機敏級核子動力攻擊潛艦

(上與下)在BAE System船台上的首艘機敏級核能攻擊潛艦 機敏號(HMS Astute S-119) 。

注意艦體側面的大型陣列聲納,涵蓋艦體前半的一大片長方形陣列用於聽音,並能與後方

的單元聯合進行被動測距/定向。

機敏號正面。

試航中的機敏號。

在2010年10月22日,剛服役的機敏號在蘇格蘭北部海域史凱島(Isle of Sky)附近發生擱淺意外,爾後在

拖船安格利亞王子號(Anglian Prince,左)的協助下脫困。

(上與下)正面看機敏級

由後方看機敏號。

空中俯瞰機敏級

(上與下二張)機敏號在帆罩後方搭載一艘供特種部隊滲透用的乾甲板掩體(Dry Deck Shelter,DDS)載具。

裝備DDS時,機敏號帆罩後方有一塊外殼必須更換,使DDS前端嵌入帆罩後方。

(上與下二張)在2014年3月20日,機敏號首次於作戰部署期間抵達直不羅陀港。此時帆罩後方搭載一個DDS載具掩體。

(上與下)機敏號正面

機敏級二號艦伏擊號(HMS Ambush S-120)

兩艘機敏級潛艦並排航行,近處是二號艦伏擊號,後方為首艦機敏號。

近處為機敏號,後方為準備靠泊的。此照片攝於2014年10月上旬伏擊號完成服役後第一趟部署返航時。

(上與下)機敏級三號艦HMS Artful(S121)於2014年5月17日下水的畫面

三艘機敏級同時在BAE位於Barrow-in-Furness船廠建造的畫面,攝於2014年初。

機敏級四號艦大膽號(HMS Audacious A122)在建造期間的畫面。

機敏號的作戰控制室。

機敏級二號艦伏擊號的作戰控制室

正在搬運的機敏級七號艦阿金庫爾號(HMS Agincourt S125)的艦尾分段,這是最後一艘機敏級。

攝於2019年3月中旬。

機敏級七號艦阿金庫爾號(HMS Agincourt S125)的艦首分段正由重型載運車運入位於Barrow的船廠。

攝於2019年8月1日。

──by captain Picard

艦名 機敏級核子動力攻擊潛艦

(Astute class)

承造國/承造廠 英國/BAE Systems Submarine Solutions, Barrow-in-Furness
尺寸(m)

長97 寬11.3 吃水10

排水量(ton)

浮航7000~7400ton(7300長噸或8200短噸)

潛航7400~7800ton(7700長噸或8600短噸)

動力系統/軸馬力 Rolls Royce PWR-2壓水式核子反應器*1/27500

GEC蒸汽渦輪*2

Rolls Royce噴射推進幫浦*1

航速(節)

潛航29

續航力 無限制
乘員 98(至多109)
水面偵測/反制系統

Type-1007 I頻平面搜索雷達*1

通訊情報截收裝置(CESM)

Outfit UAP(4)電子支援系統

SCAD 101/102誘餌發射器

SCAD 200聲納干擾器

Raytheon Successor IFF敵我識別系統

水下偵測/反制系統

Thales Underwater Systems Type-2076整合式艦首主/被動聲納系統(包括Type-2074艦首主/被動陣列聲納、寬孔徑側面被動陣列聲納、拖曳陣列聲納以及敵方主動聲納截收系統)

DESO-25(Type-2077)高 頻冰下聲納

Thales Optronics CM-010光電潛望鏡組(含低光度電視攝影機、TV CCD與紅外線熱影像儀)

誘餌投射系統

其餘不詳

射控/作戰系統

ACMS戰鬥管理系統

WHLS武器射控系統

艦載武裝

533mm魚雷發射管*6(發射管內6枚,彈艙裝載量30枚,能使用 旗魚/虎魚魚雷、UGM-84魚叉反艦飛彈、UGM-109戰斧巡航飛彈或水雷)

姊妹艦

預定建造七艘,目前批准六艘

艦名 簽約時間 安放龍骨 下水時間 服役時間
S-119 Astute 1997/3/17 2001/1/31 2007/6/8 2010/8/27
S-120 Ambush 1997/3/17 2003/10/22 2011/1/6 2013/3/1
S-121 Artful 1997/3/17 2005/3/11 2014/5/17 2016/3/18
S-122 Audacious 2007/5/21 2009/3/24 2017/4/28
S-123 Anson 2010/3 2011/10/31
S-124  Agamemnon 2010/3 2013/7/18
S-125 Agincourt 2018/3 2018/5

 


 

起源

為了取代1970年代服役的快速級(Swiftsure class)以及1980年代成軍的特拉法加級核能攻擊潛艦,皇家海軍早在1980年代末期便開始規劃新一代的核能攻擊潛艦。1987年,一向為 皇家海軍建造潛艦的維克斯公司(VSEL,目前隸屬BAE System集團旗下)獲得皇家海軍合約,展開名為「W級」(SSN-20)的新一代核能攻擊潛艦計畫,滿載排水量預計為6000ton,將使用與英國當時正準備建造的新一代先鋒級(Vanguard class)核能彈道飛彈潛艦相同的Rolls Royce PWR-2壓水式反應器,並配備與美國洛杉磯級核能攻擊潛艦相似的飛彈垂直發射系統。原本皇家海軍打算在1990年下達W級的訂單,但由於成本高昂,以及 皇家海軍當時優先進行先鋒級的計畫,導致W級的時程大幅推延,終於不了了之,使得特拉法加級的役期被迫從原先20至25年延長為30年。

接著,VSEL在1991年八月提出名為「第二批特拉法加級潛艦」(以下簡稱特拉法加II)的新一代潛艦計畫,以特拉法加級的基本設計為基礎加以改良,換裝最新型的動力、電子與武器系統以及PWR-2壓水式反應器,以盡可能節省時程並降低成本、風險。皇家海軍原先計畫在1994年訂購首批這種「特拉法加II」級,並於2001年開始服役。最初「特拉法加II」只能算是一個用來替換快捷級的過渡性計畫,而 英國國防部在1998年戰略審查(Strategic Defence Review,SDR)之中,還在規劃全新的 「未來攻擊潛艦」(Future Attack Submarine,FASM)攻擊潛艦以取代特拉法加級,最初預計在2009到2012年開始服役。

 

計畫經過

在1994年7月,英國國防部對國內相關造艦廠商下達新核能攻擊潛艦的要標書,在1995年6月獲得GEC Marconi與維克斯造船工程(Vickers Shipbuilding and Engineering Limited)的回覆。而再招標過程中,英國國防部與財政部也在1993至1994年進行關於新核能攻擊潛艦的降低風險研究(合約價值2350萬英鎊)。在1995年12月,GEC-Marconi在競標中獲勝。在1997年3月17日, 皇家海軍正式與GEC-Maconi公司(爾後成為BAE System Astute Class Ltd)簽署機敏級的設計、發展、系統整合與建造首批三艘的主合約,總值將近20億英鎊(約32億美元),三艦分別命名為機敏號(HMS Astute)、伏擊號(HMS Ambush)與狡猾號(HMS Artful),而合約內容也包括三艦進入服役開始4.5年的後勤保障。

在1998年戰略審查報告(1998 Strategic Defence Review,SDR )中,皇家海軍決定把核能攻擊潛艦陣容由現行12艘減至10艘,並正式將「特拉法加II」命名為機敏級(Astute class),並在同年決定採購第一批三艘來取代較晚除役的三艘快捷級潛艦(由於兵力規模縮減,之前除役的兩艘本級艦並無替代者)。在2001年9月,英國國防部與FAST consortium英國分公司簽署價值3億英鎊的合約,負責機敏級整個30年服役週期的人員訓練合約。FAST consortium由AMS(英國 BAE System與義大利Finmeccanica Spa合資成立),加拿大CAE Inc.以及Flagship(由英國BAE Systems、Vosper Thornycroft船廠以及美國Johnson Controls合資而成)。

在2000年8月,FASM攻擊潛艦計畫宣告延遲,整個成軍時程後移三年 以上(約在2015到2016年)。為了及時取代預計於2011年前除役的三艘特拉法加級, 皇家海軍打算購買第二批機敏級最多三艘,使總數達六艘。在2001年5月,FASM計畫被全盤推翻並重新定義,改名為未來水下戰力(Maritime Underwater Future Capability,MUFC),服役時程大幅推延到2020到2030年間,這意味著 皇家海軍只能以機敏級同時替換快捷級與特拉法加級,因此增購第三批機敏級以全面取代特拉法加級可謂勢在必行。 在2001年年底,英國國防部決定要採購第三批至少三艘機敏級。

在2001年1月31日,英國國防部採購部門手長表示,英國國防部正在考慮訂購第二批機敏級,數量最多可能為三艘,而國防部採購局(Defence Procurement Agency)與BAE System也在2002年3月組成小組,規劃第二批機敏級(Astute Second Buy,A2B)的相關程序。 在2002年底,BAE Systems正式公布首批三艘機敏級的設計建造工作遭遇重大困難後,英國國防部在2003年2月10日與BAE Systems宣布就機敏級計畫達成新的合約,首艦機敏號的交付時程延後到2008年11月,並增加7.8億英鎊的經費(英國政府出資4.3億,BAE System出資2.5億)。原本皇家海軍打算在2002年中旬就簽署第二批三艘機敏級的建造合約,不過由於第一批機敏級面臨嚴重的延誤與超支,英國國防部遂在2002年11月告知BAE System,如果不能解決機敏級設計、工程與管理的問題,就不會簽署第二批機敏級的採購合約。直到2004年底,隨著首批機敏級的計畫逐漸回到正軌,此時才有討論採購後續艦的空間,而此時候序採購也改名為機敏級後續採購(Astute Subsequent Procurement),不再稱為第二批機敏級。

依照2003年初英國媒體的報導,基於財政壓力,第二批機敏級已經暫時取消,而且之後也打算只訂購二艘;因此,等到2015年時,英國核能攻擊潛艦部隊預估擁有五艘機敏級與四艘特拉法加級。在2003年4月,媒體披露英國國防部2003年裝備計畫(Equipment Plan 2003)將會把未來核能攻擊潛艦數量減為7艘。依照2005年初的消息,英國國防部可能只會購買七艘機敏級,而同年秋季英國潛艦相關業界透露第五至第八艘機敏級可能會以成批方式一次訂購,以將低單位成本。

在2004年7月21日,英國國防部公布一份國防報告(Defence Command Paper,Cm 6269),其中提到將核能攻擊潛艦部隊從原本戰略防衛審(SDR)中的10艘刪減至8艘(此時英國有12艘核能攻擊潛艦現役),而八艘核能攻擊潛艦的陣容最後全部會是機敏級,這也意味著第三批機敏級最多只會造兩艘,總數為8艘。在2005年初,英國媒體透露機敏級將只建造七艘。在2005年12月,英國國防部產業戰略報告(Defence Industrial Strategy)出爐,明確表示機敏級只會建造八艘,並希望從2010年起以每年二艘的速率交付。然而之後英國國防部高級官員表示,由於財力限制,英國建造第八艘機敏級的可能性不高。依照英國2007年武裝報告(Equipment Plan 2007),機敏級只會建造七艘。

在2006年8月28日,英國國防部訂購第四艘機敏級(HMS Audacious S122)的長期採購項目(含備料與準備建造工作),實際合約在2007年5月21日簽署(執行到2008年3月),價值2億英鎊 (該艘的全部合約價值估計是9.4億英鎊左右)。在2007年2月27日,英國國防部與BAE System的Submarine Solutions宣布就第二、第三艘機敏級的造價達成協議。

在2007年初,由於駐伊英軍開銷龐大,英國國防部還打算取消第三批兩艘機敏級,使得本級艦總數成為六艘。在2007年12月初,又有消息指出英國為了因應未來在阿富汗與伊拉克的龐大駐軍開支,打算在未來十年內大砍150億英鎊左右的軍費,海軍方面不僅Type-45的數量可能再度降至6艘,更考慮將機敏級核能攻擊潛艦由原本的8艘打對折砍至4艘 ,也就是2007年5月簽約的第四艘以後不再續購同級艦;即便環境日趨不利,皇家海軍仍然繼續爭取,希望能確保六至七艘的機敏級,使皇家海軍潛艦部隊保有起碼像樣的兵力規模 。

然而,由於英國財政在2008年金融海嘯之後嚴重惡化,英國政府 在2010年下旬公布新一輪國防戰略審查決議 (Strategic Defence and Security Review,SDSR),其中不僅大砍英國現役軍力,還重新審視英國多項進行中的主要國防計畫。為了減輕財政負擔,這份SDSR決定推遲取代先鋒級(Vanguard  class)的下一代核能彈道飛彈潛艦,首艦服役不早於2028年;而為了避免在這段期間英國核能潛艦工業產能中斷,進行中的機敏級建造計畫將大幅放緩,整體交付期程延長8年(平均每艘延後2年4個月)。根據英國政府審計 組織(NAO)的計算,這個延遲將使七艘機敏級的總預算再增加2億英鎊,但如果照最初計畫建造8艘,NAO估計此計畫的總預算將比1997年時增加19億英鎊。由於機敏級的整體進度延期將近10年,將導致這段期間 皇家海軍可用的潛艦兵力捉襟見肘,皇家海軍只能被迫延長使用艦齡日高、狀況漸差的特拉法加級,或者增加現役少數幾艘機敏級的使用頻度,或者乾脆縮減現役核能攻擊潛艦部隊的規模並縮小勤務範圍。

在2010年3月25日,皇家海軍宣布,英國國防部已經將機敏級五號艦(HMS Agamemnon S123 )的初期建造合約(initial build)頒給BAE System,價值3億英鎊,並展開六號艦(HMS Anson S124)的先期採購(long lead procurement),總價值3億英鎊。皇家海軍對此表示歡迎與欣慰,這意味英國政府仍重視核能攻擊潛艦兵力對英國戰略的重要性。此外,皇家海軍也希望能在2010年開始 進行七號艦(S125)的先期採購;在此時,皇家海軍希望能最終建造七艘機敏級,以每22個月成軍一艘的速率,在2020年前全數服役 ,不過根據2010年戰略審查決議,機敏級放慢建造速度後,全部七艘會等到2024年才能全數服役。 在2012年6月,英國國防部下達第七艘機敏級所需的反應器的訂單,由Rolls-Royce位於Raynesway的設施建造。 英國國防部在2010年10月公布的戰略審查報告(Strategic Defence and Security Review)中,正式確認將建造第七艘機敏級。在2012年12月,英國政府宣布已經展開機敏級六號與七號艦的長期採購項目。

依照2011年下旬英國政府審計組織(NAO)表示,至此機敏級項目的花費已經超出原訂預算20億英鎊,且每艘同型艦的建造工作都延誤28個月左右。

在2017年4月19日,英國國防部與BAE Systems簽署機敏級六號艦阿嘉依農號(HMS Agamemnon S124)的合約,價值14億英鎊(約18億美元),確保該艦建造計畫的執行直到交付皇家海軍。阿嘉依農號在2013年7月18日於Barrow-in Furness船廠安放了龍骨。

雖然2010年戰略防衛審查(SDSR 2010)確認將會訂購第七艘機敏級,不過正式的建造合約直到2017年結束都沒有簽署。在2018年3月6日,英國國防採購大臣Guto Bebb確認,國防部已經獲得財政部許可,簽署第七艘機敏級的建造合約。在2018年5月,消息傳出機敏級的七號艦阿金庫爾號(HMS Agincourt S125,早先曾有消息指出命名為Ajax)開始建造。

機敏級四號艦大膽號(HMS Audacious S122)原訂在2016年第四季下水,但建造工作發生延誤,2016年12月16日舉行命名儀式,但是到了2017年4月28日才正式下水,在2018年1月於達佛夏爾船塢(Devonshire Dock )進行第一次為期兩天的下潛測試。原訂大膽號的建造預算是12.79億英鎊;但依照2015年10月22日英國國家審計辦公室(National Audit Office)發佈的2015年度國防部主要項目報告,大膽號的建造經費已經上升到14.92億英鎊。大膽號原訂的服役的時間是2019年8月;在2019年10月下旬,英國國防部一份報告透露,由於建造與測試過程中發生許多技術問題,需要額外的維修與返工,因此服役時間已經推遲到2021年1月。

設計工作的挫折

機敏級的設計工作引進電腦輔助繪圖軟體(CAD)來進行,包括各部件的設計、模擬以及裝配等(這對預先製作、最後組裝的模組化建造方式可謂十分重要) ,使用的軟體是美國PTC提供的CADDS5,這是英國潛艦建造史上的頭一遭。

機敏級的建造工作也使用民間船廠已經廣泛應用的模組化建造,將艦體預先分為9個船段、11個主要裝備模組(例如反應器艙、指揮控制室都是個別的模組)以及30個小型模組部件,每個船段從結構到內部艙室、裝備、管路都一併完成,最後將船段組合起來,比起與傳統的建造程序(先完成潛艦 耐壓殼,再建造內部結構並安裝設備)可加快不少。

在2001年5月,BAE System宣稱,由於引進模組化建造方式與CAD輔助,機敏級設計工作所花費的時間能比以往減少25%,建造時間減少30%。然而,冷戰結束後英國國防工業 急速萎縮,英國潛艦工業有經驗的人才大量流失,加上缺乏CAD的使用經驗,以及引進的CAD軟體有缺陷,BAE在機敏級的設計建造工作上吃了極大的苦頭 ,前述節約設計建造時間的目標不僅沒有達成,反而大幅落後且經費超支。

在2002年初,首艦機敏號所需的各主要船段與次系統已經從次承包商運抵總裝的Barrow廠船塢,然而整個建造與細部設計工作進展卻明顯減緩,情況嚴重到BAE System無法向英國國防部隱瞞。BAE System一開始表示工作延誤是由於工程複雜度過高,以及B熟練的員工被調去整修四艘皇家海軍除役、授與加拿大的擁護者級(Upholder class)柴電攻擊潛艦,導致機敏級進度被拖慢。在2002年7月,英國武裝力量部長(Armed Forces Minister)Lewis Moonie宣布,首艦機敏號原訂2005年6月成軍服役的目標無法達成,但仍希望能在2004年下水,並在2006年年底前服役。然而,機敏級計畫的情況卻沒能好轉,到2002年底,BAE System與英國國防部關於機敏級合約的財務協商宣告破裂。

機敏級計畫嚴重後,最大的問題在於這是BAE System第一次使用CAD軟體來設計核能潛艦,導致整個設計與造艦部門的主要工作流程都要修改;而在設計機敏級時,短短18個月內,BAE System旗下船廠又得到兩艘不列顛級(Albion class)船塢運輸艦以及一艘海浪級(Wave class)艦隊油船的訂單,同時間還要因應引進CAD帶來的重大改變,自然手忙腳亂。不只是機敏級,不列顛級與海浪級的設計建造工作都遭遇大幅延遲。軟體方面,BAE System引進的CADDS5軟體雖然針對BAE System的需求經過客製修改,但其能力仍遠不足以處理機敏級潛艦這樣複雜的設計,整套軟體工作緩慢,每次修改之後都要花費五分鐘以上儲存變更,產出的藍圖也往往不符合需求。次承包商依照CADDS5軟體產出的施工藍圖而建造的分段,運抵Barrow之後才發現根本無法組合(例如 耐壓殼與外殼),只好堆在Barrow廠裡,整個建造工作被迫在2003年初暫停。以美國第一種引用CAD設計、預先製造各船段再組裝的海狼級 (Sea Wolf class)核能攻擊潛艦為例,首艦海狼號(USS Sea Wolf SSN-21)也曾發生各船段尺寸不吻合、被迫重造的情況,導致工程進度大幅拖延。

到2002年12月11日,BAE System被迫公開機敏級計畫嚴重落後的真相(雖然業界已經有許多風聲),並開始與英國國防部修改相關的合約架構。原本機敏級設計階段超支的經費由BAE System自費,而產生的盈餘也由BAE Systems獨享;而在新的合約架構,設計與發展階段(Design and Development)的目標成本激勵費用(Target Cost Incentive Fee,TCIF)合約中的成本計算標準經過重新擬定,計畫的超支費用由英國國防部與BAE System負擔(由BAE System負擔的部分依照合約中規定的上限額度為極限,如果超出則仍要由英國政府負擔),計畫省下來的支出額度由英國國防部與BAE Sysetm共享,而對BAE Sysetm則有達成目標成本的激勵獎金。在2003年2月10日,英國國防部與BAE Systems宣布就機敏級計畫達成新的合約,首先將建造工作完全停止,等待重新修正設計與製圖工作,首艦機敏號的交付時程則延後到2008年11月。此時,機敏級計畫已經花費25億英鎊。在2003年2月19日,英國政府宣布因應BAE System的超支,而追加4.3億英鎊預算,而BAE System亦自費追加2.5億英鎊。

為了解決機敏級的設計問題,英國國防部與BAE System在2003年3月向求美國海軍以及美國核能潛艦業界泰斗──通用動力集團電器船舶分部(General Dynamics Electric Boat Division)的協助。在接下來的過程中,通用電船協助機敏級計畫的設計工作,包括人力與計算機資源;不過,通用電船並未介入機敏級的計畫管理階層。為了因應計畫延後以及請求通用電船協助的額外支出,BAE System也啟動節約開支的計畫,在接下來15個月內消減公司20%的支出。 在2003年3月,BAE System向美國的潛艦泰斗──通用動力集團電器船舶分部(General Dynamics Electric Boat Division)求援,雙方在2003年4月簽約,通用電船首先派遣10名資深工程師抵達BAE System Barrow廠,進行了為期約二年的合作。此外,還有另一批美國的設計師與通用電船的工程師負責熟悉並使用與BAE System相同的CAD軟體,幫BAE進行電腦設計施工圖的繪製。在2003年10月23日,通用電船與BAE System在機敏級的合作進一步加碼(此時約5270萬美元),通用電船將即時性地提供BAE在機敏級建造工作所需的高質量電腦設計施工圖。至2004年4月,通用電船派駐Barrow廠的人數已經達到13名,另外還有50名工程師在美國本土通用電船所在的戈頓工作,兩地之間透過加密衛星通訊進行即時的圖樣傳輸。

至2004年9月3日,美國國防部宣布BAE System支付給通用電船的相關電腦設計施工圖繪製的技術支援費用又追加了約1億4485萬美元,整個工作直到2007年1月才完成。到最後,機敏級有90%的設計圖都由通用電船提供,其餘10%才是由Barrow負責,其中英方主要負責先期設計以及關於結構、部件的模擬計算,而具體的系統裝配圖則悉數由美國完成。甚至在2004年5月,BAE System一度想將Barrow廠賣給通用集團,然而英國國防部考量這將損及英國國防產業的完整性而予以否決──若Barrow廠被通用購併,關鍵核心技術的研發勢必悉數移往美國本土,Barrow將淪為最後船殼組裝的苦力,這種研發能力的喪失絕非英國國防部所樂見。總之,雖然在美國的協助下,總算將機敏級從設計危機中挽救出來,不過額外支出的巨幅成本讓原本預期引進模組化建造、電腦輔助設計能降低成本並縮短工期的理想完全落空,導致成本飛漲、 計畫時程拖延五年以上,而且讓這個原本「國產」的計畫相當程度地注入了美國人的功力。

成本演變

在1997年前三艘機敏級簽約時,研發、設計與建造的合約總值將近20億英鎊,而原訂在2002年底訂購的第二批三艘機敏級的總經費則為17億英鎊。在2001年1月,英國國防部宣布首批三艘機敏級的每艘平均成本為7.45億英鎊,三艦總成本估計為26.98億美元。然而由於工程問題與通貨膨脹問題,機敏級的建造成本快速攀升。

到了2007年英國國防部主要項目報告中,前三艘機敏級的成本已經上漲到28億英鎊,而BAE System在2007年5月21日又證實,首批三艘機敏級的總成本達到36.5億英鎊。光是在2006年至2007年,機敏級的建造費用就大增了1.42億英鎊,其中最主要原因是鋼鐵原料的漲價(佔41%),其他重要因素還包括勞動力工資上漲(佔17%)、通貨膨脹(佔16%)以及資本成本(佔16%)等等。

在2007年內,英國國防部與BAE Systems Submarine Solutions達成關於首艦機敏號的目標成本激勵費用(Target Cost Incentive Fee )的協議,並對第二、第三艘機敏級達成附帶最高價格的目標成本激勵費用(Target Cost Incentive Fee with Maximum Prices)協議。此時,首批三艘機敏級的總費用為37.98億美元。依照2009年英國審計單位(NAO)的統計,首批三艘機敏級的建造成本已經上漲到38億英磅。 首艦機敏號的服役期程延誤超過四年,含研發、建造與測試工作,超支幅度高達9億英鎊。

雖然建造成本由於面臨難關、通貨膨脹而飛漲,但英國也持續改進機敏級的建造流程來降低實際支出。在2006年10月,英國國防部核能計畫首長安德魯少將(Rear Adm. Andrew Mathews)宣布,BAE Systems以及其次承包商成功地在第四艘機敏級的建造工作中,將支出降低30%,並希望至六號艦時,能將節約的程度進一步增加到45%(不過這些數字應該扣除通貨膨脹 之後的節約)。

至2008年,機敏級計畫已經超支48%(約12億英鎊),進度延遲達到47個月。至2009年11月,下議院防衛委員會(House of Commons Defence Select Committee)公布,由於許多技術問題與計畫管理問題,機敏級的進度落後累積到57個月,總成本超支53%(13.5億英鎊)。

依照2015年報告的數據,前三艘機敏級(S-119~121)預估會耗資35.36億英鎊,比原先預定的22.33億英鎊大幅增加;四號艦(S-122)預估耗資14.92億英鎊 (最初估計為12.79億英鎊),五號艦(S-123)預估耗資14.2億英鎊(最初估計為14.64億英鎊),六號艦(S-124)預估耗資15.33億英鎊(最初估計為15.79億英鎊),七號艦(S-125)預估耗資16.4億英鎊(最初估計為16.42億英鎊)。由此可見,除了前四艘的成本比原先預估大幅成長之外,第五到第七艘都與預估相近(甚至稍低)。

基本設計

在廠房中建造中的機敏號。

從上方俯瞰機敏號。

艦首角度看下水前夕的機敏號。

試航中的機敏號。

機敏級三號艦HMS Artful(S121)於2014年5月17日下水的畫面

(上與下)一艘建造中的機敏級分段(四號艦HMS Audacious)

機敏級的命名都採用A開頭的單字,故也可簡稱為A級潛艦。機敏級的功能包括為特遣艦隊提供反潛護衛、支援兩棲登陸部隊(主要為對地投射武力)、護衛皇家海軍的彈道飛彈潛艦、與友軍協同或單艦執行反艦/反潛任務等 。

機敏級的艦體基本設計大致上與特拉法加級類似,沿用改良自抹香鯨型的艦體,但長度與寬度增加, 潛航排水量放大到7400~7800ton左右,以搭載使用壽期較長的反應器。機敏級的艦體細部造型十分光滑簡潔,帆罩造型與先鋒級(Vanguard class)核能彈道飛彈潛艦相似,都為向上漸縮型,以降低航行時產生的噪音以及受到的阻力。機敏級的艦體表面敷設有39000塊消聲瓦,有效降低敵方主動聲納的回波強度。

機敏級採用的PWR-2壓水式反應器是英國第一種完全自行設計的潛艦用核能反應器,之前首度裝備於先鋒級,帶動兩具GEC的蒸汽渦輪,驅動一具Rolls Royce的噴射幫浦推進器,潛航極速可達30節左右。原本先鋒級的PWR-2的燃料棒使用壽命約25年,而機敏級的燃料棒使用年限則提高到30年左右, 希望整個壽命週期都無須進行費時費錢的燃料棒更換工程;原本英國打算在第七艘機敏級上換裝新一代的反應器,每次填充燃料可運轉40年,不過最後由於預算限制,七號艦仍維持使用PWR2反應器 。機敏級的核能推進系統的熱交換器由法國造艦局(DCNS)設計製造;在2001年,DCNS就成為BAE System的熱交換器首選供應商。相較於特拉法加級易遭腐蝕的上一代噴射推進幫浦,機敏級的噴射幫浦推進器是全新的設計,大大改善了這方面的問題。此外,艦上還有兩具MTU 600KW柴油機,作為艦上的備用動力來源。

機敏級的操縱面維持與過去英國潛艦相似的構型,前水平翼位於艦首上方,尾翼為十字型。機敏級所有的控制面均採用外部制動設計,以盡量減少需要穿過 耐壓殼的機械系統,並簡化艦尾控制面的複雜度。機敏級採用CAE的新型全數位化船艦操控管理系統,功能包括操縱、航行、深度控制以及船艦各系統的管理。由於自動化程度甚高,機敏級只需編制98名官兵 (最多容納109人)。機敏級最大航速約29至30節,最大潛航深度超過300m。

電子裝備

機敏級採用新開發的機敏級戰鬥管理系統(Astute Combat Management System,ACMS),由Alenia Marconi Systems研發,是先鋒級、改良後的特拉法加級與快捷級的戰術武器系統(Tactical Weapon System,TWS,核心為潛艦指揮系統,Submarine Command System,SMCS)的提升型,其操縱軟體於2002年7月由廠方接收。ACMS是種採用開放式架構並高度整合的系統,負責整合所有感測系統傳來的資訊,並將真時的資料顯示於艦上各操控台,此外還整合有射控與武器系統 。此外,艦上裝有Strachan與Henshaw的武器處理與發射系統(Weapon Handling and Launch System,WHLS)。機敏級的聲納系統為特拉斯水下公司(Thales Underwater Systems,先前的Thomson Marconi Sonar)的Type-2076整合式主/被動聲納系統,整合有Type-2074艦首主/被動陣列聲納、寬孔徑側面被動陣列聲納(WAA)、拖曳陣列聲納以及敵方主動聲納截收系統,而特拉法加級與快捷級在現代化改良中也換裝了此一高度整合的新型聲納系統。此外,本級艦還擁有Atlas Hydrographic的DESO-25(英方稱之為Type-2077)冰下高精確度測距聲納,能在10000m的範圍內精準地偵測海域中的物體與距離。艦上的電子系統大量採用COTS商規組件,以降低壽命週期的整體維護成本並利於隨時升級。

機敏級裝備有Thales Optronics(先前的Pilkington)的新型CM-010非穿透性光電潛望鏡組,包含低光度電視攝影機、TV CCD、紅外線熱影像儀與穩定性等裝備。光電潛望鏡的性能與功能比傳統潛望鏡更為 多元,能在伸出水面後快速進行旋轉掃瞄,在極短時間內建立360度無縫隙環場影像,將資料儲存到電腦裡,之後立刻收回桅杆,減少潛望鏡暴露在水面上的時間 。傳統潛望鏡的光學通道(由面鏡組一路反射至於底下的接目鏡讓人員觀看)需直通潛艦的控制室,因此耐壓殼需要開洞;而CM-010光電桅杆省略了傳統光學通道,只有電子線路需要穿透耐壓殼(小洞的水密很容易處理),桅杆上感測器獲得的數位影像利用電子訊號的方式傳至顯示器上。如此,不僅消除了長久以來潛艦耐壓殼的一大結構弱點,連帶也使控制室不一定要設置在帆罩下方第一層甲板 。由於水密的關係,傳統穿透型光學潛望鏡只能在潛望鏡深度(60英尺,約18.3m)以內使用,而非穿透的光電潛望鏡在潛艦任何潛航深度都可以伸出使用。 CM-010光電潛望鏡組採用Wind River VxWorks關鍵任務操作/供電系統,其硬體包括4個PowerPC AltiVec商規主機板,程式碼由ADA語言撰寫,主要功能是接收控制室操作介面的指令來控制潛望鏡組所有的機械與電機動作,並爲潛望鏡組的穩定系統、電視和熱影像控制系統供應電源。 不過,雖然光電桅杆的功能遠比傳統光學潛望鏡強大,但接收的影像係轉換成電子信號,轉換過程難免多少有點延遲,無法如傳統光學潛望鏡般提供真實(Real time)的影像。

收於帆罩內的伸縮桅杆組由Thales Optronics以及McTaggart Scott製造,除了潛望鏡之外還安裝有Type-1007 I頻平面搜索雷達、Raytheon Successor IFF敵我識別系統、電子支援系統以及通訊情報截收裝置(Communications band Electronic Support Measures,CESM)等等。英國核能潛艦向來擁有完善的通訊情報蒐集裝置,能對電子情報進行截收、識別與定位,還有通訊監視功能。

後期型的機敏級可能會換裝新型的適形陣列(Conformal Array)聲納系統。英國BAE System為美國第三批維吉尼亞級(Vigirnia class)核能攻擊潛艦主導開發包含有適形陣列聲納系統的整合式艦體前段,相同技術未來也將應用於後期型的機敏級上。

武器系統

武裝方面,機敏級配備六具533mm魚雷管,較以往的英國攻擊潛艦多了一管, 而魚雷艙的籌載量也增至30件武器,因此全艦總共可攜帶36件武器;不過機敏級並未裝設原先W級打算使用的垂直發射系統。 機敏級的魚雷發射管採用渦輪氣壓幫浦(Air Turbine Pump,ATP),由一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。 魚雷發射控制系統由英國Strachan & Henshaw(S&W)負責,具備程式化、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; 例如,當高壓供氣系統壓力降低時,PFV就會增加ATP筏門的排水量,以保證發射武器的初速不受影響。英國在1980年代末期 建造的擁護者級(Upholder class,S-2400)柴電攻擊潛艦是英國第一種採用ATP的潛艦,而機敏級的ATP魚雷發射系統與程式化控制系統 便是由擁護者級進一步發展改良而來。

機敏級的魚雷發射系統能使用英國自製的第二代旗魚(大推力熱力發動機驅動,最大速度高達80~90節)/虎魚(電力推進)線導魚雷(在21世紀初期完全由 旗魚魚雷取代)、美製UGM-84魚叉Block II反艦飛彈以及美製戰斧Block III/IV巡航飛彈以及各式水雷等,使得機敏級擁有與美國潛艦不相上下的武器運用彈性,未來還打算配備 水下遙控無人載具(UUV),以及目前研擬中的FOSM計畫的光纖/目視導引短程多用途飛彈武器系統等新裝備。FOSM飛彈主要用於近岸環境下對付敵方快艇、小型海岸防禦工以及反潛定翼/旋翼機等目標,這是為了應付地區性衝突而做的準備。目前FOSM計畫有力的競爭者之一,是德、法、義EADS LFK企業集團的海神(Triton)光纖導引潛射短程多用途攻擊飛彈。

建造與測試

在馬路上由重型運輸平台載運的機敏級艦首段,準備送入Barrow船廠。

首艦機敏號的建造在1999年展開,2001年1月31日開始安放龍骨,原訂計畫在2005年6月加入皇家海軍服役;然而,由於設計建造階段的嚴重技術問題,導致整個計畫面臨 嚴重的進度落後與經費超支。機敏號在2007年6月8日下水 ,當時BAE System認為該艦可在2008年8月31日交付皇家海軍, 但隨後測試階段仍面一系列問題:該艦在2007年12月進行第一次試航,測試期間一個潤滑油泵突然停止運轉,雖然艦上人員立刻讓系統停止運轉,但兩部渦輪發電機已經在無潤滑油狀態下運轉一分鐘而受損,不得不停止測試並回廠整修。在2009年4月,機敏號在航行時又碰上一次小型火災。在2009年11月20日,機敏號抵達服役後設籍的 蘇格蘭克萊德潛艦基地(HM Naval Base Clyde)展開測試, 最後終於在2010年8月27日成軍,這個時程比原訂計畫晚了五年。

機敏級二號艦伏擊號(HMS Ambush S-120)於2003年10月22日安放龍骨,原訂2009年6月下水,不過實際上延遲到2011年1月6日下水, 在2012年9月展開海試,2012年10月底完成海試,原訂在同年11月成軍,不過實際上到2013年1月18日才舉行交艦典禮,隨後在3月1日成軍。三號艦狡猾號於2005年3月11日安放龍骨, 原定在2012年交艦成軍 ,但隨後延期到2013年9月20下水,不過實際上在2014年5月17日才下水。

在2017年底,英國內部不斷傳出國防資金缺口過大(粗估約50億至210億英鎊,原因之一是英國脫歐導致英鎊貶值,使英國向美國購買的軍備項目等於大幅漲價)、財政部要求國防部裁減軍費等風聲。在2018年2月,部分英國媒體宣稱,英國國防部將考慮大幅推遲或甚至取消第七艘機敏級,不過稍後英國國防部在2018年3月7日明確表示,將訂購第七艘機敏級核能攻擊潛艦。

 

服役經歷

機敏號服役後似乎仍然很不走運,才剛服役就於2010年10月22日就在返回克萊德基地時,於蘇格蘭北部海域史凱島(Isle of Sky)附近發生擱淺意外;在擱淺期間,機敏號首任艦長Andy Coles決定留在原地等待救援,而不是用潛艦自身動力脫困(可減少擱淺期間艦體因波浪拍動擠壓而使外部隔音瓦進一步受損)。機敏號隨後在漲潮期間,在拖救船隻安格利亞王子號(Anglian Prince)的協助下脫困,隨後以自身動力進入克萊德基地。檢查後發現機敏號只受到輕微損傷,而事故原因是因為沒有依照導航規定,值班的瞭望人員也未能預測潛在危險,機敏號首任艦長因這件事故而遭到解職。

在2011年4月8日, 機敏號在南安普頓對外開放參觀時,艦上發生一位士兵因為爭用廁所而對艦上同僚開槍掃射,造成一名軍官喪生、一名軍官受傷的慘劇。緊接著在同年5月初,又傳出該艦在潛航時發生水平舵故障,一度無法上浮,險些危及船艦安全,該艦最後在拖船拖帶之下回港檢修。 由於從測試到服役發生這麼多問題或意外,機敏號被皇家海軍潛艦部隊戲稱為「災難號」(HMS Calamity)。

2011年11月,機敏號在靠近美國的墨西哥灣試射一枚戰斧Block 4巡航飛彈。

在2011年11月中旬,機敏級首艦機敏號在美國南岸墨西哥灣海域成功進行本級潛艦的首次戰斧巡航飛彈射擊測試;在這趟長達142天的北美部署之中,機敏號有77天在海上航行,總航程16400海里,期間發射四枚戰斧巡航飛彈與六枚 旗魚(Spearfish)魚雷,並曾與美國海軍新型維吉尼亞級核能攻擊潛艦新墨西哥號(USS New Mexico SSN-779)進行模擬對抗;機敏號的艦長宣稱,對抗中機敏號的聲納系統在超乎想像的遠距離就鎖定了新墨西哥號,並且模擬發射武器擊沈該艦

在2014年,機敏號展開了服役後第一次遠航部署,部署期間曾在潛艦上部署供特戰人員使用的乾式甲板換乘艙(Dry Deck Shelter,DDS),此次部署於同年10月結束。

(上與下)2016年7月20日,機敏級二號艦伏擊號在直不羅陀附近水域與民船碰撞,

帆罩前端頂部受損,整體損壞並不嚴重,也沒有人員傷亡。

 

在2016年7月20日下午1時30分,機敏級二號艦伏擊號(HMS Ambush S-120)在直不羅陀附近水域進行訓練作業時與商船發生碰撞意外,帆罩前端頂部受損,艦上無人傷亡,核子推進系統也沒有受損情況。隨後伏擊號進入直不羅陀的船塢進行檢修。

在2017年2月上旬,英國太陽報(Sun)披露,一位英國國防部官員宣稱,此時皇家海軍沒有一艘可以正常執行任務的核子攻擊潛艦,這種情況數十年來前所未聞,而且國防部向首相隱瞞此事。此時,咸信機敏號是皇家海軍唯一一艘在海上服勤的核能攻擊潛艦,然而該艦 此時剛完成維修正在海上試航,仍需要數週時間進行調整才能開始執行任務。前一年7月發生撞船事故的機敏級二號艦伏擊號仍在維修,而在2016年3月服役的三號艦狡猾號(HMS Artful S121)此時也正在維修(有消息來源說發生故障)。而四艘仍在服役、艦齡老舊的特拉法加級(S-90~93,1987至1991年入役)也都在維修;唯四艘先鋒級核能彈道飛彈潛艦都在正常值勤。對於這個新聞,皇家海軍表示,對於核能潛艦的值勤狀況都不予置評。

 

技術問題

在2009年,英國國防核能安全規範組織(Defence Nuclear Safety Regulator)針對PWR2反應器發佈安全評估,認為相對於他國海軍(應為美國),PWR2有兩個領域出現不足,分別是冷卻迴路失效以及緊急停爐後潛艦的潛艦深度控制。這份報告指出PWR2的主要熱交換迴路在結構性失效時可能十分脆弱,失效模式( failure mode)的安全性存在隱患,必須透過改進操作程序來降低這類風險。

在2012年11月中旬,英國報紙紛紛披露機敏號有許多技術問題:首先,機敏號有一次在美國東岸海域進行演習操作時(潛航),海水迴路一個高壓迴路筏門失效,海水 從艦體後方進入反應器的冷卻迴路, 導致該艦被迫執行緊急上浮;英國國防部對此則表示機敏號的確曾在潛航時發生漏水,但情況迅速被隔離,災情沒有擴大,沒有造成傷亡,隨後機敏號也安全地浮出水面;事後調查顯示漏水的原因是出問題的筏門材質不良。第二,爐心四周的鉛質保護層使用的鉛品質不良,導致儀表給出錯誤讀數。艦上的備用蓄電池組容量規格仍比照上一代特拉法加級,對於體型大得多的機敏級就顯得蓄電量不足。艦上人員也抱怨,光電桅杆獲得的影像 有延遲,無法像光學潛望鏡提供真實(Real time)的影像。

機敏級的起居空間設計也有問題,其臥舖設計不良,浪費大量空間。另外,機敏號推進系統的表現不如預期,加到高速時,發出的噪音就會超出標準。在2012年,有報導指出機敏級 在試航中無法達到原始要求的29~30節極速,無法跟隨皇家海軍航空母艦一同作業,這可能要歸咎英國 為了節省成本,沒有為機敏級設計新的反應器,而直接沿用現成的PWR-2;原本PWR-2是用於體型較大的先鋒級彈道飛彈潛艦,裝用於較小的機敏級時修改了傳動齒輪箱,縮小其規模,結果導致傳動效率不良,無法反應在實際輸出上。 不過依照2015年1月英國國家審計辦公室(National Audit Office)的報告,機敏級試航時的航速達到了原訂的要求。

其他方面,機敏號被指出艦殼有鏽蝕的情況,而艦上的若干電腦電路板也因為安全性不合標準而需要更換,不過在2012年底時都還沒執行。對於機敏號被指出出現諸多問題,英國國防部表示機敏級都經過仔細的測試,確保能完全符合皇家海軍要求與規範 ;而同一型的首製艦難免出現技術問題,後續艦都將依照首艦的測試結果進行改善。

在2013年4月初,才在3月1日成軍的機敏級二號艦伏擊號(HMS Ambush S-120)在4月10日於蘇格蘭東部蓋爾洛灣(Gare Loch)海域航行期間發生一個系統問題而停機,隨後被母港克萊德基地(HMNB Clyde)進行檢查。英國國防部隨後宣稱確定是一個非核子系統發生問題並影響其他系統,並將對此進行維修補正。

 

後續艦:MUFC

如同前述,原本皇家海軍在1990年代規劃的「未來攻擊潛艦」(Future Attack Submarine,FASM)在2001年5月被改為未來水下戰力(Maritime Underwater Future Capability,MUFC),服役時程大幅推延到2020到2030年間。在2004年6月,美國Defense News的報導表示,MUFC提出以一種共通設計,衍生出核能攻擊潛艦與核能彈道飛彈潛艦的構想,不過日後英國新一代核能彈道飛彈潛艦計畫仍是獨自進行,成為繼承者(Successor)。MUFC應該仍將由BAE System的Barrow-in-Furness船廠負責設計工作,預計大量使用全新開發的技術,可能包括新一代整合式核能電力推進系統與新型推進器、多用途垂直發射器、整合水下無人載具等,並提升潛艦的靜音性能。MUFC的前身FASM原本預計取代特拉法加級,而現階段MUFC則應該是作為機敏級的替代者;在2035年時,首艘機敏級就會達到25年役齡。