發展沿革
研製背景
福特號成功下水1975年，美國尼米茲級航空母艦訂購首批三艘CVN-68至70時，美國海軍展開一系列關於尼米茲級之後未來航空母艦的概念方案，稱為CVNX，涵蓋小型、中型和大型航空母艦，總共研究15個艦體大小不同的方案的船模水線性能，而起降方式則涵蓋傳統使用彈射器/攔截索的CTOL、使用滑躍短距起飛/攔截索降落的STOL、使用滑跳起飛/垂直降落的S/VTOL等三種，每一種方向又包含傳統甲板布局與新設計之分，當時CVNX總共有約50種設計方案。
1996年，美國海軍開始正式研究尼米茲航母的後繼項目，也就是CVNX項目，在CVNX項目中，美國海軍考慮到了多種構型的航母，最後確定新一代航母仍是一種以核動力為推進系統的大甲板彈射航母，滿載排水量為10萬噸級，載機聯隊擴展到75架，具備更加強大的出動能力。美國海軍要求新型航母在飛行甲板、航空設施、電力供應及任務系統等方面能夠適應新世紀要求，能夠配合二到三代艦載機的使用，尤其是要求能使用無人作戰飛機，為了體現這些新技術，新變化，CVNX項目也被改稱為“CVN-21FutureAircraftCarrierProgram”，即CVN-21未來航母計畫，其中“21”意指進入21世紀之後的第一個航母設計。依照1970年代中期以來的研究基礎，CVN-21最初曾有不少十分前衛、超脫現今航空母艦設計的構型，不過考慮到成本、風險與實用性，最後還是使用了由小鷹級到尼米茲級一脈相傳的美國航母構型進行改良。原本美國海軍打算將最後一艘尼米茲級CVN-77布希號航空母艦作為CVNX的裝備驗證艦，不過考慮到開發時程以及經費、風險，最後沒有進行。
建造沿革
福特號動工儀式2007年1月16日，美國官方將CVN-78正式命名為“傑拉爾德·R·福特”號，CVN-21航母也正式成為福特級航母。2008年9月10日，美國海軍與諾格集團簽署價值51.6億美元的後續契約，全面展開福特號的建造工作。
2009年11月13日，福特號開始安放龍骨。2011年8月18日，福特號結構完工50%；2012年4月16日，結構完工75%。2012年5月24日，福特號的建造工作達到了一項重要里程碑，福特號最後一部分龍骨分段，高60英尺，總重量超過680噸的球鼻艏放入了乾船塢，這意味著航母全部建造工作的80%已經完成。
2013年1月26日，福特號成功安裝艦島，基本成型；2013年4月15日，福特號艦首上部安裝完畢；2013年5月8日，福特號結構完工100%；2013年8月15日，福特號最後一台飛機升降機完成安裝；2013年10月3日，福特號安裝完成30噸的螺鏇槳；2013年10月11日，福特號舉行船塢進水儀式，船塢開始注水。
2013年11月9日，福特號舉行正式的下水及擲瓶儀式，正式下水，計畫2015年交付。
2016年1月，福特號完成1400萬英尺電力光纖電纜安裝，這一長度超過了地球與國際空間站之間距離的10倍。2017年4月8日，福特號載著超過千名船員，從美國維吉尼亞州的紐波特紐斯造船廠碼頭啟程，首次試航。
服役歷程
福特號航空母艦2015年10月30日，福特號航母已在完成95%的建造工作，預計福特號的建造總工時將達到4900萬，船廠每周約向美國海軍交付35個艙室，總計2607個艙室還剩450個未完成。福特號此時已耗資約130億美元，超出最初預算24億美元，為此，廠商採取多種措施，希望降低後續航母成本。福特號航母作為福特級的首艦，也是是母型，在完成整個流程中，驗證了工程計畫、設計計畫、生產計畫和供應鏈，在經歷後就會認識到採用何種方式降低成本。
2015年11月2日，美國海軍航母項目執行官托馬斯·莫爾準將稱，福特號航母將在2016年夏季服役並進行試航，計畫在2019年8月進行衝擊試驗（增加的試驗內容），首次部署將從2019年推遲到2021年。
2016年3月截至，福特號航母已經完成了97%，預計於7月開始進行海試，並在測試後的兩個月內運至海軍基地，預計在2016年9月加入美國海軍艦隊。
2017年5月31日，福特號完成系列海試工作並通過海軍檢測與鑑定委員會（INSURV）驗收測試後，正式交付美國海軍。
2017年7月22日，福特號正式加入美國海軍服役。
技術特點
設計特點
福特號徽章福特號航母使用了大量新技術新設計，包括重新設計了艦體島式上層建築和飛行甲板布局，強調隱身性，動力裝置更加高效，具有更強的發電能力，整體電力系統採用新型電力分配結構，採用電磁彈射，新的大功率一體化核反應堆；帶狀電力分配系統（全電力化推進的軍艦），有源相控陣雷達，F-35艦載機等關鍵性的艦用高科技，並且增加了船體的冗餘設計用於未來的升級改造，航母的整體作戰能力得到了大幅提升。
| 福特號新技術 | 能力提升 |
|---|---|
| 雙波段雷達（DBR） | 通過工作可用性的提高和艦島體積的縮小，減少人員編制，提高飛機出動架次率 |
| 先進阻攔裝置（AAG） | 提高飛機出動架次率、減少人員 |
| 電磁飛機彈射系統（EMALS） | 減小艦載機的物理壓力，提高飛機出動架次率、減少人員 |
| 先進武器升降機 | 提高裝載能力，提高飛機出動架次率、減少人員 |
| “改進型海麻雀”飛彈聯合通用武器鏈 | 對抗密集空襲能力提高，減少艦上人員 |
| 重型航行中補給系統 | 提高補給作業速度，加快F-35C動力模組更換，提高飛機出動架次率 |
| 電漿垃圾處理系統 | 利用極端溫度以3084千克/日的處理能將垃圾轉變為揮發性氣體，減少人員 |
| 新型核動力推進系統 | 提高發電量，減少人員配備，降低反應堆重量，增加穩定性裕量 |
| 反滲透海水淡化系統 | 不需要蒸汽分配系統即可淡化海水，減少人員、提高工作負荷和穩定性裕度 |
| 高強度韌鋼（HSLA-115） | 用於飛行甲板，比傳統鋼材更硬更輕，提高工作負荷和穩定性裕度 |
| 高強度低合金鋼（HSLA-65） | 用於艙壁和甲板，比傳統鋼材更硬更輕，提高工作負荷和穩定性裕度 |
| 新型氧氣液化裝置 | 新型氧氣制冷機，提高了效率，且運行可靠，壽命長 |
| 新型電制轉換裝置 | 新型艦載機用電適配裝置，即可提供115伏/400赫茲交流電，也可提供270伏直流電 |
艦型結構
艦型
福特號航母新技術特點福特號位於右舷的島形上層建築位置比尼米茲級更靠艦艉，擴大了飛行甲板的使用面積，動力裝置隨之後移，軸系縮短，機庫面積也增大。改進了島式上層建築，充分考慮視野、湍流、指揮、飛行控制、各種雷達和通信要求；強調隱身性，突出部位使用有關材料，降低雷達反射面積。美國航母以往的艦島都擁有兩層艦橋，分別供艦長以及航空母艦戰鬥群指揮官使用；而福特號的艦島僅設定一層寬廣的主艦橋，並在主艦橋靠近艦島左側的上方與下方，各設定一層小型艦橋，上方應為艦載機管制室，下方則用於監視飛行甲板運作。這種較為緊緻的空間配置，是基於美國海軍長年累積的操作經驗，也是為了降低雷達截面積等。
甲板
福特號的直角和斜角飛行甲板末端各設有兩具電磁彈射器，兩部升降機設在艦體右舷中部，一部升降機設在左舷靠近艦艉的位置上，其布局方面最主要的改良是油料與彈藥補給的動線。尼米茲級後期型擁有三具甲板彈藥升降機，分別位於前方彈射器中央、右舷兩座靠前方的飛機升降機之間，以及艦島旁邊；進行彈藥補給作業時，艦上人員必須先透過彈艙升降機，將武器從水線以下的彈藥庫（分置於數層艦底甲板）往上送至03甲板（即下甲板機庫的再下一層），然後借用位於03甲板的艦上餐廳餐廳空間，在餐桌上完成武器的組裝設定，接著透過輸送車將彈藥運至甲板彈藥升降機部位，才能送上飛行甲板。
尼米茲級將甲板彈藥升降機設在飛行甲板中間是因為配合彈藥庫的位置，但這使得在透過彈藥升降機將武器送上甲板時，所有的飛行起降作業都必須暫停。此外，武器送上甲板後，還需透過甲板運輸車個別地送到每一架需要掛彈的飛機位置；相似地，飛機的加油作業也是透過穿梭在甲板各處的加油車直接開到需要補給的飛機旁進行。總而言之，每次尼米茲級的機隊進行加油掛彈作業，總共需耗費2小時左右。
彈射器
福特號航母擁有四具彈射器，兩具位於艦艏，另外兩具位於斜角甲板，福特號使用新研發的電磁彈射器（EMALS）代替了蒸汽彈射器。傳統蒸汽彈射器是將由反應爐製造的大量高壓蒸汽儲存於汽缸中，使用時用蒸汽推動牽引飛機的彈射梭，以270千米的時速將飛機彈射升空。蒸汽輸送時將產生大量損耗，儲存高壓蒸汽的汽缸或者輸送蒸汽的管線亦需大的空間，高壓彈射系統中的活塞、管路與筏門等零件承受的損耗也十分驚人。現有C-13-2彈射器最常出現故障的部位是調節蒸汽壓力的活門以及儲存蒸汽的汽缸，此外彈射軌與牽引飛機鼻輪的梭車因高溫摩擦而失火的情況也時有所聞。
福特號使用的電磁彈射是一個革命信號，電子彈射的範圍小至2公斤、大到40餘噸，而蒸汽彈射則有很大的局限性，低於18噸的飛機進行蒸氣彈射將對其龍骨造成重大的損害。電磁彈射器的原理則是載流導線在磁場中受力，利用磁通量巨大的瞬間變化而產生的感應電磁斥力，將飛機彈射升空。電動馬達的基本原理是在定子上通以方向不斷改變的電流，利用電流改變造成的磁通量變化而產生磁場，進而使帶有磁性的“轉子”受力而產生運動。傳統馬達的定子採用環狀排列，使得轉子產生原地鏇轉運動；而電磁彈射器則採用兩側式線性感應馬達，定子分為兩側直線排列，充當彈射器的軌道，而轉子則在兩排定子之間進行直線運動，轉子上頭便連線了用於牽引飛機鼻輪的梭車。
福特號使用的電磁彈射系統反應快捷，準備時間只需十幾分鐘，利用效率上要比蒸汽彈射高出10倍。採用電磁彈射系統，艦載機的日出動量由原來的120架次增加到160架次，其高峰出動量也由原先的220-240架次/日，增加到270架次/日，還可以彈射重量不同的艦載機，可在100米的距離內將飛機的速度迅速提高到每小時296千米。不僅如此，電磁彈射系統90名艦員即可操作，而傳統的蒸汽彈射系統則需要120餘名艦員。飛行員則更是最大受益者，新型的電磁彈射器可以讓飛行員平穩升空，避免了蒸汽彈射器的顛簸之苦。
2015年5月15日，福特號航母上成功測試了電磁彈射器，這是其第一次進行艦載全速的彈射實驗。在測試中，艦上搭載的發電機會產生電脈衝，通過調節能量的電子元件進入直線電機，這些部件安裝在飛行甲板的下方。電能使得直線電機推動滑塊在彈射導軌上以約333千米/小時的速度前進，直到滑塊到達導軌終點停下。
著艦回收
福特號航母用先進飛機回收系統AARS（AdvancedAircraftRecoverySystem）來取代傳統式的攔阻索。傳統式攔阻索由攔截鋼纜與液壓緩衝機構成，以尼米茲級的MK-7Mod3為例，能把一架降落速度130節、重25噸的飛機在兩秒之內於100米之內截停，共吸收64.4MJ的能量，接近這類系統的性能極限。美國海軍以往艦載機的武裝以廉價無導引武器為主，如果在任務中沒有用完，降落前大可將其拋海以減少降落時的重量與風險；然而21世紀以來艦載機主要都配備精密昂貴的導引武器，如果沒有用完就必須攜回。因此，美國航空母艦上的攔截回收系統的能耐必須強化，才能有效攔住返航重量日益提高的艦載機。
動力系統
福特號福特號將配備兩台大功率一體化A1B反應堆，功率較尼米茲級增加25%以上，同時配備13500伏輸配電系統，供電能力則高達20萬千瓦，幾乎是尼米茲級的三倍，能充分供給EMALS所需的電力；由於有充裕的電力，福特號成為第一種所有機房都設有冷氣空調的艦艇，增加了操作人員的舒適性，並降低了機房內設備的維修保養需求，也正因為這一特點，才有可能瞬間把能量集中在電子彈射上，另外這也為新概念高能武器上艦創造了可能性。此外A1B反應堆的堆芯使用壽命長達50年，可以使福特號在服役期間的大部分時間都保持正常的動力功率，不需要回到船塢更換堆芯，從而增加了壽命周期內的執勤時間，具有理論上的無限續航能力。
福特號還使用了全新的整體輪機系統以及配電系統，因此電力的整合、分配架構也重新規劃，例如在全艦各處設定分區供電系統，並設定一個電腦控制配電系統，使電力的分配合理化。最初福特號甚至打算連推進系統也採用電力推進，即以反應堆發出的電力驅動由電動馬達帶動的推進器，然而由於供10萬噸級艦艇使用的電力推進系統尚未發展成熟，因此仍將以蒸汽渦輪直接驅動四軸螺鏇槳推進，推進功率將達到104兆瓦。
武器裝備
防禦
EMALS彈射F-35戰鬥機美國海軍還選擇了艦載新概念武器作為福特號未來防禦作戰的“殺手鐧”，已初步確定未來安裝在福特號航母上的新概念武器包括：電磁軌道炮、高能雷射、高能射線等，福特號艦上極高的“電力化”程度將為這類高能武器的發展提供良好的先決條件。
艦載機
福特號航母上通常搭載8架S-3A/B反潛機，5架E-2C/D空中預警機，6架SH-3G/H或SH-60F直升機，主力艦載機將全面更換為具備隱身性能的F-35C戰機，可達75架，以替代服役的F-18E/F戰機。F-35C戰機能夠以超音速巡航，最大作戰半徑超過1000千米，可對各目標實施遠程精確打擊。與此同時，航母上還將裝備大量無人作戰飛機，如X-47B等，既可執行精確打擊、海上監視、空中早期預警、戰場評估，也可擔負支援反潛和搶險救援等任務。由於採用全新F-35C艦載機和高性能無人機，以及各種新概念武器系統，將使未來海空戰作戰樣式發生新變化。美國海軍評估，一艘搭載75架艦載機的尼米茲級航母，在3天的作戰時間內，每天打擊的目標數是248個。而搭載同等數量艦載機的福特號航母，其打擊的目標數將達2000個以上。
福特號為了提高艦載機保障效率、簡化保障流程，吸取了賽車比賽中的保障模式，引入了一站式保障概念，在飛行甲板上設定了18個一站式保障區，每個保障區設有兩個帶艙口蓋的保障模組，一個是電源保障模組，設有電纜卷盤和控制按鈕，另一個是加油保障歐快，設有加油管路和控制閥門，每個均可單獨進行加油、掛彈、維修等作業。著艦的艦載機可在保障區停駐，原位完成所有保障作業，隨後滑行至彈射起飛位升空作戰。
艦電系統
配置
福特號航母採用大量先進的偵測、電子戰系統以及C4ISR設備，包括CEC協同接戰能力，以符合美國海軍未來IT-21聯網作戰的要求，艦上的指揮管制中樞將是CommonC2System共同作戰指揮系統，能整合艦上一切指管通情與武器射控功能。艦上各型相控陣雷達、衛星通訊、資料傳輸鏈、電子戰系統與聯合精確進場暨降落系統的天線整合於艦橋結構內，或置於艦橋頂部的輕量化桅桿上。艦上的作戰與指管通情系統將採用開放式的架構，大量使用民間商規組建，以利於服役生涯中的維護與升級作業；而艦上的整合通信系統則由Avaya公司提供。
福特號航母設有航空數據管理與控制系統，其是一種實時信息管理系統，通過感測器、區域網路、顯示與控制設備連線航空作業相關係統，包括光學助降系統、無線電空管和助降系統、彈射與回收裝置等，在全艦範圍內實現所有航空作業相關數據的融合、分發和控制，集成管理幾乎所有航空作業的的規劃和執行，包括艦載機任務、航空武器搬運和掛載攜載、航空燃油、航母維修、艦載機維修、艦載機調度、艦載機彈射和回收、飛行甲板管理等。該系統海域航母作戰、導航和氣象系統相連，此外，還安裝有航空武器信息管理系統和進場與著艦可視圖像系統。
福特號使用了與朱姆沃爾特級驅逐艦相同的雙頻雷達系統，包括AN/SPY-3I/J頻帶多功能雷達，以及AN/SPY-4S長程廣域搜尋雷達，兩者都是先進的數位波形控制主動相控陣雷達。2010年6月，美國海軍宣布DDG-1000取消VSR雷達，未來可能以更晚開發、增加反彈道飛彈能力的AMDR相控陣雷達來取代，因此福特號也可能會使用該系統。
自動化
福特號航母與艦載機隊的相關運作大幅改進，加上艦內的設備全面網路化與電腦化，因此它的整體自動化程度較尼米茲級大為增加，有效降低人力需求，航空母艦操作人員將從尼米茲級的3190人減至2000人左右；減少的約1200名人力中，維持航空母艦本身運作的人員占了800名，其餘400名是支援艦載機隊的相關人員。此外，美國航空母艦新一代艦載機隊機型種類也比以往降低許多，故艦載機聯隊的人員編制也可能獲得相當程度的縮減。由於人員減少，福特號的平均起居水平也有所增加，不僅每個人的空間更有隱私性，每一間住艙都有廁所。
性能數據
| 艦體參數 | ||
|---|---|---|
| 艦長 | 332.85米 | |
| 艦寬 | 40.84米 | |
| 吃水線長 | / | |
| 吃水線寬 | / | |
| 吃水深度 | 12.4米 | |
| 標準排水量 | 101600噸 | |
| 滿載排水量 | 112000噸 | |
| 飛行甲板 | 332.8米×78米 | |
| 機庫面積 | / | |
| 航速 | >30節 | |
| 自持力 | 食物可儲存60天份 | |
| 艦員編制 | 船員4660人，航空人員600人 | |
| 傳動 | 四軸四槳 | |
| 動力系統 | 2台A1B壓水式核反應堆 4台汽輪機，功率104兆瓦 | |
總體評價
福特號航空母艦福特號航空母艦的建造給美國海軍和世界各國海軍的影響是巨大且又是多方面的，福特號航母向世人表示核動力裝置對於美國海軍大型航母仍是最適合的動力系統,表明大噸位航空母艦至少在2005年後50年內，依然是“海上霸主”，是一種舉足輕重的海上作戰平台。福特號航母比尼米茲級航母先進，而後者又比其他國家的航母先進，這樣一來前者已經與世界航母拉開兩個檔次，可以幫助確保美國未來50年的海上優勢。福特號計畫成本105億美元，總體採購成本上漲超過24億美元，已花費超過129億美元，成本超支，進度落後，將會影響後續航母使用新技術。
福特號航空母艦雖然已交付服役，但其採用的幾個主要關鍵系統的可靠性遠未達到預期要求，而可靠性是影響航母戰鬥力的重要因素，同時也在很大程度上決定了其全壽期費用。交付後的福特號，相關係統仍處於問題暴露階段，將影響作戰能力，而後續測試時間拉長，也會影響初始作戰能力的形成時間，因此在形成初始作戰能力之前仍需不斷提高（艦船知識）。
