20世纪90年代，美国海军决定在第10艘“尼米兹”级核动力航空母舰（“布什”号）完工后陆续建造两艘新一代航母，即CVNX-1和CVNX-。2002年12月，美国国防部和海军宣布将CVNX-1和CVNX-2合并为CVN-21航母项目。大部分原定在CVNX-2上才采用的先进技术被提前应用到了CVN-21舰上。CVN-21航母的正式建造工作预计在2008年开始，2014年交付美国海军。由于新一代航母的预算等问题存在一定的争论，该项目的准备工作进展得并不是非常顺利。因此，CVN-21航母计划的一些详细情况外界并不是非常了解。

研发背景(大航母最终“战胜”小航母 大型航母优势 大型航母的作战效能大 大型航母的安全性高)

战略意义

技术改进(动力装置 持续作战能力 装备电磁飞机弹射系统 高度机器人化)

动力装置详细介绍

研发背景

大航母最终“战胜”小航母

建造大型航母还是建造中小型航母，是一个国家的重大战略抉择问题，取决于多方面的因素。首先，这取决于一个国家的军事战略与海军战略。冷战结束后，美国由过去以遏制苏联、防止或打赢全面战争为主，转变为“稳定世界秩序”，侧重“由海向陆”战略，谋求近海打赢高技术战争。其后美海军战略几次调整，但其称霸全球、争霸海洋的实质没有变。为了有效对付多元与不确定的对手，并针对海外基地缩减的状况，美国感到必须保持“前沿存在”，而实现“前沿存在”的核心就是倚仗大型航母战斗群。因为大型航母与中小型航母相比优势突出。

大型航母优势

一般来说，大型航空母舰像美尼米兹级航母上搭载有8—9个舰载机中队。这些舰载飞机与直升机可以担负制空、对地对舰攻击、预警控制、反潜作战、勤务运输等多种作战任务。而小型航母执行任务是极其有限的，因为即使像法“戴高乐”号中型核动力航母上也只搭载有“阵风”战斗攻击机、E-2C预警机及直升机等少量机种，所能完成作战任务相当有限。

大型航母的作战效能大

航母是一种攻防兼备、进攻性很强的海上作战平台。通常大型航母搭载有70~80架各式舰载机与直升机，中型航母多载有40~50架，小型航母为20~30架。作战实践和演习试验均已证明，大型航母的作战效能是中型航母作战效能的2倍，是小型航母的6~8倍。一艘尼米兹级大型航母倾巢出动舰载战斗/攻击机，通常能可靠地完成制空和攻击两项任务。而小型航母别说进攻，就连防御对方的空中打击都显得有些力不从心，难以招架。1982年英阿马岛海战中，英“无敌”号和“竞技神”号两艘小型航母上，只搭载有28架“海鹞”垂直/短距起降战斗机，幸亏阿根廷空军及海军航空兵飞机数量不多，出动架次有限，机载导弹缺乏，导致作战能力不足，否则战争结局将有可能改写。

大型航母的安全性高

大航母甲板面积大、船体摇摆小，舰载机起飞与降落时受影响较小，因而事故率低。大量航母事故统计分析显示：满载排水量8万吨以上的大型航母事故率只是6万吨航母的1/3。此外，大型航母一般都装有4套相互独立的推进装置，小型航母通常只有2套相互独立的推进装置，后者一旦有1套发生故障，就会严重影响正常航行。

此外，这还取决于国家的总体实力强弱与军费投入的多少。现代大型航母无疑是一个巨大的“吞金兽”，例如美尼米兹级“里根”号核动力航母的建造费为45亿美元，而新一代CVN78的建造费用更高达80亿美元。大型航母如此高额的费用对于一些小国来说简直就是天方夜谭。泰国2004年的全部军费预算不过19亿美元，即使全部拨给海军，还不够建造半艘尼米兹级航母。

战略意义

CVN-21项目是专门为美国设计制造21世纪航母的项目，主要设计用于替代“尼米兹”级核动力航母。CVN-21航母将会是未来美海军打击群的核心组成部分，将会是美海军在21世纪争夺海上霸权的“顶梁柱”。随着未来美海军附属的空军部队实力的提升，CVN-21航母未来将会装备“联合打击战斗机”和“联合无人作战空中系统”。CVN-21的转换指挥中心将包含海军的武力网以及机动灵活的开放式系统架构，以支持同时执行多项任务，包括综合打击计划编制、联合行动和特战任务。以CVN-21航母为基础的航母打击群将会在未来保护美国利益的军事行动当中在海上防御盾当中发挥主要作用，同时这一航母还具有强大的威慑对手、保护盟友的作用。有了CVN-21航母，美军就有能力在任何需要的时候将战斗力量输送至世界任何一个地方实施作战计划，而不需要陆地支持。

技术改进

动力装置

与尼米兹级航母相比，CVN-21航母有很多重大改进之处。新型航母将采用新的核动力装置，预计输出电力是尼米兹级航母动力系统的3倍。为未来航母规划的武器，如电磁轨道炮等在CVN-21建成时还不会研制成功，但建造商会为这种武器或定向能武器留下预留空间和电力容量。重新设计飞行甲板、上层建筑以及航母内部空间布置，大幅提高武器系统调配利用的效率。由于新航母广泛使用自动化控制系统，舰员可以减少800名左右。航母外形采用一定的隐身设计，舰体采用新型高强度合金材料。这种材料成本相对低廉而且重量轻，从而控制了整个航母重量。CVN-21航母新设计的核动力发电站以及改进之后的电力发电设备能够为航母提供三倍于“尼米兹”级电力航母的动力。强大的动力能够使CVN-21航母装备新的系统如“电磁飞机弹射系统”、先进的阻拦装置以及新的综合战斗系统（新的综合战斗系统将能够在可升级的开放式系统架构当中起到杠杆作用）。其他一些特点包括一个改进的起降甲板、改进的武器操作系统、飞行器维修系统以及一个灵活的安全岛管理系统（可以在未来安插新设备）。

持续作战能力

CVN-21航母上单位时间内出动的战机架次率将会比以前的旧式航母增加20%，一艘CVN-21每日能够正常出动飞机160架次，而在高峰时能够出动270架次，这与当前的“尼米兹”级航母每日正常出动飞机架次为120架次，高峰时期为220-240架次。这使得CVN-21航母更好处理未来威胁的持续作战能力比以前有了大大的增长，而且CVN-21航母的储备维护能力将可以进一步让它的持续运行能力增加25%。

装备电磁飞机弹射系统

经过为期4年的计划定义与风险降低（PDRR）阶段之后，2002年4月2日，美国海军空战中心为美国海军未来的CVN-21航母选择了通用原子公司的电磁飞机弹射系统方案。在新的CVN-21航母上，将用4套电磁弹射系统代替4套传统的蒸汽弹射装置，于2014年正式装舰使用。全尺寸电磁弹射系统设备，包括储能装置和电力转换系统，都在雷克胡德海军空战中心进行了试验。电磁弹射系统的主要优势是降低了维护和全寿期费用，另外，比蒸汽弹射装置更易于控制。蒸汽弹射装置只能通过阀门释放蒸汽压力，将飞机快速推至起飞速度的过程极不均匀 ；而电磁弹射系统在弹射过程中更容易均匀地控制能量，减小飞机因此而产生的应力，也缓解了机组人员的紧张程度。美海军航母项目执行官表示，CVN-21项目已进入系统发展和演示阶段，将于2014年服役。

高度机器人化

除了一些基础设备大为改进、战斗实力大为提升之外，CVN-21航母的设计理念最为引人注目的一点就是他的高度机器人化。

据估算，CVN-21航母的总体研发设计费用大约为140亿美元，其中的大约40%都用于设计第一艘CVN-21级航母，因此第一艘CVN-21航母的设计和制造费用总共需要花掉大约90亿美元。针对这一点，美国海军希望通过减少船员而减少大约数十亿美元的费用。美海军现在已经在某些领域取得了成功，海军最初打算从航母上削减500人，最终目标削减900人，后来通过对航母进行全面的审查，包括对航空人员的审查之后，认为现在有望削减1200人，使舰上的人员数量从“尼米兹”级的5922人减少到CVN-21的4660人，现在美海军已经确定了其中将减少的600个岗位。

为了实现减少航母工作人员的目标，美国海军选定了机器人化这个切入点。与现在的“尼米兹”级航母（每艘造价大约为50亿）相比，CVN-21航母将会显得更加“空空荡荡”，因为届时它的自动化程度将会大大提升，很多装备将实现自动控制，计算机网络的运用将会更加普及，更多岗位将会使用更多机器人。CVN-21航母将会在大约2008年之后开始建造，2014年左右下海使用。届时从CVN-21航母甲板上起飞的很多战机都将会实现无人驾驶、无线遥控。到2014年，甚至还会有更多的海员将会被机器人所替代。CVN-21航母的船体大小将会与现在的航母相差无几，但是未来它的船员数量将会是现在航母的一半，其他原来应该由现在的船员实施的工作未来都将会由机器人负责。

动力装置详细介绍

在美海军CVN-21航母的研制过程中，核潜艇和航母核反应堆设计小组继续紧密合作，研制一种新型的、更强劲的核反应堆。

诺斯罗普·格鲁曼公司纽波特纽斯船厂和美国海军的计划执行人员称，由于新型航母将安装更多耗电系统，需要为新航母设计一种新的动力装置。

新反应堆的设计吸取了海狼级和弗吉尼亚级潜艇反应堆设计方面的教训，美海军和工业部门称为CVN-21设计了一种全新的动力装置，能够满足航母计划早期提出的需求，即CVN(X)-1的需求，并能够降低费用，支持功率更大的电力系统，并能够支持新航母未来需要增加的能力。新反应堆设计性能更好，结构更简化，采用更先进的反应堆计算机控制技术，以及利用了先进堆芯材料的长寿命堆芯（最新潜艇和正处于换料复杂大修之中的核动力航母和潜艇都将采用这种先进材料）。据称，CVN-21的新型核反应堆将提供3倍于"尼米兹"级航母双反应堆的输出功率。

最后，CVN-21研制过程中的一个基本驱动因素是其全寿期管理费用，由于设计时投入了数十亿美元，美海军和工业部门希望在新反应堆芯50年的生命期内，通过降低人员和维护来补偿设计时的高投入。CVN-21将每运行36个月进行一次常规维护，比"尼米兹"级24个月的常规维护时间间隔长。

美海军打算将CVN-21的部分盈余电力用在电磁弹射系统上，该系统目前正在由诺斯罗普·格鲁曼和通用原子公司(General Atomics)联合研制。如果利用电磁弹射，波音公司的F/A-18C喷气式战斗机需要消耗4兆瓦的电能，一架满载的F/A-18F"超级大黄蜂"则需要消耗7兆瓦电能。采用新型核反应堆后，新航母能够产生104兆瓦的电能供推进系统使用。美海军航空系统司令部（NAVAIR）正在与航母计划办公室研制一种先进阻拦装置系统，采用电气-液压混合系统，代替原来计划采用的电磁飞机回收系统。诺斯罗普·格鲁曼公司纽波特纽斯船厂总裁说，决定采用先进阻拦装置来代替纯电磁系统是因为考虑到要将新航母的阻拦系统移植到现役航母上。

美海军对CVN-21的预算计划从2004财年开始，2005财年开始采购部分部件，如减速齿轮部件。包括CVN-77在内的航母计划在2004财年时共投入15亿美元，2005财年投入9.82亿美元。单单CVN-21的总费用估计为117亿美元，其中包括50亿美元的新航母无重复设计费用，剩下的67亿美元用于2007财年后新航母的建造。CVN-21预计于今年夏季达到"节点B"，进入系统开发和论证阶段，2004财年开始详细设计，2007财年开始建造，预计2014财年交付使用，替换"企业"号。