ACS的演進

1.載台設計

1991年8月，臺灣軍方發出ACS案的需求徵詢書（RFP）之後，前述有意角逐的眾多美商紛紛提出簡報，各類裝備配置方案五花八門 ，臺灣海軍承辦單位收到至少二十幾個提案。使用相位陣列雷達與垂直發射系統的方案自然是主流，不過也有些提案沒有使用相位陣列雷達；當時海軍也在考慮是否要在相位陣列雷達之外，另外保留一具傳統的二維對空搜索雷達， 作為相位陣列雷達故障時的備援。

在早期提案階段中，各廠商提案尚未牽涉到派里級艦體載台的修改細節。以某廠商的提案概念為例，其艦體結構仍以派里級 相似，最主要的變更就是在艦橋後方原主桅杆位置安裝一大型塔狀結構，裝置四面相位陣列雷達的固定式天線，原本SPS-49二維對空搜索雷達與MK-92 CAS搜索天線等 予以取消；照明雷達增為兩座，除了一座位於原位置外，艦橋頂部增加一座朝向前方； 雄風二型飛彈由原本兩桅之間移到船艛與B砲位之間，艦首原MK-13單臂發射器的位置則換成16管垂直發射的天弓一型防空飛彈， 原先位於船艛結構上的OTO 76mm艦砲也移至艦首A砲位；近迫防禦方面，除了機庫上方原有的MK-15方陣近迫武器系統外， 艦尾艛也安裝32管垂直發射的天箭二型短程防空飛彈；為了騰出空間安裝天箭二型的垂直發射器，直昇機庫縮減為一座，對稱於艦體中軸線上 ，因此機庫門兩側還向內削去，用來容納兩門Bofors 40mm快砲。

當ACS案進行到載台設計階段時，GE團隊廠商與台灣海軍都意識到派里級的載台必需進行大規模變更， 否則如果直接在派里級船艛上加裝重量不輕的相位陣列雷達結構，將使艦體重心大幅升高，進而影響穩定性。此外，ACS大量更換或擴充主要裝備之後，原本艦體載台的 配重、應力設計都需要重新規劃，艦體也有放大的必要。在載台設計階段，負責的Gibbs & Cox公司大幅修改派里級的艦體設計，上層結構完全重新設計，改成封閉的堡壘構造 來增加可用容積；艦首船艛頂部設置一個塔狀結構，容納四面相位陣列雷達 天線；此外，原本派里級76mm快砲安裝在上層結構中間，射界十分不理想，而Gibbs & Cox在設計ACS時就將艦砲移到艦首 。原為了吸收設置相位陣列陣列雷達而增高的重心，Gibbs & Cox降低了派里級艦體中段船艛的高度，因此艦上船艛就分為前、後兩個較高的構造，前部設有艦橋、相位陣列雷達與主桅杆等， 後船艛整合有煙囪與機庫等。省略中段船艛時，也同時減少艦體重量負荷以及側向受風面積；而中段船艛較低矮的部分則用來安裝雄風二型飛彈以及MK-32魚雷管等裝備。 新的船艛構造也引進雷達匿蹤設計，整體外型十分洗鍊簡潔。

先進戰系案（ACS）小神盾艦較後期的假想圖，雖然裝備與上層結構較

成功級截然不同，但艦體仍依稀留有派里級的影子。

(本圖片由尖端科技軍事雜誌授權使用)

如果ACS艦體尺寸仍維持派里級原始設計，艦首空間大概只能容納32個MK-41發射管，較原本MK-13還少八發， 因此Gibbs & Cox以原本成功級的船型為基礎加長13m（日後消息指出水線長度增加約45英尺，約是 13.716m，相當於水線長度增加1/9），以容納48管的MK-41（艦首B砲位），装置標準SM-2防空飛彈與VLA垂直發射反潛火箭；除了加長之外，由於MK-41垂直發射系統的高度比MK-13高2m，所以艦體也經過加深，舷寬也略為增加。 此外，Gibbs & Cox還把機庫減為一座，機庫兩側騰出的空間用來裝置短程防空飛彈。除了作戰裝備之外，Gibbs & Cox也強化了船艦的防護與消防損管等能力。 經過上述大規模變動後，ACS案的艦艇外型變得與原先派里級截然不同，成為一艘嶄新前衛的艦艇，戰力也大幅強化，絲毫不可同日而語。外界傳言ACS後期滿載排水量約五千多噸，但實際上 概估超過了六千噸。

ACS案加大了派里級的艦體並增添許多裝備──尤其是引進了極為耗電的的相位陣列雷達，勢必會加重推進與電力系統的負荷 。不過一反外界的印象，當時美方廠商認為理論上，派里級原有的機電系統足以支應。派里級的電力由四具總功率4000KW的柴油發電機提供， 與後來德國開發的F-124防空巡防艦（同樣擁有相位陣列雷達在內的先進雷達/作戰系統）相當 ，高於日後挪威的南森級神盾巡防艦（配備AN/SPY-1F相位陣列雷達）的3600KW，不過低於西班牙F-100神盾巡防艦的4400KW（配備AN/SPY-1D(F)相位陣列雷達）。 如果需要增加功率，派里級也能在不大改輪機架構的情況下強化功率輸出，如換用推力更大的LM-2500-3燃氣渦輪以及輸出功率更高的發電機組；甚至， 可以考慮把派里級頗受詬病的單軸推進系統改成雙軸，不過這意味著艦體平台的改動幅度將進一步加大。

在2015年3月初的軍聞社新聞中，台灣海軍造船發展中心（海發中心）首度公開ACS案的1/50艦體縮尺模型的照片；此一模型由丹麥DML實驗室製造，當時主要用來進行煙流測試（拍攝煙霧流經模型的情況，分析船艦構型的流體特性）。此模型呈現了ACS案在概念設計後期的造型與裝備 （但並非最後決定版），整個上層船艛採用封閉式結構，並完全採用簡潔的、向內傾斜的匿蹤設計來降低雷達截面積；除了艦首艛（含艦橋、ADAR-2N相位陣列雷達塔）以及艦尾樓（含煙囪、直昇機庫）之外，中部的船樓高度只有一層，單一的直昇機庫設置在尾艛偏左的位置，操作一架S-70C反潛直昇機；艦尾艛兩側維持原本的燃氣渦輪主機進氣窗，煙囪大致維持在原位置， 此模型的煙囪有匿蹤外型，不過實際上並無此種規劃；兩座導引防空飛彈的照明雷達分別設置在相位陣列雷達塔前方以及艦尾艛煙囪後方 ，相位陣列雷達塔後端上部設置一個用來導控艦砲的STIR射控雷達（此處不合理，艦砲射控雷達需朝向艦首才能帶砲）。武裝方面，艦首設置一座MK-45 5吋54倍徑艦砲以及一組MK-41垂直發射器，艦首艛後方設置兩組四聯裝反艦飛彈發射器，外型應該是美製魚叉飛彈；艦體中部 艦面上有一個小型的結構（應包括輔機煙囪），此結構兩側各裝有一座Bofors 40mm 70倍徑快砲（實際上40mm快砲存在的可能性不大）；艦尾艛前部兩側各裝有一座RAM短程防空飛彈發射器（實際上當時尚未決定採用的短程防空飛彈），艦橋頂部以及直昇機庫頂部各裝一座MK-15方陣近迫武器系統。

2.武器系統

武器系統方面，ACS案打算整合的武器系統包括垂直發射的區域防空飛彈、短程防空飛彈、近迫防禦系統、中口徑艦砲、反艦飛彈、反潛魚雷、反潛直昇機等。

區域防空飛彈方面，主流的提案都是美製標準SM-2區域防空飛彈和MK-41垂直發射系統， 此外也有廠商（應為美國FMC）「投其所好」地提出將台灣 自製天弓陸基防空飛彈修改成艦載垂直發射防空飛彈系統的方案，但天弓飛彈的原始設計並未配合MK-41，因此這類構想並不合實際，很快就遭到排除 （早先中科院也曾研究將天弓飛彈改為垂直發射艦載防空飛彈系統）。 

先前外界曾指出ACS案因艦體深度不夠，只能使用獨一無二的MK-41陸射版短管版本，而且沒有空間安置垂直發射器所需的熱焰排氣系統； 然而根據軍方以及相關廠商當事者指出，外人所謂「短管MK-41」其實是MK-41的戰術構型（Tactical，詳見美國海軍區MK-41垂直發射系統一文）， 深度6.76m，已經可以容納海麻雀、標準SM-2 MR（無加力器）與VLA垂直發射反潛火箭，完全滿足ACS的戰術需要，且平台裝設配置並無問題；更何況就算垂直發射器高出主甲板，在設計上也是完全允許的（國外有許多案例）。

 近程防空方面，當時ACS構想以短程防空飛彈和方陣近迫防禦系統構成雙層防禦系統，短程防空飛彈的選項包括垂直發射的以色列閃電一型（Barak-1） 、美國與西德合作開發的RAM公羊短程防空飛彈等，此外也曾考慮將中科院當時仍在研製的天劍二型主動雷達導引空對空飛彈修改艦載防空飛彈。 當時台灣海軍最青睞並優先爭取的是RAM，在對國外廠商的需求徵詢書（RFP）上就直接註明要用RAM。近迫防禦方面，當時打算繼續沿用美製MK-15方陣近迫武器系統，但數量增為兩座，分別位於機庫上方 與艦橋前方的平台上。在1994年4月海軍總司令莊銘耀卸任交接前夕，對於ACS案的短程防空飛彈系統的評選作業，下達多項重要指示。

艦砲方面，早期ACS曾考慮MK-45 五吋（127)艦砲與OTO 76mm 三吋（76mm）快砲等。臺灣海軍一度考慮改用威力較強的MK-45 5吋艦砲，但最後仍決定沿用原派里級的MK-75 76mm快砲，設置在艦首。至於原本成功級兩座Bofors 40mm快砲由於作用不大，基於節約空間和減輕重量，最後決定取消；在ACS的需求徵詢書中，並未包括將40mm快砲整合入戰鬥系統中。

射控方面，艦上裝備兩座用於導控標準SM-2防空飛彈的照明器（可能為SPG-62或STIR-240級的照射天線）， 此外還有一具用來導引艦砲的射控雷達（曾考慮STIR 120/180/240等，最後決定採用一套STIR 180）。

反艦飛彈方面，在ACS的RFP中註明使用國造雄風二型，但系統需求審查（System Requirements Review，SRR）階段完成時卻改成美製魚叉反艦飛彈。

反潛方面，ACS自然仍維持裝備兩座MK-32 三聯裝324mm魚雷發射器，而垂直發射反潛火箭（VLA）也被整合在武器系統之中。如同前述，為了補償加裝相位陣列雷達系統以及強化防空武器而提高的上部重量，並為了騰出甲板空間，ACS只配備一座反潛直昇機庫。

3.作戰系統/電子裝備

ACS案的核心，無疑是艦上的先進作戰系統以及相位陣列雷達。由於先前神盾系統沒有安裝在巡防艦等級載台的既成實績，因此整個系統架構以及使用的相位陣列雷達勢必都是新開發的版本，先前沒有既成的系統；而ACS案的主要成本與風險，也來自於研發、整合這套「巡防艦版」神盾系統。如同前述，ACS的主承包商GE團隊的提案類似同時期該集團在北約NFR-90的方案。

雖然ACS的國外合約商GE航太先前是美國神盾系統承包商，然而由於美國方面的輸出限制，當時參與的美國廠商團隊中，不能包含神盾系統項目的相關人員（美國通用動力先前協助台灣航發中心開發IDF戰機時也有類似限制，不得派遣F-16戰機項目的人員來台）。此外，神盾系統的核心技術（尤其是軟體）都掌握在美國海軍手中（神盾系統由美國海軍主導開發，系統核心主要由APL應用物理實驗室等單位研發），而當時美國海軍並不願意釋出包括軟體在內的神盾系統核心技術給台灣，因此GE團隊必須重新整合研發一套新的作戰系統；不過實際上，即使美國願意提供當時神盾系統的原始碼，由於ACS案使用的底層計算機硬體、周邊次系統都已不同（相對於ACS時代選用的商規硬體，原本神盾系統無論硬體或撰寫程式的語言都已經過時），原本的神盾系統軟體也不可能直接使用。

由於ACS是在1990年代研發，無論雷達或計算機硬體， 都能比當時現役的神盾系統（1980年代前期服役）更為先進。首先，ACS的戰鬥指揮系統（CDS）在需求徵詢書（RFP）中就定義採用全分散、開放式架構，大量引進COTS商規組件；與發展武進三號（H-930 MCS）時相同，CDS的處理器稱為分散式計算單元（Distributed Computing Units，DCUs） ，是一種結合計算單元的Silicon圖形工作站；整個CDS系統架構由十幾部DCU構成，之間以FDDI光纖資料匯流排連接，所有DCU的功能都可重新分配以因應可能的受損與降級運轉狀況（此為開全球之先河）， 此種架構遠比當時仍為半集中式、使用舊有美國軍規組件（尚未引進商規組件）的現役神盾系統先進得多（神盾系統直到2000年代服役的Baseline 7，才真正實現了開放式全分散架構）。在ACS作戰系統簽約時，簽約時 承包商指定DCU使用的處理器是SGI的MIPS R3000/R3100（32位元），稍後主承包的馬丁.馬里塔團隊認為這樣仍不足以應付ACS系統未來的成長，因此主動換成性能更高檔的R4000/R4400（64位元） ，相位陣列雷達顯控台的處理器也升級為R4000；由於這是承包商一開始對計算需求的低估，加上與台灣海軍/中科院簽署的是固定價格合約，因此更換處理器而增加的成本由 承包商自行吸收。 更換為R4000處理器之後，CDS的DCU數量因為整併而減少幾座，但處理器總數不變。 原本CDS的研發整合工作由馬丁.馬里塔下包給Paramax，在定義階段展開後，馬丁.馬里塔又將CDS分成CDS、防空作戰（AAW）與通用勤務系統（Common Service，System，CSS）三部分，其中AAW與CSS由馬丁.馬里塔本身負責開發，只剩CDS下包給Paramax；這項重分曾引發台灣方面駐廠代表的反對，但海軍則是支持主承包商馬丁.馬里塔的決定，因此CDS就區分成前述這三塊。

軟體方面，ACS的作戰系統和相關各項子系統如3D-PAR、CDS、AAW、CSS、IFF等，都以美國軍規ADA高階語言撰寫，撰寫的方法論比較偏向結構化，開發工具為Teamwork，開發流程則依照當時美軍軍規DOD-STD-2167A軟體標準（先前美國海軍神盾系統和台灣忠義計畫依循較舊的DOD-STD-1679A）。相較於先前忠義計畫戰系開發所依循的DOD-STD-1679A，ACS戰系依循的DOD-STD-2167A流程比較不受過去美國海軍戰系開發流程的大量戰系工程方法論制約，因此ACS的開發速度比當年忠義計畫更快；例如完成定義階段時，ACS各子系統已經完成軟體需求規格（Software Requirements Specification，SRS，DOD-STD-2167A規範用語），而忠義計畫在結束前還沒進行到類似的程式表現規格（Program Performance Specification ，PPS，DOD-STD-1679A規範用語）。

除了戰鬥系統外，ACS較先進的技術水平也體現在相位陣列雷達上。ACS預定採用的ADAR-2N相位陣列雷達每面天線只有1056個移相器的天線，約是SPY-1A的1/4，理論上ADAR-2N因為天線孔徑小， 波束較不集中，解析度與低角度目標追蹤能力理當遜於SPY-1A；但是ADAR-2N卻首創引進COTS商規組件來進行信號處理 ，在測試時展現出優於同時期SPY-1A的低角度目標追蹤性能，SPY-1A直到後來也進行升級後才 要回領先。外界日後所謂「ADAR-2N是台灣海軍獨門貨色 」的說法，其實並不公平；首先，為了安裝在較小的艦體載台，勢必只能開發一種規模較小的新相位陣列雷達，不可能直接沿用原本裝備於巡洋艦上的AN/SPY-1A；此外，前面已提及ADAR-2N與SPY-1和天弓飛彈系統的長白相位陣列雷達的血緣，而後來 洛克西德.馬丁（Lockheed Martin）集團又推出SPY-1族系的縮小版──AN/SPY-1F，說穿 了就是從ADAR-2N發展而來並換一個型號。

綜合以上，拜更先進的硬體架構與計算機能力之賜，ACS的系統體積規模雖然比同時期的神盾系統更小，但許多帳面性能卻猶有過之。 ACS案廠商宣稱的性能指標是：ADAR-2N與ACS的組合能同時追蹤300個目標、追蹤其中20個目標，並接戰其中10個目標(每個目標以兩枚飛彈接戰)； 而早期神盾系統也只不過是同時追蹤200個左右的目標，並接戰其中18個目標。不過，ACS畢竟是一套有待開發的新系統，系統整合的關鍵在於軟體撰寫。雖然ACS的硬體架構比同時期的神盾先進，部分海軍官員以及外籍顧問對於ADAR-2N與ACS組合的性能是否如廠商宣傳，都還是感到質疑 ，畢竟系統整合工作尤其是軟體，都需要由廠商從頭研發整合。

依照ACS的規劃，相位陣列雷達需架設在船樓結構頂部的一個塔狀構造裡，而原本SPY-1相位陣列雷達的天線與發射機是在同一層，如果發射機仍要與天線放在同一層高度，顯然會讓艦體重心過於升高；為了彌補，ACS計畫中，ADAR-2N天線陣列被布置在高於發射機一層甲板之處，兩者之間以一種新開發的曲折導波管連接。

在ACS案進行初期，由於台灣海軍不放心僅依靠相位陣列雷達系統，曾希望能另外加裝一具對空搜索雷達作為後備系統 ，一如美國提康德羅加級飛彈巡洋艦以一具SPS-49對空搜索雷達來作為SPY-1A的備援；然而派里級的載台尺寸遠不如提康德羅加級， 上部構造加裝相位陣列雷達之後，實在沒有餘力再容納SPS-49雷達的大型天線。對此，海軍曾考慮選用曾被武進三型採用、 體積重量均低的蘭Signnal DA-08/2對空/平面搜索雷達。不過派里級的載台容量終歸不足，提康德羅加級靠著加高船艛來 安裝相位陣列雷達，並在船艛頂部的桅杆上設置SPS-49對空搜索雷達，兩者並無互相妨礙；然而ACS由於載台尺寸較小， 只能在船艛頂部設置相位陣列雷達結構，而額外的對空雷達桅杆如果安裝在船樓其他較低的位置，勢必妨礙相位陣列雷達的視野 ；而如果將對空雷達天線設置在相位陣列雷達結構頂部，則船體重心與受風力矩將大幅增加。總之，由於載台可用容量與電力供應都十分 吃緊，ACS很難在相位陣列雷達以外再安裝一部二維對空雷達，因此在Gibbs & Cox的設計方案中，便沒有再設置額外的對空搜索雷達。

除了相位陣列雷達之外，當時台灣海軍還打算在ACS戰鬥系統中納入新開發的遠程紅外線搜索裝置，用來探測反艦飛彈。在1980年代西方國家發展下一代防空艦艇時，認為認為超音速掠海反艦飛彈（如俄羅斯3M80等）是將來水面艦艇的重大威脅，因此發展長波紅外線系統探測超音速反艦飛彈較強的熱信號（不僅發動機熱量大，且與空氣摩擦產生的熱量也比較明顯）成為趨勢，包括後來德國、荷蘭的TFC三國巡防艦以及法、義合作的水平線飛彈驅逐艦（CNGF），都裝備可用來探測反艦飛彈的雙波段（中程與遠程）全週界紅外線預警系統；此外，紅外線系統在雷達受到強烈電子干擾時仍能有效工作，十分有價值。然而相較於雷達，紅外線不僅更容易受到天候與水氣影響而衰減，使工作距離降低，而且紅外線感測組件長時間進行高強度大範圍探測，會顯著降低可靠度和壽命，需要安裝更好的冷卻系統。

反潛方面，ACS主承包商馬丁.馬里塔在提案中納入了AN/SQR-18戰術拖曳聲納，不過當時美國尚不願意對台灣出售此類系統；因此，當時台灣方面考慮從歐洲引進拖曳陣列聲納。 當時ACS案也打算使用高規格的聲納系統，比照當時光華二號專案向法國購買的拉法葉巡防艦（後來的康定級），包含由主動變深聲納（VDS）與被動拖曳線性陣列聲納構成的主/被動拖曳陣列聲納系統；如果ACS能獲得執行，就可能使用到康定級上由法國Thomson Marconi提供的 ATAS(V)3 主/被動拖曳陣列聲納，或者之後Thales進一步發展的CAPTAS系列低頻主/被動拖曳陣列聲納。

4.小結

前述關於ACS戰系與艦體載台的技術挑戰，只要肯花時間與金錢， 大致都不成問題。例如，ACS案的艦體構型，在定義階段的評估中其實是證明可行的，甚至有 許多造船專家認為這種將艦體中段船艛取消的設計相當明智而正確，可以改善原本派里級因使用箱型長船艛構造而衍生的一系列問題，包括艦體重心過高 ，以及原本派里級長船艛設計造成一大片涵蓋艦長大半的長方形01甲板、需長時間承受艦體大部分區域傳來的各種應力而導致結構疲乏（詳見美國海軍派里級巡防艦一文）等等。其他如主機功率需要增加、以雙軸取代單軸等，理論上都是肯花錢 、花時間就辦得到的。初期定義階段之後ACS的戰系規格已經底定，軟體發展的風險已經大致可控。