Type-45勇敢級飛彈驅逐艦

 

t(上與下)Type-45比較早期的概念圖,上層船艛、後煙囪桅杆等特徵比較接近法、義的水平線驅逐艦設計。

Type 45是英國在1999年退出水平線驅逐艦計畫之後的替代產物,設計上自然延續許多水平線驅逐艦的特徵。

t(上與下)另一組Type 45早期概念圖。與上兩圖相較,這一組的上層結構設計已經比較接近日後定案的版本,

不過煙囪還是延續水平線驅逐艦的左、右交錯式(定案之後Type 45兩個煙囪都設置在艦體中軸線上)。

(上與下)Type-45首艦勇敢號 (HMS Daring D-32)。艦橋上方大型塔狀主桅頂端的就是英國國防科技的

得意之作──Sampson主動相位陣列雷達。

從艦尾角度看Type-45首艦勇敢號 。

(上與下)被用來測試英國版PAAMS的長弓海試平台,上裝有Sampson相位陣列雷達與

一套Sylver A-50垂直發射器。 長弓海試平台是個無動力的海上浮動船塢平台。  

攝於2011年7月23日、停泊在樸次茅茲港內的勇敢號,注意艦舯舷外平台加裝了MK-15 Block 1B近迫武器系統。

Type-45勇敢級(Daring class)飛彈驅逐艦二號艦不屈號(HMS Dauntless D-33)。  

進行大角度轉彎的勇敢號。   

Type 45首艦勇敢號 (HMS Daring D-32)正破浪而行。 

空中俯瞰Type45二號艦不屈號(HMS Dauntless D-33) 

(上與下)在2012年4月4日,Type-45勇敢級(Daring class)飛彈驅逐艦二號艦不屈號(HMS Dauntless D-33)

離開樸次茅茲,前往福克蘭群島海域值勤時的畫面,這是該艦服役後第一次執行 六個月 的長期海外部署。

不屈號在2012年8月在南非開普頓(Capton)海域航行的畫面。 

不屈號(D33)正在破浪。可以看到艦首的MK-8 Mod1艦砲與B砲位六組八聯裝Sylver垂直發射器。

(上與下)Type 45艦首的MK-8 Mod1艦砲,以及後方B砲位六組八聯裝Sylver垂直發射器。Sylver垂直發射器的平台比甲板

高出一些,周圍被擋浪板包圍著,避免遭到海浪直接沖刷。

 

 

(上與下)Type-45三號艦鑽石號(HMS Diamond D-34)

攝於2012年4月4日、停泊在樸次茅茲港內的鑽石號,此時該艦也已經加裝MK-15 Block 1B近迫武器系統。 

(上與下)航行中的Type 45四號艦龍號 (HMS Dragon D35),艦艏漆有威爾斯旗上的紅龍(Y Ddraig Goch)。

由後方俯瞰龍號。 

正在直不羅陀基地外航行的龍號 (HMS Dragon D35)。  

 四艘Type45驅逐艦停泊於樸次茅茲港。 

(上與下)俯瞰Type 45六號艦鄧肯號(HMS Duncan D37)

鄧肯號艦體中部特寫。

勇敢號正與一艘皇家勤務艦隊海浪級(Wave class)艦隊油船分道揚鑣。

龍號正與漂流者級艦隊油船金色漂流者號(RFA Gold Rover A271)解除編隊。   

後方為Type45驅逐艦防衛者號,前為Type 42飛彈驅逐艦愛丁堡號(HMS Edinburgh D97)。此照片象徵兩代

皇家海軍防空驅逐艦的世代交替。

皇家空軍紅箭特技小組通過鑽石號上空。

一架直昇機在一艘Type 45上空施放熱焰彈。

Type 45飛彈驅逐艦的作戰室(Operation Room),足見其空間相當寬敞。各顯控台都採用

橫向三平面顯示器、鍵盤、觸控面板等介面。

Type 45飛彈驅逐艦的作戰室,攝於作業中。

Type 45飛彈驅逐艦鑽石號(HMS Diamond D34)的艦橋。

鑽石號的艦長座位

在2016年底到2018年4月進行大規模翻修的防衛者號,藉此加裝以及巫師(Shaman)通訊頻率截收裝置(CESM),

是第一艘安裝此系統的Type 45。「巫師」以購自美國AN/SSQ-130(V)船艦信號採集裝備(SSEE)增量F(Increment F)

為基礎,照片中可以看到安裝在艦體側面的AS-3202 高頻(HF)定向天線,兩側各裝三個。 

 

攝於2018年5月18日的防衛者號,此照片可以觀察「巫師」CESM截收系統的所有天線:兩個紅框處是AS-4293AVHF/UHF

全向截收天線,側舷三個藍框處是AS-3202 HF定向天線,而中部通信桅杆上部綠框標示處為AS-4692VHF/UHF

錐形裂縫天線。

攝於2018年7月中旬的鄧肯號(HMS Duncan D36)。主桅杆正面(導航雷達上方)已經加裝「巫師」CESM的

AS-4293AVHF/UHF全向截收天線。注意桅杆多處敷設方塊狀的電磁防護裝甲(都在天線平台基部),用來

阻絕這些天線輻射的電磁波,降低對桅杆內部工作的人員的影響。

──by captain Picard

艦名/使用國 Type-45勇敢級飛彈驅逐艦/英國

(Daring class)

承造國/承造廠 英國/

主承包商:BAE System Yarrow Shipbuilders, Scotstoun, Glasgow

次承包商:Vosper Thornycroft(VT)

尺寸(公尺) 長152.4 寬21.2 吃水5.7
排水量(ton) 標準5800 滿載7350
動力系統/軸馬力 IEP

WR-21 IRC燃氣渦輪與Alstom發電機組*2/57600(43MW)

Wartsila 12V200柴油交流發電機組*2/5400(4MW)(初始裝備)

MTU 20V 4000 M53B柴油發電機組*3/16092(12MW)(初始裝備)

Converteam推進用電動機*2/54000(40MW)

雙軸

航速(節) 29以上
續航力(海浬) 7000/18節
偵測/電子戰系統 Type 1045 Sampson 3D相位陣列雷達*1

Type 1046(S-1850M) 3D對空搜索雷達*1

Kelvin Hughes Type 1007 I頻平面搜索雷達*1

Racal Decca Type 1008 E/F頻平面搜索雷達*1

1010/1011敵我識別系統

RESM雷達頻電子支援系統

Shaman CESM通訊頻電子支援系統(2016年起加裝)

 UAT Mod 2.0/2.1 AN/SSQ-130船艦信號採集裝備(SSEE)Increment F

六聯裝北約海蚋(NATO Seagnat)誘餌發射器*4

Airborne System IDS 300 (DLF-3)水面假目標誘餌系統 (含四個發射管)

Type 2170 魚雷防禦系統(SSTD)

聲納 Ultra-EDO MFS-7000艦首主/被動中頻聲納*1
射控/作戰系統 CMS-1戰鬥管理系統

Alenia Marconi EOGCS光電火砲射控系統*2

資料鏈 Link-11/16
乘員 190,可額外攜帶45名人員
艦載武裝 MK-8 Mod1 4.5吋(114mm)55倍徑艦砲*1(具匿蹤砲塔殼 。Type-45第一批裝備)

MK-45 Mod4 5吋(127mm)62倍徑艦砲*1(Type-45第二批起裝備)

八聯裝Sylver-50垂直發射器*6(Type-45第一批裝備,裝填Aster-15短程防空飛彈16枚,Aster-30區域防空飛彈32枚)

八聯裝MK-41垂直發射器*6~8(Type-45第二批起裝備,裝填Aster-15/30防空飛彈、戰斧巡航飛彈、VLA反潛火箭等)

雙聯裝固定式324mm Plessey STWS MK2魚雷發射器*2(暫不裝備)

四聯裝MM-141魚叉反艦飛彈發射器*2(2015年起裝備於其中四艘)

MK-15 Block 1B方陣近迫武器系統*2(2011~2015年陸續加裝)

MSI  DS-30M Mk.2 30mm機砲*2

艦載機 Lynx HMA.8大山貓/AW-159野貓反潛直昇機*1
數量

最初預計十二艘,目前降至 六艘

第一批:三艘

艦名 簽約時間 開工時間 下水時間 服役時間

D-32 Daring

2000/12/21 2003/3/28 2006/2/1 2009/7/23

D-33 Dauntless

2000/12/21 2004/8/26 2007/1/23 2010/6/3

D-34 Diamond

2000/12/21 2005/2/25 2007/11/27 2011/5/6

第二批:三艘

艦名 簽約時間 安放龍骨 下水時間 服役時間

D-35 Dragon

2002/2/18 2005/12/19 2008/11/17 2012/4/20

D-36 Defender

2002/2/18 2006/7/31 2009/10/21 2013/3/21

D-37 Duncan

2002/2/18 2007/1/26 2010/10/11 2013/9/26

 


 

前言

在1980年代後期,皇家海軍已經開始規劃用來取代Type-42飛彈驅逐艦的新一代防空艦艇。當初在設計Type-42時,為了壓低成本建造足夠的數 量,在噸位與裝備有頗多的犧牲,體型低於英國曾經建造的飛彈驅逐艦如郡級(County class)和Type-82。作為一個老牌遠洋海軍,皇家海軍自然希望主要作戰艦艇至少能有六千噸以上的排水量,在風浪惡劣的北大西洋才有比較良好的續 航力,此外也能配備比較充足的裝備。早在1970年代中期,皇家海軍就曾規劃建造六千噸以上的Type-43飛彈驅逐艦,其防空戰力超過Type-42的 兩倍,但由於估計價格高達2億英鎊,因此在1981年遭到柴契爾政府取消。

波折的過程

早在1979年,美國、英國、法國、德國、義大利、荷蘭、加拿大 等七國就開始研擬開發新一代北約通用中型防空艦艇合作開發計畫,稍後成為北約90年代巡防艦替換計畫 (NATO Frigate Replacement,NFR-90,另有專文介紹),總需求高達50艘之譜(當時美國準備採購18艘) -90的,西班牙也在1983年加入。在1987年中,參與NFR 各國都收到正式的北約需求文件(NATO Staff Requirement);之後一小段時間英國內部曾對於是否參與NFR-90爭論不休,因為當時英國國防業界手中沒有任何一種符合NFR-90需求的現成提案來競標,只能跟隨美國推動的北約防空作戰系統(NAAWS)或法、義推動的 未來防空飛彈族系(FAMS)計畫,屆時英國本國廠商將完全被排除在核心系統之外 ,無法獲得理想的利益。除了盤算在NFR-90計畫中能否得到有利的工作分配之外,這項國際合作計畫能否滿足皇家海軍的需求,也是英國內部猶豫的重要原因。雖然有這些雜音,在1988年1月參與國簽署合作備忘錄(Memorandum of Understanding,MoU)之際,英國還是決定參與NFR-90,其投資額為1億英鎊;然而,英國政府同時也明確表示,除非艦體載台與武器系統在計畫初期階段就能明確制訂,否則英國就不會繼續參與。最初英國打算購買12艘NFR-90來取代Type 42飛彈驅逐艦,是八個會員國中數量僅次於美國(18艘)者。 此外,英國也分別參與美國主導的NAAWS,以及法國、義大利推動的FAMS這兩個防空系統計畫的可行性評估 作業;其中BAE System同時參與這兩個計畫,而Marconi Defence Systems參與FAMS,Ferranti參與NAAWWS。 除了NAAWS與FAMS之外,當時歐洲多國還有進行一項稱為中程地對空飛彈(Medium Surface to Air Missile,MSAM)的研究;在1987年10月,總計有比利時、法國、德國、義大利、荷蘭、挪威、西班牙與英國 簽署合約,展開為期一年的MSAM初期研究計畫。與此同時,英國國防部又與BAE System簽約,獨自進行一項為期15個月的地對空飛彈系統研究, 目標是取代英國陸軍現役的血獵犬(Bloodhound)防空飛彈。

由於參與NFR-90的國家數量龐大,各國對其需求與理念互異,然而整個計畫卻沒有一個有效的主導者與決議機制,導致對載台基本設計乃至於主要作戰裝備等關鍵規格根本無法取得共識,加上各國對於攸關利益的 系統選擇、工作 量分攤、成本分擔等亦有諸多紛歧,種種因素使得整個計畫裹足不前 、窒礙難行 。一般而言,英國自己在8到10年時間內就能推出一種新型艦艇,而依照NFR-90的趨勢卻要等15到20年。除了計畫延誤之外,NFR-90估計所需的成本也在水漲船高。在1989年9月 底NFR-90正於在漢堡進行基線審查(Baseline Review)時,英國政府就宣布退出計畫(在1990年1月於英國下議院會議中獲得證實),隨後法國、義大利、西班牙、西德也在10月到12月間相繼退出。英國率先退出NFR-90,可能是基線審查階段估計NFR-90每艘要花費2億英磅(首艘Type 23巡防艦花費為1.3億英磅),而且接下來兩年的細部設計定義階段就要花費8200萬美元,而英國內部對NFR-90早就有許多雜音,因而決定在此時收手。在1990年1月荷蘭宣布退出之後,NFR-90便告撤銷。 而在防空系統方面,同時參與FAMS與NAAWS評估的英國,也在1990年12月正式宣布加入FAMS並退出NAAWS。

英國Yarrow造船廠在1990年3月推出的Type-23強化版,艦體拉長,換裝Aster系列垂直發射防空飛彈。

這是因應英國國防部在1990年代初期提出的新一代防空艦艇需求,當然最後不了了之。

1990年代英國曾與法國合作進行水平線防空驅逐艦計畫,但英國最後於1990年退出。

圖為一個1996年英國版水平線的想像圖,艦砲後方與直昇機庫上方裝有衍生自星爆肩射防空飛彈

的海紋短程防空飛彈CIWS系統。

退出NFR-90之後,英國繼續謀求其他的替代方案。在1989年至1990年,英國國防廠商 如Yarrow Shipbuilders Ltd等提出利用現有Type-23公爵級反潛巡防艦為基礎,衍生出下一代防空艦艇;第一個方案維持公爵級原有的艦體尺寸規模,移除4.5吋艦砲,將艦首空間騰出來安裝FAMS規劃的Sylver-50垂直發射系統 與Aster-15/30防空飛彈,並以體積較小的艦首中頻聲納取代原有的大型低頻聲納系統,射控雷達換成EMPAR相位陣列雷達;然而雖然極力壓縮體積重量,此方案仍無法滿足 皇家海軍對新一代防空艦艇的3500噸排水量限制。

由 於英國決定加入FAMS,自然很順理成章地與法國、義大利進行新一代防空艦艇的合作。在1991年,英國與義大利聯合提出未來巡防艦計畫(Anglo- French Future Frigate,AAAF),義大利在1992年底加入這個團隊,AAAF則在1993年改稱為「下一代共同巡防艦」(Common Next Generation Frigate, CNGF),專案名稱為水平線(Horizon)巡防艦。CNGF的主要裝備為英國、法國與義大利合作發展的基本型防空飛彈系統(Principle Anti-Air Missile System,PAAMS)。為了執行PAAMS,法義合資的歐洲飛彈公司(EUROSAM)與英國UKAMS(由Matra BAE Dynamics成立)合資,成立策略聯盟公司EUROPAAMS。

但是CNGF計畫再度碰到各國需求不一的老問題,對基本設計、噸位、推進系統、關鍵與次要裝備都有一大堆歧見 (詳見CNGF一文),其中對於使用何種防空雷達與戰系的爭執最為嚴重。再加上英國對CNGF的數量需求(12艘)遠大於法(4艘)、義(4至6艘),而建造工作分攤也 不公平──需求量最低的法國一開始竟要求其造艦工作量佔整個CNGF的46%,後來雖然降至25%,但英國還是很難接受, 這會導致成本攀升,讓英國可能採購不到足夠的數量。除了建造工作之外,工作分配的爭議也體現在戰鬥系統的開發整合工作上:依照原本CNGF的計畫,戰鬥管理系統( Combat Management System,CMS) 的軟體開發工作由義大利負責,系統整合工作在法國進行,如此英國將無法單獨靠本國的廠商與設施進行自用版CNGF戰鬥系統的研製與後續維護升級工作,必須 仰賴與遷就法國與義大利的相關單位;而英國的國防採購作法與法、義有顯著不同,相關的合作模式也會妨礙英國本身的次系統競標選擇工作。由於上述歧異始與爭 執終無法得到協調,使得CNGF裹足不前,但是汰換Type-42驅逐艦的計畫已經不容再拖了。因此,英國在1999年4月26日正式宣布退出CNGF。

附帶一提的是,英國在1990年中期也繼續研究以Type-23巡防艦放大艦體、發展成防空驅逐艦的草案,作為萬一水平線計畫失敗的備案。23式巡防艦放 大防空版曾有延長7m與14m等構型,後者將艦體延長14m,舷寬寬增加2m,艦上裝備六組英國BAE研製的八聯裝垂直發射系統,裝備有48枚Aster -30防空飛彈,此外也能選擇換用美製MK-41垂直發射系統;艦橋頂端裝有EMPAR相位陣列雷達,主桅上裝有Astral三維長程對空雷達雷達,導彈 系統可以改裝MK41發射單元,配備45枚標準SM-2導彈。當然,這幾種衍生自Type-23的草案,都只停留於紙上概念階段而已。

塵埃落定

 

繞了一大圈之後,英國回到獨自發展的老路,自行開發Type-42驅逐艦的後繼者,此計畫被稱為Type-45驅逐艦,接在先前取消的Type-43與44後面。Type-45飛彈驅逐艦的設計、建造由民間公司全權負責,而非以往 皇家海軍 部主導整個造艦計畫的模式。在1999年8月,Marconi Electronic Systems與BAE System領導相關廠商與單位,展開為期10個月的Type-45概念研究;而此時英國國防部也進行Type-45採購政策的定義工作以及制訂相關文件。在這個階段,Type-45被定義為排水量約6000噸,並配備PAAMS防空系統的衍生型號。

皇家海軍對Type-45有九大使用者關鍵要求(Key user requirements,KUR ),包括:

1.防空接戰方面,在半徑6.5km的距離內,艦上Type 1045參孫(Sampson)相位陣列雷達與PAAMS防空飛彈系統的組合於緊迫時間內連續攔下八枚超音速掠海反艦彈,且失誤率必須降至最低。

2.對空監偵方面,艦上Sampson與S-1850M(英方編號Type 1046)的雷達組合必須能同時掌握1000個空中目標的戰情動態,且在每小時500個目標離開或進入監視空域的情況下,艦上防空偵測的處理能量也能有效掌握與應對。

3.在管制能力方面,Type-45至少能同時對四架各自獨立作業的定翼戰機實施近接戰術管制(close tactical control ),或者是四個空中作戰小分隊 實施通信和任務指派。

4.旋翼機操作方面,Type-45必須能操作EH-101梅林重型反潛直昇機與山貓(Lynx)Mk.8直昇機各一架,但不要求同時操作。

5.特種作戰方面,艦上的空間餘裕至少能容納30名特戰部隊人員與他們攜帶的裝備。

6.艦上必須配備一門口徑在4.5吋(114mm)以上的艦砲,以便在公海中執行法律(巡護、臨檢等)或外交任務。

7.持續能力方面,Type-45必須能以本身攜帶的油料與物資持續在海上作業20天,包括在抵達任務區域後於當地值勤三天,再返回母港,總航程至少3000海浬,這段期間內不需要任何額外補給或支援。

8.在壽期發展方面,Type-45需保有11.5%以上的改良空間與升級潛力。

9.在全壽期操作方面,Type-45在至少25年的服役生涯中,有70%的時間擔負戰備,35%的時間在海上執勤或處於隨時可出動的待命狀態。此外,Type-45主合約辦公事(PCO)希望Type-45的平均全壽期成本能比Type-42減少37%。
 

簽約

在2000 年7月11日,英國國防部 宣布購買首批三艘Type-45飛彈驅逐艦,隨後在12月21日與主承包商英國航太電子系統(BAE Systems Electronics)簽約,負責勇敢級驅逐艦的設計與發展,並建造第一批三艘勇敢級驅逐艦 ,總金額達12.5億英鎊(當時相當於18億美元),其中分包給次承包商VT集團的額度為2億英鎊;這也代表著好事多磨的Type-42取代計畫終於塵埃 落定。除了PAAMS防空飛彈系統外,BAE擁有其他次系統的設計主導權,並負責協調其他次承包商,成為一支緊密的團隊。

在 最初的計畫裡,英國國防部將12艘勇敢級以分批競標方式發包 ;以第一批合約為例,BAE作為Type-45首艦勇敢號(HMS Daring,D-32)與三號艦鑽石號(HMS Diamond D-34)的主承包商;而另一個競爭者Vosper Thornycroft(VT)廠則主導二號艦不屈號(HMS Dauntless D-33)的建造工作 ,由VT集團在樸次茅茲(Portsmouth)海軍基地的新設施建造;在2002年,VT將廠區從原本位於南安普頓(Southampton)的 Woolston轉移到樸次茅茲新廠,耗時18個月,而Woolston廠區則在2003年8月關閉。

依照原始計畫,英國國防部打算在2004年進行第二 批三艘Type-45的招標,並認為VT等次承包商在第一批Type-45的建造工作中技術將更加熟練,使單位成本降低。然而在2001年1月,BAE System自行交付一份全部12艘Type-45都在BAE Marine位於克來德(Clydeside)的斯高頓(Scotstoun)的廠區(原Yarrow)建造的估計費用,聲稱如果將後續訂單分散到VT集 團,不僅無法達成Type-45計畫對成本控制的要求,為此而擴充VT集團樸次茅茲新廠區的產能對英國已經供過於求的造船工業也沒有好處。於是在2001 年5月3日,英國國防部委由美國著名的蘭德智庫機構(Rand Corporation)審查Type-45的計畫模式。依照蘭德的研究報告,英國國防部在2001年7月10日宣布決定改採BAE的提議──由BAE擔 任全部勇敢級建造工作的主承包商 ,並將現行頒給BAE System的第一批三艘合約擴大為第二批六艘。 當然,此舉曾遭到身為次承包商以及競爭者的VT公司強烈反對。

 

船艦設計

由 於英國在參與CNGF計畫的過程中仍得不少經驗,使得勇敢級的設計工作可以簡化。自然地,從勇敢級的設計中,可以看出若干CNGF的影子,包括繼續使用 PAAMS防空飛彈系統以及若干CNGF時代就決定的裝備(如S-1850M長程對空搜索雷達)。勇敢級的排水量為7200ton,是英國在二戰後建造的 最大型驅逐艦,該計畫主持人對勇敢級大型化的解釋是因為採用新的人員適居性標準、賦予更強大廣泛的作戰及指揮能力,以及採用整合式電力推進系統等。由於噸 位提升,勇敢級的艦上空間較Type-42寬敞,預留改裝的空間也隨之增加,還可容納較大型的新一代梅林(Merlin)反潛直升機(EH-101直昇機 系列之一)。勇敢級在設計上力求周延,擁有足夠的預留空間,可確保其在壽命週期內進行性能提升時不需要重大地修改艦身結構,以因應逐漸減縮的預算。勇敢級 採用模組化建造方式,主承商承造艦體與次承包商製造次系統在同時進行,艦體完成後,系統就直接送到造船廠裝上艦體。由於採用模組化建造,不僅減少了建造時 間與成本,未來進行維修、改良也十分便利。此外,勇敢級擁有匿蹤外型設計 ,號稱能將雷達截面積降至相當於漁船的大小。

為了對抗北大西洋上惡劣的風浪,勇敢級的艦砲前方設有大型擋浪板,此外也在垂直發射器前方和兩側設置一圈頗高的檔牆來隔絕大浪以及飛彈發射產生的火焰。 由於自動化程度的提升以及採用可大幅減少人力需求的IPS推進系統,7200ton的勇敢級僅編制官兵190名(其中軍官佔22名),此外還可搭載額外的 人員45名(最多60名)與裝備,執行兩棲特種作戰或其他非軍事任務(例如救災)。由於空間充裕、人員編制減少,勇敢級的起居環境相當舒適, 皇家海軍形容有如「四星級旅館」,艦上22名軍官都擁有各自的單人艙房,士兵艙間則為每六人一間,遠比42式驅逐艦的大通鋪舒適;此外,艦上還擁有健身房 等充裕的休閒設施,並配備CD播放器、iPOD充電器等。 艦上人員的飲水由Pall Corporation提供的逆滲透集成膜系统(IMS) 海水淨化器提供,整合有空纖維微孔濾(MF)與逆逆滲透模組,可過濾海水中的細菌、病毒、礦物質和其他雜質;相較於傳統的海水過濾系統,這類逆滲透系統的 維修工作量與維持成本大幅減少,並能有效處理高污染水域的海水。

正在離開樸次茅茲港的Type45驅逐艦不屈號(HMS Dauntless D33)。

 

推進系統

Type 45的推進系統是皇家海軍的一項大膽嘗試。在1990年代時,皇家海軍就計畫在未來的戰艦上配備全電力系統(Full Electric Propulsion,FEP,美國稱之為Integrated Power Systems ,IPS,詳見美國海軍DD (X)一文),採用燃氣渦輪交流發電機(ACGT)為主要的供電來源,使之具有良好的功率分配彈性以及燃油經濟性。由於當時缺乏功率密度足夠的電動機,皇家海軍在1999年時曾一度打算退求其次,先在Type 45驅逐艦上使用混合燃氣渦輪與電力( hybrid Combined Gas and Electric,COGAL)推進系統,保留傳統的齒輪箱直接傳動設計;不過隨後皇家海軍就注意到美國海軍正在費城的陸基測試站(Philadelphia Land Based Test Site)測試的先進感應馬達(Advanced Induction Motors,AIM),能在緊致的體積之下產生足夠的輸出功率。由於AIM的出現, 英國國防部在2000年11月1日就正式決定,勇敢級將採用革命性的整合式全電力推進系統(Full Electric Propulsion,FEP)。

勇 敢級的FEP系統包含兩具革命性的Rolls Royce WR-21中段冷卻再加熱(Intercooled and Recuperated,IRC)燃氣渦輪機組, 兩具WR-21的最大並連輸出功率為43MW(57600馬力),每具燃氣渦輪分別驅動一個21MW的交流主發電機; 除了主要燃氣渦輪發電機之外,艦上還配備兩組2MW級柴油輔助發電機。艦上的電力餽送到兩個功率20MW級(27000馬力)的Converteam推進 用電動機(見下文) ,直接帶動雙軸固定距螺旋槳。在傳統推進系統中,船艦主機係直接透過減速齒輪箱與推進器連結,而Type-45的FEP則打破這種直接耦合關係,主燃氣渦輪只帶 動主發電機,與輔助柴油發電機的電力一同餽送入整合輸配電網,並由數位的整合輸配電系統實施控制,而帶動推進器的電動機只是輸配電網之中的一個終端;在高 速航行時,燃氣渦輪帶動的主發電機自然將主要功率都用於推進電機,而輔助的柴油發電機則可在低速作業時提供推進以及船艦本身輔助系統所需的電力,使燃氣渦 輪得以停機節省油耗。

最初皇家考慮為Type 45選擇的燃氣渦輪主機包括Rolls Royce WR 21以及美國通用電機(GE)的LM-2500。LM-2500是廣為西方採用、使用實績豐富的成熟可靠產品,而WR 21在性能與效率上優於LM-2500,但是一種未經驗證的全新機種。由於WR21的先進前瞻性,加上為了支持本土的Rolls Royce(與美國GE並列為全球最主要大型渦輪發動機的廠商),皇家海軍在2000年11月宣布,不進行競標作業,直接與Rolls Royce簽約,使WR 21燃氣渦輪成為Type 45的燃氣渦輪主機。當然,跳過競爭程序直接選用自家Rolls Royce產品的決策,背後多少也有政治因素。

WR -21是1991年至2000年間由美、英、法三國聯合投資開發的新型燃氣渦輪,由美國諾格集團海上系統集團(Northrop Grumman Marine Systems)為主承包商,主要次承包商為負責燃氣渦輪本身設計的Rolls Royce,其他參與成員還包括 美國Westinghouse、法國DCN、Alied Signal以及CEA等,研發經費共4億美元。WR-21以Rolls Royce的RB-211商用噴射發動機的修改型 為基礎,結合部分Trent系列發動機的技術而成(例如Trent獨特的三軸設計),每具WR-21最大功率為25.2MW級(33525馬力),不過在 Type-45驅逐艦的推進系統中單機最大功率調降為21.5MW級(28800馬力) ,持續運轉功率為26400馬力。傳統的簡單循環式(Simple-cycle)燃氣渦輪將吸入的空氣壓縮、燃燒之後,便直接將高溫高壓氣體向後噴出產生 推力,之後便直接把廢氣由排氣管送至排氣口排除,這種方式將使大量來不及運用的熱能直接排放到大氣逸散掉,不僅造成浪費,也使船艦的熱信號增加。而WR- 21採用的IRC模式運作,與原本的航空用發動機相較,取消中壓段的壓縮機,在發動機熱交換器中加入一段增壓中間冷卻器(Intercooler)和回流 換熱器(Recuperator);中間冷卻器位於中壓壓縮機與高壓壓縮機之間,對進入高壓壓縮機的空氣先行冷卻,可減少高壓壓縮機所需的功率、改善高壓 軸效率,使壓縮比提高到空前的程度,增加約25%的淨輸出功率;WR-21的中壓段被用來當作發電機推動渦輪產生電力,此段具有六級壓縮(WR-21的低 壓與高壓段各只有一級);回熱器收集高溫廢氣的熱能,用來對進入燃燒室的氣體進行預熱,能降低氣體升溫到進氣溫度所需的燃油消耗。 傳統簡單循環燃氣渦輪最為人詬病的先天缺陷就是低速運轉時燃油消耗非常不經濟,而WR-21在50%功率輸出下,耗油量僅比100%全功率輸出時增加 4.15%。與傳統的簡單循環燃氣渦輪相較,WR-21的燃油消耗在最大功率運轉時減少17%,40%功率運轉時減少25%~30%,在30%功率運轉時 減少30%,在10%功率運轉時減少40%~60%。整體而言,IRC運作方式讓WR-21的效率比一般燃氣渦輪提高30%以上, 平均油耗則降低25~30%,燃油運用效率直追大型船舶用柴油機, 並有效減少了廢氣排放量,助於環保以及降低紅外線訊號。 過去簡單循環燃氣渦輪由於中/低負載時油耗比較不經濟,因此多半在加速衝刺時才使用;而IRC設計的WR-21在中/低速運轉時省油得多,Type 45驅逐艦配備兩部WR-21燃氣渦輪,靠其中一部運轉就能滿足船艦在低工況之下的推進與供電,高速航行時則啟用第二部WR-21燃氣渦輪,因此光靠兩部 WR-21燃氣渦輪理論上就能滿足船艦絕大部分的推進與供電需求,因此除了兩部WR21之外,只配備兩部功率各2MW的柴油發電機,整體機電配置比以往同 噸位的船艦簡潔得多,顯著減少了機械裝置佔據的體積和重量。

然而由於增加了中冷器與回熱器,導致WR-21必須付出更複雜、更笨重且更昂貴的代價。WR-21含機櫃長800cm、寬264cm、高483cm,重 24432kg;與西方艦艇廣泛使用的LM-2500簡單循環燃氣渦輪相較,WR-21佔用的平面面積相當,但是高度則增加了一些。 依照當時美國海軍的估計,如果柏克級飛彈驅逐艦以WR-21燃氣渦輪取代原本的LM-2500,平均值勤的燃油消耗可減少21%,平均每艘每年運轉所節省 的燃料費用達159萬美元。WR-21平均失效間隔(MTBF)約1000運轉小時,使用壽命可達40年,每週計畫性的平均預防性維修工作(Crew Preventive Maintenance )估計為4.5人力小時,每週計畫與非計畫性維修工作(Crew Maintenance)估計為6.75人力小時。

WR -21、RB-211與其軍用版RB-199發動機(使用於英、德、義合作的龍捲風戰鬥機)都採用類似 的IRC運作。當年研發RB-211由於技術太過複雜 使得勞斯萊斯差點在1971年破產,同時延遲洛克希德L-1011三星式客機的推出,導致兩家公司都在業界喪失原有地位,因此多數其他公司設計客機時不敢 採用此一複雜的高效率發動機;但是RB-211的高推力、高效率在民航機界難有人望其項背,無後燃器推力是F-100的三至四倍,勝過 當時幾乎所有的西方國家或俄羅斯噴射發動機 。原本WR-21也是美國D-21的候選主機,然而隨後由於DD-21不斷大型化,導致25MW級的WR-21不敷使用,最後還是選擇了採用簡單循環、功 率達36MW等級的MT-30。

在2001年3月14日,Type-45主合約辦公室(PCO)與美國諾格集團海洋系統(Northrop Grumman Marine Systems)、英國勞斯萊斯(Rolls Royce)以及法國造艦局(DCN International)簽約,為前六艘Type-45供應所需的WR-21燃氣渦輪發動機以及相關控制、支援系統,價值8400萬英鎊。在2004 年,WR-21分別在日本川崎重工與法國DCN完成試車。 在2000年11月1日,英國國防部選擇法國Converteam位於英國Rugby的分部(Converteam在1990年代被Alstom購併成為 該集團機電部門,又稱Alstom Power Conversion,2011年3月被美國GE集團以27億歐元收購Alstom集團90%的股份,2011年9月完成購併作業,但 Converteam英國分部維持獨立運作)作為Type-45整合發電、電力推進系統的主承包商,合約中一併包含首批三艘Type-45所需的電機裝 備,總價值約4000萬英鎊。

整個Type-45的主要電機架構包括兩具由WR-21燃氣渦輪驅動的21MW級交流發電機、兩組單機功率各2MW(2700馬力)的Wartsila 12V200柴油交流發電機組、兩具功率各20MW級的Converteam先進感應式推進馬達(Advanced Induction Motors,AIM)、兩個高壓總配電盤(HV switchboard)、兩個依照商規技術開發的VDM25000調制變化器(modulated converter drives)以及三具五通道煞船艦整合輸配電網(Ship Services)、電力控制系統(Power System Control)、動態電阻(dynamic breaking resistor)、HY/LV諧波率波器(harmonic filters)、相關的輸配電以及系統控制單元等。大多數的電機裝備設置於左側機艙,與右側機艙完全隔離。在Type-45的機電架構之中,每具WR- 21直接驅動一具21MW交流發電機,與兩具2MW輔助柴油發電機組透過 兩具高壓總配電盤並連結合,將電力餽送至船艦輸配電網,並由電力控制系統(Power System Control)進行統籌分配管理;而兩個負責驅動螺旋槳的20MW主推進電動馬達,則各透過一個高功率變頻器(Frequency Adaptor)與三個五通道煞車與輸配電網結合。WR21燃氣渦輪發電機組發出的電力是4160V的高壓交流電,這樣的電壓透過兩個VDM25000推 進調變器直接輸出到兩個負責推進的20MW級AIM電動機,此外透過變壓系統轉換成440V與115V等兩種船艦用電,供應艦上各 種電力負載使用。 至於兩部2MW級的柴油交流發電機組主要用來提供在港內低速運轉時的動力,或者在主燃氣渦輪發電機失效時作為撤出戰區的應急動力(但此時船艦會在喪失主要 供電的「黑船狀態」,無法讓作戰相關系統保持工作)。在平時運轉的情況下,Type 45驅逐艦通常採用「單邊供電」(single-island mode)模式,只以一部WR-21燃氣渦輪發電機組與一部柴油發電機組工作供電;在高威脅狀態、雷達與作戰武器系統全功率運轉或者船艦高速衝刺時,才讓 兩部WR-21同時上線供電。Type-45的整合電力系統與美國DDG-1000有不少共通之處,例如採用Converteam同系列的AIM(45式 採用20MW的版本,DDG-1000則以34.6MW的版本為主發電機,18MW版為輔助發電機) ,產生的電壓同樣是4160V ;此外,CVF伊莉莎白級(Queen Elizabeth class)航空母艦的整合電力推進系統,也使用Converteam公司的AIM 20MW級先進感應電動機。

最初Type-45打算使用革命性的囊莢式電動推進器(詳見美國海軍DD (X)一文),此種推進器已經應用於不少新型民間船舶、郵輪上,具有大幅減少機械複雜度並增加船體靈活度的優勢。然而直到2000年代,囊莢式推進器仍不 算是一種夠成熟到可用於第一線大型作戰艦艇的推進方式,許多使用此種推進器的民間大型船隻都面臨組件受力過鉅而需要頻繁維修的問題,對於經常需要急遽加減 速以及重視戰場可靠度的作戰艦艇而言並不合適;而雖然囊莢推進器可以避免許多大軸帶來的問題,但由於把電動機與推進器都整合在一起並放在船艙以外,需要進 入乾塢才能維修,不僅不利於第一線即時處理,遭受魚雷攻擊時更需要直接承受爆震,甚至可能直接掉落脫離船體;而傳統布置方式則可確保主機、傳動系統都在艦 體內部,不僅受到保護,也 能對電動機實施第一線的即時維修作業。再者,囊莢推進器把電動機放在囊莢之中,因此比傳統艦內布置方式更容易遇到尺寸問題;對於中型的高速作戰艦艇而言, 功率足夠的囊莢推進器很可能超過艦體所能安裝的上限,除非採用新科技的馬達在更小的體積內產生更高功率。由於這些因素,1990年代英美幾種打算採用全電 力推進配合囊莢推進器的艦艇,包括美國DDG-1000驅逐艦與英國Type-45和CVF航空母艦,最後紛紛改回傳統的大軸/船舵配置。雖然如此,這些 全電力推進艦艇仍能將發電機設置得比較後面,使得大軸長度比傳統設計縮短不少,對於節省體積、降低成本以及減少維修負荷仍頗有幫助。BAE Systems宣稱拜高效率全電力推進系統之賜,Type-45驅逐艦每日燃油消耗量平均比Type-42驅逐艦和Type-23巡防艦減少1/4。

Type 45二號艦不屈號(HMS Dauntless D33)的艦底雙軸螺旋槳推進器,攝於建造艤裝期間。

Type-45的所有推進、機電與輔助裝備都由一套利頓海洋系統(Litton Marine Systems,LMS)開發的平台管理系統(Platform Management System,PMS)實施集中監視與控制,同時也負責全艦損害管制作業的監控。PMS也透過一個單一介面與艦上的資料傳輸系統(DTS,見下文)與FICS區域網路系統(LAN)連結,可隨時交換各項主要平台與系統資訊。

 日後的服役經驗顯示,相較於上一代的Type 42,Type 45驅逐艦擁有更好的加速性能,運轉更安靜平穩,且燃油消耗更經濟,顯示WR21的性能的確合乎期望。然而,日後服役顯示WR-21的中間冷卻器/回流換 熱器設計有瑕疵 (問題可能出在機械設計或控制系統),導致此燃氣渦輪在炎熱氣候下功率輸出顯著降低,整合電力控制系統因而要求發電機增加輸出,最後超載並跳機,導致全艦 電網失效(見下文) 。原本Type 45主機配置就過於精簡,除了兩部WR21燃氣渦輪主機之外就只有兩部2MW級輔助柴油發電機,沒有足夠的備載功率,這可能是基於經濟性的考量,然而也大 幅降低了戰場存活率(兩部WR21主機失效後只能在「黑船」狀態下撤退),更不用提WR21在承平時期就暴露出瑕疵,嚴重影響Type 45的可靠度。事實上,早在WR-21設計階段,就已經有人預估中壓段的中冷/回熱器的交換能力在熱帶氣候下會降低 ,可能會跳機;相較於傳統的簡單循環燃氣渦輪,IRC燃氣渦輪受工作環境溫度影響的情況更明顯,在較熱工況下的功率衰減更大。 對比於Type 45的推進/電力系統中其他部件,WR 21的持續運轉測試時數較少,只有1900小時左右;而中間冷卻器/回流換熱器開始出現問題,大約是服役後運轉時數達到4000小時以上開始。 在早期研發階段,英國曾在岸基設施建置一個電力船艦技術展示(Electric Ship Technology Demonstrator ,ESTD),測試Type 45的整合電力推進系統;然而由於節約經費的考量,ESTD並沒有達成最初預定的累積運轉時間。

勇敢號(HMS Daring D32)艦上的控制中心。

勇敢級高度現代化的艦橋。

勇敢級的駕駛席,舵手正在操舵。

勇敢號艦橋的航行操控席特寫,可看到舵輪與燃氣渦輪控制手柄。

戰鬥系統與開發工作

(上與下)勇敢級驅逐艦的作戰室(Operation Room),可見到CMS 1戰鬥管理系統的三顯示器工作站。

勇敢級驅逐艦的作戰室,攝於作業中

作 戰系統方面,勇敢級採用BAE旗下BAE戰鬥與雷達系統公司(Bae System Combat and Radar System)與阿勒尼亞.馬可尼公司(Alenia Marcon System,AMS,後成為BAE Systems Insyte)合作開發的戰鬥管理系統一型(Combat Management System,CMS 1),合約價值5000英鎊。CMS 由指揮系統(Command System,CS)與其他若干戰鬥系統裝備(Combat System Equipment,CSE)等部件組成,透過BAE System與AMS開發的資料傳輸系統(Data Transfer Systems,DTS)與艦上各系統連結,Type 45的作戰室裡至少裝有25個CMS 1的多功能顯控台。CMS 1採用分散式架構 ,不僅速度比傳統集中式系統快,而且部分系統失效後仍不會喪失所有功能。這套戰鬥系統將擁有極高的整合度,把全艦所有的武器與感測器整合在一起運作,獲得 最高的戰鬥效率。本級艦的軟硬體設備將採用開放式架構,大量使用與民間同步的商用政府組件(commercial off the shelf,COTS),不僅能降低成本,還能隨著科技的進步隨時進行更新與升級,與最先進科技水平同步 。CMS 1的開發工作以皇家海軍既有的ADAWS與SSCS系統為基礎,並使用商規的Windows作業系統。

在2003年8月,AMS公司首度首度交付CMS 1的功能軟體給Type-45主合約辦公室,隨即轉移給UKAMS公司。CMS的軟體交付計畫分為8個階段,每個階段間隔約6至9個月;其中,在2005 年初交付的2.1.0版首度具備全部PAAMS與長程搜索雷達(Long Range Radar,LRR)功能,而在2005年11月交付的2.2.0版軟體則用於整合開發工作。在測試階段的指揮系統(CS)包含8個迷你顯控台,使 UKAMS能進行PAAMS的指揮管制與武器控制功能的整合開發工作。CMS 1的軟體原訂在2005年6月進行最終交付,並整合於用來測試Sampson雷達、PAAMS防空系統和Aster飛彈的長弓海試平台(見下文),但這個 進度延遲了約2年。

在2003年9月,AMS將資料傳輸系統(DTS)的軟體交付Type-45主合約辦公室,以配合其他戰鬥系統組件的測試工作;除了交付UKAMS進行開發工作之外之外,也交給MISC測試中心。在2003年下旬,氣象與導航系統(meteorological and navigation system,METOC)軟體交付MISC,不過部分系統在2003年9月仍在廠方驗收測試(Factory Acceptance test),導致交付進度落後。原訂系統整合開發工作應在2003年10月完成,並在2004年交付。

Type-45二號艦不屈號(HMS Dauntless D-33)艦橋近照,攝於2012年4月4日,艦橋頂部

兩側各裝有一個EOGCS光電火砲射控系統的旋轉塔。

Type-45的光電火砲射控系統(Electro-optical Gunfire Control System,EOGCS)由AMS與雷德馬克防衛系統(Radamec Defence Systems,現屬於Ultra Electronics)開發。EOGCS的初期整合與測試工作最初在Frimley進行,後來轉移到AMS Broad Oak的戰鬥系統初期整合設施(Combat System Preliminary Integration Facility ,CSPIF)進行。EOGCS由幾個子系統整合,其中光電觀測平台(Electro Optical Sensor Platform,EOSP)的組裝、整合與感測器測試工作由次承包商進行,在2003年9月進行雷德馬克的第一次廠方驗收,同年底AMS還接收另外兩項 子系統;在2004年1月,由Sofresud提供的快速瞄準裝置( Quick Point Device,QPD)交付AMS。EOSP與QPD在CSPIF設施進行整合測試,整個EOGCS的開發工作也在此完成。在2005年7月,EOGCS 進入廠方驗收階段。

Type 45鑽石號(HMS Diamond D34)的桅杆近照;注意有多處敷設方塊狀的電磁防護裝甲

(都在天線平台基部),用來阻絕這些天線輻射的電磁波,降低對桅杆內部工作的人員的影響。

 

其他電子/武器系統

其他方面,Type-45的通信、導航等電子系統如下:由BAE與Thales Communications Ltd領導的團隊(包括BAE Systems Avionics、Selex Communications等)所開發的全整合式通訊系統(Fully Integrated Communications System,FICS),包含船艦內/外部通信與資料傳輸,並允許艦上人員使用電子郵件,合約價值3800萬英鎊;Astrium(由Thales與 BAE合資成立)的SCOT-3衛星通訊系統、美國諾格集團海事部門(Northrop Grumman Marine Systems)與洛克威爾自動化(Rockwell Automation)公司研發的平台管理系統、阿勒尼亞.馬可尼(Alenia Marconi Systems)METOC的海洋氣象(Meteorological and Oceanographic)系統等裝備。美國雷松(Raytheon)則為Type-45提供整合式導航系統(次系統供應商為Raytheon Marine GmbH of Kiel),又稱為整合導航艦橋系統(Integrated Navigation and Bridge System,INBS),合約價值1200萬英鎊,整合了電子海圖顯示與資訊系統(Electronic Chart Display and Information Systems,ECDIS)、慣性導航裝置 、GPS以及艦上的導航雷達 ,能對船艦操舵、航行與運轉實施自動化中央監控,並隨時計算船艦位置、速率與運作機能給艦上其他相關系統,此外也提供精確導航、視覺或純儀器導航、海上避 碰、監視水面與近水面空中物體功能,而艦上的敵我識別系統亦由雷松提供。艦上的資訊傳輸系統為BAE System與AMS開發的資料傳輸系統(Data Transfer Systems,DTS),合約價值7000萬英鎊,使用商規高速乙太網路(ethernet)連接艦上戰鬥系統與各感測、武器系統以及平台管理系統 (PMS),是各主要作戰相關次系統的戰術和管理資料都由DTS負責傳輸交流。

此外,皇家海軍最初也打算在Type-45上配備美國開發的聯合接戰能力(CEC);在2002年4月,一個由美國洛馬集團英國整合系統 (Lockheed Martin UK Integrated Systems)公司領導的小組針對英國CEC計畫的評估階段2(Assessment Phase 2)進行概念展示以及降低風險評估;在2002年12月,英國CEC計畫正式簽約,原本一切進行順利,但評估若需在Type-23巡防艦(預定從2008 年起)與Type-45驅逐艦(2012年起)上裝備,需要2億英鎊的支出。因此在2005年12月,消息傳出英國國防部決定變更CEC計畫的需求,並重 新評估整個計畫,整合入英國的跨軍種資訊傳輸計畫中,勢必變成無法滿足皇家海軍現階段的需求。

勇敢級最重要的武裝──主要防空飛彈系統(PAAMS),是許多新一代歐洲海軍艦艇的重要武裝。PAAMS的雷達系統因使用國不同而異,但是飛彈都是一樣的,即由法國研發、垂直發射的Aster-15/30防空飛彈。PAAMS的雷達部分,英國的選擇乃是一具由BAE旗下英國航太防衛公司(BADS)研發的參孫(Sampson)主動式多功能相位陣列雷達(多 功能電子掃瞄雷達(Multi-function Electroically Scanned Adaptive Radar,MESAR)的艦載衍生型),此型雷達的技術層次與性能皆屬頂級 。然而,Sampson頂尖的性能背後卻是令人扎舌的高昂造價:雖然Type-45防空驅逐艦的排水量雖比柏克級少2000ton,防空飛彈搭載量更只有 後者的一半,但是總成本卻比柏克級高出三至五成,Sampson雷達系統堪稱 主因之一(當然,柏克級由於產量大,單位成本壓低也是原因之一)。Sampson負責對空監視與導控飛彈,具有良好的偵測彈道飛彈潛力,未來可望以此發展 英國版的海基彈道飛彈防禦系統。此雷達安裝於艦橋上方高大的塔狀桅杆頂端,此乃全艦最高的位置,可以俯瞰、監視來襲的掠海反艦飛彈 ,其安裝高度大約是美國柏克級的SPY-1D雷達的兩倍,故擁有更好的低空目標偵測能力。Sampson雷達是英國在參與CNGF計畫時堅持的配備,而 法、義則主張使用EMPAR被動式相位陣列雷達,這是雙方在CNGF計畫的重大歧見之一。在 福克蘭戰爭中,英國特遣艦隊由於兩艘航艦實力不足(僅配備STOVL機種),Type-42飛彈驅逐艦的區域防空本事也不夠高明,導致整體艦隊防空網漏洞 百出,吃了不少苦頭;這使 皇家海軍堅持CNGF必須 比照美國神盾艦艇的能力,為整支艦隊撐起有效的防空保護傘,不僅要擊落朝著自己而來的飛彈,也必須攔截其他朝著己方艦隊而去的飛彈。而在今日,皇家海軍常 常要與美國海軍一起進出衝突地區實行武力投射,為了避免 福克蘭戰爭的慘況重演,自然迫切需要本事高強的區域防空艦艇。但對法、義海軍而言,CNGF最多當成兩國航空母艦的貼身護衛,只要在安全距離外成功攔截那 些朝著自己而來的目標即可,對雷達與飛彈接戰距離以及多目標接戰等需求自然比英國低得多。因此,英國堅持使用長距離搜索能力與技術水準均屬高檔的 Sampson,但對法、義而言,性能與技術水準低於Sampson、但價格低廉得多的EMPAR便綽綽有餘 ;而Aster飛彈系統對法、義而言,也只不過是標準SM-1防空飛彈的替代品,不要求等級上飛越的提升。除了Sampson之外,勇敢級還裝有一具S- 1850M 3D旋轉式對空搜索雷達做為Sampson雷達的輔助(由SMART-L雷達的天線與Marconi的後端系統組成,水平線飛彈驅逐艦也擁有一具同型雷 達,詳見德/荷TFC飛彈巡防艦一文),負責長程對空搜索與平面監視。 在2009年1月,皇家海軍將自身Type 45驅逐艦使用的PAAMS防空系統(包含作戰系統、Aster飛彈等)命名為海毒蛇(GWS 45 Sea Viper)防空武器系統。

(上與下)Type 45二號艦不屈號(HMS Dauntless D33)正在安裝MFS-7000中頻主/被動聲納

,攝於建造艤裝期間。由於預算困窘,一開始皇家海軍甚至不打算在Type 45上配置聲納。

與Type 45的艦體規模相較,MFS-7000中頻主/被動聲納的音鼓顯得十分嬌小。

聲納方面 ,為了節省成本,英國國防部最初不打算在Type-45上配備聲納;然而,基於實戰中可能遭遇敵方潛艦攻擊的考量,英國國防部還是在2001年1月決定在Type-45上配備 艦首中頻主/被動聲納,當時還一度打算等Type-42驅逐艦除役後將其Type-2050聲納拆來給Type-45用。英國最初中意的是法國Thomson Marconi Sonar(目前為Thales Underwater Systems)為該國水平線驅逐艦開發的TMS 4100CL聲納系統,但由於索價過高而作罷。接著皇家海軍宣布公開招標,並在2002年1月15日選定了英國Ultra Electronics的海洋系統(Ocean System)部門的MFS-7000中頻主/被動聲納系統奪標,此系統曾售予巴西,性能與價格均比原先中意的TMS-4100CL低 ,但仍可提供中短距離的水雷與潛艦偵測能力;六套供Type-45使用的MFS-7000聲納系統的總成本約2000萬英鎊,其中系統本身購置成本為1100萬英鎊,其餘為整合開發經費。魚雷反制系統方面,Type45使用 英國與美國合作開發的水面艦艇魚雷防護系統(Surface Ship Torpedo Defence,SSDT,另有專文介紹 ),英國版的制式型號為2170型。2170型SSDT是一種整合式魚雷反制系統 ,包括核心處理器、Type-2070魚雷偵測聲納、拖曳式主動魚雷反制系統(TBF拖曳彈性陣列)以及兩組八聯裝誘餌發射器,處理器還與艦上的MFS-7000固定式聲納整合,能提供自動的魚雷預警,發現魚雷後發出警告並採取建議的對策 ,例如採取的迴避機動與航速,反制手段包括以拖曳式誘餌發射欺誘信號、以誘餌發射器投擲聲標等「軟殺」方式。法、義為水平線級裝備的SLAT魚雷反制系統就比較陽春, 造價與複雜度不如SSDT。

 

安裝於Type-45艦首垂直發射器後方的Outfit DLF-3水面誘餌發射管。

攝於2011年7月23日樸次茅茲軍港。

電子戰系統方面,本級艦的電子反制系統可能是西方世界目前功能最強大的新型海鴉式反制系統,此系統號稱能干擾俄羅斯SS-N-22超音速反艦飛彈的逆合成孔徑雷達尋標器。此外,艦上還 配備四具130mm六聯裝北約海蚋(Seagnat)誘餌發射器與Airborne System的IDS 300(Outfit DLF-3)水面誘餌系統。電子支援方面,勇敢級採用UAT Mod 2.0電子支援系統(之後升級為2.1),Racal Defence(現為Thales Sensors)的雷達頻率電子截收裝置(Radar band Electronic Support Measures,RESM) ,以及巫師(Shaman)通訊頻率截收裝置(Communications Electronic Support Measures,CESM)。

防衛者號(HMS Defender D36)的後桅杆,攝於2018年7月中旬,此時後部通信桅杆上層已經加裝

「巫師」CESM的AS-4692 VHF/UHF錐形槽線天線陣列。

「巫師」CESM由BAE Systems的C4ISR Networked Systems & Solutions (NS&S) 部門整合,以購自美國AN/SSQ-130(V)船艦信號採集裝備(Ship’s Signal Exploitation Equipment,SSEE)增量F(Increment F)為基礎,再整合英國開發的後端系統。「巫師」採用開放式系統架構,大量應用COTS商規組件。在2011年6月30日,美國國防安全合作局( Defense Security Cooperation Agency ,DSCA)正式通知國會,英國透過海外軍售管道(FMS)採購七套AN/SSQ-130(V) SSEE增量F。在2016年下旬,Type 45的防衛者號(HMS Defender D36)進塢展開18個月的深度整修,在2018年4月重回海上;防衛者號在這次改裝中加裝了「巫師」CESM,是第一艘裝備此系統的Type 45,外部加裝的設備包括位於通信桅杆上的AS-4692 VHF/UHF錐形槽線天線陣列(Tapered Slot Antenna Array),以及布置在甲板船艛前、後、兩側的AS-4293A VHF/UHF適形截收天線。

 

勇敢級艦首的Sylver A-50垂直發射器。攝於勇敢號(HMS Daring D-32)2012年1月20日通過蘇伊士運河。

由此可看見配備Sylver垂直發射器的空間利用效率不佳,大量甲板空間被浪費

;換做是MK-41,相同空間能配置八個八聯裝單元。

I(上與下)Type 45二號艦不屈號正在吊裝Sylver A50垂直發射單元。攝於建造艤裝期間。

(上與下)Type 45的鑽石號(HMS Diamond D34)正在樸次茅茲海軍基地上港區彈藥設施

(Upper Harbour Ammunitioning Facility,UHAF)進行海毒蛇(Aster 30)防空飛彈

的裝填作業。Aster 30飛彈的垂直發射管正被起重機吊起,然後裝入艦首Sylver 50垂直發射器中。

 

武裝方面,第一批三艘勇敢級飛彈驅逐艦 的艦首配備六組八聯裝Sylver A-50垂直發射器,與水平線驅逐艦相同,混合裝填Aster-15/30防空飛彈。由於Aster-15/30性能極為優異,加上成本考量,皇家海軍最初不打算為勇敢級裝備任何近迫武器系統,單靠Aster-15來擔負近程防空任務 。勇敢級的艦首垂直發射器空間足以裝置八組八聯裝美製MK-41垂直發射單元,而Sylver垂直發射單元的空間利用率較差,每個單元之間的間隔較大,相同空間只能 裝置六個單元共48發。艦砲方面,第一批三艘Type-45 一開始就確定配備一門MK-8 Mod1 4.5吋55倍徑艦砲,稍後在2004年下旬又決定Type-45四至六號艦亦採用MK-8 Mod.1。與早期型MK-8相較,MK-8 Mod.1換裝匿蹤砲塔外殼 ,並且以電子驅動組件取代了原本所有的液壓部件,使得可靠度、安全性與射擊精確度大幅提昇,系統重量也減輕不少;除了勇敢級之外,Type-23式公爵級巡防艦與 仍在服役的Type-42驅逐艦亦陸續換裝MK-8 Mod1艦砲。MK-8 Mod1的最大射速約每分鐘20至26發,使用標準高爆彈的射程約20km,使用增程高爆彈(HEER)時射程增為26km,艦上總共可攜帶800發4.5吋砲彈。至於Type-45的艦砲控制,則仰賴 兩座分別安裝於艦橋兩側的光電火砲射控系統(Electro-optical Gunfire Control System,EOGCS),此為阿勒尼亞.馬可尼與雷德馬克防衛系統(Radamec Defence Systems,現屬於Ultra Electronics)的產品;不過,前三艘Type-45在完工初期並未安裝EOGCS光電射控系統,事後才予以補裝。

(上與下)Type 45不屈號正在安裝MK.8 Mod1 4.5吋艦砲的下甲板彈艙與裝填機構。攝於建造艤裝期間。

Type 45不屈號正在吊裝MK.8 Mod1 4.5吋艦砲的砲塔/砲身部位。攝於建造艤裝期間。

Type 45不屈號正在吊裝DS-30B 30mm/75倍徑機砲砲座。攝於建造艤裝期間。

 

Type 45不屈號在試航作業中射擊的照片。

除了4.5吋艦砲外, 皇家海軍在2003年2月決定在Type-45上裝置兩門MSI-Defence Systems的DS-30B 30mm/75倍徑機砲,作為本級艦近距離防空、反水面自衛武器,設置在上層結構兩側;DS-30B使用Oerlikon KCB 30mm 75倍徑氣體動力式機砲,射速達650發/分,反水面射程達10km,防空射程2.75~3km;不過,皇家海軍在2005年8月與MSI-Defence Systems簽約發展針對近岸小型快艇威脅的自動化小口徑火砲(Automated Small Calibre Gun,ASCG),成為DS-30M Mk.2遙控機砲系統,在2010年代起陸續裝備於皇家海軍各型水面艦艇上,這也是Type 45實際裝置的30mm火砲。勇敢級的直昇機甲板十分寬敞,是Type-42驅逐艦的四倍 ,機庫尺寸可以容納一架HM-1梅林(Merlin)重型反潛直昇機(EH-101的英國版)或兩架HMA.8大山貓(Lynx)反潛直昇機,而且甲板強度足以承受CH-47重型運輸直昇機的起降停放,因此必要時能支援兩棲垂降或相關特種任務。 不過出於預算考量,Type 45服役初期還是只配備超級大山貓反潛直昇機;原本皇家海軍預定在第二批(四至六號艦)Type 45上配備梅林反潛直昇機,但目前並沒有實現,這顯然是因為Type 45並非以反潛任務為主,因此重型的梅林式只配置在Type 23反潛巡防艦上,而大山貓HMA.8則在2015年起陸續被AW159野貓(Wildcat,超級大山貓的大幅度改良版 ,詳見Type 23巡防艦一文)取代。皇家海軍原有的大山貓反潛直昇機在2017年3月正式除役。 為了增加直昇機在惡劣海象的起降操作能力,直昇機起降甲板設有Mac Taggart Scott公司生產的Prism直昇機輔助降落系統(詳見Type 23巡防艦一文)。

勇敢級的直昇機庫尺寸是依照梅林(Merlin)重型反潛直昇機而設計,不過最後仍決定使用

較小的超級大山貓型。勇敢級的機庫空間足以一次停放兩架,不過實際上只部署一架。

由於英國國防預算缺得緊,一些驅逐艦應有的配備都無力採購,導致勇敢級飛彈驅逐艦東缺西缺。第一批勇敢級 服役時暫不配備反艦飛彈、魚雷發射器;在2011至2015年,皇家海軍陸續為勇敢級加裝兩門美製方陣MK-15 Block 1B近迫武器系統,設置在艦舯兩側,而這些方陣系統是拆自除役艦艇。在2011年4月29日,美國國防部軍事安全合作局(DSCA)公布一筆對英國的軍售案,將英國現有20套MK-15 Block 1A以及16套Block 1B Baseline 1都升級到Block 1B Baseline 2,總價值1億3700萬美元。

早先曾有消息指出,勇敢級可能在兩舷艙門內安裝兩組Cray Marine 324mm雙聯裝固定式魚雷發射器(可能使用Marconi的黃鯛魚(Stingray)輕型反潛魚雷,採電力推進,主/被動聲納尋標器導引,速度45節 時射程11km,最大攻擊深度750m,彈頭重35kg),但至今尚未決定要配備魚雷。原先也有人提議在勇敢級上加裝美製21聯裝RAM或英製24聯裝海 紋(衍生自英國陸軍的星爆肩射防空飛彈)短程防空飛彈系統,但除非經費充裕否則實現的可能性不大。 在2013年,英國國防部決定讓四艘勇敢級安裝魚叉反艦飛彈,而這四套魚叉飛彈系統系統來自於2011年前半除役的四艘Type-22 Batch 3巡防艦 ;在2015年3月,鄧肯號(USS Duncan D37)成為第一艘裝備魚叉飛彈的Type 45,隨後勇敢號(HMS Daring D32)、鑽石號(HMS Diamond D34)陸續加裝。

攝於2011年7月23日樸次茅茲軍港的勇敢號側面,由左而右分別是K-15 Block 1B近迫武器系統

DS-30B 30mm/75倍徑機砲。

STP-2與MICS

為了進行PAAMS防空作戰系統的測試工作,英國事先建立了一些陸上與海上整合測試設施,最主要的包括由長弓海試平台(Longbow Sea Trials Platform)改裝的STP-2,以及包含完整PAAMS、雷達與作戰系統在內的海事整合與支援中心(Maritime Integration & Support Centre,MISC)。

(上與下)被用來測試英國版PAAMS的長弓海試平台,上裝有Sampson相位陣列雷達與

一套Sylver A-50垂直發射器。

長弓平台正發射一枚Aster-30防空飛彈進行攔截測試。

在2001年9月,UKAMS與英國海洋科技(British Marine Technology,BMT)簽署價值1200萬英鎊的合約,由BMT負責協助PAAMS英國版以及配套Sampson相位陣列雷達海上測試工作的相關 工程。為此,BMT向英國國防部借用長弓海試平台;這是英國國防部在1984年購入的一個浮動船塢平台,長108m、重12000噸,當 年曾用於測試垂直發射的海狼(Seawolf)GWS.26艦載短程防空飛彈系統,完成測試後該平台就存放於Brixham港。長弓平台在2003年9月 被拖至樸次茅資,從2004年4月起由BMT轉包的艦隊支援公司(Fleet Support Limited,FSL)進行8個月的全面的翻修與改建,在2005年5月完成。隨後BMT對長弓平台進行必要改裝,在上面設置一個高25m的桅杆來架設 Sampson雷達(距離水線高度35m),以模擬Type-45驅逐艦桅杆的實際高度;此外,長弓平台還安裝一套八聯裝Sylever A-50垂直發射器用來裝填測試的Aster防空飛彈。擔負PAAMS測試工作時,長弓平台被賦予STP-2的代號。原本英國打算在2005年中於 Aberporth進行Aster的飛彈測試,後來改在2003年於法國南部土倫港附近的飛彈測試中心(Centre d'Essais de Lancement Missiles,CELM)進行 。由於原訂在2005年6月完成交付的Type-45驅逐艦戰鬥管理系統(CMS)軟體延遲兩年之久,導致長弓平台測試PAAMS的進度跟著延後。 在2006年5月,CMS的部分次系統開始在長弓平台上測試,而進一步的系統整合測試則等到指揮系統(Command System,CS)與其他若干戰鬥系統裝備(Combat System Equipment,CSE)抵達後才進行。在2007年10月開始,一切備便的STP-2平台被拖到地中海。在2008年6月4日,長弓平台在法國南部 海岸CELM測試場進行 皇家海軍首次PAAMS實彈試射,發射Aster-30防空飛彈攔截一枚時速450英里、高度10000m的目標,而這枚Aster-30在距離發射地點 35km處成攻擊毀目標。在2008年6月4日,長弓平台在法國南部海岸CELM測試場進行英國海軍首次PAAMS實彈試射 ,發射Aster-30防空飛彈攔截一枚時速450英里、高度10000m的目標,而這枚Aster-30在距離發射地點35km處成攻擊毀目標。在2009年1月,皇家海軍將自身Type 45驅逐艦使用的PAAMS防空武器系統(包含作戰系統、Aster飛彈等)命名為海毒蛇(GWS 45 Sea Viper)系統。在2009年2月,長弓平台在法國南部海岸成功進行海毒蛇防空系統第二次試射。隨後在2009年5月與11月,長弓平台搭載的海毒蛇系統又分別成功地進行了實彈試射。 完成測試工作之後,長弓平台遭到停用,最後在2012年8月由土耳其的船廠進行拆解。

(上與下)位於樸次茅資軍港附近山丘上的海事整合與支援中心(MISC)

,上面裝有Type-45驅逐艦完整的雷達系統,包含Sampson第三號原型與S-1850M雷達。

這個中心負責Type-45的雷達偵測系統的開發測試工作。

至於海事整合與支援中心(MISC)則由BAE System委託VT樸次茅資設施建造,位於樸次茅茲海軍基地附近的波特登山丘(Portsdown Hill)上,造價約1500萬英鎊,2004年啟用,其中設置了完整的Type-45驅逐艦的雷達與戰鬥系統,包括安裝Sampson與S-1850M雷達的桅杆 、EOGCS光電射控儀、導航雷達等 ,整個佈局與Type-45的上部構造類似。在2006年底,BAE System生產的第三套Sampson原型雷達交付,並裝置於MISC。MISC成立時自然首先負責進行Type-45的雷達、戰鬥系統開發工作,其安裝位置提供了極佳的雷達視野。 當Type-45的研發工作告一段落之後,MISC就轉而負責CVF伊莉莎白級航空母艦戰鬥系統的開發工作。

 

接下頁