要采购钢材，这种特种钢材要耐高温、耐高压、耐腐蚀、耐冲击、耐打击，全世界只有三个国家能生产。送料时间、温度控制、成型锻造都是绝密，就算有配方，也需要大型钢铁公司。航母钢材的焊接，也需要经验丰富的焊工。

此外，舰载机的各型弹射拦阻索系统、极其强大可靠的动力系统和电气系统、雷达、指挥设备和电子战系统以及护航舰艇等，都不是一般国家能够研制和建造的。

正宗美国航空母舰设计图

除了航母，还必须有与之匹配的舰载机。现代喷气式战斗机远比二战时期的飞机复杂，各种系统、喷气发动机、高精度电子设备由于海水、海风的腐蚀，十分脆弱，还要承受弹射、着舰的巨大冲击力，抗腐蚀要求远高于陆基飞机。陆基飞机一旦上了航母，稍有不慎就会停止工作。

造价昂贵的舰载机起降场地比陆地上难度大得多，稍有不慎就会造成机毁人亡。为了保证舰载机的可靠性，舰载机要尽可能地存放在机库内。为了在有限的机库内存放更多的飞机，舰载机还需要设计远比陆基飞机复杂得多的折叠机翼。舰载机降落时的气动特性也极其复杂。

低速性能要求很高，陆基飞机上舰时必须增大展弦比、减小后掠角、增加机翼面积、采用前缘缝翼，这就需要先进的航空设计技术，因此研制舰载机是一项非常艰巨的任务，世界上只有四个国家能做到。

2.美国的航空母舰建造能力

评估并加强美国制造业和美国国防工业基础以及供应链弹性

2017年，美国国防部发布了一份长达146页的报告，题为《评估和加强美国制造业和美国国防工业基础及供应链韧性》。报告揭露了美国制造业在经历20年去工业化之后的困境。船舶制造业是劳动力、资本和技术密集型产业，需要大量高素质劳动力和上下游配套企业。美国船舶制造业受到“全球化”的严重冲击，制造船舶零部件的企业被海外供应商排挤，海外供应商垄断了供应源头。

美国造船业目前（全部是军方订单）的年营收还不及中国船舶工业集团一家。民用市场的缺失，导致美国造船业丧失了竞争力，走向破产。资本家也纷纷抛弃造船业，导致2万多名技术工人的流失。如果你有兴趣看美国军舰下水，就会发现，美国军舰的总设计师、总工程师还是90年代的那帮人，平均年龄八九十岁。年轻研发人员的匮乏已经很严重了。

这只是美国制造业衰落的一个缩影，美国制造业工人数量不断消失，到2018年仅剩1280万人，半数以上美国人失业，美国船舶制造业缺乏工程管理、技术人员和熟练工人的情况，让美国的船舶修理能力成了问题。美国“好人理查德”号两栖攻击舰起火后，美国海军无力修复，直接报废。此前，因碰撞受损的“菲茨杰拉德”号和“麦凯恩”号两栖攻击舰的修复也被拖延了两三年。

相比之下，二战中受损严重的约克城号航空母舰仅用了三天时间就修复完毕。如今这样的奇迹已经无法期待，因为民用造船业已经完全被摧毁。美国现在陷入了和苏联一样依赖武器制造维持工业的困境。而美国财政只能维持一家制造航空母舰的造船厂和一家制造潜艇的造船厂。越战以来的26家海军造船厂中，就只剩下这两家了。

建造航空母舰的船厂位于美国西海岸切萨皮克湾的纽波特纽斯，又叫纽波特纽斯造船厂。纽波特纽斯造船厂从18世纪开始为美国海军建造舰船，20世纪20年代末开始将业务重心转向航空母舰的设计和建造。1934年，美国海军第一艘航空母舰“袭击者”号在纽波特纽斯造船厂建造。随后又建造了在二战中战功卓著的“约克城”号和“企业”号航空母舰。到1940年底，纽波特纽斯造船厂已拥有7艘航空母舰和4艘大型巡洋舰的订单。

整个二战期间，纽波特纽斯造船厂共建造了243艘舰艇，几乎垄断了美国航空母舰的建造，也奠定了其在军舰建造领域的霸主地位。1961年，纽波特纽斯造船厂建造了第一艘核动力航空母舰“企业号”后，美国所有核动力航空母舰均由纽波特纽斯造船厂建造。同时，纽波特纽斯造船厂也是核动力潜艇建造厂之一，建造了美国第一代核动力潜艇“长尾鲨”级和“洛杉矶”级攻击核潜艇。2007年，纽波特纽斯造船厂与诺斯罗普·格鲁曼公司合并，更名为诺斯罗普·格鲁曼造船厂。

纽波特纽斯造船厂占地面积2.23多平方公里，拥有3座船坞。其中12号干船坞为10万吨级船坞，也是美国最大的干船坞，长661.6米，宽76.2米，深19.5米，可容纳两艘尼米兹级核动力航母。船坞被一块巨大的防水板分成两部分，巨大的船坞底座可固定100米长的锚链，坞顶有数台巨型龙门起重机，可起重816吨，坞口距海岸线仅十米。

美国11艘尼米兹级航空母舰和1艘福特级航空母舰，以及正在建造的美国海军肯尼迪号航空母舰均出自这座船坞。除了干船坞外，纽波特纽斯造船厂还拥有一座浮船坞、3座船舶总装船坞和一座舾装船台，以及钢板切割设施和车间、发动机改型和修理车间、螺旋桨和推进轴修理设施、涂装设施、舰船内部管线安装设施、动力设施和喷漆设施等。如今，全美国只有纽波特纽斯造船厂拥有这些设备和相应的技术人员，也就是说，纽波特纽斯造船厂是美国唯一一家能够建造航空母舰的造船厂。

3.中国的航空母舰建造能力

中国船舶工业曾经是日本船舶工业的学生，​​但如今已经超越日本。近20年来船舶工业持续快速增长，仅2010年中国就建造了2000万载重吨的新船。中国一直把船舶工业视为需要特别关心和支持的战略产业。

船舶制造业不仅创造了巨大的就业机会，带动了钢铁行业的发展，还创造了经济价值。中国海洋产业占GDP的10%。船舶制造业是典型的军民融合产业，民用船舶制造企业往往是军舰制造商。

军舰除总体设计和某些材料设备有特殊要求外，生产技术、建造工艺和大部分造船设备与民船基本相同。造船设施天生就具有军民兼容的特点，船坞既可以用来建造大型商船，也可以用来建造大中型军舰，船体结构焊接工艺既可以用来建造现代油轮，也可以用来建造军舰。船舶工业具有平时和战时转换灵活方便的特点，平时建造民船的船厂也生产军舰，战时的民船生产能力可以在一夜之间转化为军舰生产能力。

军用船舶制造技术得益于民用船舶制造技术的进步。中国船舶重工集团和中国船舶集团旗下的大连造船厂、青岛海西湾造船厂、上海外高桥造船厂、长兴岛造船厂和广州龙穴造船厂均采用了最新的分段建造技术、先进的舾装方式和环保型造船设施，并拥有计算机辅助设计和生产设备。先进的生产技术有效地缩短了建造时间，降低了建造成本，使中国在全球民用船舶市场上的竞争力增强。大量的订单也为大量工人提供了就业岗位，培养了一大批具有专业技能的高级技师。

中国船舶工业还拥有一支不断壮大的工程师队伍，每年有1500名船舶设计院校学生和数万名技校工人毕业，数量超过任何竞争对手。这些设计师、机械工程师、高级焊工和高级技师平均年龄只有36岁，在不断的民用船舶建设中积累了丰富的技能和经验，必要时可以轻松转行到军用船舶制造。

船舶体积巨大，船厂占地面积也很大。建造大型船舶需要大工厂、大船场、大船坞。我国船舶建造设施发展迅速，数十家大型船厂在因地制宜布局方面各具特色，水平最高的是上海长兴、青岛海西湾、广州龙穴三大新型造船基地。仅这三大造船基地就拥有30万吨级以上船坞8座，而全国30万吨级船坞就有40座，还有50万吨级船坞6座、万吨级以上船坞539座。大连造船厂和江南造船厂目前正在建造或已经建造航空母舰。

大连造船厂前身是1898年由沙俄建造的3000吨级造船厂，现隶属于大连船舶工业公司。位于大连市区的主厂区拥有三座中大型船坞，隔海相望的香炉礁新厂区拥有中国第一座30万吨级船坞，该船坞于2004年扩建为50万吨级船坞，并在南侧修建了一座较小的船坞。

两座船坞采用串联造船方式，流水线建造巨型船舶。大船坞可同时建造一艘半30万吨级船舶，小船坞可建造半艘30万吨级船舶。建造方法类似英国“伊丽莎白女王”级航母的巨型分段法，对控制精度要求非常高。2003年，大连造船厂新建了一座30万吨级船坞，后来用于检验从乌克兰拖回的“瓦良格”号航母。该船坞后来又用于同时建造两艘55万吨级大型驱逐舰。

2005年，大连造船厂和新厂合并为大连船舶工业集团，并在大连湾填海造地，新建30万吨级船坞，用于“辽宁”号航母的续建和“山东”号航母的建造。这座航母的“专用船坞”位置理想，周边环境十分开阔。整个大连船舶工业集团厂区总面积3.4平方公里，几乎是美国纽波特纽斯造船厂的两倍。

江南造船厂规模更大，源于洋务运动时期的江南船坞，1905年改为江南造船厂，2000年成立江南集团。老江南造船厂位于黄浦江畔，厂区面积比较狭窄，黄浦江上跨江大桥较多，并不适合建造大型船舶。

因此，2008年，整个基地搬迁到长江入海口长兴岛的东南侧，按照世界顶级标准进行规划建设，整个基地岸线长3800米，自西向东、自北向南建设了4个大型码头群、17个舾装码头和一个大型港湾，还规划了一个长1000米、宽300米的超大型港湾和东南侧的工厂区，总面积超过580万平方米。整个基地分别由江南长兴造船有限公司、江南长兴重工有限公司和江南集团所有。

其中，一号坞群隶属于江南长兴造船有限公司，分为两个坞群，一个可年产4艘30万吨以上的超大型邮轮，一个可年产12艘17.5万吨的散货船；二号坞群同样有两座坞群，隶属于江南长兴重工有限公司，一个可年产10艘7000箱的大型集装箱船，一个专门用于建造大型液化天然气船；三号坞群隶属于江南集团。

这个船坞综合体占地183.4万平方米，有46.8万平方米的钢结构锻造、切割、焊接和测试建筑，专门用于军舰生产。它有8个船坞，其中两个用于生产052D型驱逐舰，完工后就近下水，移到港内舾装，另5个用于分段建造。最大的一个船坞尺寸为365米X 82米X 14.1米，配有800吨级龙门起重机。现在正在建造第二艘国产航母。这个船坞是世界上第一个可以水平组装航母并水平下水的船坞，其建造效率远超纽波特纽斯船厂，完全有能力建造核动力航母。

四、结论

二战期间美国造船业最鼎盛时期，53家船厂一年生产商船1875艘，合计1920万吨。如今美国造船业只占世界总产量的0.7%。而如今中国造船业占世界总产量的41%，一年建造2300万吨的船舶，是整个二战期间美国建造的商船总量，是今天美国造船能力的30多倍。

2020年，中国全年钢铁产量达到10亿吨，而美国只有8000万吨左右。2020年，中国发电量77791亿千瓦时，而美国发电量42866亿千瓦时。这两项是决定战争产能最重要的指标。此外，中国汽车、工程机械、铝、玻璃、水泥、化纤、化肥、集成电路、煤炭产量都是世界第一，产量基本占世界总产量的50%，甚至超过90%。二战时称霸全球的美国工业产能和如今中国工业产能相比根本不算什么，更何况是如今已经去工业化30年的美国。

美国造一艘航母要六年，中国只要四年，四十六座船坞对一个船坞，几十万技术工人对几千名技术工人，六年造一艘航母对四年造一艘航母，如果爆发全面战争，中国将碾压美国，就像美国碾压日本一样。