核动力航母:何以全费用高昂?
2017-06-05顾云鹏,仇纪文,崔海锋
核动力航母:何以全费用高昂?
顾云鹏/中船重工集团公司第七一三研究所
仇纪文/大连船舶重工集团有限公司
崔海锋/渤海船舶重工有限责任公司
“艾森豪威尔”号航母
核动力航母的研制建造费用、使用费用、维修保障费用、现代化改装费用以及报废费用远高于常规动力航母。
“尼米兹”级航母是美国航母的主力及核心,美国仍在服役的11艘航母均为核动力航母,除1艘“企业”号(CVN-65)外,其余10艘均为“尼米兹”级,是美国建造数量最多、最为成功的核动力航母。美国通过“尼米兹”级航母的建造和使用,在核动力航母全寿期费用控制方面积累了丰富的经验。通过对“尼米兹”级核动力航母寿命期内各阶段费用及报废费用进行分析,有助于制定控制核动力航母建造费用及降低其全寿期费用的策略。
核动力航母编队方案的诞生与破灭
20世纪60—70年代,美国为了更好地控制海洋和全球重要海上通道,开始建立一支特殊的核动力航母战斗群,其基本设计思想是以核动力航母为中心,配备核动力水面战斗舰艇。美国海军当时认为战斗群中的水面战舰全部采用核动力时,整个编队的战斗效能和效费比就会达到最高,否则编队内因某些常规水面舰艇不是核动力会带来续航力不匹配,需要频繁进行补给等问题,这将极大地影响整个编队的实际作战能力。另一方面,如果全部水面舰艇均采用核动力会带来一次性成本过于庞大,国家经济难以承受的问题。几经波折后美国海军在1975年以后再未建造核动力水面舰艇,但从来没有停止建造核动力航母建造项目研究。1988年以后,其原有的核动力水面舰艇中的大多数也因为运作和维持费用过高而逐渐退出现役。
“尼米兹”级航母建造及全寿期费用
“卡尔·文森”号航母
“尼米兹”级航母是美国航母的主力及核心,近年来,随着“肯尼迪”号和“小鹰”号航母的相继退役,美国仍在服役的11艘航母均为核动力航母,包括1艘“企业” 号(CVN-65)和10艘“尼米兹”级航母,它们分别是“尼米兹”号、“艾森豪威尔”号、“卡尔·文森”号、“罗斯福”号、“林肯”号、“华盛顿”号、“斯坦尼斯” 号、“杜鲁门”号和“里根”号以及2009年5月服役的最后一艘“布什”号。
美国在航母研发方面采取了螺旋式上升的策略,研究发现其每一艘航母都是在前一艘航母研制经验基础上,通过总结完善和技术改进持续提升其战术技术性能,并加大力度研究如何降低航母全寿期费用的策略和方法。如“尼米兹”级的最后一艘“布什”号航母,进行了多项实质性改进,并采用了很多新技术,包括采用了新的航空燃油供应系统,新的控制系统和管道材料,改进了污水处理系统等,上述这些改进在缩减该航母全寿期费用方面发挥了极为重要的作用。
美国建造的大型航母无论从采购费用还是全寿命周期费用方面,都是非常高昂的,甚至比其他国家的航母费用高出许多倍。1998年,美国总审计署(GAO,现改名为政府问责办公室)梳理并研究了美国1942年以来建造的27艘航母的采办费用数据,得出的结论是:按1997财年不变的价格计算,“小鹰”级常规动力航母的单艘采办价格是20.5亿美元,“尼米兹”级核动力航母为40.59亿美元,这还只是采办费用。而作为对比,美国最后一艘常规动力航母“肯尼迪”号(CV-67)的采办费用也只有21亿美元。
“尼米兹”级最后几艘航母的费用则大幅攀升,“尼米兹”级第9艘“里根”号单舰建造费用为45亿美元,而“尼米兹”级第10艘“布什”号单舰建造费用达62亿美元。
美国曾经对其1995年下水的“斯坦尼斯”号航母及其战斗群所需的总费用进行过一次推算,得出其从建造到最后退役共消耗经费约330亿美元。这其中还不包括航母的现代化改装、报废和战斗消耗等费用。
核动力航母与常规动力航母的效费比
GAO从三个方面对比了常规动力航母与核动力航母的效费比:一是海外军事存在能力;二是危机响应能力;三是综合作战能力。GAO调研了核动力航母与常规动力航母在实际布署及作战过程中的实际表现,评估了大型现代常规动力航母与核动力航母的技术特征和作战能力,并根据海军数据库核查了核动力航母与常规动力航母在采购、使用、维修保障、现代化改装以及报废处置等各个时期的费用情况。
通过调研与分析认为,核动力航母与常规动力航母在满足美国海外军事存在、危机响应和作战要求方面均表现良好,并且很多特征和能力均有相通之处。这两种航母均有着相同的、标准的海军航空联队,经过训练均能满足其任务需求。但两种类型航母也存在很多不同之处,常规动力航母在后期维护方面所需人员、经费等资源较少。而核动力航母不用携带航行所需的燃油,其节约出来的空间能储存更多的航空燃料和军需品,不需要频繁地进行海上补给,从而在海外军事存在方面更占优势;核动力航母的研制建造费用、使用费用、维修保障费用、现代化改装费用以及报废时的费用则高于常规动力航母。
“里根”号航母
寿命期内各阶段费用及报废费用
GAO在1998年的分析结果表明,按服役期50年计算,核动力和常规动力航母的全寿期费用分别为222亿美元和141亿美元(按1997财年计算)。从分析结果可以看出,核动力航母全寿期费用比常规动力航母高出58%,即高出81亿美元。其中核动力航母的初次采购费是常规动力航母的2倍,核动力航母现代化改装费用是常规动力航母的3倍,核动力航母的采购费当时约为24亿美元,常规动力航母的采购费是8.66亿美元。
初期采办成本较高
通过对大量资料研究后发现,核动力航母的采办成本费要高于常规动力航母,这主要由以下三个方面的原因所决定:一是核动力航母的排水量一般更大,因为大型航母采用核动力的效费比会更高,目前世界上的中小型航母只有法国的“戴高乐”号采用了核动力,其他中小型航母均是采用常规动力;二是核动力航母的采办费中包含了几十年的燃料费,而常规航母的采办费不包括几十年的燃料费,这也是一笔相当大的费用;三是核动力航母防护费用较高,需要一系列特殊的生产基地和专门的供应商,还要受到严格的环境、健康和安全标准方面的限制,这些因素不可避免地抬高了核动力航母的采办费用。
中期现代化改装费用更高
“尼米兹”级核动力航母在服役25年左右就必须进行中期现代化改装。其中包括大修、现代化升级改装、核反应堆燃料更换。完成这些工作一般需要1-2年的时间,其费用要远高于常规动力航母,完成中期现代化改装的航母可再服役25年左右。美国最新研制的“福特”号航母核反应堆在技术上有了非常大的突破,在整个服役期内都不用更换核燃料,这就节约了寿命期内更换核燃料的费用。
同样,常规动力航母在服役30年左右也要进行一次为期1—2年的大修及升级改装工作。升级和改装后常规动力航母可再服役15—20年。
作业维持费用略高于常规动力航母
在使用费和维持费方面,核动力航母的人力成本总计约为52亿美元,常规动力航母的人力成本约为46亿美元。这主要是因为核动力航母对维护人员的要求更高,所需人员数量也更多。必须为从事核活动的人员提供核补贴并开展相关培训。另一方面核动力航母在服役期内的核燃料总费用要高于常规航母所用的化石燃料费用。“尼米兹”级核动力航母核堆芯能维持使用24年左右,当其寿命结束后,必须将其拆除,换上新的堆芯,这一工作相当繁琐。美国核动力航母堆芯初装费用和换装费用统计情况见上表。
根据2个表格的统计数据,美国核动力航母核燃料总费用为9.75亿美元。
美国核动力航母堆芯初装费用统计表
美国核动力航母堆芯换装费用统计表
美国航母费用开销虽然十分巨大,但其作为冷战后世界上的唯一超级大国,军费始终保持世界第一,相对其巨额军费,其在航母上的花销是可以承受的。美国现役11艘航母年均全寿期费用为64.9亿美元,只占2009财年军费(1492.9亿美元)预算的4.35%;11艘航母的年均使用保障费用为43.78亿美元,占海军活动与维持费用(423亿美元)的10.35%;11艘航母的年均人员费用为15.18亿美元,占海军人员费用(416亿美元)的3.65%。
另一方面,航母花费虽然很高,但其带来的政治、军事和经济效益是巨大的,所带来的潜在影响也是难以估算的。
报废处理费远高于常规动力航母
与常规动力航母相比,核动力航母因核推进系统的特殊限制,其报废起来就没那么容易了。核动力航母的报废费用主要花在核污染设备拆除和放射性核废料的处理上。虽然目前世界上还未报废过核动力航母,但其基本步骤与报废核动力潜艇及核动力水面战舰相似。
在报废处理费方面,核动力航母约为8.19亿美元,而常规动力航母仅为0.52亿美元。★
“布什”号航母