敘佛倫級(梭魚型)核能攻擊潛艦
研發中的法國新一代梭魚(Barracuda)核能攻擊潛艦計畫,將命名為敘佛倫級(Suffren class)。
2014年歐洲海軍展(Euronaval 2014)中展出的 敘佛倫級的模型。
(上與下)DCNS在2014年歐洲海軍展中公開的SMX Ocean大型柴電潛艦,以梭魚型核能攻擊潛艦為
基礎開發而成,配備新型燃料電池以及包含垂直發射器在內的大量武裝,帆罩後方
則設置一個可容納水下載具與特戰載具的大型容器。
──by captain Picard
艦名/使用國 |
敘佛倫級(梭魚型)核能攻擊潛艦/法國 (Le Suffren Class/Barracuda) | |||
承造國/承造廠 | 法國/DCNS | |||
尺寸(公尺) | 長97 寬8.8 浮航吃水7.3 | |||
排水量(ton) |
浮航4765 潛航5300 | |||
動力系統/軸馬力 | K-15核子反應爐*1/67051 推進用蒸汽渦輪*1 蒸汽渦輪發電機組*2/13410 噴射泵推進器*1 | |||
航速(節) |
浮航14 潛航超過25 | |||
續航力(海浬) |
無限制 | |||
最大潛航深度(m) | 超過350 | |||
偵測/反制系統 | 整合式聲納系統(包含艦首球型聲納、寬孔徑側面陣列聲納、拖曳陣列聲納) 光電偵蒐桅杆 | |||
射控/作戰系統 | SYBOCS戰鬥系統 | |||
乘員 | 兩班共60,另可搭載15名特戰人員 | |||
艦載武裝 |
533mm魚雷發射器*4(武器總數18件,包括F21黑鯊式魚雷、SM-39 Block2飛魚反艦飛彈、SCALP-NAVAL潛射陸攻巡航飛彈等) | |||
姊妹艦 |
預計建造六艘,2017年~2032年成軍 | |||
艦名 | 安放龍骨 | 下水時間 | 服役時間 | |
Le Suffren | 2007/12/19 | 2017 | ||
Duguay-Trouin ex-Duquesne | 2009/6/26 | 2019 | ||
Tourville ex-Duguay-Trouin | 2011/6/28 | 2021 | ||
Tourville | 2023 | |||
De Grasse | 2025 | |||
Dupetit-Thouars | 2027 |
起源 為了取代六艘紅寶石級(Rubis class)核能攻擊潛艦, 法國國防部從1998年成立了梭魚整合計畫團隊(Barracuda Integrated Project Team,BIPT),由DGA、DCNS等組織負責主導,正式展開新一代核能攻擊潛艦計畫,任務需求包括反艦、反潛、陸攻、特種任務以及危機處理等。法國海軍將建造六艘梭魚型,依照最初的計畫,首艦於2006年開工,2011年下水,2012年服役,全部6艘在2018年(爾後延至2022年)到齊;不過由於整個案子進度的推遲, 六艘梭魚型的服役期程將大幅延後到2017~2027年,這項延後也導致現有的紅寶石級必須服役更久的時間才能被替換,並進一步使壽命後期的維持成本大幅增加。 法國海軍表示,梭魚型將是未來50年內法國海軍最重要的計畫之一。 梭魚型在2001年完成了初步的可行性評估,2002至2005年則完成初步的概念與設計驗證階段。 在2006年12月21日,法國國防部與DCNS簽署關於梭魚型的研發與建造合約,六艘梭魚級總價79億歐元,研製與建造首艘梭魚型的14億歐元(合18.4億美元);而六艘梭魚型的建造工作將由DCNS旗下的各個子公司與船廠通力合作完成。首艘梭魚型 在2007年12月19日切割第一塊鋼板,預計於2017年成軍,後續五艘 原訂以每24個月一艘的速率,至2027年全數進入服役 ,不過在2008年9月中旬,法國政府為了節約開支,決定將梭魚級的平均交艦速率延緩到約每30個月一艘,因此最後一艘的成軍時間應會延至2032年左右。 命名方面,六艘梭魚型將採用法國著名歷史人物來命名,此種命名以往只使用於中/大型水面作戰艦艇,用於潛艦還是頭一遭,例如前兩艘分別命名為敘佛倫號(Le Suffren)與狄昆斯號(Duquesne),先前用於1960年代至2000年代初期服役於法國海軍的兩艘飛彈驅逐艦。 法國海軍最初希望將整個 梭魚型計畫的成本控制在49億美元以內,而DCNS則預估整個計畫將耗資60億歐元(合77.5億美元);不過雙方一開始顯然都大大低估了此案的成本,在2006年12月底正式簽約之際,整個研發與建造六艘潛艦的總成本已經達到79億歐元,合103.85億美元 ,首艦造價為12.6億歐元(合16.56億美元);加入研究發展成本的分攤後,後續五艘梭魚型的平均每艘要價10.36億歐元(合13.62億美元) 。依照2009年的計算,每艘梭魚級的單位生產成本(Unit Production Cost,包括船艦從建造到首航的離陸成本、單位後勤補保維修備料成本、人員訓練成本、國家課稅等)將達10億9250萬歐元(約合14億8580萬美元),如計算全計畫成本則平均每艘要花費14億5300萬歐元(約合19億7610萬美元)。 在2012年11月28日,法國海軍設置在土倫海軍基地的梭魚級核能攻擊潛艦的岸基作戰系統整合設施啟用,負責測試與檢查作戰系統的所有功能以及和其他次系統的整合狀況,在實際裝艦之前就做好各項基本研發測試工作。
構型 最初 梭魚型規劃的體型較小,浮航排水量3500噸,潛航排水量4500噸,艦體長88m,寬8.8m,吃水7.3m;日後艦體長度增至97m,浮航排水量4765噸,潛航排水量為5300噸,體型幾乎是紅寶石 級 的兩倍 ,而且排水量比美國在1970年代建造的鱘魚級(Sturgeon class)還大,足夠避免一些紅寶石級因體積 過份縮小而造成的若干先天問題。梭魚級採用模組化建造,每艘由21個耐壓殼體船段組成,每一個船段長3m,並分為兩層甲板。梭魚型艦的動力系統為混合構型,低速航行時以核能系統帶動低速電動馬達以獲得較佳的靜音性能,高速時 以蒸氣渦輪直接驅動推進器,反應爐則由戴高樂號航艦以及凱旋級 核能彈道飛彈潛艦的K-15壓水式反應器衍生而來,推進器則為一具噴射泵,最大航速超過25節,最大潛深超過350m。K-15反應器由法國核能產業界的泰斗──AREVA TA公司研製,使用與法國核電廠相同的核燃料,而不用特別研發專屬的核燃料;而 梭魚型的反應器則為K-15的縮小版,使用相似的核心技術,輸出功率縮減為1/3,約50MW(67051馬力)級。由於採用同源的反應爐技術,使得未來法國海軍所有核能艦艇的核子動力系統取得高度共通。K-15更換燃料棒的週期約為十年,雖然高於紅寶石級的七年,不過比起號稱在整個服役生涯均無須更換燃料棒的美國維吉尼亞級(Vigernia class)、英國機敏級(Astute class)核能攻擊潛艦的25~30年遜色甚多,這是由於K-15反應器使用與商用反應器的燃料相同的低濃度鈾燃料(Low Enriched Uranium ,LEU),鈾235的濃度大約只有20%左右,而 英美核能潛艦向來使用鈾235濃度超過93%的高濃度鈾燃料(Highly Enriched Uranium ,HEU)。梭魚級配備一套蒸氣渦輪與兩個搭配的發電機組,功率為10MW級(13410馬力)。此外,梭魚級還配備兩具SEMT Pielstick 8 PA4 V 185 SM柴油機作為備用動力,功率480KW(644馬力)。 梭魚型的機電、航行控制與損管等均由高度自動化的整合式平台管理系統(Integrated Platform Management System,IPMS)負責控制,並大量沿用先前法國DCNS為凱旋級核能彈道飛彈潛艦和法、西合作的天蠍座柴電潛艦所研發的科技 。梭魚級的環境控制與空氣濾淨系統由德國阿斯特里航太運輸公司(Astrium Space Transportation)提供,此技術源於歐洲航太總署為國際太空站計畫開發的空氣再生系統(Ai Revitalization System,ARES),主體是污染消除室(l' Usine Elimation des Polluants,EDP)與吸收槽(Cellule d' absorption), 可妥善吸收艦上人員產生的二氧化碳、電池產生的氫氣以及所有裝備的污染物,淨化艦上空氣。 在2008年1月底,DCNS宣布將梭魚級首艦敘佛倫號的渦輪機電設備的製造合約頒給美國奇異(GE)集團位於義大利的分公司,後續五艦的合約則為優先選擇權形式;整套系統包括一套推進用渦輪以及兩套渦輪發電機組,相關的整流變電裝備則由GE的關係企業Jeumont Electric提供,而首套渦輪機電系統將在2010年10月至2011年2月交付DCNS。 操控方面,梭魚型是法國第一種採用X尾舵的潛艦,法國稱之為Saint-Andrew控制系統,可增加潛艦的靈活性與淺海操作能力。梭魚型擁有優良的靜音能力,其靜音技術發展自天蠍座潛艦,法國宣稱在20節速率時,仍可保有良好的肅靜性。 電子裝備 梭魚型配備先進的偵測(包括整合式聲納系統以及光電潛望鏡系統)、指管通情與武器系統,並擁有極高的自動化程度 ,全艦僅需30人便能操控,每次出海持續作業時間為70至90天,較紅寶石級的45至60天大幅增加。每艘梭魚型將編制60名人員,分兩班制輪流出海值勤 ,此外艦上還能容納10~15名額外的特戰人員。除了出勤時間增加之外,梭魚型的壽期操作成本也將比紅寶石級降低30%。 梭魚型的戰鬥系統為Thales Underwater System研發的SYBOCS(System de Combat pour Barracuda et SNLE),發展自該公司先前為凱旋級彈道飛彈潛艦所開發的SUBTICS,此系統與艦上的感測系統、武裝高度整合;第一套SYBOCS係安裝在最後一艘凱旋級彈道飛彈潛艦恐怖號(Le Terrible S-616)。艦上的聲納系統 亦由Thales Underwater Systems主導研發,整合有艦首球型主/被動聲納陣列、艦體兩側的大型寬孔徑被動陣列聲納(wide-aperture flank arrays) 以及由英國國防部QinetiQ組織所開發的拖曳陣列聲納等。梭魚級的桅杆系統由Sagem Defence Security提供,稱為水面偵測系統(Detection Au-dessus de la Surface,DAS),由兩個光電偵蒐桅杆 (搜索/攻擊)、一個水面雷達桅杆與一個電子截收桅杆組成;光電桅杆無須如傳統潛望鏡桅杆般穿透艦殼,具備日/夜間水面搜索/追蹤與標定功能;其他桅杆組收容的系統包括電子反制/截收裝備、導航 雷達、一般無線電通信裝置與衛星通訊系統等。此外,艦上還配備水下的極低頻通訊系統。 武器系統 梭魚型的武裝為四具533mm機械彈射式魚雷管,武器搭載總數為18件,包括法、義合作的新型F-21電力推進魚雷、新一代改良型潛射飛魚SM-39 Block II反艦飛彈等。SM-39 Block II應為MM-40 Block III的潛射版,換裝渦輪發動機、新的主動雷達尋標器以及GPS,射程增至180km,除了反艦之外還具備陸攻能力,此外還將大幅強化彈體操控性與彈體匿蹤能力,飛行彈道將更加刁鑽複雜,突防能力倍增。此外,法國新一代SCALP-NAVAL潛射式陸攻巡航飛彈 (法國稱為海上巡航飛彈,Missile de Croisiere Naval,MdCN)將在2015年正式服役,也會成為本級艦的重要武裝 ,採用慣性/GPS以及地形影像比對等導引機制,最大射程超過1000km;而未來將用於梭魚型的新裝備還包括目前研發中的水下無人偵搜/攻擊遙控載具等。梭魚級配備DCN Ruelle公司提供的SWHLS武器裝載與發射系統,這是根據數十年來法國潛艦配備的SWHLS武器控制系統的使用經驗與最尖端科技,所融合而成的最新改良型。除了武器籌載之外, 梭魚型還能攜帶一艘小型水下載具來執行特種任務,此載具連接於梭魚型帆罩後方的艙門,並能容納12名全副武裝的特戰人員。 F-21未來重型魚雷(Future Torpille Lourde,FTLF,又稱為Artemis)是法、義合作的黑鯊魚雷的法國版,由法國DCNS與義大利Finmeccanica旗下的WASS(Whitehead Alenia Sistemi Subaquei)合作研製,取代了過去法國潛艦部隊制式的F-17 Mod2魚雷。黑鯊魚雷結合了光纖線導與主/被動聲納的導引系統,擁有名為「先進聲納發射暨接收結構」(Advanced Sonar Transmitting and Receiving Architecture ASTRA)的新型尋標器,使用一個多波束可操控式平面陣列來產生聲納波形。此陣列能在任何發射模式中進行數位脈衝壓縮,在主動/被動操作模式中進行多項作業(在主動模式中會進行頻率調變與等波幅處理),並分別處理聲納波束每個旁波瓣上的頻率。此尋標器的主動模式頻寬約為15kHz的高頻率,在短程搜索中具有很高的鑑別度;而魚雷的被動模式則以中頻為主,能以兩種頻率辨別真正的目標與誘餌。推進方面,黑鯊魚雷使用 氧化銀-鋁電池,帶動一具無刷、軸通量、慢速旋轉式永磁電動機直接驅動推進器,中間省略了減速齒輪,故噪音低於以往的電力推進魚雷。黑鯊魚雷的最高航速約50節,射程約50km,此等射程與航速表現在電力推進魚雷中堪稱頂級,已經接近熱力推進魚雷的水準,但是黑鯊的電力推進系統噪音又遠低於熱力魚雷,只有在最終的衝刺階段會發出較大的聲響,但此時敵方往往已經來不及迴避。黑鯊魚雷彈體長6m,直徑533mm,重1500kg,最大攻擊深度達1000m,能以游出或機械彈射方式發射離管。 UUV方面,法國ECA公司發展了兩種水下無人自航載具,未來都可能搭配梭魚型操作:第一種是阿里斯特中型UUV,基本型重800kg,能持續在水下作業12小時,增程型則倍增為24小時,最大工作深度300m,由潛艦施放後自行作業,功能包括反水雷、港灣監視、情報蒐集等,具備水下懸停以及資料傳輸能力;另一種則是岸行者小型自航載具,直徑230mm,重65kg,能以3節航速持續在水下工作16小時,最大工作深度150m,配備側掃聲納、水溫/水深/導電性傳感器、附帶探照燈的攝影機等裝備,用於水雷偵測、水文調查與戰場環境偵察等。 除了傳統型的武器外,法國也在發展能由潛艦在水下發射的潛射防空飛彈,以對付敵方的反潛航空器。法國Aerospatiale與德國MBB以反戰車飛彈衍生出Polypheme潛射防空飛彈,裝在一個配備電動馬達推進器與電瓶的囊莢中,可從魚雷管發射,並透過一條光纖連接潛艦以傳遞影像和控制訊號,飛彈射程約16km。囊莢以「游出」方式離開魚雷管後,以15節的速率推進,能在水下航行約1000m(需時2分鐘);通過預定距離之後,囊莢便上升至水面,隨即啟動飛彈發動機點火升空,而這種在水下先航行一段距離再升空的設計,使潛艦比較不需要擔心反潛直昇機透過飛彈升空地點而得知潛艦大概位置並加以反擊。在早期的版本裡,Polypheme飛彈採用電視尋標器,操作人員透過光纖傳輸的影像,利用操控台的搖桿控制飛彈航向目標,飛彈全程由人工目視遙控;爾後較新的版本則換成具備全天候操作能力的紅外線尋標器,並且可選擇由人工導控或者射後不理的導引模式,具有更好的使用彈性。Polypheme系統幾乎有如「隨插即用」般便利,本身所有控制與計算單元都自成一個完整模組,僅需將一個屬於Polypheme的操控單元透過三個轉接盒,將控制纜線插入魚雷操作接口,就完成了與艦上系統的結合。
法國DCNS與MBDA合作開發的潛射防空飛彈(A3SM),此為安裝在潛望鏡伸縮桅杆 頂部的短程防空飛彈發射器,內有三枚西北風短程防空飛彈以及紅外線熱影像儀。 在2012年10月下旬,DCN與歐洲飛彈公司(MBDA)又在國外媒體上公布了潛射防空飛彈(Arme Anti-Aérienne pour Sous Marins,英文為Anti-Air Weapon for Submarines,A3SM)計畫,具有兩種方案:第一種設計成一個藏在帆罩裡的伸縮桅杆上,此伸縮桅杆可以旋轉,頂部設有一個發射器總成,安裝三管西北風(Mistral)短程防空飛彈(射程6.5km,速度2.5馬赫,重量低於20kg,彈體長度低於2m),發射器總成還裝有一具SAGEM提供的紅外線熱影像儀作為發射前的觀測鎖定裝置,鎖定目標後發射西北風飛彈;此種系統結構最為簡單,而且不用佔用艦內武器籌載空間,但是潛艦必須上浮到潛望鏡深度並將桅杆伸出水面,且射程較短。飛彈在後方廠房設施中完成裝填,因此在碼頭只需要從潛艦桅杆上安裝、拆卸整個發射器總成。第二種方案則是水下載具方案,使用修改自AM-39潛射飛魚反艦飛彈的發射容器(稱為VSM)攜帶由MBDA的MICA空對空飛彈衍生而來的防空飛彈 (射程約20km,速度3馬赫,彈頭重12kg),由 魚雷管射出後浮出水面,然後讓飛彈點火升空(發射條件與潛射飛魚飛彈相似),飛彈升空後才尋找並鎖定目標,如此潛艦本身就不需要靠近水面;由於MICA飛彈具有向量推力噴嘴,因此即便潛艦與敵機反方向航行,飛彈升空後也能輕易大角度改變航向並追擊目標。原本MICA飛彈有主動雷達與紅外線尋標兩種版本,A3SM使用的是紅外線導引的版本,因為反潛作業中的直昇機與巡邏機的航速都不比噴射機,雷達都卜勒效應較低。A3SM兩種飛彈系統都整合於潛艦上的SUBTICS戰鬥管理系統,而不是獨立的子系統,可確保目標獲得、飛彈初始化以及瞄準發射都得到整體系統的支援。 巴西核能潛艦 在2007年6月,巴西總統盧拉·達·席爾瓦(Lula da Silva)宣示將進行國產核能潛艦計畫。在2008年12月23日,法國與巴西總統正式簽署一筆總值86億歐元(約120億美元)的軍售協議,包括出售四艘鲉魚型(Scorpene)柴電攻擊潛艦並轉移技術在巴西海軍造船廠組裝(由西班牙納凡提亞進行技術協助),並協助巴西建造核能攻擊潛艦(相關技術轉移等項目價值約67億元巴幣,合43億美元),此外還以技術轉移/授權組裝方式出售巴西50架EC-725美洲豹(Cougar)運輸直昇機。五艘潛艦總值約67.9億歐元(約96.8億美金),直昇機總值約19億歐元。這不僅是 鲉魚型第四筆外銷訂單,更是全球首樁在商業性軍事採購案中輸出核能潛艦技術的案例;而鲉魚之所以能在巴西案中擊敗德國214型,法國願意提供核能潛艦技術是關鍵性的原因之一。 巴西新一代核能攻擊潛艦的設計以梭魚型為基礎,但艦體尺寸縮小。由於另有專文介紹,在此不予贅述。 柴電版本:SMX Ocean
SMX Ocean大型柴電潛艦發射陸攻巡航飛彈的想像圖。 在2014年的歐洲海軍展(Euronaval 2014)中,DCNS首度公開一種名為SMX海洋(Ocean)的重型柴電攻擊潛艦設計,以梭魚型核能潛艦為基礎,將核子推進系統換成柴電推進 。過去DCNS每年推出一種概念潛艇(SMX)時,都以數字當代號,而SMX Ocean是第一次不使用數字,這是因為SMX Ocean的載台設計來自梭魚級,已經有相當的基礎,DCNS因此強調SMX Ocean「不只是一個概念」。 SMX Ocean的推進系統包括六具柴油主機(應該直接使用與Scorpene潛艦相同的主機)、三具鋰電池(DCNS在2000年代後期與Saft合作開發出潛艇用鋰聚合物電池)以及兩套 法國新開發的燃料電池絕氣推進系統(透過柴油重整器取得氫氣,使得AIP與柴油主機使用的燃料一致)。依照DCNS在2014歐洲海軍展提供的資料,該集團推出的柴油重整燃料電池已經經過全尺寸系統的陸地測試,隨時可以整合入潛艦設計;以該集團Scorpene 2000潛艦為例,使用這種燃料電池能以4節速率在水下持續航行三週(先前DCNS的MESMA封閉循環蒸氣渦輪則是4節速率持續潛航兩週)。而DCNS的鋰聚合物電池也已經完成開發,能讓Scorpene 2000潛艦以4節速率持續潛航一週,或者以12節速率連續潛航超過一天。 梭魚級 全長100m,寬8.8m,高15.5m,潛航排水量4750噸,潛航深度350m,以高持續航速、高續航力和高武器籌載量為著眼 ,最大潛航速率20節, 航速10節時續航力達14000海里(呼吸管狀態),可持續在海上作業三個月 ;在作業時,「海洋」從基地出發之後,能以14節的潛航速率(通氣管狀態)持續航行一週抵達伏擊區,然後以一個月時間潛伏在水下作業,依靠AIP提供動力,期間完全不需要用通氣管為主機充電,然後再度以14節的潛航速率(呼吸管狀態)返回基地。「海洋」能攜帶高達34件武器,除了魚雷管(可使用黑鯊魚雷、水雷、SM39 Block 2潛射飛魚反艦飛彈、A3SM潛射防空飛彈等)之外,艦體後部設置一組六聯裝飛彈垂直發射器,可裝填MBDA的MdCN潛射陸攻飛彈。此外,帆罩後方設置一個大型容器,收容無人水下載具(UUV)、水下發射的飛行載具(UAV)或供特戰潛水人員使用的機動載具等。 由於此時歐洲、日本廠商正在角逐澳洲SEA 1000遠洋柴電潛艦的案子(澳洲預計在2015年選擇設計),SMX Ocean顯然是針對澳洲的需求而來,抗衡日本現有的四千噸級蒼龍級、德國TKMS推出的4000噸級216型等設計。SMX Ocean的特徵如長續航力、較高的持續潛航速率、配備飛彈垂直發射器等,幾乎都是澳洲SEA 1000潛艦案所重視的需求,與一般的近海防禦型柴電潛艦有著顯著區別。 在2015年2月20日,澳洲國防部宣布,SAE 1000潛艦案將由法國、德國、日本三國的廠商角逐,評選程序10個月。
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