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“如果能成为星座。”——美国海军FFG(X)“星座”级导弹护卫舰

2023-09-02 13:43 作者:WhiteWZ  | 我要投稿

随着第一条“星座”级护卫舰FFG-62的正式开工,在时隔四十余年后,美国海军终于开始了全新一代的导弹护卫舰的工程建设,作为“独立”级、“自由”级濒海战斗舰的继任者,这位即将在美国海军中服役的新人水平究竟如何?是否可以承担起“护卫”的重大使命呢?

“星座级”导弹护卫舰概念图

一、天边出现的第一颗明星

由于LCS项目广为诟病的正规作战能力不足的问题,面对日益加剧的海军舰艇老化问题以及不断增加的海军力量需求,美国海军需要一艘正经的导弹护卫舰以作为美国海军水面舰队重要的机动作战力量。既要能独立开展海事巡逻作战,作为“伯克”级驱逐舰的下位火力执行近海以及低烈度任务;也要能与其他舰艇组成编队,为编队提供区域防空和反潜作战能力,还要能为编队的反舰作战提供一定的火力支援。

在这样的环境下,FFG(X)项目应运而生,相比于LCS,FFG(X)在动力、雷达、反潜、反舰、防空等绝大多数领域都有巨大的提升,实际上更接近于“佩里”级护卫舰的继任者,是为了正规海上冲突而设计的护卫舰艇。

(由于FFG(X)项目的发展历史较长,希望了解完整发展历程的朋友可以观看幻影长弓大佬的相关视频,此处仅对FFG(X)项目作相关介绍。)

在2017年4月上旬,相关消息指出美国海军正研究把接替LCS的新护卫舰(FF)项目升级为导弹护卫舰(FFG),使之具备更强的正规舰队防空作战能力。相关要求指出新型导弹护卫舰必须安装有MK41垂直发射系统,至少搭载16枚RIM-162中近程防空导弹并至少搭载8枚RIM-67D中远程防空导弹,具备区域防空能力,整船生存性能得到进一步重视,在轮机舱等重要舱室需额外加装装甲,动力与推进系统必须分隔为多个不同舱室。

随后在2017年5月的美国海军各机构年会中,席恩.史塔克雷进一步表示,美国海军在接下来的FFG项目中采取完全开放的竞争,不限于本国或国外的方案,指出美国海军并不希望重蹈LCS的覆辙,产生一种不成熟的设计。

在2017年7月11日,美国海军正式发布下一代导弹护卫舰FFG(X)的资讯征询书。在RFI中,美国海军对FFG(X)的主要能力叙述包括:

1.具备猎杀水平线以外水面目标的能力。

2.探测敌方潜舰。

3.为船团提供护卫。

4.具备主/被动电子战系统。

5.能对付大量群集的敌方小型快艇攻击。

在美国海军的设想中,该型舰艇主要承担两个任务,一是在和平时期分担美国海军的勤务压力,由于LCS的能力不足,而调动“伯克”级驱逐舰的消耗又过于庞大,美国海军当下缺乏一型可以作为勤务舰处理日常事务的船只。二是在战争状态下配合远征打击群或航母战斗群进行常规水面作战,提升水面战斗群的防空范围与能力,提供更强的反潜作战能力,并在未来指挥无人舰艇进行作战,在中等空中威胁下独自承担后勤船只护航任务等。

FFG(X)需具备良好感测、目标获得、电子作战与报搜集能力,可透过本感测装备以及搭载的载人直升机、无人载具来搜集资讯,形成一个区域性的战场感知网路,可独自建立完整的周边战场态势图像,并能作为整个舰队战术网路的信息搜集闸道口,透过作战网路与舰队其他成员分享战术情资;舰上配备先进的软/硬杀系统、诱饵系统等来确保船舰在战场威胁之下存活。美国海军也特别强调新护卫舰配合搭载、操作各型无人载具的能力,能进入高风险、高威胁环境并有效生存与作业,提高新护卫舰的感测与武器效能并胜过对手。

二、与你相聚化为星座

(限于篇幅,以下仅讨论获胜方案,若各位有兴趣后续继续讨论其他方案设计)

美国海军于2020年授予FMM(芬坎蒂尼公司团队)10艘星座级护卫舰合同(首舰+9艘选择权)。该合同包括交付后可用性支持和船员培训,合计合同价格为55亿美元,预计后续将继续采购10艘,达到20艘的目标。FMM的方案基于FREEM级欧洲多用途护卫舰改进而来。

FREEM的意大利/法国版本

“星座”级护卫舰全长151m,宽19.7m,吃水5.5m,全舰满载排水量7400t。动力系统方面采用了柴-燃-电混合动力设计,在保证全舰静音性能与可靠性的前提下保障了航程,常规航速达到26节以上,在以16节航行时续航能力达到6000海里。电子系统方面,主要装备了3面AN/SPY-6(v)3 S波段有源相控阵雷达(面积较小)、NGSSR下一代对海搜索雷达、AN/SLQ-32(V)6电子战系统、MK-53 MOD9主动诱饵弹发射系统、AN/SLQ-61轻型拖曳式反鱼雷模组。声呐方面,主要装备了AN/SQS-62可变深度声呐、TB-37多功能拖曳声呐阵列。武器方面,舰首搭载了一门MK-110 70倍径57mm火炮,舰岛前部安装了4组8联装MK-41通用垂直发射系统,可搭载所有兼容弹药,舰体中部搭载了4组4联装RGM-184A NSM亚音速隐身反舰导弹,中后部搭载有一座MK-49“拉姆”21联装近程防空导弹系统。采用单座大型机库设计,搭载有一架MH-60S反潜直升机以及一架MQ-8C无人直升机。

“星座”演示模型

总体来看,这次美国与芬坎蒂尼的相聚实实在在地缔造了“星座”,展示了FREEM护卫舰的巨大潜力,雷达、防空、反水面战等多个方面都达到了世界领先水平,部分能力甚至与驱逐舰相仿。

三、深夜残像——动力设计

“星座”级护卫舰的动力采用了柴电燃联合设计(CODLAG),采用了1具LM2500+G4燃气轮机、4具MTU 20V 4500 M53B柴油发电机组以及2具EPM主推进电机的豪华动力配置,这是电耦合的CODAG,柴油机不直接通过机械传动系统驱动螺旋桨,而是发电,通过电动机和离合器-减速器驱动螺旋桨。柴电为巡航动力,加速和全速时燃气轮机加入。由于电动机的转速、扭力特性容易与燃气轮机匹配,CODLAG的传动系统实际上比柴燃联合(CODAG)要简单、可靠。由于可用多个小型柴油机分散发电,CODLAG的动力布置也比CODAG灵活,还增加冗余备份,而且柴油发电机根本不必布置在主机舱。在综合配电的控制下,电力也可在驱动和系统之间合理分配。

LM2500+G4

复合动力系统保证了可靠性,并且得益于燃气轮机较为优秀的静音性能,全舰的静音水平较高,更加有利于“星座”进行反潜任务,复合动力系统也使得“星座”获得了较为可观的远洋续航能力(6000海里/16节),为其日后与航母战斗群、远征打击群的协同作战打下了基础,较高的电力冗余也使得“星座”日后的进一步改进得以更为顺利的进行。

四、深夜棱镜——AN/SPY-6(V)3

AN/SPY-6(V)2,EASR项目下的另一产物,即旋转单面阵版本的EASR

“星座”的雷达系统主要为3面AN/SPY-6(v)3 S波段有源相控阵雷达,该雷达原本为“企业对空监视雷达”(EASR)项目下的产物,主要装备于“福特”级航空母舰、“美国”级两栖攻击舰上,用于远程空域探测。该型雷达每个阵面由9个边长2英尺的RMA子阵构成,由于无论是AMDR或先前的DBR雷达,对于航空母舰、两栖舰艇(只需要配置短程防空自卫系统)都过于昂贵;而洛马开发的AN/SPY-4 S波段VSR雷达也面临落后超支,因此美国海军随后又决定发展EASR来取代VSR,成为美国海军现役的AN/SPS-48、49等旧型对空搜索雷达的接替者。EASR是一种新型固态电子扫描雷达(AESA),兼具对空监视、防空作战、航空管制、对水面搜索等能力,价格比AMDR低廉,性能、功能也较为简化。

由于采用了GaN材料,尽管雷达阵面较小,仅有1.8mx1.8m,EASR仍然拥有不错的探测能力,预计对常规空中目标(如非隐身战机、巡航导弹)的探测距离可以达到300-400km上下。3面固定阵面也使得“星座”可以全方位监视空域。作为一艘护卫舰,EASR完全可以满足“星座”的探测需求,同时“星座”装备了全新的宙斯盾基线10,能够兼容并为RIM-162、RIM-67D等各型防空导弹提供指引,且为水面战斗群提供更宽的探测范围与先期预警能力。

五、漫天繁星——武器系统

MK-41 VLS

得益于MK-41系统较高的通用性,32坑MK-41赋予了“星座”极其丰富的导弹选择,进一步提高了星座的防空与反舰能力。按照初期海军要求,我们可以做如下估测:使用12个坑携带RIM-162Blk2,得益于一坑四弹的优势,总携带量达到48枚;8个坑携带RUM-139(VLA)反潜导弹,用于反潜作战;那么还剩下高达12个坑位可以用于携带RIM-67(倘若后续升级为打击型MK-41则还可选择RIM-156、RIM-174、BGM-109)中远程区域防空导弹,极大丰富了该舰的武器载荷。

搭载于“自由”级LCS的MK-110

主炮方面采用了与LCS相同的MK-110 70倍径57mm小口径舰炮。仅仅从毁伤能力与射程来看,该炮肯定是不如驱逐舰上普遍装备的MK-45 MOD4 62倍径127mm舰炮的。不过考虑到该舰的定位,一门大口径反舰舰炮似乎并不会显著提高该舰的防空或反潜能力,而从勤务方面而言127mm舰炮也无用武之地,57mm炮更像是解决了星座火炮有无的问题,并没有什么特别的作用。

RGM-184A(NSM)反舰导弹

NSM反舰导弹由挪威康斯博格和美国雷神公司联合研发制造,是一款中远程、高亚音速、低空略海飞行、低可探测的第五代智能巡航导弹,于2021年达成IOC,预计将进一步集成到F35上,可挂载于F35内弹仓进一步提升其打击能力。导弹全长弹体全长3.96m,弹径 0.69m,折叠翼设计,发射后翼展1.36m; 发射质量 407kg,助推器脱落后导弹质量为345kg; 飞行速度0.7-0.95马赫,最小射程3km,最大射程不低于185km(预计为300km上下)。导弹弹体采取近似六棱柱气动外形设计,采用2片“一”字型水平弹翼和4片“×”字型控制翼面,以基于倾斜转弯方式实现转弯机动。储运发射一体箱的尺寸为81×80×407cm,重量为710kg,采用四联装发射箱。

NSM的中段导航采用高精度惯导+GPS卫星辅助导航+地形匹配制导+激光雷达高度表+双向数据链设计,末端采用双波段红外成像导引头方式,导弹具有 200 个航路点,即使在卫星信号阻断情况下,仍然具有复杂地形地貌和海岸地理环境下精确导航与进入攻击航路能力。NSM的红外导引头采用双波段设计,可同时处理3μm-5μm和8μm-12μm的红外信号,最大搜索距离20km,并且具有自动目标识别(ATR)技术,可以自动过滤各类干扰措施,并且在多艘舰船中选择出目标舰船。

战斗部方面采用了一颗120kg钛半穿甲战斗部,爆炸当量为100kgTNT,安装了德国TDW公司的可编程智能引信,可以根据目标的不同选择战斗部的引爆时间,最大化毁伤效能。同时战斗部采用了模块化设计,可以根据目标不同方便地更换战斗部类型,拓展了攻击能力。

NSM导弹表面采用了复合材料制造,弹体外形呈不规则几何形状,并涂有吸波材料,可有效降低导弹的雷达有效反射面积,隐身性能好。此外,NSM助推器采用低烟推进剂,可大大增加导弹发射的突然性和安全性。

六、若能成为星座——总结

LCS:如果能成为星座。。。

相较于广为诟病的LCS,“星座”以其强大的综合作战能力一举达到了世界领先护卫舰的水平。AN/SPY-6(V)3强大的对空监视能力、MK-41的高度兼容性与丰富的弹药选择、RGM-184A带来的超视距反水面战能力,三者相聚化作了这颗璀璨的“星座”,而她将在不久的将来成为美国海军星空中又一颗明星。


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