前言：之前寫了多篇物理文章，這次換成軍事科技題材的。文章中的資料全部來自公共平臺，不涉及機密。

航母作為當今世界戰斗力最強的水面艦艇，是一種多功能的海上平臺，以其遠程打擊、空中控制、反潛反導和對地攻擊等多種作戰能力而聞名。中型航母的噸位在4~6萬噸，大型航母的噸位在8~10萬噸，目前各國現役航母分布如下：

福建號航母，排水量8萬噸

1. 美國：擁有11艘航母，其中包括10艘尼米茲級核動力航母和1艘福特級航母。
2. 中國：擁有3艘航母，即“遼寧”號、“山東”號、“福建”號。
3. 俄羅斯：擁有1艘航母，即“庫茲涅佐夫”號。
4. 英國：擁有2艘航母，即“伊麗莎白女王”級航母。
5. 印度：擁有2艘航母，即“維克蘭特”號和“維克拉瑪蒂亞”號。
6. 法國：擁有1艘航母，即“戴高樂”級核動力航母。
7. 意大利：擁有1艘航母，即“加富爾”級航母。
8. 泰國：擁有1艘航母，即“阿斯圖里亞斯親王”級航母。
9. 巴西：擁有1艘航母，即“海洋”級航母。
10. 日本：擁有2艘航母，即“日向”級和“出云”級。
11. 韓國：擁有1艘航母，即“獨島”級兩棲攻擊艦。
12. 埃及：擁有1艘航母，即“西北風”級兩棲攻擊艦。
13. 澳大利亞：擁有2艘航母，即“堪培拉”級兩棲攻擊艦。

布什號航母，排水量9.7萬噸

航母建造復雜程度高居人類歷史之最，無論是紛繁復雜的內部結構，還是交織分布的各種內部管道，還是各種技術含量頗高的配套武器裝備，航母都是當之無愧的人類科技巔峰般的存在。建造一艘大型航母需要消耗5萬噸以上的金屬材料，所有的零部件加起來在超過一億個，光是各種光纖電纜線的長度就在兩千公里以上，這繁若星辰的零部件要組合在一起成為一艘龐大的航母，其中包括結構設計、動力系統、通信和導航系統、武器系統等，其難度可想而知。

下面我們就來分析一下打造航母需要哪些高科技。

航母結構圖

1-航母整體設計：

現代航空母艦通常將上層建筑集中在飛行甲板的右側，稱為“艦島”。從飛機起降的要求上講，甲板上空無一物是最理想的，但航母的指揮塔、飛行控制室、航海室、雷達和通信天線等又是需要高聳在甲板上的，所以現代航空母艦都是將這些上層建筑設計得很緊湊，空出甲板的絕大部分來方便飛機起降。飛行甲板下設有廊形夾層、水密隔艙、機庫、武器庫和船員住艙，大型航母的甲板甚至可達6層之多，而甲板側邊則有兩到四座升降機用于將飛機運到甲板或機庫。船頭采用封閉設計，從飛行甲板到船頭皆為一體成形。

總體來說，航母設計要考慮電子通訊系統、指揮塔、動力系統布局、體艦強度和耐腐蝕性及平衡、甲板強度及耐沖擊性能、艦載機庫、管道布局、彈藥艙、密封艙、船員艙、供電系統、淡水裝置、液壓和氣壓裝置……等多類復雜的結構和布局，需要用到幾乎全部種類的工業設計學科和制造專業。

目前只有美、中、俄、英、法具有獨自設計航母的能力。我國的第一艘“遼寧”號航母，艦體就是從烏克蘭購買的“瓦良格”號后自己改造的，其后逐漸形成了自己的設計能力。

制造航母的特種鋼材

2-航母使用的鋼材：

航母在鋼材方面擁有很高的要求，大型航母的排水量至少五六萬噸，對于這種海上巨獸而言，而航母鋼材最困難的部位在航母甲板，它不僅要承受幾十噸重的飛機高速起降時的強烈沖擊，還要承受噴氣式飛機2000多度的尾焰灼燒，同時還要具備一定的防彈能力和耐腐蝕性，往往還會專門鋪上一層防護涂料。這些要求使得航母甲板必須使用高強度、高韌性、高耐熱、高耐蝕的特種鋼材。而且，為了減輕航母重量，降低重心，提高穩定性和機動性，航母甲板的厚度不能太大，一般在40到60毫米之間。超級扁球扁鋼耐沖擊、耐高溫和屈服強度都遠遠超過一般鋼材，主要作為航母或者大型兩攻的飛行甲板的基材。

航母用的這類鋼材，目前全球只有五常加日本可以制造。

航母艦體是焊接成型的

3-航母的焊接技術：

超厚鋼板必須經過精密的切割、拼接、焊接等工序，才能形成一個完整、平整、堅固的甲板。這些超厚鋼板的焊接并不是一件簡單的事情。航母甲板焊接需要使用特殊的設備和工藝，以保證焊縫質量和效率。世界上能夠掌握這項技術的只有少數幾個國家。世界上主要使用兩種技術來進行航母甲板焊接：窄間隙埋弧焊和激光混合埋弧焊。

窄間隙埋弧焊是一種利用窄間隙電極在超厚鋼板間隙內進行多層多道填充焊接的方法，是目前世界上最廣泛使用的航母甲板焊接技術，美國、俄羅斯、法國、中國等國都采用了這種技術。

激光混合埋弧焊是一種將激光束和電弧同時作用于鋼板間隙的方法，是目前世界上最先進的航母甲板焊接技術，美國在建造最新一代福特級航母時首次采用了這種技術，并取得了顯著效果。這種技術可以將航母建造時間縮短一年以上。

航母動力系統中的核反應堆

4-航母的動力系統，分為核動力和常規動力兩大類：

全球共有12艘核動力航母，其中美國擁有11艘，法國擁有一艘名為“戴高樂號”的核動力航空母艦，其余均為常規動力航母。

核動力航母使用核反應堆作為能源，顯著優點是，由于核裂變產生的能量非常大，所以它們可以在不補給的情況下連續航行多年，他們只需要補充艦載飛機的燃料和船員的生活用品就足夠了。

常規動力航母通常使用燃油或其他形式的化石燃料作為動力源，必須定期補充燃料，否則就無法行駛。這通常意味著他們需要定期?？扛劭?，或者在海上與供應船進行接觸以補充燃料。

在性能和效率方面，核動力航母也比常規動力航母有優勢。首先，核動力航母的動力輸出更高，這不僅意味著他們可以達到更高的航速。其次，核動力航母的航空母艦甲板空間可以用來攜帶更多的飛機和裝備。相反，常規動力航母的性能和效率相對較低。他們的動力輸出受到燃料供應的限制，而且他們必須為燃料儲存預留出大量的空間，這限制了他們的航空母艦航空能力和設備攜帶能力。

雖然核動力航母在許多方面都優于常規動力航母，但在維護和成本方面，核動力航母通常會更高。首先，建造核動力航母的成本非常高，因為需要大量的高級技術和專門知識。此外，核反應堆的燃料也非常昂貴，而且需要進行特殊處理以防止輻射。

航母艦載機起飛用的電磁彈射器

5-艦載機的起飛彈射器：

彈射器是航空母艦上推動艦載機增大起飛速度、縮短滑跑距離的裝置，全稱艦載機起飛彈射器。目前比較先進的起飛裝置有蒸汽彈射起飛和電磁彈射起飛。

蒸汽彈射起飛：使用一個平的飛行甲板作為飛機跑道，起飛時一個蒸汽驅動的彈射裝置帶動飛機在兩秒鐘內達到起飛速度，目前只有美國具備生產這種蒸汽彈射器的成熟技術。它體積龐大，工作時要消耗大量蒸汽，淡水浪費嚴重，為制造和輸送蒸汽，航母要備有海水淡化裝置、大型鍋爐和無數管線，工作維護量驚人。

電磁彈射起飛：電磁彈射器是下一代航母艦載機彈射裝置，與傳統的蒸汽彈射器相比，電磁彈射具有容積小、對輔助系統要求低、效率高、重量輕、運行和維護費用低廉的好處。

電磁彈射就是采用電磁的能量來推動被彈射的物體向外運動，與蒸汽彈射器相比電磁彈射器的優點主要是體積減小了很多，操縱人數也要少百分之三十左右，而且電磁彈射器的彈射力度可控，可以彈射無人機。缺點是耗電，但對于全電力推動的航母和核動力航母來說不是太大的問題。

電磁彈射器目前只有中、美可以自產，中國海軍福建艦上配備的電磁彈射器經過成百上千次的電磁彈射試驗，技術分析發現，其性能與美國福特號航母的電磁彈射器至少持平，甚至有可能更好。

航母甲板上的艦載機攔阻索

6-航母艦載機攔阻索：

航母阻攔索，用于將艦載機高速攔停，是艦載機名副其實的“生命線”。 航母阻攔索阻攔裝置涉及機械、電氣、液壓等諸多高新技術，是碩大而龐雜的大工程。阻攔鋼索需要直接承受艦載機尾鉤的沖擊力和阻攔力，又要具備較高的抗疲勞連續工作性能，硬度和韌性的要求對阻攔索材質工藝提出嚴苛要求。一般為了保證飛機著艦安全，提高飛機尾鉤的勾索率，飛行甲板上通常都設有4~6道阻攔索。

目前真正能生產合格攔阻索的國家，這項技術只有中美俄三國已經掌握。一根看似簡單的鋼絲繩，里面學問卻非常巨大！實際上實用的攔阻索，并非純粹的一根鋼絲繩，其實是鋼絲里面還有高品質的生物纖維材料，因此攔阻索需要日常打油保養。超高強度鋼絲繩和高強度纖維結合，才有最好的韌性和抗拉強度。

福建號上起飛的殲15

7-航母艦載戰斗機：

這項技術目前只有中、美、俄、法掌握。

美軍裝備的F/A-18E/F超級大黃蜂式戰斗機是一種雙引擎、雙座位的多用途艦載戰斗機。其機身長度62.1英尺，翼展44.9英尺，高16英尺。它采用了低翼布局和全動平衡垂尾設計，可以實現良好的操縱性和機動性能。同時，由于在機身內部安裝了大量的燃料箱，F/A-18E/F可以在飛行中進行空中加油，從而延長其作戰半徑。

殲15是我國自主研發的一款單座四代半雙發重型艦載戰斗機，擁有可折疊機翼，折疊后外形與蘇33非常相似。殲15最大飛行速度為2.4倍音速，實用升限為20000米，采用兩臺FWS-10H大推力渦扇發動機，最大起飛重量為32.5噸，最大航程為3500公里。由于殲-15的性能參數仍處于保密狀態，故不能對殲-15的具體性能作統一評價。

航母艦載E2預警機

8-航母艦載預警機：

艦載預警機，顧名思義就是搭載在航母上的預警機。和水面艦艇相比，艦載預警機的雷達范圍不受地形與地平線造成的搜索范圍限制，同時機動速度快，活動范圍遠，是航母打擊部隊的“戰力倍增器”。

目前全球使用航母的國家，僅有美國研制成功并在航母上常態化部署E-2系列固定翼預警機，其他國家則普遍使用直升機改裝而來的預警機。我國是當今世界上第二個掌握固定翼艦載預警機技術的國家。此外，俄羅斯也有，不過只是直升機，航程、性能都遠不如艦載固定翼預警機。

航母艦島上的雙波段相控陣雷達

9-雙波段相控陣雷達：

這項技術目前只有中國有，美國算半個。

雙波段雷達（BDR）也稱雙頻雷達，簡單地說是指能同時工作于兩種不同波段（頻率范圍）的一種多功能有源相控陣雷達。雙波段雷達可同時完成空域掃描和目標照射任務，既能探測中高空目標，也能應對低空目標，既能進行廣域目標普查，也能實現局域目標詳查，可承擔幾部或十幾部傳統艦載單波段雷達的任務。

雙波段雷達并非只是將兩種艦載單波段雷達簡單地組合在一起，而是要將它們進行綜合集成、數據融合和資源共享，讓它們形成一個統一的有機整體。因此對技術要求非常高，設計制造難度異常大，目前也只有美國和中國外加俄羅斯算是初步掌握了它，但還需經歷實戰檢驗并不斷加以改進。

除去上述九大類高科技外，航母的通訊系統包括指揮控制系統、衛星通信系統、電子對抗系統；武器系統包括了艦載機、反艦導彈、防空導彈、火炮等。

航母艦塔的通訊系統

比如美軍航母使用的C3I系統，現已具備了當今世界上最為高效的電子情報系統的特點：C3I系統的特點是：抗干擾、保密的通訊系統；多手段、遠距離、高精度的檢測系統；該體系之間的兼容性強、交互性強，可大幅縮短“發現-評價-下達作戰命令-執行火力打擊”的時間與空間，提高部隊快速響應與作戰效能。

航母上的艦載中程導彈

考慮到通訊系統和武器系統許多國家都可以自主開發，比如世界上有多達50個國家能制造導彈，能制造通信系統的國家更多，因此本文不將他們列為壟斷性質的高科技范疇，而且內容太多就不再詳細介紹。

航母編隊，海底還有核潛艇

航空母艦雖然能投射大量的空中武力，但是其本身的防御能力薄弱，比如我國的東風-26導彈就是被稱為“航母殺手”的反艦彈道導彈，其最大射程可達5000公里左右，可以攜帶核彈頭。所以航空需要其它艦艇（包括水面與水下艦艇）提供保護。

航空母艦戰斗群的分工可以看成是航母執行任務，而其它艦艇保護航空母艦。一個標準的航母編隊一般由1艘航母、1-2艘巡洋艦、2-4艘驅逐艦、1-2艘護衛艦、1-2艘攻擊核潛艇、1-2艘補給艦組成。這樣配置的航母編隊造價約300億美元，每天的戰斗維持費用1千萬美元。而且單單是一艘中型航母，一年的維護費用就高達150億美元。

肯尼迪號航母，排水量10萬噸

建造現代化的一套航母需要9個國防工業部門，600多個相關專業和8000多家配套廠家，包括鋼鐵、船舶、石化、化工、電子技術、信息技術、芯片制造、核工業、衛星通信、測控技術、導彈、電力、飛機制造、壓力容器、船塢基建、港口建設……等多個行業，幾乎囊括了你可以想象得到的全部工業體系。由此可見，建造航母考驗的是一個國家的綜合國力。

后記：筆者之前也曾經是軍迷，愛好也是從軍事歷史慢慢過渡到軍事科技的。其實軍事科技愛好者也分為兩類：一是喜好對比參照各種武器參數性能的，這類人數眾多，各大網站都有很多擁躉；二是喜歡相對深入研究學習武器專業知識的，比如知乎網站和一些較專業的論壇，其中不乏一些專業人士。不論哪一類軍迷，都是渴望自我提高的群體或個體，也提現了其愛國主義情懷。