DDG-1000松華特級陸攻驅逐艦(2)

DD-21計畫初期曾考量的四種船型,由左而右是小水面雙體船(SWATH)、三體船、傳統式、

單船體穿浪逆船舷(WTM),最後選擇了WTM。

服役初期的DDG-1000構型。由於原訂採用的若干相位陣列通信天線(包含衛星天線)遭到取消,DDG-1000改用傳統式的

UHF/EHF頻段的球型天線以及HF鞭狀天線,安裝在上層結構側面突出的平台上,這會使全艦雷達截面積略增。

此外,注意機庫上方安裝的兩座火砲改為MK-46 30mm機砲,而不是原訂的MK-110 57mm快砲。

(上與下二張)雷松公司內用來做研發測試的DDG-1000控制中心模擬設施。注意每個操作席位都有一個

三顯示器的共同顯示系統(CDS)工作站,艙壁上另有三個大尺寸平面顯示器。

 

(上與下二張)在2013年10月28日,松華特號被放在乾塢中下水。

松華特號的整合式上層結構特寫,注意上面各種不同偵測、通信、導航用天線的安裝口。

(上與下)建造中的松華特號,攝於2014年5月

松華特號前主砲與船艛。

(上與下二張)在2015年12月7日,松華特號首次出海展開海上測試的畫面。

(上與下四張)2015年12月上旬,松華特號首次出海測試的畫面。

 

同時在建造松華特級與柏克Flight 2A重啟型的BIW廠。照片左側是建造中的松華特級二號艦麥可.蒙蘇爾號

(USS  Michael Monsoor DDG-1001),居中是一艘柏克級Flight 2A(應為USS Rafael Peralta DDG-115)

,右邊是已經下水的松華特號(DDG-1000)。

在BIW建造中的松華特級二號艦麥可.蒙蘇爾號(USS  Michael Monsoor DDG-1001,右)以及柏克級Flight 2A重啟型

拉斐爾.帕拉爾塔號(USS Rafael Peralta DDG-115,左)。  

松華特級二號艦麥可.蒙蘇爾號(DDG-1001,左)於2016年6月26日下水,與松華特號(右)

一同停靠在BIW的廠區。

DDG-1000的艦上共通運算環境(TSCE-I)架構圖,所有的指揮管制、通信、導航、偵測、武器控制、

船艦機電運轉、損管、支援等功能都納入這個運算網路內。


(1)  (2)  (3)

 

作戰與電子系統

為了 增加在高威脅戰場的存活率以及資料與硬體資源分配運用的彈性,並降低日後維護升級的成本,DDG-1000艦上幾乎所有子系統(包括偵測、武器射控、指管通情 、電子戰、導航與航行控制、動力電機、管理控制、損害管制、訓練、支援等等)都整合到一個單一艦內網路,形成一個以網絡為中心(net-centric)的艦上共通運算環境(Total Ship Computing Enviroment,TSCE-I),主承包商為雷松,而這是美國海軍獨步全球的首創概念。

TSEC-I為艦上所有平時、戰時各種運算操作與基礎數蒐集等工作都集中到一個統一、功用的計算環境中,包含艦上所有感測器、武器系統、指揮控制系統、艦艇平台管理系統等等,完全基於 與商規同步的開放式系統結構(Open Architecture,OA)以及商規現貨(COTS)產品,具有極佳的可擴充/剪裁性、自適應性、可移植性、互操作備援。在這個共通運算環境中,艦內如果有任何環節失去作用,其原本擔負的功能將視當時系統資源狀況而被其他系統接手,故理論上全艦各項機能可在全艦運算網路的任何一個節點上監看與執行 ,所有節點都能執行任何功能並且完全替換其他節點的功能,使得DDG-1000的系統不會因為一個局部的損壞而導致全面的癱瘓,不像以往艦艇各類系統往往各自獨立 或者僅有一部分相互替換機能的能力,運算能量無法相互備援。在TSCE-I之中,每個不同功能的區域網路(包括偵測與航行管制、武器控制、整合通信、船艦控制等)之間透過冗餘的商規Ethernet區域網路連結,使用 與民間網路常用的TCP與UDP協定;而艦上許多次系統包括各武器、偵測、導航、電力、推進、通信、空調輔助系統等都擁有分散式應用處理器(Distributed Adaptation Processor,DAP),連上這些系統各自對應的區域網路;DAP相當於一台單板電腦,上面跑的是真時(Real Time)的Lynx作業系統。TSCE-I。相較於過去艦艇上許多專門的子系統(如飛彈發射控制)需要有專門指令、與作戰系統需要特殊的緊密耦合,一旦變更或擴充就需要對軟體架構進行較大修改;而DDG-1000艦上所有次系統的軟體架構都應用民間廣泛應用的通用物件請求代理架構(Common Object Request Broker Architecture,CORBA),使得新增與擴充功能變得更為容易,能馬上納入系統而需要太多修改工作。DDG-1000配備整合式數位通信系統,所有艦內通信都是數位化的語音IP(Voice Over IP,VOIP),只配備少數的聲力電話作為備援。

DDG-1000的TSCE-I系統架構以商規技術開發,使用IBM的Blade伺服器,作業系統為Red Hat Linux,整個TSEC-I的核心計算能力由由16個封閉式電子模組(Electronic Modular Enclosures,EME)構成;每個EME單元各自獨立,由網路連接在一起,每個EME都有自己的防衝擊、電力保護以及水冷系統,每個EME尺寸為35 x 8 x 12英尺(10.67 x 2.44 x 3.66m);16個EME總共有235個機櫃 ,等於至少可以放置235個IBM的Blade主機,整體運算能力不下於小型的超級電腦,艦上各子系統的應用程式透過一些中介軟體(middleware)與Blade伺服器群連結。由於ISDS的高度自動化以及整合化,使的DDG-1000的人力需求可以大幅降低至150人 以內,遠低於以往驅逐艦動輒三、四百人,甚至比派里級巡防艦還低。

在TSCE系統之中,最大的一個次系統是負責管理推進/機電與損管的輪機控制系統(Engineering Control System,ECS),由整合動力控制系統(Integrated Power Control)、自動化損管系統、輔助機械控制系統等三大部分構成,可提供自動化的機電系統監視控制機能、自動化的損管監視控制以及輔助決策功能等。ECS採用分散式即時控制系統架構,全艦總共有16組分散式控制單元(Distributed Control Units,DCU)以及180組遠隔終端單元(Remote Terminal Units,RTU),透過網路系統來連接全艦所有機電設備,可以監視與控制系統中所有的感測器、接觸器、驅動機構、動機與電力設備。每組RTU與各自對應連接的機電設備,構成許多獨立的機電控制子網路,用於蒐集與傳遞艦上所有機電設備的狀態信息與控制指令;而每個由RTU構成的機電子網路又透過網路連結到DCU,透過DCU的分散式自適應處理器連結到TSCE網路,艦上人員在艦上任何連網的顯控台上,就可以透過TSCE來管理與控制機電系統。

損管方面,DDG-1000配備先進的自動化 火災抑制系統(Autonomic Fire Suppression System,AFSS),在艦上自動化提升、可用損管人力減少的同時,仍維持高水準的生存性,無論在承平或戰時都具有較佳的效益與效能。AFSS透過網路與TSCE連結,系統中包括設置於全艦各處的電視攝影機、火災偵測器與各型自動滅火 裝置──包括 結合工業用機械手臂技術與消防水龍的滅火機器人、智能消防水筏、靈活柔性軟管、消防噴口,在火災發生後最短時間內偵知,並立刻自動啟動滅火系統將之撲滅,把可能的損害降至最低 。部署在重點部位的滅火機器人能部分取代過去需要靠人員操作的消防水龍的功能,在一些中小規模火災發生時立即反應,而不需要立刻啟動較大規模、附帶損害較大的消防系統(例如全區域的噴淋系統)。

雷松公司內用來做研發測試的DDG-1000控制中心模擬設施。注意每個操作席位都有一個

三顯示器的共同顯示系統(CDS)工作站,艙壁上另有三個大尺寸平面顯示器。

 

DDG-1000的控制中心示意圖,分為兩層。

在DDG-1000的幾個控制中心裡,人員透過共同顯示系統(Common Display System,CDS)來存取艦上系統的功能。CDS是一種擁有三個大型平面顯示器的工作站,每個CDS擁有多個四核心處理器Intel主機板,安裝在裝甲防護容器內;CDS使用LynuxWorx的LynxSecure虛擬主機,能執行多個不同的Lynux虛擬機器(Virtual Machine,VM),每個VM用來連接不同安全等級的艦內子網路。CDS工作站透過USB來連接不同的人機介面裝置,可根據操作人員使用習慣來選擇觸控面板或者較傳統的鍵盤與滾球等。如同前述,理論上每個CDS節點都能操作艦上共同網路環境內的任何功能如指管通情、偵測、導航、武器、機電運轉與損管等,而不像過去的艦艇,不同的偵測、指管通情、武器射控、機電與損管等都由專門的工作站負責,彼此之間不具備(或僅具備有限的)相互交換功能的備援能力;例如,DDG-1000艦上沒有過去專門設置的電信室,因為所有的對內外通信都可在任何CDS上執行。除了作戰中心配備CDS之外,艦橋上的指揮官(commanding officer)與執行軍官( executive officer)的座位前都有CDS。

採用網路化系統的DDG-1000能自由地與友軍分享各種資料,搭配高頻寬的聯合接戰能力(CEC),更使各艦艇、航空器間能完全遂行跨平台聯合作戰。這些便是未來美軍IT-21計畫中聯網作戰的必備能力,讓戰場上的不確定性降至最低,並使得指揮官能獲得更詳細的真時戰場情報,幫助其正確且迅速地做出決策並下達命令。為了便於壽命生涯的維護與升級,DDG-1000的電子系統採用開放式架構,並大量應用民間商規組件(COTS)。 在2006年底,雷松已將將TSCE 4.1版的說明、設計文件、程式碼與使用說明遞交給美國海軍整合武器系統辦公室(PEO IWS)。在2007年初,諾格集團船艦系統部門與 LLC公司的RSL光纖系統部門簽約,為DDG-1000提供先進光源系統 (ALS),這是一套整合全艦所有通信、顯示與傳統光源的控制設備,利用艦上所有的通信網路來監控艦上所有的通訊傳輸光纖、LED和傳統光源。RSL利用光纖的相關技術,能將光線發射點從電源與光源中分離,使同一光源可照亮多個目標,大幅增加能源使用效率並減少輻射出去的紅外線和紫外線。ALS是美國海軍相關機構與諾格船艦系統領導的研發計畫中的一環,由RSL光纖系統公司與Skyler C3I公司聯手研發,已經用於聖安東尼奧級船塢運輸艦上。此時美國國會已經批准前兩艘DDG-1000所需的ALS系統的合約,包括軟硬體提供、裝設與所需的工程服務,總價值在490萬美元以上。

除了雷達以外,DDG-1000還擁有整合光電偵測/射控系統,其中包括高解析度紅外線熱影像儀,使其具有全天候觀測能力,這套系統也整合於上層結構內。DDG-1000的整合上層結構中 容納相位陣列雷達、容納微波通信天線 、IFF敵我識別器、數位資料鏈、Ku/Ka頻衛星通訊天線(用於全球廣播系統)、UHF/EHF衛星通信 天線(UHF天線與現役OE-82、WSC-3相同,EFH天線則為現役USC-38天線的平板陣列天線版本)、CEC協同接戰能力的傳輸天線 、Link-11/16/22資料鏈天線、控制UAV的戰術通用資料鏈(Tatical Common Data link,TCDL)、搭配MH-60R的聲納資料鏈、電子戰等艦上所有射頻天線 ;依照最初的規劃,前述大部分系統都會使用平板陣列天線,整合於艦橋頂端 的塔狀桅杆結構中,天線表面並以頻率選擇材料(FSS)覆蓋。平時為了航行安全需求,松華特級上層結構前、後各安裝2個雷達截面積(RCS)放大器。

為了研製DDG-1000的整合平板陣列綜合天線系統相關技術,美國海軍辦公室(Office of Naval Research,ONR)在2000年代前半進行了先進多功能射頻 概念(Advanced Multi-function Radio Frequency Concept,AMRFC)計畫,或稱先進多功能射頻系統(Advanced Multi-function Radio Frequency System,AMRFS),由ONR與海軍實驗室(Naval Research Laboratory,NRL)等單位合作,目標是研究研究一種船艦整合射頻系統概念,將艦上各種射頻收發機能(包含雷達探測、導航、通信、電子戰)整合在一套寬頻口徑天線、後端信號與資料處理、顯示控制介面等通用硬體中,由統一的軟體架構管理所有資源,如此工作頻率類似的射頻系統就共用某種頻段的天線,使得船艦的射頻系統達到最佳化的整體布置效能;新增加偵測、通信、電子戰等射頻功能時不再需要加裝專屬的天線以及後端信號處理單元等硬體,可避免過多射頻系統增加上部重量與船艦用電負荷,並透過系統內的整體射頻管理與最佳化配置,解決過去不同天線之間的相互干擾的電磁兼容問題;同時,減少艦上電子射頻系統種類數量也有助於降低壽命週期的採購、維持與升級成本,並節約操作人力。DDG-1000的通訊陣列天線系統被稱為通用資料鍊(Common Data Link,CDL),採用X/Ku頻運作,由Harris Corporation負責開發;艦上的雙波束電子控制天線(multi-beam electronically-steered antenna)最多可同時連結八具CDL終端 。

不過如同前述,基於控制成本的考量,最後DDG-1000大部分的通信裝置仍繼續沿用傳統式天線,如EHF/UHF衛星通信天線、傳統X/Ku頻拋物面天線、鞭狀的HF通信天線 ,而原本預定安裝EHF衛星通信平板陣列天線的位置被焊上,並敷設電磁波吸收瓦;最後,只有SPY-3相位陣列雷達、敵我識別器、CEC協同接戰能力、電子戰系統採用平板相位陣列天線。最初DDG-1000會在整合式船艛頂部前端設置一個多角型多功船桅系統(Multi-Function Mast,MFM),將導航雷達與部分通信天線藏在裡面,但MFM最後也沒有實現,改在船艛頂部前端設置一個開放式的小型桅杆來裝置導航雷達以及部分通信天線。

依照松華特號完成戰鬥系統整合啟動之後再次試航(2018年9月11日)時的照片,上層整合船樓結構兩側與頂部就裝妥各種傳統式的通信傳輸天線,包括兩側的兩個AV 2099 UHF(甚高頻)衛星通信天線和2個AN/WSC-9 EHF(極高頻)衛星通信天線,以及頂部加裝的空中戰術導航系統(TACAN)系統的小型桅杆以及2部 用來與軍機通信的TCDL(戰術通用資料鏈)的Ku波段數據鏈天線;以往提康德羅加級飛彈巡洋艦與柏克級飛彈驅逐艦都只裝備一套TCDL,因此擁有兩套TCDL的DDG 1000和飛機之間的通信傳輸能力成倍增強。此外,DDG 1000的煙囪之間增加一個弧形天線罩,裡面X/Ka波段衛通天線 。上層結構兩側下部也各加裝一個突出的底座(略高於01甲板),安裝AS-2537 HF鞭狀天線。除了前述有天線罩的通信傳輸天線之外,此時松華特號上層也已經安裝了SLQ-32(V)6 SEWIP電子戰系統的四個天線(採用平板陣列)。而機庫上方兩個MK-46 30mm火砲的砲座也已經安裝,不過火砲本身尚未安裝。雖然這些通信傳輸天線改為傳統形式,稍微破壞了整個船艦外觀的匿蹤性,但 美國海軍宣稱DDG1000匿蹤性能仍符合原始設計要求,整體雷達截面積並沒有顯著放大。

雖然DDG1000服役初期無法如最初預定,讓所有通信、電子戰等設備全面採用整合式主動相位陣列天線,但實際上美國海軍基於AMRFC的相關綜合射頻技術在這十幾年間仍穩步進步,包括發展自AN/SLQ-32電子戰系統的水面電子戰提升項目(SEWIP)的Block 2和Block 3、將取代TCDL的海軍戰術通用數據鏈(NTCDL)等採用主動相位陣列天線的通信、電子戰設備陸續實用化;此外,美國海軍也在不斷推進「整合上層建築」(INTOP)和「電磁策略指揮與控制」(EMC2)等相關研究項目,因此往後美國海軍建造的艦艇終將實現雷達、通信、電子戰等射頻系統的集成化與相位陣列化。

攝於2018年的松華特號,注意塔式桅杆頂端以及兩側已經加裝許多傳統式通信天線的外罩;依照

最初計畫,松華特號所有的偵測、通信傳輸天線都會採用平板陣列天線,但為了節約預算而妥協。

DDG-1000採用名為整合式防衛系統(Integrated Ship Defense System,ISDS)的分散式高整合度艦載戰鬥系統,以其為核心,連結整合式寬頻主被動聲納、主動相位陣列雷達與電子戰系統。與過去的作戰系統將不同感測器與不同武器所需要的輸出/輸入系統分別配置的作法不同,ISDS透過TSCE-I整合控制所有的艦上裝備,一如人體大腦對肢體百骸的控制,概念與第五代戰機類似 。ISDS系統原訂將整合SLY-2(V)先進整合式電子戰系統(Advanced Integrated Electronic Warfare System,AIEWS,早期稱為SLQ-54),運作時可控制一切相關系統,包括電子反制、光電反制、誘餌與近迫武器系統等,不需要人力介入,使得作戰效率以及反應速度大幅提高。現役的SLQ-32只能控制誘餌以及啟動電子反制,其他如啟動近迫武器系統則需要其他單位的人員負責,無法一體化作業。除了DDG-1000之外,美國海軍最新規格的神盾Baseline7系統中也預計整合AIEWS。 雖然AIEWS的開發已經被取消了,但是美國還是有可能為DDG-1000等新一代艦艇開發新版本的SLQ-32。最初DD (X)的任務並非擔任艦隊防空,因此預期ISDS作戰系統不具備區域防空作戰能力,僅能在反艦飛彈最後逼近的階段加以攔截,也不具有神盾系統同時處理上千個目標的能力;但是ISDS的整合程度與自動化程度遠比神盾系統高,也有更強的跨平台資訊整合/作戰能力 。依照雷松的說法,DDG-1000的戰鬥系統還是整合了SM-2與SM-6防空飛彈的射控能力(但現階段不具備反彈道飛彈功能) 。

在2006年11月,雷松公司選定早已參與DDG-1000計畫的L-3通信公司海事系統分部,作為DDG-1000的整合艦橋系統(CINB)的承包商,合約價值1800萬美元。CIBS採用開放式架構,符合民間業界標準,整合有電子海圖製圖顯示器與資訊系統(ECDIS-N)、航海規劃,整合導航態勢圖、避碰與水雷規避、艦艇機動控制等功能,可實施自動化航行作業,包括航路規劃/執行、操縱以及通信等,並符合美國海運署海軍艦艇的相關規劃。CINB的整合與自動化程度極高,只需一名人員就能在整合顯控台進行操作。 

DBR雙波段雷達

DBR雙波段雷達的陸基原型,地點在維吉尼亞州的瓦勒普島(Wallops Island)的海軍工程中心。

DDG-1000最主要的雷達系統為雙波段雷達系統(Dual Band Radar,DBR),主承包商為雷松公司,分為兩個部分,第一是由洛馬研發的長程廣域搜索雷達(Volume Search Radar,VSR),其次則是由雷松開發的多功能雷達(Multi Fuction Radar,MFR),兩者相輔相成,滿足艦上需要的所有雷達機能,包括對空/平面搜索、早期預警、防空自衛及對海對地作戰所需的追蹤/標定/射控。由於DBR雷達系統原本就是DD-21計畫底下的一環,因此在2001年DD-21暫時遭到擱置時,DBR的研發也一度受到影響,直到後來DD(X)計畫步入軌道時才逐漸恢復。

不同於SPY-1,VSR與MFR都只採用三面相位陣列天線;由於平板陣列電子掃瞄天線的波束偏離軸心 之後,等效孔徑(天線孔徑在波前方向的投影量)就會降低,當波束偏離軸心一定程度之後就會明顯變寬,偵測距離、解析度、增益全部顯著降低,故理論上單面天線的波束掃瞄極限被限制在偏離中心軸正負60度的範圍,也就是涵蓋120度的方位角,理論上三面天線就能涵蓋360度的方位角 。而為了確保目標通過兩面天線波束交界時仍能有效持續追蹤,一般相位陣列雷達多半將單面天線的掃瞄方位角限制在90度,並以四面天線完成360度的涵蓋。然而,VSR與MFR卻大膽採用三面天線的構型,單面天線的波束涵蓋範圍幾乎達到電子掃瞄天線的極限,這似乎意味美國廠商在信號控制與處理技術上又獲得了飛躍的進步,所以可以讓掃瞄方位提升到天線實體能力的理論上限;而減少一面天線就意味著減少25%的體積重量,系統成本亦可降低 。

在2009年1月下旬,DDG-1000計畫由於成本上漲,觸發Nunn- McCurdy修正法案而遭到審查(見下文)。經過審查之後,在2010年6月2日,美國國防部 宣布刪除DDG-1000的VSR雷達系統 ,只保留MFR雷達,估計能為每艘DDG-1000可節省1至2億美元。除了節省成本之外,VSR計畫開始的時間較早,原始規劃沒有納入反彈道飛彈的能力;而較晚展開、原本作為CG(X)防空巡洋艦偵測系統的空中與飛彈防禦雷達(AMDR),一開始就將反彈道飛彈規劃於其中 ,也是美國海軍重點發展的艦載雷達系統,VSR的重要性就相對降低;在2008年 ,美國海軍決議DDG-1000並不需要負擔彈道飛彈偵測任務,因此該艦對VSR的需要也就相對降低。取消VSR雷達以及相關的冷卻、供電等後端設備能減少DDG-1000上部的重量,並預留未來可能的擴充空間。 美國海軍打算透過修改軟體的方式,提高SPY-3 MFR雷達的廣域搜索能力,彌補VSR雷達取消的空缺。

由於另有專文介紹VSR/MFR雷達系統,在此不予贅述。

反潛偵測/作戰系統

 

(上與下(松華特號艦首特寫,注意艦首聲納音鼓,包括AN/SQS-61高頻主動聲納以及

AN/SQS-60中頻聲納。

反潛偵測方面,DDG-1000配備AN/SQQ-90整合式水下作戰系統(Intergrated Undersea Warfare,IUSW),整合的各次系統包括AN/SQR-20多功能拖曳陣列聲納系統(MFTA,詳見美國海軍聲納系統一文)、擁有主/被動模式的輕量化寬頻可變深度聲納(LBVDS,詳見美國海軍聲納系統一文)、整合式雙頻(高頻/中頻)主被動艦 首聲納、直昇機載吊放聲納、投射式探溫儀、拖曳魚雷反制系統、水下聲學反制系統(可對敵方魚雷聲納進行雜訊干擾或製造假目標)、相關的數據傳感裝置以及軟硬體等 ,所有聲納系統構成一套雙基(Bistatic)接收機,並採用未來作為美國海軍通用標準的開放式系統架構。整套AN/SQQ-90的電子設備都整合在一個電子模組外殼(EME)之中,在交付造船廠之前就能完成整合與測試工作,不僅節省許多安裝與測試時間,還可減低整套設備的體積與重量,同時也獲得最佳的電力供應和冷卻效率。由於自動化與整合程度高,AN/SQQ-90所需的操作人力只有神盾艦使用的AN/SQQ-89的1/3。

除了DDG-1000之外,LBVDS/MFTA也是LCS多功能近岸戰鬥船艦的反潛偵測套件。艦首中/高頻聲納部分,高頻聲納型號AN/SQS-61,其精確度極高,主要用於迴避水雷;而中頻聲納型號為AN/SQS-60,主要用於偵測潛艦。DDG-1000的艦首聲納系統分為兩層,上層裝置AN/SQS-61高頻聲納,下層終至AN/SQS-60中頻聲納。

美國海軍宣稱DD-21的先進整合聲納系統將達到可跨層(cross layer)運作的目標,是1990年代以來最重要的反潛科技突破。在2007年8月,DDG-1000的AN/SQQ-90 IUSW正式通過審查。在2011年4月11日,雷松公司將用於DDG-1000首艦松華特號的AN/SQS-60聲納交付美國海軍。 在2012年4月,雷松交付第一套完整的AN/SQQ-90反潛作戰系統,準備安裝於松華特號上。

武器系統

DDG-1000最主要的武器是AGS先進艦砲系統與MK-57 PVLS周邊垂直發射系統

武裝方面,以對地攻擊任務為主的DDG-1000將以聯合防衛公司 (United Defense,在2005年被英國BAE購併)與雷松(Raytheon)新開發的周邊垂直發射系統(Peripheral Vertical Luanch System,PVLS,正式名稱為先進垂直發射系統,Advanced Vertical Luanch System,AVLS)以及聯合防衛的155mm先進艦砲系統(AGS)作為主要武器系統,以遂行對地縱深打擊等任務。各系統如下:

1.AGS先進艦砲系統/VGAS垂直艦砲系統

聯合防衛(今BAE)建造的AGS先進艦砲系統的工程原型(EDM)。

AGS先進艦砲系統的砲管平時隱藏在砲塔護罩內,使用時才亮出來。

AGS使用的LRLAP長程陸攻彈藥。

AGS艦砲想像圖。

AGS艦砲與下甲板彈艙透視圖

自從進入航空與飛彈時代之後,海軍朝陸地投射武力的主要工作落在可以長距離精準打擊敵方目標的飛機以及飛彈身上,傳統的艦砲轟擊由於戰鬥艦的式微而被束之高閣。不過在若干對地投射武力的場合,使用昂貴而數量相對稀少的飛彈並不能滿足需求,或者不符合成本效益;例如碰上敵方陸上部隊的大面積工事設施,往往就不適合使用以「點穴」(攻擊特定高價值定點)見長的導向飛彈,反倒是能在短時間內於一個區域內傾倒大量彈藥的大口徑艦砲更符合任務特性與成本效益。 此外,砲彈的體積較小,火力密度比飛彈高,艦上可存放更多的火力。

在以往,美國海軍保留了具有九門十六吋巨砲的愛荷華級戰鬥艦,在韓戰、越戰都曾用來砲轟北越近岸。在波斯灣戰爭中,密蘇里號的九門巨砲兩次齊放後,岸上的伊拉克防禦工事便告全毀。但是愛荷華級戰鬥艦退役後,美國海軍馬上發現沒有適合的現役艦砲足以取代愛荷華級巨砲的地位。普設於美國主戰艦艇的MK-45五吋艦砲威力與射程太小,根本無從進行岸轟任務 。考慮到較佳的打擊效率,支援對地攻擊的火砲口徑至少必須提升到155mm。美國海軍希望AGS艦砲系統能有效攻擊距離41海里(76公里)到63海里(117公里外的目標,射程63海里的要求是基於從海岸線外25海里處攻擊深入內陸38海里處的敵方工事據點。

美國軍方資源需求評估委員會在1994年提出的費用與作戰需求效率分析(COEA)中提出了三階段的作法:首先是延長現役MK-45 5吋艦砲的有效射程,推出配備62倍徑砲管的MK-45 Mod4增程艦砲,使用新開發的EX-171型火箭推進增程GPS導向砲彈(Extended Range Guided Munition,ERGM),射程提升至63海里(117km),並從2001年開始部署;中程目標則是以現有技術發展一種可快速服役的中/短程艦載陸攻飛彈,考慮的包括由標準防空飛彈改裝的LASM陸攻型標準飛彈,以及陸軍戰術飛彈(ATACMS)的艦載衍生型,最初預計2006年起服役;而最終目標則是開發嶄新的次世代陸攻艦砲,當時打算發展的是革命性的垂直艦砲(Vertical Gun for Advanced Ship,VGAS),預計2012年開始服役。

垂直艦砲的砲管十分類似於垂直發射器,乃以多管為一組的方式垂直植入艦體,砲管朝上;相較於裝填飛彈的垂直發射器,垂直艦砲的裝載密度、儲彈量都比 較高。相較於傳統構型的艦砲,VGAS由於沒有砲塔尺寸、重力對砲管拉扯等限制,因此口徑可以大於AGS,砲管長度更可達AGS的兩倍,因而發射藥的作用時間可以增加,射程便跟著增加了;而由於後座力係施加於龍骨之上,其容許的量值比砲塔大,因此可 容許比傳統火砲更大的膛壓與後座力,砲彈口徑與裝藥量都可大幅增加。此外,VGAS的砲彈儲存於甲板下方,儲量也大於AGS,整體結構也比較簡單,較無機械 故障的問題。當然,如同垂直發射器,VGAS也沒有射擊角度限制的問題。根據美國海軍的評估,即便是發射傳統的無導引155mm砲彈,VGAS都能輕易達到96km的射程。

從1996年SC-21到之後的DD-21,VGAS都一直是艦上的標準武裝,但 隨後卻在評估中遭到一連串質疑。首先,VGAS無法如傳統火砲般,預先將砲口指向目標,賦予砲彈初始的方向,意味著VGAS只能使用導引砲彈,不僅十分不合成本效益,而且也無法射擊近距離目標乃至於傳統的海上砲戰。如果DDG-1000以VGAS接戰近距離目標,其中的情景 將有如鬧劇;首先,以GPS算出自己位置,再以艦上感應器算出敵方位置,等到雙方相對數十公尺的誤差算出之後,花至少一分鐘將資料輸入砲彈,砲彈發射後垂直上升數千公尺,然後啟動GPS,砲彈還要轉個幾圈才朝向敵艦位置俯衝而下,然而敵艦可能就在距離區區數 十公里之內 。VGAS的砲彈會先垂直上升到4500m的高度,然後再以2G的向心加速度轉向,因此發射藥許多能量都會浪費在垂直爬升階段,無法像傳統火砲一般選擇最佳的角度來發射砲彈,所以VGAS能容忍更高膛壓與後座力的優點將被抵銷不少;實際估算後,相關單位發現在使用相同裝藥與砲彈的情況下,VGAS的射程反而會比傳統火砲低5~10%。因此,美國海軍於1999年8月放棄了時髦的VGAS,選擇傳統 砲塔設計的先進艦砲系統(Advanced Gun System,AGS)作為DD-21的主砲 。AGS由聯合防主導研發,1998年秋季首先提出概念方案,並於1999年展開實際設計工作。在2000年7月,聯合防衛向金隊與藍隊提交AGS的設計方案,作為兩組團隊的設計參考。

AGS使用具備高度匿蹤設計的多角型砲塔,整座砲塔空重87.5ton,比現役MK-45 Mod4艦砲多出近四倍。AGS的砲塔構型經過多次修改,原本砲管採用裸露在外的設計,並於砲管外部加裝匿蹤外 罩;後來考慮到匿蹤外罩會增加不少重量,對砲管的舉升與維護造成不少困擾,遂改成可折收式,平時砲管折收於砲塔前方的整流罩內,此種設計類似瑞典偉士比級的MK-3 SAK匿蹤快砲。AGS的155mm砲管長度為62倍徑(各國陸軍新一代155mm自走砲也只使用52倍徑砲管),具有液冷系統,砲膛藥室容量29.5公升,砲管俯仰範圍-5~+71度,最大射速約10~12發/分,相當於六門陸軍155mm火砲 (每門砲每分鐘只能發射兩發)的火力;而AGS砲彈射出砲口的初始動能則為35~36MJ,幾乎是過去MK-45艦砲的二倍。AGS具有多發砲彈同時彈著(MRSI)能力,透過不同的發射參數(仰角、砲彈彈道設定等),每門火砲可讓4~6枚先後發射的砲彈在75海里的距離外同時落地,如此一艘DD(X)便具有同時讓8~12發砲彈同時落地的能力, 一艘DD(X)上二門AGS的火力便抵得上一個由六門M-777 155mm榴彈砲組成的美國海軍陸戰隊砲兵營。

相較於現役的MK-45 Mod4,AGS的裝藥量是其3倍,持續發射能力為2.5倍,齊射壓制能力為4.5倍。 AGS使用無助推的傳統砲彈(總重90kg)時,射程可達44km,發射總重113kg的LRLAP增程彈時,砲口初速825m/s,射程可達185km,砲彈射出砲口時的初始動能高達35~36MJ。 依照美軍評估,如果AGS的毀傷目標能力的係數為1,則MK-45 Mod4艦砲的毀傷係數僅為0.4。備彈方面,最初美國海軍規劃 每座AGS的下甲板彈艙容量為600~750發,滿載時系統全重(含砲塔)達300ton,彈艙的再裝填完全自動化,由自動軌道滑車負責將砲彈送入砲塔,而填滿砲塔彈艙所需的時間約13小時。而在2003年7月,美國海軍決定將每座AGS砲塔的彈艙容量減至300~375發,以節省三十多噸的重量。依照2005年4月公布的資料,每艘DD(X)總共將攜帶670枚砲彈,亦即平均一門AGS的彈藥攜帶量為335發,其中兩門總共只有70發彈藥是LRLAP;此外,艦上還設有一個320發的輔助彈艙 ,透過自動軌道滑車將砲彈送往主彈艙。 根據2007年9月公布的規格,每艘DDG-1000的兩門AGS的主彈庫總容量為600發,平均一門AGS分配到300發,其中每砲各有35發LRLAP,而容量320發的自動化輔助彈艙則沒有改變。

AGS採用模組化供彈系統與自動化彈庫,每個供彈模組裝有八個彈頭與八個裝藥筒,重2.5ton,而所有的供彈模組都裝填於分成三層的下甲板自動化彈庫,每個供彈模組透過穿梭輸送機在彈藥庫的同一層中移動,並以垂直電梯進行上下移動; 每座砲塔的旋轉基座中心下方裝有一個揚彈機,每次可將一枚彈頭與一個藥筒提到與砲塔內部與基座同一層甲板的位置,再由取彈機放入砲尾彈盤,隨即完成組合與上膛。如同前述,兩座AGS砲塔下方的三層主彈 藥庫總共可攜帶300枚砲彈,緊鄰主彈藥庫處設有一個容量320發的輔助彈藥庫,透過自動傳輸機械以每小時240發的速率向主彈藥庫補充彈藥 ,能一面射擊,一面自動補充主彈庫;反觀現役的各型自動艦砲在備射彈鼓耗盡後,必須透過人力將備用彈庫裡的彈藥補充至彈鼓內,主砲於再裝填期間完全無法操作。AGS的先進自動化彈庫設計將佔用的體積重量降至最低,而且是是一個完整的模組,製造工作能與艦體建造同步進行,並以整體安裝的方式將整個火砲/彈庫模組直接插入艦體,節省了建造時間。AGS由ISC整合射控系統指揮,系統運作完全自動化,砲塔內無須人員操作,只需透過戰情中心的遙控,且所有轉動組件(砲塔迴旋、砲身俯仰、揚彈裝填 、彈庫輸彈等)均採用電動伺服裝置,而非傳統的液壓系統 ,因此簡化了機械結構、提升可靠度並降低火災危險,代價則是全砲用電量的增加,每座AGS的用電峰值高達800kW(M-45 五吋艦砲的功率峰值僅180kW);然而由於DD(X)採用全電力推進系統,擁有很高的功率分配效率,要供應AGS運作並不成問題。AGS的火砲部分由聯合防衛公司(Unioted Defense)研製(該公司於2005年7月被英國BAE System購併),2000年開始設計工作,首先以電腦虛擬AGS的運作實況,包括砲身俯仰迴旋、火砲後座模型、內彈道以及艦艇搖晃振動等情況;雖然DD-21在2001年11月取消重整,但AGS的研發並不受影響。在2002年8月,AGS正式成為DD(X)的十大工程發展模型(EDM)項目之一。

彈藥方面,AGS主要使用GPS導引 的長程陸攻彈藥(Long Range Land Attack Projectile,LRLAP),最初由洛馬/SAIC團隊以及雷松團隊進行競標,最後聯合防衛在2003年4月選擇了洛馬/SAIC團隊的方案。為了顧及研發的便利性,AGS火砲與LRLAP彈藥的研發與測試將分開進行,直到AGS火砲實地裝艦時才整合在一起進行測試 。LRLA的技術由127mm的ERGM發展而來,技術特徵沿襲自美國陸軍新一代XM-982 GPS導向增程砲彈類似,採用彈頭、藥筒分離設計,兩者結合後全長2.23m,重113kg(砲彈重102kg,裝藥重11kg),彈頭由戰鬥部、GPS/INS導引段、火箭助推發動機與控制翼面組成,彈頭前部設有四面滑翔翼面,彈頭尾部設有八片控制面,一開始最大射程 指標為83海里(150km),爾後增至100海里(185km),圓週誤差(CEP)僅20m。LRLAP進行接戰時,先將目標的座標輸入GPS系統, 然後以大仰角將砲彈射至30000m的高空,隨後調整飛行姿態朝目標轉向,展開彈翼以最節省力學能的方式滑翔, 並啟動GPS接收衛星定位訊號,藉助INS慣性導航系統產生彈翼的控制信號,接近目標後開始俯衝。LRLAP的戰鬥部有多種選擇,包括採用近發與碰撞引信的高爆戰鬥部,或在目標上空 釋放的EX-1子彈頭(改良自陸軍155mm自走砲的M-80 DPICM),或者美國陸軍新發展的精靈反裝甲子母彈(SADARM), 而在使用雙效傳統灑佈彈藥(DPICM)時也有41km的射程。由於LRLAP的單價高昂(美國海軍規定的成本是一枚3..5萬美元),因此AGS還將搭配其他彈種,包括用來對付水面目標的豪米波雷達導引火箭助推彈(射程56km),以及無導引的普通砲彈(射程41km)等等。

此外,美國海軍在開發電磁軌道砲的過程中,也打算修改電磁砲使用的輕量化高速砲彈(HVP)來由AGS 155mm艦砲發射,在砲彈本身沒有助推火箭的情況下,射程粗估可超過70海里。

組裝中的AGS砲塔。

在猶他州進行陸地測試的AGS原型。

松華特號艦首兩座AGS艦砲的特寫,前砲的前部整流罩尚未安裝。

聯合防衛首先建造39倍徑的AGS概念砲管,安裝在M-110自走砲進行測試,後來又製造了62倍徑的實驗性砲管,安裝在固定臺座上進行測試。在2001年10月,AGS概念原型進行首次試射,以50%的膛壓與射程條件下發射11枚砲彈。 在2004年10月,AGS完成了所有的電腦虛擬以及部分工程原型的測試,各項性能指標(包括反應速率、射速、射程、裝填時間)都符合標準。2005年5月,AGS原型通過工廠測試,在7月13日進行首次試射,總共發射8枚砲彈,並在8月31日進行56發陸地測試,其中曾以10發/分的速率成功地連續發射八枚LRLAP砲彈 。在2005年6月,美國海軍授予聯合防衛一份3.38億美元的後續發展測試合約,而洛馬也獲得一份1.2億美元的合約繼續發展LRLAP,而聯合防衛在同年7月被英國航太集團(BAE)購併。從2004年12月至2005年9月 ,AGS共進行7次飛行測試,除了第一枚由於舵面失效而測試失敗,後續6發均獲得成功,其中第4次試射以280秒的時間飛行了59海里(109km),並成功落入目標區,而第6次試射則飛行了63海里 (116.7km)之遠,穩定翼展開、接收GPS訊號、導引控制等關鍵技術都獲得驗證 。目前LRLAP的飛行測試已經達到154km,CEP在20~50m的水準。

第一門AGS的原型砲於2007年推出;依照當時的規劃,LRLAP預定在2009年生產出實用化的原型彈藥 ,在2010年結束前交付100枚測試用LRLAP給美國海軍,並在2011年進入全速量產。在2007年4月下旬,美國海軍正式與BAE System簽約,將AGS正式納為DDG-1000的一個發展子項目,價值1億890萬美元,整個研發工作將分別由明尼阿波利斯(佔76%)、伯靈頓(19%)、巴爾的摩(5%)等地進行,全部工作於2009年9月完成 ,而AGS的生產線則設於阿拉巴馬州。 至2010年中旬,首艘DDG-1000所需的第一門AGS艦砲已經完成建造,此砲在2010年1月的試射中達到63海里(約114km)的射程。 在2011年8月30日,AGS在白沙測試場進行實彈試射,兩發LRLAP砲彈在GPS的引導下都成功命中了距離45海里(83km)以外的目標。

在2012年1月31日,美國海軍海上系統司令部(U.S. Naval Sea Systems Command,NAVSEA)與BAE System正式簽署一紙價值7300萬美元的固定價碼合約(含激勵費用條款),為松華特級二號艦(DDG-1001)供應兩套AGS艦砲系統,於2018年1月交付;製造工作之中,30%在明尼蘇達州的明尼阿波利斯進行,另外30%則在阿拉巴馬州的科爾多瓦進行。在2012年12月1日,NAVSEA與BAE System簽署為松華特級三號艦(DDG-1102)提供兩套AGS艦砲系統的修正合約,價值8030萬美元,製造工作在肯塔基州的路易斯維爾與阿拉巴馬州的科爾多瓦,於2018年1月完成。

(上與下)BAE System在2011年7月展出的輕量化AGS主砲,

火砲設計緊湊、輕量化,彈藥容量也大幅縮減。

此外,BAE System也自行開發輕量化的AGS,希望未來能獲得美國海軍採用,裝備於柏克Block 3之類的新艦上。輕量化AGS的全系統重量降至51噸,彈藥庫容量縮減為288發(包括240枚LRLAP與48枚傳統砲彈),發射LRLAP的最大射程也降為137km。 外觀上,輕量化AGS的砲塔改為比較傳統且緊湊的設計,省略了原本砲塔前部用來收容砲管的構造物。

雖然AGS火砲與LRLAP砲彈的研發過程堪稱順利,但由於DDG-1000驅逐艦的建造數量最後只剩三艘,導致AGS火砲與LRLAP砲彈產量大減,連帶使得LRLAP砲彈單位成本暴漲,平均每一發砲彈至少在80萬美元以上,美國海軍根本無法負擔。 因此,到2016年11月,消息傳出美國海軍在2018財年計畫目標備忘錄(Program Objective Memorandum 2018,POM18)裡記載,將取消LRLAP砲彈的生產與後續發展(見下文),另覓其他較便宜的導向砲彈來裝備AGS火砲。
 

2.MK-57 先進垂直發射系統(AVLS/PVLS)

AVLS於2002年10月22日在亞伯丁武器測試場進行陸上試射的畫面。

AVLS四聯裝發射單元的1/16模型,每個PVLS發射模組由六具發射管構成。

安裝在首艦松華特號上的六聯裝MK-57垂直發射單元。

建造中的松華特號,正在吊裝MK-57垂直發射單元。

雖然先進火砲是DDG-1000的重要裝備,但是飛彈的有效射程遠比砲彈長,因此仍然是DDG-1000重要的對地打擊火力來源。發射系統部分,聯合防衛公司與雷松新開發的MK-57先進垂直發射系統(AVLS,亦稱為PVLS周邊垂直發射系統)是DDG-1000的重要武裝之一 ,是從聯合防衛先前開發的Cocoon垂直發射系統演變而來的。Cocoon最初是安裝於甲板表層、無須貫穿艦體的輕型VLS,演變成PVLS之後演變成設置於艦體內部的重型VLS,重量足足增加了60%。

MK-57 以六管為一個單元的結構,每個單元重15240kg,長14.2英尺(4.33m),寬7.25英尺(2.29m),高度26英尺(7.925m),每個飛彈發射管長寬皆為28吋(71cm),深度283吋(7.19m) ,每個發射管內可封裝的飛彈重量最高為4091kg。AVLS主要用於裝填各式對地攻擊飛彈 、海麻雀發展型(ESSM)近程防空飛彈以及標準系列防空飛彈,其模組化程度與可維修性較現有的MK-41 VLS更高,安全設計也更好,具有阻擋爆震衝擊、被擊中時保護艦艇內部的功能。AVLS採用先進開放式軟硬體架構與模組化延伸電子元件(Canister Electronic Unit,CEU),並透過模組化控制單元(Module Controller Unit,MCU)與艦上TSCE共同運算環境相容,能更經濟而迅速地整合各種現有或新開發的飛彈, 只需要更換新的飛彈控制與軟體介面,而不需更動發射器本身的軟硬體(這是先前MK-41辦不到的);發射器的飛彈控制係透過CEU電子模組與艦上戰鬥系統連接,所以飛彈只需採用與CEU相容的介面即可 。AVLS另一個組件就是艙蓋控制總成(Hatch Control Assembly,HCA),包含艙蓋控制單元(Hatch Control Unit,HCU)與艙蓋驅動單元(Hatch Drive Unit,HDU),負責控制飛彈發射器與排氣道的艙蓋。AVLS也擁有新的排煙系統,能讓飛彈發動後的廢氣順暢地排出, 能容納火箭推力比現役彈種增加45%的新飛彈。此外,AVLS的發射管內徑比MK-41大得多,所以能裝填MK-41塞不下的武器,例如某些彈道飛彈獵殺載具等。

金隊DD(X)的PVLS則設置於兩舷,每側各裝有兩群MK-57, ,分別布置在艦體前部兩舷以及艦體後部甲板兩舷,全艦總共有80個MK-57發射管。於AVLS發射管直徑比MK-41大得多,是導致DDG-1000噸位雖比柏克級大得多,載彈量反而降低的原因。至於將垂直發射器布置於兩舷的優點已經列於前文,在此不予贅述。

3.對地攻擊飛彈

DDG-1000將配備數種垂直發射的對地攻擊飛彈,包括戰斧巡航飛彈、戰術型戰斧巡航飛彈(TACTOM)、陸攻型標準飛彈(Land Attack Standard Missle,LASM)以及先進陸攻飛彈(ALAM),涵蓋不同等級的射程範圍並滿足不同的需求。其中除了戰斧巡航飛彈是現役裝備外,後三種目前都仍在研發階段。下文就簡介這三種評估中的飛彈:

戰術型戰斧巡航飛彈

詳見「戰斧巡航飛彈」一文。

陸攻型標準飛彈

詳見「標準防空飛彈」一文。由於效益不高(只能沿用標準飛彈原有的高爆破片彈頭),此計畫已經遭到取消。

先進陸攻飛彈

前述之LASM乃過渡性的應急品,至於全新開發的中程陸攻飛彈就是「先進陸攻飛彈」(ALAM),射程要求是370km,將裝備於多種美國海軍艦艇與潛艦上。競爭者之一 是陸軍戰術飛彈系統(TACMS,由MLRS多管火箭車發射)的衍生型──NTACMS。雖然ALAM的射程不如戰斧飛彈,但是擁有超音速的飛行性能,比較適合用於對付突然發現、時效急迫(時間一拖就可能會跑掉)的目標,例如臨時發現的敵方戰術彈道飛彈發射車等等。原本美國海軍估計ALAM至少要等到2010年以後才能服役 ,但後來這個計畫並沒有持續發展。

4.CIGS近迫火砲系統

由於DDG-1000以對地攻擊為主要任務,且不需要擔任區域防空任務,因此僅配置短程武器以供自衛。防空部分,DDG-1000以垂直發射的海麻雀ESSM近程防空飛彈作為主要的點防禦自衛裝備。海麻雀ESSM乃以現役海麻雀飛彈為基礎大幅改良而來,採用向量推力控制技術與新的射控軟體,射程、機動性能較現役海麻雀飛彈大幅提昇,可有效應付超音速掠海反艦飛彈。海麻雀ESSM乃整合於AVLS中,不需要配備另一種規格的垂直發射系統,而其折疊彈翼的設計使AVLS的每個發射管可裝入四枚此型飛彈。

由於DDG-1000將在敵國沿海作業,可能與敵方小型武裝水面船艦狹路相逢,而笨重且不靈活的AGS艦砲系統並不適合執行此類任務 ;而在1999年柯爾號遭自殺快艇攻擊事件後,美國海軍開始重視如何擊毀近距離高速迫近的小型水面目標;雖然美國改良了方陣近迫武器系統攻擊水面船舶的能力,成為Block 1B,但面對神風式的自殺攻擊時,20mm穿甲彈畢竟沒有在安全距離外徹底摧毀水面目標的十全把握。為此, 由諾.格集團領軍的金隊便建議DDG-1000另外加裝一種新型中口徑快砲,兼具防空與射擊水面目標的功能。為了節省成本,負責此項工作的美國雷松(Raytheon)公司與聯合防衛(United Defense)直接在市場上挑選發展成熟的現貨;經過詳盡的研究後,雷松與聯合防衛認為瑞典波佛斯防衛公司(Bofors Defence,已被聯合防衛購併)的MK-3 57mm多用途匿蹤快砲(詳見瑞典海軍偉士比級巡邏艦一文)最符合DDG-1000的需求,此砲不僅擁有周詳的匿蹤設計,更配備3P (Pre-fragmented Programmable Proximity fuzed)可程式化破片近發引信彈藥,無論對付空中、水面或陸地目標都有極佳的威力與效能。除了DDG-1000外,MK-110亦配備於LCS多功能近岸戰鬥船艦上。而在2003年9月,MK-110 Mod 0已經被美國海岸防衛隊的整合深水計畫(Deepwater Program)相中,成為海岸防衛隊新一代巡邏艦的制式艦砲。在2004年10月底,美國海軍決定以美國版的MK-3快砲──由聯合防衛生產的MK-110,作為DDG-1000的最後一道防線,美軍稱此系統為近迫火砲系統(Close In Gun System),將以往CIWS狹隘的反飛彈定義拓展為「對付任何自空中/水面迫近的威脅」。然而,到2014年8月,美國海軍海上系統司令部(NAVSEA)卻公開表示,將以兩座MK-46 30mm機砲取代MK-110,這是基於節約成本、減輕重量,以及針對伊朗等潛在敵人大量部署小型攻擊艇,而MK-46 30mm機砲面對這類威脅時被認為成本效益較佳。

水雷反制方面,DDG-1000將裝備由洛克希德/馬丁公司研發的AN/WLD-1遙控偵雷/獵雷載具(Remote Minehunting System,RMS),使其能自力解決水雷問題;除了獵雷之外,WLD-1還具有反潛功能。而美國海軍下一代的Nulka主動式消耗性誘餌(AED)也會是本級艦的裝備。

 

5.關於區域防空與反彈道飛彈潛力

艦隊防空與反彈道飛彈任務並非DDG-1000一開始的任務範疇。在2005年1月,美國海軍研究發展與籌獲助理秘書長( Assistant Secretary of the Navy for Research, Development and Acquisition)楊.約翰(John Young)表示,DD(X)由於具有新型雷達,具備超越柏克級的防空能力,並能配合發射SM-2與SM-6防空飛彈,甚至宣稱看不出有任何立刻開始執行CG(X)的急迫性。然而在2008年7月31日,美國海軍中將巴瑞.麥克勞(Vice Adm. Barry McCullough)與其助理Allison Stiller表示,DDG-1000無法執行區域防空任務,無法部署SM-2/3/6防空飛彈,也無法執行反彈道飛彈任務;對此,雷松集團整合防衛系統部門( Integrated Defense Systems division)總裁Dan Smith則反駁,DDG-1000的雷達與戰鬥系統能力都與其他配備SM-2的船艦(神盾艦艇)相當,而且艦上的戰鬥系統軟體雖然還沒完全完成,但都具備控制SM-2與SM-3的能力,唯一的差別是DDG-1000的作戰系統還沒有反彈道飛彈能力(神盾系統的BMD能力已經經過相當時間的發展),不過未來也都有提升的空間。 

6.艦載機 與小艇

DDG-1000擁有兩個直昇機庫,可配備兩架MH-60R近海作戰直昇機,或者由一架MH-60R直昇機搭配3架諾格公司的RQ-8A/B型垂直起降戰術空中載具(UTUAV)的組合。MH-60R可攜帶由洛克希德/馬丁公司研發的 空載水雷壓制系統(AMNS),擔任水雷反制任務。

除了航空器之外,DDG-1000位於直昇機起降甲板下方的艦體還設有小艇收容船塢(Boat Bay),收放艙門位於艦尾,其空間可容納2艘長度11m的硬殼膨脹快艇(RHIB),目前則暫時預定配置2艘長7m的RHIB。

 

日趨黯淡的前景

攝於2013年10月中旬的松華特號。

攝於2014年3月的松華特號。

如同前述,美國國會在2006年7月批准先造7艘DDG-1000的計畫,並在2007年11月將頭兩艘的建造合約頒給BIW廠。原本美國海軍希望在2009預算年度能編列後續5艘DD(X)的建造預算 ,然而事態不斷朝著更不利的方向發展。 根據美國海軍的期望,七艘DDG-1000中,最貴的前兩艘預計分別需要33億美元,從第五艘起造價則希望降至23億美元,七艘DDG-1000的總經費將達182億美元,平均每艘26億; 而在現實中,根據2007年10月1日美國國防部長辦公室(OSD)所做的費用修正評估報告顯示,前兩艘DDG-1000的總成本已經上漲到72億美元,比美國海軍原先的預估高出13%,而全部7艘的所需經費則高達271億美元,平均每艘達38.7億美元,比最初預估高出48%。 因此開始有人悲觀地預測,成本一路上漲的DDG-1000很可能在前兩艘建造完畢後就遭到終止 。根據某些預估,首艘DDG-1000的造價將超過60億美元,已經直追最後一艘尼米茲級老布希號(USS George Bush CVN-77)。

在2008年2月27日美國眾議院的海軍造艦計畫審議聽證會中,數位代表都主張將DDG-1000的後續計畫(扣除已經訂購的前兩艘)暫停,將經費用於其他造艦計畫。在2008年5月14日,美國眾議院 武裝委員會通過2009國防修正法案,在海軍原訂的2009年度造艦計畫(訂購7艘)之外,又追加2艘T-AKE運輸船與一艘聖安東尼奧級船塢運輸艦(十號艦)的建造預算,以及購買更多F/A-18E/F戰機、預備進一步增購柏克級飛彈驅逐艦 。眾議院打算在此修正案中暫停DDG-1000的後續建造計畫 ,將省下來的經費挪用於其他項目──眾議院海上力量委員會(House Seapower Subcommittee)主席吉恩.泰勒(Gene Taylor)表示,取消DDG-1000三號艦的建造,將可挪出至少25億美元的資金,足以增購一艘聖安東尼奧級與兩艘T-AKR運輸船,此外也有人主張取消DDG-1000並增購至少兩艘柏克級飛彈驅逐艦。 此時美國海軍雖然沒有明確表示贊同停造DDG-1000,卻表明了優先確保維吉尼亞級潛艦、LCS濱海戰鬥艦乃至於CG(X)未來巡洋艦的傾向。眾議院極力主張停造DDG-1000,美國海軍對此案的支持也相當冷淡,只有參議院仍然表態支持DDG-1000, 認為這是現階段美國海軍最具前瞻性的計畫。

然而,美國海軍終究還是在2008年7月23日正式通知國會,除了前兩艘DDG-1000外,取消後續的建造計畫 ,同時否決美國海軍立刻增購八至九艘柏克級Flight 2A的提議 ,並命令海軍重新評估CG (X)的建造費用再決定是否繼續推動。 為了彌補取消後續五艘DDG-1000所遺留的空窗,美國海軍與若干議員則建議建造八艘改良後的DDG-51驅逐艦,包括加長艦體、容納更多垂直發射器、使用新的彈藥 、能節省燃油消耗的新球鼻與螺旋槳推進器、增加自動化程度來減少人力需求等等,此外也可能研究在DDG-51上加裝AGS先進陸攻艦砲、雙頻相位陣列雷達、全電力推進系統等部分DDG-1000所開發的新 科技(另一個考慮使用的載台則是LPD-17),相關概念都與早年SC-21計畫所提出的廉價預備方案相似。 柏克級後續改良或增購方案,請見柏克級飛彈驅逐艦一文。在2008年8月19日,美國海軍部長唐納.溫特(Donald Winter)表示,打算讓BIW廠再建造一艘(第三艘)DDG-1000型,使該廠的生產能量能維持到柏克級的生產線重啟。

然而即便美國海軍宣布取消DDG-1000的後續建造計畫,參議院若干議員仍堅持力挺DDG-1000的立場;在2008年8月18日,美國參議院的緬因州議員(即BIW廠所在的州)蘇珊.柯林斯(Susan Collins)表示已經接獲美國海軍高階官員來信,打算再恢復第三艘DDG-1000的建造。即便如此,這個決定還是必須先由眾議院買單才能生效 ,而眾議院海上力量委員會主席吉恩.泰勒對此也表示他的觀點絲毫未變;因此第三艘DDG-1000能否敗部復活,仍須看參眾兩院角力的結果。美國海軍近年在造艦上的管理混亂、成本失控,加上這次的決策反覆,已經使美國海軍在美軍以及國會中的威信受損。 在2008年下半,美國國會原則同意可給予第三艘DDG-1000約50%的預算;而如果DDG-1000能將單位造價控制在35億美元以內,就有可能同意繼續建造第四與第五艘DDG-1000。

在2009年初歐巴馬政府上台之後,基於金融海嘯的重創以及歐巴馬政府刪減軍備的政策,新任美國國防部長羅伯特.蓋茨(Robert Gates)在2009年4月6日公布的國防預算報告中,打算大規模刪減美國三軍的軍備計畫;其中,DDG-1000最多只會建造三艘,爾原訂在2011與2013年編列預算建造前兩艘的CG(X)計畫也遭到進一步推遲 (最後CG(X)在2010年2月遭到取消)。 為了節約開支,美國國防部決定將所有DDG-1000交給建造首艦的BIW廠建造,而原本預定建造DDG-1000二號艦的諾格Ingalls廠則不會建立產能;而蓋茨也預告, 如果BIW廠不能圓滿達成合約規定的時程與預算上限,並解決過程中一切技術問題,就只會建造首艘DDG-1000,不會繼續建造二至三號艦。如同前文所述,此時諾格Ingalls廠 手中握有聖安東尼奧級兩棲船塢登陸艦、美國海岸防衛隊國家安全艇的建造工作,未來也將承造新一代LHA(R)兩棲直昇機突擊艦 ,反觀BIW在完成原本柏克級的建造合約之後就會面臨訂單斷炊的窘況;因此,把可能建造的所有DDG-1000訂單交給BIW以平衡兩廠的工作量, 是相當合理的分配。而諾格也將得到補償,美國海軍重開柏克級的生產線,並由Ingalls廠首先生產增購的柏克級;此外,Ingalls也不會 就此完全與DDG-1000計畫脫節,該廠仍將負責建造一體化的整合式船艛系統。當DDG-1000的建造計畫完成後(無論是一艘或三艘),BIW廠便隨即加入柏克級Flight 2A重啟型的建造工作。在2011年3月,Ingalls廠與New Ports News廠被諾格集團分割,成為杭廷頓.英格斯(Huntington Ingalls Industries,HII)。 

 透過此一變更,美國國防部終於在砍得所剩無幾的DDG-1000計畫中,達成了「贏者全拿」(winner take all);雖然分散商源的作法在長遠而言,有助於刺激各廠家良性競爭, 使美國軍方受益,然而由於DDG-1000總產量稀少,不僅完全看不到分散商源的長遠好處,兩家廠商同時生產一種不可能大量建造的驅逐艦,絕對不符合成本效益 (過去由於支持各廠商的國會議員積極運作,使得從2005年以來,美國國防部欲讓DDG-1000由單一廠商全拿的計畫飽受阻撓)。

在2009年4月6日,美國國防部長羅伯特.蓋茲正式批准建造第三艘DDG-1000型,在2010財年中編列前50%的建造經費,而另外50%的預算 則在2011財年編列。在2009年1月26日,美國國防部在備忘錄中註明兩艘松華特級的單艦成本已經達到59.64億美元,比最初預定的造價上漲81%,因而觸發了Nunn- McCurdy修正法案(詳見標準防空飛彈一文)的審查機制,於是DDG-1000計畫從2010年3月暫停五個月,進行必要審查。在2010年8月初,DDG-1000通過了審查:基於追蹤成本效能指數(CPI)和性價比,每一個子合約的成本效能指數都高於0.9,而大多數合約在1和2之間,這證明合約沒有預算超支10%,不構成Nunn- McCurdy修正法案的違規門檻(單位成本增幅達15%以上)。如同前述,在這段審查期間,DDG-1000最主要的系統變化,是在2010年6月間取消了VSR長程雷達 ,這是美國海軍節約DDG-1000成本的妥協措施。

在2010年度美國國防預算中,DDG-1000項目總預算為198億美元, 這數字包含當初研究發展(R&D)、生產機具的成本,以及由於取消Ingalls建造之後的違約賠償金。由於此時只剩下三艘DDG-1000來分攤研發成本,所以平均每艘要價66億美元,這已經完全相當於尼米茲級核子動力航空母艦的價碼。

在2013年9月4日,杭廷頓.英格斯宣布,由於關於複合材料的建造工作減少,專門負責建造碳纖維複合材料結構的格爾夫波特船廠(Gulfport shipyard)將在2014年5月關廠。格爾夫波特船廠曾建造聖安東尼奧級船塢運輸艦的AEM/S封閉式桅杆、為最新的尼米茲級(老布希號)建造複合材料桅杆,以及為DDG-1000建造整合式船艛結構與機庫。由於DDG-1000減產為三艘,而且最後一艘本級艦林登.強森號(USS Lyndon B. Johnson DDG-1002)改用鋼材建造,使得格爾夫波特船廠的建造訂單急遽下滑。格爾夫波特廠手中所有工作在2014年3月底全部完成,隨後就展開關廠作業,共有427人受到影響,315名造船工人失業。格爾夫波特廠的關閉也導致美國海軍追加訂購的第12艘聖安東尼奧級(LPD-28)只能改用傳統式桅杆。

美國海軍研究所在2014年4月26日發表一篇文章指出,三艘松華特級的建造成本在過去五年內上漲了20億美元,僅在前一年(2013年)就上漲4.5億美元,整個驅逐艦的建造成本至此已經達到120.69億美元(在2011財年時評估為99.93億美元)。建造成本上漲的主因是艦艇交付計畫的變更,以及預算封存造成的影響。此時DDG-1000項目的計畫進度將艦艇交付和作戰系統交付分開考量,美國海軍在尋找將二者結合的方式,以獲得更合理的計畫進度表。

依照2015年3月的消息,由於技術因素的影響,前兩艘松華特級將無法依照原計畫交付;原本首艦松華特號預計在2015年中交付,此時確定至少推遲到11月;二號艦麥可.蒙蘇爾號(USS Michael Monsoor DDG-1001)原訂2016年中旬交付,此時至少推遲到2016年11月;而三號艦此時期程不變,預定2018年12月交付。在2015年6月中旬,松華特號的測試進度進一步落後,最快要到同年12月才能展開試航,因此不可能在2015年內交付。松華特級的進度落後原因包括艦上嶄新的作戰系統與整合電力系統的整合測試工作十分複雜,尤其是整合電力系統幾乎與艦上所有的各項系統(推進、運作、作戰系統等)關連,許多測試的工作都牽涉到不同系統之間的協調。此外,此時BIW的緬因廠區正面臨勞資關係不和睦,在同屬通用集團的聖地牙哥國家鋼鐵與造船廠(National Steel and Shipbuilding Co. (NASSCO)的高階主管Fred Harris陸續將先前他改善NASSCO的經驗移植到BIW,其中的措施包括雇用非永久性造船工人來加快進度,但這些新措施引發了BIW船廠工會的反彈,船廠員工上街頭示威的情況越來越嚴重,日益低落的工作情緒影響到了包括松華特級在內的建造工作(BIW還承接柏克Flight 2A重啟型的建造工作);更不利的是,BIW廠的勞資集體協議會在2016年5月到期,勞方自然軍心浮動,這些都對松華特級的建造測試進度帶來許多負面影響。 隨後雖然BIW達成新的勞資協議,但是勞資糾紛對該廠的傷害卻無法立刻消弭;在2016年9月,美國海岸防衛隊將一筆價值24億美元的巡防艦艇合約 搬給之前從未建造政府用船艦的佛羅里達造船廠(Florida shipyard),這是BIW的重大挫敗。在2016年11月,Fred Harris宣布退休,其職務由原本BIW水面船艦業務主管Dirk Lesko取代。

在2015年9月中旬,傳出美國國防部 考慮取消第三艘松華特級(DDG-1002)的合約,一個獨立的國防部成本審查辦公室會花費幾週時間評估取消松華特級三號艦能節約多少經費;然而經過評估後,由於DDG-1002的建造進度已經達到41%,考量到取消的違約賠償金以及停工費用,在此階段取消並不划算,因此還是決定完成建造。 

(1)  (2)  (3)