DDG-1000松華特級陸攻驅逐艦(3)

松華特號的艦橋,可以看到上部有多個平面顯示器,投射艦上不同角度的電視攝影機的畫面,使船艦人員

更能掌握艦體周遭近處的動態。

 

(上與下三張)松華特號在2016年3月下旬完成第二次試航返港的照片

 

松華特號正面

(上與下)進行機動測試的松華特號

從後方看松華特號,此時艦尾RHIB小艇艙門打開。

松華特號試航時尾艙施放RHIB小艇的畫面

2016年10月16日,松華特號(左)在巴爾迪摩舉行成軍典禮之後的畫面。畫面右方是一艘提康德羅加級飛彈巡洋艦,

可以清楚觀察這兩個不同時代設計建造的美國海軍艦艇的顯著不同。

松華特號在2016年10月15日成軍典禮之後停泊在巴爾迪摩軍港的照片。

 一架美國海軍F-35C戰鬥機飛越剛服役的松華特號驅逐艦上空。兩者都是美國在21世紀初期大力發展的

最尖端代表性匿蹤作戰平台。

後方俯瞰松華特號,甲板上停了一架無人直昇機。

松華特號與獨立級濱海戰鬥艦獨立號(USS Independence LCS-2)並排航行的畫面。DDG-1000與LCS都是冷戰結束後

美國海軍嘗試的新型水面作戰艦艇,然而這兩個計畫都面臨大量的爭議、落後與超支。

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。

由於DDG-1000較大的艦體以及整合電力系統充沛的供電能力,使其成為美國海軍最適合搭載

新一代電磁軌道砲的作戰艦艇。此為BAE System的電磁軌道砲原型在美國海軍水面作戰中心

達爾格倫分部(NSWCDD)進行試射的畫面,約在2017年7月中旬。

在2018年9月11日,在聖地牙哥完成戰鬥系統啟用工作的松華特號出航展開新一輪海試。此時上層船樓兩側、頂部已經

安裝各式傳統的通信、傳輸天線。依照最初的構想,這些天線全部都要以平板陣列形式整合到上層結構外壁內,

但由於預算刪減而無法實現。此外,機庫上方兩個MK-46 30mm機砲砲座也已經完成安裝(火砲本身尚未安裝)。

正在海上接受補給的松華特號,可以清楚觀察上層結構。注意松華特號接收補給的站點是在艦體側面,平時由艙門封閉。

(上與下) 兩艘松華特級並排航行,近處為松華特號(DDG1000),後方為二號艦麥可.蒙蘇爾號

(USS Michael Monsoor DDG-1001)。此照片攝於2019年1月下旬

 


 (1)  (2)  (3)

 

建造與測試

DDG-1000首艦松華特號(USS Zumwalt DDG-1000)的建造工作在2009年2月左右開始。至2010年中旬,首艦DDG-1000的艦體建造工程已經進行了20%左右。 依照2008年的規劃,松華特號在2013年4月交付美國海軍,2015年3月形成初始戰鬥能力(IOC),由於Nunn- McCurdy審查造成的延遲,交付已經推遲到2013年12月 ,而形成戰鬥力的時間可能在2016年(實際上進一步延後)。 在2011年11月17日,BIW廠為松華特號舉行安放龍骨儀式。

松華特號的下水儀式原訂在2013年10月19日 舉行,但由於美國歐巴馬總統領導的民主黨政府與在眾議院擁有多數席位的共和黨對對於政府財政預算的嚴重歧見,導致2014財年預算無法如期編列,進而使得聯邦政府在2013年10月1日起部分關閉,連帶影響美軍行政事務,使得松華特號的命名下水儀式延後(此次聯邦政府關閉風波在美國參眾兩院通過暫行措施,供應聯邦政府預算至2014年1月25日、暫時提高舉債上限到2014年2月7日之後,於10月17日暫時落幕)。 隨後在2013年10月28日,松華特號下水,2014年4月12日舉行命名洗禮儀式。

首艦松華特號(DDG-1000)在2015年12月7日離開位於緬因州的BIW船廠展開首航,首次試航於2015年12月上旬順利完成並回到BIW船廠,進行必要檢修後(包含檢修一部推進電機,為此切開了部分船殼) ,在2016年3月21日展開廠方第二次試航,在2016年交付美國海軍。 在2016年1月,美國海軍說明松華特號的首次海試情況,表示性能「超出預期」,全功率運轉時達到了33節的最大航速,並能在90秒內從全速完全停船,滿舵急轉彎時傾斜不超過8度;在第一次試航時,緬因灣的海況良好,浪高都在2.4到3公尺以內(最高不超過五級海象)。而匿蹤性能的測量也滿足美國海軍的要求,後來還必須加掛角反射器增大雷達截面積,以維持航行安全。 依照後續消息,在2016年9月到10月時,松華特號的艦上人員曾處理艦上多個次要的故障,包括海水滲入大軸潤滑油系統(9月)以及幾個輪機故障。在2016年5月20日,松華特號正式交付美國海軍,10月15日在巴爾迪摩舉行成軍典禮。

在2016年11月21日,松華特號在從美國東岸前往西岸設籍母港聖地牙哥的路上,在通過巴拿馬運河下游時,推進系統發生故障;之後該艦被拖船拖帶出巴拿馬運河,並進入位於 巴拿馬運河太平洋一側、以前是美國海軍基地的羅德曼(Rodman)港進行檢修。依照美國海軍方面表示,松華特號遇到的問題是右舷推進軸和AIM推進電機接口的潤滑油冷卻器失效,當艦上人員發現推力下降而進行檢查時,發現AIM推進電機的潤滑油槽以及右側推進軸的軸承潤滑油槽都有海水進入,意味著有潤滑油泄漏。依照美國海軍消息,稍早松華特號在9月時也經歷相同的故障,而美國海軍用當時正在建造的松華特級三號艦林登.強森號(USS  Lyndon B. Johnson DDG-1002)以及位於費城的船艦系統工程中心陸基測試站(LBTS)上的相同部位組件來替換。在松華特號的人員、美國海軍海上系統司令部(Naval Sea Systems Command,NAVSEA)人員以及承包商通用電機人員的合作下,修復了松華特號的問題並進行船塢實驗,除了原本發現的潤滑油冷卻器失效之外,並沒有其他問題。松華特號在11月30日啟航繼續朝聖地牙哥航行,屆時美國海軍會檢查造成潤滑油冷卻器失效以及洩漏的問題 。抵達聖地牙哥後,松華特號會安裝戰鬥系統並進行測試評估,並與艦隊進行整合操作測試 ,預定在2020年達成初始作戰能力(IOC)。

依照2017年4月上旬的消息,美國海軍表示松華特號用來冷卻推進軸的海水冷卻器只有在航行時發生海水滲漏問題,因此先前推進系統的靜止測試並未發現問題;而美國海軍認為這部分冷卻要求不高,使用淡水冷卻器就能滿足需求。2016年12月松華特號抵達聖地牙哥後到2017年4月,松華特號進行了兩次使用淡水冷卻器來冷卻推進器的航行測試,評估認為這項應急的修正措施可以有效防止問題再次發生,同時美國海上系統司令部也在規劃最終解決方案,換裝重新設計的新冷卻器。基於這次經驗,美國海軍考慮在冷卻器的軍方標準之中,增加一條要求具備30年使用壽命的規範。

在2017年5月下旬,松華特號進入位於加州聖地牙哥的BAE System船廠,安裝艦載作戰系統與SPY-3相位陣列雷達系統等,屬於戰鬥系統啟用可獲得性(combat system activation availability)程序。

在2017年12月4日,松華特級二號艦麥可.蒙蘇爾號(USS Michael Monsoor DDG-1001)展開第一次廠方試航,不過隔天之後就因為機電系統的一個諧波率波器(harmonic filter)發生故障而提前停止測試,返航檢修。 至2018年2月1日,麥可.蒙蘇爾號完成試航程序;由於有先前松華特號的經驗,麥可.蒙蘇爾號測試程序遇到的問題明顯少於松華特號。在2018年4月24日,麥可.蒙蘇爾號交付美國海軍。在2018年7月中旬,消息傳出正處於交付後可獲得性(post-delivery availability)測試階段的麥可.蒙蘇爾號,在一次航行後檢查時發現,一部Rolls Royce MT-30燃氣渦輪的葉片受損,經過評估後認為必須更換整具發動機;而在此次航行時,這具燃氣渦輪並沒有發現任何異常。由於MT-30屬於政府供應項目,因此美國海軍必須
向BIW船廠支付拆卸受損主機與安裝新主機的費用;但如果調查結果判定此一故障歸咎於Rolls Royce的品管瑕疵,美國海軍就可以向Rolls Royce索要這筆支出。在2018年8月底,BIW廠已經為麥可.蒙蘇爾號更換了新的燃氣渦輪主機,原訂在完成交付後可獲得性測試與檢修作業後,在2018年11月啟程前往聖地牙哥 ,展開下一階段的戰鬥系統啟用可獲得性(combat system activation availability)測試。

(上與下)停靠在聖地牙哥松華特號(USS Zumwalt DDG-1000)與

麥可.蒙蘇爾號(USS Michael Monsoor DDG-1001)

兩艘松華特級並排航行,近處為松華特號(DDG1000),後方為二號艦麥可.蒙蘇爾號

( DDG-1001)。此照片攝於2019年1月下旬。麥可.蒙蘇爾號在2019年1月26日成軍。

在2018年8月下旬,美國總統正式簽署2019財年國防授權法案(FY 2019 NDAA),其中提到要求美國海軍將兩艘已經交付的松華特級(DDG-1000、1001)從「可部署作戰船艦」中除名,等到兩艦安裝完戰鬥系統並通過測試、完成最終交付,才正式列入戰備船艦之中。在2019財年國防授權法案中,以往美國海軍對於船艦交付(delivery)的定義並不一致,包括計畫實際完成的程度或者是否延誤原訂的交付期限等;例如近年福特級(Ford class)航空母艦、松華特級驅逐艦基本上都採取「兩階段交付」,第一階段只是船艦平台可以航行運轉,第二階段驗收戰鬥系統則要等待數年,意味交付海軍數年之後才能真正成為可部署作戰的船艦。2017財年以後,美國國會已經具體立法要求海軍在對國會的報告中使用「最終交付」日期,然而此後美國海軍仍將前兩艘松華特級(DDG-1000、1001)在文書報告中仍列在入役船艦,因此國會要求海軍停止這種舉動。隨後在2018年8月22日,美國海軍發言人勞倫.卡特馬斯中尉(Lt. Lauren Chatmas)向美國海軍新聞社(USNI)表示,美國海軍會完全配合2019財年國防授權法案,將已經交付美國海軍但還無法部署的船艦列為「階段交付」(phased-delivery)狀態,代表這些船艦已經通過初步驗收,但作戰系統還沒就緒,並且在最終交付之後才會正式記入美國海軍作戰武力中。

松華特級的三號艦林登.強森號(USS Lyndon B. Johnson DDG-1002)在2018年12月9日下水,下水時艦首兩座AGS艦砲尚未安裝(前兩艘姊妹艦下水時AGS火砲已經安裝好)。

松華特號在聖地牙哥完成戰鬥系統啟用以及靜態繫泊之後,於2018年9月11日展開新一輪海上測試,並排訂在2019年進行ESSM和標準SM-2防空飛彈實彈試射。在2019年,美國海軍繼續測試松華特級上的作戰系統,包括將此系統安裝在海軍的自衛測試艦(Self Defense Test Ship,SDTS)進行測試,也就是除役的史普魯恩斯級驅逐艦保羅.佛斯特號(ex-USS Paul Foster DD-964),而AN/SPY-3 X波段相位陣列雷達也持續在維吉尼亞州的瓦勒普斯島(Wallops Island)進行測試。在2019年2月下旬,松華特號完成了交付後補充維修(Post Delivery Availability,PDA),對艦上系統和裝備進行徹底評估評估,在3月8日首次以戰鬥狀態從聖地牙哥軍港出航。松華特號排定在2015年5月完成第二階段(作戰系統)交付,2019年內進行各項實彈測試,2020財年形成初始作戰能力(IOC),可以開始執行作戰部署。

松華特級進入軍港,人員在兩舷站坡。可以看到前方兩個AGS砲塔。

松華特級人員在船舷站坡。可以看到船舷的MK-57垂直發射器外蓋。


 

防空潛力

依照2010年美國國會研究處的報告,以DDG-1000現有的設計與發電能量,無法直接換用原本打算用在CG(X)上的AMDR相位陣列雷達。原本CG(X)規劃使用直徑高達22英尺(6.7m) 的AMDR-S S波段陣面,而DDG-1000理論上其艦體載台能夠容納直徑18英尺(5.49m)的AMDR-S天線(BIW廠則認為能搭載21英尺(6.4m)的AMDR-S天線 ),但需要相當程度地修改整合式船樓組合才行,而且艦上的發電量與冷卻能量也不夠支應(因為DDG-1000原始需求不包含防空偵測與反彈道飛彈,沒有將功率如此高的相位陣列雷達納入考量)。理論上DDG-1000要 增添與神盾系統相同的反彈道飛彈能力和區域防空能力都不是問題(具體上也就是結合神盾系統的現有軟硬體模組),但都需要額外的發展工程。

在2009年,由於CG(X)被認為成本過高,加上其搭載的KEI反彈道飛彈動能截殺器遭到取消,美國海軍遂展開替代CG(X)的方案,考量包括透過現有柏克級與DDG-1000的設計進行衍生,搭載直徑11英尺(3.66m)或14英尺(4.27m)版本的AMDR-S相位陣列雷達天線(對於這樣等級的AMDR-S雷達,現有DDG-1000的電力供應就足以應付)。將天線尺寸限制在14英尺以內,主要是遷就柏克級的艦體規模。評估結果顯示DDG-1000無論是排水量、重心、發電與製冷的餘裕都比接近極限的柏克型更充裕,更能因應服役期間的變更;但此時DDG-1000仍在建造,尚無服役經驗,之後很可能還會發生諸多問題並需要改進,而柏克級的載台設計已經有20年服役經驗 ,具有立即的成本和風險控制優勢;此外,柏克級的神盾作戰系統一開始就是專門針對長距離高密度區域防空為著眼,擁有豐富的操作經驗,相關改良(包含BMD能力的發展)與除錯都已經非常成熟;而DDG-1000的TSCE在此時是尚未服役的新系統,而且並非針對區域防空/反彈道飛彈任務而發展,需要更多的開發與整合工作(例如結合神盾系統現有的防空與反彈道飛彈功能),成本與風險比神盾系統大得多。經過評估後,美國海軍在2010年決定以改良後的柏克級作為接替CG(X)的新防空艦艇,成為柏克Flight 3。

雖然DDG-1000原始設計並非防空艦,但美國海軍仍打算為該艦裝備SM-2防空飛彈。雷松持續進行將標準SM-2整合在DDG-1000上的研究、發展、測試、評估工作,在2013到2014財年所執行的合約總值802萬3289美元,2015財年為223萬9838美元。在2016年上旬,雷松又獲得800萬美元的合約繼續相關研發工作,包括為DDG-1000裝備18枚 SM-2 Block 3A防空飛彈。由於DDG-1000使用AN/SPY-3 X波段相位陣列雷達為標準SM-2、ESSM海麻雀防空飛彈提供上鏈傳輸以及終端照射,而不是傳統的X波段連續波(CWI)照射雷達,因此配合松華特級的SM-2以及ESSM的半主動雷達尋標器都 經過修改,以適應相位陣列雷達的間斷照明(Interrupted Continuous Wave Illumination,ICWI)波束,此外這些飛彈也換裝2010年代開發的聯合通用波形資料鏈(Joint Universal Waveform Link,JUWL,也是配合ICWI操作)。松華特級使用的ICWI版SM-2 MR Block 3A稱為SM-2 MR Block 3AZ。

LRLAP取消/替換方案

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。雖然在DDG-1000的十項關鍵技術之中,AGS火砲與LRLAP砲彈 發展成熟度最高,無論是進度與性能表現都十分良好,然而由於DDG-1000最後只建造三艘,導致AGS火砲與LRLAP砲彈採購數量大減;加上研製階段的成本,平均每發LRLAP砲彈價格估計至少高達80萬美元 (實際上可能會更高),美國海軍根本無法負擔。依照松華特級的測試進度,首艦松華特號排定在2018年進行船艦實戰測試評估( Combat Systems Ship Qualifications Trials,CSSQT),包含AGS的實戰射擊測試評估,而CSSQT實彈射擊所需的LRLAP砲彈是在2015財年的國防預算中編列(約1.13億美元,購置150發砲彈 、20個裝填模組與483組發射藥以及相關附屬項目,平均一枚LRLAP砲彈本身要價47.7萬美元,包含其他附屬項目則平均一枚砲彈總共需要75.4萬美元)。 美國海軍估計,如果要為三艘DDG-1000購置足以因應服役生涯所需的2000發LRLAP砲彈,總共將花費18至20億美元,相當於購買一艘柏克級飛彈驅逐艦 。在2016與2017財年的國防預算中,美國海軍完全沒有編列任何經費來採購LRLAP砲彈;原本美國海軍在2018財年打算編列5100萬美元購置LRLAP砲彈,但 目前並不確定是會實際向國會申請。美國海軍表示,正為AGS尋求可能的其他可負擔的替代彈藥,例如 雷松(Raytheon)集團為美國陸軍提供的M-982神劍(Excalibur)155mm導向砲彈、前述BAE Systems為電磁軌道砲項目衍生出的超高速砲彈(Hyper Velocity Projectile,HVP)等;其中,陸軍以155mm 39倍徑火砲發射的M-982神劍砲彈最大射程大約40km以上(即便以砲身較長(60倍徑)的AGS發射,射程估計也不到LRLAP的一半 ), 然而單發價格只有LRLAP的1/4,而且M-982神劍砲彈已經是現成產品;而HVP砲彈估計仍須10至15年才能投入服役。 無論使用什麼砲彈來代替LRLAP,AGS火砲系統勢必要進行相對應的修改才能使用,因為AGS的裝填系統、砲管(如膛線)都是專門針對LRLAP而設計 ,而任何替代砲彈的尺寸與設計都與LRLAP不同;此時美國海軍粗估,如果要修改AGS來適應神劍砲彈,需要花費2.5億美元左右的工程費用。

在2016年6月,美國海軍整合武器系統辦公室(Executive Office for Integrated Warfare System,PEO IWS)發佈資訊徵詢書(Request for Information,RFI),在業界尋求成熟的導向火砲彈藥技術、概念以及現成方案,能支持海軍水面對地火力支援(Naval Surface Fire Support,NSFS)、反水面作戰(Anti-Surface Warfare,ASuW)與防空作戰(Anti-Air Warfare ,AAW)任務。此案打算在短期內首先希望獲得一種符合經濟效益的NSFS能力,打算花費兩年時間進行發展,以及一年時間進行發展/操作測試(Development Test/Operational Test,DT/OT),之後再漸進地發展ASuW與AAW能力。

除了美國國內廠商的選項之外,美國海軍也邀請義大利的李奧納多(Leonardo)集團,在美國測試該集團OTO Melera開發的火神(Vulcano)增程導向砲彈系列(有為76mm、127mm、155mm開發的版本),納入DDG-1000的AGS 155mm導向砲彈替換的考慮選項。OTO Merela表示155mm版的火神增程砲彈重約30kg,如以德國Pzh2000型155mm 52倍徑自走砲發射,射程可以達到80km;如果以AGS 155mm 60倍徑火砲發射,射程可望增加到100km。相關測試工作會由李奧納多在美國的子公司DRS Technologies負責支持與規劃,在2017年於美國正式開始射擊測試。在2017年7月3日,李奧納多宣布,與BAE System美國分部展開合作,以155mm火神砲彈為基礎來發展競標AGS艦砲砲彈替換案的版本。

然而,到2018年1月初,美國海軍並沒有具體計畫為松華特級獲得新的155mm砲彈。DDG-1000項目主管Kevin Smith上校表示,這個階段美國海軍作戰部(Chief of Naval Operations)及海上系統司令部(Naval Sea Systems Command )相關單位會持續研究、觀察可能引進AGS 155mm火砲的技術選項(包括前述義大利李奧納多的測試展示工作、BAESystem的HVP砲彈等)。然而,Kevin Smith上校也表示,此階段美國海軍的主要需求已經轉變,因此對陸地投射火力的AGS暫時不是最優先項目。此前稍早,美國海軍內部曾重新評估在未來如何有效運用松華特級驅逐艦,此時的主要任務已經從DDG-1000原始設計中對兩棲登陸部隊實施火力支援,轉變成獵殺敵方海上船艦、取得制海權。

由艦首看松華特級的AGS砲塔

 在2019年1月23日美國海軍水面艦協會年會(Surface Navy Association Symposium,SNA 2019)期間,海上系統司令部(Naval Sea Systems Command)項目主管Kevin Smith上校表示,美國海軍仍研究一系列可能用於DDG-1000的火砲方案,包括利用現有AGS 155mm火砲發射為電磁軌道砲開發的HVP高速砲彈等;此時美國海軍正在測試用MK-45五吋艦砲發射HVP砲彈。先前美國海軍曾研究利用AGS發射雷松(Raytheon)為美國陸軍155mm榴彈砲研製的神劍(Excalibur)增程導向砲彈,但此計畫已經被放棄。

從陸攻轉型為制海

2010年代以來中國軍力崛起並衝擊亞太地區軍事力量平衡,美國海軍在海上會遇到來自中國、俄羅斯日益現代化的空中、海上、水下常規軍力挑戰,這樣的背景已經與松華特級原始的對地武力投射、支援兩棲作戰有很大的不同。經過深入研究後,美國海軍在2017年11月宣布,松華特級的主要任務將轉型為獵殺敵方海上船艦、取得制海權。

在2017年12月4日,美國海軍少將Ron Boxall在美國海軍工程社群(American Society of Naval Engineers)的戰鬥系統年度座談會(annual Combat Systems Symposium)上對美國海軍新聞社(USNI)透露,美國海軍新世代巡防艦需求評估團隊( FFG Requirements Evaluation Team)透過60天程序,讓所有利益相關者瞭解他們之間的互動將如何影響計畫期程、成本、作戰有效性等等;這項過程十分有效,因此美國海軍打算將類似經驗複製到松華特級驅逐艦項目上。因此,美國海軍也組織了松華特級項目需求評估團隊(Zumwalt Requirements Evaluation Team),結合需求定義、採辦、作戰專家,制訂一項關於松華特級驅逐艦未來角色和運用方式、且最具成本效益的計畫;在60天的工作期間內,評估團隊透過每週數次視訊會議的密集討論,整理出松華特級未來發展與運用方式的各項建議,提交給美國海軍高層,作為接下來執行階段的參考。Ron Boxall少將表示,雖然此時美國海軍停止了LRLAP砲彈項目,但會充分審視松華特級驅逐艦上現有的所有技術特性與長處,制訂新的需求,充分發揮松華特級的效用。

在2018年2月公布的2019財年美國國防預算中,美國海軍首度為松華特級轉型項目編列預算共8970萬美元,包括購置SM-6長程防空/反水面雙用飛彈,以及雷松新近開發、能打擊海上移動目標的海上打擊型戰斧(MST)飛彈,這些經費包括相關的系統整合測試費與實彈試射費用;其他項目還包括為松華特級的作戰系統進行更新,包括升級資料鏈、增設更多電子截收裝置、更新作戰系統中一些過時的計算機硬體等。而在2019財年美國海軍預算中,並沒有包括編列任何購置155mm LRLAP砲彈的經費;此後松華特級的AGS會暫時處於停用狀態,等待日後能夠滿足美國海軍需求、又負擔得起的砲彈發展成熟。 而電子設備方面,未來美國海軍打算把原本DDG1000安裝的戰術通用資料鏈(TCDL)換成更先進、採用主動相位陣列收發天線的海軍戰術通用資料鏈(NTCDL),此外還會加裝用來取代現役艦船信號搜集設備(SSEE) Increment F的下一代電子偵察系統——「光譜」(SPECTRAL),用於搜集、分析、解譯敵方的電子信號(涵蓋射控、探測雷達與通信等波段)。在2019年1月30日,美國海軍與雷松公司簽署修正合約,在原本合約的基礎上增加1701萬1832美元的執行選項,為松華特級驅逐艦整合標準SM-2防空飛彈。

SURFDEVRON:兼任技術實驗與戰備

在2018年2月15日,美國海軍海上系統司令部(Naval Sea Systems Command )指揮官Tom Moore少將表示,三艘松華特級驅逐艦的作用會相當於海狼級(Sea Wolf class)核能攻擊潛艦;它們都只少量建造,但擁有超越同時期美國海軍同類型平台的許多先進技術與能力。Tom Moore少將表示,藉由操作松華特級,美國海軍會學習艦上許多最先進科技(包括整合電力系統、整合作戰系統、高度自動化的操作系統等等);許多由松華特級首先採用的技術,會成為美國海軍之後新一代艦艇的基礎要素。

依照這個構想,美國海軍在2018年開始規劃組建一個實驗編隊,由一艘松華特級(Zumwalt class)驅逐艦、一艘柏克級飛彈驅逐艦(Arleigh Burke class )與一艘LCS濱海戰鬥船艦組成,並搭配2017年底移交給美國海軍的海獵人號(Sea Hunter)中型排水量無人水面載具(Medium Displacement Unmanned Surface Vehicle,MDUSV,在2019年開始作業。這是美國海軍研究的未來水面作戰船艦(Future Surface Combatants,FSC)族系一項先期概念研究,FSC打算發展數種有人船艦與無人水面載具族系,這些有人與無人水面平台透過戰鬥系統高度整合,作為美國海軍再下一代的水面作戰骨幹。

在2019年5月22日, 美國海軍正式將操作三艘同型艦的松華特驅逐艦第一中隊( Zumwalt Squadron 1,ZRON-1 )改名為水面作戰第一中隊( Surface Development Squadron 1, SURFDEVRON )。SURFDEVRON會專注在松華特級驅逐艦的各項能力發展與實驗,將這種原本以陸攻為任務的船艦轉為大洋獵殺,以及結合美國海軍開始大力發展的無人水面載具。因此,SURFDEVRON納入美國海軍第一艘中型無人水面載具海獵人號,以及2020財年完成建造的第二艘海獵人載具等,隨後的中型水面載具(MDUSV)以及大型無人水面載具(LDUSV)項目也會整合進來。

美國海軍太平洋區水面作戰武力(Naval Surface Force Pacific)指揮官Richard Brown少將表示,SURFDEVRON成立後,發展分為三個階段:目前第一階段(Phase 1)專注在三艘松華特級的人力、訓練、裝備等基本項目,完成前兩艘松華特級驅逐艦的戰鬥系統驗收(第二階段交付),而2019年秋季太平洋艦隊會簽署SURFDEVRON的新任務、功能等文件。第二階段(Phase 2)從2020財年開始直到2023財年,期間三艘松華特級與兩艘海獵人USV載具會進行各項編組作業與相關實驗。而從2025財年開始的第三階段(Phase 3),如果目前計畫不變,SURFDEVRON就會完成關於無人水面載具的所有整合與訓練作業,可以實際執行作戰任務,屆時美國海軍也接收了LDUSV與MDUSV;而在第三階段中,專門擔任實驗任務的前四艘LCS近海作戰船艦(LCS-1~4,原編制為LCSRON-1)也會納入SURFDEVRON,讓大型、小型水面作戰船艦以及大、中、小型USV的聯合作業一同進行,也讓SURFDEVRON各項關於操作USV的經驗能立刻轉移給其他擔負戰備的LCS編隊。

一旦SURFDEVRON的運作上軌道,其主要實驗任務也不會侷限在無人載具系統,還會包括所有美國海軍發展中的新能力與技術,包含直接能量武器系統(directed energy weapons)、高能雷射(high-energy lasers)武器、超高音速飛彈(hypersonic missiles)等;相關工作包括利用松華特級作為新技術裝備實驗平台、發展新技術包(Tctics, Techniques and Procedures,TTP)等,加速這些新武器能力的實用化。

依照艦隊資源最佳化計畫(Optimized Fleet Response Plan),松華特級驅逐艦還是會進行實戰部署,在部署以外的時間才進行實驗任務;在平時,松華特級會進行一般戰備訓練,並分配到航母打擊群中執行作戰任務,跟一般的驅逐艦相同;而當航母打擊群在維持階段(sustainment phase,打擊群停在母港、維持最高備便狀態,隨時準備執行任何上級下達的作戰任務)時,松華特級則離開打擊群編制並進行實驗任務。

 

松華特級的航行操艦特性

在2018年10月,美國海軍新聞機構(USNI)雜誌(第144期)刊登一篇由松華特號首批操艦人員Joe Lillie中尉(擔任武器官)撰寫的文章:「駕馭松華特級驅逐艦」(Handling the Zumwalt-Class Destroyer),提到松華特級嶄新的船型與推進系統在操縱上的優勢以及挑戰。

在海上,松華特級內傾式艦體、全電驅動、寬闊的方形艦尾等設計具有力量強大、反應迅速、機動靈活等特性,穩定性也十分良好。然而,由於尺寸與排水量較大而使船艦動量增加,加上固定距螺旋槳(無法快速在前進與倒車間切換)導致船艦煞車的反應時間較長,松華特級從下達命令到響應的時間延遲較長,這在靠離港等受限水域操作時造成一些限制。一旦操艦人員熟悉了這些操艦特性與挑戰,就能迅速加以適應。Joe Lillie中尉評價認為,松華特級整體機動性能良好,線條優美流暢,加速極速飛快,機動敏捷,真正繼承了「海上灰狗」(Greyhounds of the Sea)的特質(美國海軍稱靈活敏捷、多才多藝的驅逐艦為「海上灰狗」)。


(1)內傾式艦體特性

松華特級與美國海軍現役水面作戰艦艇最大的不同,就是使用內傾式艦體,艦體在水線以上向內收窄。航行時,傳統艦體(船舷由上外擴)是「騎浪而過」,內傾式艦體則是「切浪而過」,兩者有利也有弊。

松華特級要到6級海象(浪高13∼20英尺,約4~61m)以上,航海性能才會出現惡化。在實際航行測試時,松華特級曾經在海面浪高12英尺(3.66m)時達到超過30節的航速。有一個常見的誤解是,外界評論多半認為。松華特級遇到大浪時,艦體會被淹沒(埋首)或者傾覆;然而實際上,美國海軍驗證內傾式船型所做的測試遠多於以往建造過的任何船艦,實際海上操作經驗顯示,松華特級能比伯克級飛彈驅逐艦和提康德羅加飛彈級巡洋艦抵禦更糟糕的海況。當然,面對巨浪時,松華特級的艦體前部仍可能被巨浪淹沒,導致艦首或前部設備損壞。

另外,松華特級艦體的扶正力臂也比伯克級高數倍(原因可能包括內傾式艦體下部較寬,以及松華特級重心較低),擁有出色的穩定性,航行時艦體的縱搖和橫搖角度都在5度以下。不過,當船體中部遭到巨浪拍打、橫搖幅度大於15度時,松華特級的高扶正力臂會使艦體以更快的速度扶正,過程中較大的G力(加速度)可能比較容易損壞設備或導致人員受傷。

(2)全電推進系統

松華特級是美國海軍第一種(也是目前唯一)的全電推進水面作戰艦艇,總輸出功率78MW,其發電功率幾乎是伯克級的10倍;更重要的是,整合電力系統使得松華特級每一瓦電都可以任意分配給艦上任何電力負載,包含作戰相關系統、照明、輪機輔助設備、推進系統等。當松華特級以20節速率航行時,剩餘的電力堪比4艘提康德羅加級巡洋艦的發電總量。

與伯克級(或任何美國海軍作戰艦艇)不同,松華特級不使用燃氣輪機直接推進;艦上的燃氣輪機先轉動發電機,為兩部負責推進的先進感應電機(AIM)供電,每部AIM軸直接連接一根傳動軸,沒有減速齒輪,此設計類似英國的Type 45型飛彈驅逐艦(同樣採用整合電力推進)。

與伯克級飛彈驅逐艦相較,帳面上松華特級噸位大得多,推進功率卻更小,加速度應該要慢得多,如R.S.Crenshaw在「海軍操艦」中所述(松華特級滿載排水量15500長噸,總輸出功率87000軸馬力;柏克Flight 1滿載排水量約8200長噸,推進器總功率約105000軸馬力)。然而實際上,AIM電機可以產生巨大的瞬時扭矩,抵消伯克級的馬力優勢,使得松華特級的加速度大致與伯克級相當。

全電推進的另一個優勢就是更加省油。在整合電力系統架構下,艦上原動機(燃氣渦輪、柴油機等)維持恆定轉速發電,而AIM推進電機從中獲取電力;而伯克級的傳統傳動系統,燃氣輪機需要依照要求的航速調整轉速,自然難以恆常保持在最經濟的工況下運作。類似的理論在汽車上可以看出來,保持時速60英里比經常加減速,可節約不少燃油。

松華特級擁有兩個推進軸和兩具固定距螺旋槳,前進時槳葉向內(逆時針)旋轉,倒車時槳葉向外(順時針)旋轉(推進軸由AIM推進電機直接驅動,轉速與旋轉方向都由AIM電機直接控制)。松華特級傳動軸的最小轉速為25 RPM,前進時最大轉速超過150 RPM,倒車時最大轉速100 RPM。依據松華特級的操作經驗,轉速每增加5RPM大致等航速增加1節,最大航速可超過30節。 松華特級擁有兩個方向舵面,分別位於兩根傳動軸外側,舵面尺寸比伯克級和提康德羅加級的都更大。此外,松華特級的方向舵由全電系統驅動,其擺動速度是傳統液壓式的兩倍。由於舵面積更大且擺動速度更快,賦予 松華特級優秀的轉向性能。

(3)海上航行表現

松華特級的內傾式艦體的穩定性問題,已經極大程度得到解決。在作戰中,即使以高速前進,松華特級依然具有良好的航海性能,並保有非常好的縱向和橫向穩定性。不過,松華特級的內傾式艦體特性、使用固定距螺旋槳(過去美國作戰軍艦採用可變距 螺旋槳 )以及較大的艦體尺寸,仍造成一些操艦特性的不同;因此,操艦人員必須牢記六項特徵:

1. 內傾式艦體艦首可以「切穿」海浪,但卻帶來更長的縱蕩距離(易於切穿海浪而較難煞停)。松華特級採用固定距螺旋槳,在前進時倒車就必須改變螺旋槳轉向(電機需要先減速停止,然後反向運轉),加上內傾式艦首特性,松華特級前進時逆轉煞車的制動距離大於伯克級和提康德羅加級(後兩者採用可變距 螺旋槳,能在不改變大軸轉速與轉向的情況下透過改變槳距而直接逆轉推進方向,煞車制動反應快)。

2. 松華特級艦體寬大,艦尾吃水淺,內傾式艦體加上可觀的穩心高度,轉彎時從傾斜回復到穩定狀態的速度比伯克級快得多。無論航速和方向舵角的組合如何,松華特級轉彎時,在到達想要的航向前5到10度把舵回正即可。 松華特級艦尾 吃水淺,在轉向時是「滑過」水面,沈入水中的幅度較小,使得轉彎時艦體橫傾較低,在淺水地區的尾傾效應也大幅減少。松華特級低海況下滿舵全速轉彎,艦體橫傾約7度左右。

3.和其他類型船艦一樣,松華特級寬闊平整的艦體、甲板是很大的受風面,受風時更容易轉向迎風方向,而不是逆風方向(稱為風向標效應)。因此,如果在艦尾方向有慢風,會更難以保持航向。同樣地,巨大的受風面也會在逆風繫泊時造成困難。

4. 如果適當運用壓載系統調整水艙,可以改善船艦在不同海況下的性能表現,減少諸如風、水流方向等周邊環境因素造成的影響。

5. 松華特級採用龍骨錨而非艦首錨(主要是為了使水線以上艦體外型更簡潔平滑、減少雷達截面積),位於艦體下方第30號肋骨處( 松華特級的艦肋骨以公尺為單位標注)、前主砲前方下部,操作設施完全在甲板以下。船錨的操作機構延伸至艦底,和艦體中線對齊,龍骨下方水深達至少12英尺(3.66m)時才可以使用船錨,這使松華特級在淺水區和碼頭附近難以下錨。由於船錨位於艦首聲納整流罩的後下方,下錨前無需倒車,在艦尾方向有風的情況下進入錨地時較好操作。

6. 松華特級的雷達反射截面明顯小於伯克級;商船上普遍仰賴雷達來警戒接近的船隻(雖然在駕駛台仍有瞭望哨目視),較難即時發現松華特級。因此,松華特級的艦橋值班人員需要進行不同的訓練;他們依然遵守目前的航海規則行船,但必須假設其他船隻可能不會按照預想照海事規則讓路或做出其它迴避行動(因其雷達很可能未能察覺松華特號)。

同樣在15節航速之下,柏克Flight 1的迴轉半徑約1050碼(960m),松華特級則為1150碼(1051.6m)。

(4)在受限制水域的表現

依照Crenshaw在「海軍操艦」中指出,對於一艘大型艦船,如果命令下達到命令執行的反應時間過長,操艦的容錯餘裕就更小。由於松華特級尺寸和排水量較大,且固定距螺旋槳無法快速在前進和倒車間切換,因此前進慣性遠比其他水面船艦(如伯克級)要大。因此,操艦人員應該注意Crenshaw的建議並提前做好計劃。

由於慣性大、固定距螺旋槳無法迅速倒車,加上松華特級內傾艦體設計的特徵,在繫泊的過程中會產生一些明顯問題:

1. 由於內傾式艦體的寬度是往下擴張(與傳統船型相反),操艦人員會產生一種本艦離碼頭距離比實際上更遠的錯覺;因此,艦上人員必須重新校準自己的眼睛。

2. 為了降低雷達截面積,艦上所有繫泊設施(如纜繩、繳纜機等)都隱藏在艦體內;雖然這有利於保護繫泊 設備,但艦橋上的人員也無法直接目視繫泊作業的進展,因此需要良好的溝通。

3. 松華特級內傾式艦體和內置繫泊設備,使得前方拖船的位置比引水員所希望的要靠後得多。 繫泊和離港時,最好有拖船協助,但這不是必需的;由於推進器提供足夠的瞬時扭矩,松華特級有充足的動力做反向轉動(即左、右兩推進器反向差動達成轉向)。

4. 松華特級艦橋高度較低,只有35英尺(10.668m),而前部AGS 155mm主砲前方又有砲管收納外罩遮檔視線,導致艦體前方有469.2英尺(143m)的盲區。

5. 松華特級艦橋兩側沒有突出的露天耳橋,但兩側各有一個位於艙內的凹室;每個凹室大小相當於一個小型耳橋,並各設置兩個向艦內打開的窗戶(人工開窗),凹室有足夠的空間供艦長、航行長和引水員作業。因為 松華特級艦體兩側平整光滑,遮蔽視線的障礙物被減到了最低,艦上人員可以輕易地探身到艦外,目視觀察艦首或艦尾的相對運動。雖然從艦橋兩側凹室無法看到飛行甲板的後方角落,但艦尾方向的能見度仍算是相對良好。

 

評析

由於DDG-1000面臨伊拉克龐大戰費排擠預算、國際油價與鋼鐵等原物料價格飛漲等極端不利的背景因素,加上由於集各種高科技於一身而導致成本持續飆漲,付出天價換來的實質 作戰效益卻沒有那麼顯著。

首先,DDG-10000耗費鉅資開發大量嶄新技術 ,不僅與作戰相關的項目(戰鬥系統、偵測射控、指管通情、武器裝備等)幾乎都是全新開發,連與作戰任務本身沒有直接相關的艦體載台設計、推進機電也有許多開美國海軍先河的開發;革新技術的比例過高,往往使國防軍備計畫走向膨脹與失控。美蘇冷戰結束後,美國的主要對手科技層次都十分低落,這讓許多先進高科技軍事技術重要性陡降,昂貴的成本在國防預算逐漸刪減的年代卻盡顯弊病,尤其是導致軍方財力能負荷的裝備數量減少;而冷戰結束後真正衝擊作戰面貌的往往是資訊化的革新,透過情資傳輸共享使敵方動態獲得最大的掌握,並讓自身的武力單位能在正確的時間出現在正確的位置。這種趨勢下,投資過多資源強化單一武器載台本身性能,往往不能明顯地展現效益。

更糟的是,如此集結各項尖端科技於每一方面的DDG-1000,主要任務卻是技術門檻相對較低、且美國海軍已有充沛資源的對地攻擊,而不是先天技術難度大、成本高昂的艦隊防空與反彈道飛彈任務,這使其效益更加遭受質疑。在DDG-1000服役以前,美國海軍早已擁有全世界最強大齊全的對地投射能力,包括無與倫比的航艦艦載機投射能力以及可由潛艦、水面艦發射的各型戰斧巡航飛彈 ,2000年代後期又陸續裝備使用彈性極佳、能在飛行中途臨時變更目標的戰術型戰斧飛彈或搭載武裝的無人飛行載具(UAV)等,攻擊距離與使用彈性甚佳,DDG-1000上耗費鉅資開發的AGS艦砲 並不是需求迫切的裝備。

另外,欠缺反彈道飛彈能力也成為壓垮DDG-1000的最後一根稻草。在DDG-1000規劃初期,美國海軍的反彈道飛彈需求並非迫切,而這也並非DDG-1000的任務要求;然而,日後國際戰略安全環境卻逐漸轉變。DDG-1000的原始需求沒有整合SM-3反彈道飛彈系統 (廠商宣稱其作戰系統據說已經納入操作SM-2/3/6防空飛彈的能力),這使得美國海軍寧可訂購更多造價便宜得多的柏克級, 其神盾系統以防空作戰為主,而且發展反彈道飛彈能力(BMD)已經有一段時間,而且能購買更多的數量,對兵力部署運用較為有利。

 雖然帳面上,DDG-1000擁有最新開發的作戰系統,也有安裝大型相位陣列雷達的空間以及許多垂直發射系統彈位,理論上有升級成區域防空艦艇的潛力。然而,美國海軍艦隊區域防空的發展向來集中在神盾作戰系統,相關軟體功能如要整合至DDG-1000的作戰系統,乃至於重新為DDG-1000裝置長程防空雷達(如柏克Flight 3的AMDR/SPY-6的衍生型)來代替遭到取消的VSR雷達,則又要專門建案、編列預算來進行。由其是當美國海軍全力大量生產柏克級飛彈驅逐艦Flight 2/3系列之後,再為數量稀少、規格獨特的DDG-1000專門投資升級防空與反彈道飛彈能力,就顯得很不划算。

當然,以長遠發展的眼光,DDG-1000開發的各種新技術除了讓美國在相關領域繼續維持領先地位,也 等於為美國海軍未來各項造艦計畫所需的新領域、新技術先做投資,日後美國其他造艦項目都能因而受惠。此外,2010年代下半美國海軍開始研究替代提康德羅加級飛彈巡洋艦的未來大型水面作戰艦艇,考慮到加快計畫進度以及具備足夠的發展潛力來容納未來新技術(包括大功率偵測/電子戰系統、直接能量武器等),希望從現有船型設計出發,並擁有大量功率餘裕;基於這些需求,顯然DDG-1000是美國海軍手頭上最適合的發展基線。

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