更強、更致命、更經濟——美國海軍下一代護衛艦FFG(X)計劃淺析

美國海軍預計將在今年春季結束前對五家未來護衛艦競爭廠商的設計方案完成設計審查。這將有助於海軍最終確定其要求,併為選擇一家公司建造20艘單價超過8億美元護衛艦的完全公開競爭鋪平道路。這些艦隻將成為美軍日益復興的水面戰力量的重要組成部分。

美海軍官員在2019年1月15日舉行的海軍水面力量協會(SNA)主要年會上提供了有關該項目狀態的最新細節。美軍在2017年首次宣佈其將從市場上採購新的導彈護衛艦,目前稱為 FFG(X)。隨後,通用動力巴斯鋼鐵分部,Fincantieri海洋公司,亨廷頓∙英格斯船廠,澳斯托(Austal)美國公司和洛克希德∙馬丁公司各自在2018年獲得了1500萬美元的合同,以做出各自的方案設計並幫助海軍明確定義這該是怎樣一艘船。

更強、更致命、更經濟——美國海軍下一代護衛艦FFG(X)計劃淺析

里根∙坎貝爾博士在SNA會上展示的除亨廷頓∙英格斯船廠之外四家廠商的FFG(X)設計方案

更明確的需求

“我們的要求已經成熟,”海軍海上系統司令部FFG(X)項目經理里根∙坎貝爾博士在1月17日舉行的SNA會議上發表講話時說道,“我們與業界開展合作,並從中得到了很多極好的反饋並顯著地節省了時間和金錢。我們正在按計劃完成這些概念設計合同。通過這個過程,我認為我們在詳細的設計和施工階段會有一個健壯的競爭。”

坎貝爾說,海軍收到了五個承包商關於護衛艦要求以及降低單價方法的300多項具體建議。軍方採納了其中大約200條。沒有詳細說明這些要求變化究竟是什麼,但現在美軍越來越有信心,單艦的平均成本將接近8億美元。初始單價不高於每艘9.5億美元。

“我們最早開始於差不多950美元;現在趨向於很接近800美元。我們已經從後續艦隻的平均成本中省下了非常大的部分。”坎貝爾解釋道,“首艦? 我不會給你一個數字,但你很快就會在總統的預算中看到。”

關於護衛艦成本的這種保證幾乎可以肯定地反映了美軍對FFG(X)計劃的要求越來越強烈。 在2018年1月,美軍發佈了它希望新艦具有的系統和整體性能規格的詳細細分需求。坎貝爾在SNA展示了下面的圖表,其中顯示了一些重要的更新。

更強、更致命、更經濟——美國海軍下一代護衛艦FFG(X)計劃淺析

美國海軍對於FFG(X)需求概覽,包括了部分未來升級需求

FFG(X)基本需求

1. 基本需求

  • 裝備可用性,定義為隨時可以執行任務的戰艦數量/全部服役戰艦數量:>0.64
  • 運營可用性,定義為無故障時間/總時間:>0.72
  • 服役壽命:25年
  • 易損性,定義為承受第一輪打擊繼續執行主要任務的能力:對推進器,關鍵系統和作戰系統元件進行對抗A級衝擊的強化,以保持完整的防空和推進能力

2. 主要需求

  • 人員居住:最多200人(包括非本艦船員)
  • 航程,僅使用本艦自帶燃料不加油可以航行的最小距離:3000海里(時速16節)
  • 為將來裝備定向能和主動電子戰武器的空間/重量/電力/冷卻預留:26公噸,600千瓦,每分鐘300加侖

3. 次要需求

  • 服務週期內的空間/重量/電力/冷卻預留:5%
  • 可持續速度,定義為滿載,乾淨船底,普通外掛情況下可以達到的速度:28節(最大額定輸出功率的80%)

武器系統要求

1. 基本要求

  • C4I(指揮/控制/通信/計算機/情報)套件(附帶高頻/甚高頻/超高頻/衛星通信天線,綜合海上網絡和企業服務)
  • COMBATSS-21 Mod作戰管理系統(宙斯盾系統的變體,共享代碼庫)
  • 企業空中監視雷達(EASR),3面固定陣列(3x3x3雷達模塊組合)
  • 1架MH-60R“海鷹”直升機
  • 自我防禦發射能力:32聯裝Mk 41垂直髮射系統
  • Mk53誘餌發射系統
  • 帶火控系統的超視距導彈:至少4x2,期望8x2
  • 海拉姆Mk15 Mod 31
  • SLQ-32(V)6水面電子戰改進計劃Block II
  • 戰術密碼系統
  • 1架無人機(MQ-8C或者未來類似機型)

2 主要要求

  • 2艘7米長的剛性充氣艇(RHIB)
  • AN/SLQ-61輕型拖拽聲納
  • AN/SQS-62變深聲納
  • AN/SQQ-89F水下武器/反潛艇武器作戰系統
  • 合作參與能力(CEC)
  • 360°光電/紅外集成系統
  • 任務控制系統(MCS)(MD-4A)
  • Mk110 57毫米火炮(發射先進低成本彈藥)
  • Mk160 火炮火控系統
  • Mk20 Mod 1光電觀察系統(EOSS)
  • 下一代水面搜索雷達
  • 地對地導彈模塊(長弓海爾法)
  • TB-37多功能拖拽聲吶陣列
  • UPX-29敵我識別系統

FFG(X)護衛艦的需求變化

  • 更多的武器

也許最值得注意的是,每個FFG(X)將一步到位裝備具有32單元的Mk 41垂直髮射系統(VLS)。 儘管當時就知道垂髮數量需要增加,最開始的基本要求還是隻有16單元。這種一步到位的佈置構成了FFG(X)的防空能力核心。海軍還表示,這些發射單元的主要武器將是四聯裝RIM-162演進型海麻雀導彈(ESSM)Block II型。這將使全艦最大裝載128枚這種導彈。

更強、更致命、更經濟——美國海軍下一代護衛艦FFG(X)計劃淺析

一個MK41垂直髮射單元可以裝4枚射程50公里的演進型海麻雀防空導彈

這些發射單元還可能在未來容納其他導彈,包括越來越強大和多用途的標準6導彈(SM-6)。 目前尚不清楚海軍是否有需求在FFG(X)上安裝更長的“打擊長度”Mk 41單元,從而讓它可以發射“戰斧”對陸攻擊巡航導彈。該船的主要防空傳感器按計劃還是擁有三面固定陣列的企業空中監視雷達(EASR)。它是一個可擴展性很強的系統,由一些獨立的雷達組成,每個雷達都在一個兩平方英尺的容器內。完整系統可以具有任意數量的這些獨立電子掃描單元,每個單元能夠執行單獨的功能或連接在一起以將它們的能量集中在單個任務上。FFG(X)上的EASR將採用三乘三乘三的佈局,每個面板各有九個較小的雷達模塊。這種雷達的其他版本也將被裝在未來的美國級兩棲攻擊艦“布干維爾號”和福特級航空母艦“約翰∙肯尼迪號”上。九模塊EASR的精度和最新宙斯盾系統的雷達SPY-1D(V)相當。

更強、更致命、更經濟——美國海軍下一代護衛艦FFG(X)計劃淺析

雷聲公司的EASR雷達(3x3模塊)

此外,坎貝爾的演講明確的表明,未來還需要整合RUM-139垂直髮射反潛火箭或VLA,以便為FFG(X)提供全天候防區外反潛武器。VLA攜帶輕型自導魚雷作為有效載荷,可以攻擊13英里之外的目標區域。在那裡,VLA會釋放該魚雷以便與敵方潛艇交戰。

現在還有一個進一步提高FFG(X)的反潛能力客觀要求,即加裝艦載魚雷發射管。海軍已經希望FFG(X)裝備兩種類型的拖曳聲納,以及一個固定的聲納陣列,以發現水下威脅。鑑於日益增長的潛在對手水下艦隊的範圍和能力,這一需求非常具有現實性和緊迫性。

關於護衛艦要求的另一個重要的新細節是,如果可能的話,海軍希望有兩個八聯裝發射器用於該艦的超視距反艦導彈。基本要求是不少於一對4聯裝發射器。幾乎可以肯定,FFG(X)採用的反艦導彈應該是雷神公司和挪威Kongsberg公司合作生產的海軍打擊導彈(NSM)。雷神公司和Kongsberg公司已經開始向海軍提供這些導彈,以裝備某些瀕海戰鬥艦(LCS)

更強、更致命、更經濟——美國海軍下一代護衛艦FFG(X)計劃淺析

射程158公里的NSM反艦導彈

海軍希望FFG(X)裝備的其他武器仍然保持不變。除了他們的各種導彈和反潛武器外,這些護衛艦將配備能夠發射先進低成本彈藥(AlaMO)制導炮彈的57毫米主炮,海拉姆近程防禦系統,以及其他機關炮和機關槍。

美國海軍現在還表示,它希望FFG(X)擁有足夠的空間和發電能力,以便在未來容納150千瓦的固態激光定向能武器。最初的要求只是要求空間和權力“保留未來的定向能源”。

一個150千瓦的系統將是護衛艦的重要補充,並且是對海軍現有的定向能源計劃進行的更廣泛升級。從2020年開始,美軍希望開始將60千瓦的海軍水面激光武器系統(SNLWS)集成到更大的阿利∙伯克級驅逐艦上。目前,美軍在“聖安東尼奧”級船塢登陸艦“波特蘭”號上安裝了一個30千瓦的原型系統。

無論激光系統的功率有多大,它的主要工作仍然是近距離防衛小型無人駕駛飛機以及小型有人駕駛和無人駕駛水面艦艇。在後一個角色中,它可能是對抗集群小艇的一個有用補充。取決於150千瓦系統的射程和輸出功率,它也可以作為擊毀來襲反艦導彈的額外防禦層。

更強、更致命、更經濟——美國海軍下一代護衛艦FFG(X)計劃淺析

藝術家眼中裝備激光武器的阿克∙伯利級驅逐艦擊落來襲敵方目標

  • 增加的傳感器和電子戰系統

除了主雷達之外,海軍還計劃讓護衛艦擁有一套強大的傳感器和電子戰能力,並和艦載MH-60R“海鷹”直升機和MQ-8C“火力偵察兵”無人機上的防區外系統結合作戰。例如,每個FFG(X)將具有SLQ-32(V)6水面電子戰改進計劃(SEWIP)Block II型系統。

SLQ-32(V)6可以干擾敵方雷達,以及對無線發射源進行地理定位,識別和分類。後面的這些功能為系統提供了重要的電子情報能力,使護衛艦能夠更好地瞭解周圍的潛在威脅,向分析人員提供信息,用於建立一個在廣闊區域間更大規模的敵軍電子戰態勢。

在SNA會議的演講中,坎貝爾博士還表示,現在的計劃是在新建造的護衛艦上有目的地安裝未來Block III系統的輕型版本,也稱為SLQ-32C(V)7或SEWIP Block III Lite。標準Block III系統具有自己的新型有源電子掃描陣列(AESA)發射器,與早期版本的系統相比,它提供了顯著的能力改進。該系統甚至可以發射高功率微波能量的脈衝,在物理上摧毀諸如反艦導彈在內的來襲威脅上的雷達導引頭或其他電子設備。

更強、更致命、更經濟——美國海軍下一代護衛艦FFG(X)計劃淺析

在測試架上安裝的全尺寸SLQ-32C(V)7組件

  • 合作參與能力(CEC)

每一艘FFG(X)都將擁有一系列通信系統和數據鏈路,以便與其他海軍艦隻,空中的飛機和岸上部隊交換信息。與所有海軍的艦艇一樣,這些護衛艦將使用CEC網絡連接在一起,該網絡是美國“

海軍綜合火力控制 - 防空(NIFC-CA)”概念的一部分。

這也再次提供了額外的態勢感知能力,以及快速交換目標信息的能力,這樣這些護衛艦就可以在他們自己的傳感器探測範圍之外和敵方軍隊交戰。這些艦隻也可以向其他戰艦或飛機提供相同類型的目標數據。

在後一種情況下,處以“雷達靜音”模式的戰鬥機可以向敵人發射遠程空對空導彈,同時隱藏自己的位置。這也將有助於緩解某些飛機上有限的“彈匣容量”問題,特別是F-35聯合攻擊戰鬥機等隱身平臺,它們不能在不犧牲其隱身能力的情況下再攜帶額外的外部掛載。

更強、更致命、更經濟——美國海軍下一代護衛艦FFG(X)計劃淺析

通過CEC網絡,聯網的友軍都能共享同一戰區態勢圖

CEC對於將來有人戰艦與無人水面艦艇的連接至關重要。海軍有一個長期的路線圖,在未來幾年內開發各種各樣的小型,中型和大型無人駕駛船隻和其他飛機。

中小型無人機已經越來越成熟,能夠作為持久的傳感器節點和分佈式輕型攻擊平臺。海軍現在也計劃建造更大的(通常而言長度會超過164英尺)無人駕駛船隻。他們會提供更多的能力。

為這些無人駕駛艦艇設計的潛在任務之一是作為攜帶防區外攻擊導彈的浮動武器庫,以增加水面特遣部隊的整體火力。通過CEC與FFG(X)等船隻以及其他友軍相連,這些無人武庫船甚至可以不需要攜帶自己的傳感器,從而為更多的武器提供額外空間。

更強、更致命、更經濟——美國海軍下一代護衛艦FFG(X)計劃淺析

美國海軍“海上獵人”中距無人水面艇

  • 系統通用性

但是對於所有這些新發展,美國海軍仍然堅持認為它不希望新的護衛艦包含任何只為某一特定船舶開發的特有系統。所有的武器,傳感器和其他設備都將與已有的或美軍正在開發的多種其他海軍艦艇上的系統通用,最少也能做到部分通用。

“我們在FFG(X)上投入的任何系統都不需要支付額外的整合費用,因為它將裝備我們已經擁有和知道的通用雷達和武器系統。”美國海軍作戰部長下屬海軍最高水面戰爭辦公室主任隆∙博克索(Ron Boxall)海軍少將在2019年1月早些時候的一次採訪中告訴《防務新聞》,“隨著我們越來越多地通過軟件升級這些系統,他們和使用同樣‘作戰系統’的其他系統之間變得天衣無縫。我們希望做到的事之一就是確保我們能夠預先確定這種通用性。“

通用性將有助於設備維護,因為可以在物流鏈中減少專門組件,並培訓專業人員來維護它們。這也將使培訓更簡化,重新分配人員從一艘船到另一艘船變得更容易,因為他們都知道如何操作相同武器,傳感器或其他特定通用設備。

美國海軍的目標是開發一種日益通用的作戰系統架構,以便在未來更加輕鬆地將水手從一種類型的船舶重新分配到另一種船舶上去。所有這些都將有助於軍隊節省資金,並幫助加快新兵培訓。這是他們迫切需要的。

競爭廠商與方案

眾所周知,正在開發的五種護衛艦設計中,常規的船體形狀都沒有發生劇烈變化。

澳斯托美國公司是唯一一家在SNA展示其現有設計模型的公司,該模型源於其獨立級瀕海戰鬥艦(LCS)。為了滿足美國海軍的要求,他們的新護衛艦比LCS長約40英尺,寬約一英尺。這個額外空間的大部分是在船尾,主要是為32單元Mk 41垂直髮射系統陣列提供空間。兩個四聯發超視距導彈發射器也在尾部。

更重要的是,澳斯托不得不放棄獨立級的噴水推進系統,而採用傳統的傳動軸和螺旋槳。這從一開始就是海軍的常規要求,並且軍方還要求某些發動機和傳動鏈部件間隔足夠大,以減少來自對手的單次打擊就使FFG(X)癱在水中的可能性。

更強、更致命、更經濟——美國海軍下一代護衛艦FFG(X)計劃淺析

澳斯托美國公司的FFG(X)設計方案模型的艦艉特寫

這些要求也影響了洛克希德·馬丁公司的產品,該產品源於他們的自由級瀕海戰鬥艦設計。因此,該公司的設計方案總體上也比現在的自由級更長。

“考慮到這些分離需求以及設計錯開組合齒輪/減速齒輪在左舷和右舷的配置,並在每一側都安裝一根軸,它確實需要更長的船。”洛克希德·馬丁的小型作戰人員和船舶系統副總裁喬·德·皮耶羅於2018年10月對《防務新聞》說道。“你必須有一定程度的分離,他們必須完全獨立。”

更強、更致命、更經濟——美國海軍下一代護衛艦FFG(X)計劃淺析

基於洛克希德馬丁公司自由級瀕海戰鬥艦的FFG(X)方案,該方案還沒有加進滿足海軍最新需求的修改

其他競爭對手也提出了完善的,專門建造的護衛艦設計。 意大利的Fincantieri海洋公司提出了基於其多任務歐洲護衛艦(FREMM)的衍生產品。該設計是與法國海軍集團合作設計的,基於此設計的戰艦現已在意大利,法國,摩洛哥和埃及海軍投入使用。x

更強、更致命、更經濟——美國海軍下一代護衛艦FFG(X)計劃淺析

Fincantieri海洋公司的FFG(X)設計基於反潛型FREMM船體方案

通用動力巴斯鋼鐵分部與西班牙的Navantia公司合作推出了基於後者F100護衛艦的FFG(X)版本。除了西班牙,挪威的新型護衛艦正在使用這種設計,澳大利亞也正在購買自己的F100版本。

目前參與FFG(X)計劃的最後一家公司是亨廷頓·英格斯船廠,該公司提出了一艘基於其巡邏護衛艦概念的設計方案,該概念本身來自海岸警衛隊的傳奇級國家安全快速巡邏艦(NSC)。

更強、更致命、更經濟——美國海軍下一代護衛艦FFG(X)計劃淺析

藝術家筆中基於巡邏護衛艦設計的亨廷頓·英格斯FFG(X)方案

白熱化的競爭

很難說哪家公司會最終贏得FFG(X)項目的最佳人選。澳斯托美國公司和洛克希德·馬丁公司顯然希望通過利用其各自LCS設計的現有經驗和工業能力來提供有吸引力的競標,但值得注意的是其他競爭者的方案也都是基於現有成熟產品的。

鑑於LCS表現不佳的記錄以及其難以適應更復雜的任務集,LCS的血統最終可能不會成為賣點。最初嘗試通過增加更多能力來提升兩級LCS的“小型水面戰鬥艦”設計仍然缺乏真正的防空能力,即使在中等風險的環境中也會有受到損傷的危險。

澳斯托美國公司和洛克希德·馬丁公司的確設計了LCS,以滿足美軍為靠近岸邊進行瀕海作戰船隻所規定的要求。目前還不清楚它們對更廣泛的FFG(X)作戰概念的適應性。必須進行的重大修改,包括修改整個推進系統,也給最終設計與其前代的實際相似程度打上了問號。

挪威皇家海軍的Fridtjof Nansen級護衛艦“Helge Ingstad”號在2018年11月與油輪相撞沉沒後,Navantia的F100設計也可能面臨更嚴格的審查。Fridtjof Nansens級護衛艦基於F100設計,他們的許多基本設計特徵都是相通的。

更強、更致命、更經濟——美國海軍下一代護衛艦FFG(X)計劃淺析

挪威”Helge Ingstad”號護衛艦在於油輪相撞後幾乎完全沉沒

2018年11月29日,挪威當局發佈了他們關於事故的第一份正式報告,該報告提出了關於船舶潛在設計缺陷是否會導致嚴重損害的問題。Navantia公司此後表示,對潛在故障的分析是草率的,並且對這些發現提出異議。挪威的報告肯定是基於有限的信息,因為挪威人還沒有將船重新打撈進幹船塢,進行全面檢查。

這些發展或任何未來問題是否會在最終的護衛艦競標中發揮作用仍有待觀察。美國海軍希望在2019年9月底之前發佈其最終的RFP。目標是在一年之內簽訂合同。之後,海軍將在2020年和2021年財政年度各購買一艘FFG(X),並以每年兩艘的速度購買剩餘的18艘船直到2030年財政年度。

更強、更致命、更經濟——美國海軍下一代護衛艦FFG(X)計劃淺析

計劃中的FFG(X)項目採購計劃


分享到:


相關文章: