敘佛倫級(梭魚型)核能攻擊潛艦

(上與下) 2014年歐洲海軍展(Euronaval 2014)中展出的梭魚型的模型。

注意後方就是從梭魚衍生而來的SMX Ocean重型柴電攻擊潛艦的模型。

梭魚型的剖面想像圖。

(上與下)DCNS在2014年歐洲海軍展中公開的SMX Ocean大型柴電潛艦,以梭魚型核能攻擊潛艦為

基礎開發而成,配備新型燃料電池以及包含垂直發射器在內的大量武裝,帆罩後方

則設置一個可容納水下載具與特戰載具的大型容器。後來DCNS投標澳洲SEA 1000潛艦案

的短鰭梭魚(Shortfin Barracuda)方案就是以SMX Ocean為基礎。在2016年4月26日,澳洲宣布

由DCNS的短鰭梭魚獲勝。

在2016年4月26日,法國DCNS在巴黎總部展出的短鰭梭魚型柴電攻擊潛艦模型。

就在這一天,澳洲正式宣布由DCNS獲得澳洲SEA 1000潛艦案的獨家議約權。

短鰭梭魚型柴電攻擊潛艦想像圖。

在瑟堡造船廠建造中的梭魚級首艦敘佛倫號(Suffren)艦首段,攝於2016年5月27日。

在瑟堡造船廠建造中的敘佛倫號艦體中部分段(含帆罩),攝於2016年5月27日。

在瑟堡造船廠建造中的敘佛倫號,攝於2016年4月26日。

在瑟堡造船廠建造中的敘佛倫號,攝於2017年7月9日。

建造中的敘佛倫號

在瑟堡造船廠建造中的梭魚級首艦敘佛倫號,攝於2018年5月7日。此照片中,潛艦艦體外觀基本完成。

然而由於某些重大問題(外界傳言是反應器問題或系統整合問題),導致敘佛倫號遲遲無法下水,

建造進度至少已經落後三年以上。

(上與下三張)在2019年7月4日至5日,建造完成的敘佛倫號從組裝設施中移動到下水設施。

敘佛倫號在2019年7月12日舉行了命名洗禮儀式。

(上與下三張)敘佛倫號的控制中樞

敘佛倫號舒適的官廳。

──by captain Picard

艦名/使用國 敘佛倫級(梭魚型)核能攻擊潛艦/法國

(Le Suffren Class/Barracuda)

承造國/承造廠 法國/DCNS, Cherbourg
尺寸(公尺) 長97~99.4  寬8.8 浮航吃水7.3
排水量(ton)

浮航4765

潛航5300

動力系統/軸馬力

DCNS/AREVA-TA K-15衍生型核子反應爐*1/40000或67051

推進用蒸汽渦輪*1

蒸汽渦輪發電機組*2/13410

噴射泵推進器*1

航速(節) 浮航14

潛航超過25

續航力(海浬)

無限制

最大潛航深度(m) 超過350
偵測/反制系統 Thales整合式聲納系統(包含Thales UMS 3000艦首主/被動列聲納、寬孔徑側面陣列聲納、拖曳陣列聲納)

Safran Series 30光電偵蒐桅杆組

Thales MOAS水雷、障礙物迴避聲納

Thales VELOX-M8 水聲信號警告器

DCNS Contralto-S魚雷誘餌

DCNS Canto聲噪誘餌

射控/作戰系統 SYCOBS戰鬥系統
乘員 兩班共60,另可搭載15名特戰人員
艦載武裝

533mm魚雷發射器*4(武器總 攜帶量24件,彈艙容量20件,包括F21黑鯊式魚雷、SM-39 Block2 Mod2飛魚反艦飛彈、SCALP-NAVAL潛射陸攻巡航飛彈 、FG29水雷等)

姊妹艦

預計建造六艘,2017年~2032年成軍

艦名 開工 下水時間 服役時間
Le Suffren 2007/12/19 原訂2016 原訂2017,實際2021
Duguay-Trouin 2009/6/26 原訂2017 原訂2020
Tourville 2011/6/28 原訂2019 原訂2022
Duquesne

ex-Dupetit-Thouars

2014/7 原訂2021 2025
Rubis

ex-Duquesne

2016 原訂2023 原訂2027
De Grasse

ex-Dupetit-Thouars

2018 原訂2025 原訂2029

 


 

起源

為了取代六艘紅寶石級(Rubis class)核能攻擊潛艦, 法國國防部在1992年就展開了下一代核子攻擊潛艦(Sous-Marin d’Attaque Future, SMAF)計畫,完成初步研究定義工作之後,於1998年10月14日成立了梭魚整合計畫團隊(Barracuda Integrated Project Team,BIPT),由法國軍備採辦局(Direction Générale de l’Armement,DGA)、海軍造艦局(Direction des Constructions Navales,DCN,2007年成為DCNS,2017年6月改名為海軍集團,Naval Group)等組織負責主導,正式展開新一代核能攻擊潛艦計畫 ;而新世代核能攻擊潛艦的研發經費列在1997到2003年的預算中。在2006年,DCNS正式獲得梭魚型核能攻擊潛艦的全面發展與製造合約。

最初法國海軍對新一代核子攻擊潛艦的任務要求與現役紅寶石級相同,包括護衛法國海軍核能彈道飛彈潛艦、與法國海軍航母或兩棲編隊編組提供護航、情報蒐集任務等三種,在1990年代末期又增加了長程對地打擊、水下特戰任務兩項,這使得梭魚型潛艦的預定尺寸在1990年代末期增加,長度從88m左右增加到99m,潛航排水量從4500噸級增加到5300噸級。

梭魚級使用的K15反應器改進型由法國原子能與替代工程委員會(Atomic Energy and Alternative Energies Commission,CEA)主導設計,主承包商包括法國國營核能集團Areva S.A.集團旗下 負責研製艦載核子推進系統與反應器的子企業Areva TA以及海軍集團(Naval Group)。Areva成立於2001年4月3日,前身是CEA-Industrie旗下的國營核能組織,包括Framatome (成為Areva NP,目前是Framatome)Cogema (稍後成為Areva NC,目前是Orano Cycle)以及Technicatome (稍後成為Areva TA,目前是Techicatome)。 截至2016年,CEA握有Areva約54.37%的股份;Areva集團在2016年6月開始重整,在2017年3月將Areva TA轉賣給Agence des Participations de l'Etat,隨後成為Techicatom;原本Areva的重整與轉型都握有自主權,然而隨後法國政府介入,將重整後的Areva集團收歸國有,並在2018年1月23日改名為Orano,原本Areva旗下所有子公司都轉歸Orano並改名,Areva本身只保留關於芬蘭興建Olkiluoto 3核能電廠的業務,並持有Orano約40%的股份(其餘股份主要由法國政府持有)。

法國海軍總共建造六艘梭魚型核能攻擊潛艦,依照最初的計畫,首艦於2006年至2007年開工,2011年下水,2012年服役,全部6艘在2018年(爾後延至2022年)到齊;不過由於整個案子進度的推遲, 六艘梭魚型的服役期程遂大幅延後到2017~2027年(日後又進一步延遲),這項延後也導致現有的紅寶石級必須服役更久的時間才能被替換,並進一步使壽命後期的維持成本大幅增加。

研製工作

梭魚(Barracuda)核能攻擊潛艦的早期想像圖。

梭魚型在2001年完成了初步的可行性評估,2002展開初步的概念與設計驗證階段,並在2005年完成。 在2006年12月21日,法國國防部與DCNS簽署關於梭魚型的設計與建造合約,六艘梭魚級總價79億歐元,研製與建造首艘梭魚型的14億歐元(合18.4億美元);而六艘梭魚型的建造工作將由DCNS旗下的各個子公司與船廠通力合作完成。首艘梭魚型 在2007年12月19日切割第一塊鋼板,原訂於2017年成軍,接替該年除役的首艘紅寶石級核能攻擊潛艦,後續五艘 原訂以每24個月一艘的速率,至2027年全數進入服役 ,不過在2008年9月中旬,法國政府為了節約開支,決定將梭魚級的平均交艦速率延緩到約每30個月一艘,因此最後一艘的成軍時間可能延至2032年左右 ;首艦敘佛倫號的服役時間延後到2018年,隨後又延至2019年,這意味著2017年紅寶石級潛艦開始除役時,法國海軍核能攻擊潛艦部隊將面臨一段戰力短缺的過渡期。 命名方面,六艘梭魚型將採用法國著名歷史人物來命名,此種命名以往只使用於中/大型水面作戰艦艇,用於潛艦還是頭一遭,例如其中兩艘分別命名為敘佛倫號(Le Suffren)與狄昆斯號(Duquesne),先前用於1960年代至2000年代初期服役於法國海軍的兩艘飛彈驅逐艦。 在2015年3月,法國海軍更改了第五、第六艘梭魚型的命名。

梭魚級的設計、建造工作大量使用法國海軍集團開發的最先進3D設計以及虛擬實境(Virtual Reality,VR)模擬技術,在設計、建造以及日後訓練階段提供更直觀擬真的情境。例如,海軍集團有幾個大型的3D模型展示室,利用虛擬實境技術(穿戴式VR眼鏡),設計者遂能在客戶面前展現全尺寸的3D艦內設計,使客戶獲得直觀的感覺,並立刻與設計人員進行溝通;3D建模不僅仔細呈現艦內每一個部件的動作與功能,還清楚標示該部件的重量,對於潛艦的重量控制也有很多益處。當然,雖然大量使用3D技術,海軍集團最後還是會依照傳統流程,先建造1:1的木質模型來驗證所有設計與佈局的合理性。

在2011年12月20日,DCNS在瑟堡造船廠舉行敘佛倫級二號艦Duguay-Trouin
的第一個分段結合儀式,結合的是第12、13號分段(含潛艦主控制室)。

(上與下)在瑟堡造船廠建造中的首艘梭魚級潛艦敘佛倫號(Suffren )分段。

用來施工的設備包括高10m的焊接機器人。此照片攝於2013年6月25日。

建造中的敘佛倫號中部耐壓殼體。

建造中的敘佛倫號艦尾段,可以看到X形尾舵。

建造中的敘佛倫號耐壓殼體,攝於2016年10月12日。

敘佛倫號的幾個艦體分段正在瑟堡造船廠合攏。

法國海軍最初希望將整個 梭魚型計畫的成本控制在49億美元以內,而DCNS則預估整個計畫將耗資60億歐元(合77.5億美元);不過雙方一開始顯然都大大低估了此案的成本,在2006年12月底正式簽約之際,整個研發與建造六艘潛艦的總成本已經達到79億歐元,合103.85億美元 ,首艦造價為12.6億歐元(合16.56億美元);加入研究發展成本的分攤後,後續五艘梭魚型的平均每艘要價10.36億歐元(合13.62億美元) 。依照2009年的計算,每艘梭魚級的單位生產成本(Unit Production Cost,包括船艦從建造到首航的離陸成本、單位後勤補保維修備料成本、人員訓練成本、國家課稅等)將達10億9250萬歐元(約合14億8580萬美元),如計算全計畫成本則平均每艘要花費14億5300萬歐元(約合19億7610萬美元)。 在2013財年時,整梭魚型潛艦計畫成本約99億歐元,每艘建造成本為13億歐元。

在2012年11月28日,法國海軍設置在土倫海軍基地的梭魚級核能攻擊潛艦的岸基作戰系統整合設施啟用,負責測試與檢查作戰系統的所有功能以及和其他次系統的整合狀況,在實際裝艦之前就做好各項基本研發測試工作。

在2017年10月法國議會的國防委員會報告中,法國海軍參謀長克奡策咻.普拉聚克(Adm. Christophe Prazuck)表示,預計在2018年訂購第五艘梭魚級;在2018年5月2日,法國國防部在會議上正式確定購買第五艘梭魚級潛艦。法國國防部2019至2025年的多年度預算法草案中,包括採購6艘梭魚級核子攻擊潛艦的資金,其中4艘在2025年前交付。

原本梭魚型首艦Suffren號預定在2016年年底至2017年年初交艦,並在2017年年底成軍,然而建造過程中發生錯誤導致進度延遲以及成本增加,預定服役的時間已經延後到2020年。 依照2018年10月29日澳洲軍事雜誌亞太防務報導(Asia Pacific Defence Reporter,APDR)一篇由Kym Bergmann撰寫的文章提到,此文作者在三年前(約2015年)曾受邀前往法國瑟堡(Cherbourg)造船廠參觀梭魚級潛艦建造工作,當時還在前期建造階段,在場區可以看到許多接合的分段,許多主要裝備已經安裝,核子反應器則還沒到位。然而,在一年前(約2017年),另一群澳洲記者接受法國政府邀請參訪時,一位記者詢問法國梭魚型核能攻擊潛艦的延誤情況,法國海軍集團表示這全都是負責核子反應器的國營公司Orano(原Areva)的問題。由澳洲媒體這兩次採訪經驗顯示,梭魚型核能攻擊潛艦計畫因不明原因而延遲了至少三年,以任何標準,都可以推測這個計畫面臨了重大困難。在2018年5月,有部分消息傳出,梭魚型的建造作業因反應器發展問題而耽誤,首艦敘佛倫號可能無法在2020年下水;此外,還有某些證實的傳言指出,梭魚型潛艦在最終系統整合階段遇到了重大問題,是導致計畫延誤的主因。雖然造艦進度延誤,但同時間法國海軍開始訓練梭魚級潛艦的乘員,包括使用模擬器來熟悉新潛艦的操作。

另外,美國在2010年代中期以法律戰重創了法國的核心核能企業阿爾斯通(Alstom),可能也間接影響到敘佛倫級核能攻擊潛艦的推進系統的研發工作 (阿爾斯通是國營Orano的重要合作夥伴,Alstom可能負責供應配套的蒸汽渦輪發電機組)。在2014年,美國經由「海外反腐敗法」(Foreign Corrupt Practices Act,FCPA),以行賄罪名判處阿爾斯通7.72億美元的天價罰金;在官司期間,阿爾斯通被迫將資產與利潤最多的能源部門(佔阿爾斯通總營業額70%)賣給美國競爭對手通用電氣(GE),阿爾斯通因而蒙受巨大的損失 ;當時日本三菱重工與德國西門子也合作想要競標購併阿爾斯通能源部門;與GE合併案成立後,阿爾斯通就與美國司法部達成協商,以罰款形式解決,而GE購併阿爾斯通能源部門之後成為全世界汽輪機組的巨頭。阿爾斯通高階主管耶魯齊(Frederic Pierucci)在2013年4月14日在紐約甘迺迪機場遭聯邦調查局(FBI)逮捕,此後纏訟五年。皮耶魯齊指出,阿爾斯通失去所有和能源、電力生產相關的部門後,現在法國核電廠的 相關維護業務都在美國人手裡,法國失去了這個戰略性工業的主權獨立性。

敘佛倫號在2019年7月4日從組裝廠房移出,移動到下水平台。

敘佛倫號艦尾X舵、噴泵推進器特寫。

敘佛倫號在2019年7月12日舉行命名洗禮儀式當天,法國總統伊曼紐.馬克宏

(Emmanuel Jean-Michel Frédéric)進入該艦參觀。

在2019年7月底,敘佛倫號完成入水。

在2019年7月12日,敘佛倫號於瑟堡(Cherbourg)的造船廠舉行命名洗禮儀式(該艦在7月4日至5日從組裝廠房移到下水平台),然後在7月底正式下水 (最初計畫在2016年下水)。敘佛倫號會在2019年9月進行反應器爐心裝載,11月至12月啟動反應器達成臨界,在2020年第一季展開海上測試以及後續的武器系統測試等,在2020年 中交付DGA,如一切順利可望在2021年中進入法國海軍成軍,比原先預計的時程(2017年成軍)晚四年。海軍集團敘佛倫級級潛艦項目主管Vincent Martinot-Lagarde表示,項目延遲的主要原因是設計、研發整合工作的複雜性,整個潛艦有超過80萬個部件,建造與組裝工作的工作時程超出原先預期。 第二艘敘佛倫級Duguay-Trouin預定在2025年交付(早先計畫是在2020年)。

然而,DGA敘佛倫級潛艦項目主管Emmanuelle 表示,雖然進度延遲,但並未使項目總成本增加,這在大型軍備項目紀錄中十分難得罕見;整個敘佛倫潛艦項目研發與建造 總預算維持在91億歐元左右(這個數字不包含在不列斯特(Brest)與土倫(Toulon)海軍基地建設配套後勤保障設施的費用);其中,每艘敘佛倫級的平均建造成本也約為13億歐元,其餘約13億歐元則包含初期研發、 服役初期所需的零部件以及若干先期採辦階段預備的重要部件,仍然是西方國家目前為止最便宜的核能攻擊潛艦;相形之下,英國第七艘(最後一艘)機敏級(Astute class)核能攻擊潛艦成本約16.5億英鎊(18.3億歐元),而美國海軍在2020財年編列的三艘維吉尼亞級(Virginia class)核能攻擊潛艦花費927.44美元,平均每艘31億美元(約27.7億歐元)。

 

構型

梭魚型進行船模實驗的畫面。

梭魚型的水槽實驗縮尺模型。

在計畫初期梭魚型規劃的體型較小,浮航排水量3500噸,潛航排水量4500噸,艦體長88m,寬8.8m,吃水7.3m,最大航速25節; 到了1990年代末期,由於任務範圍增加(增加了對地攻擊、支持特種作戰任務),梭魚型的艦體 規模放大,長度增至97m,最後又增加到99.5m,寬度8.8m,浮航排水量4765噸,潛航排水量為5300噸,幾乎是紅寶石級的兩倍,也高於美國在1970年代建造的鱘魚級(Sturgeon  class)核能攻擊潛艦,能避免一些前代紅寶石級因體積 過份縮小而造成的若干先天問題。平均而言,扣除更換反應器燃料棒的大工程(每10年一次),敘佛倫級每年只需執行一次為期十週的定期保修(紅寶石級需要兩次),理論上每年能夠出海執勤的時間可達270天 至280天左右。敘佛倫級預定的服役壽期預計為30至40年,可望服役到2060年代。梭魚級每次值勤可持續在海上作業70天(艦上可攜帶供70天航行的食物與物資),必要時可增至90天,較紅寶石級的45至60天大幅增加。由於壽命週期的出勤時間增加、維修時間以及需要更換燃料棒的次數減少,梭魚型的壽期操作成本將比紅寶石級降低約30%。

梭魚級採用模組化建造,每艘由21個耐壓殼體分段組成,每一個分段長3m,並分為兩層甲板。梭魚型艦的動力系統為混合構型,低速航行時以核能系統帶動低速電動馬達以獲得較佳的靜音性能,高速時 以蒸氣渦輪直接驅動推進器,採用的反應器則由戴高樂號航艦以及凱旋級 核能彈道飛彈潛艦的K-15一體式自然循環壓水反應器衍生而來,推進器則為一具噴射泵,最大潛航速率超過25節(可達27節左右), 實用作戰潛深超過300公尺(一說是超過350公尺)。

K-15壓水反應器(功率150MW)由Areva TA公司(後成為Techicatom)研製,使用與法國核電廠相同的低濃度核燃料(Low Enriched Uranium ,LEU),而不用特別研發專屬的核燃料;而 梭魚型的反應器則為K-15的縮小版,使用相似的核心技術,輸出功率縮減為1/3,約50MW(67051馬力)級,不過日後又有資料說功率是40000馬力級。由於採用同源的反應爐技術,使得未來法國海軍所有核能艦艇的核子動力系統取得高度共通。 梭魚級的核子反應器艙部位的船段長10公尺,寬8.8公尺,重400工噸。 梭魚級的核子電力推進系統包括K-15核反應器、體積補償器、蒸汽產生器、防護裝置、兩部蒸汽渦輪機、主凝汽櫃、兩部給推進電機供電的發電機、兩部給艦載系統供電的發電機、冷卻循環泵、推進電動機、單泵噴推進裝置、指揮和控制設備,水下中低速巡航時使用電力推進,水下高速航行時蒸氣渦輪透過機械傳動帶動螺旋槳。

梭魚級的K-15反應器繼續沿用來自商用反應器的低濃度鈾燃料(Low Enriched Uranium ,LEU,鈾235的濃度約20%左右),更換燃料棒的週期約為十年,雖然高於紅寶石級(5到7年),不過比起美國維吉尼亞級(Vigernia class)、英國機敏級(Astute class)核能攻擊潛艦(燃料棒更換週期超過30年)仍遜色甚多,因為英美核能潛艦向來使用鈾235濃度超過93%的高濃度鈾燃料(Highly Enriched Uranium ,HEU)。梭魚級配備一套蒸氣渦輪與兩個搭配的發電機組,功率為10MW級(13410馬力)。此外,梭魚級還配備兩具SEMT Pielstick 8 PA4 V 185 SM柴油機作為備用動力,功率480KW(644馬力)。

梭魚型的機電、航行控制與損管等均由高度自動化的整合式平台管理系統(Integrated Platform Management System,IPMS)負責控制,並大量沿用先前法國DCNS為凱旋級核能彈道飛彈潛艦和法、西合作的天蠍座柴電潛艦所研發的科技 。梭魚級的環境控制與空氣濾淨系統由德國阿斯特里航太運輸公司(Astrium Space Transportation)提供,此技術源於歐洲航太總署為國際太空站計畫開發的空氣再生系統(Ai Revitalization System,ARES),主體是污染消除室(l' Usine Elimation des Polluants,EDP)與吸收槽(Cellule d' absorption), 可妥善吸收艦上人員產生的二氧化碳、電池產生的氫氣以及所有裝備的污染物,淨化艦上空氣。 在2008年1月底,DCNS宣布將梭魚級首艦敘佛倫號的渦輪機電設備的製造合約頒給美國奇異(GE)集團位於義大利的分公司,後續五艦的合約則為優先選擇權形式;整套系統包括一套推進用渦輪以及兩套渦輪發電機組,相關的整流變電裝備則由GE的關係企業Jeumont Electric提供,而首套渦輪機電系統將在2010年10月至2011年2月交付DCNS。 操控方面,梭魚型是法國第一種採用X尾舵的潛艦,法國稱之為Saint-Andrew控制系統,可增加潛艦的靈活性與淺海操作能力。梭魚型擁有優良的靜音能力,其靜音技術發展自天蠍座潛艦,法國宣稱在20節速率時,仍可保有良好的肅靜性。

梭魚級擁有較高的自動化程度 ,全艦僅需30人便能操控。依照最初規劃,每艘梭魚型將編制60名人員 (12名軍官、48名士官兵),分兩班制輪流出海值勤 ;爾後敘佛倫級的人員編制增至65名,但仍比上一代紅寶石級潛艦(編制68人)略低。梭魚級全艦的空間可搭載80人,除了68名船員之外,其他空間用來攜帶額外人員(如特戰隊員)。艦體後部的艙口可以對接 並搭載乾式甲板艙(Dry Deck Shelter,DDS)來收容特戰人員所需的泅渡裝備,或者搭載一艘用來載運特戰人員的PSM-3G迷你潛艇。 法國海軍的DDS艙長15m、重43公噸,能容納15名特戰部隊和使用的裝備及運輸渡航載具。

電子裝備

梭魚型配備先進的偵測(包括整合式聲納系統以及光電潛望鏡系統)、指管通情與武器系統。 梭魚型的戰鬥系統為Thales Underwater System研發的SYCOBS(System de Combat pour Barracuda et SNLE),發展自該公司先前為凱旋級彈道飛彈潛艦所開發的SUBTICS,此系統與艦上的感測系統、武裝高度整合;第一套SYCOBS安裝在最後一艘凱旋級彈道飛彈潛艦恐怖號(Le Terrible S-616)進行測試。梭魚級艦上軟體分為200多個系統,總共約有2100萬行程式碼。梭魚級配備Thales Underwater Systems(UMS)開發的整合聲納系統,結合Thales UMS 3000艦首主/被動聲納陣列、艦體兩側的大型寬孔徑被動陣列聲納(wide-aperture flank arrays) 以及由英國國防部QinetiQ組織所開發的細線型拖曳陣列聲納等;此外,還有Thales的水雷與障礙物迴避聲納(Mine & Obstacle Avoidance Sonar,MOAS)以及Thales VELOX-M8聲納截收器。

梭魚級還配備ACOM全球性指揮與信息系統,結合Link-11、Link-14等各種北約標準資料鏈、衛星通信系統、極低頻通訊系統等。ACOM的主要功能包括通信組織與調度,以及作戰信息分配、共享與融合處理。ACOM採用商規型工作站,使用基於UNIX的作業系統,具備和國內外信息交互操作能力,可以自動分配通信資源;對外通信傳輸時,ACOM使用衛星、資料鏈等手段,實現潛艦與岸基指揮中心之間的自動信息交換,併與友軍作戰單位交換戰術信號,實時融合成整體作戰態勢圖像,並與北約RMP戰術資料網路的情報信息相互融合對比,提高作戰態勢圖像的精確度;此外,也負責控制內部網通信和收發電子郵件。ACOM融合數據形成海上整體態勢圖像,並能定時通過數據鏈向友軍海上節點發佈。ACOM還具備作戰計劃制定和輔助決策功能,能為快速為決策者提供對應建議。

梭魚級的桅杆系統由Sagem Defence Security(SAGEM-SAFRAN)提供,稱為水面偵測系統(Detection Au-dessus de la Surface,DAS),由兩個Safran Series 30光電偵蒐桅杆 (搜索與攻擊)、一個水面雷達桅杆(使用Kelvin Hughes 10 CSR導航雷達)與一個電子截收桅杆組成。光電桅杆無須如傳統潛望鏡桅杆般穿透艦殼,具備日/夜間水面搜索/追蹤與標定功能; 傳統穿透型光學潛望鏡只能在潛望鏡深度(60英尺,約18.3m)以內使用,而非穿透的光電桅杆只有信號線路需要穿透耐壓殼,水密處理遠比讓整個潛望鏡體穿透船殼容易,所以光電潛望鏡在潛艦任何潛航深度都可以伸出使用。梭魚級的攻擊光電桅杆(attack optronic mast)整合了高解析度電視攝影機、一個備用照相機、用來與特種部隊通信的紅外線蜂鳴器(infrared beeper)等,此外預留安裝雷射測距儀、短波紅外線感測器的空間。而搜索光電桅杆(search optronic mast)體積較大、功能較強,能自動高速旋轉掃描並在數秒鐘之內建立周遭的360度環場態勢圖(包含攝影機可見光頻段以及紅外線頻段)。其他桅杆組收容的系統包括電子反制/截收裝備、導航 雷達、Link 22資料鏈、一般無線電通信裝置、Syracuse SATCOM衛星通訊系統等。此外,艦上還配備水下的極低頻(ELF)通訊系統 。艦上的自衛生存裝備包括DCNS Contralto-S魚雷誘餌與DCNS Canto聲噪干擾誘餌等。

武器系統

梭魚型的武裝為四具設置在艦首的533mm機械彈射式魚雷管,艦上總共可攜帶24件魚雷或飛彈(紅寶石級只有14件) ,其中魚雷庫容量20件(其餘四件預先裝填在魚雷管裡),選擇包括法國新開發的F-21電力推進重型魚雷(見下文)、潛射飛魚反艦飛彈 (SM-39)等;此外,也能攜帶FG 29型水雷(2013年有消息聲稱,法國正在秘密研發更新一代的潛艦用水雷)。而SCALP-NAVAL潛射式陸攻巡航飛彈的法國版(法國稱為海上巡航飛彈,Missile de Croisiere Naval,MdCN,射程1000公里以上)在2015年左右正式服役,也是梭魚級的重要武裝(最多攜帶14件) ,採用慣性/GPS以及地形影像比對等導引機制,最大射程超過1000km;而未來將用於梭魚型的新裝備還包括目前研發中的水下無人偵搜/攻擊遙控載具等。梭魚級配備DCN Ruelle公司提供的SWHLS武器裝載與發射系統,這是根據數十年來法國潛艦配備的SWHLS武器控制系統的使用經驗與最尖端科技,所融合而成的最新改良型。除了武器籌載之外, 梭魚型還能攜帶一艘小型水下載具來執行特種任務,此載具連接於梭魚型帆罩後方的艙門,並能容納12名全副武裝的特戰人員。

梭魚級還能搭載水下無人自航載具(UUV)。法國ECA公司發展了兩種UUV,未來都可能搭配梭魚型操作:第一種是阿里斯特中型UUV,基本型重800kg,能持續在水下作業12小時,增程型則倍增為24小時,最大工作深度300m,由潛艦施放後自行作業,功能包括反水雷、港灣監視、情報蒐集等,具備水下懸停以及資料傳輸能力;另一種則是岸行者小型自航載具,直徑230mm,重65kg,能以3節航速持續在水下工作16小時,最大工作深度150m,配備側掃聲納、水溫/水深/導電性傳感器、附帶探照燈的攝影機等裝備,用於水雷偵測、水文調查與戰場環境偵察等。

除了傳統型的武器外,法國也在發展能由潛艦在水下發射的潛射防空飛彈,以對付敵方的反潛航空器。法國Aerospatiale與德國MBB以反戰車飛彈衍生出Polypheme潛射防空飛彈,裝在一個配備電動馬達推進器與電瓶的囊莢中,可從魚雷管發射,並透過一條光纖連接潛艦以傳遞影像和控制訊號,飛彈射程約16km。囊莢以「游出」方式離開魚雷管後,以15節的速率推進,能在水下航行約1000m(需時2分鐘);通過預定距離之後,囊莢便上升至水面,隨即啟動飛彈發動機點火升空,而這種在水下先航行一段距離再升空的設計,使潛艦比較不需要擔心反潛直昇機透過飛彈升空地點而得知潛艦大概位置並加以反擊。在早期的版本裡,Polypheme飛彈採用電視尋標器,操作人員透過光纖傳輸的影像,利用操控台的搖桿控制飛彈航向目標,飛彈全程由人工目視遙控;爾後較新的版本則換成具備全天候操作能力的紅外線尋標器,並且可選擇由人工導控或者射後不理的導引模式,具有更好的使用彈性。Polypheme系統幾乎有如「隨插即用」般便利,本身所有控制與計算單元都自成一個完整模組,僅需將一個屬於Polypheme的操控單元透過三個轉接盒,將控制纜線插入魚雷操作接口,就完成了與艦上系統的結合。

法國DCNS與MBDA合作開發的潛射防空飛彈(A3SM),此為安裝在潛望鏡伸縮桅杆

頂部的短程防空飛彈發射器,內有三枚西北風短程防空飛彈以及紅外線熱影像儀。

在2012年10月下旬,DCN與歐洲飛彈公司(MBDA)又在國外媒體上公布了潛射防空飛彈(Arme Anti-Aérienne pour Sous Marins,英文為Anti-Air Weapon for Submarines,A3SM)計畫,具有兩種方案:第一種設計成一個藏在帆罩裡的伸縮桅杆上,此伸縮桅杆可以旋轉,頂部設有一個發射器總成,安裝三管西北風(Mistral)短程防空飛彈(射程6.5km,速度2.5馬赫,重量低於20kg,彈體長度低於2m),發射器總成還裝有一具SAGEM提供的紅外線熱影像儀作為發射前的觀測鎖定裝置,鎖定目標後發射西北風飛彈;此種系統結構最為簡單,而且不用佔用艦內武器籌載空間,但是潛艦必須上浮到潛望鏡深度並將桅杆伸出水面,且射程較短。飛彈在後方廠房設施中完成裝填,因此在碼頭只需要從潛艦桅杆上安裝、拆卸整個發射器總成。第二種方案則是水下載具方案,使用修改自AM-39潛射飛魚反艦飛彈的發射容器(稱為VSM)攜帶由MBDA的MICA空對空飛彈衍生而來的防空飛彈 (射程約20km,速度3馬赫,彈頭重12kg),由 魚雷管射出後浮出水面,然後讓飛彈點火升空(發射條件與潛射飛魚飛彈相似),飛彈升空後才尋找並鎖定目標,如此潛艦本身就不需要靠近水面;由於MICA飛彈具有向量推力噴嘴,因此即便潛艦與敵機反方向航行,飛彈升空後也能輕易大角度改變航向並追擊目標。原本MICA飛彈有主動雷達與紅外線尋標兩種版本,A3SM使用的是紅外線導引的版本,因為反潛作業中的直昇機與巡邏機的航速都不比噴射機,雷達都卜勒效應較低。A3SM兩種飛彈系統都整合於潛艦上的SUBTICS戰鬥管理系統,而不是獨立的子系統,可確保目標獲得、飛彈初始化以及瞄準發射都得到整體系統的支援。

FT21重型魚雷

(上與下)DCNS展出的FT-21重型魚雷模型。

一枚組裝中的FT-21測試用魚雷

梭魚型的最重要武器是F-21未來重型魚雷(Future Torpille Lourde,FTLF,又稱為Artemis) ,是原本法國海軍制式ECAN F17 Mod 2潛射重型魚雷的後繼者,打算購買93枚。在2008年,法國方面與義大利Finmeccanica旗下的WASS(Whitehead Alenia Sistemi Subaquei)簽約發展F-21重型魚雷,最初規劃是WASS的黑鯊式重型魚雷的法國版;然而,此一合作計畫後來破裂,法國DCNS與Thales集團改與德國ATLAS Elektronik公司合作來發展F-21;雖然如此,F-21魚雷的各項主要規格(推進系統、射程等)都與黑鯊魚雷類似,並且使用許多發展自先前法、義合作的MU-90輕型魚雷的技術。F-21結合了光纖線導與主/被動聲納的導引系統,擁有名為「先進聲納發射暨接收結構」(Advanced Sonar Transmitting and Receiving Architecture ASTRA)的新型尋標器,使用一個多波束可操控式平面陣列來產生聲納波形,能有效克服沿岸環境的嚴重雜波干擾以及敵方新型誘餌。 尋標器的聲納陣列能在任何發射模式中進行數位脈衝壓縮,在主動/被動操作模式中進行多項作業(在主動模式中會進行頻率調變與等波幅處理),並分別處理聲納波束每個旁波瓣上的頻率。此尋標器的主動模式頻寬約為15kHz的高頻率,在短程搜索中具有很高的鑑別度;而魚雷的被動模式則以中頻為主,能以兩種頻率辨別真正的目標與誘餌。推進方面, F-21魚雷使用英國Saft提供的 氧化銀-鋁電池(aluminum-silver oxide Al-AgO),帶動一具無刷、軸通量、慢速旋轉式永磁電動機直接驅動推進器,中間省略了減速齒輪,故噪音低於以往的電力推進魚雷 。相較於傳統的銀鋅電池,氧化銀-鋁電池能在相同的體積、重量之下提供兩倍的能量和功率(氧化銀-鋁電池是目前加水電池中能量密度最高的一種,理論比容量為378Ah/g),能在最大射程之內保持較高的航速,並在任一海洋深度無減速地推動FT-21魚雷持續前進;氧化銀-鋁電池屬於一次性電化學電池,利用海水當電解液,只有接觸海水時電池才會激活產生反應,因此可以安全地長期儲存在潛艦上。由於氧化銀-鋁電池屬於一次性電池,因此FT-21的訓練用魚雷改用可反覆充電的鋰離子電池(仍由Saft提供),能有效降低平時訓練的成本。

F-21魚雷的最高航速約50節,射程約50km,此等射程與航速表現在電力推進魚雷中堪稱頂級,已經接近熱力推進魚雷的水準,但是F-21的電力推進系統噪音又遠低於熱力魚雷 ,只有在最終的衝刺階段會發出較大的聲響,而此時敵方往往已經來不及迴避;此外,電力推進的魚雷不像熱力魚雷一樣需要向水中排氣,不會犧牲潛航深度。F-21魚雷彈體長6m,直徑533mm,重1300~1500kg,配備一個PBX B2211高爆戰鬥部,最小攻擊深度小於10m,實用攻擊深度約達500m(最大攻擊深度據說達1000m),能以游出或機械彈射方式發射離管。

在2012年時,F-21魚雷的計畫預算約4.85億歐元,平均每一枚魚雷單價230萬歐元,包含研發費用的單價是520萬歐元。在2014年6月,DCNS與英國Saft公司簽署合約,由Saft為FT-21提供所需的氧化銀-鋁電池。F-21魚雷在2013年2月進行首次試射,2014年首次 在潛艦上進行試射,在2017年6月下旬進行了最終測試(至此總共進行了約20次海上航行測試),在2018年5月初在一艘紅寶石級核能攻擊潛艦上進行試射,從2019年起交付法國海軍(原訂2016年,後又延至2018年)開始取代F17 Mod 2,此外巴西也購入F-21來裝備購自法國的鲉魚型(Scorpene class)柴電潛艦,首批訂單約30枚,爾後法國海軍訂單增加到約100枚。

在2014年歐洲海軍展(EURONAVAL 2014)時,DCNS還展出一種以F-21魚雷為基礎衍生的D19多用途水下無人載具。D19以F21魚雷載具的架構為基礎,是一種可重構、模組化、具有廣泛任務彈性的水下載具,可由潛艦魚雷管、水面船隻或岸上施放。D19採用可反覆充電的鋰電池來推進,速率範圍介於0至25節,能持續在水下作業約30小時,續航距離約100海里。D19根據不同的任務而搭載不同的任務籌載,取決於籌載模組,載具全長介於5至8m不等。D19設計用於執行軍事任務,內建慣性導航(INS)系統、實時GPS定位系統、GSM、衛星通信(SATCOM),可由導引系統自航控制,或由尾部連結的光纖來遙控(光纖長度60km)。

 

巴西核能潛艦

在2007年6月,巴西總統盧拉·達·席爾瓦(Lula da Silva)宣示將進行國產核能潛艦計畫。在2008年12月23日,法國與巴西總統正式簽署一筆總值86億歐元(約120億美元)的軍售協議,包括出售四艘鲉魚型(Scorpene)柴電攻擊潛艦並轉移技術在巴西海軍造船廠組裝(由西班牙納凡提亞進行技術協助),並協助巴西建造核能攻擊潛艦(相關技術轉移等項目價值約67億元巴幣,合43億美元),此外還以技術轉移/授權組裝方式出售巴西50架EC-725美洲豹(Cougar)運輸直昇機。五艘潛艦總值約67.9億歐元(約96.8億美金),直昇機總值約19億歐元。這不僅是 鲉魚型第四筆外銷訂單,更是全球首樁在商業性軍事採購案中輸出核能潛艦技術的案例;而鲉魚之所以能在巴西案中擊敗德國214型,法國願意提供核能潛艦技術是關鍵性的原因之一。

巴西新一代核能攻擊潛艦的設計以梭魚型為基礎,由於另有專文介紹,在此不予贅述。

柴電版本:SMX Ocean/短鰭梭魚

SMX Ocean大型柴電潛艦發射陸攻巡航飛彈的想像圖。

在2014年的歐洲海軍展(Euronaval 2014)中,DCNS首度公開一種名為SMX海洋(Ocean)的重型柴電攻擊潛艦設計,以梭魚型核能潛艦為基礎,將核子推進系統換成柴電推進 。過去DCNS每年推出一種概念潛艇(SMX)時,都以數字當代號,而SMX Ocean是第一次不使用數字,這是因為SMX Ocean的載台設計來自梭魚級,已經有相當的基礎,DCNS因此強調SMX Ocean「不只是一個概念」。

SMX Ocean的推進系統包括六具柴油主機(應該直接使用與Scorpene潛艦相同的主機)、三具鋰電池(DCNS在2000年代後期與Saft合作開發出潛艇用鋰聚合物電池)以及兩套 DCNS從2003年起開發的第二代燃料電池(Second Generation Fuel Cell, FC-2G)絕氣推進系統(詳見鮋魚型潛艦一文) ,帶動一具功率7MW的永磁推進電動機,並將原本梭魚級的噴泵推進器換為單軸螺旋槳(因為柴電推進的出力低於核子推進,而噴泵推進器消耗的功率較大)。依照DCNS在2014歐洲海軍展提供的資料,FC-2G柴油重整燃料電池已經經過全尺寸系統的陸地測試,隨時可以整合入潛艦設計;以該集團Scorpene 2000潛艦為例,使用這種燃料電池能以4節速率在水下持續航行三週(先前DCNS的MESMA封閉循環蒸氣渦輪則是4節速率持續潛航兩週)。而DCNS的鋰聚合物電池也已經完成開發,能讓Scorpene 2000潛艦以4節速率持續潛航一週,或者以12節速率連續潛航超過一天。

SMX Ocean全長100m,寬8.8m,高15.5m,潛航排水量4750噸,潛航深度350m,以高持續航速、高續航力和高武器籌載量為著眼 ,最大潛航速率20節, 航速10節時續航力達14000海里(呼吸管狀態),可持續在海上作業三個月 ;在作業時,SMX Ocean從基地出發之後,能以14節的潛航速率(通氣管狀態)持續航行一週抵達伏擊區,然後以一個月時間潛伏在水下作業,依靠AIP提供動力,期間完全不需要用通氣管為主機充電,然後再度以14節的潛航速率(呼吸管狀態)返回基地。SMX Ocean艦首設置六個533mm魚雷發射器(比梭魚級增加二個),魚雷艙可儲存22件武器,包含黑鯊魚雷、水雷、SM39 Block 2潛射飛魚反艦飛彈、A3SM潛射防空飛彈;艦體後部設置一組六聯裝飛彈垂直發射器,可裝填MBDA的MdCN潛射陸攻飛彈 。包含魚雷管、魚雷艙與垂直發射器,SMX Ocean能攜帶的武器總數高達34件。此外,帆罩後方設置一個大型容器,收容無人水下載具(UUV)、水下發射的飛行載具(UAV)或供特戰潛水人員使用的機動載具等。

由於此時歐洲、日本廠商正在角逐澳洲SEA 1000遠洋柴電潛艦的案子(澳洲預計在2015年選擇設計),SMX Ocean顯然是針對澳洲的需求而來,抗衡日本現有的四千噸級蒼龍級、德國TKMS推出的4000噸級216型等設計。SMX Ocean的特徵如長續航力、較高的持續潛航速率、配備飛彈垂直發射器等,幾乎都是澳洲SEA 1000潛艦案所重視的需求,與一般的近海防禦型柴電潛艦有著顯著區別。 在2015年2月20日,澳洲國防部宣布,SAE 1000潛艦案由法國(DCNS)、德國(TKMS的216型)、日本(三菱/川崎重工的蒼龍型)等三家競爭者角逐,評選程序10個月。

在澳洲潛艦案中,DCNS提交的方案就是以SMX Ocean為基礎,稱為短鰭梭魚(Shortfin Barracuda,一種生活在澳洲大堡礁附近的特有種梭魚),在2015年7月中旬首度公開。短鰭梭魚Block 1A全長94m(一說97m),浮航排水量4000噸 以上(一說是4500噸,可能是配備AIP的情況下,不裝AIP船段則排水量可減至4200噸以內),續航力超過10000海里,能持續在海中作業80天(航速10節),潛航深度大於350m,艦首配備六門魚雷管全艦可攜帶34件武器 ,而推進器則恢復成與核動力版相同的噴泵。而法國還打算將短鰭梭魚型潛艦與FREMM巡防艦作為包裹方案向澳洲推銷,FREMM瞄準澳洲SEA 5000巡防艦案;不過最後法國版FREMM沒有被納入SEA 5000的評估範圍。在2016年4月26日,澳洲宣布SEA 1000潛艦案由DCNS獲勝,雙方在在2016年12月20日正式簽署合約。

依照後續消息,短鰭梭魚型的外型、尺寸、流體動力設計、航行控制等都沿用梭魚型核子潛艦,而推進系統的技術包含柴油發電機組、電動機、電池等則來自於DCNS現有的傳統動力潛艦技術(例如鲉魚型)。法方提交澳洲的短鰭梭魚潛艦方案 採用傳統的鉛酸電池(競爭對手日本、德國則採用鋰電池),配備四部柴油發電機組以及一個7MW的推進用電動機,帶動一個噴泵推進器,此外不包含AIP(SEA 1000並未將AIP列入必要配備 )。

在短鰭梭魚型取得澳洲合約之後,法國海軍集團也在2018年初,以柴電推進版梭魚型的設計投入荷蘭海軍的海象級柴電潛艦替換案(Walrus Replacement)中。

在2018年10月下旬在巴黎舉行的歐洲海軍展(Euronaval 2018)中,法國海軍集團(Naval Group)宣布,已經發展出安全的高性能鋰離子電池,電池容量比傳統蓄電池增加一倍,需要的充電時間也大幅減少;而海軍集團也十分重視鋰電池的安全性,開發時使用與核子潛艦相同的方法與安全標準。此種鋰電池由法國防衛採辦局( Defence Procurement Agency,DGA)和海軍集團攜手主導開發,海軍集團負責系統整合,CEA Tech向海軍集團提供化學、結構和電子方面的專長,而EDF R&D負責為整套能源供應系統進行測試。