伊薩克.佩爾級傳統動力攻擊潛艦(S80A)

西班牙海軍從2000年代初期研製的S80A潛艦模型,外型雖類似法/西合作的鮋魚型

,然而實際上兩者是截然不同的設計。西班牙將S80A命名為伊薩克.佩爾級(Isaac Peral class)。

S80A潛艦想像圖。

建造中的S80A首艦伊薩克.佩爾號(Isaac Peral S81)的艦首船段,上方是安裝魚雷管的位置

,下方是安裝陣列聲納的基座。

建造中的伊薩克.佩爾號中部船段。

Cartagena船塢建造中的伊薩克.佩爾號,可見到各船段與等待裝艦的設備。近處為艦尾船段。

在2000年代初期出現的P650型設計,衍生自S80A,原本打算用來投標台灣潛艦案。

S80A發現設計超重後,在美國通用電器船舶的協助下修改設計。經過修改後的設計稱為S80 Plus,艦體長度增加

約10m,增加的位置分為三處,總共增加了16個肋板。經過修改後,S80 Plus的排水量增加800噸。

 

──by captain Picard

艦名/使用國 伊薩克.佩爾級傳統動力攻擊潛艦/ 西班牙

(Isaac Peral class/S80A)

承造國/承造廠

西班牙/Cartagena Shipyard,Navantia

(部分艦體由英國Barrow,BAE System承造)

尺寸(公尺) 原始:長71.05  直徑7.3 最大寬度11.68  吃水6.2

修正後(S80 Plus):長80.8 直徑7.3 吃水6.2

排水量(ton)

原始:

浮航2200tonne(2400短噸)

潛航2462tonne(2674短噸)

 

修正後(S80 Plus):

浮航3000

動力系統/軸馬力

MTU 16V 396 SE84 GB31L柴油機*3/4828

Gamesa Cantarey推進用電動機*1/4700

燃料電池AIP*1/400

單軸七葉片螺旋槳

航速(節)

水面12

水下19

續航力(海浬)

最大潛深 300
水面偵測/反制系統 ARIES-S平面搜索/導航雷達*1

Pegaso電子截收裝置

Modle 2010光電潛望鏡組

水下偵測/反制系統 多功能主/被動陣列聲納 系統

側舷大型低頻被動陣列聲納

拖曳陣列聲納

作戰系統 SUBICS整合式戰鬥管理系統
乘員 32(必要時可增加8名特戰部隊)
艦載武裝

533mm魚雷發射器*6(攜帶武器共18件,包括DM-2A4魚雷、潛射魚叉反艦飛彈、戰術型戰斧巡航飛彈、Mincoa多模式感應水雷等)

數量

共四艘

艦名 開工時間 下水時間 服役時間
S81Isaac Peral 2007/12/13 原訂2015/3 預定2022/9
S82 Narciso Monturiol 預定2024/5
S83 Cosme García 預定2026/3
S84  Mateo García de los Reyes 預定2027/7

 


 

起源

早在1989年,西班牙海軍便開始規劃下一代柴電攻擊潛艦(計畫名稱為ALTAMAR),取代四艘日益老舊的 法製S60型(海豚級)潛艇,並希望能在2000至2005年間服役。ALTAMAR計畫最初曾打算以法國在1980年代授權西班牙建造的奧古斯塔(Agosta)S70型柴電潛艦為基礎,衍生出新的潛艦設計 ,爾後則決定以DCN在1980年代提出的S80型(一種全新的設計)為基礎,雙方成為策略聯盟。

西班牙對S80潛艦的先期研究從1989年進行至1992年,然而由於冷戰結束導致國防經費大減,此計畫一度遭到擱置 。在1997年,由於智利向法國訂購潛艦,原本法、西合作的S80方案就重新復活,並獲得鮋魚(Scorpene)的外銷型號。同樣在1997年 ,西班牙重新啟動本國的潛艦計畫,仍使用S80的名稱。在1998年10月,西班牙海軍正式批准購買四艘S80型潛艦(當時定義是鮋魚型的衍生型),並將建造工作交給國營巴贊造船廠(Bazan)。巴贊廠於2000年與西班牙其他幾個主要造船產業如阿斯提里洛船廠(Astilleros Espanoles,AESA)等合併成IZAR集團,成為歐洲第二大、世界第九大造艦集團,而該集團在2005年又重整更名為納凡提亞(Navantia)船廠。在1999年11月,西班牙海軍與巴贊廠簽約, 進行S80的計畫定義工作,為期兩年,至2001年10月完成。

在2001年,西班牙海軍鑑於後冷戰時代與九一一事件之後的國際戰略形勢已經產生顯著變化,遂重新調整海軍的戰略,並據此重新擬定S80的任務與作戰需求;這項工作於2002年1月展開 。在S80的原始需求中,主要仍著眼於西班牙海軍從冷戰以來的傳統任務,即典型的反潛作戰與反艦作戰;而在新任務需求中,S80被賦予更廣泛的使命,包括遠洋巡航、沿岸監視與情報蒐集、在敵國水域的攻勢性佈雷、掩護友軍遠征特遣艦隊、遠程對地武力投射、支援特種作戰等等, 因此S80需要強調長期的遠洋持續操作能力、延長在水下的潛伏作業時間,並且配備長距離對地武器;基於新的任務需求,S80引進若干技術變更,首先是引進 大幅增加潛航時間的AIP絕氣推進系統,此外還包括增配陸攻巡航飛彈、能配合海外協同作戰的完善指管通情傳輸系統,以及具備完善佈雷能力的武器發射系統等等。 在2001年10月,西班牙海軍與IZAR重新簽約,從2002年11月起展開S80的第二次定義,重新設計符合西班牙海軍新需求的潛艦;為了與早先的計畫有所區隔,新設計方案也改名為S80A潛艦 ,而此次重新定義工作於2003年9月完成。

在S80重新定義的階段,法國希望西班牙能直接訂購四艘裝備AIP的鮋魚衍生型做為解決,部分消息甚至指出西班牙政府在2003年同意訂購四艘AIP版鮋魚型;然而,最後這個提議沒有被接受,西班牙仍自行發展本國版本的S80A,這導致了法國的不滿。在2004年3月24日,西班牙國防部、西班牙海軍與IZAR廠終於簽約建造四艘S80A,合約價值17.56億歐元 (平均每艘建造費用為4.39億歐元),原訂首艦於2005年1月開始建造,2011年交付;不過關鍵的戰鬥系統合作廠商選擇卻在美國洛克西德.馬丁公司(Lockheed Martin)與雷松(Raytheon)之間猶豫不定,直到2005年初才決定由洛馬擔任主承包商,在2007年11月公布關鍵設計審查(Critical Design Review),所有細部工程設計在此時才算完全定案。至2010年,整個S80A計畫經費已經上漲到22.12億歐元,平均每艘建造成本為5.53億歐元。

由於S80源於法國DCN的提案,而原本法國S80在1990年代後期以鮋魚(Scorpene) 的名稱進入國際市場,並與西班牙維持原本的策略聯盟關係(1990年代到2000年代鮋魚級外銷智利、馬來西亞等案,製造工作都由法國與西班牙均分),因此外界一般都認為S80A只不過是 鮋魚型的拷貝版;然而實際上,經過2000年代前期的重新定義,S80A無論在細部設計與作戰能力,與鮋魚型的差異都以經十分顯著。 因此,納凡提亞極力強調S80A從本質上是與鮋魚 型截然不同的潛艦,同時也表示該廠參與鮋魚型潛艦與S80A的兩個團隊截然不同,彼此毫無瓜葛,並且分別在該廠內兩棟完全隔離的建築物裡作業,S80A「完全沒有從 鮋魚團隊拿去任何東西」; 當然,這種論點無法說服法國人,法國認為西班牙利用法、西合作建造鮋魚型的技術,搭配美製戰鬥系統成為S80A潛艦,並投放到國際市場上與DCNS競爭(例如西班牙S80A與DCNS的Marlin潛艦都參與了土耳其潛艦案,西班牙也向澳洲、挪威、印度、新家坡推銷S80A), 是一種「偷竊」行為,違反了雙方原先的策略聯盟協議,DCNS因而在巴黎仲裁法庭(Paris Arbitration Court)上控告納凡提亞。在2010年11月,DCNS與 納凡提亞船廠 才正式達成協議,結束 鮋魚型的合作關係,未來雙方各自對外銷售本身的產品,而法國也撤回對Navantia的訴訟。

基本設計

不同於鮋魚型的設計與裝備完全由法國包辦(西班牙只負責部分艦體的承造),西班牙海軍自用的S80A的主導權完全操之在西班牙手中,系統發展的主要合作對象也改為英、美等國。由於西班牙海軍以遼闊的大西洋水域為主要作業環境 ,故S80A自然著重於遠洋操作及攻勢部署,與法國海軍的地中海封閉環境有相當區別,而英、美潛艦主要是在開闊大洋上操作,這是西班牙S80A潛艦案找英美廠商合作的重要原因之一。在S80A專案中,英國BAE System、QinetiQ等廠商提供艦體流體力學設計、結構設計、減震降噪技術、訊號處理、拖曳陣列聲納操作 、武器裝載與發射系統等組件等技術,而美國則提供燃料電池AIP系統與艦載戰鬥系統等。

S80A的主要建造工作由納凡提亞旗下的Cartagena船廠負責;依照早期報導,英國BAE System潛艦部門(即現屬於BVT造船集團的Babcock船廠位於Barrow的廠區)承包了前兩艘S80A部分艦首、艦尾非耐壓殼部位 (相較於艦體中段的管狀構造,艦首、艦尾的造型複雜,加工難度大),這些部分將以BAE System用於建造英國機敏級(Astute class)潛艦的機具與技術來建造;而BAE System也將參與第三、第四艘S80A的部分艦體建造工作,這些組件在英國完成後,才會運至西班牙Cartagena船廠完成總裝。 不過實際上,最後全部S80A的建造工作似乎都在西班牙納凡提亞Cartagena船廠完成。

 為了精確控管S80A的設計與組裝,S80A以FORAN電腦輔助工具(CAD)進行船艦設計/施工藍圖的繪製,400個相關工作團隊以網路連線方式存取龐大的CAD藍圖資料庫同時作業。S80A艦體前後分成五個分段來建造。

S80A潛艦的模擬圖。

與鮋魚型相較,S80A乍看之下構型類似,同樣採用流線的淚滴型艦殼、傳統的十字尾舵、單軸推進以及位於帆罩上的水平舵,帆罩前端根部也有個類似的彎角來降低阻力;然而,S80A的排水量比 鮋魚型大得多 ,艦體長度與寬度均增加,潛航排水量約為2460噸(鮋魚型配備AIP的型號估計潛航排水量1870噸),控制舵面積也比鮋魚型更大 。最初S80的團隊也曾考慮近年日益流行的X型尾舵面設計,然而實際評估後,團隊卻認為萬一負責控制X舵面的計算機失效,船艦將完全無法操作,故最後仍選擇了傳統的十字尾舵。S80A採用與 鮋魚型相同的Type-80 HLES輕量高張力鋼板建造,最大潛航深度在300m以上;在設計階段,IZAR曾建造一個S80A的等比例縮尺模型(長6.8m、直徑1.46m)來進行抗水壓測試。S80A的原始設計要求必須滿足良好的控制性能,能在50秒內由潛望鏡深度、呼吸管航行、速率5節的狀態急速下潛至100m深度, 在80秒鐘或五倍艦體長度的距離內完成緊急煞停,在六級海象下仍能在潛望鏡深度、呼吸管操作狀態安全航行,其舵面的操控能力必須容許2.8節的超低速航行 (以往潛艦的最低可控航行速率約為4節)。艦體的設計必須滿足流體力學,盡量降低航行阻力與噪音,具體措施包括改善艦型設計、減少水櫃開口等 ;而在先期作業中,S80A團隊還在瑞典SSPA進行艦體船模水箱測試作業。為了降低S80A的跡訊,納凡提亞進行了各項相關詳細研究,包括聲學信號、磁場、靜電、航行尾跡、熱訊號、電子系統的電磁波或超低頻無線電波,甚至是浮航的視覺信號等,大幅降低了S80A被發現的機率。艦上所有的輪機裝備本身都極力降低運轉的噪音和震動,然後安裝在減震減噪的彈性基座上,最後再整體安裝在位於耐壓殼內的減震浮筏上,減震浮筏與艦體採用柔性連接,透過重重手段,最大幅度地減少艦體機械設備輻射至水中的噪音與震動。此外,S80A的柴油機排氣口還設有消音器,廢氣通過消音器空間時體積膨脹,熱量與噪音都降低,之後再排放至水中;而部分伸縮桅杆則採用吸收雷達波材料製造,降低在水面使用時的雷達截面積。

動力方面,S80A採用傳統柴電推進與AIP絕氣推進系統的組合,主機部分為三座 單機功率1200KW(1610馬力)的德國MTU 16V 396 SE84 GB31L柴油機,搭配西班牙Gamesa Cantarey製造的 永磁交流主推進電動機組,並配備兩組由Tudor提供、各180單元的主蓄電池。Gamesa Cantarey的永磁交流主推進電機組功率3500kW(約4700馬力), 由於永磁電機不需要額外動力來維持線圈磁性,大大節省了功率消耗與損耗,相較於同輸出等級的傳統電機,具有效率高、體積重量較低、性能可靠的優點,抗衝擊能力號稱是其他同級機型的兩倍, 甚至能在冷卻系統失效的狀況下繼續工作一段時間。

AIP部分,S80A並未採用法國鮋魚列為選配的MESMA封閉循環蒸汽渦輪系統,而使用由 西班牙與美國廠商合作開發的燃料電池AIP系統,以重整的乙醇和液態氧作為燃料,而整合測試工作由西班牙Abengoa集團和Tecnicas Reunidas共同負責。此系統中,西班牙Abengoa集團旗下Hynergreen負責開發生物乙醇(bioethanol)處理器,包括一系列反應艙以及幾個中介的無機反應器 ;工作時,艦上容艙儲存的生物乙醇(BioEtOH)注入這個處理器,重整出高純度氫氣,再與氧氣一同輸入由美國聯合動力公司(UTC Power)提供的離子交換膜(PEM)燃料電池進行電化反應,並產生動力。在2004年7月,Abengoa公司建成了一個功率10KW的AIP推進系統陸地測試原型,這是此系統研發工作的第一階段;第二階段則是完成功率300KW的全尺寸、全功率陸地原型,接下來的第三、第四階段才牽涉到實際裝艦供海軍使用。在Hynergreen開發的生物乙醇處理器中,以生物乙醇(BioEtOH)為燃料,經由重整棄而取得氫氣,與氧氣(來自於儲存槽的液態氧)進行燃燒反應(燃料與氧氣的流量依照運轉需求來調整),反應產生的副產物如二氧化碳(由於燃燒不完全所致)等氣體則在由文氏管(venturi scrubber)注射海水混合後,通過一個由Bionet開發的二氧化碳移除系統(CO2 Removal System,SECO2),將二氧化碳充分溶解至海水並達到無法探測的程度再排出。 而提供燃料電池的美國聯合動力公司早在1960年代就致力開發各型燃料電池,先前為美國太空總署(NASA)的阿波羅(Apollo)登月太空船太空梭等宇宙飛行器的燃料電池都由該公司提供,該公司並在2002年5月14日申請關於離子交換膜(Proton Exchange Membrane, PEMFC)的專利,在2007年2月14日正式獲得專利權;而為S80A提供的就是該公司的PEM燃料電池。此型AIP的最大輸出功率達300kW(400馬力),整套AIP系統安裝於潛艦中部一段長7.89m的船段內,此船段分為上下兩個艙間,上層裝有燃料電池系統、 生物乙醇燃料儲存裝置、功率調節裝置、二氧化碳處理系統與輔助動力等,下層隔艙則裝有液態氧低溫儲存槽。這套AIP在110KW功率運轉下,S80A能以四節速率持續潛航15天;如將功率消耗減至50kW,則持續潛航時間可達20天,能遂行長期潛伏任務。 依照後續消息,S80A的這套AIP系統每套成本約800萬歐元,其中美國提供的PEM燃料電池佔300萬歐元。

S80A配備 納凡提亞所屬的FABA公司主導研發的整合平台管理系統(IPMS),透過區域網路與艦上所有的設備連結(包括推進系統、AIP、輔助系統、航行操縱、消防損管乃至於做戰系統),艦上人員只需透過兩個 由Sainsel製造的CONAM多功能整合操控台(又稱為平台管理系統,Sistema de Control de Platforma,SCP)就能監視、控制船艦運作的一切機能,並存取各系統傳來的各項資訊;而艦上各次系統平台也透過IPMS蒐集各種所需資訊,或者發出各種指令訊號。IPMS並整合有故障診斷功能,能迅速發現艦上出問題的部位與子系統,此外還內建訓練模擬功能。S80A的自動化導航與操控系統 (Guidance Automation Unit Distributed Intelligence,GUADI)由義大利Avio S.P.A航太動力集團提供,採用分散式結構配置,相較於傳統集中式控制系統,具備可靠性更好、存活性更佳與操控靈活性更高等優勢。由於S80A的高度自動化,艦上僅需編制32名人員即可有效運作 ,此外艦上還能再容納8名特種部隊人員。

在2017年1月,消息傳出S80A的AIP系統的整合開發工作曾遇到挫折,無法趕上首艘S80A潛艦的服役(即便S80A項目發生超重而不得不加長,花了許多時間修改設計並加長艦體)。依照西班牙軍方消息,S80A的AIP研製期間歷經數次挫折,不過最後達到里程碑,已經成功實現功率25KW的陸地概念原型; 而實際裝上潛艦的是功率達300KW的版本。依照2018年2月中旬的消息,為了避免進一步延誤整個計畫,前兩艘S80A型潛艦(S81與S82)下水與交付時將先不配備AIP,直到三號艦(S83,預定2026年3月交付)才開始裝備AIP,而前兩艘等到進行首次進塢大修時才補裝AIP。

偵測/武裝

S80A帆罩內的各種伸縮桅杆配置

S80A的作戰中樞是國際可擴充/裁減柴電潛艦整合作戰系統(Scalable International Diesel-Electric Submarine Integrated Combat System,SSUBICS)由美國、西班牙合作研發,主承包商是美國洛克西德.馬丁公司(Lockheed Martin),其基本架構衍生自美國新一代維吉尼亞級核能攻擊潛艦的AN/BGY-1潛艦戰鬥系統。在2000年代,美國也參與澳洲柯林斯級(Collins class)潛艦的戰鬥系統替換案(Replacement Combat System,RCS),為柯林斯級換裝AN/BGY-1潛艦戰鬥系統的衍生型;不過由於柯林斯級原始設計的指揮室可用空間以及供電、冷卻功率已經無法更動,對於體積與功率消耗較大的美製系統無法完全適應,因此在首艘改裝的同型艦測試之後,後續同型艦就逐步酌量減少硬體改裝範圍;而S80A由於是從頭設計的新艦,原始設計就納入美製戰鬥系統的考量,因此可以減少這方面的困擾。AN/BGY-1採用開放式全分散架構,並使用美國海軍業已驗證的商規民用組件(COTS)技術,利於服役生涯的維護與升級。這套作戰系統以七座Sainsel的CONAM多功能顯控台 (與SCP平台管理系統同型)為主要部件,每個顯控台均能處理、顯示各偵測系統回傳的數據,或用於追蹤、武器射控等工作。首批七座戰鬥系統顯控台於2007年交付西班牙海軍,隨即運往洛馬集團在美國維吉尼亞州的陸上測試場;而緊接著生產的七座顯控台則由納凡提亞 旗下FABA系統公司,在該公司位於西班牙聖.費南多的陸上測試場進行測試。

S80A的聲納系統由洛馬集團協助進行系統整合,聲納換能器等硬體 由美國ITT提供;艦上的聲納系統包括多功能主/被動陣列聲納 系統、艦體側面大型低頻被動陣列聲納、拖曳陣列聲納等等。帆罩內的伸縮桅杆組則包括柯爾.摩根光電公司(Kollmorgen Electro-Optical)的Modle 2010潛望鏡組、西班牙Indra的ARIES-S低截獲率(LPI)技術平面搜索/導航雷達、Indra生產的Pegaso電子截收裝置(ESM)、整合通信系統桅杆、Indra生產的TPX-25 MK-XIIA敵我識別系統、自動辨識系統(Automatic Identification System,AIS)等。艦上的潛望鏡包括一具Model 2010 AP傳統穿透式的光學/光電潛望鏡(整合有熱影像儀、電視攝影機等),以及一具非穿透性的Model 2010 OS光電桅杆(包含高解析度電視攝影機、彩色攝影機、紅外線熱影像儀、雷射測距儀等),而這兩具潛望鏡上的MTV 640 3~5um紅外線熱影像儀則由Indra提供。Indra提供的電子截收系統具有廣泛的寬頻接收能力,涵蓋雷達與通信電磁波的頻譜。艦上的整合通信系統由FABA擔任主承包商,以EID ICCS-5通信控制系統為基礎架構,搭配Rohde & Schwarz的無線電系統、Indra的衛星通信終端(衍生自該公司的TSUB衛星通信系統)以及其他頻道的射頻天線,天線生產廠商包括Aeromaritime、Nereides、Dowding、Mills、Calzoni等;艦上的數位資料鏈 終端系統由西班牙Tecnobit提供,能與Link-16/22等北約標準通用資料鏈連結。

武裝方面,S80A配備英國Weir Strachan & Henshaw(S&W)研發的武器 處理與發射系統(Weapan Handeling and Launch System,WHLS)。WHLS是英國海軍潛艦使用的同系列產品的衍生型 ,是S80A整個武器裝載、儲存與發射系統的總稱,包含將武器裝載上艦、裝填入魚雷發射管以及發射控制等,武器儲存裝置能在受外力衝擊的情況下保證武器的安全;除了魚雷、反艦飛彈之外,還預留相容戰斧巡航飛彈操控系統的能力。 與英美先進潛艦類似,S80的魚雷發射系統配備雙渦輪氣壓幫浦(Air Turbine Pump,ATP),由兩組高壓氣體驅動的渦輪泵浦,抽取艇外海水注入發射管,發射時則將魚雷管內海水加壓,將武器打出去,六門魚雷管都採用此一方式發射。 S&W公司提供S80的魚雷發射控制系統也包括可程式化、可控制排水量的供氣系統,稱為可程式化開啟筏(PFV),能根據各種參數(包括潛艦速率、潛航深度、武器類型、現有壓縮空氣壓力等等) ,自動調節每次發射時的供氣量,製造最恰當的脈衝射流來發射武器,故可大幅能量使用效率,減少不必要的能量消耗與噪音。艦首配備六門533mm彈射式魚雷發射器,艦內共配置18件武器,包含魚雷管內六枚與彈艙內的12枚 ,裝填作業由半自動化的機械進行輔助。S80A還配備由Weir Strachan & Henshaw提供的水下誘餌發射器,位於水平尾舵附近的艦殼下方,總共有20管彈位,預留的空間還可再增加10個彈位。

武裝方面,在2004年11月,德國STN Atlas(目前屬於英國BAE集團)的DM-2A4電力推進線導魚雷從瑞典Saab Bofors Underwater Systems的TAU-2000、美國Raytheon的MK-48 ADCAP、法義合作的黑鯊型等魚雷中脫穎而出,獲得西班牙採用,將成為S80的主要武器。除了魚雷外,S80A還可發射潛射魚叉反艦飛彈、Mincoa多模式感應水雷,而艦上的WHDS武器控制系統一個特殊功能,就是控制六門魚雷管輪流自動發射水雷。此外,美國政府在2006年6月批准售予西班牙一批戰斧Block IV陸攻巡航飛彈,也成為S80A的武裝,提供長程的戰略攻擊性武力。

建造進度

S80A首艦於2007年12月13日正式開工建造,被命名為伊薩克.佩爾號(Isaac Peral S81) 。依照最初計畫,S80A首艦應在2011年交付,但首先由於戰鬥系統選擇工作的延遲而延後到2013年,然後在2011年時由於金融海嘯造成西班牙嚴重財政危機,又將首艦交付時間延遲到2015年,而後續三艘則從2016至2018年以每年一艘的速率交付;其壓力殼的建造工作 預定在2012年底完成,預計在2013年5月下水,2015年3月移交西班牙海軍(比原訂計畫推遲至少四年 )。2008年全球金融海嘯之後西班牙政府面臨嚴重財政與外債危機,也影響到西班牙各項軍備計畫,這是S80A計畫進度緩慢的原因之一。

在2012年8月初,英國Babcock造船集團向西班牙海軍交付用於S80A首艦伊薩克.佩爾號的武器處理裝備(Weapan Handeling Equipment,WHE),這是艦上武器處理與發射系統(Weapan Handeling and Launch System,WHLS)的主要組件。

建造中的S80A首艦伊薩克.佩爾號(Isaac Peral S81),此為艦體中部分段,上為帆罩結構。

伊薩克.佩爾號的艦尾船段。

建造中的S80A首艦伊薩克.佩爾號(Isaac Peral S81)。

延誤

在2012年12月,消息傳出傳出S80A首艦伊薩克.佩爾號發現超重的重大缺陷,其建造過程中增加了額外的重量,比原始設計超重75噸 ,如果下水後可能會直接沈入海底。這項重大問題導致原訂在2015年3月下水的伊薩克.佩爾號,建造進度必須延後一至二年。 在2013年5月,納凡提亞廠宣布已經判斷出S80A超重的設計瑕疵,首艦交付日期可能延後到2017年,估計超重幅度為75至100噸;一位前西班牙官員表示,設計失誤原因可能是計算錯,顯然有人計算時小數點位置弄錯。依照 稍後的消息,S80A超重125噸,重心比原訂高8.1cm。

初步調查後,納凡提亞高層認為S80A在歷經各種設計變更時,沒有經過周詳的計算就倉促套用,而且曾發現2005年還在研發階段時就沒有嚴格按照計畫進行 。納凡提亞在2011年中旬才完成S80A的所有細部設計並確定最終構型,同時期首艦伊薩克.佩爾號艦體結構已經完成87%,作戰系統完成22%;如果後續陸續變更的設計沒能符合原始設計預留的容量,自然會發生嚴重問題。此外,2008年金融海嘯後西班牙面臨嚴重經濟危機,造船廠大量解雇經驗熟練的資深造船工人,因此伊薩克.佩爾號的超重問題也可能是由於造船工人缺乏經驗而累積錯誤所致。

 這個問題導致納凡提亞將被迫對變更S80A的設計,可能的解決方案包括直接減輕重量,或者加長艇體來增大浮力;然而增長艦體也意味著造價進一步攀升,估計每增長1m就會增加750萬歐元 (970萬美元)。 除了超重之外,S80A搭載的AIP絕氣推進系統也傳出效能遠不如原定目標,原本S80A目標是能靠AIP在水下持續 潛伏28天,但此系統實際測試的表現只達到7天。由於S80A勢必延期交付,西班牙海軍被迫延長老舊的S70奧古斯塔級(此時剩下三艘服役)的役期 ;當時西班牙政府打算花費3000萬歐元(3880萬美元)為Tramontana號(S74)進行維修工程,使之能多服役2到3年(約至2018年) ,但此一翻修計畫遭到延誤。

在2013年6月,西班牙國防部宣布,納凡提亞與美國生產潛艦的通用電器船舶公司(General Dynamics Electric Boat)簽署合作合約,由通用電器船舶協助西班牙解決潛艦超重問題,此合約是透過美國軍方的海外軍售管道( Foreign Military Sales,FMS) 直席。通用電船在接下來三年間研究可能的解決方案,為此西班牙將支付通用電船約1000萬歐元(合1322萬美元);初期評估的方案包括加長艦體增加浮力,或者在拆除AIP系統與部分作戰裝備的情況之下下水。依照 當時西班牙海軍高層的意願,他們更傾向將艦體加長5到6公尺增大儲備浮力,而不是靠著犧牲艦上裝備和性能來減低重量 ;依照估計,艦體長度每增加1公尺,造價就會增加750萬歐元。 由於美國參與S80A計畫,因此通用電船對於此型潛艦的設計並不陌生;此外,通用電船也有協助其他國家解決潛艦設計問題的經驗,例如澳洲柯林斯級完工後發現大量問題,以及英國建造首艘機敏級(Astute class)核能攻擊潛艦時由於缺乏使用CAD的經驗而導致造好的船段無法組合等,最後都向通用電船求助。

在2013年7月底,西班牙國防部表示,S80A首艦伊薩克.佩爾號由於需要修改設計,交付時間將有所延遲,希望能在2017年左右入役。因此,S80A的二號艦Narciso Monturiol(S82)或許將趕超首艦的進度,成為第一艘交付的本級艦。 而之後的第三與第四艘(S83、84)則會進一步納入整個S80A計畫進展期間所有的設計演變。不過到最後,S80A潛艦的進度又進一步順延。

在2014年4月上旬,納凡提亞廠對外表示,S80A的設計問題應能在2014年中解決,屆時會公布具體的設計變更。隨後西班牙國防部長Pedro Argüelles在訪問美國期間拜會美國國防部副部長(US Acting Deputy Secretary of Defense)克利斯汀.福克斯(Christine H Fox)以及國防部裝備採購/科技/後勤次長(Under Secretary of Defense for Acquisitions, Technology and Logistics)法蘭克.康道爾(Frank Kendall),期間Pedro Argüelles要求美國方面對S80A潛艦項目提供更多技術協助。 在2014年9月,消息傳出S80A的超重問題初步獲得解決,建造工作可望在2014年10月恢復;修改之後艦體長度增加7m,排水量增加75噸。不過實際上,S80A修改工作直到2018年中旬才會完成,最後增加的長度約達10m,排水量增幅更達800噸(見下文)。

修正設計:S80 Plus

在2016年4月16日,西班牙國防部在國會接受質詢時表示,S80A項目發生問題,最大責任在於當時做出決策的社會工人黨(PSOE)政府,讓S80A成為一個高技術風險、缺乏合作夥伴與技術參考對象;他批評先前2010年時,西班牙根本沒有必要與法國DCNS結束鮋魚型潛艦合作關係,另外自己開發一種新潛艦。

原本西班牙希望第一艘S80A仍能在2018年初服役(比原訂計畫延後超過2年 )。在2016年10月中旬,詹式防務(Janes)透露西班牙公布了最新的S80A建造期程,前西班牙海軍司令Francisco Javier Franco Suanzes 證實首艘S80A的交艦時程延後到2021年,後續三艘在2026年之前交付完畢。四艘S80A的交艦期程分別是:首艦S81為2021年、二號艦S82為2023年下半、三號艦S83為2024年底、四號艦S84為2026年下半。

在美國通用電器船舶公司的指導協助之下,S80A進行了修改設計,此設計稱為S80 Plus;修正的設計在2016年7月通過關鍵設計審查(Critical Design Review,CDR),整體設計完成定案。在S80A的設計修正工作中,西班牙向美國支付約1400萬美元的諮詢費用。經過修改之後,S80 Plus的全長從原本71m增為80.81m,增加約10m,總共增加16個肋板;增長的艦體分為三段,分別插入帆罩前方(第四與第五號分段之間,長度為4個肋板)、帆罩後方(第三與第四號分段之間,長度為9個肋板)、第三與第二號分段之間(長度約3個肋板),細節變動頗大。經過修改後,S80 Plus排水量增加800噸,例如浮航排水量就從原本的2200噸增加到約3000噸。

在經過協商程序之後,西班牙政府決定不對納凡提亞的延誤實施處罰,因為納凡提亞是政府出資的公營企業,政府對其罰款只是將錢從左邊口袋換到右邊口袋;不過,納凡提亞的利潤空間的確因此受到影響,這些失誤造成的延誤、超支與返工不會成為納凡提亞的利潤。在2018年2月中旬,消息傳出西班牙國防部與納凡提亞經過數個月的討價還價之後,終於敲訂了修改後的S80A潛艦的預算。此時,S80 Plus的預算追加已經送交西班牙議會,由於這是先前項目的延伸,因此獨立於2018年1月西班牙國防部公佈的新一輪15年軍備計畫之外。此外,西班牙國防部也對納凡提亞下達命令,停止所有關於S80 Plus第二至四號艦(S82~S84)的相關鍵造工作,集中全力在S80 Plus首艦(S81)的建造工作,為此原先的執行計畫與排程都要調整。

原本S80A項目總預算上限為21.35億歐元;依照2018年2月中旬的消息,西班牙政府與納凡提亞敲定的修正協議中,S80 Plus項目總預算上限再增加15.5億歐元,達到36.85億歐元,增加幅度高達72.5%。增加15.5億歐元的預算除了與潛艦修改設計、增加尺寸直接相關的費用之外,還包括為將來部署潛艦的Cartagena基地擴大潛艦碼頭(S80 Plus艦體增長10m之後,原本78m長的潛艦碼頭已經不夠,需要加長與挖深)、興建儲存與處理武器彈藥的岸基設施,以及研發與建置兩座訓練用的模擬訓練設備(含潛艦平台操作與戰術訓練等)等後勤相關項目,總共約1600萬歐元;此外,還 包含1億歐元預備經費,作為之後可能進一步修正設計的預備費用。在2018年7月18日,西班牙國防部正式宣布,S80 Plus項目的總預算提高到39億700萬歐元,比起最初的21.35億增加了17.72億歐元,漲幅是83.11%;其中,擴建潛艦碼頭、建造岸上後勤與訓練設施的經費約1600萬歐元,並包含因應後續可能修改的1億歐元餘裕。在2018年7月20日,西班牙海軍進一步對媒體表示,擴建Cartagena基地潛艦碼頭的工程費用可控制在26萬3250歐元(含增值稅為31萬5000歐元)。

依照此時的協議,四艘S80  Plus分別在2022年9月(S81)、2024年5月(S82)、2026年3月(S83)、2027年7月(S84)交付,比2016年10月詹式防務公布的進度大約又再順延一年。為了避免讓AIP開發進度進一步拖累造艦計畫,前兩艘S80A(S81、82)交付時先不裝備AIP,2026年服役的三號艦(S83)才開始裝備,而前兩艘等到第一次進塢大修時才進行換裝。

S80A潛艦項目的大幅延誤,連帶使西班牙原有的四艘葛倫納級(Galerna class,法國設計的Agosta 70S,1980年代服役)柴電潛艦被迫延長役期,為此不得不進行額外的大規模結構檢修作業。西班牙在2015年與納凡提亞簽約,為葛倫納級的Tramuntana (S-74)進行延壽翻修工程,預算為4290萬歐元,並準備為另外兩艘進行相同延壽工程(分別打算在2017與2018年編列),總花費預計達到1.3億歐元。

 

簡評

西班牙也積極以S80A搶攻潛艦外銷市場,並且瞄準高檔遠洋柴電潛艦的市場區隔,極力與鮋魚型區分。在2000年代初期,西班牙S80A與德國214型、法國鮋魚型一同參與角逐土耳其海軍新一代柴電潛艦的競標(在2008年7月下旬,土耳其宣布由214型取得優先議約權) 。此外,納凡提亞也以S80A參與澳洲在2009年提出的SEA 1000潛艦案,在2012年回覆了澳洲方面的提案徵詢;然而隨後由於西班牙自用S80A爆出超重問題,嚴重打擊了S80A在澳洲潛艦案的聲勢 ,最後並沒有入選澳洲潛艦案在2015年2月展開的競爭評估程序(CEP)。

西班牙本身沒有採用鮋魚,卻另起爐灶推出S80A,自然讓法方感到不滿,認為西班牙利用鮋魚獲得的技術與經驗挪為己用,反過頭來與法方競爭。或許令法國始料未及的是,1990年代以來接受法國 不少技術的西班牙造艦工業(例如潛艦領域),2000年代以來日益強大並在外銷市場上嶄露頭角,並屢屢與美國廠商結盟(如F-100神盾巡防艦以及本文的S80潛艦),反而壓縮了法國造艦產業 在國際市場的生存空間;例如西班牙的SPS戰略武力投射艦在2007年6月下旬擊敗法國的西北風級兩棲運輸艦,取得了澳洲海軍的訂單。

值得注意的是,長久以來美國海軍的全核能化海軍政策,使美國造艦業已有數十年未曾自行設計、建造柴電潛艦,只得在全球柴電潛艦外銷市場上缺席(由於核能潛艦具有高度敏感性,故鮮少有外銷案例);然而在2000年代,美國潛艦工業曾參與澳洲柯林斯級柴電潛艦戰系更新案(主承包商為雷松)、西班牙S80A柴電潛艦案(洛馬集團為主)、加拿大維多利亞級柴電攻擊潛艦的武器射控系統更新案(主承包商為洛馬集團),並展現出強大的能力。在柯林斯級案中,美國改善了該艦的流體力學設計、重新整合其戰鬥系統與武器系統 ;而在S80A案中除了提供美國向來擅長的戰鬥系統外,還供應AIP絕氣推進系統所需的燃料電池, 之後通用電船還協助西班牙修改S80A設計來解決超重問題;這彷彿證明雖然缺乏實務機會,然而美國強大的潛艦工業界依舊有能力執行柴電潛艦的設計與整合工作。在柯林斯與S80A等潛艦案中,美國國防工業界也學習將他們過去許多供核能潛艦使用的裝備的尺寸與消耗能量降低,使之更適合用於柴電潛艦。

對台銷售版:P650

在2003年7月 ,國外消息指出美國通用與IZAR將以S80A為基礎推出名為P650的潛艦設計案,以爭取台灣八艘潛艦的生意。P650全長67m(不含AIP),寬6.6m,潛航排水量1921ton(不含AIP),潛航速度20節,能持續在海上作戰50天(不含AIP),編制32名乘員,武裝包括六門533mm魚雷管,艦上可攜帶18枚魚雷或反艦飛彈。當時西班牙外交部發言人曾證實IZAR的確接到來自美國的訂單,不過他並不保證會准許輸出,而西班牙外長更直接了當地拍胸脯保證連半艘潛艦也不會賣給台灣;至於IZAR廠的人員則含蓄地表示:「只要西班牙政府准許輸出,就不會拒絕美方為台灣代下的訂單」,顯然一切都還是老問題。由於西班牙IZAR造船廠與美國洛馬、通用集團等國防廠商有合作關係(例如AFCON先進巡防艦銷售聯盟),而美國在西班牙自用的S80A的掌握度也遠高於法/西合作的 鮋魚型,所以有這類傳言自然不讓人十分意外。當然,此案最後沒有下文。