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国外护卫舰发展趋势浅析:隐身性和智能化成发展重点
送交者: 岚少爷 2020年05月18日22:12:59 于 [军事天地] 发送悄悄话

  导读:随着各种远程精确打击兵器与信息化武器装备技术的不断发展,以及水下智能作战能力的不断提高,各国海军都更加重视复杂对抗环境下海上作战能力的提升。近年来,美、英、法等国均在大力发展较为轻巧并且具有隐身性能的新一代护卫舰以完善航母作战体系,从而提高复杂对抗环境下的海上作战能力。护卫舰由于兼具反舰、防空、反潜,甚至有对陆攻击能力等多种作战能力而备受各国重视,因此,护卫舰已经成为世界上建造最多的军舰,与此同时新一代护卫舰的信息化、智能化、网络化程度更高,并且还可以搭载无人机和无人艇等无人作战平台。

  近年来,随着各国对领土、资源争夺以及国家间的海上争端导致的紧张局势正在促使各国海军致力于提高支持高端军事行动的能力,大力发展航母编队,而护卫舰作为航母编队中担负反潜、护航、侦察等任务的护卫核心,正是这些军事能力发展的中心之一。法、英、俄、美等国对护卫舰的设计与建造十分重视,均致力于研发适应未来信息化、网络化、智能化作战的新一代护卫舰。

  法国FDI型中型隐身护卫舰

  作为曾经的海军强国,法国多年来始终维持着一支规模较为庞大的舰队,用以维持其在海外领土上的存在感,其新一代FDI型护卫舰的建造旨在弥补水面舰艇的数量,并填补舰载防空与反潜力量的不足。

  法国FDI型护卫舰

  法国建造的多功能中型护卫舰——FDI型,将用于替换5艘现役“拉斐特”级,预计将于2023年交付法国海军,2025年正式服役。

  FDI采用逆船舷舰体,其航行阻力、抗雷达反射能力和耐波性表现优于传统舰首,因此具有远优于“拉斐特”级的隐身性能。

  “海火500”有源相控阵雷达的结构图

  该舰满载排水量约4500吨,舰长122米、宽18米,采用全柴推进(四具德国MTU 16V 8000 M91柴油机,总马力42900匹),最高航速27节,能够以15节航速巡航5000海里,自持力可达45天,舰员编制为125人(有28人的浮动空间)。

  FDI型护卫舰配备一个PSIM全景传感器和智能模块化桅杆,最大的亮点在于其采用了法国第一种四面固定阵列泰雷达——“海火500”有源相控阵雷达,其采用了先进的氮化镓(GaN)元器件工艺,性能甚至超过了美海军的SPY-1D(V)系列,对包括慢速低都卜勒效应目标、低雷达截面积目标和超音速高机动目标等都具有良好的追踪能力,并且具有以下五个特点。

  除了“海火500”之外,该舰还在集成桅杆中配备了AFAR与SETIS ASBU雷达。此外,该舰还装备了通信导航与电子战系统,并且法海军还少见地在“二等护卫舰”范畴里选配了完备的对空、对海与反潜全套水下探测设备。

  此外,FDI护卫舰的设计与建造还具备以下几大特点:

  • 引入增强现实技术(VR)360度全景覆盖屏幕的作战指挥室;

  • 第一种从设计之初就引入了“法国版CEC”——“多平台态势应对保持”系统的法国军舰;

  • 第一种将舰上雷达、光电、通信、电子战等系统都整合在一个整体的封闭式桅杆系统中的法国军舰;

  • 第一种舰上所用各种材料与设备从设计、建造、服役到除役拆解的整个寿命循环都符合环保标准的“绿色军舰”等。

  该舰舰载武装不仅设计可调整,还预留了充足的冗余空间,以便于容纳更多装备。

  FDI型护卫舰的舰尾直升机甲板可携带一架NH90“凯门鳄”舰载直升机与一架无人直升机,并集成了海军集团的SETIS作战管理系统,具有出色的防空性能与多目标拦截能力。综合而言,FDI护卫舰装备是一款高度信息化与智能化的水面舰艇,武装覆盖了反舰、防空、反潜等主要作战用途,尤其将成为法国海军未来舰载防空力量的重要补充。

  英国

  26型高端反潜护卫舰

  26型护卫舰是英国海军的重点项目,初期主要是为了替换22型和23型护卫舰,增强全球作战与部署的能力,是未来英国海军水面战舰的主力舰艇。26型护卫舰目前有2艘在建,预计首艘26型护卫舰将在2020年左右服役,满载排水量8000吨,续航力7000海里,自持力达到60天,能够随航母进行远洋作战。

  26型护卫舰

  26型护卫舰在全电推进、一体化桅杆等设计方面十分先进。不仅采用了45型驱逐舰的隐身设计,上层建筑简化,具有明显的内倾角,桅杆集成度较高,同时该舰的舰桥容积进一步扩大,完全与船舷结为一体,具备出色的雷达隐身性。

  此外,26型护卫舰的战斗管理系统、软硬件设备以及防空导弹系统也是其亮点所在。

  该型护卫舰的武器采用模块化配置,能够根据任务选择不同模块。

  此外,26型护卫舰能够搭载HM Mk.1梅林反潜直升机以及小型无人机,能够通过MK41垂发系统发射阿斯洛克反潜导弹,具备一定的反潜作战能力。

  综合而言,26型护卫舰具备一定的综合作战能力,其隐身设计堪称是在同级别水面舰艇中的佼佼者,未来可在全球部署。

  31型多功能护卫舰——外销“箭矢-140”型

  英国于2019年底开始动工建造首艘31型护卫舰——“箭矢-140”,在设计上与丹麦皇家海军“伊万·休特菲尔德”级护卫舰在规格大小、舰型设计和任务模块等方面极为相似,首舰将于2023年交付。

  “箭矢-140”型护卫舰

  英国将该型护卫舰定位为比26型护卫舰低档的二线巡逻护卫舰,排水量5700~6000吨,为大型护卫舰,推进系统沿用“伊万·休特菲尔德”级护卫舰的复合柴柴推进系统,总功率32.8MW(约44000马力),航速28节,航速12节时续航力为9000海里。其设计旨在建造不仅可以进行近海巡航,还能够执行远海任务的护卫舰。

  该型护卫舰将首次在皇家海军战斗舰艇上采用法国的“TACTICOS”战斗管理系统,该战斗系统具有开放式架构和模块化特点,可扩展性强。除了“海受体”防空导弹,TACTICOS能够与该型护卫舰上所使用的大多数船电武器相结合。

  “箭矢-140”型护卫舰总体布置图

  “箭矢-140”型护卫舰在主桅杆顶上安装一座旋转式泰雷兹集团的NS-100型S波段单面旋转阵列多功能雷达,该雷达为非常轻量化的新型有源电子扫描阵列雷达,有效对空搜索距离为200公里,俯仰角度为70度,具备广播式自动相关监视与船舶自动识别的能力,其性能优于26型护卫舰的主雷达。

  为应对小艇或无人机“集群攻击”的威胁,31型护卫舰将安装至少3个中小口径舰炮系统,用于处理多个小目标,包括1000发备弹在内的整个舰炮系统重约14吨,将针对多个迫近目标进行优化(并未针对岸轰)。

  “箭矢-140”型护卫舰共有四个任务舱,能够放置四个20英尺标准集装箱或皇家海军的9.5吨硬壳突击艇,无人艇、无人潜航器的任务控制设备或额外人员使用的舱室。

  该舰的一大优势是冗余度很高,可以在未来增加额外的船电武装,包括未来的皇家海军反舰/陆对陆打击导弹,也能够为航母打击群提供较为可靠的护航,尽管其反潜能力非常有限,但未来可能会在舰上的多任务舱里部署反潜模块。

  综合分析可知,26型护卫舰是高端反潜护卫舰,同时也能给执行反舰、对陆打击、布雷、远洋巡逻等任务,但造价高昂;31型多任务护卫舰,建造成本较低,能够承担增加舰艇数量、执行日常勤务,并融入航母编队作战的使命,未来将主要执行巡逻警戒、反海盗、商船护航、日常演习与军事出访等任务。

  俄罗斯

  俄罗斯的大中型水面舰艇不断老化、退役,其大型水面舰艇得不到有效补充,因此俄海军近年来在装备重火力小型水面舰艇的同时,不仅注重能够执行近海与远洋任务的护卫舰,还在加大大型护卫舰的设计与建造力度。

  20385型多功能护卫舰

  俄罗斯20385型多功能护卫舰由“金刚石”中央海洋设计局研发,旨在用于反舰与反潜,保护登陆部队和沿海地带。其满载排水量为2500吨,长104米,宽13米,采用CODAD动力系统,搭载了两台DDA12000柴油机(单台功率11660马力),最高航速27节,航程为3500海里,自持力15天,乘员99人。

  20385型多功能护卫舰之首舰“轰鸣号”

  20385型护卫舰采用新型一体化封闭桅杆构造,其最核心的技术升级在于采用了性能顶尖的舰载电子系统,采用了可以媲美他国大型驱逐舰神盾雷达的“壁虎”综合射频系统实现了雷达与电子对抗核心系统一体化,提高舰载电子系统的运行效率的同时,更大大提高了舰艇的隐身性能。

  舰载武器方面,20385型装备了1门A-190-01型100毫米自动炮、2门AK-630M型30毫米近防炮,其8联装3S14垂直发射装置可发射“口径”与“宝石”系列超音速反舰巡航导弹,船尾飞行甲板两侧的16个垂直发射单元,可装载16枚9M96或64枚9M100防空导弹,对于护卫舰而言,其武器配置相当强大。

  此外,该舰还安装了一系列无线电定位和电子控制系统,设置了一座卡-27直升机机库,交付后将服役于俄太平洋舰队,主要用于探测和摧毁敌方潜艇和水面舰艇,为部队登陆提供支援等近海作战任务。

  与西方同类舰艇相比,20385型护卫舰的战术性能和丰富武器使其成为真正的多功能军舰,首舰“轰鸣”号护卫舰是应用先进海军技术的典范。

  22350M中型防空导弹护卫舰

  22350中型防空导弹护卫舰的武器系统配置十分豪华,特别是其装备了具备区域防空能力的中程舰空导弹,并使用了舰载导弹垂直发射系统。在该舰基础上,俄罗斯北方设计局已经开始制定现代化升级版22350M型护卫舰的结构设计文件,性能将大幅提高。

  • 22350M排水量将由4500吨增加到7000吨;

  • 可携带的“口径”巡航导弹的最大弹药基数将达到48枚(22350型护卫舰仅可以携带16枚“口径”巡航导弹);

  • 将获得一套通用的自动火控系统,适用于所有类型的舰载武器——舰炮、防空导弹、防空、反舰、反潜和无线电武器等等,从而大大提高其战斗能力,并且未来“锆石”高超音速导弹也将装备该型护卫舰。

  20386型隐身远洋护卫舰

  20386型护卫舰的设计旨在强调远洋水面护航巡逻这样的低烈度任务,缓解俄罗斯主战舰队压力,相较于20380型,20386型舰长由90米提高到109米,排水量上升到3500吨,续航力也提高到6000海里,削减了武备数量,更强调该舰的适航性、宜居性,并且具备更强的多任务执行能力,将于2021年下水。

  20386型护卫舰模型

  20386型护卫舰最大的设计特点在于采用了中置一体成形舰岛设计以大大优化隐身性能,加之整个舰岛采用玻璃纤维及碳纤维组成的难燃型多层夹芯复合材料,不仅提高了航行稳定性,而且由于该复合材料的低热导率、低雷达波反射、低红外以及低磁性,更是大大提高了该舰的隐身性能。

  该舰采用了与20380型相同的舰体平台,但动力系统更为精进,采用了“燃燃-柴电交替”系统,主燃气轮机为俄罗斯国产化GTE M90FR(单机2.75万马力),结合两组柴-电动力系统(电动机推进为4400马力)。

  20386型护卫舰的武器布置更强调战场机动以及防空、反舰、反潜武器作战能力的均衡性,充分结合了基本配置武器和可拆卸模块化武器套件的方式,以大大提高武器配置的灵活性与火力强度,并且在较小的排水量条件下实现了不同任务下的武器与荷载携带量,扩展其可执行的任务范围。

  此外,该舰的烟道后方还安装了两座传统的AK-630速射机炮。

  20386型将采用与“基洛夫”级巡洋舰相同的升降式直升机库,直升机平台两侧安装有两具多管反蛙人火箭,后部两侧为中通的模块化多任务甲板,能同时容纳两艘临检突击艇与两个标准集装箱。

  无论隐身性能、动力系统、武器系统或是电子设备等均使得20386型护卫舰成为俄罗斯在建的最现代化的水面舰艇之一。

  美国FFG未来型护卫舰

  “未来护卫舰”(FFG(X))是美国海军的一款多任务导弹护卫舰,作为美海军现役的濒海战斗舰的后续舰种,已于2017年7月由美国国防部公布,美海军预计将建造总共20艘“未来护卫舰”。

  FFG(X)护卫舰模型

  作为美国海军“分布式海上作战”概念的一部分,“未来护卫舰”将扩大美海军水面力量的传感器和武器的影响力,以增强舰队的整体战略视图,并同时影响敌方的情报、监视、侦察和跟踪行动。

  美海军对FFG(X)的能力需求示意图

  美国海军要求“FFG(X)”必须满足以下条件:

  • 可执行防空、反舰、反潜及电子战等作战任务;

  • 具备局部区域防空能力,区域防空覆盖范围小于巡洋舰和驱逐舰;

  • 既能在远海作战,也能在近海作战;

  • 既可独立执行任务,也可作为海军大型编队的一部分。

  “未来护卫舰”将以三面固定阵列的雷神“进取”型空中监视雷达为防空核心,预计将配备如下系统与装备:

  • COMBATSS-21型作战管理系统(基于“宙斯盾”系统研发),

  • 32单元MK-41垂直发射系统(将采用MK-49 21联装的“拉姆”短程防空导弹,并且该系统需要兼容“标准2”Block 3C区域防空导弹、“改进型海麻雀”以及规划中的新型垂直发射反潜武器等);

  • 超视距反舰导弹(至少8枚、目标16枚),舰炮则维持MK-110型57毫米70倍径舰炮以及“先进低成本炮弹”。

  此外,该舰还将把MK-41兼容反潜导弹、新增反潜鱼雷发射装置列为目标,并且将装备能够与其他船只与飞机共享作战信息的CEC数据链。

  FFG(X)是一型具备防空、反舰、反潜战能力的多功能“宙斯盾”护卫舰,强调先进的态势感知与数据传输能力,以满足分布式作战概念下对舰艇平台的必然要求,将在多目标作战、联合作战、区域防空反导等诸多任务模块上实现跨越,从而使美军不仅能够对敌人实行精准的打击,更能够灵活地协同航母实行分散作战,未来将是LCS“濒海战斗舰”系列的继任者,成为美国海军的当家主力。

  通过对国外新一代护卫舰的调研分析可知,尽管新一代护卫舰的设计建造会因为各国国情而有所不同,但护卫舰作为平时能执行近沿海巡逻、警戒、护航、搜救等战备任务,战时能进行反潜等作战任务的核心水面舰艇,无论轻型护卫舰或是远洋护卫舰,各国均十分重视其隐身性能与智能化水平的提高。

  总之,未来护卫舰将沿着如下趋势发展:

  • 增强防空、反导与精确打击能力,在更为先进的平台上改装各种新型导弹,推广使用垂直发射技术,装备多管小口径炮近程反导系统;

  • 更加强化反潜作战能力,大型声呐系统不断配套升级,同时装备反潜直升机;

  • 提高护卫舰的现代化改装能力,采用模块化设计与建造;

  • 进一步提高战斗效能,更多地应用小型化现代武器装备和电子设备;

  • 更注重隐身性能的提高,采用低热导率、低雷达波反射、低红外以及低磁性的建造材料,将雷达与电子设备进行整合,采用一体化舰身设计与一体化桅杆,简化上层建筑并节约舰体空间。

  小结:由于各国防务费用的不断增加,大量地区海上争端与问题的出现,以及先进海上能力的不断发展,使得各国对新一代护卫舰的设计与建造日愈关注。其中,法、英、美各国侧重于利用护卫舰完善航母作战体系,而俄罗斯则更注重单舰武器系统的完善与强化。尽管各国对护卫舰的需求因为国情而有所不同,但均十分重视护卫舰隐身性能与智能化水平的提高,因此新一代护卫舰势必沿着高隐身性、智能化的方向进一步发展。


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