美軍世界最強核子動力航母「福特號」22日下海，船上的核電站可以產出高3倍的電量，在兩個核反應爐充滿燃料� - 汽車
By Oscar
at 2017-07-31T09:52
美國福特級核子動力航空母艦 福特級核子動力航空母艦(GeraldR.Ford-classnuclear-poweredaircraftcarrier,以下均以福特級航空母艦簡稱之)原本在美國的新型航艦發展計畫中，乃是以CVN-X(X代表次世代之意思)命名之，但在此級航空母艦首艘艦－福特號(USSGeraldR.FordCVN-78)命名之後，軍方即以「CVN21未來航空母艦計畫」(CVN21FutureAircraftCarrierProgram)稱之，此中之「21」則是指進入二十一世紀後之第一個航空母艦研製計畫。 的確，福特級航空母艦是美國海軍第三代核子動力航空母艦，更是美國最新型的航空母艦，目前已經建造兩艘，並有3艘正在規畫之中，首艘福特號航空母艦預計2016年起開始服役，並在2058年之前建造6-10艘同級艦，用以取代美國現役所有的尼米茲級航空母艦(Nimitz-classaircraftcarrier)。 基於美國的國防預算與國家生產毛額(GDP)的比例逐年下降的情況下，美軍必須想方設法去減少研發、製造、運作與維修的經費，而擁有最多國防經費的海軍就更需要努力於此。因此，美國海軍在進行福特級航空母艦的發展計劃時，就相當重視成本的管控。 依據美國海軍的建造規劃，福特級航空母艦的開發費用是56億美元，其中有32億美元是新技術與系統的研發費用之所需，真正用於海軍造艦轉換(ShipbuildingConversion,Navyappropriation,SCN)，以進行此級航艦之細節設計的撥款，只有24億美元。而實際建造航空母艦的費用也較之前的尼米茲級航空母艦(Ninitz-classAircraftCarrier)更為經濟些。只不過，因為建造福特級航空母艦的設備、技術、材質之故，所以建造經費還是相當昂貴。 另外，研發和建造經費的節約，只是發展軍事武力之管控成本的一部份，其他還有運作與維修的經費，而福特級航空母艦在這兩方面，就比尼米茲航空母艦可以省下更多的經費。基本上，在人員編制方面，福特級航空母艦的操作人員編制要比尼米茲級航空母艦少了1,200人以上，暫不論其他支出，單純以這些人員每月支領2,500美元與一艘福特級航空母艦運作50年論之，則美國海軍至少就可省下18億美元的經費。但事實上，福特級航空母艦可為美國海軍節省的人事費用，卻要比這個數字多好幾倍，或論可達50億美元以上。造艦規劃與新設備測試 當美國完成尼米茲級航空母艦之最後一艘－布希號(USSGeorgeH.W.BushCVN-77)的建造工程後，海軍航空母艦進入了CVN-21之新航空母艦的時代。2004年5月21日，美國海軍與諾格集團簽訂CVN-21省艘艦的先期建造(AdvanceConstruction)合約。同年8月，美國國防部著手規劃CVN-21之首批三艘的建造計畫。 2005年8月11日，CVN-21之首艘艦在專門製造美國核子動力航空母艦的新港紐斯造船廠(NewportNewsShipBuilding)開工儀式，2007年1月16日，美國國防部宣布將CVN-21航空母艦命名為福特級航空母艦，而首艘艦則稱之為福特級航空母艦。2008年開始正式動工建造，從開工儀式至正式動工建造。從開工儀式至正式動工建造這三年期間，主要是進行材料準備、測試、設計與技術整合等多項工作。 2009年11月13日，安放福特號航空母艦的龍骨，依照原定計畫，2015年9月，新港紐斯造船廠必須支付這艘航空母艦給美國海軍。不過，在製造期間因為建造經費超支，美國海軍必須進行審查，而有所延誤，原本訂於2013年7月下水測試的日期也所有遲誤。2013年10月11日，福特號在新港紐斯造船廠進行下水典禮，2014年起進行海上測試，然真正交艦的時間則向後順延到2016年年初。 福特級航空母艦之第二艘－甘迺迪號(USSJohnF.KennedyCVN-79)，原本預定2012年開始建造，但因全球金海嘯之故，歐巴馬政府(BarackObamaAdministration)決定將甘迺迪號延遲至2013年才展開建造工程。2014年8月22日，甘迺迪號安放龍骨，預計2022年服役，用以接替現役的尼米茲號航空母艦(USSNimitzCVN-68)。 2012年12月1日，美國企業號(USSEnterpriseCVN-65)航空母艦停役當天，海軍宣布福特號航空母艦第三艘命名為企業號(USSEnterpriseCVN-80)，原本預計2018年安放龍骨，2023年下水測試，2025年交艦。不過依照目前之評估，企業號可能至少會延遲兩年，亦即是2027年才能交艦。 另外，最值得關注的是，福特級航空母艦的相關測試工作，然在此之中，莫過於電磁彈射系統(ElectromagneticAircraftLaunchSystem,EMALS)與先進攔截索(AdvancedArrestingGear,AAG)/先進飛機回收系統(AdvancedAircraftRecoverySystem,AARS)的測試。 電磁彈射系統是美國目前航空母艦技術可以領先世界的代表作品，但卻從無實際運作經驗技術，所以其操作穩定性、安全性都是有待檢驗的。為此，美國海軍航空隊早就在位於新澤西州的雷克赫斯特海軍支援設施(NSALakehurst)基地，進行新型電磁彈射器的測試，但其結果並不穩定。 依據2014年4月美國國防部交給國會的報告書中，提到在美國海軍航空隊進行電磁彈射器的測試中，平均嚴重故障間隔(MeanCyclesBetweenCriticalFailure)為240次，亦即是電磁彈射器每發射240架次的飛機，就會發生一次故障，但是這個故障率要比原本預期的標準高出5倍以上。 不只如此，在測試先進攔截索/先進飛機回收系統(後均以先進攔截索簡稱之)方面，也出現不少的問題。美國海軍航空隊在雷克赫斯特海軍支援設施基地進行先進攔截索的測試時發現，這項先進裝備也不穩定，平均操作任務故障間隔(MeanCyclesBetweenOperationalMissionFailure)大約是20次，也就是說每20架次飛機進行降落時，先進攔截索就會有一次無法攔截到飛機，故障風險率極高，嚴重地超過原本設定標準的248倍。 艦載機是航空母艦之最為主要作戰能力，然起飛與降落也都是航空母艦最重要的勤務，如果按照目前艦載機在航空母艦起降之最為重要的裝備－電磁彈射系統與先進攔截索，都與預期的標準有如此之大的落差，即使航空母艦已經完成海上測試，恐怕仍舊如期無法服役，就算服役也無法發揮預期的效能。因此，國防部目前要求研發單位加緊改良，並持續提高測試頻率，以期能夠趕上福特級航空母艦的全面性測試與服役的時程。性能特點 福特級航空母艦是當前世界上造價最昂貴、配備最先進、噸位最大與作戰性能最優越之航空母艦。此級航艦之艦長337公尺，艦寬77公尺，吃水深12公尺，排水量100,000噸，滿載排水量112,000噸，乘員4279人(包括海軍航空隊之艦載機飛行員、地勤員與維修員)，配備兩部A1B核子反應爐，50年可不用更換燃料，最高航速超過30節(每小時56公里)。可以搭載75-90架定翼機、旋翼機與無人飛行載具(unmannedairvehicle,UAV)，並擁有4座防空飛彈系統(airdefensemissilesystem)、2座近迫防衛系統(close-inweaponsystem,CIWS)與4座12.7毫米機槍，未來還可能配備雷射武器(laserweapon)。關於艦載機和防空武器裝備，後另有概論，在此略而不述。 然不同於美國海軍以往發展新型航空母艦都是從零開始之全新設計，福特級航空母艦乃是以現役尼米茲級核子動力航空母艦為藍本，而近一步改良之新航艦。不過，福特級航空母艦擁有很多不同於尼米茲航空母艦之處，對此，可從以下五大特點論之： 其一，先進的飛機起降作業系統。福特級航空母艦採用先進的飛機作業起降系統。在起飛作業方面，美國現役的航空母艦所使用的飛彈彈射器都是蒸汽彈射器，但福特級航空母艦將會以電磁彈射系統(ElectriomagneticAircraftLaunchSystem,ENALS)取代蒸氣器彈射器，如此，不只可以提升出勤率，也能減少操作員。至於在降落作業方面，福特級航空母艦則是採用先進攔截索(AdvanceArrestingGear,AAG)，這也是以電磁方式提供攔截力，並由電腦來控制力量平均地施放於攔截降落飛機之上，而不需要用調整重物來攔截不同重量的艦載機。 其二，大幅減少人員編制。福特級航空母艦採用新的整合式電力系統(IntegratedPowerSystem,IPS)、電磁彈射系統與先進攔截索等配備都是新的科技與設計，這些系統相對於傳統的相關裝備，至少可以省去50%以上的運作與維修人員。不只如此，事實上，因為福特級航空母艦的艦載機相對簡單，主力機種具有多功能與彈性運用的特性，這也大幅減少以往過於繁複的艦載機維修人員。還有福特級航空母艦未來將會大量配載無人作戰機種，而減少其人員編制的數量。依據評估，福特級航空母艦至少大約比尼米茲航空母艦少了1,200名人員編制數。 其三、採用隱形技術與加大飛行甲板。福特級航空母艦雖是以尼米茲級航空母艦為基礎而設計的新航艦，但此級航空母艦的艦島不只更為緊緻，且較美國現役的航空母艦更具隱形能力，特別是採用較小的艦島設計，減少了雷達波反射的截面積。雖是如此，但福特級航空母艦卻擁有更大的飛行甲板，並配合電磁彈射器，可大幅增加艦載飛機的出勤數。依據評估，相較於尼米茲級航空母艦的出勤次數而言，福特級航空母艦大約可以提升25%以上的出勤率。 其四、防空能力的強化。福特級航空母艦將配備美國海軍最新型的雙頻雷達(DualBandRadar,DBR)，使其擁有更為強大的對空偵測、追蹤與火力射控能力，加上艦上裝配的2座改良型RIM-162進化型海麻雀防空飛彈(EvolvedSeaSparrowMissile,ESSM)發射系統，使其具有更佳的反超音速巡戈飛彈(antisupersoniccruisemissile)之能力，從而提升航空母艦之防空作戰性能。 其五，作戰任務更具彈性化。福特級航空母艦擁有新式的整合化作戰系統(IntegratedWarfareSystem)，這些包括更具彈性的艦體結構設計，使其可以根據作戰任務之需求，靈活與彈性地調整航空母艦上的設施與配置。重要裝備 美國福特級航空母艦的設計、技術與裝備之先進，堪稱世界無與倫比之作。其中電磁彈射系統、先進攔截索、整合式電力系統，雙波段雷達偵測與火力射控系統(firecontrolsystem)都是全球最前衛的裝備。電磁彈射系統 航空母艦之艦載機的傳統起飛方式，主要有彈射與滑跳(sky-jump,或稱滑躍、滑橇)兩種。前者之彈射起飛方式主要是利用飛行甲板的彈射裝置，在一定行程內對艦載機施加推力，使其可以達到離艦起飛時所需要的速度。至於後者之滑跳起飛方式，則是利用航空母艦艏部之上翹甲板，在艦載機發動機的最大推力之下，實現起飛。相較於滑跳起飛而論，彈射起飛不僅可以節省起飛時間，提高航空母艦之艦載機的戰備出勤能力，又可省下採取滑跳起飛之艦載機必須提高發動機運轉到最大功率與耗油量，從而加長了艦載機的滯空時間與作戰力。 基本上，彈射起飛的輔助系統又有兩種：一是蒸汽彈射系統；另一是電磁彈射系統。以往美國航空母艦所使用的是蒸汽彈射系統，但福特級航空母艦所使用的是電磁彈射系統。兩相比較，後者比前者更有效率和更省人力。 電磁彈射系統是一種革命性的新科技，這種彈射系統可在降低航空母艦服勤人員之下，依舊能夠提昇作戰效率。依據評估福特級航空母艦所採用的電磁彈射系統，彈射速度範圍在28-103公尺/秒，兩次彈射之間的間隔只有45秒，彈射系統的總重量約22.5噸，系統總體積也只有425立方公尺。這套電磁彈射系統可以使福特級航空母艦之艦載機出勤率，要比尼米茲級航空母艦高出25%以上，但操作人員數卻可降低25%，且電磁彈射系統維修次數也降低許多。 福特級航空母艦配備四組電磁彈射系統，該系統主要是由電力儲存系統(EnergyStorageSystem)、電力轉換系統(PowerConversionSystem)與發射控制系統(LaunchingControlSystem)等三大部分所組成。至於彈射器本身則是由線性感應馬達(LinearInductionMotor,LIM)、飛輪式交流發電機與高功率數位循環變頻器所構成的。在進行彈射的過程中，電磁彈射器可以根據飛機的實際速度來調整輸出功率，更能均衡地分配彈射過程中對飛機施用的力量。 另外，電磁彈射器也可以依據不同的機種而採取不同而適當的彈射速度，在整個加速過程中，電磁彈射系統的峰值加速度為3G，只有C-13-2蒸氣彈射器(6G)的一半，更能有效地減少彈射時，飛機本身所承受的力量，而能相對地提高飛機的壽命(約可提升31%)，並可降低彈射過程對飛行員生理的影響。更為重要的是，電磁彈射氣因為不需用到高溫高壓蒸氣，所以不需要諸如高壓蒸氣管路、汽缸、活塞、閥門等笨重又危險的設備，減少了維修人員的麻煩，加上電磁彈射氣的體積小，還能提騰出更多空間來增加停放飛機或當作其他用途。儘管如此，但是電磁彈射系統這種革命性的科技，仍舊有諸多瓶頸尚待突破。對此，前有略述，不再贅言。先進攔截索/先進飛機回收系統 目前美國航空母艦所配的是由攔截銅纜和液壓緩衝機組所構成的傳統式攔截索，這種攔截索可以將重量25噸與每小時240公里的飛機，在兩秒與100公尺內停止住，不過，超過這個重量與速度，就沒有辦法了。因此，以往美國航空母艦的艦載機在出任務後，如果沒有將武器用完，或可能要將一些較為低廉的武器拋之海中，來降低飛機因重量太重而產生降落的危險性。但配備先進攔截索/先進飛機回收系統(後均以先進攔截索統稱之)的福特級航空母艦的艦載機就不需如此了。 福特級航空母艦配備的先進攔截索主要是由衝擊吸收機械(ShockAbsorbers)、能量轉換系統(PowerConversionSystem)、控制操作台(ControlConsoles)與平均牽引(DriveFairlead)等四大部分所組成，並由電腦控制的電動機帶動攔截索之拉力，提供飛機從每小時240公里左右的速度至完全停止之所需要的阻力。 福特級航空母艦的先進攔截索的運作是在艦載機要進行降落過程中，當其尾鉤設備勾住攔截索時，先進攔截索系統之控制電動機的電腦，就會極為迅速與自動地分析攔截索受力的情況，並傳指令給電動機施予攔截索之適當拉力，而在短時間內就讓艦載機平順與安全地達到完全停止的狀態。理論上，先進攔截索的穩定性、安全性均較目前使用的Mk7液壓式攔截索(hydraulicarrestingsystem)更高，所只需要三組先進攔截索即可，比以前的航空母艦之四組攔截索少了一組，加上先進攔截索的體積較小、體積較輕，所以可以多出一些空間，以利他用。還有先進攔截索的維修保養也較為簡便，故能減少航空母艦的維修保養作業員。儘管如此，但實際上，先進攔截索的安全性和穩定性還有待近一步修改、檢測與驗證。整合式電力系統 福特級航空母艦因電磁彈射系統、先進攔截索都需要比現役的航空母艦更多的電力，所以必須要有更為完善的電力供應設施。福特級航空母艦配備兩台賓州的貝蒂斯核子動力實驗室(BettisAtomicPowerLaboratory)所研製的A1B(B即是貝蒂斯)核子反應爐，輸出功率要比尼米茲航空母艦的兩台西屋電器(WestinghouseElectric)所生產的A4W核子反應爐多了25%以上，加上配備一部13,500伏特的輸配電系統，供應電力的能力可達20萬千瓦，這是尼米茲級航空母艦供應電力的兩倍多，足以供給福特級航空母艦之所需。 儘管如此，但福特級航空母艦還是相當重視電力的運用，所以除了配備新的核子反應爐之外，還有一套更完善的整合式電力系統用以統合全新的輪機系統與配電系統。這套整合式電力系統能夠統籌與掌控全艦各處之分區供電系統與其電腦控制配電系統，讓電力的分配與使用更加合理化。雙波段雷達偵測與火力射控系統 尼米茲級航空母艦的艦島擁有兩層艦橋，提供艦長與航艦戰鬥群指揮官使用，但福特級航空母艦只設置一個寬廣的主艦橋，艦島的設計與空間配置更為緊緻，大幅降低雷達反射截面積，增強航艦的隱形性能。在福特級航空母艦的艦島最上方，配備四座AN/SPY-3相位陣列雷達(phased-arrayradar)，而艦島之中上方，亦有四座AN/SPY-4廣區域相位陣列雷達，這是福特級航空母艦最為重要之偵測與火力射控雷達系統。 AN/SPY-3相位陣列雷達是一種使用X波段之多功能(multi-function)、三維(threedimensions)與主動相位陣列雷達(activephased-arrayradar)，是美國雷松公司(Raytheon)專為二十一世紀水面戰艦之海平面全方位搜索與火力射控而研製的偵測與火力射控雷達。這套雷達可以偵測到目前最先進之低能見度(low-observable)反艦巡戈飛彈(anti-shipcruisemissile,ASCM)對船艦的威脅，且能夠當作火力射控雷達，支援諸如近化型海麻雀飛彈、標準型飛彈(StandardMissile,SM-2/SM-3)和反艦飛彈的導引攻擊目標之用。 AN/SPY-3相位陣列雷達的主要功能在於支援水面戰艦的自我防衛力(self-defense)。當這套雷達系統在進行偵測、搜索、追蹤海平面的威脅目標之際，還可以同時導引我方的飛彈進行攻擊作戰任務，所以這是一套具有搜索、追蹤與導引之強大功能的雷達。此外，AN/SPY-3相位陣列雷達的天線罩還具有減少雷達反射截面積設計的特性，提升船艦的隱形力，且其所需的人力也比AN/SPY-2相位陣列雷達，可以降低操作成本。 至於AN/SPY-4廣區域相位陣列雷達(wideareaphased-arrayradar)，這是在「雙波段雷達」之設計下，一套與AN/SPY-3相位陣列雷達聯合運作的產物。AN/SPY-4廣區域相位陣列雷達使用S波段運作，屬於一種大數量監視雷達(volumesurveillanceradar,VSR)，主要功用是提供水面船艦臨時接戰任務之所需，並具有偵測和追蹤具有敵對性目標的能力。武器配備 福特級航空母艦是未來美國海軍艦隊的主力之所在，而以其為中心所形成的航空母艦戰鬥群中，雖不乏先進的水面戰艦和潛艦，但航空母艦配備基本的自衛性武器，還是相當重要的。基本上，福特級航空母艦的自衛性武器主要有2座RIM-162進化型海麻雀防空飛彈系統與2座RIM-116公羊防空飛彈系統等四座防空飛彈系統、2座Mk-15方陣快炮近迫防衛系統與4座M212.7毫米機槍，特別是前兩者，更是防衛福特級航空母艦安全之最為重要的自衛性武器，故而在此概略述之。RIM-162近化型海麻雀防空飛彈系統 近化型海麻雀防空飛彈系統主要是由Mk-25發射箱與RIM-162進化型海麻雀飛彈所組成，每個Mk-25發射箱可以裝配4枚進化型海麻雀飛彈。據聞，福特級航空母艦可能還配備Mk-41垂直飛彈發射器，而Mk-25發射箱也可被裝入Mk-42垂直飛彈發射器之中，進行防空作戰任務。 至於RIM-162進化型海麻雀防空飛彈則是美國專為對付超音速反艦飛彈所研發的防空武器。此型飛彈的彈長3.66公尺，彈徑25.4公分，重量280公斤，配備爆炸式破裂彈頭(blastfragmentationwarhead)，彈頭重39公斤，配備一具Mk-143Mod0固體燃料火箭發動機，最大速度4馬赫以上，最大射程50公里，使用終端半主動雷達導引(terminalsemi-activeradarhoming)。福特級航空母艦所配備的AN/SPY-3相位陣列雷達，可引導RIM-162進化型海麻雀防空飛彈進行攔截空中飛行目標的防空作戰任務。 RIM-162進化型海麻雀防空飛彈不只具有攔截空中飛機的能力，且對於貼海飛行的反艦飛彈也具有相當強的殺傷力，因此受到許多國家的喜愛。除了美國之外，包括日本和德國海軍在內，全球超過12個國家的海軍也使用此型防空飛彈系統。2座RIM-116公羊飛彈系統 福特級航空母艦除了配備2座RIM-162進化型海麻雀防空飛彈系統之外，還有2座RIM-116滾轉體(RollingAirframeMissile,RAM)防空飛彈系統，因“RAM”之英文有白羊、公羊之意，所以此型飛彈系統又被稱作公羊防空飛彈系統。 福特級航空母艦配備的RIM-116公羊飛彈系統主要是由Mk-49發射器與RIM-116公羊防空飛彈所組成，每一座Mk-49發射器可以配備21枚RIM-116公羊防空飛彈，並由艦上的AN/SPY-3相位陣列雷達負責引導飛彈進行攔截空中威脅目標之作戰。 RIM-116公羊防空飛彈相當輕巧，全長只有2.82公尺，彈徑12.7公分，翼展長43.8公分，重量73.5公斤，彈頭重11.3公斤，使用一具Mk112Mod1固體燃料火箭發動機，最高速度可達2馬赫以上，有效射程6公里，可採用兩種導引方式，一為紅外線導引(infraredguidance)，另一是雷達半主動導引(semi-activeguidance)。 RIM-116公羊防空飛彈系統主要是對付貼海飛行的超音速反艦巡戈飛彈而發展的武器，但其對於低飛的空中飛機也具有相當強的攻擊力，所以除了美國海軍使用之外，包括德國、南韓和義大利在內的11個國家海軍，也都使用此型防空飛彈系統。結語 目前福特級航空母艦之首艘福特號已經在進行海上測試，預期這一、二年內即可正式服役，這艘造價高達130億美元的航空母艦，不只是當前世界上最為昂貴的航空母艦，也是技術最先進、綜合性能最強、攻擊力最為強大的航空母艦，使其在未來的五十年內，可以縱橫四海，而難有敵手。中國諸多軍事專家就認為遼寧號航空母艦的技術，至少落後其三十年以上。 另外，福特號航空母艦在美國積極建立亞太在平衡戰略，而將太平洋視為是美國海軍最為重要的戰略活動領域之下，未來將會以太平洋做為其巡戈的海域，這對中國海軍而言，可說是一大挑戰與壓力，也必將會促使中美之間在太平區域內，進行一場前所未有的軍備競賽，甚至引起亞太地區更為激烈的軍備競賽。 最後，福特號航空母艦的技術領先中國遼寧號航空母艦的技術甚多，且綜合性能也遠非遼寧號可比的，但事實上，對付航空母艦的最佳武器並非是航空母艦，而是飛彈，特別是中國正在積極發展的東風-21丁(DF-21D)反艦彈道飛彈(anti-shipballisticmissile,ASBM)。事實上，早在美國計畫發展福特號航空母艦，而尚未正式進入建造的過程中，海軍上校亨德里克斯(HenryHendrix)就提出「航空母艦無用論」，而難以應付反艦彈道飛彈與巡戈飛彈的攻擊。據此論之，美國福特級航空母艦究竟是美國海軍霸權的象徵，或是科技領先的標誌，抑或是武器汰舊換新的必然產物，甚至於可能是中國彈道飛彈與巡戈飛彈的海上大箭靶，凡此種種均有待時間的驗證。...
大而不當.費錢而絕不能制敵.因為只是用來[[嚇唬.嚇唬]]一般人.就像蔡英文這個人.[怕死].[遇大事就手忙腳亂]一樣.只會大買老美的二手貨來保衛[台灣].不中看又不中用.
電磁彈射技術美國人也掌握不好耶，川普曾經要求改回蒸汽彈射耶。F35也有一大堆問題，只是不能回頭耶。不單止遼寧號，第二艘山東號也都是訓練用的耶，第一代殲15停產耶，第二代是彈射型號耶。
網軍厲害但是急起直追不如迎頭趕上超越前進如能研發小型而能精準擊毀核子動力航母才是真本事000000000000000000000000000000...
當然，中華民國(台灣)要繼續全人民選總統、電視台眾名嘴要繼續每天爽領高額度的通告費，一概而論今後都要倚靠「福特號」了。上帝愛你(妳)們唷。
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