说福建舰比福特号更先进估计很多人说又是只会意淫，那咱们闲话少说，福特号（CVN78）航母固然先进，其比18舰更先进的是：
更大的甲板面积更大的载机量；舰载机联队正常编制75架，极限可载90架。包含2个F-35中队20架、2个F-18E/F中队24架、1个E-2D预警机中队4架、1个EA-18G电子战中队5架、以及MV-22鱼鹰运输机、MH-60R/S搜救直升机、MH-60R反潜直升机等。18舰载机数量未知，应该是少于福特号，但这方面福特号已经不是压倒性的优势了。
核动力；核动力几乎无限续航，但是自持力可不是，核动力航母更先进的原因是无需船用主机燃料，有更大空间装载舰载机的航空煤油和食物等，不过部署一两个月也得进港补给。对比山东舰编队每次出海1个月多点就得回港还是有很大优势，但是常规动力便宜啊。
弹射器数量；4台弹射器只是表面数量上占优，航母最核心指标-单日舰载机出动次数或者20分钟起飞架数这些除了跟弹射器数量有关，还跟故障率有关。
而18舰更先进的有：
1、3条更先进的弹射器，其实也就是超级电容比飞轮储能更先进。
2、中压直流综合电力系统比中压交流更先进。
3、双波段四面相控阵雷达比三面相控阵雷达先进。
第3条不多说，美国人为了省钱嘛，相控阵太贵了能省一点是一点，至于我军谁让咱们稀土多相控阵白菜化。一面雷达天线也就覆盖+/-60度的范围，3面相控阵理论上刚刚能覆盖360度，但在探测边缘精确度等方面差点意思，而且天线尺寸也比18舰小一点。不过美国人认为战斗群外面有伯克级驱逐舰防控搜索问题不大，有这钱还不如把伯克3的雷达强化一下。
前面2条其实就是1条，交直流的特点决定了在舰艇上直流就是比交流更好用。接下来我们从电磁弹射器、储能、输电综合电力系统等方面学习一下，这一切都是交直流的特性决定的。
首先，电磁弹射器的原理很简单，高中物理就学过，其实也就是直线电机的原理。
根据右手定则，通电导线周围产生电磁场（直流电产生稳定的磁场，交流电产生变化的磁场），轨道中磁场方向为垂直轨道平面向上。然后根据洛伦兹力的左手定则，通电滑楔（由160块永磁体组成）受力向左加速运动。在这里F=BIL，B是磁场强度，I是通电导线中的电流，L是通电导线切割磁感线的长度。
在寸土寸金的航母和电磁炮上，弹射器的滑楔、电磁炮的弹头尺寸都有限，无法做到成百上千倍的增大。电流越大磁场越强，，在这个公式中有2个因素都是电流，控制电流大小就可以控制弹射推力，而且可以产生均匀的推力，而不用像蒸汽弹射器推力固定，前半程气压大推力大，末端推力几乎为0了。而超导体是电阻无限接近于0，电流可以做到很大，常温超导这又是目前人类还未攻克的研究课题。
由于18舰是用的直流电，电流方向不变，加速很均衡。而福特号采用的交流电，每半个周期，电流方向改变一次，电磁场的方向也相反。为获得同一方向的推力，通电滑楔的电流也得反向，那就得是交流电，而且还得同频率同相位，要不就会出现某个点推力为0或者短时反向推力，这就非常容易出错。2020年特朗普要把福特号的电磁弹射器换回蒸汽弹射器虽说是气话，也是很无奈，并不光是因为上述原理的缺点，而是因为最根本的交直流的原理导致的缺陷没法解决。
正弦交流电的3个要素决定了，不仅要控制功率和电压，还要控制频率和相位。
接着看储能的区别。
将最大起飞重量33吨的舰载机在2-3秒内加速到约200节(约102.9m/s)的起飞速度，根据动能公式 Ek = mv2 /2总共需要做工约175MJ，其中大部分需要由弹射器提供，3秒的做功时间加上考虑冗余的话也就是弹射器的功率得几十MW（福特号的单条弹射器功率为30MW，三峡电站安装了32台700MW的水轮发电机）。而这么大的能量，发电机不可能立马生产出来，这就需要储能，就像是大号电池。
储能分为化学储能（各种电池，铅酸电池、锂电池、钠电池、全钒液流电池）和物理储能（超级电容、飞轮储能、压缩空气储能，抽水蓄能电站也是物理储能吧）。在这方面福特号因为是交流电的缘故采用的是飞轮储能，并不能像18舰一样用超级电容。电容其实就是电阻值极大的电阻器，具有“通交流阻直流”的特性，交流电反复充放电相当于通电状态了，而直流电却可以储存在电容中。
电容串联，等效电容的倒数等于单个电容的倒数之和，相当于分散了储能；电容并联，等效电容等于单个电容相加。
福特号4条弹射器4个飞轮储能器，但其工作并不是一个飞轮供应一条弹射器，而是4个飞轮同时供应1条弹射器，弹射一架舰载机4个飞轮转速同时从6400转/分（每个飞轮转子储存121MJ的能量，能量密度18.1kJ/kg，光转子就大概6.7吨总重据说8.7吨）下降到5500转/分，再同时充电转速增加到6400转，这中间弹射周期也就是充能时间为45秒。而我们用的超级电容，充放电更快，安全性更高。
飞轮储能器结构如上所示为民用，除了飞轮转子还需要有电动/发电机、真空泵、散热风机等。福特号是六相的盘式交流发电机，散热是通过定子外面的冷却板，里面循环冷却剂。国内民企的飞轮储能转换效率做到了95%，福特号的盘式交流发电机效率是89.3%（老数据），再加上输电损耗对比肯定是18舰更节能，虽然军舰上不在乎节省的那么点能量/money，但是节能意味着能延长续航，减小与核动力在这方面的差距。
飞轮相对于锂电池是更加安全，但是也是很危险的。更别说在军舰上，转子的重量越大对其支撑结构的要求也越高。民用的飞轮小一些，转速更高，通常超过1万转/分，部分型号达到2万转-5万转。而飞轮储能都是由磁悬浮轴承来固定位置，看似接触其实并未接触，再加上内部真空环境，这能将阻力损耗降到极低。不过也使飞轮很容易处于不稳定状态。想象一下转速这么快的飞轮在军舰内失控就相当于挨了一发大号电磁炮弹，在开放空间旋转跳跃也很可怕，2021年北京顺义有一家民用的飞轮储能公司在院内做实验发生事故造成3死4重伤。
18舰用的超级电容呢，查了一下超级电容的功率密度可达40kW/kg，实现40MW的功率的话仅需要1吨的重量。而且充放电次数可达100万次，工作温度在-40度到85度（锂电池工作温度在-20到40度），比飞轮更安全的同时维护也简单了不知多少个量级。另外最重要的是，因为超级电容是自放电，不需要发电/电动机，能达到10秒-10分钟达到额定功率的95%的充/放电速度。当然这些都是民用数据，军用跟民用的不能等同视之，航母这种国之重器据说是几秒内就可以完成充/放电。不过18舰使用超级电容也没见过官媒的实锤报道吧，有点不自信了，即使服役了估计也不会报道。
最后说说输电系统。航母包括电磁弹射器、雷达等电子设备在内很多设备都是电力驱动，电力的传输分配就至为关键，而且还得储存起来做短时大功率放电使用，这也就是综合电力系统。
根据公式P=UI电网中输入功率固定，电压越高，电流越小。而电网的电阻是固定的，根据P= I2R 电流越小损耗的功率也越小。这就涉及交流电跟直流电的区别，还是高中物理，交流电因为电势是一直变化，变化的电场产生变化的磁场，变化的磁场再产生电流（稳定的磁场不生电），交流变压器的原理就很简单，只需要改变线圈匝数。
本来因为电压越高，电阻损耗越小，而交流电的特性决定了交流电升降压更方便，成本更低，从而交流电的应用更广。100多年前以来，以爱迪生跟特斯拉为代表的的交直流之争结束，特斯拉的交流电暂时获胜，那为啥军用电力系统选择了直流呢？美军又为啥点错科技树选择了交流呢？
前面说过通电导线周围产生磁场，直流电产生稳定的磁场，交流电产生变化的磁场，而变化的磁场会产生电，这就是感应电流。根据楞次定理，感应电流的效果总是会反抗引起感应电流的原因，感应电流总是阻碍电流的流动。
导线周围产生周向的电磁场，磁场变化再产生旋涡电场，电场线呈一个个同心圆。
根据感应电场强度E的公式：E=rK/2得知，在导线中心感应电流最强几乎为0，电流都是沿着导线表层，其中K是磁场变化率，r是磁场区域的半径。
这就是交流电的“趋肤效应”，这时候交直流的特点就又凸显出来了。也就是说因为交流电的“趋肤效应”，输电过程中交流电的损耗天然比直流更高。虽然跟导线的电阻发热相比，这部分的损耗其实很小，但在长距离的输电上交流电的劣势就明显了。
在交流电大行其道的这100多年以来，发电设备、电线电网、用电设备都是基于交流电开发设计。直到21世纪在中国这样一个能源严重分布不平衡的国家，我们需要大量的超远距离输电。工程师发现，交流电因为“趋肤效应”远距离传输上不如特高压直流，而且直流电网不需要像三相交流的三根线，而只需要2跟输电线，这样成本立降本1/3。
于是超远距离的电力输送都采用了特高压直流输电，这一技术国家电网全球领先，国家电网上显示特高压直流都是1000公里以上，600公里以下都是交流，说明600公里以内还是交流输电更划算，当然军舰上省钱肯定不是首要考虑因素，还有很多技术因素。但是我们积累了很多直流电的技术，在直流特高压输电技术这方面我们的专利占比多少大家可以自行搜索，而且这方面的工程设备国产化率在90%以上，甚至达到95%。没达到100%是因为PLC（可编程逻辑控制器）还是离不开德国西门子、瑞士ABB电气吧，电气工程及其自动化和电子信息工程专业的同学得加把劲呀。
而美国没有中国这样严重不均衡的能源市场，不用长距离的西电东送，美国企业都是资本投资民企，为了节省那么点能源损耗，自然没有动力去做直流电技术方面的开发。等通用电气、洛克希德·马丁这些军工企业想去研究对比交直流电力系统，或者交直流弹射器的区别时，技术储备都倾向交流。美国在舰艇综合电力系统方便的研究很早就开始了，那时候交流技术很成熟，而直流的很多问题还难以解决，于是美军为了避免朱姆沃尔特级那样的技术风险，从而选择了交流电。
这里梳理一下。
美军的中压交流系统，首先原动机也就是蒸汽轮机除了需要带动螺旋桨大轴（福特号和18舰都不是电力推进，大轴转速慢扭矩大，本身就需要减速齿轮箱），还需要带动交流发电机，因为电力系统的频率限制得经过减速齿轮箱减速，然后输出的交流电因为用电设备的电压/频率不同（至少电磁升降机跟弹射器的用电肯定不一样），得经过变压器和调频器处理。
然后很多电子设备必须得用直流电，又必须得经过整流器输出直流电，你说这个流程乱吗。手机、笔记本这些半导体设备用的是直流电还是交流电呢？想想手机充电器又叫电源适配器你就想起来了。手机、雷达这些半导体设备都是二极管的原理来控制信号，输出0或者1，也就是通过/不通过，而直流电不会像交流电在1个周期内有2个0电势的点导致没有信号，所有也就只能用直流电。
直流转交流叫逆变，交流转直流叫整流。整流器这么个原理，无论交流电势怎么变化，从a点通电还是b点通电，通过负载电阻的电流都是一个方向。
18舰的中压直流系统，没有频率限制，设计的直流发电机只要负载原动机带得动就行，所以18舰的减速齿轮箱简单一些。如果说全电推进的话那直流就可以省去减速齿轮箱了，交流电全电推进也只是减小了齿轮箱。然后原先用交流电的动力设备统统设计使用直流电动机，这样就整合到一个电力系统了。虽然直流电需要比交流变压器更复杂更贵的直流变压器，但是省了变频器等诸多设备。
上图为交流电动机/发电机原理，下图为直流电动机原理，当然这是最简单的加了一个换向器（commutator）也就是电刷/电枢，现在都是无刷电机了。
这两套系统设备成本我不知道啊，但是哪套系统设备更多更复杂，不就很清楚吗。还有交流电产生变化的电磁场，在军舰这种各种雷达、电子设备成堆的地方，电磁干涉（EMC）分析这方面多难做啊，这是不是美海军搞不出综合射频一体化桅杆的原因呢。
总结一下：18舰的中压直流电力系统比福特号更节能，更简单高效，弹射器的弹射效率更高，天然故障率更低。福特号也就只能说比18舰更大一点，等到采用核动力的19舰做到真正跟福特号差不多大的时候，不考虑舰载机性能因素，福特号也就全面落后了。