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从对陆到多用途:点评美军新战舰十大新技术
添加时间:2018-02-02
  从对陆到多用途:点评美军新战舰十大新技术
DDG1000舰尾有宽大的直升机起降平台和机库,除直升机外,还将搭载RQ-8B无人机。   美国海军围绕新战略中的“海上基地”、“海上打击”和“海上盾牌”三大作战概念,正在发展一系列的新装备,其中主要有CVN 21航母、巡航导弹核潜艇、EA-18G电子战飞机、F一35B/C联合打击战斗机、MV一22倾转旋翼机、J-UCAS无人作战飞机、CH一53K重型运输机、EFV远征战斗车、“战术战斧”导弹等。DDG 1000驱逐舰自然也是其中的重点发展装备。

  多舛的命途

  DDG1000的研发工作进展一直不顺利,原因大致可以归纳为这样几点。一是与战略调整结合不紧密,在新的战略中定位不准,论证周期长,其间美国海军多次调整战略,需求也不断随之发生变化;二是过于追求高新技术,致使建造费用飙升,现在平均每艘造价33亿美元;三是与新一代巡洋舰的界线不明显,基本可以说是新一代巡洋舰的过渡舰。因此,该级舰在DD 21时期,开发的重点是对陆攻击能力,现在配合战略调整,逐步成为一型多用途舰,具备超过“宙斯盾”巡洋舰、驱逐舰的防空、反潜和打击能力。

  从上世纪80年代起,美国海军就开始深入地分析、论证2000年后水面舰艇该如何发展。90年代初,美海军开始设立专门主管机构负责SC 21(面向21世纪开发的水面作战舰艇的计划代号)项目技术开发工作,原计划在该项目之下,研制系列水面作战舰艇,以逐步替换现役的护卫舰、驱逐舰和巡洋舰。该项目的核心是发展21世纪的驱逐舰,1997年定名为DD 21计划,2000年首舰命名为“朱姆沃尔特”号,预计建造32艘。

  2001年布什政府上台后,对国家军事战略进行了新一轮调整,幷重新审核了在研的重大装备项目。国防部于11月宣布停止DD 21计划,随后以DD(X)计划取而代之,幷沿用DD21开发的新技术。其理由是经费紧张,为了有效利用有限的预研、建造费,不再单独研制、建造3个舰种,而是集中精力、财力开发新一代系列多用途舰,走横向技术一体化的发展道路。3个舰种是替代护卫舰的濒海战斗舰LCS、接替斯普鲁恩斯级驱逐舰的DD(X)、取代提康德罗加级巡洋舰的CG(X)。

  2002年4月,美国海军确定由诺斯罗普·格鲁曼公司担当DD(X)的主承包商,采办30艘,可没过多久,国防部进行了大幅度削减,最终可能只采办5~7艘,计划2007年开始建造,2013年服役。削减的原因是国会认为花费33亿美元买80个垂直发射装置和2座155毫米舰炮实在不值;巨大的超级驱逐舰与现行战略不相符,对灵活、快速作战的贡献不太,在设计上依然是过于注重对陆攻击,带有浓厚的“由海向陆”战略的味道,不具备多用途性,对反恐作战支持力度不足。它与CG(X)的区别不明显,从外观上看,只是加长舰体、拆除了2座155毫米炮塔,而动力系统和舰体是一样的。从作战能力上讲,CG(X)具备弹道导弹拦截能力,导弹数量更多、防空雷达系统的处理能力更强。

  2006年4月,DD(X)项目代号也改为DDG 1000,首舰仍以“朱姆沃尔特”命名。去掉项目代号中的x,标志着论证已经基本结束,即将转入施工设计和建造阶段。同年8月,巴斯钢铁公司获得 


  DDG 1000给人 


  MFR,VSR相控阵雷达擦亮双眼的“绝活”

  对驱逐舰来说,探测装备的重要性不言而喻。为此,美国海军在舰上加装了AN/SPY一3多功能雷达、广域搜索雷达(VSR)。它们代表着当今舰载雷达的发展水平,其应用无疑是为该舰装上了一对千里眼。

  AN/SPY一3多功能雷达(MFR)是一种x波段的主动式相控阵雷达,天线外形尺寸为2.72×2.08米,重约2.5吨,系统全重约20吨。布置在上层建筑的外壁上,前部左右舷各1块,后部1块。该雷达最大特点是低空搜索性能优异,可为各种舰载导弹提供目标指示,特别是对高超音速、掠海飞行的隐身巡航导弹具备很强的早期探测能力,这对未来的水面舰艇而言,至关重要。据说1部SPY一3多功能雷达就相当目前海军作战舰艇上5部以上雷达。

  广域搜索雷达(VSR)为S波段的主动式相控阵雷达,天线外形尺寸为4.06×3.86米,重约10吨,系统全重约28.5吨。具备三维搜索能力,范围从低空到高空,距离超过500千米。VSR雷达使用了全数字化的发射/接收模块和全新的天线阵结构,幷结合了最先进的技术(如直接数字采样、高动态率A/D转换器、高性能计算机和光纤接lCl),这些技术均源于商业通信、计算机、网络技术,幷根据海军对于雷达系统性能的要求进行了改进,在采办上具有风险低、费用少的特点。主要的技术风险是数字收发机处理带宽超过10吉赫兹的随机波形的精度。

  两型雷达有许多共同的特性,在许多方面也是通用的,MFR/VSR雷达成套配合使用,具有人力需求少、费用低等优点。它们的共性是对探测的目标进行精确的跟踪,提供目标指示,搜索/跟踪海上、陆上目标,获取反舰作战和对陆攻击所必要的信息,有限的广域搜索,区域搜索,利用目标发出的电磁信号,进行被动搜索/跟踪,毁伤评估等,其总耗的2000千瓦电力由辅助发电机供电。

  虽说它们有许多共同点,但是各有绝活,通常是各司其职。SPY一3主要负责水平方向的搜索/跟踪,探测潜望镜状态下航行的潜艇、海面漂浮的水雷,海上搜救与导航,搜索/跟踪无人机等低速空中目标,为舰空导弹提供目标照射、上传目标数据,目标识别、威胁判断等。VSR主要是利用自身宽大的雷达天线进行广域搜索、跟踪目标,幷负责海上的气象观测。

  两型雷达搭配使用可实现在广阔海域从海面到天顶半球内的精确探测,早期捕捉来袭的威胁目标,采取恰当的作战行动。这种搭配模式将是美国海军新一代舰艇的标准配置,除了在DDG 1000上使用以外,新一代航母上也将装备这两型雷达。其中,新航母上将用广域搜索雷达(VSR)替代现役的SPS一48E、SPS一49和SPN一43等单一功能的雷达,以达到减少雷达数量的目的。VSR还可为多功能雷达(MFR)提供目标提示。AN/SPY一3多功能雷达(MFR)将取代尼米兹级航母上的SPS一67、Mk 95照射雷达、SPQ一9B的Mk 23 TAS、SPN一41/46等多型雷达。MFR的设计目标是能够探测到绝大多数最先进的、特征信号值低的反舰巡航导弹(ASCM),幷为“改进型海麻雀”导弹(ESSM)、“标准”SM一2/SM一3导弹以及未来发展的反巡航导弹导弹提供火控照射。MFR雷达截面积小,自动化程度极高。

  


  舷侧垂发、隐身舰炮、水下战系统“三招”提升作战能力

  虽然在美国海军的舰艇发展中,“火力”的排序始终比苏联的舰艇(通常排在首位)靠后,现在排序是网络、电子设备、居住性、试航性、武器、航速,原因是水面作战舰艇最核心的任务是为航母护航,但是它的“火力”也不是一般舰艇可比的。

  DDG 1000将装备新研制的Mk 57舷侧垂直发射装置,装有80个发射单元,可以装载美国海军现役的各种舰空导弹和“战斧”对陆攻击导弹、“阿斯洛克”反潜导弹,以及正在研制的“标准”3/6导弹。 


  综合电力系统强壮“心脏”

  美国海军现役水面作战舰艇多是配备LM2500燃气轮机,由它驱动主轴,带动螺旋桨,而在DDG 1000上采用了综合电力系统(1PS)及电力推进装置。这是美国海军首次在水面作战舰艇上使用该系统。新系统可根据耗电量对发电量进行调整,从而大大提高电能的使用率。除了为推进系统供电以外,还可为全舰其他系统以及未来可能上舰的激光武器、电磁炮等新概念武器系统供电。综合电力系统的优点是,便于推进系统随时提速,而且安静性好;运用、维护成本低等。

  系统有主燃气轮机发电机、辅机,各2台,在竞标时罗尔斯’罗伊斯公司的MT30燃气轮机胜出。该燃气轮机是航空发动机“特伦特”800的衍生型,在环境温度26度时,单机最大持续功率为36兆瓦。最大的特点是瞬时提速快、噪音低、可靠性好。燃气轮机单机重6.2吨,包括交流发电机、机壳等外设在内,共重77吨。推进用的电机,曾几易方案,先是选用了小型、易维修的永磁同步电机,后因绝缘和温度等问题,改为先进感应电机(AIM),最近传出消息说,美国海军又看好高温超导电动机,功率为36.5兆瓦(约5万马力)。2台推进电机总输出功率达10万马力,可为该舰带来30节的航速。

  向舰内系统供电的是辅助发电机,采用2台通用动力公司的LM500燃气轮机,最大发电能力为3.8兆瓦。这里通过一组数字对比DDG1000和DDG51,以此加深对DDG1000的了解:在支援火力方面,它是DDG 51的3倍;在全舰综合防御能力方面,是DDG 51的10倍,在防御反舰导弹方面,作战能力增加了3倍;在浅水区域水雷战能力方面,增加了10倍;在雷达反射截面积方面,减少T50倍;人员编制只有142人,比DDG 51(314人)减少了62%。当然它的造价达33亿美元,是DDG 51的3倍多,这一致命问题使DDG 1000险些被扼杀在摇篮中。由于美国海军采取螺旋式渐进发展采办策略,DDG1000还会不断改进、完善。(来源:《舰船知识》杂志)