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美海军与HII公司力图降低新航母建造成本
2013-11-15
[据《简氏防务周刊》网络版2013年11月11日报道] 美国海军新一代核动力航空母舰首舰“福特”号于11月9日正式下水,这艘航母的建造成本约为129亿美元。美海军与造船厂希望能将第二艘航母“肯尼迪”号的成本控制在113亿美元。而3-D计算机模拟工具可能是未来航母建造提高效率节省成本的关键。

“福特”号航母建造商——亨廷顿•英格尔斯工业公司(HII)纽波特纽斯造船厂(NNS)负责人对记者称,“福特”级航母建造提高效率降低成本的关键在于建造更大的分段并提高预舾装的完成度。

(1)3-D计算机模拟工具

由美国海军资助研发的3-D计算机模拟生产工具为工人提供了建造航母的新方法。建造团队佩戴3-D眼镜在虚拟的航母中畅游,检查每一个零部件能否安装到合适的空间中,并可利用模型辅助零部件的建造。这些计算机建立的模型让建造团队提前准确地组装了整艘航母,不管是钢材、管路还是线缆,通过模拟的方式都能够避免其发生干涉,从而实现准确的安装。“福特”级航母开创性的全面应用3D建模技术。

在3-D计算机模拟生产工具产生之前,工人们只能利用二维图纸。当设计发生变化时,图纸却不能自动更改。工人们根据图纸尺寸来测量、切削和制造各个部件,有时候加工出来的零部件并不能很好地安装。有了3-D工具,“福特”号航母的建造就不再存在这些问题,各个零部件可以实现准确流畅的配合。

    (2)成本上限

准确的配合是需要代价的。根据原计划,航母建造的成本约105亿美元,但实际的建造成本却增加到129亿美元。

“福特”级航母成本增长的约40%归咎于政府采购装备(GFE)支出的上涨,主要包括航母电磁弹射器系统(EMALS)、先进阻拦装置(AAG)和双波段雷达等。这三大系统都是为“福特”级航母新研发设备。其余60%成本增加则是由于设计变更、建造过程中遇到的挑战等因素。

美国海军官员正在为未来航母的预算与国会议员进行讨论。与此同时,海军部长已经在“成本上限”的法律框架下将第二艘新型航母“约翰•F•肯尼迪”号(CVN 79)的预算调整为114.98亿美元。美海军希望在建造“肯尼迪”号航母时,其总成本能比“福特”号降低12亿美元,所耗费的人力时间不超过最后一艘“尼米兹”级航母“布什”号航母(CVN 77)。

根据白宫2014财年的预算申请,“肯尼迪”号航母的预算总额为113亿美元。如果这一目标能够实现的话,那么这艘航母的建造费用比“福特”号航母要低12亿美元。

纽波特纽斯造船厂建造一艘“尼米兹”级航母需花费约4000万个工时,而建造“福特”号,则需花费5000万个工时。美海军预计,“肯尼迪”号航母所需工时约为4300-4400万,而第三艘“福特”级航母“企业”号(CVN 80)则只需约4000万工时。

鉴于超预算成本的40%归咎于政府提供设备的成本上涨,要控制总成本,需使电磁弹射器、先进阻拦装置和双波段雷达等系统的成本降低10-15%。

为了降低建造所需工时,纽波特纽斯造船厂计划利用3D产品工具来简化生产工艺节约成本。借助这些工具,可以在工场里就加工出“肯尼迪”号航母上的所有钢板,从而节约工人焊接与组装的时间。“肯尼迪”号的建造团队还计划建立全船规模装配生产线的制造工艺。通过增大分段的尺寸,减少分段数目和船台工作量,可以提高效率降低成本。目前船厂已经为“肯尼迪”号建造了150个独立分段,分段数目比“福特”号明显要少。

    (3)测试阶段

从历史上看,航母的建造工作进行到最后30-40%阶段时,性价比往往会出现下降,这是因为系统测试项目和船体建造扫尾工作往往是整个航母项目中最具挑战性的。为了抵消这种效应,航母下水的时间推迟了四个月,以便在干船坞内完成更多的建造工作。

目前工人正在航母甲板上进行电磁弹射器的安装工作,该系统将取代“尼米兹”级航母的蒸汽弹射器。这一系统的安装进度比预期提前了10个星期左右。

2013年11月9日“福特”号航母正式命名下水时其总重量约为77000吨,建造工作完成了约77%,这是美国海军历史上下水的最大航母。相比之下,最后一艘“尼米兹”级航母“布什”号下水时建造工作只完成了约50%。

在“福特”号下水后,它将被拖到纽波特纽斯造船厂三号码头继续进行建造和测试工作,预计于2016年第二季度建成服役。(中国船舶工业综合技术经济研究院 丁宏)

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