發展沿革
研制背景
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于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闆布局與新設計之分，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，最後确定新一代航母仍是一種以核動力為推進系統的大甲闆彈射航母，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闆、航空設施、電力供應及任務系統等方面能夠适應新世紀要求，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。原本美國海軍打算将最後一艘尼米茲級CVN-77布什号航空母艦作為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。
建造沿革
福特号動工儀式
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噸的鋼闆。此時，CVN-21航母的研發與建造總經費共将耗資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，該艦将于2015年9月交付以接替CVN-65企業号航母。
2007年1月16日，美國官方将CVN-78正式命名為“傑拉爾德·R·福特”号，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，全面展開福特号的建造工作。
2009年11月13日，福特号開始安放龍骨。2011年8月18日，福特号結構完工50%；2012年4月16日，結構完工75%。2012年5月24日，福特号的建造工作達到了一項重要裡程碑，福特号最後一部分龍骨分段，高60英尺，總重量超過680噸的球鼻艏放入了幹船塢，這意味着航母全部建造工作的80%已經完成。
2013年1月26日，福特号成功安裝艦島，基本成型；2013年4月15日，福特号艦首上部安裝完畢；2013年5月8日，福特号結構完工100%；2013年8月15日，福特号最後一台飛機升降機完成安裝；2013年10月3日，福特号安裝完成30噸的螺旋槳；2013年10月11日，福特号舉行船塢進水儀式，船塢開始注水。
2013年11月9日，福特号舉行正式的下水及擲瓶儀式，正式下水，計劃2015年交付。
2016年1月，福特号完成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，福特号載着超過千名船員，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。
服役曆程
2015年9月22日，美國海軍宣布，福特号的交付時間将推遲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，由于推遲交付造成的額外成本“将被控制在預算之内，總金額将控制在128.87億美元的成本上限之内。”然而新型航母的話題具有敏感性，2015年10月1日将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闆航母的新設計方案。
2015年10月30日，福特号航母已在完成95%的建造工作，預計福特号的建造總工時将達到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。福特号此時已耗資約130億美元，超出最初預算24億美元，為此，廠商采取多種措施，希望降低後續航母成本。福特号航母作為福特級的首艦，也是是母型，在完成整個流程中，驗證了工程計劃、設計計劃、生産計劃和供應鍊，在經曆後就會認識到采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·莫爾準将稱，福特号航母将在2016年夏季服役并進行試航，計劃在2019年8月進行沖擊試驗（增加的試驗内容），首次部署将從2019年推遲到2021年。
2016年3月截至，福特号航母已經完成了97%，預計于7月開始進行海試，并在測試後的兩個月内運至海軍基地，預計在2016年9月加入美國海軍艦隊。
2017年5月31日，福特号完成系列海試工作并通過海軍檢測與鑒定委員會（INSURV）驗收測試後，正式交付美國海軍。
2017年7月22日，福特号正式加入美國海軍服役。
2019年11月6日，據美國《大衆機械》網站報道，福特号航母的11台升降機中也隻有4台能夠工作。
2020年3月20日，CVN-78成功獲得飛行甲闆資質認證以及空管中心資質認證，标志着福特已經可以作為艦載機飛行員進行資質認證的航母使用，而該艦也将是2020年美國海軍在東海岸唯一的一艘訓練航母。
2020年9月11日，訓練航空聯隊的T-45C蒼鷹教練機準備，從傑拉爾德·福特号航空母艦（CVN 78）的甲闆彈射升。福特号航母正在大西洋進行航母資格認證。航母資格認證包括晝夜飛行作業，并要求艦上2600名艦員24小時與飛行員協同作業。航母資格認證期間，飛行員必須掌握在航母上起降固定翼飛機的技能。
2021年6月18日下午4時左右（當地時間），在距離佛羅裡達海岸約100英裡的試驗海域，美國福特号航母進行全艦沖擊試驗。美國海軍在距離“福特”号100多米外的海域引爆炸藥，以模拟該艦在戰鬥條件下的表現。
2021年10月25日，美國海軍協會網站報道，美國海軍已經确認該航母将在2022年正式部署。
2022年4月5日，據美國《國防一号》網站報道，美國海軍宣布“福特”号航母已經在2021年12月實現戰鬥準備就緒。
北京時間2022年6月29日深夜，美軍“福特”号核動力航母賬号在社交平台推特發文“自宣”，稱該航母已使用先進攔阻裝置和電磁彈射系統達成1萬次甲闆起飛回收的裡程碑。
首次部署
2022年2月7日消息，美國《防務新聞》日前披露，美國最新型的超級航母“福特”号，即将在今年秋季進行首次部署。而這艘航母實際上已經服役近5年了。《防務新聞》用了“異乎尋常”來形容即将的部署：“福特”号第一個部署周期，由美國海軍統籌來進行行動，由此可見，美軍對“福特”号這一新戰艦之重視；迫于國會壓力，也迫于美軍全球部署遇到不少航母空白點，“福特”号不得不部署起來，以完成許多軍事項目。
2022年11月26日，美國海軍第二艦隊官方網站宣布，福特号航空母艦完成了其首次作戰部署，返回了母港諾福克海軍基地。
技術特點
總體設計
福特号航母新技術特點
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，應用了虛拟影像技術，在設計過程就能精确模拟每一個設計細節，并且預先解決相關的布局問題，對各部件實際制造的掌握精确度也大幅提高，此外也容許多組團隊在同一時間分别進行設計開發，節約時間。
福特号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闆布局，強調隐身性，動力裝置更加高效，具有更強的發電能力，整體電力系統采用新型電力分配結構，采用電磁彈射，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，并且增加了船體的冗餘設計用于未來的升級改造，航母的整體作戰能力得到了大幅提升。
艦型結構
艦型
福特号航母的艦體布局似乎與尼米茲級大緻相似，不過實際上仍做了相當多的改良。飛行甲闆布局方面，CVN-21在規劃之初曾出現全新的構型，例如一個将降落區、起飛區分于艦身兩側的大膽構想；不過考量成本與風險後， 福特級仍以現役美國航空母艦的配置為基礎進行改良。福特号艦體前部采用球鼻艦首，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。采用封閉式飛行甲闆，依然采用直角加斜角式飛行甲闆組合，但是重新設計了飛行甲闆，加大了甲闆使用面積。福特号的輕量化桅杆由複合材料制造，強度與鋼鐵相仿，但重量便顯著地降低。
福特号位于右舷的島形上層建築位置比尼米茲級更靠艦艉，擴大了飛行甲闆的使用面積，動力裝置随之後移，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；強調隐身性，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，分别供艦長以及航空母艦戰鬥群指揮官使用；而福特号的艦島僅設置一層寬廣的主艦橋，并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，下方則用于監視飛行甲闆運作。這種較為緊緻的空間配置，是基于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。
甲闆
福特号的直角和斜角飛行甲闆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闆彈藥升降機，分别位于前方彈射器中央、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，将武器從水線以下的彈藥庫（分置于數層艦底甲闆）往上送至03甲闆（即下甲闆機庫的再下一層），然後借用位于03甲闆的艦上餐廳餐廳空間，在餐桌上完成武器的組裝設定，接着透過輸送車将彈藥運至甲闆彈藥升降機部位，才能送上飛行甲闆。
尼米茲級将甲闆彈藥升降機設在飛行甲闆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将武器送上甲闆時，所有的飛行起降作業都必須暫停。此外，武器送上甲闆後，還需透過甲闆運輸車個别地送到每一架需要挂彈的飛機位置；相似地，飛機的加油作業也是透過穿梭在甲闆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挂彈作業，總共需耗費2小時左右。
彈射器
電磁彈射器EMALS
福特号航母擁有四具彈射器，兩具位于艦艏，另外兩具位于斜角甲闆，福特号使用新研發的電磁彈射器（EMALS）代替了蒸汽彈射器。傳統蒸汽彈射器是将由反應爐制造的大量高壓蒸汽儲存于汽缸中，使用時用蒸汽推動牽引飛機的彈射梭，以270千米的時速将飛機彈射升空。蒸汽輸送時将産生大量損耗，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。
福特号使用的電磁彈射是一個革命信号，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，低于18噸的飛機進行蒸氣彈射将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産生的感應電磁斥力，将飛機彈射升空。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産生磁場，進而使帶有磁性的“轉子”受力而産生運動。傳統馬達的定子采用環狀排列，使得轉子産生原地旋轉運動；而電磁彈射器則采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于牽引飛機鼻輪的梭車。
福特号使用的電磁彈射系統反應快捷，準備時間隻需十幾分鐘，利用效率上要比蒸汽彈射高出10倍。采用電磁彈射系統，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米的距離内将飛機的速度迅速提高到每小時296千米。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颠簸之苦。
2015年5月15日，福特号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産生電脈沖，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闆的下方。電能使得直線電機推動滑塊在彈射導軌上以約333千米/小時的速度前進，直到滑塊到達導軌終點停下。
着艦回收
先進飛機回收系統AARS
福特号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沖機構成，以尼米茲級的MK-7 Mod3為例，能把一架降落速度130節、重25噸的飛機在兩秒之内于100米之内截停，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，降落前大可将其抛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。
動力系統
福特号
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，完全采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，因此盡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、烹饪、熱水供應、洗衣及暖氣等需要使用電力，各式偵測、作戰和指管通情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于現役航空母艦的電力，核反應堆選用十分關鍵，并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年的競标中，敗給了位于賓夕法尼亞州的屬于美國政府的貝蒂斯核子動力實驗室，因此福特号的反應堆被稱為A1B（B代表貝蒂斯）。
A1B反應堆
福特号将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；由于有充裕的電力，福特号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适性，并降低了機房内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，可以使福特号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内的執勤時間，具有理論上的無限續航能力。
福特号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，并設置一個電腦控制配電系統，使電力的分配合理化。最初福特号甚至打算連推進系統也采用電力推進，即以反應堆發出的電力驅動由電動馬達帶動的推進器，然而由于供10萬噸級艦艇使用的電力推進系統尚未發展成熟，因此仍将以蒸汽渦輪直接驅動四軸螺旋槳推進，推進功率将達到104兆瓦。
武器系統
防禦
EMALS彈射F-35戰鬥機
福特号航母的防衛武器包括兩座改進型“海麻雀”RIM-162導彈八聯裝發射裝置，兩座“海拉姆/公羊”RIM-116防空導彈發射器和3座MK15型20毫米6管密集陣火炮等，安裝于兩舷和艦尾外側的平台上，若幹挺12.7毫米重機槍。此外，還裝有誘餌彈發射裝置和魚雷誘餌系統。福特号的彈藥貯運系統也采用了新技術，包括現金武器升降機、全方位自動搬運車、自動挂彈機器人和自動化彈藥庫技術。
美國海軍還選擇了艦載新概念武器作為福特号未來防禦作戰的“殺手锏”，已初步确定未來安裝在福特号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，福特号艦上極高的“電力化”程度将為這類高能武器的發展提供良好的先決條件。
艦載機
福特号航母上通常搭載8架S-3A/B反潛機，5架E-2C/D空中預警機，6架SH-3G/H或SH-60F直升機，主力艦載機将全面更換為具備隐身性能的F-35C戰機，可達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1000千米，可對各目标實施遠程精确打擊。與此同時，航母上還将裝備大量無人作戰飛機，如X-47B等，既可執行精确打擊、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。由于采用全新F-35C艦載機和高性能無人機，以及各種新概念武器系統，将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天的作戰時間内，每天打擊的目标數是248個。而搭載同等數量艦載機的福特号航母，其打擊的目标數将達2000個以上。
福特号為了提高艦載機保障效率、簡化保障流程，吸取了賽車比賽中的保障模式，引入了一站式保障概念，在飛行甲闆上設置了18個一站式保障區，每個保障區設有兩個帶艙口蓋的保障模塊，一個是電源保障模塊，設有電纜卷盤和控制按鈕，另一個是加油保障歐快，設有加油管路和控制閥門，每個均可單獨進行加油、挂彈、維修等作業。着艦的艦載機可在保障區停駐，原位完成所有保障作業，随後滑行至彈射起飛位升空作戰。
艦電系統
配置
福特号航母采用大量先進的偵測、電子戰系統以及C4ISR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将是Common C2 System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、資料傳輸鍊、電子戰系統與聯合精确進場暨降落系統的天線整合于艦橋結構内，或置于艦橋頂部的輕量化桅杆上。艦上的作戰與指管通情系統将采用開放式的架構，大量使用民間商規組建，以利于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。
福特号航母設有航空數據管理與控制系統，其是一種實時信息管理系統，通過傳感器、局域網、顯示與控制設備連接航空作業相關系統，包括光學助降系統、無線電空管和助降系統、彈射與回收裝置等，在全艦範圍内實現所有航空作業相關數據的融合、分發和控制，集成管理幾乎所有航空作業的的規劃和執行，包括艦載機任務、航空武器搬運和挂載攜載、航空燃油、航母維修、艦載機維修、艦載機調度、艦載機彈射和回收、飛行甲闆管理等。該系統海域航母作戰、導航和氣象系統相連，此外，還安裝有航空武器信息管理系統和進場與着艦可視圖像系統。
福特級航空母艦
福特号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，因此福特号也可能會使用該系統。
自動化
福特号航母與艦載機隊的相關運作大幅改進，加上艦内的設備全面網絡化與電腦化，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，航空母艦操作人員将從尼米茲級的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占了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制也可能獲得相當程度的縮減。由于人員減少，福特号的平均起居水平也有所增加，不僅每個人的空間更有隐私性，每一間住艙都有廁所。
性能數據
總體評價
福特号航空母艦建成服役後，将不隻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将是巨大的。福特号采用更先進的C4ISR系統，技術和自動化設備，能更全面地支持美軍的網絡中心戰的開展，是未來美國海空網絡戰的一個中心節點，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，而且還将與空、天、陸軍的其他新技術、武器裝備實現有機“鍊接”，進而打造更強的戰略預警體系和作戰網絡體系；将廣泛采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。
福特号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，福特号航母向世人表示核動力裝置對于美國海軍大型航母仍是最适合的動力系統,表明大噸位航空母艦至少在2005年後50年内，依然是“海上霸主”，是一種舉足輕重的海上作戰平台。福特号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，可以幫助确保美國未來50年的海上優勢。福特号計劃成本105億美元，總體采購成本上漲超過24億美元，已花費超過129億美元，成本超支，進度落後，将會影響後續航母使用新技術。
福特号航空母艦雖然已交付服役，但其采用的幾個主要關鍵系統的可靠性遠未達到預期要求，而可靠性是影響航母戰鬥力的重要因素，同時也在很大程度上決定了其全壽期費用。交付後的福特号，相關系統仍處于問題暴露階段，将影響作戰能力，而後續測試時間拉長，也會影響初始作戰能力的形成時間，因此在形成初始作戰能力之前仍需不斷提高（艦船知識）。
沖擊試驗
當地時間2021年6月18日下午4時左右，在距離佛羅裡達海岸約100英裡的試驗海域，美國最新型“福特”号航母進行全艦沖擊試驗。據美國海軍學會網站6月19日報道，美國海軍在距離“福特”号100多米外的海域引爆了數千磅炸藥，爆炸引發的沖擊波相當于3.9級地震，威力着實不小。2021年7月16日，美國海軍進行了“福特”号航母的第二次全艦沖擊試驗，旨在驗證這款新型航母的實戰能力。
