過去幾年中，美海軍許多文章和觀點都提出了更省錢的航母發展思路——通過建造更多、更小的航母來實現“分布式作戰”的愿景。未來航空母艦應該基于類似LHA 6“美利堅”級兩棲攻擊艦的船體，改成所謂“閃電航母”，而減少核動力超級航母尼米茲（CVN -68）和福特（CVN-78）的數量。然而USNI在9月份發表一篇主題文章《航母？越大越好！》
盡管LHA的建造成本比CVN便宜（30億美元對100億美元），但該論點卻忽略了一些關鍵原則，這些原則使CVN擁有更強的火力投送能力（實際上高出一個數量級），并且運作更為經濟，戰斗力遠超過2-3艘“小航母”
伽利略定律
1638年伽利略寫了他關于流體力學方面的一個發現：為什么小的物體在流體中的阻力比大物體更大：“Observe then how much greater resistance, arising from the contact of the moving body with the medium, in the case of small bodies than in the case of large.
在上圖中，三艘船在橫向補給：巡洋艦圣哈辛托號（CG-56），補給船拉拉米號（T-AO-203）和詹姆斯·威廉姆斯號（DDG-95），航速航向相同。
注意船尾的尾跡。尾跡越白，說明推進器的攪動越劇烈。攪動越劇烈，說明船舶推進系統需要克服的船舶阻力越大。與滿排4萬噸的補給船相比，兩艘1萬噸以下的戰艦的尾流更白。即使這些船比補給船外形更小，但較白的尾流表明，與較大船相比，戰艦承受的阻力更大。伽利略的立方平方定律以及其他兩個因素可以解釋這種阻力差異。
第一個因素是粘性阻力，即水對船體的摩擦力。它的作用與濕面積成正比，并隨航速的增加而線性增加。此外，伽利略會注意到，雖然長度差不多，但大型船的體積比小型船的體積大得多（4:1），小型船推進器的劇烈攪動是“小固體的濕面積相對大物體更大”這一事實的結果。較大的。”
第二個因素是興波阻力，它在較高速度下呈指數增加，并進一步增加了阻力。水面艦艇在水中運動時會產生重力波gravity waves，從而阻礙其運動。當它加速并產生與艦船一樣長的重力波時，該速度稱為船體速度hull speed。超過該速度，重力波的大小成倍增長，因此興波阻力也成倍增加。因此，船越長，其固有船體速度hull speed就越高。對于水面艦艇而言，這是最佳速度，而無需增加更多動力。計算公式為：船體速度（節）= 1.34乘以英尺為單位的船體長度的平方根。具有1,000英尺船長的航空母艦的船體速度為42節，而具有500英尺船體的驅逐艦的船體速度約為30節。
因此，通過通過增加流體中交通工具（集裝箱船、油輪、大型客機）的體積，它們可以擴大尺寸以承載更多的有效載荷（并且帶來的動力代價沒那么高），而它們最大的生命周期成本即為推進燃料-與沒有按比例放大的表面積成比例。這就是“大”的好處。確實，巴拿馬運河的新船閘被建造得更大一些，也是為了適應更大的商船。舊船閘長1,050英尺，寬110英尺；新的船閘長1,400英尺，寬180英尺。用來通過舊船閘運送集裝箱的船被稱為Panamax巴拿馬型船，可以運送5,000個集裝箱。新巴拿馬型船可運載13,000個集裝箱。大有大的好處，航母也一樣。
現在，讓我們考慮用LHA或LHD代替CVN。國防部在1996年的任務需求聲明中明確規定了航母的職能：“航空母艦的機翼必須獨立于陸上基地，同時必須執行偵察，在戰場上占主導地位并在今后的擴展作戰行動中進行打擊。”“Independent of land bases, the aircraft carrier’s airwing must simultaneously perform surveillance, battle-space dominance and strike in extended combat operations forward.”
讓我們依據這個來看看小航母的不足。
監視預警
在“美利堅”這樣的小航母不能起降E-2D“鷹眼“預警機飛機。因為沒有彈射器來彈射它們，也沒有帶攔阻索的傾斜甲板來收回它們。在高空飛行時，E-2D的雷達可以看到巡洋艦或驅逐艦上的“宙斯盾”雷達的距離的三倍，并且E-2D可以在戰場上的移動的速度比“宙斯盾”艦快十倍。因此，LHA小航母的艦載機無法像CVN的艦載機一樣有效地執行預警監視任務。
制空制海權
這是掌握海空潛立體空間的能力。E-2D可以與位于打擊群中心的“宙斯盾”戰艦上的航母打擊小組空戰指揮官協同，也可以與距編隊數百英里的戰斗空中巡邏隊（CAP）的戰斗機進行通信。CVN可以攜帶75架或更多飛機，包括44架戰斗機，可以進行遠程防空和反水面作戰。而福特級更強，在飛行甲板有56個戰斗機機位，機庫里還有24個。
反過來，目前“美利堅”兩棲戒備群只能部署5架F-35B。2016年，海軍展示了搭載12架F-35B 的概念。但是，以LHA作為主要母艦的ESG編隊可以在多大程度上進行縱深對空防御呢，因此在LHA飛行甲板上只有大約20個戰斗機停機點，在機庫最多還有10個點而已。
在CVX項目于1998年對新航母進行的替代選擇分析（AOA）中，國防部審查了三種尺寸的航母和載機數量：1）小型載機40架；2）中型載機60架；3）大型載機80架。國防部首先拒絕了那種小型40架飛機的小航母，因為其艦載機聯隊沒有足夠飛機數量來同時執行防空和空襲任務。因為，目前一個典型的CAP空中巡邏空域每12小時需要12架戰斗機執勤或伙伴加油任務。這樣一來，就可以剩下其余32架戰斗機去同時執行空襲任務。即使是嚴重空中威脅下需要兩個CAP空中巡邏區域即22架戰斗機，那么也能剩下其余22架戰斗機去執行空襲任務。這就是大型航母的“攻防兼備”。
反過來，自1998年以來，沒有任何技術或戰術革新可以讓LHA / LHD上的小艦載機部隊能更加有效地執行這三個任務。LHA的飛行聯隊沒有足夠的F-35B來有效地在戰場上執行奪取制空權和空襲任務，更無法操作E-2來提供監視，指揮和控制功能。弱雞啊。
攜帶彈藥數量
再次回到立方平方定律，CVN上的彈藥庫尺寸明顯大于LHA上的彈藥庫。目前LHA的航空彈藥庫尺寸是大約16000立方英尺，但Nimitz-和Ford-級航空母艦是375000立方英尺 -也就是足夠的彈藥來維持長達2個星期的典型的空襲和空戰行動。
如果把彈藥庫的彈藥平鋪在一個美式橄欖球場，就能直觀看出二者的巨大差異。CVN的彈藥能鋪滿高度為10英尺、長78碼的面積，一大半。而LHA的彈藥在球場上僅占據右端區域的三分之一。歸納起來，CVN的彈藥數量是LHA-6的23倍以上！
核動力與常規動力
核動力航母一次加料能繞地球60圈，而LHA的不加油航程僅僅為12,000英里。CVN的另一個優勢還體現在福特的推進裝置設計中。使用核能節省了500,000立方英尺的艙內面積。如果用燃氣輪機驅動，那么寶貴的內部空間就要用于安排進氣和煙囪。而核動力節省下來的大部分空間都用于使CVN的彈藥庫和艦載機的油庫上去了。而且，核動力航母的艦島不必位于推進裝置的上方以優化煙囪的布置。取而代之的是，就像“福特”級，艦島可以進一步向后移動，以使飛機升降機位于該島的前方，并在飛行甲板下方添加現成的彈藥準備庫。此設計元素消除了飛行甲板上的“炸彈農場”，使得意外造成彈藥爆炸的危險進一步減小（福萊斯特，企業，淚奔）。
戰斗實踐
大型載具的實際價值在用于確定最終載具尺寸的CVX AoA中顯示。使用波斯灣的戰役模型來比較中型和大型航母上不同尺寸的飛行聯隊的性能。大型飛行聯隊和航空母艦產生了8,000架次打擊。而中型聯隊和航空母艦只能產生4,000架次。
有趣的是，根據國防部PA&E的研究，當中型聯隊臨時部署到大型航母時，甚至中型聯隊的飛行架次數也增加了。僅只是換到了更大的航母，中型艦載機聯隊的架次就達到5,600架次，增加了40％。隨著更大的航空燃料容量和更大的彈藥庫，更大的航母可以使較小的艦載機聯隊保持更高的任務出動率和時間。
大型航母的靈活性優勢通過兩種重要方式得到證明。首先，在戰時，相比較小的航空母艦，大航母的余量更大，可以將更多的飛機和機組人員迅速添加到大航母上，就像當年“高潮演習”一樣。尤其是，可以根據其任務需要來增加特定的機型甚至中隊。例如，2014年，當伊拉克的伊斯蘭國戰斗人員獲得了先進防空雷達和導彈后，中東美軍迅速增加了更多的電子戰機EA-18G。這種更大的作戰靈活性也只有大航母才方便。
海軍需要的船只的大小、組合是一個不斷變化的多元變量方程。隨著威脅的變化，船只的種類和應對威脅的策略都必須適應。然而，至關重要的是要了解不同類型船舶之間的基本物理學差異以及確定這些差異的物理原理，以做出正確的權衡和最佳的船隊編成決策。人們很容易想到，但從1+1的數字游戲上，兩個小航母編隊似乎可以比一個大型核動力航母編隊擁有更低的成本和相等的火力，然而通過我們上面的深入分析會發現，事實并非如此。伽利略的立方平方定律解釋了為什么今天的CVN可以跑得更遠，更快地出動更多的飛機投射更多的武器，同時還能更好地、更靈活地執行所有作戰任務。
作者簡介：Talbot Manvel上校，1972年海軍官校畢業，機電專業。曾在三艘航母上服役，航母CV-66的首席工程師，參加過海灣戰爭。協助指導了2艘“尼米茲”級的建造，組織開發了標準維護戰略，并領導了“福特”級航母的初始概念設計。
