法國戴高樂號航空母艦替換計畫

 

 

2018年10月23日歐洲海軍展(Euronaval 2018)中,法國國防部長宣布,正式展開替換戴高樂號的新一代航空母艦的

概念研究。此為歐洲海軍展中展出的概念草圖,畫面左上角是法國與德國合作進行的次世代戰鬥機(NGF),

右上角則是法國UCAS無人作戰飛機。

2019年法國巴黎航太國防展中展出的NGF戰機全尺寸模型。

 法國在2018年底展開新世代航空母艦(PANG)的概念論證,這是其中一概念像圖。

──by captain Picard

艦名/使用國 新世代航空母艦/法國
承造國/承造廠 法國/Naval Group
尺寸(公尺)  
排水量(ton)  
動力系統/軸馬力  
航速(節)  
續航力  
偵測/反制系統  
聲納  
射控/作戰系統  
乘員
艦載武裝
艦載機
數量
備註

 


 

起源

隨著2014年初因烏克蘭革命推翻親俄羅斯政府以及隨後俄羅斯出兵併吞克里米亞,歐洲國家普遍尋求強化軍備,因應俄羅斯日趨復甦的軍事威脅;而這種國際情勢對於法國海軍建造新航空母艦趨於有利。法國2017年總統大選進入第二輪的兩位候選人共和前進黨參選人紐埃爾·馬克洪(Emmanuel Macron,於該年5月下旬第二階段投票勝出)與法國極右翼政黨國民陣線(National Front)主席馬里恩.勒龐(Marine Le Pen)都支持建造另一艘新航空母艦來跟現役戴高樂號Charles De Gaulle R91同時運用 ,或者或替換戴高樂號。 Chaineau少將表示,紐埃爾·馬克洪曾表示,支持盡快展開新航母的設計工作,在2040年戴高樂號除役之前建成 ;而馬里恩.勒龐則支持法國海軍建造第二艘航母黎希留號(Richelieu),與戴高樂號同時運用,維持法國海軍勢力的存在。 

在2018年2月9日,法國內閣公佈法國2019至2025年國防計畫,宣布正式啟動接替戴高樂號航空母艦的研究計畫。依照這份2019至2025年國防計畫法案(loi de programmation militaire, LPM),戴高樂號預定服役到2040年左右。依照法國2019至2025年國防計畫法案,在這些年間將增加國防投資,總共挹注2950億歐元的國防經費;在2018年時,法國的國防預算為342億歐元,2019至2022年將以每年增加17億歐元的速率成長(直到2022年法國總統大選),2023至2025年則每年增加30億歐元,至2025年達成國防開支佔全國生產總額(GDP)的2%(北約盟邦義務),是冷戰結束以後法國軍費支出的高峰。

法國海軍與海軍集團(Naval Group,原DCNS)希望新航母的研究工作能儘早展開;如果能在2017年底至2018年底的期間獲得經費並開始概念研究,則新一代航母就有機會在戴高樂號下一次大修時建成;戴高樂號在2017年2月進塢進行為期18個月的翻修與反應器更換核燃料工程,而戴高樂號平均每七年進行一次更換核燃料工程工程。以英國的伊莉莎白號(HMS Queen Elizabeth R08)航空母艦為例,該艦在2009年7月切割第一塊鋼板開始建造,2014年7月下水,2017年6月展開海試。海軍集團可能以先前DCNS進行的發展型航空母艦(DEAC)作為戴高樂號替換計畫的基礎,以縮短開發時間。

初期研究工作

在2018年7月上旬,法國國防部長弗洛倫斯.帕爾麗(Florence Parly)在法國軍備發展總局(Direction Générale de l’Armement,DGA)時透露,戴高樂號航空母艦替換計劃已經正式啟動,此時法國海軍集團(Naval Group)、大西洋造船廠(STX Frence)以及負責研製/維護法國海軍各型艦載核子推進系統的原子技術科技(TechnicAtome,原Areva TA集團)等三個集團已經組成委員會,共同進行新一代航空母艦的概念驗證工作。

針對新航空母艦,法國海軍已經對美國開發的電磁彈射器(Electromagnetic Aircraft Launch System,EMALS)與先進攔阻索(Advanced Arresting Gear,AAG)展現了極高的興趣。 在2016年歐洲海軍展(Euronaval 2016)期間,DCNS就已經與美國通用原子(General Atomics)討論關於美國出口EMALS、AAG給法國海軍以及用於法國新造航空母艦的相關事宜。在2017年4月下旬美國海上-空中-太空展(Sea-Air-Space 2017)期間,DCNS總裁Hervé Guillou會前往聖地牙哥(San Diego)訪問通用原子,主管法國海軍未來發展計畫的Chaineau少將也會同行,討論法國未來航空母艦採用EMALS與AAG的相關合作事宜,並聽取通用原子對EMALS與AAG的簡報。

美國海軍航空武力司令部(NAVAIR)也在2017年夏季在新澤西州樹林湖(Lakehurst)航空站(EMALS與AAG的工程測試地點)對法國海軍高層簡報EMALS和AAG。而在2018年1月上旬於華盛頓舉行的水面海軍協會國家論壇(Surface Navy Association's National Symposium,SNA 2018)中,美國諾斯洛普.格拉曼(Northrop Grumman)集團也對法國海軍簡報E-2D先進鷹眼(Advanced Hawkeye)艦載空中預警機,作為未來法國更新航母兵力的可能選項(美方在2020年7月正式公布對法國出售3架E-2D)。在2018年9月24日,法國國防採辦局(DGA)海軍項目主管塞利爾(Sellier)將軍透露,已經與美方單位討論關於引進EMALS的初步會談以及技術層面內容,不過此時尚未做成最後決定。在2018年6月,法國海軍集團(Naval Group)執行長埃爾韋吉龍(Herve Guillou)透露,決定法國海軍未來航母艦體大小有兩個重要因素,第一個是電磁彈射系統的技術細節,第二是未來無人戰機的應用。

除了彈射器、攔阻索之外,法國發展新航母的另一大課題是推進系統。戴高樂號配備兩座K15反應器(150MW級),總功率並不算充裕; 如果為了加快新航母進度而繼續沿用K15,就可能需要使用三座來獲得足夠功率,如此反應器佔據的體積會導致艦體尺寸 和排水量大增。而如果法國要開發功率更高的新反應器,則需要較高的投資與時間,新航母勢必不可能在戴高樂號 下一次大修時建成。同時間法國海軍也在開發接替現役凱旋級(Le Triomphant clas)的 第三代核能彈道飛彈潛艦 (SNLE 3G,預定在2030年代中期服役),法國海軍咸信會為SNLE 3G與新一代航母 發展共通的新一代艦載核子反應器,如此新航母成軍的期程大約就會在戴高樂號屆齡除役之際;新的反應器型號為K22,功率220MW級。 而另一種可能性就是捨棄核能、改用常規的推進系統。

新世代航空母艦研究計畫(PANG)

在2018年10月23日,法國國防部長弗洛倫斯.帕爾麗(Florence Parly)在巴黎舉行的國際海軍防務與海事展
(Euronaval 2018)開幕時,宣布法國啟動替換戴高樂號的新航母的初期研究階段,此一項目稱為新世代航空母艦(Porte-Avions de Nouvelle Génération,PANG)。這項研究計畫分為四個計畫,涵蓋未來新型航空母艦的作戰需求以及面臨的戰場威脅、新航母的主要構型和特徵(例如推進系統、彈射與降落攔阻系統、使用的機種等)、各項必要的基礎工程架構、未來可能的技術創新、研發與建造時程 、估算成本、評估維持(兩艘)航母的可行性等等,而法國主要防務廠商如達梭飛機公司(Dassault)、泰利斯(Thales)集團、海軍集團(Naval Group)等都會參與研究工作;此一研究工作會耗資3600萬歐元,並持續約18個月(在2020年中完成),希望新航母能在2030年代服役(戴高樂號 預定在2040年左右除役),服役到2080年代左右。弗洛倫斯.帕爾麗表示,新航母必須符合2030年代的技術趨勢,包括搭載德國與法國剛開始合作的次世代戰鬥機(NGF)以及UCAS無人作戰空中系統(Unmanned Combat Air System,UCAS)等。法國打算在2025年左右達成新航空母艦的主要決議,新艦會服役到2080年左右。

在2018年歐洲海軍展(Euronaval 2018)中,法國首度展出德法合作的次世代戰鬥機(NGF)的

風洞模型。NGF咸信是法國海軍未來航空母艦的主要艦載機種。

 

在2018年歐洲海軍展(Euronaval 2018)中,法國展出UCAS無人作戰空中系統的模型,

可能是法國未來航空母艦的艦載機種之一。


在2019年3月11日,路透社報導,德國總理梅克爾( Angela Merkel)批准了她所屬的基督教民主聯盟(Christian Democratic Union)的繼任者──黨魁Annegret Kramp-Karrenbauer的一系列歐盟改革提議,其中包括建構「歐洲共同航空母艦」 (common European aircraft carrier)。「歐洲洲共同航空母艦」是回應法國總統馬克洪(Emmanuel Macron)先前提出的歐洲防務重整提案。梅克爾表示,歐洲共通航空母艦將是歐盟扮演在全球安全角色的重點項目,而歐洲擁有這樣的能力是一件好事。德國與法國已經展開新一代戰鬥機的合作計畫,而如果「歐洲共同航空母艦」在德國與法國主導下推行,咸信就會與法國的新航空母艦計畫關連。

在2020年2月底法國總理投資委員會( Comité ministériel d'investissement,CMI)會議中,法國國防部提出了PANG的方案;依照消息,此時的PANG方案採用核子動力(而非傳統動力),排水量約70000到75000噸級。在2020年5月11日,法國國家武裝部隊委員會(l'Assemblée nationale la ministre des Armées)的聽證會上,國防部長弗洛倫斯.帕爾麗(Florence Parly)接受菲尼斯泰爾省(Finistère)的議員迪迪埃.勒加克(Didier Le Gac)詢問時表示,國防部已經完成PANG新一代航空母艦的論證工作,並將提案移交給總統伊曼紐.馬克龍(Emmanuel Macron),他會在6月的國防委員會會議上決定是否正式推動。

在2020年5月11日,法國國民議會(Assemblée Nationale)國家防衛與武裝部隊委員會(Commission of National Defense and Armed Forces)聽證會上,法國海軍部長表示,議員Jacques Marilossian曾問他未來法國航空母艦是否採用核子動力,他回答說目前法國業界一致建議採用核子動力。由於新航空母艦體型更大,現有K15反應器(功率150MW級)的功率不足,因此必須為新航空母艦開發新的K22(功率220MW級);K22的設計類似K15,但規模與功率都更大。如果希望新航母加速在2030年服役,考慮到經費以及開發進度,勢必不可能採用核子動力;而如果新航母的目標是在2038年服役(屆時接替役齡滿40年的戴高樂號),現在就必須開始進行新型核子推進系統的研發工作,包括研究、設計、降低風險等等。

在2020年6月24日,法國上議院議員Olivier Cigoletti以及Gilbert Roger公布一份關於探討法國未來航母的報告;報告中估計,PANG項目的成本至少要50億歐圓(約56億美元);如果確定採用核子推進,則成本還會更高。由於現階段沒有足夠信息,現階段無法精確估計法國未來航母項目的成本範圍,有可能上看60到70億歐元;如果訂購兩艘航空母艦、分攤研發費用,每艘單位成本就可以降低約30到40%。此外,法國智庫組織Institut Thomas More公布的一份報告估計,法國未來航空母艦服役後,一艘航母每年操作維護費用約4.5億歐元;這份報告稱,法國軍備總局(DGA)已經完成了航空母艦成本的估算,然而DGA目前並不對外釋出相關信息。

 

基本構型/艦載機

依照PANG的規劃,新航母在服役初期可能會暫時沿用戴高樂號的現有機種如飆風(Rafael)-M戰鬥機、E-2C/D空中預警機等,但之後終將被法國與德國合作的下一代戰鬥機(Next-Generation Fighter,NGF)的艦載版取代,因此法國新航母的設計規劃勢必要圍繞這種新一代艦載戰鬥機。德、法兩國在2018年6月達成協議,在2018年11月20日宣布於次年(2019年)啟動合作研究計畫,而西班牙也在2018年加入。此一戰鬥機項目包含有人與無人機,載人戰鬥機稱為新戰鬥機(New Fighter, NF)或下一代戰鬥機(Next-Generation Fighter,NGF)機,與配套的無人機共同組成作為下一代武器系統(Next-Generation Weapon System, NGWS)。爾後,NGWS被定義成更廣泛的未來空中作戰系統(Future Combat Air System, FCAS,法文為Système de Combat Aérien Futur,SCAF)的一部分;SCAF其他項目包括歐洲中高空長程(Medium-Altitude Long-Endurance, MALE)、遙控飛行系統(Remotely Piloted Aircraft System, RPAS)、超低可視度(Ultra-low Observable, LO)無人作戰飛行載具(Unmanned Combat Aerial Vehicle, UCAV);未來巡航飛彈等等。依照德國與法國的協議,法國官方和達梭(Dassault)飛機公司負責主導未來戰鬥機(NF/NGF)的開發,德國和空中巴士(Airbus Group)集團負責其他FCAS的系統。此外,法國發動機製造商賽峰(Safran)也會與德國MTU合作開發戰機的發動機。到在2020年上旬,德國與法國仍針對SCAF項目中商業計畫、工作分工的各項協議進行談判,而UCAF無人戰鬥機目前尚沒有具體進展。

根據達梭集團在2019年巴黎航展所展示的NGF次世代戰機現階段全尺寸模型,全長18.0~19.0m、翼展14m、最大起飛重量約30至35噸級,遠大於現役飆風M戰機(全長15.3m,翼展10.9m、最大起飛重量24.5噸級);這意味著法國新航空母艦的機庫、升降機、起降甲板空間尺寸也得配合放大。一般而言,為了縮減停放軍機所需的空間,艦載戰鬥機通常會使用折疊機翼,然而這會損及戰鬥機的雷達匿蹤能力以及機翼掛載能力;先前在研製飆風M戰機時,主翼是否折疊就曾引發法國軍方內部爭論,最後決定利用飆風的三角翼構型,在機庫中以彼此交疊的方式節省停機空間,從而避免使用折疊翼。

為了因應未來戰鬥機的尺寸成長,法國新一代航母的體型與排水量預計會比戴高樂號增加不少;除為了容納新一代艦載機之外,增大尺寸也能避免當年設計戴高樂號時因為尺寸受限而帶來的諸多侷限(例如無法同時進行艦載機彈射起飛與攔阻降落作業、艦上人員起居空間受限、部分人員起居艙室被迫設在高噪音區等)。即便如此,未來航母搭載飛機的數量,可能仍會比戴高樂號略微下滑。戴高樂號最多能搭載40架左右的艦載機,其中包括30至36架飆風M以及2架E-2C空中預警機;考量到作戰任務需要,法國未來航母最起碼的艦載機數量應不會低於30架。

 PANG論證過程中,包括討論由法國自行研製彈射器的可能性,結果認為無論是蒸氣彈射器或電磁彈射器,由法國自行研製的成本都會太高(因為需求數量太少),且技術風險大,因此決定從美國引進EMALS電磁彈射器以及AARS先進攔阻系統。由於EMALS彈射能力以及機種適應性優於蒸氣彈射器,對艦載機的結構限制較小,有助於大幅SCAF艦載版與陸基版(空軍)的差異。 

Naval News在2020年於美國華盛頓舉行的海上/空中/太空展(SNA 2020)中得知,法國國防採辦局(DGA)、法國海軍等單位會在在2020年3、4月間派遣人員到美國海軍福特號(USS Gerald R. Ford CVN-78)航空母艦上,觀摩EMALS以及AAG的實際操作。美國EMALS、AAG的主承包商通用動機(General Atomics)已經與法國海軍、法國國防採辦局(DGA)以及法國海軍集團(Naval Group)進行若干合約,評估將EMALS與AAG整合到PANG航母上。

Naval News在2020年6月中期透露,依照現有資料,PANG應該會配備三具美製EMALS電磁彈射器,其中兩部位於艦首,位於斜角甲板的第三部EMALS長度較短,用於彈射UAV無人飛行載具。由於PANG飛行甲板尺寸較大,應能同時進行彈射起飛以及回收降落作業(起飛區與降落區相隔夠大,不會彼此干擾),使得航母單位時間起飛、降落架次可望明顯優於戴高樂號以及更先前的福熙級(Foch class)航空母艦。此外,PANG也會配備美製先進攔阻索(AAG)系統;依照法國業界消息,最初法國海軍並不想購置AAG,打算繼續使用傳統可靠的液壓攔阻索;然而經過評估後,法國認為大約20年以後,現有的美製MK-7液壓攔阻索到20年後就會面臨商源消失問題而無法繼續維護,因此勢必要引進AAG。 

依照2019年7月8日Mer et Marine的報導,PANG全長估計280m、排水量70000噸;而Naval News的消息來源指出,PANG可能只會比英國伊麗莎白級航空母艦更長、更重一些。依照2020年6月2日法國記者Jean-Dominiquet Merchet的意見,PANG會比戴高樂號大60%,並可能採用與英國伊麗莎白女王級航空母艦類似的雙艦島設計。綜合各方意見推測,PANG長度可能在285至295m之間,寬度約78m,滿載排水量70000~750000噸,推進系統總功率約80MWW(推進加上發電總功率可能達110MW),三到四軸推進,最大航速約26至27節,艦上人員編制估計900~1080人,航空聯隊人員550~620人;由於PANG比戴高樂號更大,但全艦總人數應該相當,因此艦上起居空間應該比戴高樂號更舒適。艦上艦載機隊可能包括32架NGF戰機、2至3架E-2D先進鷹眼預警機等,飛行甲板面積可能達16000平方公尺,機庫面積可能5000平方公尺。艦上的偵測、防空自衛裝備包括法國新開發的SeaFire主動相位陣列雷達、MBDA Aster防空飛彈系統等等。

依照法國國民議會的防委員會議員Jean-Charles Larsonneur公布的信息,PANG有三項主要任務:

1.海軍航空核子打擊任務(Force Aéronavale Nucléaire,FANu)。

2.對地打擊任務:透過FCAS未來空戰系統,能夠在高強度戰場獨立執行第一擊任務。

3.藍水大洋制海作戰。

 

依照2020年5月PANG提交給法國總統時的概念設計,其排水量高達70000~75000噸級,比現役戴高樂號(排水量42500噸)大幅增加;這主要是因為SCAF未來空戰系統的艦載機噸位設定是30~32噸級,遠比現役法國海軍Rafael M戰鬥機(20多噸)大。法國國防部規劃PANG在位於 聖澤納爾(Saint-Nazaire)的大西洋造船廠(Chantiers de l'Atlantique)建造,而不是先前建造戴高樂號的布雷斯特(Brest )船廠;之前建造戴高樂號航空母艦時,就是為了遷就布雷斯特原有船塢的尺寸,導致艦體規模和長度受限,連帶影響了航空作業能力。大西洋造船廠在2008年11月由韓國STX Corporation購併成為STX Europe;STX Corporation在2016年宣告破產後,義大利芬坎蒂尼(Fincantieri)造船集團與法國接觸要購買大西洋造船廠,雙方在2017年9月達成協議簽署合約,芬坎蒂尼與法國海軍集團(Naval Group)各持有大西洋造船廠一半股份。此外,法國海軍土倫基地內負責維修船艦的沃邦乾塢也無法容納70000噸級的航空母艦,而法國正考慮對沃邦乾塢進行擴建。

在研究論證中,法國海軍認為雖然傳統動力航空母艦的建造和壽期總成本較低,但未來40年化石燃料的可獲得性可能出現問題,讓法國海軍缺乏興趣。而PANG採用核子動力另一個更重要的戰略性原因是,確保維繫法國核能產業與關鍵技術;現在法國海軍只有12個艦載反應器(戴高樂號有兩座,四艘凱旋級彈道飛彈潛艦與六艘紅寶石級核能攻擊潛艦都各有一座,全部都是K15型),之後新造的核能船艦由於技術進步、反應器更換燃料的週期延長,會進一步減少法國核能產業的工作量。如果法國軍事核能技術的未來不能確保,將導致核能工業專業技術和產能逐漸流失,進而增加法國海軍軍用核子動力推進系統在服役生涯的風險,這將危害法國唯一戰略核威懾武力──彈道飛彈潛艦的運作。依照Naval News的消息,PANG從2018年展開概念研究為止,核子推進系統始終是項目的首選;甚至有消息稱,傳統動力也納入評估範圍的原因,只是要用來支持選擇核子動力。在2020年2月,即將卸任的海軍集團總裁Hervé Guillou向Naval News透露,PANG採用核子動力有絕對的必要性;PANG的新核子推進系統將用於法國再下一代核能彈道飛彈潛艦,這是維繫法國戰略核威懾的唯一途徑。

先前的K15艦載核子反應器(功率150MW級)的研發工作(當時項目名稱為新世代反應器,New Generation Reactor)從1989年展開,在2005年完全結束,而K15反應器是戴高樂號航空母艦以及四艘凱旋級(Triomphant class)核能彈道飛彈潛艦的推進系統,此外梭魚(Barracuda)核能攻擊潛艦(Suffren class)也使用改良後的K15;以海軍集團為例,有1/4到1/3的人員(約13000人)負責海軍核子推進系統項目。負責研發以及維護K15的這一代法國核子工程師估計會在2030年代完全退休凋零,這意味著如果法國在2020年代不即時開始發展下一代K22艦載核子反應器(功率220MW級)並開始傳承經驗給下一代工程師,2030年代法國很可能會喪失獨自開發艦載核子推進系統的能力。法國海軍艦載核能推進系統的主要設計製造單位是TechnicAtome以及CEA(即French Atomic Energy Commission),TechnicAtome是220MW級的K22核反應器的主承包商,而海軍集團負責整套核子推進系統與輔助設施(包含一級和二級冷卻迴路);在2018年19月10日,CEA啟動新一代測試反應器(new generation test reactor,法文縮寫RES)項目,會成為K22反應器的技術基礎。

依照PANG的估計,建造首艘航空母艦的成本在40億到60億歐元之間,包含研發與建造。戴高樂號航空母艦預定在2038年除役,因此法國海軍希望PANG最遲能在2036年開始試航,因此建造工作希望能在2026年啟動;目前法國打算在2024年簽署PANG的建造合約。建造航母的地點預定是聖澤納爾(Saint-Nazaire)大西洋造船廠(Chantiers de l’Atlantique),建造效能高於布雷斯特的海軍造船廠;在2020年5月18日,法國國防部長弗洛倫斯.帕爾麗(Florence Parly)在大西洋造船廠參與法國新一代艦隊油船切割第一塊鋼板儀式,致詞時透露,新一代航空母艦將在聖澤納爾建造,在2036年試航,2038年接替戴高樂號。不過,布雷斯特海軍船廠的工期可以完全依照法國軍方的需求,但若在民營的大西洋船廠建造,就必須排在廠方訂單簿中,建造期程必須根據船廠手中建造工作來排定廠房、船塢等各項設施的工期;這意味著航母的預算撥款期程如果發生變化,或者發生設計修改,對建造時程就會造成更多不確定影響。由於航母艦體建造與組裝工作相對較快,因此可能的作業方式是船體在大西洋船廠建造完成,然後將船體移到布雷斯特海軍船塢,進行耗時更多的艤裝和調整測試工作。

依照法國議員Jean-Charles Larsonneur透露的消息,法國海軍固然將核子推進系統列為首選,但也很希望能夠建造兩艘航空母艦,這取決於經費的多寡;因此,法國海軍的優先順序如下:

1.第一順位:建造兩艘核子動力航空母艦。

2.第二順位:建造兩艘傳統動力航空母艦。

3.第三順位:建造一艘核子動力航空母艦。

4.第四順位:建造一艘傳統動力航空母艦。