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國外護衛艦發展趨勢淺析:隱身性和智能化成發展重點
送交者: 嵐少爺 2020年05月18日22:12:59 於 [軍事天地] 發送悄悄話

  導讀:隨着各種遠程精確打擊兵器與信息化武器裝備技術的不斷發展,以及水下智能作戰能力的不斷提高,各國海軍都更加重視複雜對抗環境下海上作戰能力的提升。近年來,美、英、法等國均在大力發展較為輕巧並且具有隱身性能的新一代護衛艦以完善航母作戰體系,從而提高複雜對抗環境下的海上作戰能力。護衛艦由於兼具反艦、防空、反潛,甚至有對陸攻擊能力等多種作戰能力而備受各國重視,因此,護衛艦已經成為世界上建造最多的軍艦,與此同時新一代護衛艦的信息化、智能化、網絡化程度更高,並且還可以搭載無人機和無人艇等無人作戰平台。

  近年來,隨着各國對領土、資源爭奪以及國家間的海上爭端導致的緊張局勢正在促使各國海軍致力於提高支持高端軍事行動的能力,大力發展航母編隊,而護衛艦作為航母編隊中擔負反潛、護航、偵察等任務的護衛核心,正是這些軍事能力發展的中心之一。法、英、俄、美等國對護衛艦的設計與建造十分重視,均致力於研發適應未來信息化、網絡化、智能化作戰的新一代護衛艦。

  法國FDI型中型隱身護衛艦

  作為曾經的海軍強國,法國多年來始終維持着一支規模較為龐大的艦隊,用以維持其在海外領土上的存在感,其新一代FDI型護衛艦的建造旨在彌補水面艦艇的數量,並填補艦載防空與反潛力量的不足。

  法國FDI型護衛艦

  法國建造的多功能中型護衛艦——FDI型,將用於替換5艘現役“拉斐特”級,預計將於2023年交付法國海軍,2025年正式服役。

  FDI採用逆船舷艦體,其航行阻力、抗雷達反射能力和耐波性表現優於傳統艦首,因此具有遠優於“拉斐特”級的隱身性能。

  “海火500”有源相控陣雷達的結構圖

  該艦滿載排水量約4500噸,艦長122米、寬18米,採用全柴推進(四具德國MTU 16V 8000 M91柴油機,總馬力42900匹),最高航速27節,能夠以15節航速巡航5000海里,自持力可達45天,艦員編制為125人(有28人的浮動空間)。

  FDI型護衛艦配備一個PSIM全景傳感器和智能模塊化桅杆,最大的亮點在於其採用了法國第一種四面固定陣列泰雷達——“海火500”有源相控陣雷達,其採用了先進的氮化鎵(GaN)元器件工藝,性能甚至超過了美海軍的SPY-1D(V)系列,對包括慢速低都卜勒效應目標、低雷達截面積目標和超音速高機動目標等都具有良好的追蹤能力,並且具有以下五個特點。

  除了“海火500”之外,該艦還在集成桅杆中配備了AFAR與SETIS ASBU雷達。此外,該艦還裝備了通信導航與電子戰系統,並且法海軍還少見地在“二等護衛艦”範疇里選配了完備的對空、對海與反潛全套水下探測設備。

  此外,FDI護衛艦的設計與建造還具備以下幾大特點:

  • 引入增強現實技術(VR)360度全景覆蓋屏幕的作戰指揮室;

  • 第一種從設計之初就引入了“法國版CEC”——“多平台態勢應對保持”系統的法國軍艦;

  • 第一種將艦上雷達、光電、通信、電子戰等系統都整合在一個整體的封閉式桅杆系統中的法國軍艦;

  • 第一種艦上所用各種材料與設備從設計、建造、服役到除役拆解的整個壽命循環都符合環保標準的“綠色軍艦”等。

  該艦艦載武裝不僅設計可調整,還預留了充足的冗餘空間,以便於容納更多裝備。

  FDI型護衛艦的艦尾直升機甲板可攜帶一架NH90“凱門鱷”艦載直升機與一架無人直升機,併集成了海軍集團的SETIS作戰管理系統,具有出色的防空性能與多目標攔截能力。綜合而言,FDI護衛艦裝備是一款高度信息化與智能化的水面艦艇,武裝覆蓋了反艦、防空、反潛等主要作戰用途,尤其將成為法國海軍未來艦載防空力量的重要補充。

  英國

  26型高端反潛護衛艦

  26型護衛艦是英國海軍的重點項目,初期主要是為了替換22型和23型護衛艦,增強全球作戰與部署的能力,是未來英國海軍水面戰艦的主力艦艇。26型護衛艦目前有2艘在建,預計首艘26型護衛艦將在2020年左右服役,滿載排水量8000噸,續航力7000海里,自持力達到60天,能夠隨航母進行遠洋作戰。

  26型護衛艦

  26型護衛艦在全電推進、一體化桅杆等設計方面十分先進。不僅採用了45型驅逐艦的隱身設計,上層建築簡化,具有明顯的內傾角,桅杆集成度較高,同時該艦的艦橋容積進一步擴大,完全與船舷結為一體,具備出色的雷達隱身性。

  此外,26型護衛艦的戰鬥管理系統、軟硬件設備以及防空導彈系統也是其亮點所在。

  該型護衛艦的武器採用模塊化配置,能夠根據任務選擇不同模塊。

  此外,26型護衛艦能夠搭載HM Mk.1梅林反潛直升機以及小型無人機,能夠通過MK41垂髮系統發射阿斯洛克反潛導彈,具備一定的反潛作戰能力。

  綜合而言,26型護衛艦具備一定的綜合作戰能力,其隱身設計堪稱是在同級別水面艦艇中的佼佼者,未來可在全球部署。

  31型多功能護衛艦——外銷“箭矢-140”型

  英國於2019年底開始動工建造首艘31型護衛艦——“箭矢-140”,在設計上與丹麥皇家海軍“伊萬·休特菲爾德”級護衛艦在規格大小、艦型設計和任務模塊等方面極為相似,首艦將於2023年交付。

  “箭矢-140”型護衛艦

  英國將該型護衛艦定位為比26型護衛艦低檔的二線巡邏護衛艦,排水量5700~6000噸,為大型護衛艦,推進系統沿用“伊萬·休特菲爾德”級護衛艦的複合柴柴推進系統,總功率32.8MW(約44000馬力),航速28節,航速12節時續航力為9000海里。其設計旨在建造不僅可以進行近海巡航,還能夠執行遠海任務的護衛艦。

  該型護衛艦將首次在皇家海軍戰鬥艦艇上採用法國的“TACTICOS”戰鬥管理系統,該戰鬥系統具有開放式架構和模塊化特點,可擴展性強。除了“海受體”防空導彈,TACTICOS能夠與該型護衛艦上所使用的大多數船電武器相結合。

  “箭矢-140”型護衛艦總體布置圖

  “箭矢-140”型護衛艦在主桅杆頂上安裝一座旋轉式泰雷茲集團的NS-100型S波段單面旋轉陣列多功能雷達,該雷達為非常輕量化的新型有源電子掃描陣列雷達,有效對空搜索距離為200公里,俯仰角度為70度,具備廣播式自動相關監視與船舶自動識別的能力,其性能優於26型護衛艦的主雷達。

  為應對小艇或無人機“集群攻擊”的威脅,31型護衛艦將安裝至少3個中小口徑艦炮系統,用於處理多個小目標,包括1000發備彈在內的整個艦炮系統重約14噸,將針對多個迫近目標進行優化(並未針對岸轟)。

  “箭矢-140”型護衛艦共有四個任務艙,能夠放置四個20英尺標準集裝箱或皇家海軍的9.5噸硬殼突擊艇,無人艇、無人潛航器的任務控制設備或額外人員使用的艙室。

  該艦的一大優勢是冗餘度很高,可以在未來增加額外的船電武裝,包括未來的皇家海軍反艦/陸對陸打擊導彈,也能夠為航母打擊群提供較為可靠的護航,儘管其反潛能力非常有限,但未來可能會在艦上的多任務艙里部署反潛模塊。

  綜合分析可知,26型護衛艦是高端反潛護衛艦,同時也能給執行反艦、對陸打擊、布雷、遠洋巡邏等任務,但造價高昂;31型多任務護衛艦,建造成本較低,能夠承擔增加艦艇數量、執行日常勤務,並融入航母編隊作戰的使命,未來將主要執行巡邏警戒、反海盜、商船護航、日常演習與軍事出訪等任務。

  俄羅斯

  俄羅斯的大中型水面艦艇不斷老化、退役,其大型水面艦艇得不到有效補充,因此俄海軍近年來在裝備重火力小型水面艦艇的同時,不僅注重能夠執行近海與遠洋任務的護衛艦,還在加大大型護衛艦的設計與建造力度。

  20385型多功能護衛艦

  俄羅斯20385型多功能護衛艦由“金剛石”中央海洋設計局研發,旨在用於反艦與反潛,保護登陸部隊和沿海地帶。其滿載排水量為2500噸,長104米,寬13米,採用CODAD動力系統,搭載了兩台DDA12000柴油機(單台功率11660馬力),最高航速27節,航程為3500海里,自持力15天,乘員99人。

  20385型多功能護衛艦之首艦“轟鳴號”

  20385型護衛艦採用新型一體化封閉桅杆構造,其最核心的技術升級在於採用了性能頂尖的艦載電子系統,採用了可以媲美他國大型驅逐艦神盾雷達的“壁虎”綜合射頻系統實現了雷達與電子對抗核心系統一體化,提高艦載電子系統的運行效率的同時,更大大提高了艦艇的隱身性能。

  艦載武器方面,20385型裝備了1門A-190-01型100毫米自動炮、2門AK-630M型30毫米近防炮,其8聯裝3S14垂直發射裝置可發射“口徑”與“寶石”系列超音速反艦巡航導彈,船尾飛行甲板兩側的16個垂直發射單元,可裝載16枚9M96或64枚9M100防空導彈,對於護衛艦而言,其武器配置相當強大。

  此外,該艦還安裝了一系列無線電定位和電子控制系統,設置了一座卡-27直升機機庫,交付後將服役於俄太平洋艦隊,主要用於探測和摧毀敵方潛艇和水面艦艇,為部隊登陸提供支援等近海作戰任務。

  與西方同類艦艇相比,20385型護衛艦的戰術性能和豐富武器使其成為真正的多功能軍艦,首艦“轟鳴”號護衛艦是應用先進海軍技術的典範。

  22350M中型防空導彈護衛艦

  22350中型防空導彈護衛艦的武器系統配置十分豪華,特別是其裝備了具備區域防空能力的中程艦空導彈,並使用了艦載導彈垂直發射系統。在該艦基礎上,俄羅斯北方設計局已經開始制定現代化升級版22350M型護衛艦的結構設計文件,性能將大幅提高。

  • 22350M排水量將由4500噸增加到7000噸;

  • 可攜帶的“口徑”巡航導彈的最大彈藥基數將達到48枚(22350型護衛艦僅可以攜帶16枚“口徑”巡航導彈);

  • 將獲得一套通用的自動火控系統,適用於所有類型的艦載武器——艦炮、防空導彈、防空、反艦、反潛和無線電武器等等,從而大大提高其戰鬥能力,並且未來“鋯石”高超音速導彈也將裝備該型護衛艦。

  20386型隱身遠洋護衛艦

  20386型護衛艦的設計旨在強調遠洋水面護航巡邏這樣的低烈度任務,緩解俄羅斯主戰艦隊壓力,相較於20380型,20386型艦長由90米提高到109米,排水量上升到3500噸,續航力也提高到6000海里,削減了武備數量,更強調該艦的適航性、宜居性,並且具備更強的多任務執行能力,將於2021年下水。

  20386型護衛艦模型

  20386型護衛艦最大的設計特點在於採用了中置一體成形艦島設計以大大優化隱身性能,加之整個艦島採用玻璃纖維及碳纖維組成的難燃型多層夾芯複合材料,不僅提高了航行穩定性,而且由於該複合材料的低熱導率、低雷達波反射、低紅外以及低磁性,更是大大提高了該艦的隱身性能。

  該艦採用了與20380型相同的艦體平台,但動力系統更為精進,採用了“燃燃-柴電交替”系統,主燃氣輪機為俄羅斯國產化GTE M90FR(單機2.75萬馬力),結合兩組柴-電動力系統(電動機推進為4400馬力)。

  20386型護衛艦的武器布置更強調戰場機動以及防空、反艦、反潛武器作戰能力的均衡性,充分結合了基本配置武器和可拆卸模塊化武器套件的方式,以大大提高武器配置的靈活性與火力強度,並且在較小的排水量條件下實現了不同任務下的武器與荷載攜帶量,擴展其可執行的任務範圍。

  此外,該艦的煙道後方還安裝了兩座傳統的AK-630速射機炮。

  20386型將採用與“基洛夫”級巡洋艦相同的升降式直升機庫,直升機平台兩側安裝有兩具多管反蛙人火箭,後部兩側為中通的模塊化多任務甲板,能同時容納兩艘臨檢突擊艇與兩個標準集裝箱。

  無論隱身性能、動力系統、武器系統或是電子設備等均使得20386型護衛艦成為俄羅斯在建的最現代化的水面艦艇之一。

  美國FFG未來型護衛艦

  “未來護衛艦”(FFG(X))是美國海軍的一款多任務導彈護衛艦,作為美海軍現役的瀕海戰鬥艦的後續艦種,已於2017年7月由美國國防部公布,美海軍預計將建造總共20艘“未來護衛艦”。

  FFG(X)護衛艦模型

  作為美國海軍“分布式海上作戰”概念的一部分,“未來護衛艦”將擴大美海軍水面力量的傳感器和武器的影響力,以增強艦隊的整體戰略視圖,並同時影響敵方的情報、監視、偵察和跟蹤行動。

  美海軍對FFG(X)的能力需求示意圖

  美國海軍要求“FFG(X)”必須滿足以下條件:

  • 可執行防空、反艦、反潛及電子戰等作戰任務;

  • 具備局部區域防空能力,區域防空覆蓋範圍小於巡洋艦和驅逐艦;

  • 既能在遠海作戰,也能在近海作戰;

  • 既可獨立執行任務,也可作為海軍大型編隊的一部分。

  “未來護衛艦”將以三面固定陣列的雷神“進取”型空中監視雷達為防空核心,預計將配備如下系統與裝備:

  • COMBATSS-21型作戰管理系統(基於“宙斯盾”系統研發),

  • 32單元MK-41垂直發射系統(將採用MK-49 21聯裝的“拉姆”短程防空導彈,並且該系統需要兼容“標準2”Block 3C區域防空導彈、“改進型海麻雀”以及規劃中的新型垂直發射反潛武器等);

  • 超視距反艦導彈(至少8枚、目標16枚),艦炮則維持MK-110型57毫米70倍徑艦炮以及“先進低成本炮彈”。

  此外,該艦還將把MK-41兼容反潛導彈、新增反潛魚雷發射裝置列為目標,並且將裝備能夠與其他船隻與飛機共享作戰信息的CEC數據鏈。

  FFG(X)是一型具備防空、反艦、反潛戰能力的多功能“宙斯盾”護衛艦,強調先進的態勢感知與數據傳輸能力,以滿足分布式作戰概念下對艦艇平台的必然要求,將在多目標作戰、聯合作戰、區域防空反導等諸多任務模塊上實現跨越,從而使美軍不僅能夠對敵人實行精準的打擊,更能夠靈活地協同航母實行分散作戰,未來將是LCS“瀕海戰鬥艦”系列的繼任者,成為美國海軍的當家主力。

  通過對國外新一代護衛艦的調研分析可知,儘管新一代護衛艦的設計建造會因為各國國情而有所不同,但護衛艦作為平時能執行近沿海巡邏、警戒、護航、搜救等戰備任務,戰時能進行反潛等作戰任務的核心水面艦艇,無論輕型護衛艦或是遠洋護衛艦,各國均十分重視其隱身性能與智能化水平的提高。

  總之,未來護衛艦將沿着如下趨勢發展:

  • 增強防空、反導與精確打擊能力,在更為先進的平台上改裝各種新型導彈,推廣使用垂直發射技術,裝備多管小口徑炮近程反導系統;

  • 更加強化反潛作戰能力,大型聲吶系統不斷配套升級,同時裝備反潛直升機;

  • 提高護衛艦的現代化改裝能力,採用模塊化設計與建造;

  • 進一步提高戰鬥效能,更多地應用小型化現代武器裝備和電子設備;

  • 更注重隱身性能的提高,採用低熱導率、低雷達波反射、低紅外以及低磁性的建造材料,將雷達與電子設備進行整合,採用一體化艦身設計與一體化桅杆,簡化上層建築並節約艦體空間。

  小結:由於各國防務費用的不斷增加,大量地區海上爭端與問題的出現,以及先進海上能力的不斷發展,使得各國對新一代護衛艦的設計與建造日愈關注。其中,法、英、美各國側重於利用護衛艦完善航母作戰體系,而俄羅斯則更注重單艦武器系統的完善與強化。儘管各國對護衛艦的需求因為國情而有所不同,但均十分重視護衛艦隱身性能與智能化水平的提高,因此新一代護衛艦勢必沿着高隱身性、智能化的方向進一步發展。


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