近期，美国《国防》杂志近期报道，纽波特纽斯船厂的高管表示，在建造海军“福特”级超级航母时，运用包含数字化设计与建造在内的增强现实技术（AR），将有效减少工时并降低采购成本，有助于缓解该项目已饱受国会议员的批评的预算超支与延迟问题。

　　美军建造“福特”级超级航母凸显对航母依赖

　　二战后，美军主导的历次局部战争中，航母为联合作战夺取空海战场控制权发挥了不可替代的作用。对航母的严重依赖，使美军决定在2058年前建造10艘“福特”级航母，以取代“尼米兹”级成为美国海军舰队新骨干。“福特”级航母从立项到下水，先后经历了克林顿、小布什和奥巴马三届政府，展开了规模宏大的“CVN-21未来航母”的计划。

　　1996年，美军参联会批准了计划代号为CVN-21的下一代航母“任务需求声明”。随后，美军开始进行“备选方案分析”，研究论证建造成本，提供二选一的方案满足“任务需求声明”。在备选方案分析阶段，美国国防部利用3年时间审查了75种设计概念，包括航母尺寸、推进系统和整体设计，一个多军种的联合监督团每季度举行一次例会，指导海军和国防部办公室的论证工作。“备选方案分析”评估了研发建造过程中的各种细节问题，并对以下三个最主要问题给出了结论：

　　核动力提供超长续航能力，不仅在应对危机时不必担心航程中的燃料问题，还能够节省更多空间用于装载航空燃油、弹药、补给和其他军需品，具有无可比拟的作战优势。但核动力也存在比非核推进成本高的劣势，因此美军在“备选方案分析”阶段并没有将核动力当作唯一的选择，而是详细评估了多种推进系统备选方案的效费比，最终确认了核动力的作战优势。

　　“福特”级航母的“备选方案分析”详细评估了10万吨级的巨型航母、7万吨级的中型航母和4万吨级的小型航母。结果显示，大型甲板保障飞机出动执行作战任务的效费比更高。同时，大型甲板保障飞机起降的效率也比中型航母多了一半。因此，“福特”级航母加大了飞行甲板，改进了油料与弹药补给的动线，新一代舰载机队机型种类也比以往减少许多。

　　美国海军在“备选方案分析”的最后一个阶段是确定“福特”级航母项目的采购策略。“福特”级航母采用新型电子分配结构、新型A1B反应堆、发电装置、全新飞行甲板布局、组合舰岛结构、新型作战系统，用电磁弹射系统替代现有的蒸汽弹射、液压拦阻装置、升降机和其他蒸汽驱动的辅助系统。由于全部开展上述研发将使航母成本至少增加50亿美元，美军设计了两种建造方案，一种是将所有新技术成果应用到一艘航母之上，另一种是在多艘待建航母上分阶段逐步换代舰载系统。

　　“福特”级航母的高成本成为美军难以承受之重

　　“福特”号航母在2006财年开始建造时，其评估成本为64亿美元，再加上前期的一次性设计和技术研发成本约71亿美元，高达135亿美元的总成本超出了预算承受能力。从那时起，美军就开始了削减成本的诸多探索。“福特”级航母节约成本的整体策略是减少部件或系统，但增加部件的尺寸，保持或提升原有的功能。通过这个办法，“福特”级航母实现了全寿命周期成本和人力维护成本的下降，作业人员从“尼米兹”级的3190人减至2000人左右，预计每艘航母的全寿命周期成本将削减50亿美元。

　　2006财年海军舰艇技术研发计划认为8年研发期过短，大多数技术工艺的研发风险较大，“福特”级航母项目办公室在多艘现役舰艇上吸取了改良方案，并成功应用到当时正在建造的“尼米兹”级航母的最后一艘舰“布什”号上。美国防部责成美海军用18个月时间修改建造计划，为指定航母重新设计应用新技术方案，这也成为“福特”号建造的第二个里程碑。

　　“福特”号航母在2005年的采购成本已上升至105亿美元，仅研发经费就高达23亿美元。2008年，美海军对超级航母计划进行了进一步调整，为保证新航母使用具有相对成熟的新技术，美海军与制造商谈判，签订了9∶1的成本追加合同。对于“福特”级航母项目成本大幅增加的原因，2013年9月公布的政府审计报告认为，“福特”级航母的双频段雷达比原计划晚了4年半，拦阻装置推迟了2年半，电磁弹射系统推迟了3年，造成了8亿美元的成本上涨。同时，造船厂建造首艘航母期间遇到了诸多难题，政府方面也造成了15亿美元的成本增加。

　　美国厂商近期透露，“福特”号航母建造已耗资约130亿美元，目前其成本还在攀升，成为美国乃至世界海军史上造价最高的航母。为此，厂商采取多种措施，希望降低后续航母的成本。美国亨廷顿英格尔斯工业公司负责建造“福特”号航母的副总裁罗尔夫·巴奇10月30日称，“福特”号航母已完成95%的建造工作，船厂每周约向美国海军交付35个舱室，总计2607个舱室还剩450个未完成。纽波特纽斯船厂负责航母建造的副总裁迈克·肖克罗斯透露，“肯尼迪” 号（CVN-79）已完工14%。

　　从虚拟现实技术到增强现实技术，让“世界适应人”

　　增强现实技术（AR）是在虚拟现实技术的基础上发展起来的，该技术将计算机生成的虚拟物体、场景、声音或系统提示信息叠加到真实场景中，从而实现对现实场景的增强，增加用户对现实世界的感知。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观世界中所经历的，而且能够突破空间、时间以及其他限制，感受到在真实世界中无法亲身经历的体验。增强现实技术的最大优势在于，通过真实世界和虚拟世界相互结合，使真实世界得到增加和加强，从而以新的方式大幅提升了人们认知和改造真实世界的能力，出现了从“人适应世界”到“世界适应人”的重大变化。

　　增强现实技术的研究，最早可以追溯至1968年美国麻省理工学院研制出的，世界上第一台采用阴极射线管的光学透明头戴式显示器，用于实时显示计算机生成的图形，在这项研究的基础上，此后的头戴显示器在飞机、地面车辆以及舰只训练方面都取得了不俗的成绩。1986年，美国北卡大学研制出用于实现生物、化学和建筑可视化的STHMD系统。20世纪90年代，波音公司设计了一个辅助飞机线缆连接与装配的增强现实系统，工程师在该系统的指导下，完成飞机线缆的布线工作。

　　进入21世纪，增强现实技术发展迅速，逐步从实验室走向工程应用。2003年，欧洲Starmate系统和德国Arvika系统的研制成功，显示了增强现实技术在复杂机电系统维修装配领域的巨大应用潜力。2007年，牛津大学研究人员开发了实时追踪与绘图并行的增强现实系统。2009年，哥伦比亚大学开发了基于移动增强现实的城市设计规划辅助软件。2012年谷歌眼镜的推出以及微软2015年展示的HoloLens增强现实设备，进一步激发了全球增强现实技术研发与应用的新热潮。

　　经过多年的发展，各国研究者在跟踪技术、显示技术、交互技术等增强现实关键与支撑技术上不断取得突破，其应用领域也在被不断扩展。当前，随着计算机软硬件计算能力的提高，以及物联网、大数据等新一代信息技术的发展，增强现实技术已经逐步从实验室理论研究阶段开始转入大众与行业应用阶段，为人们提供了认知与体验周围事物的全新方式，被众多知名机构预测为未来最有前景的技术之一。

　　增强现实技术为美建造“福特”级航母“节约增效”

　　随着“福特”级首舰CVN-78批评声的不断增多，人们对削减该项目成本的兴趣也重新浓厚起来。据纽波特纽斯船厂高管称，增强现实技术或有助于达成该目标。船厂首次使用该技术是2011年的一个内部研发项目。自那以后，纽波特纽斯船厂的增强现实团队已经完成了40多个项目。纽波特纽斯船厂工程经理帕特里克?瑞恩表示，在建造中使用增强现实技术，或将明显节省时间和成本，因为它使船厂的工作变得更加简单和快速。该技术在CVN-78上已经应用了一年多的时间，尽管它只是处于初期应用阶段。据悉，该技术将在已于8月铺设龙骨的CVN-79上有更多的“数量级”的应用。

　　10月份，参议员军事委员会主席约翰?麦凯恩发表了一份报告，详细描述了“福特”级航母项目的成本增长情况。该报告估计该航母项目将超出预算60亿美元以上。在首舰CVN-78上成本已经增加了24亿美元，从2008财年批准采购时的105亿美元增加至2016财年的129亿美元，增幅达23%。该报告还表示，落后预定计划5年的CVN-79，其成本将增加25%，从2008年的92亿美元增加至2016年的115亿美元。

　　华盛顿特区智囊机构美国战略与预算评估中心高级研究员布莱恩?克拉克对此表示，由于“福特”级航母的需求已定，且造成一些设计困难的技术也不可更改，海军的最佳选择是提高建造的效率。“海军或许可以通过降低要求来帮助船厂通过较早地引进一些东西，实现更高效地进行建造”。克拉克表示，这些措施是可以提升效率的，只是多久到位的问题。如果融入进来，会明显地节省成本。“他们希望达到一个相当明显的节省（5-10%）”。纽波特纽斯船厂的高管表示，除了需要海军帮助调整需求外，船厂还需要军方支持通过增强现实技术来充分降低成本。

　　瑞恩同意此说法，但表示现在还有很多障碍。在该技术得到大规模应用前，船厂需要海军在认证、政策和程序上予以帮助。规模应用是我们最大的障碍也是我们最关注的问题。瑞恩表示，全面投入使用将改变一切。设计人员和工程师“将工作在数字世界里，生成数字包。船厂将以一种更直观、更快的方式获得他们的信息。”除成本外，该技术在其它方面可能也是有价值的。他表示，“它不只是降低成本。根据船厂的需要和项目的需要，它也和提高质量、增强安全性、缩短进度（减少中断）有关。”