GAO核子動力與常規動力航空母艦效費比分析報告(1998年)

GAO報告中,對常規動力航母以及核子動力航母的維護週期模型對比;核子動力航母包括冷戰後期確立的

「工程作業週期」(EOC)模型,以及冷戰結束後制訂的「增量為修計畫」模型(IMP)。

GAO報告中,對於由常規動力航母以及由核子動力航母執行全球部署任務時,每年對歐洲以及中央戰區

(中東、印度洋)的覆蓋天數比例(西太平洋則永遠有一艘航母部署在日本)。此表可見常規動力航母

陣容大約可維持比核動力航母多9%的存在天數。

GAO報告中,對於由常規動力航母以及由核子動力航母執行全球部署任務時,對歐洲

以及中央戰區(中東、印度洋)達成年度覆蓋天數比例(分別是100%、80%以及60%)所需的數量;

就這些勤務量,核子動力航母永遠需要比常規動力航母多一艘才能達成。

GAO報告中,CVN-67以及CVN-68搭載的艦載機聯隊的各機種與數量。

GAO報告中,對常規動力航母以及核子動力航母的壽命週期總成本(包含建造採辦、維修升級、操作等)的比較。

GAO報告中,對常規動力航母(CV-67)以及三種主要護航艦艇(CG-47飛彈巡洋艦、DDG-51飛彈驅逐艦、DD-963驅逐艦)

的續航力、油耗、續航天數的比較

GAO報告中,對1991年沙漠風暴作戰期間(43天),六艘參戰美軍核子動力航母(CVN-71)

與常規動力航母(CV-41、60、61、66、67)的平均每日出擊架次比較。

GAO報告中,對1991年沙漠風暴作戰期間(43天),六艘參戰美軍核子動力航母(CVN-71)

與常規動力航母(CV-41、60、61、66、67)的總出擊架次、每艘航母載機數、參戰天數、平均每作戰日出動架次、

每架飛機平均每日出擊架次的列表。

 GAO報告中,對1991年沙漠風暴作戰期間(43天),六艘參戰美軍核子動力航母(CVN-71)

與常規動力航母(CV-41、60、61、66、67)接受補給的次數、在戰區值勤天數以及

每次接受補給間隔天數的列表。

 

──by captain Picard


 

在1997年,當時美國海軍正在進行接替尼米茲級的下一代航空母艦CVX項目。為此,美國國會要求美國政府審計辦公室(General Accounting Office,GAO),針對常規動力航母和核動力航母進行詳細的分析評比;這份報告在1998年8月出爐,稱為核子動力與常規動力航空母艦效費比分析(NAVY AIRCRAFT CARRIERS Cost-Effectiveness of Conventionally and Nuclear-Powered Carriers)。

此份報告中關於比較核子動力與常規動力航母的部分,是依照美國海軍賦予航空母艦的三大使命:平時前沿部署存在(forward deployed peacetime presence)、應對危機(crisis response)、作戰(war-fighting)等,針對幾個領域,分析對比了核動力航母和常規動力航母的優勢和劣勢。這些包括:壽命週期的成本、航母編隊航渡速度和時間、航母編隊航渡時的補給需求、航母編隊在戰區的補給需求、維護周期、機隊規模、淡水制造能力、航母加速性能。

GAO這份報告的分析作業中,常規動力航母的數據是美國海軍最後一艘非核動力航空母艦──滿載排水量82000噸的小約翰.甘迺迪號(USS John F. Kennedy,CV-67),核子動力航母的數據則取自美國海軍第一種批量生產的成熟核子動力航母──滿載排水量95000噸的尼米茲號(USS Nimitz CVN-68),兩者的飛行甲板佈局、航空操作設施以及機對規模都十分相近。第一代的核子動力航母企業號(USS Enterprise CVN-65)由於設計尚未成熟,所以不予考慮。

結論摘要

GAO報告對兩種動力,核動力航母較佔優勢的領域包括:航渡速度和時間、航渡時的補給需求、在戰區的補給需求以及加速性能。這是因為核動力航母本身的航行不需要補給燃料,所以編隊相對較少依賴補給艦(只有伴隨航母的船艦需要加油),而且反應器隨時在開機狀態所以加速較快。此外,核子動力航母船艦本身不需要燃油,艦內更多容積可以用來裝載航空機所需的燃料,因此在戰區作戰時的補給需求也相對較少。

常規動力航母的主要優勢在於全壽期成本成本,不僅建造成本以及人事成本較低,整個壽期的總體維護時間較少(尤其是核動力航母需要執行昂貴耗時的核燃料重裝填工程),能部署值勤的天數相對更多(能使用相對較少的數量涵蓋所有勤務)。此外,核子動力航母除役後,核能裝置拆除、核燃料處理儲存也十分昂貴而耗時。

而在艦載機搭載數量、軍機出動架次、航母彈藥攜帶量、淡水製造量、最大航速、防護與生存能力,核子動力或常規動力並不會造成顯著影響,因為這些主要都跟航母船體規模、設計與裝備水平有關,而非動力型式。

GAO報告中,甘迺迪號(CV-67)常規動力航母與尼米茲號(CVN-68)核子動力航母

的基本數據比較。這份報告以CV-67作為常規動力航母的常模,以CVN-68作為核動力航母的常模。



以下分別簡述:



(一)航母編隊航渡速度和時間


GAO報告中對核子與常規動力航母航渡所需的天數比較,依照三種部署距離以及三種常用航速。 

GAO報告中,以美國海軍航母編隊從東岸、西岸出發往返地中海以及波斯灣的距離,和常用的三種標準航速(20節、24節、28節)進行分析,常規動力航母以甘迺迪號(CV-67)為準。GAO報告指出,由於航母編隊其他船艦組合大致相同,無論是核動力航母以及常規動力航母都在相同的節點進行編隊加油;主要的差別在於,常規動力航母本身需要加油(每次加油粗估花0.1天,約2.4小時),加油期間需將航速減慢到14節,因此比核動力航母編隊多了一些耽擱。

1.從東岸諾福克(Norfolk)基地到東地中海(距離4800海里):20節航速下常規動力航母無須加油,雙方無差異;24節與28節時常規動力航母都需加油一次,比核動力航母晚0.1天到。

2.從諾福克到波斯灣(8600海里):20節與24節航速下常規動力航母需要加油一次,因此比核動力航母晚到0.1天。28節航速下航速下常規動力航母需要加油兩次,晚0.2天(4.8小時)。

3.從西岸聖地亞哥(San Diego)到波斯灣(12000海里):20節與24節航速下常規動力航母需要加油二次,因此比核動力航母晚到0.2天(4.8小時);28節之下常規動力航母需要加油三次,比核動力航母晚0.3天到(實際上約6小時)。

值得一提的是,為了對應GAO的報告,美國國防部同樣也委託蘭德(RAND)智庫機構做了一份相似的常規動力與核子動力航母報告。蘭德的報告中,常規動力航母航渡的油耗數據與GAO報告差異甚大,這是因為蘭德以現代的燃氣渦輪作為估算常規動力航母性能的基準,而不是CV-67的蒸氣渦輪:美國國防部反對使用舊的蒸氣渦輪技術來論證常規動力航母的性能以及壽期成本才符合現實,因為如果要新造常規動力航母就不太可能回去用幾十年前的蒸氣渦輪。例如,以28節航行4800海里的情境下,蘭德的報告認為光是常規動力航母本身就需要350萬到400萬加侖燃油,而若以28節航行12000海里,油耗需求更高達900萬到1000萬加侖,相當於三艘AOE的儲油才能支持;而如果是計算整個航母編隊的油耗,前述油耗數字還要再增加一倍。反觀小鷹級航空母艦的數據,在30節航速下可以航行5000海里,但小鷹級的儲油量只有240萬加侖。

另外,蘭德的報告指出,有時為了因應天候影響,艦船會在油量還剩50-60%的情況下就提前進行加油,如此常規動力航母在航渡途中的加油次數會再增加,到達戰區的時間會比核動力航母慢更多(蘭德的報告並沒有列舉實際案例,而GAO報告提出的幾次海外快速航渡實例,並沒有體現蘭德報告說的情況)。蘭德報告也認為,GAO報告並沒有考慮到蒸氣推進系統在28節航速的可靠性問題(常規動力航母持續高速航行的時間不如核子動力航母)。


(二)航母編隊航渡補給需求

GAO報告中對核子與常規動力航母編隊航渡階段的補給需求比較,

依照三種部署距離以及三種常用航速。

GAO報告中對核子與常規動力航母編隊燃油消耗量以及剩餘油量的估計,

依照三種部署距離以及三種常用航速。

GAO報告的評估標準是:一艘配屬於航母編隊的AOE的儲油量,是否能支持該航母編隊抵達戰區。這是依照每艘船艦燃油降至30%時就進行加油,且到達後所有船艦燃油還要不低於30%。兩種編隊唯一的區別,就是常規動力航母本身需要加油而核子動力航母不用。

在這項評比中,每個航母編隊由一艘航空母艦、2艘提康德羅加級飛彈巡洋艦(CG-47型)、2艘伯克級飛彈驅逐艦(DDG-51型)、2艘史普魯恩斯級驅逐艦(DD-963型),1條薩克拉門托級快速戰鬥支援艦(AOE)。因此這項計算的基礎是依照一艘薩克拉門托級的燃油攜帶量。

1.從東岸諾福克(Norfolk)基地到東地中海(距離4800海里):無論是20、24、28節,核動力航母編隊以及常規動力航母編隊都能實現。

常規動力航母加滿燃料後,以20節航速持續航行12天,燃料會剩下30%;因此,常規動力航母以20節航速,中間不需要加油就可以從東岸抵達地中海(需10天),抵達後還有40%的燃油存量,足以以20節航速再持續航行2天。而其餘護航艦艇抵達後大約還會剩下53~90%的燃料,而AOE則會剩下約54000桶燃油(如果沒有其他後勤船艦提供再補給)。

 

2.從諾福克到波斯灣(8600海里):在一艘AOE支援且沒有其他油船再補給的情況下,以20節航速航行,核動力航母編隊以及常規動力航母編隊都能實現。24節航速核動力航母編隊能夠實現,常規動力航母編隊不能實現。28節之下兩種航母編隊都不能實現。

在這樣的航程中,常規動力航母以20節航行,在中途加油一次的情況下,抵達波斯灣時(航行18天)約會剩下65%燃油,能以20節速率再航行6天。常規航空母艦這次加油會消耗AOE上船用燃油的1/4,其餘3/4則分配給護航艦艇;如果AOE沒有獲得再補給,扣除為航母加油之外,還能為編隊中的兩艘DDG-51飛彈驅逐艦加油兩次,但只為兩艘CG-47型與兩艘DD-963型各加油一次;抵達波斯灣陣位時,柏克級剩餘燃料約會是80%,CG-47型剩餘燃料約是30%,而DD-963型無法抵達。因此,AOE必須在路上由友軍油船(如T-AO-187艦隊油船)加油一次,或者由這艘額外油船直接對編隊護航編隊加油,如此整個編隊都能達到波斯灣,護航艦艇平均剩餘60%燃料,而AOE則還剩下超過55000桶燃油。

而如果是核子動力航母編隊執行這趟航程,AOE只需要為護航的船艦加油;兩艘DDG-51飛彈驅逐艦在路上重新加油三次,兩艘CG-47型飛彈巡洋艦以及兩艘DD-963型驅逐艦都獲得加油兩次,DDG-51以及CG-47抵達波斯灣陣位時大約都會是滿油狀態,DD-963型剩餘65%燃油。而AOE搭載的燃油基本上會完全耗盡。GAO認為在這樣的航程中,AOE在途中無論如何都需要接受再補給,或者由另一艘滿載油料的AOE在中途接手。 

3.從西岸聖地亞哥(San Diego)到波斯灣(12000海里):在一艘AOE支援且沒有其他油船再補給的情況下,無論是20、24、28節,核動力航母編隊以及常規動力航母編隊都不能實現。

在這樣的航程中,單靠一艘AOE的燃料(沒有再補給),常規動力航母以20節航行約花25天抵達,抵達時只剩25%的燃料,而其他的護航艦艇都無法抵達。而對於核子動力航母編隊,依靠一艘AOE攜帶的油量(沒有再補給),兩艘CG-47巡洋艦抵達時會剩下40%燃料,兩艘DDG-51驅逐艦抵達時只剩15%燃料,DDG-963會在中途耗盡燃料而無法抵達。

如果獲得第二艘艦隊油船(如T-AO-187)支援,常規動力航母抵達波斯灣時可剩餘70%燃料,其餘護航艦艇剩餘燃料約40~70%,而兩艘油船的儲油會完全耗盡(如果沒有經過再加油)。在這樣的情況下,常規動力航母航渡期間接受的燃油補給大約是兩艘油船載油量的35%。

核子動力航母編隊執行相同航渡時,在兩艘補給艦的支援下,編隊抵達波斯灣陣位時,每艘護航艦艇約有40至85%的剩餘燃料,兩艘油船總共剩下約65000桶燃油。

因此評比結論是,除了從諾福克到波斯灣、24節航速航渡出現差別(核子航母編隊能,常規航母編隊不能),其餘兩者表現基本相當。

(三)航母在戰區作業的補給需求

由於核子動力航母裝載航空燃料的空間多於常規動力航母,因此停留在戰區作業的時間佔有優勢。以甘迺迪號常規動力航母(CV-67)為例,船艦自用燃料攜帶量約2.4萬加侖,航空燃料攜帶量1.8萬加侖。而核子動力的尼米茲號(CVN-68)能3.5萬加侖航空燃料,幾乎是甘迺迪號的兩倍;當然,CVN-68滿載排水量比CV-67多13000噸,先天上艦內籌載容積就比較大。

GAO引用1991年波斯灣戰爭期間參戰的核子動力以及常規動力航母數據進行比較,參與沙漠風暴戰役(Operation Desert Storm)的航空母艦共有六艘,包括核子動力的西奧多.羅斯福號(USS Theodore Roosevelt,CVN-71),以及常規動力的甘迺迪號(USS John F. Kennedy,CV-67)、美利堅號(USS America CV-66)、遊騎兵號(USS Ranger CV-61)、薩拉托加號(USS Saratoga CV-60)和中途島號(USS Midway CV-41):依照此次作戰中的補給次數,參戰的美軍常規動力航母約2.7至3天需補給一次,核子動力航母平均約3.3天需接受補給一次。核子動力的西奧多.羅斯福號平均每天消耗艦載航空燃油的8%以及艦載航空彈藥的2%,其他常規動力航母平均每天消耗艦載航空燃油的15%以及艦載航空彈藥的5%。參戰的航空母艦平均每3至3.5天就要接受一次補給。

GAO報告指出,作戰時需要接受補給的最大制約因素,是艦載機彈藥消耗量。在艦用燃料、航空燃料、航空彈藥三大海上補給項目中,作戰時航空彈藥消耗得最快。航空彈藥消耗關係到航空母艦上的航空彈藥載荷、艦載機隊規模、出動架次等;就這方面,艦體尺寸與設計的關連最為直接,而不是動力形式(當然動力型式也有一定的影響,核子動力航母不需要艦載燃油以及主機煙囪排煙道的空間,理論上有更多空間攜帶航空彈藥與燃料)。第一艘核子動力航空母艦企業號(USS Enterprise CVN-65)艦體長度比甘迺迪號(CV-67)增加50英尺,航空彈藥攜帶量增加60%。尼米茲級航空母艦的排水量比美國海軍最後一型常規動力航母(即CV-67)增加10%左右;CV-67的籌載容量(storage capacity)是首批三艘尼米茲級(CVN-68~70)的75%,是第四艘以後的尼米茲級(CVN-71起)的80%(CVN-71起強化了防護能力,因而降低了航空彈藥搭載量)。

不過一般而言,美國核動力航母儲存的艦載機油料彈藥的空間,是傳統動力航母的2倍上下(1.8~2.5之間);因此,理論上如以相同的艦載機出勤強度,傳統動力航母需要的補給頻率大約是核動力航母的兩倍。例如,傳統動力的中途島級航空母艦每週都需要補給燃料,而企業號的航空燃油消耗量比中途島級更大(機隊數量與出勤率更高),不過大約平均12天才需要補 給一次燃料(這應該是平時的數據)。如果實際操作的統計數據上,傳統動力航母與核子動力航母接受補給的頻度差別沒那麼大,就表示可能兩者實際值勤狀況不同,核子動力航母扮演的角色比傳統動力航母更吃重。


(四)航母操作、維護周期

GAO的報告比較了常規動力以及核動力航空母艦的壽期操作與維護週期。大致上,每一輪維護週期(maintenance cycles)以每次複雜翻修(Complex Overhaul,COH)作為間隔,期間包括在海軍艦隊裡操作的作業週期(Operating Interval),以及中間時間較短的選擇性受限可獲得性(Selected Restricted Availability,SRA)等。其中,航母每次「作業週期」包含訓練作業(包含航母本身以及與艦載機隊、打擊群編隊的合練)以及在基地內維護,真正用於海外部署的時間大約只有6個月。一艘航空母艦的整個壽命週期中,會重複數個上述的「維護週期」。

美國常規動力航母大致以72個月(6年)為一個維護週期,其中包含三個各18個月(一年半)在艦隊值勤的「作業週期」。前兩次「作業週期」結束後各進行一輪為期三個月的SRA週期(不進塢),第三次「作業週期」結束後就進行為期12個月的COH。

尼米茲級核子動力航空母艦方面則是以102至108個月為一個維護週期,又稱為「工程作業週期」(Engineered Operating Cycle,EOC),其中包含四次各18個月在艦隊值勤的「作業週期」;第一次與第二次「作業週期」之間,執行一次為期三個月的SRA週期(不進塢);第二次與第三次「作業週期」之間,執行時間5.5個月的進塢選擇性受限可獲得性(Docking Selected Restricted Availability,DSRA)週期;第三次與第四次「作業週期」,執行一次為期三個月的SRA週期(不進塢);而第四次「作業週期」結束後執行COH;服役後第一次COH為18個月,而第二次EOC週期結束後的COH(COH 2)是24個月。一般而言,尼米茲級 每服役23年需要重新裝填反應器核燃料,大約發生在服役後第三次COH或第四次DPIA之間,屆時會合併所需的翻修工程一起進行,整個作業稱為核燃料裝填與複雜翻修(Refueling and Complex Overhaul,RCOH),週期長達32個月(2年8個月)。

除此之外,航空母艦壽期生涯會進行服役壽期延伸項目(Service Life Extension Program,SLEP),重建以及保存航母的任務能力,使之能繼續在第一線作業;這些包括船體與輪機設備的翻修更新、艦上作戰裝備以及設施的現代化升級等,使之役期能延長到45年以上;依照 過去經驗,每次航母進行SLEP週期約24到42個月。

GAO報告指出,冷戰結束後美海軍對尼米茲級核子動力航母提出新的維護週期計畫來取代EOC,稱為「增量維修計劃(Incremental Maintenance Program,IMP),將每一輪週期縮短到76.5個月,包含三個各18個月的「作業週期」;第一次與第二次作業週期之後各進行一輪六個月的「計畫性增量可獲得性」維護週期(Planned Incremental Availability ,PIA),第三次作業週期結束後進行一輪為期10.5個月的「進塢計畫性增量可獲得性」(Docking Planned Incremental Availability,PIA)。IMP作業模型中,一艘核子動力航母在壽命週期中,可部署值勤的時間相對增加。

值得一提的是,美國海軍之後澄清,EOC模型是尼米茲級最初期服役時的規劃,到冷戰後期時尼米茲級航母的維護計畫就已經改成IMP。

GAO報告中,對於常規動力航母與核動力航母壽命週期的值勤時間與維修時間比重的列表。

依照GAO這份報告估算,如果一艘航空母艦壽命為50年,常規動力航母依照前述作業週期維運,每次72個月維護週期裡有75%的時間可值勤,25%在維修;整個壽期生涯有74%的時間在值勤,26%在維修。核子動力航母方面是依照尼米茲級來計算(排除第一艘核子動力航母企業號),依照冷戰時代的EOC模型,每次102至108個月的EOC週期裡,有69%的時間可值勤,31%時間在維修。如果依照之後制訂的IMP模型,尼米茲級每一輪IMP週期約有有71%的時間可值勤,29%時間在維修;整個壽期生涯有69%的時間可值勤,31%時間在維修。以上這些數據還不包括核子動力航母最耗時、最昂貴的RCOH工程。以上數據顯示常規動力航母在整個壽期生涯中,可值勤的比例較佔優勢。

GAO的報告進一步指出,由於常規動力航母在航時間比例高於核子動力航母,因此就各種想定的全球部署覆蓋比率,要達成相同的全球部署勤務,核動力航母總是需要比常規動力航母多一艘才能滿足要求(核動力航母無論採用EOC或IMP維護模型,所需的數量都相同)。此一想定是在西太平洋區永遠保有一艘航母(即100%,部署在日本)的情況下,每年對歐洲區(European Command)以及中央區(Central Commands,含中東、印度洋)能部署航母的比例:在滿足100%天數存在的條件下,常規動力航母總共需要12艘,核動力航母需要13艘;在滿足80%天數存在(292天)的情況下,常規動力航母需要10艘,核動力航母需要11艘;在滿足60%天數存在(219天)下,常規動力航母需要8艘,核動力航母需要9艘。整體而言,一支完全由常規動力航母的編隊,相較於一支全核子動力航母編隊,每年在歐洲區以及中央區的部署存在時間可以高9%(約32天)(在西太平洋區永遠維持部署一艘)。

此外,常規動力航母更容易部署在歐洲盟國,因為歐洲境內許多盟邦禁止境內部署核動力船艦。而如果在歐洲部署航母,距離中東等主要戰區比美國本土近得多,會比核動力航母從本土出發更有優勢。

在2014年,因應現役航空母艦數量不足,美國海軍推出了「艦隊反應優化計劃」,將航空母艦的「作業週期」從18個月延長一倍到36個月。以現役10艘核動力航母為例,原有增量維修計劃(IMP)中,能立即部署的數量只有3艘,還有二艘航母能在30天內投入部署,另外一艘航母能在90天內投入使用;其餘四艘則在維修和維護狀態,短期內無法投入值勤。

 

(五)壽命週期程本

GAO報告對比最後一艘常規動力航母(CV-67)以及第一艘尼米茲級核動力航母(CVN-78)的建造成本:CV-67成本約20億5050萬美元,輕載排水量58268噸;CVN-68為40億5900萬美元,輕載排水量78741噸。因此,CV-57平均每噸成本3萬5191美元,CVN-68平均每噸成本為5萬1549美元。而船艦燃料方面,常規動力航母壽期總油費估計7億3800萬美元,平均每年花費1480萬美元;核動力航母壽期核燃料(包含裝填以及移除)總費用9.75億美元,平均每年花費1950萬美元。以上成本都由1997財年幣值計算。

GAO報告中,常規動力航母(以CV-67為準)以及核子動力航母(以CVN-68為準)

的造價、噸位以及平均每噸造價對比。

GAO報告中,對於常規動力航母與核動力航母壽命週期主要維修活動的成本估計。

GAO報告中,對於常規動力航母與核動力航母的壽命週期燃油/核燃料總成本估計

GAO報告中,對於核子動力航母壽命週期的核燃料產製、裝填、替換、移除等的總成本估算。

人事成本方面,GAO分析指出,常規動力航母總共編制約3200人,核子動力航母總共編制約3400人;核子動力航母操作人員編制以及人事成本都比較高,主要就是因為核動力系統需要24小時不間斷持續有人值班,而且操作核子推進系統需要更高程度的專業人員。依照GAO報告,核子動力航母推進系統部門,將近50%需要具備E-5(中士)以上等級的士官,而常規動力航母推進系統部門中75%都是E-4(下士)或以下的階級。

GAO的報告指出,以50年壽期生涯中的總體採購、操作維護、升級翻修活動,核動力航母的總體壽期成本222.22億美元,比起常規動力航母(140.94億美元)高58%。在50年壽期生涯中,核子動力航母所有維護週期(以三輪EOC週期計算)的總成本是57.46億美元,而常規動力航母(17次SRA加上6次COH)是41.3億美元。而核子動力航母的壽命中期限代畫的費用高達24億美元,比常規動力航母(約8.66億美元)貴三倍,這是因為重裝填核核燃料等與核子動力相關的費用。以上數字都是依照1997財年幣值計算。

 

(六)艦載機隊規模與出動架次 

GAO的報告認為,就航空母艦搭載飛機數量、甲板停放密度以及每日能起降的打擊架次,直接關連的是船艦的尺寸大小、飛行甲板佈局以及起降設施等,而不是動力形式。如果常規動力航母與常規動力航母搭載相同數量與組成的艦載機聯隊,並且擁有相同的飛行甲板佈局與設施,則兩者能支持相同的作戰架次。

以美國最後一艘常規動力航母甘迺迪號(CV-67)和尼米茲級核子動力航母首艦(CVN-68)的噸位有差距,但兩者的飛行甲板尺寸、佈局以及起降設施(彈射器、升降機數量)大致相同;依照實際操作經驗,兩者可搭載相同規模的艦載機聯隊編制,差別極小。以1991年沙漠風暴戰役為例,參戰的甘迺迪號以及尼米茲級的羅斯福號(CVN-71)都搭載了78架軍機。

依照美國海軍戰鬥群作戰準則(The Battle Group Policy ),每艘航母在開戰第一天約出動170架次,之後的3至5天維持在140架次,以後逐漸維持在每天90架次。而CV-67以及CVN-68都能達成前述的出擊強度。依照美國海軍的操作經驗,布置在甲板上的飛機密度為最大密度的75%~78%(47至50架)會達到最佳的操作效率,包含派遣作戰架次升空、將飛機在飛行甲板與機庫之間轉換調度等;如果需要超過80%,則需要向指揮單位申請。

此外,CAO報告整理了1991年波斯灣戰爭中參戰的六艘美國常規動力與核子動力航母的出擊架次表現,實戰中的出擊架次與每艘航母艦載機對規模、航母部署陣位到目標區域的距離相關。這六艘航空母艦之中,唯一的核子動力航母羅斯福號(CVN-71)平均每日出擊架次居冠。在戰爭期間,羅斯福號部署在波斯灣,而甘迺迪號部署在紅海;由於羅斯福號位置距離目標區域較近,相對縮短了給機隊加油的時間,每日的出動架次自然高於甘迺迪號。在沙漠風暴戰役期間,羅斯福號平均每日出動106架作戰架次,而中途島號(CV-41)平均每日只有89架次;然而,這是因為中途島號搭載的飛機較少,比羅斯福號低了22架。而就平均每架艦載機每日出動架次,在沙漠風暴期間表現最高的反而是中途島號(總共有56架艦載機),平均每架出動1.59架次;其次是遊騎兵號(CV-61,總共有62架艦載機),平均每日1.41架次;羅斯福號(搭載78架)排名第三。

(七)淡水製造能力

淡水製造能力是航空母艦重要的輔助設施機能:淡水在航空母艦上的需求廣泛,包括蒸氣鍋爐給水、彈射器蒸氣用水、消防、核生化消洗、日常飲用清潔等等。對蒸汽彈射系統而言,淡水生成能力十分重要。

GAO報告指出,常規航母與核子動力航母製造淡水的能力與動力系統無關。美海軍四艘佛瑞斯塔級(CV-59~62)以及前兩艘小鷹及常規動力超級航母(CV-63、64)平均每日能製造2萬加侖淡水,最後一艘常規動力航母平均每天能製造5萬加侖淡水;而核子動力的尼米茲號(CVN-68)平均每天製造4萬加侖淡水,比CV-67還少。GAO引述建造航母的紐波特造船廠,淡水制造能力和動力類型無關。

(八)航母加速性能

美國海軍無論是常規動力或核子動力航母,都具備超過30節的最大航速。然而在加速能力上,核子動力航母比常規動力航母佔優。

美國海軍官員表示,在某些情況下,例如風向、天候變化,或者艦載機突然發生故障時,航母需要能在短時間內加速,製造足夠的「甲板風」(wind over deck,大氣風速以及航母航向、航速的相對風力總和)來讓艦載機安全降落。

核子動力航母由於反應器永遠上線運作,因此隨時都可以快速提高功率,產生更多蒸氣給推進系統;依照美國海軍提供的數據,核子動力航母能在1至1.5分鐘內,從10節加速到20節,從10節加速到30節則需3至10分鐘。而美國常規動力航母有八個蒸汽鍋爐,八個鍋爐必須全數工作才能加速到30節;如果只有四個鍋爐上線工作,從航速10節加速到20節要花費2.5至5分鐘之久;而將另外四個鍋爐啟用,從「冷爐」點火到蒸氣壓足以滿載工作,需要1.5至2小時。

GAO審視了美國海軍安全中心(Naval Safety Center)從1986年到1996年10艘核子動力與常規動力航空母艦的飛機降落資料,其中六艘常規動力航母共有545000次降落,另外四艘核動力航母共470000次的降落。美國海軍安全中心並沒有提供航母因加速性能差異造成著艦事故的數字;該中心表示,對於艦載機著艦安全性,甲板佈局比航母加速能力更重要。另外,一位海軍安全中心軍官告訴GAO,並沒有任何軍機因為航母加速不足而在降落時師事的紀錄。

GAO列舉的美國航母作戰航渡案例 

GAO報告整理了先後參與1990、1991年第一次波灣戰爭的六艘美國航空母艦,抵達戰區所花的時間。由於這些航母是先後抵達,而且出航後有些曾在中途停靠港口,通過蘇伊士運河也會耽誤時間(估計需要一整天),因此不能正確反應常規動力航母與核子動力航母編隊的機動速率。唯一有參考價值的是常規動力的甘迺迪號(CV-67)以及核子動力的西奧多.羅斯福號(CVN-71)從紅海航渡到波斯灣的時間(兩艦都走相同的路徑來到中東),這段距離3540海里的航渡兩艦都花費7天且沒有額外耽擱,淨速率均為21節。

由於第一次波斯灣戰爭的六個航母編隊都沒有體現高速航渡,GAO還列舉1990年代其他美國航母在實戰部署的航渡案例;這幾次航渡都沒有中途進港,平均淨速率多在20節以上。

1.亞伯拉罕.林肯號(USS Abraham Lincoln CVN-72)核動力航母以及美利堅號(USS America CV-66)常規動力航母在1993年支援索馬利亞戰事的航渡:

林肯號在1993年10月7日在波斯灣陣位執行伊拉克禁航區的南方守望(Operation Southern Watch)時,接獲命令調往索馬利亞,10月8日向南通過霍姆茲海峽(Straits of Hormuz),四天後(10月12日)抵達索馬利亞外海摩加迪休(Mogadishu)的陣位,估計這段渡航(1800海里)的持續速率是19節。

在1993年10月27日,原本在地中海執行波士尼亞與赫塞哥維納(Bosnia-Herzegovina)執行維和任務的美利堅號接獲命令調往索馬利亞接替林肯號。美利堅號花費2天時間從原本在亞得里亞海(Adriatic Sea)的陣位經地中海抵達蘇伊士運河(約1040海里),持續速率約22節,在10月30日通過蘇伊士運河(約花費2天),通過紅海後在11月4日抵達索馬利亞外海陣位並接替了林肯號。從通過蘇伊士運河到索馬利亞外的航渡是2400海里,約花費5天,因此美利堅號持續速率約是21節。GAO估計如果航渡途中,美利堅號沒有接受任何再補給,抵達索馬利亞時燃料還剩60%。

2.喬治.華盛頓號(USS George Washington CVN-73)核子動力航母以及美利堅號(USS America CV-66)常規動力航母在1994年到1995年對伊拉克的任務:

在1994年10月初,美國發現兩個伊拉克共和衛隊旅從幼發拉底河往科威特推進,為了防止伊拉克再次入侵科威特,美國總統柯林頓下令美國軍方部署回應,稱為警惕戰士行動(Operation Vigilant Warrior)。當時距離中東最近的喬治.華盛頓號打擊群在1994年10月7日接獲命令,從原本的亞得里亞海陣位前往中東,在10月10日通過了蘇伊士運河抵達紅海,在10月14日抵達波斯灣陣位。依照海軍作戰中心(Center for Naval Analyses)的估計,扣除花費在蘇伊士運河(含待機以及航渡)的時間,喬治.華盛頓號這段航程的平均航渡速率25.6節。

而在1995年12月,在波斯灣執行任務的美利堅號走了與華盛頓號相似的航渡,然而是走反方向。因應1995年12月巴爾幹半島和平協議的簽署,美利堅號在12月2日從波斯灣的陣位上啟航,在10月9日通過蘇伊士運河,在12月11日和平協議簽署時抵達亞得里亞海陣位。扣除在蘇伊士運河花費的時間,美利堅號大約以22節的平均速率航渡4200海里。GAO估計,如果美利堅號使用跟華盛頓號相同的26節持續航速,估計抵達亞得里亞海陣位時燃料只剩33%;而如果美利堅號在中間加油一次(期間降速到14節),會比華盛頓號晚2小時抵達,但抵達陣位時會是滿油狀態。

3.1997到1998年,尼米茲號(USS Nimitz CVN-68)核子動力航母與獨立號(USS Independence CV-62)常規動力航母前往波斯灣執行伊拉克南部禁航區的任務:

1997年10月1日,伊拉克軍機違反聯合國安理會決議,飛入伊拉克南部設立的禁航區;當時柯林頓總統下令尼米茲號部署到波斯灣。當時尼米茲號剛結束香港訪問,接獲命令後取消了原訂停靠新加坡的期程,直接以最佳速率航渡到波斯灣陣位。依照美國海軍的資料,尼米茲號在11天內完成了這段5500海里的航渡(在10月11日抵達),平均速率約21節;而GAO再審視細節資料,尼米茲號這段航程中,約39%的時間以27節以上的速率航行,其中最長一段以27節以上持續航行約9小時。美國海軍的報告指出,在11天的航渡期間,尼米茲號有六天起降艦載機執行任務。

在1998年1月23日,在日本的獨立號接獲命令前往波斯灣接替尼米茲號值勤,而尼米茲號接著就返回美國執行排程的核燃料裝填與複雜翻修(RCOH)工程。依照GAO的分析,獨立號在這段航渡期間,平均速率24節,其中70%時間航速在27節以上,包含幾段在27節以上的連續航行(持續42小時、31小時、27小時)。此外,在航渡期間,獨立號至少有5天起降艦載機執行任務,最後一次是在1998年2月4日晚間進入波斯灣前夕;然後,獨立號減速到14節以內進行燃料補給,並改變航速、航向以執行艦載機起降。