福特航母

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-21 Future Aircraft Carrier Program”，即CVN-21未來航母計劃，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。

2005年8月11日，CVN-21航母首艦CVN-78在紐波特紐斯造船及船塢公司切割了第一塊重達15噸的鋼板。此時，CVN-21航母的研發與建造總經費共將耗資137億美元，其中研發經費為32億美元，建造費用（含所有先期的規劃、準備）則高達105億美元，其中有1/3的經費早在2001年就已編列作為前期武獲款項；總計前三艘CVN-21預計耗資達360億美元，其中317億5000萬美元為建造經費，43億3000萬是研發經費，成為美國海軍有史以來造價最昂貴的艦艇。依照計劃，該艦將於2015年9月交付以接替CVN-65企業號航母。

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51.6億美元的後續合約，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噸的球鼻艏放入了干船塢，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噸的螺旋槳；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6日，美國國防部宣布並預定在11月9日舉行正式的下水及擲瓶儀式。2013年11月9日，福特號正式下水。

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，從美國弗吉尼亞州的紐波特紐斯造船廠碼頭啟程，首次試航。

2015年9月22日，美國海軍宣布，福特號的交付時間將推遲6到8周時間，在開始海試前航母還需要進行更多的測試。美國海軍裝備部發言人肯特中校在一份聲明中說，由於推遲交付造成的額外成本“將被控制在預算之內，總金額將控制在128.87億美元的成本上限之內。”然而新型航母的話題具有敏感性，2015年10月1日將舉行國會軍事委員會的聽證會，委員會主席約翰·麥凱恩指責該艦造價過高，在他的領導下已經成立了一個委員會研究可能的替代大甲板航母的新設計方案。

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，也是航母型，在完成整個流程中，驗證了工程計劃、設計計劃、生產計劃和供應鏈，在經歷后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·莫爾准將稱，福特號航母將在2016年夏季服役並進行試航，計劃在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4月7日，美國海軍軍備採購助理肖恩·斯塔克利在遞給美國參議院的報告中寫道，至2016年3月，福特號航母已經完成了97%，預計於7月開始進行海試，並在測試后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7月22日，福特號正式加入美國海軍服役。

當地時間2021年6月18日，在距離佛羅里達海岸約100英里的試驗海域，美國最新型“福特”號航母進行了衝擊試驗。美國海軍在距離“福特”號100多米外的海域引爆了數千磅炸藥，爆炸引發的衝擊波相當於3.9級地震。

福特級航母是美國第一種利用計算機輔助工具設計的航空母艦，應用了虛擬影像技術，在設計過程就能精確模擬每一個設計細節，並且預先解決相關的布局問題，對各部件實際製造的掌握精確度也大幅提高，此外也容許多組團隊在同一時間分別進行設計開發，節約時間。

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。

福特號航母的艦體布局似乎與尼米茲級大致相似，不過實際上仍做了相當多的改良。飛行甲板布局方面，CVN-21在規劃之初曾出現全新的構型，例如一個將降落區、起飛區分於艦身兩側的大膽構想；不過考量成本與風險后，福特級仍以現役美國航空母艦的配置為基礎進行改良。福特號艦體前部採用球鼻艦首，可減低航行阻力，增加艦首的浮力，降低艦首的縱向搖晃，進而使艦載機起飛作業更加順利。採用封閉式飛行甲板，依然採用直角加斜角式飛行甲板組合，但是重新設計了飛行甲板，加大了甲板使用面積。

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置一層寬廣的主艦橋，並在主艦橋靠近艦島左側的上方與下方，各設置一層小型艦橋，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。

福特號航母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，武器送上甲板后，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。

福特級航母引進了整合電力系統（IPS）的概念，即全電能源，全部都用計算機控制，完全採用信息化的數字化電網系統。因為電力系統在分配管理上十分便利，因此儘可能地用其取代原先航母上的蒸汽系統。然而不僅電磁彈射器、回收系統、升降機、烹飪、熱水供應、洗衣及暖氣等需要使用電力，各式偵測、作戰和指管通信設施也是用電力驅動，因此福特級的動力系統必須提供遠高於現役航空母艦的電力，核反應堆選用十分關鍵，並需配備更全面而完善的電力供應設施。美國西屋公司為福特級提出新的A5W反應堆方案，然而在1999年的競標中，敗給了位於賓夕法尼亞州的屬於美國政府的貝蒂斯核子動力實驗室，因此福特號的反應堆被稱為A1B（B代表貝蒂斯）。

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，例如在全艦各處設置分區供電系統，並設置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旋槳推進，推進功率將達到104MW（約280000馬力）。

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佔了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製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。

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公里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，使得轉子產生原地旋轉運動；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，轉子上頭便連接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公里。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180節（約333公里/小時）的速度前進，直到滑塊到達導軌終點停下。

福特號航母用先進飛機回收系統AARS（Advanced Aircraft Recovery System）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-7 Mod3為例，能把一架降落速度130節、重25噸的飛機在兩秒之內於100m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。

福特號航母採用大量先進的偵測、電子戰系統以及C4I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杆上。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。

福特號的輕量化桅杆由複合材料製造，強度與鋼鐵相仿，但重量便顯著地降低。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-3 I/J頻帶多功能雷達，以及AN/SPY-4 S長程廣域搜索雷達，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、增加反彈道導彈能力的AMDR相控陣雷達來取代，因此福特號也可能會使用該系統。

福特號的防衛武器包括兩座改進型“海麻雀”RIM-162導彈發射裝置，兩座“RAM”公羊RIM-116防空導彈發射器和兩座MK15型20毫米6管密集陣火炮等，安裝於兩舷和艦尾外側的平台上。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、高能激光、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。

福特號航母上的主力艦載機，將全面更換為具備隱身性能的F-35C戰機達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公里，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。

福特號航母建成服役后，將不只是簡單地多了一個大型機械化作戰平台，而是展現出一個全新的信息化作戰平台，它對未來海戰的影響和作用將是巨大的。福特號採用更先進的C4ISR系統，技術和自動化設備，能更全面地支持美軍的網路中心戰的開展，是未來美國海空網路戰的一個中心節點，它不僅集合有航母本身及編隊整個系列的新技術和武器裝備，而且還將與空、天、陸軍的其他新技術、武器裝備實現有機“鏈接”，進而打造更強的戰略預警體系和作戰網路體系；將廣泛採用電腦顯示器和掌上電腦等替代人員操作，從而使各種雷達設施、通信系統、指揮控制系統、武器裝備之間的信息傳輸更快捷、作戰程序更簡便、打擊威力更強勁。

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。福特號和尼米茲級“喬治·H·W·布希”號相比，總體採購成本將超出18%以上，達到近129億美元，高的驚人。

當地時間2021年6月18日下午4時左右，在距離佛羅里達海岸約100英里的試驗海域，美國最新型“福特”號航母進行全艦衝擊試驗。

據美國海軍學會網站6月19日報道，美國海軍在距離“福特”號100多米外的海域引爆了數千磅炸藥，爆炸引發的衝擊波相當於3.9級地震，威力著實不小。

2021年7月16日，美國海軍進行了“福特”號航母的第二次全艦衝擊試驗，旨在驗證這款新型航母的實戰能力。