中型通用巡防艦(FTI)

 

(上與下)DCNS在2016年歐洲海軍展(Euronaval 2016)展出的巨浪(Belharra)模組化巡防艦,是法國海軍規劃中的

中型通用巡防艦(FTI)的外銷版。FTI此型艦將取代法國海軍現役拉法葉級(La Fayett class)巡防艦。

而此種艦型採用新開發的斜角式船舷,可改善耐波性。

 

由後方看巨浪巡防艦的模型。艦尾甲板放了一架NH-90中型直昇機,以及一架美製RQ-8B無人飛行載具(UAV)

的模型。直昇機庫頂上裝有一組美製RAM短程防空飛彈發射器。這也是2016年展出的模型版本。 

(上與下)巨浪巡防艦的想像圖。主桅杆上裝置四個Sea Fire 500主動相位陣列雷達的固定式陣列天線。

 

(上與下)在2017年11月澳洲雪梨展出的太平洋海事防務展(PACIFIC 2017)中展出的FTI模型。與上面2016年

展出的構型相較,2017年版有不少調整,船艛正面與直昇機庫上方兩側的外型更加細緻複雜,

以降低雷達截面積;艦橋兩側耳台外型大幅修改,兩座Narwhal 20mm機砲分別設置在兩側耳台前端,

射界涵蓋兩側各180度。此外,原本艦體聲納從艦橋以下的位置移到艦首,艦尾也做出了可變深度聲納

的施放艙口。2017年版裝載的垂直發射器數量也增加;先前只在艦首B砲位有兩組八聯裝Sylver A50

垂直發射器,2017年版又進一步增加增加兩組八聯裝Sylver A70垂直發射器,可裝填陸攻巡航飛彈。 

(上與下)FTI進行水槽船模測試的畫面。

 

 

──by captain Picard

艦名/使用國 中型通用巡防艦/法國(Frégate de Taille Intermédiaire,FTI )
承造國/承造廠 法國/DCNS
尺寸(公尺) 長122.25  寬17.7
排水量(ton) 4250
動力系統/軸馬力

CODAD

MTU 16V 8000 M91L柴油機X4/42900

雙軸CPP

航速(節) 27~29
續航力(海浬) 5000/15節
偵測/反制系統 Sea Fure 500主動相位陣列雷達*4

導航/直昇機管制雷達*2

RESM/CESM電子截收系統

ALTESSE-H被動式通信/電子情報截收支援系統

Sylena Mk2誘餌發射器*2 

聲納 Kingclip Mk II艦首主/被動聲納*1

CAPTAS-4主/被動拖曳陣列聲納

射控/作戰系統

SENIT戰鬥管理系統

Sagem PASEO XLR光電探測儀*2

射控雷達

乘員 125,可容納額外50人
艦載武裝 OTO 76mm 62倍徑快砲超級快速型*1

八聯裝Sylver A50垂直發射器*2(使用Aster-15/30防空飛彈)

四聯裝MM-40飛魚反艦飛彈發射器*2

雙聯裝324mm魚雷發射器*2(使用MU-90魚雷)

Nexter 20mm遙控機砲*2

非致命性聲光驅逐式武器系統

12.7mm機槍

艦載機 NFH-90反潛直昇機*1

無人飛行載具(UAV)*1

數量

共五艘

艦名 安放龍骨 下水時間 服役時間
  2023

 


  

起源

在2013年版法國國防白皮書(LPM)中,就記載將建造五艘中型通用巡防艦(Frégate de Taille Intermédiaire,FTI )來取代現有的拉法葉級(Lafayette class)巡防艦,使得法國海軍在2030年時能有15艘第一線水面作戰艦艇可供運用(兩艘水平線飛彈驅逐艦、八艘FREMM與FREDA、五艘FTI)。依照法國海軍的規劃,FTI能執行的任務包括正規的防空、反潛與反水面作戰,具備武力投射能力,並能支援特種作戰、對抗恐怖主義、對抗不對稱威脅、參與國際聯合軍事活動(包括海上封鎖、危機對應、情報蒐集等),能單艦作業或參與友軍或盟邦海軍編隊,聯合執行任務。

在2015年5月底,法國國防部長Jean-Yves Le Drian公開說明法國海軍接下來造艦計畫,已訂購的六艘FREMM在2019年內全數服役,在2022年之前將兩艘FREDA建成服役,而預定取代5艘拉法葉級巡防艦的FTI中型通用巡防艦則比原訂提前二年展開,總共建造5艘,2023年起陸續服役並替換拉法葉級。 法國國防部在2017年3月20日的跨部會投資委員會議正式提出啟動FTI項目,並希望在奧朗德總統本屆任期結束前獲得批准啟動,然而此案隨即遭到法國財政部凍結,等到4月下旬到5月總統大選之後再說。 在2017年4月,法國政府批准啟動FTI的相關工作,預算約38億歐元(當時約42億美元)。

為了盡可能縮短開發時程,法國武裝力量指揮部部(The Direction Générale de l’Armement ,DGA)、法國海軍以及業界相關廠商(主要是DCNS、Thales集團)組成團隊,一同定義規劃FTI巡防艦的需求與規格。在2015年10月5日,這個團隊提交了平台架構以及系統計畫接受審查。

依照原計畫,FTI巡防艦會在2017年第一季度簽署建造合約並開工建造(不過最後並未實現),首號艦預定於2023年交付(2025年形成戰力),這讓法國在2030年時有15艘一等/二等巡防艦可以部署(兩艘水平線飛彈驅逐艦、八艘FREMM與FREDA、五艘FTI)。預估研製與建造五艘FTI的總成本為38億歐元(約42億美元),比先前的FREMM降低約20~30%。

發展過程

在2015年10月,英國BAE Systems向法國海軍推薦以該集團MK-45 Mod4艦砲來裝備FTI;法國海軍現役的100mm與76mm快砲都有毀傷力與射程不足的缺憾。BAE System認為結合該公司發展的SGP與HVP等先進增程導向多用途砲彈,MK-45 Mod4能滿足防空、水面作戰與對地攻擊任務,有效取代法國海軍現有的100mm與76mm快砲,並且提供一種比戰術性飛彈更低廉的作戰選項。目前法國海軍仍打算在FTI巡防艦上繼續沿用76mm快砲,但外銷版能根據客戶需求改用127mm快砲。

在2016年10月舉辦的歐洲海軍展(Euronaval 2016)中,DCNS首度公開FTI通用巡防艦的模型,同時發佈FTI的出口版本,稱為巨浪(Belharra,來自於法國南部Basque海岸可能看到的巨浪)。依照展出資料,法國自用FTI全長122.25m,舷寬17.7m,排水量4250噸;而外銷版的艦體長度則能依照客戶需要而調整,例如短艦體版可能是118~125m,而長艦體版則可能是127~137m。Belharra瞄準的定位是4000噸級中型巡防艦,在DCNS的產品線中介於六千噸的FREMM以及三千噸以下的Gowind之間。

法國國防部表示,在2016年10月5日,法國政府內閣投資委員會對FTI的結構設計和主要系統達成共識,包括主要作戰裝備如飛彈、雷達和艦砲等,在11月對其它系統設備進行選擇。FTI巡防艦的設計以出口為主要考量,FTI項目副總裁皮爾.勒格羅預估此一巡防艦系列在國際市場的銷售潛力高達40艘,遠超法國海軍的採購量(5艘),因此其設計和性能參數上,出口市場需求高於本國需求。

在2017年11月初,法國海軍集團(Naval Group,原DCNS)與從事導航/定位/影像的iXBlue公司簽約,為FTI巡防艦提供Marins慣性導航系統( inertial navigation system)以及Netans資料分布處理單元。Marins慣性導航系統使用光纖陀螺儀技術,而Netans資料分布處理單元則整合於船艦各項信息相關系統(包含艦上感測器)的資料傳輸端,使得艦上各種數據在傳輸之前都經過加密處理。先前法國外銷的艦艇就曾使用iXBlue公司的產品,而此次是iXBlue首次為法國海軍本身的船艦供貨。在2016年,iXBlue公司的Marins慣性導航系統獲得英國與德國的合約。 

在2018年1月11日,法國武裝力量指揮部(DGA)宣布,已經在7年12月29日與海軍集團(Naval Group)和空中巴士直昇機(Airbus Helicopters,原歐洲直昇機公司)簽署一個研究發展合約,為法國海軍發展新的無人直昇機。此計畫目標是在2021年中推出可行的概念展示原型,並在船艦上進行實際操作測試,希望在2025年左右進入法國海軍服役,裝備於FTI巡防艦以及其他水面艦艇上。空中巴士直昇機集團的合作伙伴包括一個中小型直昇機公司 Hélicoptères Guimbal(該公司的產品為Cabri G2二人座輕型直昇機,機體規模類似法國海軍需要的無人直昇機),而Thales集團、Safran Electronics & Defense 也會參與此一計畫(DGA表示這兩家公司從2005年就開始參與法國國防部的無人垂直起降載具等相關研究)。

在2018年3月20日,法國海軍正式確定海軍集團為FTI的主承包商,其他的主要次供應商包括:


Axima:提供加熱、通風、空調系統。

CNIM:提供艙門、聲納、魚雷系統。

iXblue:導航系統。

義大利Leonardo:供應OTO Merela 76mm快砲。

MBDA:提供反艦與防空飛彈系統。

MTU:提供柴油發動機。

Safran Electronics & Defense:提供Paseo XLR 超長程光電監視系統。

Thales:供應船艦感測、電子戰、迪我識別、通信系統。

在2018年5月上旬,供FTI使用的第一套Sea Fir相位陣列雷達系統進入製造階段,2019年在位於聖芒德堶C(Saint-Mandrier)的法國國防採購局(DGA)測試中心進行測試評估,並在2020年交付洛里昂船廠裝上FTI首艦。

正在製造的第一套Sea Fire 500相位陣列雷達天線。

基本設計

DCNS集團的總裁表示,由於現代武器系統相關技術更新的速度越來越快,過去許多可以使用10至20年的組件科技,如今每隔3到5年就必須汰舊更新;為了讓服役期間頻繁的升級更加容易,同時也讓對不同客戶的客製化設計更佳方便,FTI巡防艦是法國第一種全面數位化與高度模組化的水面作戰艦艇,全艦各項子系統大量運用DCNS最新開發的嵌入式計算機架構,之間透過網路連結。FTI的戰鬥管理系統(Combat Management System,CMS)與平台管理系統(Platform Management System)等主要系統都會整合在若干加固的機箱中,並且仔細地分散布置在船艦各處,能滿足冗餘性、存活性等戰場需求。在全艦系統數位化之餘,網路安全防護也成為FTI巡防艦的設計重點之一。

FTI設計高度模組化,客戶能依照需求自由選擇子系統和作戰裝備;這既是FTI的核心競爭力,也反映了法國造艦技術的發展。與以往的軍艦出口相較,近年客戶要求更多工業合作與客製化,考量的範圍包括客戶自行挑選子系統、供應鏈以及對客戶的技術轉讓等,因此法國海軍、國防採辦局及法國軍工業界需要針對這些問題進行深入討論。一名法國國防分析專家表示,規劃FTI巡防艦時,對成本、作戰能力、工業因素都提出了一定的要求。 

FTI的排水量約4250噸左右,設計理念參考2000年代前期DCNS推出的FM400概念(FREMM的縮小版,排水量3500到4000噸)、2010年代前期推出的XWind 4000的相關概念(詳見FM 400/SWORDSHIP/XWind 4000概念艦一文)以及Gowind巡防艦系列等。依照DCNS在2015年5月底對FTI的敘述其設計將具備高度模組化、強健(robust)、易於使用、無可比擬的運用能力,結合法國海軍與其他國家需求,運用DCNS最新的技術成果,包含平面相位陣列雷達等 ,並能根據客戶的需求選用不同的裝備模組。

FTI使用長艦首樓甲板、方尾等主流艦型設計,寬大的艦體具有良好的適航性,防護力、惡劣海象下的航行穩定性與機動性都較為理想。FTI採用新發展的後傾式斧型艦首(Sea Axe Bow),能改善在惡劣海象下航行的穩定性。FTI整體設計極為強調降低雷達反射、紅外線熱信號、聲噪強度等隱身特性。FTI上層船樓與機庫採用一體式氣密堡壘設計,整合上層結構技術(含整合桅杆系統)大大減少了整體雷達反射截面積和天線的數量,流暢簡潔的型線和舷側的折角也有效減少了雷達截面積;此外,船舷及桅杆都敷設雷達波吸收塗料,起錨機和系纜柱等也延續拉法葉級巡防艦以來的設計,隱藏在甲板下船艙內或裝在盡可能貼近甲板的位置;艦載小艇收容在上層結構凹區內,平時被簾幕遮蔽。FTI護衛艦具有舵橫搖穩定(RRS)系統,由計算機控制船舵與兩側穩定鰭,使船艦以在6級海象下正常作業;先前法國海軍FREMM巡防艦為了節省成本而省略穩定鰭,只採用舭龍骨結構增加穩定性,實際操作經驗顯示穩定性能不夠好(尤其是直昇機起降作業)。此外,FTI所採用的各種材料、設備等都將符合環保認證,從設計、建造、服役、除役拆解的再利等整個壽命循環,都具備優良的環保性。

FTI的標準人員編制是125人,包含15名航空組員,而艦上還有容納另外50名人員的餘裕。FTI巡防艦的自動化和整合控制程度較高,降低了所需的人員編制。艦上的控制系統包括整合艦橋系統(IBS)、自動化的平台管理監控系統、先進作戰系統等,人機介面設計也重視易於操作,這些都有助於減低人力需求。FTI巡防艦非常重視內部空間適居性,最低階的普通士兵居住水平都是四人一間,士官為四人或兩人一間,軍官為兩人一間或單人房;以上所有人員住艙都附帶專屬的衛生設施、淋浴間或盥洗室。
艦上艙壁、頂部艤裝、家具陳設等都強調輕質、具良好抗沖擊性、易於移動和重新安裝、隔音效果良好、耐用等特點。艦上也有醫療設施,包括一間手術室和3張病床,能夠進行外科手術及牙齒治療。FTI採用成本較低的複合柴油機推進系統(CODAD),總功率約32至40MW級,最大航速約27至29節,航速15節時續航力5000海里。依照後來的資料,FTI採用四部MTU 16V 8000 M91L柴油主機,功率32000 kW(42900馬力),最高航速27節。 艦上還配備3D列印機,可直接印出所需的零件,大幅增加了船艦的自力維修能力。

FTI的作戰系統以DCNS的SETIS系列為基礎開發而來。為了簡化操作、強化艦上人員的反應速度與環境意識,FTI的作戰系統人機介面將整合擴增實境(AR)技術。防空探測方面,FTI打算使用法國Thales研發的Sea Fire主動式相位陣列雷達系統(採用四面固定式陣列天線,使用屬於第三代技術的氮化鎵(GaN)半導體來製作T/R組件),是法國第一種引進主動相位陣列雷達的艦艇。Sea Fire最大探測距離可達400~500公里,平面探測距離達80公里,可同時追蹤800個空中與水面目標,對各種目標都有良好的追蹤能力,包括慢速(低都卜勒效應)、低雷達截面積(RCS)、超音速迴旋機動目標等。FTI的Sea Fire 500相位陣列雷達每個陣面的尺寸約為2.5 x 2.5m。 除了Sea Fire 500相位陣列雷達之外,FTI還配備兩座導航/直昇機管制雷達、一套週邊環境監視套件(結合兩組Sagem Paseo EXR光電探測儀、一具Thales的敵我識別器(IFF))、射控系統、包含雷達/通信截收系統(RESM/CESM)在內的電子戰套件、情報監視系統(SENTINEL )、兩套Sylena Mk2誘餌發射器(最多可安裝四座)、Thales/Marconi開發的Aquilon整合通信系統(結合UHF/VHF等三個頻段的無線電通信設備、Link 11/16等數位資料鏈以及衛星通信(SATCOM))。艦上的電子支援設備(ESM)包含SIGEN的寬頻帶數位接收機,能截收雷達和通信設備的波段;而電子反制設備能以較高的功率連續實施干擾。DGA表示,由於經費有限,前幾艘FTI不會裝備干擾彈發射系統,直到最後一艘才會在完工時裝備,而前幾艘則在日後陸續回廠加裝。

在2017年底,Safran Electronics & Defense(原Sagem )獲得海軍集團合約,為FTI巡防艦提供Paseo XLR光電射控儀。 Paseo XLR結合一個 DALAS (Dispositif díaide à I'Appontage au Laser) NG 的模組化雙軸穩定旋轉塔、Safran開發的光電射控裝備等等,能以被動光電探測模式感測監視周遭,對抗不對稱威脅(如近距離水面的小型快艇、低空小型目標)。

在2018年10月下旬在巴黎舉行的歐洲海軍展(Euronaval 2018)中,Thales集團宣布將開發新一代ALTESSE-H被動式通信/電子情報截收支援系統。ALTESSE-H,具備早期預警、信號識別與定位、威脅判定、收集電子/通信情報等功能,操作頻段涵蓋30~30000MHz,必要時可增加對1~30MHz波段的監聽截收功能。具備內建式人工智能管理以及網路安全防護,探測範圍高於艦上大多數其他感測器。ALTESSE-H能以被動模式實時(Real time)追蹤2000個目標;此系統配合TRC 6460甚高頻(UHF)信號攔截與定向系統、安裝在主桅杆頂端的先進天線系統以及衍生自Keyobs suite的先進後端軟體套件。 

FTI巡防艦也結合法國在2010年代開發的多平台態勢對應保持系統(Tenue de Situation Multi-Platformes, TSMPF,相當於英文Multi Platform Engagement Capability),類似美國的聯合接戰能力(CEC)。TSMPF項目的發展大約開始於2009年,打算透過一個能力強大的網路信息分佈系統,將分散在各地移動平台(含預警機與船艦)的感測器(包含各種雷達、紅外線、電子支援系統等)連結在一起運作,透過實時(Realtime)的信息交換與融合,形成單一整合戰場態勢圖像,大幅提高海空軍力的態勢感知與作戰效能;而這是美國CEC之後,西方國家發展成功的第二種類似的整合感知與射控系統。在2015年,法國海軍完成機載IP網路(Reseau IP de la Force AeroNavale, RIFAN)的第二階段(RIFAN 2),包含伺服器節點以及V/UHF通信傳輸設施,並配合艦載版的C波段高頻寬資料鏈(美國CEC的傳輸平台也使用高傳輸速率的C波段資料鏈系統);這套系統在2017年進行首次實際演示,由戴高樂號航空母艦、水平線飛彈驅逐艦以及阿基坦級多任務巡防艦(FREMM)組成的共同感測和防空武器聯網對抗由8架飆風(Rafael)戰鬥機組成的空中打擊波;演示成果非常成功,形成TSMPF網路的水面艦成功對空中打擊機群實施了有效的對應與攔截。隨後,法國海軍開始生產正式型號的TSMPF來裝備艦隊,除了裝置於水平線飛彈驅逐艦、FREMM多任務巡防艦之外,新造的FTI巡防艦在設計之初就納入了TSMPF系統。不過,法國海軍的美製E-2C預警機目前並沒有整合到TSMPF網路中,缺乏空中的有效感測與傳輸節點,難免使TSMPF的效能打了折扣。TSMPF的終極目標是戰場上各個作戰節點透過存取TSMPF實時產生的單一戰場態勢圖像進行接戰。

DCNS將FTI艦上的偵測(含雷達、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,稱為環場監視情報模組(Panoramic Surveillance Intelligence Module,PSIM);拜模組化之賜,PSIM的設計、整合、製造與測試工作都能與平台獨立進行,製造完成後在岸上的岸基整合設施(Shore Integration Facility,SIF)與船艦採用的戰鬥系統進行整合測試工作,因此整個桅杆系統在上艦之前已經完成了各項整合與單元測試工作,可減少船艦建造與測試週期,並簡化了與平台之間的系統整合工作;這種模式是借鏡先前DCNS在Gowind 2500巡防艦的建造模式(被馬來西亞與埃及採用),也與Thales荷蘭分公司的IMAST整合桅杆系統如出一轍

法國自用FTI預定裝備的武器系統包括艦首一座OTO 76mm 62倍徑快砲超級快速型(SR)、兩組八聯裝Sylver A50垂直發射器(裝填Aster 15/30防空飛彈,現階段似乎不考慮納入MdCN遠攻巡航飛彈)、兩組四聯裝MM-40 Block 3飛魚反艦飛彈發射器、兩具324mm雙聯裝輕型魚雷發射器(MU90 Impact輕型魚雷)、兩座Nexter 20mm遙控機砲、12.7mm重機槍等。艦首安裝艦砲的位置具有換裝127mm火砲的餘裕,而如果日後要追加陸攻飛彈等武器,艦首Sylver垂直發射器的位置也預留了足夠深度,能直接更換成長度更長的A70構型。 兩具雙聯裝輕型魚雷發射器(使用MU-90 Impact輕型魚雷)。為了因應低強度巡邏任務,艦上還配備非致命性聲光驅逐式武器系統。

反潛方面,法國自用的FTI巡防艦打算裝備新開發的Kingclip Mk II多功能中頻艦首主/被動聲納,具備全新的接收/發射器技術,可延長偵測距離。Kingclip Mk II主動工作頻率為5.25~8kHz,被動工作頻率為1~8kHz,探測距離可達25km,探測精度在30m以內,方位差小於等於1.5度,最大可工作航速達30節。具有連續波和調頻波兩種發射方式,能探測、跟蹤潛艦或魚雷等目標,並具有自動檢測寬帶噪聲、自動魚雷警報、水下障礙物探測迴避等功能。此外,艦尾裝備Thales開發的CAPTAS-4主/被動低頻拖曳陣列聲納的緊致型(Compact)。  FTI巡防艦艦尾設置直升機庫與起降甲板,能操作一架10噸級中型艦載直升機;法國目前正在研發讓船艦使用的SDAM無人飛行載具(UAV),預定2024年服役,也會配備在FTI巡防艦上。 為了支持特種作戰,FTI能搭載並收放一艘ECUME快速突擊艇,此外還能搭載一艘較小的多用途RHIB硬殼充氣快艇,而艦上的直昇機也能支援特種部隊作業。

上圖是2016年歐洲海軍展(Euronaval 2016)展出的FTI模型,下圖是在雪梨太平洋海事展

(PACIFIC 2017)展出的FTI。兩者相較,2017年版的艦橋正面由原本較平直的造型改成

多面體,耳台形式從艦橋前方改成在艦橋兩側向外延伸。2016年版將兩座Narwhal 20mm遙控機砲

分別設置在艦橋前方左側與機庫頂端右側,而2017年版則改設置在艦橋兩側耳台前端,

可涵蓋兩側各180度射界,優於原本的設計。此外,2016年版艦橋前方B砲位只有兩組八聯裝

Sylver A50垂直發射器,2017年版艦橋前方則設置四組共32管,包括兩組Sylver A50以及

兩組長度更長、可裝填MdCN陸攻巡航飛彈的Sylver A70。

 

外銷版的Belharra能根據客戶需求調整選用的配備,例如可改用威力更強的127mm艦砲;而體積噸位較低的緊致版本則可配備兩組輕量化的Sylver垂直發射單元(可使用Aster系列或MICA-VL等防空飛彈),每個單元只有四個發射管(標準型Sylver每個單元有八管)。此外,還可選擇Sea Fire主動相位陣列雷達單面旋轉天線版本,或者體積重量比緊致型CAPTAS-4更低的CAPTAS-2主動拖曳陣列聲納。值得一提的是,法國海軍集團(Naval Group)在2017年11月於雪梨太平洋海事防務展(PACIFIC 2017)中展出的FTI模型,艦首的垂直發射器增為32管,包括兩組八聯裝Sylver A50以及兩組可以裝填MdCN陸攻巡航飛彈的Sylver A70垂直發射器,不過目前不確定這是否為法國海軍採用的構型。