全艦衝擊測試的意義

現代軍艦在海戰中，主要會承受三種「衝擊力」（impact force）：

一、發射武器的反作用力：例如艦炮射擊產生的巨大後座力，都要由艦體吸收，因此在艦體設計時，就要把吸收這些武器後座力考慮進去。

二、敵方彈藥直接命中或爆炸，產生的衝擊力：例如反艦飛彈穿入艦體前的撞擊力道，以及在艦體內引爆的破壞力量。

三、敵方彈藥在「接近船體的水中」引爆產生的衝擊力，例如「近失彈」（round short of target），日文稱”至近弾”（シキンダン），就是沒有直接撞擊到船體，但是成功在附近引爆的航空炸彈、水雷、魚雷或砲彈。

爆炸物在離船體很近的水中引爆，對船艦的破壞力，比同等量的炸藥在空氣中引爆，更為嚴重，這是因為水的密度約是空氣的800倍，且壓縮率約只有空氣的1/20000，所以能夠高效率的傳遞炸藥爆炸的能量！

在爆炸武器被導入海戰後，人們很快就認知到水中近距離爆炸對船艦的破壞力，其實早在19世紀就開始進行類似全艦衝擊測試的實驗，把炸藥在距離船身一定距離外的水下引爆，看看船體是否耐受得住。

二次世界大戰中，更發現裝填炸藥量遠超過砲彈的250kg以上航空炸彈，近失彈的破壞力更是巨大，驅逐艦之類的小型船艦通常會直接遭到嚴重損壞。

甚至連排水量數萬噸，並擁有厚重水下裝甲的戰艦或航空母艦都不見得能扛住！例如在1942年的美日珊瑚海海戰中，美國航艦約克鎮號（USS Yorktown，CV-5）遭到日機圍攻後，只有一枚炸彈命中，該炸彈穿透甲板在艦體內爆炸造成多人死傷，但是大火很快被損管人員撲滅。

如果只有這一發命中彈，對滿載排水量2.6萬噸的航艦，不會造成戰力全失，不過約克鎮號還遭到12枚炸彈在船體附近水中炸開的「近失彈」破壞，造成三座鍋爐熄火、艦身多處破損漏油，其中艦尾的損傷最為嚴重：護航驅逐艦的官兵看見艦尾被爆炸力量抬起，四個螺旋槳空轉，艦尾甲板更被爆炸引發的巨浪扯掉，失去戰力只能撤退。

後來返回船塢檢查，近失彈除了前述損壞，還造成約克鎮號船體扭曲，龍骨變形，要90天才能完全修復（不過因為戰情緊急，僅花三天把重點部位略為修理，就出發參加中途島海戰）。

此外，專門對付潛艇的深水炸彈（Depth bomb）也是利用水作為爆炸衝擊力的良好導體，炸彈不用接觸到潛艇，只需要在潛艇附近爆炸，就足以破壞潛艇。

二戰後的軍艦不再以重裝甲作為防禦手段，而是以合理的艦體強度設計與艙室結構安排，配合高效率的損管來減少中彈後的損害，因此美國的現代化軍艦，就必須在建造完成後，接受適量炸藥（依船艦噸位調整）在離艦身很近的水下（通常在100m以內）引爆的衝擊，以評估艦身的防禦設計是否達到設計要求。

簡言之，水下爆炸過程中，船艦設計者能了解艦艇結構「真的」被爆炸波衝擊後的破損狀況，作為軍艦結構設計是否達標的重要大考，以及未來修補與設計其他艦艇的參考。

但全艦衝擊測試也不全然是防禦性質喔，因為若能經過測試，準確了解該爆炸當量下，艦艇結構破損，艦上設備，電子零件失靈的狀況，更能為設計攻擊艦艇的武器時，作為重要參考指標！

真的有用：派里級抗炸實錄

全艦衝擊測試確實保證了美國現代化軍艦的抗炸能力，這也反應在各次實戰當中。以我國海軍也有裝備的「派里級」巡防艦為例，雖然在美軍序列中，派里級屬於「低配，可耗損」的艦種，但仍然接受過全艦衝擊測試。

1988年4月14日兩伊戰爭末期，派里級艦羅伯斯號(USS Roberts FFG-58）在波斯灣中部中了伊朗佈放的水雷，就在實戰中驗證其水下衝擊耐受力！

羅伯斯號當時在進行排雷作業，不慎引爆了一枚俄製M-08水雷 （炸藥量115kg），水雷在距離艦體中後段水線以下5m處引爆，該處正好是動力艙室，被炸出一個寬4.6m的內凹破洞，立刻大量進水，且爆炸的衝擊波，導致艦上兩具LM-2500燃氣渦輪脫離基座，附近的龍骨也扭曲變形，並造成10人輕重傷。

但羅伯斯號整體上的結構與設備強度，都拜已受過全艦衝擊測試之賜，除了動力艙外，其他設備沒有受到太大的影響，經過艦上人員搶修，其作戰系統與武器系統在隔日就恢復正常作業能力，最後由半潛舉升船運回美國修復。

福特號航艦曾不想做全艦衝擊測試

雖然全艦衝擊測試經過實戰驗證，確實能夠強化美國軍艦的抗炸能力，但是也不是每一艘軍艦都需要做，通常只有在同級艦艇中挑一艘執行此測試即可。

因為雖然全艦衝擊測試能夠「最大程度貼近實戰」，挑出軍艦是否有抗炸能力的弱點，但是通常對於實驗的艦艇，仍會造成一定的破壞，而需要改進或維修。

此外現代化的艦艇電子系統多，如果不安裝電子系統就進行測試，沒有意義；但如果安裝電子系統再進行測試，一旦衝擊力造成電子系統故障，軍規的系統無論維護或是更換都是天價。

因此美軍根據幾十次測試的經驗計算，每次進行完畢全艦衝擊測試後，測試艦艇的維修費用，大概都是軍艦造價的5％。這個5％放在巡防艦之類的小艦艇，還可以接受，且過去美軍財大氣粗，神盾巡洋艦、驅逐艦炸下去也沒問題。

但是福特級航空母艦的造價是「127億美元」，一炸下去5％的維修費用就是6.35億美元，約合178億元新台幣！在美軍拼命節省軍費的現況下，福特號要不要做全艦衝擊測試，立刻就引發爭議，而且減少這項測試，還能夠加快已經拖延的福特號航艦正式服役程序…原計畫可是2014年就要服役！

不過在軍人出身的前美國國防部長馬提斯（ Mattis，美國海軍陸戰隊上將退伍）力排眾議拍板下，福特號航艦還是規畫並執行了全艦衝擊測試。

外界推測「非炸不可」的原因是福特艦上的很多新設備，例如電磁彈射器，並沒有抗炸的前例可循，跳過測試…萬一電磁彈射器真的在實戰中因為爆震而停擺呢？此外解放軍的「彈道飛彈攻擊航母」戰法，攜帶的彈頭重量可能高達1噸，擊中艦體附近水域再引爆，威力超過大部分航空炸彈，必須有相關抗炸測試數據。

不同視角看福特號航艦進行全艦衝擊測試照片。（圖片取自USS Gerald R. Ford – CVN 78臉書專頁）

福特號航艦測試影片與照片集錦

為了與影片與照片中的爆炸水花比較，先要了解福特號航艦的大致規格，其滿載排水量10萬公噸，全長 337m、全寬 78m、吃水 12m，其飛行甲板面積：約2.6萬平方公尺（333m × 78m）。

福特號航艦以兩個A1B核動力反應爐為動力核心，四軸推進，航速超過30節。航空設施方面擁有四具電磁彈射器，能夠搭載約75架大型戰鬥機尺寸的飛行器。全艦官兵約4600人。

這枚在福特號右舷100m處引爆的18噸炸彈，造成的水柱高達上百公尺，產生的衝擊波約等於芮氏規模3.9的地震！

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