BGVN高速水面載具

BGV高速水面載具是海運界的明日之星,其優異特性也適用於軍艦上。圖為軍用型中最大的BGV N188。

資料、圖片來源:BGV公司網站。

──by captain Picard


前言

當19世紀初期人類首度把蒸氣機搬到船上、從此擺脫對風向的倚賴以來,動力船舶的航行速度始終提升有限。時至20世紀後期,一般民間大型船舶的持續航行速度始終在十幾、二十節出頭之譜,與20世紀初期相較提升相當有限(1912年的鐵達尼號都已經能以22節的速度持續航行了);較快速的軍用艦艇雖然能有三十幾節的最高航速,接近一般的公路運輸速度,但除非使用核子動力,否則很難長時間以這種速度持續航行,而且能提供此等速度的大功率輪機裝備都相當昂貴(如高壓蒸汽渦輪、核子動力或燃氣渦輪),燃料消耗也很不經濟(尤其是燃氣渦輪),故只會用在海軍的大型主戰艦艇上,一般大型民間船舶都無緣具備此等航速。空運的速度雖然大大地超越海運,但不僅成本高昂,載重量更遠非海運可比擬(有許多重型物品非經由海運不可,飛機根本裝不下),所以始終無法搖撼海運的地位。

既然在可預見的未來,空運的載運量與經濟性都不可能提升到接近海運的水準,所以人們只好設法提高船舶的航速,使其保持空運無法比擬籌載性能,但速度又比傳統海運大幅增加。不過,長久以來這個理想始終無法落實,因為傳統單體排水船由於阻力過大,航速很難再有突破性的提升,即便能大幅增加主機輸出功率,在購置與營運上也完全不合乎成本效益;而氣墊船、水翼船之類的特殊高速船舶設計已有幾十年歷史,但這些構型造價昂貴、結構複雜且續航力有限,而且只適用於小型船舶,對一般的海運業可說毫無貢獻。不過到了20世紀後期,一些先進高速船舶的概念逐漸成熟,他們不僅能以昔日只有快艇才辦得到的速度持續航行,且噸位能加大至1000ton與2000ton之間,較具代表性的為高速雙胴體船、穿浪高速船體、三胴體船等。在1984年,由法國造船設計師吉里斯.瓦東(Gilles Vaton)成立的國際高速水面船隻公司(BGV International Ltd)展開新一代高速三體船舶的研究,歷經20年的辛勤努力與2000萬歐元的鉅額投資後,一種兼具高速性能與載運量的革命性設計終於誕生,擁有優異的適航性以及現行高速船舶無法比擬的高速性能,這就是BGV高速水面載具(High Speed Craft)的由來。BGV是Bateau a Grande Vitesse的縮寫,意思是「雄偉快速的船隻」,源於法國著名的TGV高速列車;此外,由於吉理斯.瓦東對BGV的重要靈感來源是協和號客機,故BGV也可稱為「海上協和號」。

構型簡介

BGV的側舷樑架與浮體特寫,注意浮體下方的穩定鰭。

廣義而言,BGV堪稱三胴體設計的一個分支,不過由於使用表面效應等空氣動力學設計,使得BGV的高速性能比一般三胴體船更加出色。BGV的外型前衛,頗類似鋼彈卡通裡的戰艦,主體為一個狹長的深V字型中央船體,船體後段兩側各有一個連結大型狹長浮體的舷外樑架,兩個浮體與中央船體構成虛擬三胴體(pseudo-trimaran)構造。船尾設有一個與飛機類似的大型垂直方向舵,舷外樑架的剖面有如機翼,其上並設有活動襟翼,此外兩側浮具底部各設有一個向中央船體傾斜的可動式穩定鰭,這些設計均為BGV的世界專利。在高速航行時,狹長的中央船體能大幅降低水與空氣的阻力,順利將水面切開;在面對突然出現的湧浪與大浪時,能順利破浪前進,並將艦體的縱向搖動降至最低。BGV的舷外樑架剖面有如機翼,其上的襟翼也與飛機類似;飛機的襟翼是用來做縱向控制,不過BGV只會在二維的平面上運動,其襟翼用來控制通過樑架的氣流行程表面效應氣墊(而剖面有如機翼的樑架對此也有貢獻),進而將船體舉升,此外維持正向攻角的浮體穩定鰭亦能提供一些升力,故高速航行時船體排水總量可減少15~20%之鉅,而較淺的吃水意味著更低的航行阻力;此外,表面效應氣墊也有助於增進航行穩定性。兩側樑架上的浮體扮演著類似三胴體船隻的橫向穩定角色,浮體下方的穩定鰭也可抵銷船體橫向滾轉,至於船體對角線的穩定則由樑架上的襟翼負責,而襟翼與穩定鰭的穩定機能均由電腦控制。BGV的乾舷極低,船樓盡可能小型化與流線化,部分型號甚至只有一個與艦體輪廓融合的駕駛艙,如此不僅能有效減低空氣阻力,低矮的整體構型也增進了船身的穩定性;而此種船隻結構也使BGV可使用較薄的鋼板來製造,可減少應力與震動問題。這些設計不僅讓BGV擁有極優秀的高速持續航行能力與航行穩定性,也讓船體對內部負載的變化不那麼敏感(傳統單體船舶萬一發生艙內負載失去平衡,將造成船體傾斜甚至翻覆,這種意外很可能發生在無法牢牢固定籌載物的砂石船或散裝船上),可輕易維持橫向平衡。廠商宣稱BGV的穩定性與適航性均遠比高速雙胴體船優秀,而且在各種天候狀況下都能高速航行,平均每年航班取消率不到1%;而現有其他形式的快速渡輪則因天候因素,每年冬季約需停航3至4個月。拜兩側浮體分攤重量之賜,BGV的吃水也比一般船舶大幅減少,故能在較淺的水域操作自如,能停靠的地點也更加廣泛;此外,相較於吃水對載重較為敏感的高速雙胴體船,吃水變化較小的BGV能容許更大的體積重量,噸位規模可大幅超過現行高速船舶(至多2000ton左右)的水準。動力方面,BGV可選擇使用經濟、可靠且壽命長的柴油機,或者能在各種航速需求下經濟有效地調節輸出的柴油電力推進,或者採用雙燃料主機(使用一般油料或天然氣)以符合歐洲對船舶主機二氧化碳、氮氧化物排放的限制。

目前用於民間的1000ton以上大型高速雙胴體船舶主要都是用於裝載乘客與車輛,而民用BGV不僅有針對這類市場的BGB A/S客貨兩用型,還另有BGV C滾裝貨輪,系列中較大的衍生型都將超越現行高速船舶的尺寸規模;此外,還有針對軍方需求開發的BGV N系列高速艦艇。以下便分別簡介BGV的衍生型(以下規格僅供參考,可根據買主需求而進行變更):

BGV A/S客貨運輸船

BGV A120。

BGB A/S能載運乘客與車輛,擁有多種尺寸不同的型號,以下便分別簡介:

BGV A/S53:此為BGV A/S系列中最小者,全長53m,寬18m,排水量158ton,能容納220至310名乘客,用於內河或近海的高速客運(不包括車輛),較淺的吃水使其能在所有的碼頭停靠,編制10名船員。BGV A53採用功率4650kw的主機,巡航速度45節;而BGV S53主機功率則達6000kw,巡航速度為55節。

BGV A/S75:長76m,寬23m,排水量581ton,編制30名船員。此系列又分為三種衍生型:BGV A75M客貨運輸船可選擇使用6000kw(巡航速度40節)或7800kw(巡航速度45節)的主機,能搭載350~420名乘客與25輛汽車。BGV S75為專門的客運型,可搭載500名乘客,主機功率為9800kw,巡航速度50節。BGV C75則是此系列的貨運衍生型,主機出力1200kw,巡航速度20節。

BGV A/S103:長105m,寬31m,排水量820ton。此系列分為三種衍生型:BGV A103M客貨運輸船可選擇使用13200kw(巡航速度40節)或19000kw(巡航速度45節)的主機,能搭載780~820名乘客與50輛汽車。BGV S103為客運型,可搭載900名乘客與40輛汽車,主機功率為25000kw,巡航速度50節。BGV C103是此系列的貨運衍生型,主機出力7600kw,巡航速度30節。

BGV A/S120:長123m,寬38m,排水量1100ton。因應不同運輸需求所需的航程與速度,BGV A/S120可選擇配備不同數量(2具至4具)與型號的主機。此系列分為以下衍生型:BGV A120M客貨運輸船使用25500kw的主機,巡航速度45節,能搭載980名乘客與100輛汽車。BGV A120FM快速客貨運輸船使用44400kw的主機,巡航速度58節,能搭載1300名乘客與60輛汽車。BGV S120為客運型,可搭載1700名乘客(無汽車),主機功率為52000kw,巡航速度60節。BGV C120為貨運型,主機出力10000kw,巡航速度25節。BGV C120F為快速貨運型,主機出力14000kw,巡航速度30節。

BGV A155:全長155m,寬44m,可裝載1104名客輪與255輛小轎車,在惡劣海象下仍能維持相當的航行舒適性。BGV A155M有兩種動力不同的衍生型,一般型的主機功率為40000kW,巡航速度45節;而經濟型的動力系統總功率則為30000kW,巡航速率40節。

BGV A/S的載客量為空中巴士A-320客機的三倍,且能載運大量汽車,而每艘成本卻低於後者,燃油消耗也比較少。目前BGV A/S已經接獲海運公司的兩張訂單,將用於英倫海峽航線,預計在2006年首航。

BGV C滾裝貨輪

BGV C180的透視圖,車輛可由艦首與艦尾進出。

至於BGV C又稱為高速噴射貨輪(Fast Jet Cargo Vessels),主要則有三種衍生型,均採用滾裝貨輪設計:

BGV 140:全長140m,寬48m,吃水4.4m,巡航速率35節,可容納52輛拖車組或65輛無車頭的半拖車,總載重能力達2000ton,此種長度較短的貨輪適合在空間較小的碼頭操作。

BGV C180:是BGV C140的加長版,全長180m,寬48m,吃水4.4m,最大航速40節,巡航速率35節,可容納62輛拖車組或83輛無車頭的半拖車,總載重能力達2300ton,此種貨輪適用於中/長程定期海運航線,或者作為海上高速公路的運輸工具。

BGV C230是種載運能力達6300ton的大型船隻。

BGV C230:BGV C系列中尺寸最大者,擁有目前高速船舶無法想像的尺寸規模,全長230m,寬58m,吃水7.2m,巡航速率35節,可容納176輛拖車組或230輛無車頭的半拖車,此外還能容納模組化籌載裝備,適合裝載卡車、半拖車、貨櫃、新出廠轎車等各式車輛,總載重能力達6300ton,主要用於長途航線。BGV C系列的船尾均設有大型艙門,車輛便由此駛進、駛出船內的全通式貨艙甲板。

BGV C系列能在各種海象下以35節(約65km/hr)的速度航行(必要時可再增加),與歐洲陸上的大型卡車平均行駛速度(70km/hr)差不多,但是BGV C載運量更大,並能避開交通壅塞等狀況。根據估計,貨運公司若使用BGV C,運輸花費的時間將能較現行縮短一半(已經將及惡劣天候造成的航班取消計算在內)。

軍用的BGV N

軍用方面,目前推出的BGV N以運輸、突擊與低強度作戰為主要訴求。運輸方面,BGV N不僅能以高超的持續航速、優越的穩定性等優勢來滿足各國海軍對快速運輸的需求,且其吃水比傳統船舶更淺,能在更廣泛的碼頭、海灣停泊裝卸。高超的航速不僅能大幅縮短軍隊海外部署所需的時間,在海上巡邏、查緝方面更是相當管用,因為能追上不法人士的高速船舶,而不是在後面望塵興嘆。此外,為了降低空氣阻力,BGV的構型十分低矮簡潔,幾乎沒有上層結構可言,艦面上的欄杆、雜物也非常少,故已經具有良好的先天匿蹤潛力,只要稍加設計便能具有相當不錯的整體匿蹤性。由於軍用版BGV可選用大出力主機(如燃氣渦輪),故高速性能較民用版更為驚人。目前針對海軍市場推出的BGV N系列包括以下幾種:

BGV N53:是一種全長53m的小型高速運輸/巡邏/突擊艦,上層結構採用重量輕且雷達反射訊號低的複合材料製造,可載運80~240名部隊與10~40ton物資,除了快速運輸外也能擔負海面巡邏、查緝不法以及特種部隊滲透等工作。BGV N53艦尾兩側各有一個艙門,配備擁有輸送帶的伸縮式吊架,能在航速40節的情況下施放長度4~7m的高速突擊艇,可執行船隻臨檢或突擊滲透等工作,其回收則透過一套絞盤系統。根據動力系統的不同,BGV N53又分成四種衍生型:BGV N53-5使用兩具出力各2320kw的主機,以30或45節巡航時續航力達4950海里;BGV N53-6使用兩具出力各3500kw的主機,以40或50節巡航時續航力達4850海里;BGV N53-8使用兩具出力各4000kw的主機,以30、45或55節巡航時續航力達4500海里;BGV N53-11使用兩具出力各5500kw的主機,以70節巡航時續航力達2100海里。

BGV N75:是一種全長75m的中小型艦艇,可載運450~600名部隊,如果以類似客機經濟艙的高密度座位規劃,則艦上能容納800名士兵。艦尾設有大型駛進/駛出艙門,能讓部隊與車輛進出;此外,BGV N75的艦首也設有艙門,配合岸上的弓狀跳板,便能讓車輛由艦首裝卸。依照動力系統不同,BGV N75有以下兩種衍生型:BGV N75-12使用兩具出力各6000kw的主機,以55節巡航時續航力達3000海里;BGV N75-17使用兩具出力各8500kw的主機,以70節巡航時續航力達2100海里。除了作為快速運輸艦外,BGV N75亦可擔任一般的海岸巡邏、緝私任務。

BGV N120HC直昇機母艦。

BGV N120DL無人遙控載具母艦,UAV由彈射器發射升空。

BGV N120:全長約120m,能載運1200~2000名部隊與100~200ton的物資,艦上的部隊與車輛能由大型艙門快速進出。除了一般的運輸外,BGV N120也是合用於海上巡邏臨檢,或在缺乏機場港口的情況下執行緊急撤離工作(包括撤軍或撤僑)。BGV N120的推進系統由勞斯萊斯(Rolls-Royce)MT-30燃氣渦輪(每具功率36MW)以及勞斯萊斯旗下的瑞典Kamewa製水噴射推進器構成,具有極高的可靠度與優秀的燃料使用效率,以68節最大航速可行駛1800海裡,以60節速度巡航時航程可達5000海里。BGV N120主要有四種衍生型:BGV N120HC是一種直昇機母艦,設有一個從艦首延伸至兩側樑衍的大型全通式飛行甲板,其上有三個直昇機起降點(一個位於艦首,另兩個分置於左右兩側樑架上方),艦島位於艦尾,艦島前方有一具中央升降機連通下甲板機庫,全艦至少可容納/操作6架直昇機。BGV N120RH的艦尾設有直昇機甲板,能為直昇機進行燃油補給。BGV N120DL是無人遙控載具母艦,駕駛艙下方設有收容UAV的機庫,以及一具行程從機庫到艦首的彈射器,在施放UAV時需逆風航行。BGV 100C的艦體長度縮減至100m,艦體完全由複合材料製造,總重量較輕,使其在動力系統不變、籌載相同的情況下達到80節的最大速率。

BGV N133MM的艦尾兩側艙門內具有伸縮式小艇掛架。

BGV N133:全長133m,排水量1105ton,可載運1200~1800名士兵或400ton的車輛與裝備,動力系統為兩具功率各30MW的燃氣渦輪,能在各種天候下以60節的高速長時間持續航行,艦尾設有大型艙門供車輛駛進、駛出。駕駛艙後方設有一座升降式直昇機甲板,甲板下方為一機庫,能操作、容納SH-60R等級的中型直昇機,此外艦首可加裝一門艦砲。BGV N133有兩種衍生型:BGV N133L為一種高速指揮/運輸平台,最大航速為64節,全程以60節航行時續航力達1800海里,除了載運部隊、裝備外,也能充當指揮平台或為艦隊中的反潛直昇機提供整補,此外亦能搭載特種部隊實施高速滲透任務。而BGV N133MM則為一多用途作戰平台,藉由使用不同的裝備模組來轉變任務,可擔任指揮、反潛作戰、水雷反制、近海戰鬥、船團護航等任務;此外,BGV N133MM也能直接以艦首靠上沙灘,並可在艦首加裝登陸跳板,艦尾兩側設有與NGV N53類似的小艇收容艙門與伸縮吊臂。BGV N133MM的最大航速為66節,燃料攜帶量比BGV N133L更大,全程以60節速度航行時續航力高達5000海里。

艦首打開的BGV N188,準備施放艦內容納的車輛。

BGV N188:是目前BGV N系列中體型最大者,是一種全鋼製運輸艦艇,全長188m,排水量4850ton,能運送2200ton的車輛與物資,包括主力戰車、裝甲車、直昇機、輕型車輛以及其他陸/海軍武器裝備。BGB N188的艦尾設有大型跳板,能讓車輛駛進/駛出,艦首大型艙門也能與岸上的跳板連接,供車輛貨物裝卸。此外,BGV N188的艦首還能裝置一門快砲。BGV N188由三具功率各30MW的燃氣渦輪驅動,能在各種天候下以40節的速度於海上持續航行,並擁有3000海里的續航力。

BGV N系列都能在各種天候下以40至60節的高速持續航行,最大速度將近70節,除了BGV N188外吃水均不超過2.45m,且穩定性良好,性能指標普遍超過美國海軍對其新一代多功能近岸戰鬥船艦的需求,也就是滿載吃水不得超過3.10m,在三級海象時具有50節的極速,以極速航行時需有1500海里的續航力,以20節巡航速度前進時擁有4300海里的續航力,能籌載210ton任務模組。此外,BGV N系列的航速表現也遠超過採用穿浪高速船體的美國海軍LSV/TSV快速運輸艦。

未來發展

相較於現行幾種大型高速船舶設計,BGV無論在高速、穩定性或易停泊性等都擁有更出色的表現,且噸位規模突破現行高速船舶的水準,能擁有更廣泛的用途,故前途實在不可限量,可望成為明日的海運明星。在軍事方面,目前美國與法國海軍都對BGV展現了高度興趣,正針對BGV的潛力與運用方式做進一步的探討。前述BGV N主要仍以快速運輸/突擊滲透以及低強度巡邏等,但以其優秀的特性,如加裝作戰裝備(例如快砲、反艦飛彈、垂直發射系統、直昇機等)而成為一線作戰艦艇,也將可發揮巨大的潛力。BGV的高速與匿蹤優勢能在以下任務型態中獲得發揮:

1.快速突擊艦:將BGV高速的優勢應用在飛彈快艇或飛彈攻擊艦之類的角色,配備火砲與飛彈等武器,對敵方船團、艦隊或沿岸目標實施「打了就跑」的突擊。由於具備匿蹤性與耐海性等優勢,BGV在這方面的能力比傳統排水式飛彈快艇更為優異;如果噸位足夠(這點應該沒問題),也可輕易裝置RAM短程防空飛彈等輕量且有效的小型自衛武器系統。

2.高速巡邏艦:配備小型火砲等輕武裝,平時擔任洋面巡邏、護漁、經濟海域保護等屬於「海上警察」的任務。以BGV的高速優勢,可輕易尾追各型不明或不法船隻,或者在接獲通報後於最短時間內趕赴指定地點(例如不法船隻位置、船隻遇難位置等等),且在各種天候與海象下都均有效執行任務。在戰爭爆發後,此種高速巡邏艦除了近岸巡護外,亦能針對有敵情顧慮的離島實施高速緊急運補與後送,或者搭載特種部隊進行突擊、滲透任務。

3.對地攻擊飛彈艦:根據目前世界局勢演進,未來各國作戰艦艇朝陸地固定目標投射火力的機會大增,而BGV的優點也頗能在此方面充分發揮。此種BGV是種噸位至少在三、四千噸以上的作戰艦艇,以大量的垂直發射器作為主要武裝(搭載對地攻擊飛彈),作戰時用極高的航速接近敵國海岸,發射對地飛彈後立刻脫離危險區域,比起現役目標顯著、航速較慢的傳統大型主戰艦艇更不易遭到還擊。

4.高速兩棲突擊艦:在第一、第二登陸舟波施放時,兩棲艦艇將遭到敵方灘頭部隊的猛烈還擊(即便事先以空中或水面載具對其實施火力壓制,也很難保證能有效肅清敵方防禦體系),而BGV擁有高速、輪廓低矮等特性,比龐大緩慢、有如活靶的現役兩棲艦艇更適合執行此一任務。BGV以高速衝刺至敵方灘頭視距內,減速後在最短時間內施放兩棲戰車或LCAC等載運陸戰隊的高速載具,接著再高速脫離敵方雷達偵測範圍與武器射程,大幅縮短暴露於敵火的時間;等到第一波登陸部隊控制灘頭並壓制敵方防禦體系後,再由速度慢而籌載量大的傳統登陸/運輸艦艇靠近灘岸,卸下後續的部隊與裝備。

至於以BGV作為未來各型大、小作戰艦艇的設計基準則還有待研究,因為對於反潛作戰艦艇或航艦戰鬥群的大型防空艦艇而言,提高航速的主要效益在於能縮短抵達戰區的時間,但對作戰本身則沒有任何幫助;例如,反潛艦艇作業時往往必須放慢速度以利被動聲納的作業,而BGV低矮的先天特性也將大大縮減艦上雷達系統對水平線的搜索距離,除非刻意將雷達架高,如此一來風阻又會增加,需有良好適形設計或採用可伸縮配置。此外,目前也沒有一萬噸左右BGV的實體,作為大型主戰艦艇的可行性與成本效益還有待評估,不過最終應該只會是成本問題。從長遠來看,如果BGV一如英國人最初對三胴體構想的期待──也就是成為未來各種作戰、兩棲、勤務艦艇甚至航空母艦的基準構型,以其明顯的高速與耐海優勢,將對未來的海戰型態帶來巨大衝擊,至少在面臨突發事件時快速抵達戰區的能力將遠超過今日。