研制背景
CVN-21福特级航空母舰起源自1975年尼米兹级航空母舰（CVN-68~70）订购首批三艘时，美国海军展开一系列关于尼米兹级之后未来航空母舰的概念方案，称为CVNX，涵盖小型、中型和大型航空母舰，总共研究15个舰体大小不同的方案的船模水线性能，而起降方式则涵盖传统使用弹射器/拦阻索的CTOL、使用滑跃短距起飞/拦阻索降落的STOL、使用滑跃起飞/垂直降落的S/VTOL等三种，每一种方向又包含传统甲板布局与新设计之分，当时CVNX总共有约50种设计方案。[4]
1996年美国海军开始正式研究尼米兹航空母舰的后继项目--也就是CVNX项目，在CVNX项目中，美国海军考虑到了多种构型的航母，最后确定新一代航母仍是一种以核动力为推进系统的大甲板弹射航母，满载排水量为10万吨级，舰载机联队扩展到75架，具备更加强大的出动能力。美国海军要求新型航母在飞行甲板、航空设施、电力供应及任务系统等方面能够适应新世纪要求，能够配合二到三代舰载机的使用，尤其是要求能使用无人作战飞机，为了体现这些新技术，新变化，CVNX项目也被改称为CVN-21项目。依照1970年代中期以来的研究基础，CVN-21最初曾有不少十分前卫、超脱现今航空母舰设计的构型，不过考虑到成本、风险与实用性，最后还是返璞归真，由小鹰级到尼米兹级一脉相传的美国航空母舰构型进行改良。原本美国枣腊葛海军打算将最后一艘尼米兹级──布什号航空母舰（USS George HW Bush CVN-77）作为CVNX的装备验证舰，不过考虑到开发时程以及经费、风险，最后CVN-77的装备不会与里根号航空母舰（USS Ronald Reagan CVN-76）有太大的差异。[5]
发展沿革
建造计划
2008年9月10日，美国海军与诺格集团签署价值51.6亿美元的后续合约，全面展开CVN-78“福特”号的建造工作。在2009年11月13日，新港纽波特纽斯造船及船坞公司（纽波特纽斯造船厂）安放了首舰“福特”号的龙骨。依照原订计划，“福特”号应于2015年9月交舰，接替服勤超过半个世纪的企业号（USS Enterprise CVN-65）。总计首舰“福特”号的研发与建造总经费共将耗资137亿美元，其中研发经费为32亿美元，建造费用（含所有先期的规划、准备）则高宙承想鸦达105亿美元 ，其中有1/3的经费钻探元夜早在2001年就已编列作为前期武获款项；总计前三艘CVN-21预计耗资360亿美元，其中317亿5000万美元为建造经费，43亿3000万是研发经费，成为美国海军察跨棕有史以来造价最昂贵的舰艇 。
福特蒸店拳级的二号舰（CVN-79）原订于2012年开始建造，不过在2008年9月爆发的良抹剃全球金融海啸之后，2009年初新上任的奥巴马政府决议将CVN-79的建造工作延至2013年才展开，同时缩减在2010年度的先期投资。在2009年1月15日，美国国防部与纽波特纽斯造船厂签署CVN-21二号舰（CVN-79） 的先期筹备工作，包括设计、规划、采买等，总值3.74亿美元；在同年5月初，美国海军与纽波特纽斯造船厂签署先期备料的修正合约，总值7726万美元，这项先期合约于2010年10月执行完成 ，并紧接着在11月11日签署一个后续的设计与工程发展价值1.892亿美元合约。CVN-79在2011年2月26日于新港纽斯厂切割第一块钢板。2015年8月22日，约翰·F·肯尼迪号核动力航空母舰（CVN-79）铺设第一根龙骨。该舰预计于2018年下水，束料并在2020年服役[6]
，接替CVN-68尼米兹号（Nimitz）核动力航空母舰。命名方面，美国众议员Harry Mitchell在2007年12月7日珍珠港事件66周年纪念日时提议将CVN-79命名为亚利桑纳号；在2009年，众议员John Shadegg提议将已故的亚利桑纳州参议员Barry Goldwater用来命名CVN-79或CVN-80；此外，网络也有人发起请愿，希望CVN-79能延续企业号（Enetrprise）这个名字。在2011年5月29日，美国国防部正式宣布，CVN-79命名为小约翰·肯尼迪（John F. Kennedy），[7]
接替2007年从美国海军除役（2009年除籍）的同名航空母舰 CV-67。在2012年12月1日CVN-65企业号航空母舰停役当天，美国海军正式宣布，将第三艘福特级航空母舰CVN-80命名为企业号（Enterprise）。[8]
2019年2月2日，美媒披露称，美国海军与亨廷顿·英格尔斯工业的纽波特纽斯造船及船坞公司签订了建造两艘航母的合同，这将是美国海军的第三艘和第四艘福特级航母。美国海军的声明说，新建造的两艘航母在设计上有更新，可供F-35C闪电II战斗机起降，安装MK 38舰炮系统，并可配备舰载MQ-25“魟鱼式”（Stingray）无人驾驶空中加油机，加强了攻击能力。声明还说，这些设计更新相当于又节省了大约1亿美元。[9]
建造进程
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“杰拉尔德·R·福特”号建造
2005年8月11日，福特级航母首舰CVN-78切割了第一块重达15吨的钢板；
福特号第一块钢板切割下线
2007年1月16日，美国官方将CVN-78正式命名为“杰拉尔德·R·福特”号；
2009年11月14日，“福特”号铺设龙骨；
2011年8月18日，“福特”号结构完工50%；
2012年4月16日，“福特”号结构完工75%；同年5月24日，“福特”号最后一块舰首分段安装完毕；
2013年，“肯尼迪”号正式开始安放龙骨；同年1月26日，“福特”号安装舰岛；同年4月15日，“福特”号舰首上部安装完毕；同年5月8日，“福特”号结构完工100%；同年8月15日，“福特”号最后一台飞机升降机完成安装；同年10月3日，“福特”号安装30吨的螺旋桨；同年10月11日，“福特”号干船坞注水；同年11月9日，“福特”号正式下水。
2017年7月22日，“福特”号正式加入美国海军服役。[2]
[10]
[11]
[12]
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“约翰·F·肯尼迪”号建造
2011年2月25日，美国海军在诺斯罗普·格鲁曼（Northrop Grumman）造船厂举行了第一块钢板切割仪式，标志着福特级航空母舰2号舰正式开工建造。
2011年5月29日，美国国防部宣布将福特级航空母舰2号舰以二战期间在海军服役的美国第35任总统约翰·肯尼迪（1917-1963）的名字命名。该舰是以肯尼迪家族成员命名的第三艘海军舰艇，也是继1967年至2007年服役的美国海军约翰·肯尼迪号航空母舰（CV-67）之后的第二艘名为约翰·肯尼迪的航空母舰。
2015年6月5日，美国军方与航母建造方签约确定建造福特级航空母舰2号舰。
2015年7月20日，福特级航空母舰2号舰在美国弗吉尼亚州亨廷顿·英格尔斯工业公司纽波特纽斯造船厂，铺设龙骨。
2019年10月29日，福特级航空母舰2号舰正式下水，开始舾装。
2019年12月7日，福特级航空母舰2号舰约翰·F·肯尼迪号航空母舰举行洗礼仪式。[22]
[34]
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“企业”号建造
2017年8月24日下午，亨廷顿·英格尔斯工业公司（HII）在纽波特纽斯造船厂举行“福特”级航空母舰3号舰“企业”号（CVN-80）的首块钢板切割仪式，标志着该航母开工建造。[35]
[36]
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“多里斯·米勒”号建造
2021年8月25日，美国海军第四艘福特级核航母的切割第一块钢板，标志着该航母正式开始建造。该舰被命名为“多里斯·米勒”号（CVN 81），是美国海军第一艘以非洲裔美国人命名的航母，打破了美国海军数十年来以历任美国总统命名其航母的做法。[19]
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后续建造
当地时间2025年1月13日，美国总统拜登宣布，美国将新建两艘“福特”级核动力航空母舰，它们将分别被命名为“威廉·杰斐逊·克林顿”号和“乔治·沃克·布什”号。[27]
技术特点
总体设计
福特级是美国第一种利用计算机辅助工具（CAD）设计的航空母舰，应用了虚拟影像技术，在设计过程就能精确模拟每一个设计细节，并且预先解决相关的布局问题，对各部件实际制造的掌握精确度也大幅提高，此外也容许多组团队在同一时间分别进行设计开发，节约时间。乍看之下，福特级的布局似乎与尼米兹级大致相似，不过实际上仍做了相当多的改良。飞行甲板布局方面，CVN-21在规划之初曾出现全新的构型，例如一个将降落区、起飞区分于舰身两侧的大胆构想；不过考量成本与风险后， 福特级仍以现役美国航空母舰的配置为基础进行改良。福特级航母较之尼米兹级在以下几个方面表现出明显的优势：一是增加了飞行甲板的面积，同时也提高了舰载机的出勤率；二是提高了武器搬运系统效能；三是对舰岛进行了重新设计，增强了对航母的指挥控制能力；四是采用新型的核反应堆，能量供应更充足；五是兼容未来的新技术和舰载人员的大幅度减少。[39]
甲板布局
福特级航空母舰的飞行甲板设计做了新的布局。在“尼米兹”级舰上4号弹射器通常不能弹射重载的飞机，因为沿飞行甲板边机翼有障碍，福特级航母将纠正这种缺陷。更为重要的是给飞行甲板加宽了几个小段，以便改进飞机的调度、存放和滑动。还有，福特级航母的舰岛比“尼米兹”级的更小，更靠后。最后，“福特”级航母有3部飞机升降机和2个机库间，而“尼米兹”级航母有4部飞机升降机和3个机库间。
飞行甲板重新设计的重要影响是通过减少飞机加油、检查和武器装载必须移动次数而节省的时间约占架次率改进的15%（这不包括从重新设计武器运送路线而提高的架次率）。“福特级的飞行甲板设计要求飞机在着舰和准备下次弹射起飞之间只能一次后推除改进架次率外，较少的飞机升降机和机库隔间,以及较小的舰岛都对恢复“福特”级舰的重量和重心约5%的储备作出贡献。最后，减少飞机在飞行甲板上的移动将减轻工作量和减少人力要求。[37]
电磁弹射
福特级与现役美军航空母舰相同，拥有四具弹射器，两具位于舰艏，另外两具位于斜角甲板；只不过一向被美国航空母舰采用的蒸汽弹射器， 在福特级上将被新研发的电磁弹射器EMALS（Electromagnetic Aircraft Launch System）取代。传统蒸汽弹射器是将由反应炉制造的大量高压蒸汽储存于汽缸中，使用时用蒸汽推动牵引飞机的弹射梭，以270千米的时速将飞机弹射升空；可想而知，蒸汽输送时将产生多少损耗，储存高压蒸汽的汽缸或者输送蒸汽的管线亦需颇大的空间，高压弹射系统中的活塞、管路与筏门等零件承受的损耗也十分惊人。现有C-13-2弹射器最常出现故障的部位是调节蒸汽压力的活门以及储存蒸汽的汽缸（两者都需要定期的预防性保养），此外弹射轨与牵引飞机鼻轮的梭车因高温摩擦而失火的情况也时有所闻。[13]
美国海军为福特级研发弹射器时，便不再走蒸汽弹射器的道路，而改发展革命性的EMALS。电磁弹射器的原理则是载流导线在磁场中受力，利用磁通量巨大的瞬间变化而产生的感应电磁斥力，将飞机弹射升空。电动马达的基本原理是在定子（stator）上通以方向不断改变的电流，利用电流改变造成的磁通量变化而产生磁场，进而使带有磁性的“转子”受力而产生运动。传统马达的定子采用环状排列，使得转子产生原地旋转运动；而电磁弹射器则采用两侧式线性感应马达（Double Sided Linear Induction Motor），定子分为两侧直线排列，充当弹射器的轨道，而转子则在两排定子之间进行直线运动，转子上头便连接了用于牵引飞机鼻轮的梭车（shuttle）。[13]
[38]
着舰回收
福特级用先进飞机回收系统AARS（Advanced Aircraft Recovery System）来取代传统式的拦阻索。传统式拦阻索由拦截钢缆与液压缓冲机构成，以尼米兹级的MK-7 Mod3为例，能把一架降落速度130节（240千米/小时）、重25吨的飞机在两秒之内于100米之内截停，共吸收64.4兆焦的能量；不过这也接近这类系统的性能极限。在以往，美国海军舰载机的武装以廉价无导引武器为主，如果在任务中没有用完，降落前大可将其抛海以减少降落时的重量与风险；然而，现美国舰载机主要都配备精密昂贵的导引武器，如果没有用完就必须携回。因此，美国航空母舰上的拦截回收系统的能耐必须强化，才能有效拦住返航重量日益提高的舰载机。福特级航母上安全高效的拦阻系统尽管舰载机从航母上起飞很难，但是驾驶高速飞行的舰载机在运动的航母甲板上降落其实对飞行员的考验更大。这也是舰载机飞行员被誉为“刀尖上的舞者”的原因所在。现代航母虽然拥有了菲涅尔镜光学助降装置、着舰指挥官、索式飞机拦阻降落系统等相对完善的机制，也时常发生舰载机着舰失败坠海的事故。为解决该类问题，“福特级航母使用了新型的涡轮电力拦阻系统。其由拦阻机系统、数字控制设备、拦阻索及滑轮等分系统组成。先进拦阻装置最大的钩锁速度达87米/秒，最大吸能量为95兆焦。在先进精确着舰引导系统的支持下，可以让重量更大和速度更快的舰载机安全着舰，为现役的舰载机挂弹着舰创造了条件。同时，该系统通过控制感应机的动态控制子系统，可以自动降低拦阻索的张力峰值，精确控制舰载机尾钩承受的压力。该项功能使舰载机的尾钩以及连接尾钩的机体部件受力更加均匀，从而提升了机体相关机件的设计制造难度，延长了舰载机以及挡阻索的使用寿命。此外，新型拦阻装置还可以准确控制舰载机在甲板上的停留位置，并具备回收无人机的能力。这也显著提升了舰载机着舰管理的效率。[38]
动力系统
福特级引进整合电力系统（IPS）的概念，因为电力系统在分配管理上十分便利，因此尽可能地用其取代原先航空母舰上的蒸汽次系统。然而不仅电磁弹射器、回收系统、升降机、烹饪、热水供应、洗衣及暖气等需要使用电力，各式侦测、作战和指管通情设施也是用电力驱动，因此福特级的动力系统必须提供远高于现役航空母舰的电力，并需配备更全面而完善的电力供应设施。
在核反应堆选用上，长年为美国海军核动力航空母舰提供反应堆的西屋（Westinghouse）公司提出新的A5W反应堆方案，然而在1999年的竞标中，西屋公司败给了位于宾夕法尼亚州的属于美国政府的贝蒂斯核子动力实验室（Bettis Atomic Power Laboratory），因此福特级的反应堆便称为A1B（B代表贝蒂斯）。福特级将配备两具A1B反应堆，功率较尼米兹级增加25%以上，同时配备13500V输配电系统，供电能力则高达20万千瓦[24]
，几乎是尼米兹级（6万4000千瓦）的三倍，能充分供给EMALS所需的电力；由于有充裕的电力，福特级成为第一种所有机房都设有冷气空调的舰艇，增加了操作人员的舒适性，并降低了机房内设备的维修保养需求。此外A1B反应堆的堆芯使用寿命长达50年，可以使福特级在服役期间的大部分时间都保持正常的动力功率，不需要回到船坞更换堆芯，从而增加了寿命周期内的执勤时间。
除了新反应堆外，福特级使用了全新的整体轮机系统以及配电系统，因此电力的整合、分配架构也重新规划，例如在全舰各处设置分区供电系统，并设置一个电脑控制配电系统，使电力的分配合理化。最初福特级甚至打算连推进系统也采用电力推进，即以反应堆发出的电力驱动由电动马达带动的推进器（例如可转式囊荚推进器），然而由于供10万吨级舰艇使用的电力推进系统尚未发展成熟，因此前三艘福特级仍将以蒸汽涡轮直接驱动四轴螺旋桨推进，推进功率将达到104兆瓦（约139477马力[23]
），略高于尼米兹级。[15]
舰电武装
福特级大量采用先进的侦测、电子战系统以及C4I设备（包括CEC协同接战能力），以符合美国海军未来IT-21联网作战的要求，舰上的指挥管制中枢将是Common C2 System共同作战指挥系统，能整合舰上一切指管通情与武器射控功能。舰上各型相控阵雷达、卫星通讯、资料传输链、电子战系统与联合精确进场暨降落系统的天线整合于舰桥结构内，或置于舰桥顶部的轻量化桅杆上。舰上的作战与指管通情系统将采用开放式的架构，大量使用民间商规组建，以利于服役生涯中的维护与升级作业；而舰上的整合通信系统则由Avaya公司提供。福特级的轻量化桅杆由复合材料制造，强度与钢铁相仿，但重量便显著地降低。在规划阶段，福特级最主要的侦测系统，是与朱姆沃尔特级驱逐舰相同的双频雷达系统（Dual Band Radar，DBR），包括AN/SPY-3 I/J频带多功能雷达（Multi Fuction Radar，MFR），以及AN/SPY-4 S长程广域搜索雷达（Volume Search Radar，VSR），两者都是最先进的数位波形控制主动相控阵雷达。
不过在2010年6月，美国海军宣布DDG-1000取消VSR雷达，未来可能以更晚开发、增加反弹道导弹能力的AMDR相控阵雷达来取代，因此福特级也可能会以AMDR来取代DBR系统。以往美国航空母舰的舰岛都拥有两层舰桥，分别供舰长以及航空母舰战斗群指挥官使用；而福特级的舰岛仅设置一层宽广的主舰桥，并在主舰桥靠近舰岛左侧的上方与下方，各设置一层小型舰桥，上方应为舰载机管制室，下方则用于监视飞行甲板运作。这种较为紧致的空间配置，似乎是基于美国海军长年累积的操作经验，或者是降低雷达截面积等。自卫武装方面， 根据模型的照片，第一批福特级的防卫武器包括MK-15 Block 1B密集阵近程防御武器系统、RAM公羊短程防空导弹发射器、MK-29海麻雀防空导弹发射器（照明射控工作由SPY-3相控阵雷达负责）等，安装于两舷和舰尾外侧的平台上；此外根据想象图，福特级还打算舰尾左侧的舷外平台上安装MK-41垂直发射系统，装填海麻雀ESSM短程防空导弹，不过实际情况仍有待最后确认。
未来福特级的武器系统可能会朝向电磁炮甚至直接能量的激光炮的方向发展，而福特级舰上极高的“电力化”程度将为这类高能武器的发展提供良好的先决条件。[15]
优化提升
福特级航空母舰与舰载机队的相关运作大幅改进，加上舰内的设备全面网络化与电脑化，因此其整体自动化程度较尼米兹级大为增加，有效降低人力需求，航空母舰操作人员将从尼米兹级的3190人减至2000人左右；减少的约1200名人力中，维持航空母舰本身运作的人员占了800名，其余400名是支援舰载机队的相关人员。此外，美国航空母舰新一代舰载机队机型种类也比以往降低许多， 故舰载机联队的人员编制也可能获得相当程度的缩减。
福特级航空母舰与“尼米兹”级航母相比，“福特级的人居环境明显改善。其舰员住舱设计更加合理。不仅舱内的舰员数量减少，人均使用面积也有增加。以士官住舱为例，“尼米兹级航母的士官住舱大多是8人间而“福特”则是6人间，这使官兵的私人生活更加舒适，并且士官以上人员住舱都配有淋浴间。由于航母上出现了越来越多的女舰员，因此航母的淋浴间不分男女，不在里面设有男性专用的小便器，方便女舰员住舱的调整使用。同时，舰上餐厅与储藏室之间的布局更加科学，改进了食品输送带和升降机，减少了很多从储藏室到餐厅厨房的人力搬运的低层次劳动。“福特级的发电能力非常强大，因此航母全舰舱室都装有空调，无论是在炎热的低纬度海区，还是在寒冷的高纬度海区，都可以提供舒适的舱内环境。尤其对于轮机兵、锅炉兵等需要在高温舱室工作的兵种，其改善尤为明显。[38]
性能数据
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基本参数
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|---|---|
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长度
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337米
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宽度
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41米（船体）
77米（飞行甲板）
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吃水
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12米
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满载排水量
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112000吨
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乘员
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4,539（船舶、空军和参谋人员） [16]
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动力系统
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2 ×A1B核反应堆
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续航力
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食物可储存60天份[11]
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航速
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>30节
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武器装备
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舰载机
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标准75架各型飞机，333×78米的飞行甲板[17]
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导弹
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2×RIM-162 ESSM
2×RIM-116 RAM
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其他
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2×密集阵近程防御武器系统[33]
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该级各舰
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舷号
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舰名
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英文舰名
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建造厂家
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开工日期
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下水日期
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服役日期
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|---|---|---|---|---|---|---|
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CVN-78
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杰拉尔德·R·福特
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Gerald R Ford
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纽波特纽斯造船厂
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2005.8.11
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2013.11.9
|
2017.7.22
|
|
CVN-79
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约翰·肯尼迪
|
John F. Kennedy
|
纽波特纽斯造船厂
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2011.2.26
|
2019.10.29
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/[18]
[33]
|
|
CVN-80
|
企业
|
Enterprise
|
纽波特纽斯造船厂
|
2022.8.27
|
/[30]
|
/
|
|
CVN-81
|
多里斯·米勒
|
Doris Miller
|
纽波特纽斯造船厂
|
计划2026
|
/[19]
|
/[20]
[32]
|
|
CVN 82
|
比尔·克林顿
|
/
|
纽波特纽斯造船厂
|
/
|
/
|
/[25]
[26]
|
|
CVN 83
|
乔治·W·布
|
/
|
纽波特纽斯造船厂
|
/
|
/
|
/
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2020年1月20日美国CNN网站报道，美国海军将以“多里斯·米勒”的名字命名一艘航空母舰。多里斯·米勒是一名二战退伍军人，曾在1941年夏威夷海军基地遭袭时参与珍珠港保卫战，也是第一位被授予美海军第二高荣誉——海军十字勋章的非裔美国人。按照美军传统，大多数航母都是以前总统名字命名。[40]
总体评价
福特级航空母舰是世界上首艘采用电磁弹射系统和先进拦阻系统的航母。不过，美国海军精心炮制的最大“亮点”却一度变成了最大“污点”：在此前的研制试验过程中，该套全新的舰载机起降系统表现并不理想，发生上百次的故障，比预期标准高出数倍之多，成为了拖延“福特”号进度的罪魁祸首。[28]
（中国军网 评）
