史普魯恩斯級驅逐艦(2)

1975年時李頓.英格斯船廠的史普魯恩斯級生產線一景,畫面左側是建造中的史普魯恩斯級二號艦保羅.佛斯特號

(USS Paul F. Foster DD-964)。

(上與下)1970年代李頓.英格斯廠(Litton Ingalls)全速生產史普魯恩斯級的盛況。當時李頓.英格斯耗資數百萬美元

引進模組化建造技術,使得船艦能像是汽車流水線一樣地逐步移動建造,能使大批量造艦的效率大幅提高;此外,

引進電腦輔助設計(AID)以及自動化庫存查詢系統來提高生產效率以及增加品質一致性。也由於這些新技術,李頓.英格斯

在1970年代初一舉拿下DX驅逐艦(史普魯恩斯級)以及LHA兩棲攻擊艦(塔拉瓦級)兩大採用總包制度的造艦案。畫面中

可以看到最左邊的兩艘史普魯恩斯級的艦體所有分段已經合攏、全艦成形,而畫面右邊則是在不同建造階段的各個分段,

這些模組分段隨著建造進度推進而朝畫面左方移動。另外注意左邊兩艘史普魯恩斯級後方有一個大型分段,顯然是

建造中的塔拉瓦級兩棲攻擊艦。

左為建造中的保羅.佛斯特號(USS Paul F. Foster,DD-964),攝於1975年。

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一張攝於1975年6月的照片,六艘史普魯恩斯級驅逐艦同時在位於密西西比州帕斯卡瓜拉(Pascagoula)的Ingalls船廠建造

,由左而右分別是保羅.佛斯特號(USS Paul F. Foster,DD-964)、史普魯恩斯號(USS Spruance,DD-963)、

亞瑟.拉德福特號(USS Arthur W. Radford,DD-968)、艾拉特號(USS Elliot,DD-967)、

海萊特(USS Hewitt,DD-966)和金凱德號(USS Kinkaid,DD-965)。

一張攝於1978年2月24日的英格斯船廠史普魯恩斯級生產線照片,畫面最右側是約翰.漢庫克號(USS John Hancock DD-981

一張李頓.英格斯船廠的史普魯恩斯級生產線照片,攝於1979年。

正進行乾塢作業的史普魯恩斯級驅逐艦哈維特號(USS Hewitt DD-966)。

可以清楚看到艦首SQS-53大型艦首聲納外罩。

1987年10月19日,史普魯恩斯級驅逐艦楊.約翰號(USS John Young DD-973)投入對伊朗海上指揮平台進行報復性攻擊的

靈敏射手作戰(Operation Nimble Archer)。畫面中楊.約翰號通過被擊毀、燃燒中的兩個伊朗指揮平台。

(上與下)史普魯恩斯級的考辛號(USS Cushing DD-985),上圖是現代化改良之前,下圖是現代化改良之後,

將ASROC發射器換成MK-41垂直發射器,加裝魚叉反艦飛彈、SLQ-32電子戰系統,並在艦尾加裝RAM短程防空飛彈

發射器。注意考辛號起降甲板上停著一架LAMPS 3 SH-60B反潛直昇機。

史普魯恩斯級USS Deyo(DD-989)正近距離監視俄羅斯庫茲涅索夫海軍上將號(Admiral Flota Sovetskovo Soyuza Kuznetsov)

航空母艦。此照片可能攝於1990年代初蘇聯解體左右。注意USS Deyo的ASROC反潛火箭發射器兩側布置了

戰斧巡航飛彈的裝甲發射器。

破浪前進的史普魯恩斯級保羅.佛斯特號(USS Paul F. Foster DD-964)

在乾塢中整修的保羅.佛斯特號(右),畫面左上角有另一艘史普魯恩斯級。

史普魯恩斯級的費佛號(USS Fife DD-991)。此時艦尾配備了一座RAM短程防空飛彈發射器。

巴斯鋼鐵(BIW)的DD-963型驅逐艦提案。最後BIW並未得標。

在1980年代初期,為了預防當時開發中的DDGX神盾飛彈驅逐艦(後來成為柏克級)開發不順,美國海軍也委由

英格斯船廠、RCA等民間公司以史普魯恩斯級驅逐艦的設計為基礎,裝備簡化神盾系統作為備案,而此計畫稱為

飛彈驅逐艦(DDM)。此為一幅1980年代初期RCA公司提出的草圖,注意艦上裝備兩座MK-75 76mm快砲。

與原始普魯恩斯級(下)相較,DDM的上層結構完全重新設計,以減輕重量。

一張在1970年代末期出現、以史普魯恩斯級衍生的航空搭載型,可搭載STOVL戰機與直昇機。這類構想以及同時期的

制海艦、垂直/短場起降支援艦(VSS)都未能獲得青睞。

另一種由史普魯恩斯級艦體發展而來的全通甲板直昇機母艦,起降甲板可同時操作四架直昇機,並設有

下甲板機庫,而艦上仍保有火砲、海麻雀防空飛彈等自衛武器。當然,這類概念最後也沒有機會付諸實現。

史普魯恩斯級的二號艦保羅.佛斯特號(USS Paul F. Foster DD-964)除役後改裝為美國海軍水面作戰研究中心(NSWC)

的防衛系統測試艦(SDTS),在2005年3月16日接替先前擔任此一職務的迪卡圖號(ex-USS Decatur DDG-31)。SDTS

一項重要任務,就是安裝各型武器系統進行逼真度高的艦艇攻防測試。

 

 (參考資料──全球防衛雜誌377~381:理想型多用途驅逐艦 從史普魯恩斯級到紀德級,張明德著)

──by captain Picard

 


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競標作業

原本美國海軍歸畫在1967年12月正式對有意參與競標的合格廠商下達需求徵詢書(Request of Proposal,RFP),不過實際上到1968年2月15日才正式發出。依照新的總包制度,美國海軍打算在1968年四月選出參與第一階段合約定義 (CD)的廠商,然後在1968年5月選出進入研擬發展/產製(DP)階段的船廠,最後再從中選一家廠商承包設計與建造工作。在啟動競標作業時,美國海軍 希望在10年內完成所有計畫,在1977年12月之前交付所有的DX驅逐艦,並在1980年交付所有的DXG飛彈驅逐艦。在DX/DXGRFP中,美國海 軍定義了最大航速、巡航速度、續航力、適航性、武器系統與電子系統規格等;而參與競標的廠商擬定總包提案時,以建造30至40艘DX驅逐艦、外加25至 35艘DXG飛彈驅逐艦為前提。

總共有李頓.英格斯(Litton Ingalls)、通用動力(GD)的昆西(Qnincy)船廠、巴斯鋼鐵(Bath Iron Works,BIW)、新港紐斯(New Port News)、阿芳戴爾(Avondale)、陶德(Todd)等六家船廠獲得第一階段合約定義(DC)合約;審視過合約定義後,美國海軍選擇了李頓.英格 斯、BIW、通用昆西進入接下來的發展/產製階段(DP),在1968年7月3日分別與這三家廠商簽署發展DP提案的合約(各1000萬美元),耗時9個 月(原訂在1969年5月左右完成)。依照這樣的時程,美國海軍打算在1969年上半就完成DX/DXG的合約定義階段並確定設計與建造的承包商,在 1969財年結束前正式訂購5艘DX;然而實際上由於作業延誤,合約定義設計提案在1969年春季才完成,美國海軍在1969年4月才收到各競標船廠的 DP提案。由於這樣的延誤,DX/DXG計畫未能在1969財年結束前即時完成合約定義的相關程序,使美國國會拒絕在1969財年編列DX。

除此之外,由美國海軍李高佛在美國國會支持者為主的「核子動力派」也在提議建造「全核子動力水面艦隊」的提案,優先通過DXGN核子動力飛彈巡防艦計畫(後來成為維吉尼亞級飛彈巡洋艦),因此DX/DXG的概念規劃/合約設計(CF/CD)階段所需的經費一度遭到擱置。最後,美國海軍終於在1970年中選定李頓.英格斯為DX驅逐艦的設計/建造承包商,並在該年6月23日正式簽署合約。

李頓.英格斯獲勝的關鍵,在於該廠自行投資引進全新的模組化造艦技術。在當時,為了對抗有政府補貼政策的歐洲船廠以及勞力低廉的亞洲船廠,李頓.英格斯的 策略是進行技術升級來提高建造效率。經過研究之後,李頓.英格斯認為在船台上建造整艘船體的方式缺乏效率(整個船體從開工到下水前都佔用同一個大型船台位 置),也過於昂貴。而如果將船隻改以模組分段的方式,分別建造個別的船段並預先將設備裝入個別船段中,最後再運送至總組裝線上組合,就能有效節省建造時 間;採用這種類似汽車生產流水線的方式造船,一個分段建造完成後移至總組裝線,下一個分段就可以開始製造,而不像傳統造船方式始終佔用一整個寶貴的船台空 間。為了實踐模組化造艦技術,李頓.英格斯在該廠位於密西西比的帕斯卡古拉(Pascagoula)的既有船廠對面,投資建造一座採用全新模組分段建造技 術的新船廠,引進了進行船段產製、裝配的相關設備,同時也使用電腦輔助設計(AID)以及自動化庫存查詢系統等新技術。在一開始,李頓.英格斯投資數百萬 美元用於模組化造船設施 ,曾遭到造船業界的嘲笑,然而實際上藉由這次技術升級,讓李頓.英格斯獲得當時其他船廠無法比擬的競爭優勢。由於模組化建造技術,李頓.英格斯先後贏得了 DX驅逐艦以及LHA兩棲攻擊艦(後來的塔拉瓦級)等兩大採用總包制度的美國海軍造艦合約,成為1970至1980年代美國海軍水面艦製造商的龍頭。

美國海軍採購的前17艘史普魯恩斯級(DD-963~979)的建造工作分為兩階段,首先在李頓.英格斯船廠建成並完成合約交付,然後轉移到海軍造船廠安 裝所有的政府供應系統(Government-furnished System,包含所有的作戰相關裝備);然而,這樣的兩階段建造與原訂的總包採購制度(TPP)無法充分配合,依照TPP制度簽署的合約中,李頓.英格 斯承包所有的建造與系統安裝整合工作,因此最後的安裝工作轉移到海軍造船廠,就衍生出許多權責劃分的問題。因此,從第18艘史普魯恩斯級(DD-980) 起,整個船體平台建造、作戰設備安裝與測試就都完全在李頓.英格斯造船廠完成。

設計與建造

李頓.英格斯在1970年7月繪製的DD-963型驅逐艦想像圖,此方案採用三部燃氣渦輪主機

,不過在美國海軍要求之下改為傳動系統比較簡單的四部燃氣渦輪主機。

獲得設計與建造合約後,李頓.英格斯隨即著手進行船艦的細部設計;其中,美國海軍最強調的要求,是控制服役壽期的總成本。

美國海軍在1970至1975財年總共分批編列了30艘史普魯恩斯級,在1970年6月簽署首批三艘的合約,1971年1月編列第二批6艘,1972年1月編列第三批7艘,1974年1月編列第四批7艘,1975年1月編列第五批7艘 。在1972年11月27日,第一艘DX驅逐艦在李頓.英格斯廠開工建造,1973年11月10日下水,依照在二次大戰太平洋戰場上揚名立萬的雷蒙.史普魯恩斯上將(Admiral Raymond A. Spruance)來命名,1975年8月12日服役,總計首艦的研發/建造周期為8年又9個月。第30艘史普魯恩斯級佛萊契號(USS Fletcher DD-992)於1980年7月12日服役。 最初史普魯恩斯級的原始目標是花費25.06億美元建造30艘艦艇(平均每艘8350萬美元),不過由於1970年代嚴重的通貨膨脹,最後30艘的實際花費是37.3億美元(平均每艘1.243億美元)。

在1976年時,美國國會要求在1977財年增購四艘史普魯恩斯級,但並沒有獲得通過。 在1978財年,美國海軍決定增購一艘由史普魯恩斯級修改而來的直昇機驅逐艦(DDH),能搭載、操作四架SH-2F海妖或2架SH-3海王直昇機,舷號排在DDH-997; 不過經評估之後,美國海軍認為其造價過於昂貴,最後仍改回與史普魯恩斯級相同的設計,命名為海勒號(USS Hayler DD-997),於1983年3月5日服役 。以1980財年為基準,平均每艘史普魯恩斯級造價為3.9億美元,這個數字不包含後續的升級改良經費。

至於DXG防空驅逐艦方面,由於當時美國海軍以李高佛上將為首的核子動力派在國會影響力大,美國海軍在1967財年起陸續編列建造DLGN核子動力飛彈巡 防艦(加利福尼亞級與維吉尼亞級);由於越戰導致美國軍費吃緊,在DLGN排擠經費的情況下,DXG就無法付諸建造。另外,美國海軍在1960年代就在開 發名為先進水面飛彈系統(Advanced Surface Missile System,ASMS)的高性能艦載防空作戰/飛彈系統,後來演變成神盾(AEGIS)作戰系統, 搭載的平台有核子動力與傳統動力等考量;由於ASMS/神盾系統是美國海軍接下來防空艦艇的計畫主軸,如果仍以防空系統規格較舊的DXG(例如數位化韃 靼、機械掃描的三維雷達)作為接下來大量建造的飛彈驅逐艦,就顯得不太適當 。在1960年代末期,英格斯就開始規劃以DX的艦體為基礎、搭載ASMS的方案,擁有比配備數位化韃靼強得多的戰力,也具備兩座五吋艦砲與完整的直昇機 收容與起降設施(先前DXG就需要在艦砲數量與直昇機設施方面有所犧牲)。再者,由於史普魯恩斯級 使用的總包制度在1970年6月簽約後就遭到取消,程序上也不可能直接把DXG視為DX的延伸,以相同的總包方式直接由英格斯繼續執行。因此,原本與DX 高度共通的DXG,就在1970年 內正式遭到撤銷。

在1977年,美國海軍正式決定以史普魯恩斯級的艦體為基礎,發展搭載神盾系統的傳統動力防空驅逐艦(DDG-47),因此這個計畫 實際上等於取代了DXG的功能;在1980年時,此種神盾防空驅逐艦被升格為飛彈巡洋艦,隨後成為提康德羅加級(Ticonderoga class),27艘之中有19艘由李頓.英格斯建造。

史普魯恩斯級驅逐艦首艦史普魯恩斯號試航階段的照片,攝於1975年2月

 

艦體 平台設計

相較於過去的美國驅逐艦,史普魯恩斯級最顯著的特色在於艦體龐大修長,比起基靈級大了一倍,甚至超過二戰時代輕巡洋艦(CVL)的水準。負責概念設計與基本規劃的海軍船艦工程中心(NAVSEC)技術總監李波德(Reuven Leopold)表示,史普魯恩斯級的艦體長度是以次系統的需求來決定;包括武器配置、推進系統以及聲納等,都是決定艦體長度的要素。 例如,艦首段需要配置大型化的AN/SQS-26聲納(後來實際上配置的是將電子系統固態化、數位化的SQS-53A),並配置五吋艦砲以及下甲板彈艙 (由於後方要預留安裝MK-26飛彈發射器的空間,艦首五吋砲被要求盡量靠向艦首)、艦首錨艙等,這些因素使得艦首加長;由於新一代的反潛作戰裝備(如低頻聲納、拖曳聲納、直昇機設施等)都佔用更大的空間,自然需要更大型的艦體。最後完成的設計賦予史普魯恩斯級一個長達171公尺的艦體,長寬比例超出了DX原始規定的航速需求(艦體越修長則阻力月低,有利於提高航速)。史普魯恩斯 級的標準排水量5750噸,服役初期的滿載排水量7800噸,艦體設計預留極大的改良空間 ,滿載排水量具有擴充到10000ton的潛力。

史普魯恩斯級大型化的一個附帶效益,是增加了船身內部空間,提高 長時間持續航行作業的能力、能充分伴隨航艦戰鬥群在大洋上快速機動作戰,同時強化人員適居性以及輪機維修性;當然,一開始預留龐大的容積與空間,日後不需 要大規模改建就能更換或增添裝備,可顯著減低服役期間的升級成本。史普魯恩斯級大量採用自動化操作設計,減少艦上人員以降低人事成本。

如同前述,史普魯恩斯級艦採用模組化分段的方式建造(除頭兩艘 本級艦以半模組化建造之外,其餘均為全模組化建造 ),開創美國海軍造艦的先例。考慮到未來的發展或衍生,史普魯恩斯級的全艦設計依照不同的功能區域進行劃分,同一功能的所有相關次系統以及附帶的機械、電 力、冷卻等支援設施,都先集中在同一個底座而構成一個模塊,這使得日後的維護、更換或升級都十分便利,而不會對其他周邊設施造成「牽一髮而動全身」的連鎖 影響;例如,艦首聲納相關的換能器、22個電子機櫃、電源供應、監控系統等,全部集中於艦首下方的模組區域中。

模組化設計的另一要點,就是在設計模組區塊時,必須將未來可能的升級以及人力需求成長都考慮進去,並預留必要的餘裕,這些考量涵蓋新裝備所需的容積以及造 成的重量成長、 原始結構強度需能承擔新設備重量、艦體重心會上升、平台基礎設施(電力、冷卻功率)也必須支持。以DXG防空型為例,高而沈重的大功率防空雷達、射控雷 達、更強大的計算機組以及防空飛彈發射系統,都需要更大的空間、排水量、供電量以及人員編制。史普魯恩斯級的穩定性和預備浮力,相當於在主甲板平面的高度 上增加350ton的重量;其三部發電機總功率6000KW,即便考量到作戰期間的最大負荷,也僅有5000KW,因此預留了1000KW供未來新增的系 統,而不需要變更發電設施; 史普魯恩斯級原始設計的供電系統包含三台固態變頻器,實際上只需要兩台就能負擔全戰鬥狀態下的供電需求,而防空型的DXG也能以三具變頻器來滿足,其設計 也保留增加第四具變頻器的空間。海水消防系統每分鐘能供應350加侖的水量,能滿足原始型號與未來發展(如防空型)的需求。

史 普魯恩斯級優良的艦體設計使其擁有出色的適航性與穩定性,在四級海象下可讓直昇機起降,在五級海象下能進行海上補給或以艦載武器接戰,在六級海象下能連續 而有效地航行,在七級海象下仍能有限地航行;穩定性方面,本級艦在一般情況下能於每秒51m的橫風中迴轉,在以30節高速航行、艦體傾斜小於10度的情況 下轉向,在艦體受創、一艙進水的情況下仍能承受13.9m的橫風 。史普魯恩斯級的直昇機庫與起降甲板並非設置於艦尾最末處,因為理論上艦載直昇機甲板設置於艦體長度3/4處將擁有操作上的最佳位置。 此外,史普魯恩斯級在1980年代的升級作業中,也陸續在重點結構部位設置凱夫勒(Kevler)裝甲來強化生存性能。

 

推進/輪機系統

推進系統方面,最初在DX的需求徵詢書(RFP)中並未規定使用何種主機,然而當時美國海軍的偏好顯然是當時最新的燃氣渦輪技術。燃氣渦輪具有啟動與加速快(能迅速啟動並在短時間加至全速)、體積小、重量輕、推重比高、自動化程度高、人力需求低、肅靜性高(噪音頻段較集中於高頻,在水中傳遞距離較短)等諸多優勢;此外,每一套燃氣渦輪可以作為一個擁有固定輸出功率的模組單元,設計者可以非常方便地根據動力需求來調整燃氣渦輪主機的數量與配置。

美國海軍在DX的合約中對靜音設計有獎勵條款,鼓勵廠商使用比原訂規格更好的靜音設計。因此,李頓.英格斯放棄使用巡航時較為省油的複合燃氣渦輪與柴油機 (CODAG),採用全燃氣渦輪推進;此外,使用較為昂貴但更為安靜的燃氣渦輪發電機組,而不是柴油發電機組。而完全使用燃氣渦輪推進的缺點在於,燃氣渦 輪的低速於高速運轉的油耗差不多,中低速巡航時油耗非常不經濟

為了降低油耗以及購置成本,李頓.英格斯在DX的設計提案中使用較為修長的艦體,只須要三部功率各20000軸馬力的LM-2500燃 氣渦輪(總功率60000馬力)就能推動船體達到30節航速;這套推進系統使用電力連結的傳動系統,巡航時只以一部燃氣渦輪同時驅動兩根推進軸,全速航行 時則三部燃氣渦輪同時併聯輸出。三部燃氣渦輪中,兩部設置在後機艙,一部設置在前機艙。此種方案可提供較佳的巡航階段油耗經濟性,但併聯三部燃氣渦輪主機 的傳動機構較為複雜。不過雖然李頓.英格斯在競標中獲勝,但美國海軍擔心使用三部燃氣渦輪的推進系統過於複雜,因此立刻要求李頓.英格斯放棄這種設計,改 用四部燃氣渦輪以及全機械連結的傳動系統,每兩部併聯為一個機組各驅動一根推進軸,彼此並不交連也沒有連結電動機,整體構型遂單純得多,總功率提高到80000軸馬力 。為此,李頓.英格斯進一步調整DX驅逐艦的艦體設計,使尺寸與排水量進一步增加。在巡航時,兩個燃氣渦輪機組各啟用一具LM-2500輸出,全速航行時則四具燃氣渦輪同時運轉;四部燃氣渦輪主機分置於前、後兩個完全隔離的機艙中 ,一個機艙受損時不會影響另一個機艙的運作。由於實際主機功率大於需求,史普魯恩斯級的航速比原始要求更快;日後美國海軍利用史普魯恩斯級的艦體設計衍生出提康德羅加級神盾巡洋艦,仍保有30節的航速。

相較於傳統的蒸氣渦輪推進系統,全燃氣渦輪推進系統還會面臨不易變速與倒俥的問題;蒸汽渦輪可透過改變送至渦輪葉片的蒸汽量來增加、降低渦輪轉速,但燃氣渦輪工作時的工作轉速範圍有限(燃氣渦輪高效率輸出的轉速區間很窄,調整彈性低。以往蒸氣渦輪系統能在減速齒輪中增加一個倒俥級,但燃氣渦輪推進系統無法這麼做。其 中一種解決方法是結合渦輪電力驅動,藉由一個電動馬達作為燃氣渦輪與傳動系統的中介,不過此方案會讓整個推進系統的複雜度與佔用空間增加。而李頓.英格斯選擇 的方案是新開發的可變反轉螺距螺旋槳(Controllable,Reversible-Pitch Propeller,CRPP),或稱可變距螺旋槳(Controllable Pitch Propeller,CPP),螺旋槳內部設置可調整葉片螺距的機構,藉由改變螺距來反轉俥葉的推進方向。CRPP是一種先進而簡潔的工程方式,在不改變推進軸轉速與轉向的情況下,僅改變螺距就能獲得最大正值與最大負值的各種推力,可以省略傳動系統的換向裝置,又可大大縮短船舶換向航行的時間,顯著改善船艦靠離碼頭、改變航向、緊急停車或倒車、避免碰撞的機動性能。使用變距槳的船舶停船時間大約比定距槳減少1/3,向前滑行距離減少一半。此外,透過調距槳改變推進輸出功率與方向,使主機無需頻繁改變工況,對於延長主機壽命、提高可靠性、降低油耗等都有幫助;透過適當控制推進輸出與槳距的組合,可以達到最經濟的燃料運用。不過,可變距螺旋槳內部機械結構複雜,成 本與技術風險較高,作業時需要的維修工作量以及故障率也進而提高;此外,可變距螺旋槳必須採用直徑較大的槳轂來收容機械裝置,使得螺旋槳工作效率略低。從史普魯恩斯級開始,美國海軍所有全燃氣渦輪推進船艦都使用可變距螺槳。

史普魯恩斯級裝備三具501-K17型燃氣輪機主發電機組,每 具功率為2000KW,電壓為450V,並配備三個固態變頻器,電源頻率為60/400Hz,艦上的空調系統包含三部制冷功率150噸級的空調主機。此 外,史普魯恩斯級設有三台廢熱鍋爐,分別利用三具燃氣渦輪發電機高溫廢氣的熱量來燒水產生蒸汽,用來供應ASROC發射器的除冰裝置、燃油加熱器、蒸餾裝 置、熱水加熱器、盥洗和廚房所需的熱源。燃氣渦輪使得史普魯恩斯級擁有極佳的 快速反應(能立刻啟動並迅速加至全速)、加速與靜音性能。史普魯恩斯級的輪機監控功能高度自動化,艦橋的控制台與機艙的中央控制室都能控制所有的推進機 能;此外,主機艙內推進機械旁邊還設有備用的手動控制台。

為了降低噪音,避免妨害本身聲納的運作,史普魯恩斯級採用大量嶄新的減噪制震技術,許多都成為日後美國建造水面艦艇的標準措施。首先,艦上燃氣渦輪(包含 推進與發電)、齒輪傳動裝置、通風機、泵等高強度噪音來源,都採用彈性減震基座來安裝,如此能將傳遞到艦殼的噪音與震動降至最低;例如,主推進燃氣渦輪采 用高阻尼共用基座,將主機與齒輪箱安裝在同一個大型機座上並透過彈性底座固定在艦體結構上;支撐主機的彈性底座共有32塊,每塊都符合美國海軍6E- 2000系列彈性底座標準的要求規範。其次,燃氣渦輪主機與發電機都採用許多措施來消減運轉與進/排氣的噪音,其中LM-2500燃氣輪機的降噪系統包括 封裝整個主機的密閉隔音外罩、進氣消音器、排氣消音器和冷卻空氣消聲器,這些消聲器被要求滿足語言干擾度(65dB);至於501-K17燃氣渦輪發電機 的消音系統則包括附帶消聲器的空氣冷卻密封外罩、進氣消音器與排氣消音器。燃氣渦輪主機、發電機的隔音密封外罩的隔層和內壁都具有吸收聲聲的效果,整套消 聲系統的有效使用期為20年。此外,史普魯恩斯級也是美國海軍第一種配備Masker & Prairic氣泡屏幕系統的艦艇,利用燃氣渦輪機抽風系統產生的低壓空氣,在前主機艙後方的水線以下部位噴出一道氣泡幕,能隔絕輪機艙與後部螺旋槳推進 器對艦首聲納的噪音干擾,此外當然也能減低本身輪機、推進器對外輻射的噪音量。降低噪音的另一重要手段,就是針對螺旋槳推進器著手;首先,考慮到推進效率 並兼顧降低螺旋槳轉動產生的空蝕效應,史普魯恩斯級選擇了每分鐘168轉的轉速(單考慮最佳效率,則應為每分鐘180轉),螺旋槳的翼徑比選為0.3;此外,為了抑制螺旋槳尖端產生因空蝕現象產生的空泡噪音,還使用了在螺旋槳尖端釋出氣泡的系統,利用燃氣渦輪機抽取的低壓空氣,從燃油分配箱進入大軸下方的一個管道,然後引至推進器各葉片尖端的通氣孔,並在此釋放到水中。

初始戰力

史普魯恩斯級剛出現時,艦上的武裝只有艦首的MK-54五吋自動艦砲、一座MK-112八聯裝ASROC發射器、兩具三聯裝MK-32魚雷發射器以及兩架SH-2F海妖反潛直昇機,與其龐大的噸位與高昂的造價不成比例,致使輿論譁然 (同時期蘇聯大型水面作戰艦艇的武裝都極為強大)。

美國海軍在1970至1975年訂購的30艘史普魯恩斯級的平均單價約1.24億美元 (至1980年則成長為3.9億美元),在當時相當於維吉尼亞級核能飛彈巡洋艦的六成,是先前四千噸級諾克斯級巡防艦的六倍不止;但是早期史 普魯恩斯級的武裝只比諾克斯多一門5吋艦砲以及多停放一架直昇機。依照原始DX驅逐艦的構想,是基於和DXG飛彈驅逐艦的共通性以及考量到足夠的大洋航行 性能,才需要擁有大型艦艇,但是反潛裝備只要求大致與先前的護航驅逐艦同級,才會導致史普魯恩斯級服役初期看似艦體龐大、卻裝備貧弱的情況。

史普魯恩斯級驅逐艦首艦史普魯恩斯號(USS Spruance DD-963)的戰情中心(CIC),攝於1975年。

其實史普魯恩斯級雖 然看似火力薄弱,事實上配備許多當時最先進的裝備,而龐大的艦體不僅改善了艦內起居環境,更保有大量的空間供日後性能提升。艦首新型SQS-53A聲納改 良自SQS-26,採用固態電子元件以及數位信號處理技術,可以直接偵測40km外的第一匯聲區;使用數位化的MK-116反潛 射控系統取代類比的MK-114;具備大型直昇機庫可搭載兩架SH-2F海妖反潛直昇機或一架SH-3海王式直昇機,直昇機甲板並非位於艦尾而靠近中央, 以降低風浪對起降作業的影響。艦首MK-16 ASROC八聯裝發射器的再裝填彈艙設計異於以往,過去會將再裝填彈庫設置在發射器後方的甲板或船艛結構內,採用水平儲存;而史普魯恩斯級的則將 ASROC再裝填彈艙設置於下甲板,採用垂直儲存,裝填程序自動化,儲備量16枚居各艦之冠。ASROC採用垂直儲存的原因,主要是艦首預留安裝MK- 26 Mod0飛彈發射系統的空間,發射器下方有充裕的垂直空間可以使用,就不需要再佔用其他空間設置水平彈艙。史普魯恩斯級的MK-32魚雷發射器隱藏於直昇 機庫下方兩側艙門內,於直昇機共用魚雷庫。美國海軍規劃DX驅逐艦時,最初打算安裝BPDMS基本點防禦防空飛彈系統 ,設置在直昇機甲板後方的砲位上;但隨後為了等待自動化程度與作戰性能更好的IPDMS改進型點防禦防空飛彈系統,史普魯恩斯級服役初期就將此砲位空間保留,沒有安裝任何武器。

升級餘裕方面,如同前述,史普魯恩斯級艦首A砲位安裝的是MK-45 五吋54倍徑艦砲,設計上預留換裝MK-71 八吋艦砲的空間,甲板底座與支撐結構的強度都足以支持。B砲位安裝ASROC反潛火箭發射器,設計上可換裝MK-26 Mod0雙臂飛彈發射器(下甲板彈艙容量24枚;原本ASROC發射器容納8枚、下甲板彈艙儲存16枚,因此換裝MK-26 Mod0發射器之後前部備彈數量並沒有減少)。直昇機起降甲板後方的Y砲位在服役之初保留,打算換裝IPDMS防空系統的MK-29海麻雀防空飛彈發射器,而此處預留的空間能換裝一套MK-26 Mod1雙臂飛彈發射器(下甲板彈艙容量44枚)。史普魯恩斯級的後桅杆只配備SPS-40二維對空搜索雷達,但此處桅杆設計其強度可支持更重的SPS-48三維對空搜索雷達天線,此外上層結構也預留安裝用來配合韃靼防空飛彈系統的連續波照射雷達的空間 ,這都是基於必要時將DX迅速轉換成擔任防空任務的DXG。此外,艦上預留當時正在研發的魚叉反艦飛彈、方陣近迫武器系統的安裝空間。

史普魯恩斯級的作戰中樞是當時美國海軍標準的NTDS海軍戰術資料系統的最新衍生型,又稱為「指揮與判定系統」,以甫推出的UYK-7數位電腦取代原本NTDS的CP-642電腦,整合有所有作戰指揮、武器射控與反潛射控等所有功能 ,不過省略了區域防空作戰能力,而軟體版本為Model 4.0。史普魯恩斯級的改良型NTDS總共有三具UYK-7電腦與11個顯控台,其中一個是作戰總顯控台(OSC)。前30艘史普魯恩斯級都配備SPS-40型二維中程對空搜索雷達,唯獨最後一艘海勒號改用SPS-49二維長程對空搜索雷達。

潛為史普魯恩斯級的首要之務。服役之初,艦上使用LAMPS-1第一代輕型空載多用途系統(Light Airborne Mutipurpose System,LAMPS)。這 種系統是接替遭到取消的無人駕駛反潛直昇機(drone anti-submarine helicopter,DASH),目的是攻擊第一匯聲區外的目標。系統包括SH-2F海妖反潛直昇機以及SQR-18拖曳陣列聲納。SQR-18是護航 拖曳陣列聲納感測器(ETAS)計畫所發展的過渡性護航拖曳陣列聲納((IETASS),可偵測第一匯聲區之目標,並使用NC-2描跡裝置進行人工目標動 向計算(Target Motion Analysis,TMA)。 此時的聲納浮標信號處理系統相當笨重,無法裝置在SH-2上,必須以AKT-22資料鍊將聲納浮標傳來的信號傳回母艦,也意味著SH-2只能在母艦所處的 水平線內作業。本級艦上一開始使用的MK-116為第一代的Mod0型,只能算是MK-114的數位化版,主要用於計算ASROC的彈道,無法和 LAMPS-1整合。

除 了SQR-18外,當時還有一種較SQR-18更大的SQR-15拖曳陣列聲納,偵測距離可達第二匯聲區,但是當時沒有一種艦載武器可以直接攻擊這個距離 的目標,因此此系統的操作必須交由更高的指揮階級而非母艦本身,因此SQR-15被視為是戰略性的偵測系統而非戰術性。此外,SQR-15數量有限,不可 能裝備於每艘史普魯恩斯級艦,因此採用輪替方式,將進塢整修艦的SQR-15拆下,裝備於即將出海的艦。為了運用SQR-15,美國海軍需要一種比SH- 2更大的直昇機,也就是SH-3海王反潛直昇機。機上配備AQS-13吊放聲納,可以獨立偵潛,但是聲納浮標的資料仍須傳回母艦,老問題依舊沒有解決。 SQR-15和SH-3的組合就是LAMPS-2。此系統只能算是在真正具備視距外反潛能力的LAMPS-3出現前的過渡性系統,因此知名度較低。

史普魯恩斯級之中,哈里.希爾號(USS  Harry W. Hill DD-986)在服役期間接受的改良最少,是唯一一艘從沒有裝備戰斧巡航飛彈的史普魯恩斯級艦。哈里.希爾號整個服役期間都沒有換裝MK-41垂直發射系 統、MK-23目標獲得系統(TAS),之後也沒有修改直昇機起降設施來相容於SH-60 LAMPS-3。在1980年代,哈里.希爾斯號加裝MK-15方陣近迫武器系統。在1994年,在乾塢進行整修的哈里.希爾號在出塢作業時發生意外,當 時強烈的陣風使該艦撞上乾塢,一條鋼纜斷裂,使兩名正在作業的船員受到重傷;這次意外使得哈里.希爾號的船舵、螺旋槳、穩定鰭都受到嚴重損傷。在1995 年,哈里.希爾號的前部補給接收裝置被封閉,ASROC反潛火箭發射器被移除,該艦於1998年5月底除役。

第一階段改良

在1976年中期至1978年中期, 美國海軍首先針對前13艘交付未久的史普魯恩斯級(DD-963~975)進 行武裝與自衛能力強化工作,加裝MK-29改良型海麻雀點防禦飛彈系統(IPDMS)以及配套的MK-23目標搜索系統(Target Acquisition System,TAS),使得搜索低空來襲目標(敵機或飛彈)的能力大增;此外,加裝兩座四聯裝魚叉飛彈以及SLQ-32(V)2電子 支援系統;而接下來的DD-976~984等九艦在交付之前便直接在船廠內追加這些裝備,再過來的DD-985~992、997則在建造時就將新裝備納 入。首艦史普魯恩斯號(DD-963)在換裝MK-41垂直發射器之前,並未安裝MK-23目標搜索系統,但是二號艦(DD-964)則較早加裝MK- 23 TAS。

第二階段改良

1981年起,部分史普魯恩斯級的聲納升級為SQS-53B。與SQS-53A比起來,SQS-53B以類比接收波束集射取代機械式陣列,增加 USY-1信號處理器以及UYQ-25聲納操作環境評估系統(Sonar In-situ Mode Assessment System,SIMAS)。1970年代後期開始,美國海軍實施「反潛作業系統整合」(ASW-CSI)作業,為MK-116 Mod 6反潛射控計算機增加目標自動追蹤能力,並將MK-116 Mod6與SQS-53B聲納、UYQ-25與新的輕型空載反潛直昇機系統-3(LAMPS-3)整合為一,改稱為AN/SQQ-89反潛系統 。LAMPS-3由新的SQR-19戰術性拖曳陣列聲納(TACTASS)與SH-60B反潛直昇機組成,透過SQQ-28直昇機資料鏈。SH-60B裝有USY-1聲納浮標信號處理系統,信號處理不必再仰仗母艦,可脫離母艦水平線進行反潛作戰,也可透過SQQ-28直昇機資料鏈系統將聲納浮標相關資訊傳回母艦。SQR-19長244m,使用數位化接收陣列以及USY-1信號處理器,可偵測第三匯聲區的目標。

在1982年,SQR-19裝備於史普魯恩斯級的科辛號(USS Cushing DD-985)上進行測試,測試作業進行到1984年。在1985年,科辛號進一步加裝完整的AN/SQQ-89反潛作戰系統。由於SH-60B較SH-2F大,因此機庫只能裝一架,對於史普魯恩斯級這種噸位的艦艇而言實在有點可惜 ,所以美國海軍在稍後為史普魯恩斯級展開的大規模改良(見下文),就擴充了機庫的容量與相關設施。此外,史普魯恩斯級也加裝了IBM的音響目標追蹤系統(Acoustic Target Tracer,ATT),可在原先人工操作系統所需的一半時間內定出魚雷攻擊座標,對轉向目標定向能力也大幅增加。然而,直到1980年代後期,史普魯恩斯級才開始廣泛地裝備AN/SQR-19拖曳陣列聲納系統。

第三階段改良

史普魯恩斯級的科諾利號(ex-USS Conolly DD-979),

ASROC發射器兩側各裝一座戰斧飛彈的裝甲發射系統(ABLS)。

在1980年代中期,七艘史普魯恩斯級(DD-974、DD-976、 DD-979、DD-983、DD-984、DD-989、DD-990)在艦首ASROC發射器兩側各加裝一組MK-143戰斧巡航飛彈裝甲發射系統(ABLS) ,部署BGM-109B反艦型戰斧飛彈,以對抗蘇聯當時日趨強化的水面艦隊兵力。在1985年,麥瑞爾號(USS Merrill DD-976)首先加裝ABLS進行測試,並且成為第一艘發射戰斧巡航飛彈的水面艦艇,而其餘六艘也在1986至1987年完成了全部改裝。 實際操作證實這兩組高出甲板且十分沈重的的裝甲發射器不僅使艦體重心升高、影響耐海能力,而且也嚴重影響到中間ASROC發射器的射界。

1986年 財年起,24艘沒有裝置ABL戰斧飛彈發射器的史普魯恩斯級 陸續回廠進行升級,艦首的MK-16ASROC發射器被拆除,改換一座MK-41垂直發射器,內有八組八聯裝垂直發射模組,總載彈量61發(其中一組八聯裝發射器中,有相鄰三管的空間被用來安裝一具再裝填用起重機 ),可裝載戰斧巡航飛彈,以及由於開發進度延誤而「遲到」的RUM-139垂直發射型反潛火箭(Vertical launch ASROC,VLA)。經過此階段改良之後, 史普魯恩斯級的火力大增,增添了可觀的對地攻擊能力。改裝完成後,史普魯恩斯級增加了1000ton的重量,人員也從最初的232人增加到315人。在1986年度的大修工程中,首艦史普魯恩斯號成為第一艘改裝MK-41垂直發射系統的本級艦。

由於史普魯恩斯級不需要擔負艦隊防空任務,而且加裝防空飛彈配套偵搜/照射雷達與射控系統顯然過於昂貴,因此史普魯恩斯級始終沒有納入標準SM-2防空飛 彈的射控能力;雖然美國曾規劃讓史普魯恩斯級能裝載標準SM-2防空飛彈,並由其他神盾艦進行射控導引,不過這項能力要等到1990年代末期開始實用化的 聯合接戰能力(CEC)才能實踐,此時史普魯恩斯級已經開始陸續除役,所以讓史普魯恩斯級搭載標準飛彈的構想從來沒有實現。

史普魯恩斯級的狄約號(USS Deyo DD-989),注意艦首ASROC發射器兩側各裝了一個

四聯裝MK-43戰斧巡航飛彈發射器。

 

反潛方面,史普魯恩斯級也在此波改裝中,加裝前述已經獲得驗證的AN/SQQ-89反潛作戰系統(含AN/SQR-19拖曳聲納),並配合新的LAMPS-3反潛直昇機系統。為了容納兩架比SH-2F更大的SH-60B反潛直昇機,史普魯恩斯級增寬 了機庫,並改進機庫內相關設施(包含加裝海龍1301滅火系統),而飛行甲板也加裝RAST輔助降落系統來配合SH-60B的起降操作。LAMPS-3在1987年 升級為Block1,SH-60B增加了AGM-119 MK2 Mod7企鵝反艦飛彈的運用能力;為此,總共有11艘史普魯恩斯級在1994年9月至1995年11月間進行相關修改,使艦上魚雷庫能存放企鵝飛彈。

在電子戰方面,此一階段改良將原本只有電子截收功能的SLQ-32(V)2升級為兼具主動反制能力的SLQ-32(V)5,關鍵在於增加一套伙伴 (Sidekick)干擾系統。為了增強防護能力,這波改良中也包括於艦體與重要部位增設凱夫勒裝甲板。此外,增寬機庫,以容納兩架SH-60B,飛行甲 板也加裝RAST輔助降落系統。

 

1990年代以後的升級

到了1990年代,史普魯恩斯級升級的重點主要為電子系統的升級。由於民間電子科技進步神速 ,發展週期也遠比美國軍方封閉的純軍規系統快得多,史普魯恩斯級許多裝備顯得龐大笨重、性能落伍且難以維護升級(零組件來源逐漸中斷)。為此, 在1990年代的改良中,史普魯恩斯級將許多電子系統改採相容於民規的開放式架構(Open Computing Architecture),並使用新的民用電子零件。例如SQQ-89便改成VME規格之開放架構。日後,SQQ-89又全面採用固化民用組件(commercial off the shelf,COTS)以及開方電腦佈局。

部分史普魯恩斯級將 聲納升級為SQS-53C,以數位化寬帶發射集射器取代SQS-53B的類比系統,可和相位陣列雷達一樣集射,主動、被動操作模式一共可以同時追蹤100 個目標,主動模式的距離也可達第二匯聲區;此外,信號/噪訊比也增加了。另外,改良包括以UYK-43電腦取代UYK-20、加強淺水操作與避雷能力等。 SQS-53C可在較高速下操作,淺水時目標辨認能力增加50%。

未 能將聲納提升為SQS-53C的本級艦,則使用政府用電子組件(GOTS)改良SQS-53A/B,換裝新的接收器、顯示訊號處理器、簡化操作程序與系統 重量、組件全面數位化、黑白螢幕改成彩色螢幕等等。在A型上的程序為EC-16,在B型上的為FC-84,改良之後稱為SQS-53D。至於 SQS─53C的改良也在進行,如被動次系統現代化(PSIV),以民用組件取代舊有類比/數位轉換器與兩個收波束集射器。另一個改良計畫是增加應付恆溫 層的能力,計畫以新的TARS中頻拖曳聲納放入恆溫層內,接收SQS-53C以低頻穿透的聲納波。TARS預計在2001年可以啟用。

史普魯恩斯級的其他改良還包括加裝SLQ-25拖曳式魚雷反制系統(Launched Expendable Acoustic Device,LEAD)、加裝USQ-132戰術支援決策系統 TDSS,以及較原先增加回音追蹤辨認系統的(ETC)LAMP-3 Block2反潛直昇機系統等等。在1990年代,其中一艘史普魯恩斯級加裝了AN/SQY-17快速反飛彈整合防衛系統(RAIDS,詳見SSDS艦艇自衛系統一文),經過驗證後,其餘30艘在1996至1997年全部完成加裝。

此外,美國海軍也在16艘史普魯恩斯級上布置機密的OUTBOARD(Organizational Unit Tactical Baseline Operational Area Radio Detection Countermeasures Exploitation System)電子信號截收、定向系統,能在遠距離探測、標定特定的信號(以通信為主)並予以識別,並且著重於探測一些非傳統、低截獲率(low probability of intercept ,LPI)信號。典型的OUTBOARD系統包括包括SSQ-108 Outboard  Adcock VHF頻定向天線系統以及24個布置在艦面各處的LF/MF/HF定向天線,後端並以自動化數位獲得系統(automated digital acquisition system,ADAS)來處理 。

拆除後桅杆、用來測試AEM/S封閉桅杆系統的拉德福號(USS Arthur W.Radford DD-968)。

若干史普魯恩斯級也被作為新科技、裝備的實驗平台,例如大衛.雷號(USS David R.Ray DD-971)在1984年下旬加裝了一套公羊(RAM)Block 0滾轉體短程防空飛彈系統進行測試,成為第一艘裝備RAM的美國海軍艦艇(此時該艦還沒換裝MK-41垂直發射器),該艦的MK-49 RAM飛彈發射器臨時性地安裝在艦尾MK-45艦砲旁邊;隨後史普魯恩斯級的奧本濃號(USS O'Bannon DD-987)等共計九艘本級艦都以RAM取代了MK-29海麻雀;而其中七艘同時擁有SWY-3與公羊飛彈的史普魯恩斯級艦中,有三艘的公羊Block 0系統被升級為Block 1。本級艦楊.約翰號(USS John Young DD-973曾被作為遠距獵雷系統(Remote Minehunting System,RMS,詳見「美國海軍各型無人水下獵雷載具 」一文)的操作測試艦,並在1995年3月參與了一項演習。最後一艘史普魯恩斯級艦海勒號(USS Hayler DD-997)則加裝柏克級飛彈驅逐艦將採用的利頓引擎自動控制系統,以進行操作驗證。

本級艦拉德福號(USS Arthur W.Radford DD-968)的後 桅杆被拆除,原位置加裝一座具備匿蹤造型的先進密閉桅杆/感測器(Advanced Enclosed Mast/Sensor,AEM/S),而原本位於後桅杆上的各種雷達與其他電子系統天線都被安裝在這座AEM/S內部。AEM/S以頻率選擇材料 (FSS)製造,只有其內部之天線的電磁波能夠進出,敵方雷達的電磁波都遭到過濾吸收,再加上AEM/S本身就採用匿蹤造型,因此可大幅降低雷達反射截 面;而免除與海水、海風的接觸後,AEM/S內部電子系統的故障率與維修成本將大幅降低。

保羅.佛斯特號(ex-USS Paul F. Foster DD-964)除役後,在2005年被改為美國海軍

水面作戰研究中心(NSWC)的防衛系統測試艦(SDTS)。注意此時艦尾直昇機平台增設一個桅杆。

 

在2005年3月16日,已除役的本級艦二號艦保羅.佛斯特號(ex-USS Paul F. Foster DD-964)接替了迪卡圖號(ex-USS Decatur DDG-31),成為美國海軍水面作戰研究中心(Naval Surface Warfare Center,NSWC)的防衛系統測試艦(Self Defense Test Ship,SDTS),安裝各型武器系統進行逼真度高的艦艇攻防測試。 至2011年,保羅.佛斯特號已經是唯一僅存的史普魯恩斯級驅逐艦,其餘艦艇不是已經拆解,就是作為靶艦遭到擊沈。

2011年11月中旬進行海藻混合燃料測試的保羅.佛斯特號,

甲板上覆蓋著「海軍新能源」的標誌。

在2010年代,保羅.佛斯特號也被用來測試由海藻提煉的替代燃料的運轉測試。此前美國海軍為開發這種混海藻生物燃料,已經投資了5億美元,並先後通過目標測試、組件與全規模主機等單元測試項目,在組件與全尺寸主機測試時也詳細檢驗了運作時的燃燒質量與廢氣排放。

在2011年11月中旬,美國海軍利用 保羅.佛斯特號成功進行了首次海藻/化石混合替代燃料的船舶航行測試(先前生物燃料只在航空機上進行測試);在此次航行測試中,保羅.佛斯特號採用無人駕駛模式,首先以傳統 化石燃料進行航行,接著再以海藻生物/化石混合燃料(與傳統化石燃料以1:1混合)依照相同航路進行航行,在兩次過程中詳細比較不同速率下的燃油消耗量、發動機溫度與產生的推力等參數,整個航行過程歷時20小時 ,只使用一部燃氣渦輪主機與一部燃氣渦輪發電機組,共消耗了20000加侖混合燃料 ,結果顯示混合燃料對輪機完全沒有負面影響。換用此種生物混合燃料的船艦與飛機,發動機不需要經過任何修改。測試成功之後,美國海軍接下來打算在一個航空母艦編隊上進行試用此種燃料 。

在2016年5月31日,保羅.佛斯特號進行了兩種替代燃料的最終測試,此次航行中使用了兩種替代燃料(約30000加侖),分別採用合成異構烷烴 (SIP)和水熱催化轉化柴油(CHCD)兩種不同的製造方式;其中,合成異構烷烴由20%的替代燃料與軍用F-76燃油混合而成,水熱催化轉化柴油則是 100%的純粹生物替代燃料。此次航行測試是測驗替代燃料是否可以不在不調整任何設備或任務安排的情況下直接使用,同時驗證使用替代燃料的性能與傳統化石 燃料相同甚至可以更好。此次航行使用兩部燃氣渦輪主機與兩部燃氣渦輪發電機,持續運轉時間約12小時;在測試中,保羅.佛斯特號成功完成多次主機啟動與變 速,使用替代燃料時任何機械、操作、品質等都與傳統化石燃料相同,不存在差異。此次航行測試的試驗數據會被全面分析,再透過管道鏡檢視機械裝備的結果,成 為替代燃料測試的最終報告。 在2016年8月30日,位於大西洋試射場的美國海軍空戰中心飛機分部(NAWCD)的飛機測試與評估設施(ATEF)對100%的生物替代燃料進行地面 測試,並於9月1日以一架EA-18G咆哮者電子戰機進行100%生物替代燃料的首次飛行測試,證實100%生物替代燃料的表現與傳統燃油相同,無須對後 勤設備或操作程序進行任何修改。

如果一切順利,美國海軍預計在2020年將生物混合燃料全面投入船艦與艦載機的使用,如此就能大幅減少美國海軍對石油的依賴,對於美國的軍事戰略較為有利。
 

 

史普魯恩斯級衍生設計

1.紀德級飛彈驅逐艦

雖然DXG最後被取消,美國在1970年代末期仍以最初DXG的標準,為伊朗建造四艘飛彈驅逐艦;這批飛彈驅逐艦完工之際,伊朗巴勒維王朝被伊朗革命衛隊推翻,這批飛彈驅逐艦遂被美國海軍接收,成為紀德級(Kidd class)飛彈驅逐艦。由於另有專文介紹紀德級,在此就不予贅述。

2.神盾驅逐艦備案:DDM

一張DDM的想像圖。

在1970年代後期,美國海軍開始發展一種配備簡化版神盾作戰系統、成本相對低於提康德羅加級的新型飛彈驅逐艦,以取代美國海軍中大批老舊的飛彈驅逐艦。 此一計畫在1976年展開初期概念研究時稱為DDX,到1979年8月成為DDGX計畫,在1982年正式被命名為DDG51飛彈驅逐艦,也就是後來的柏 克級(Burke class)。

約在1980年代初期DDGX仍在發展期間,美國海軍也委由英格斯造船廠研究另一個備案,以史普魯恩斯級的艦體為基礎,搭配簡化版的神盾作戰系統,而此一方案稱為飛彈驅逐艦(Destoryer missile,DDM)。DDM的艦體設計以最後一艘史普魯恩斯級艦海 勒號(DD-997)為基礎,尺寸大致維持相同,全長563英尺(171m),水線長529英尺(161m),舷寬55英尺(16.7m),但採用若干措 施減輕重量(例如重新設計船艛,減少容積),吃水降為15英尺(4.57m),排水量也比海勒號降低,輕載排水量5859噸,滿載排水量7145噸。為了 節約成本,DDM只配置三具LM-2500燃氣渦輪,最大航速略降為29節,續航力5000海里。依照福島戰爭的教訓,DDM捨棄原本史普魯恩斯級的鋁合 金上層結構,採用全鋼製結構,戰情室(CIC)也從過去以往上層結構內移到艦體內部,減少被敵火直接波及的機率,此外還在關鍵部位使用裝甲來減輕敵彈破片 的威力(這些提高生存力的措施都與DDGX相似);為了減輕重量,艦上使用約50噸的HY-80高張力鋼板,能在不減低強度的情況下節約重量。

裝備方面,DDM配備簡化版的神盾作戰系統,四面相位陣列雷達 天線集中在前船艛結構上(與DDGX相同),照明雷達數量維持四座(DDGX減為三座),並仍維持配備大型的SQS-53艦艏聲納。艦上武裝包括前、後各 61管MK-41垂直發射器,此容量與提康德羅加級相同(DDGX則縮減為90管),可配備106枚標準SM-2防空飛彈與16枚戰斧巡航飛彈。火砲方 面,依照1980年5月的草圖,DDM只保留原本史普魯恩斯級設在艦尾的一門MK-45五吋(127mm)艦砲(早期DDGX也曾打算只在艦尾設置一座 MK-45艦砲),艦艏砲位改裝一座MK-15方陣近迫武器系統,而在後方船艛結構還裝有另一座方陣。此外,艦上還擁有兩組MK-32三聯裝324mm魚 雷發射器。而依照另一種版本的DDM草圖,艦上完全取消了MK-45艦砲,裝備二座MK-75 76mm 62倍徑快砲,分別位於艦艏、艦尾樓頂部;由於沒有艦尾砲位,直昇機甲板也因此移到艦尾最末端。

依照英格斯廠估計,以1980財年的標準,此種DDM的首艦造 價約為1.87億美元,後續艦的單艦成本則可降至1.3億美元。此外,英格斯也宣稱此種DDM擁有良好的升級潛力(籌載可再增加30~40%)。由於 DDM只是作為防止DDGX發展不順的一種備案,因此隨著DDGX計畫的進展與付諸實現,由史普魯恩斯級衍生的DDM就從來沒有進入細部設計、工程發展的 階段,僅僅停留在初期概念設計。平心而論,以DDM不改變史普魯恩斯級艦體尺度的條件下,裝載與提康德羅加級數量相同的垂直發射器,並且以更重的鋼材來作 為上層結構建材,加上重量不輕的神盾系統與相位陣列雷達系統, 在此種情況下排水量卻比史普魯恩斯級還輕,並保留很高的改裝餘裕,似乎有些不切實際;萬一付諸細部設計,是否能達到廠商宣稱的各種表現,實在不無疑問。

3.STOVL/直昇機搭載艦

 

一幅1970年代末期的想像圖,下方的直昇機母艦就是以史普魯恩斯級的艦體修改而來。

圖中的航空機是當時洛克西德打算以S-3衍生而來的STOVL戰鬥機,在圖中母艦的艦艏短場起飛,

在艦尾垂直降落。這個S-3 STOVL版並沒有付諸實行,各種史普魯恩斯級母艦的構想也不了了之。

 

在1970年代末期,美國海軍內部單位還曾以史普魯恩斯級的艦體設計為基礎 ,提出幾種航空搭載艦的提案,能操作STOVL戰機與直昇機;這些概念與美國海軍在1970年代初期研究的制海艦(Sea Control Ship)以及後來的垂直/短場起降支援艦(VSTOL Support Ship,VSS)有許多關連。這種史普魯恩斯級衍生方案有多種構想,例如將艦島縮小並挪到艦體後方,將前段大部分艦體作為飛行甲板,此外還有採用全通式飛行甲板、艦島 式上層結構的輕型航艦 設計。不過,由於美國海軍主流意見反對任何可能威脅大型艦隊航空母艦存在的輕型航母計畫,所以無論是制海艦、VSS或者這些航空版史普魯恩斯級都沒有機會實現。

 此外,「輕型航空母艦版」史普魯恩斯級的設計也曾引起阿根廷、澳洲、西德、荷蘭、日本等國的興趣,美方廠商也曾向這些國家提出初步的草案構想,但最後都由於 美國管制出口技術以及艦體先天尺寸過小等諸多因素而不了了之。

 

結語

(上與下)2005年8月23日的實彈演習中,已經除役的史普魯恩斯級的費佛號(ex-USS Fife DD-991)

被拿來當作實彈射擊的標靶擊沈。照片中費佛號被一枚潛艦發射的MK-48魚雷擊中,

艦首整個斷裂沈沒,但艦首以後的艦體仍繼續漂浮。

(上與下)艦首已經被炸斷的費佛號持續遭受五吋艦砲轟擊並燃燒起火。遭大量砲彈命中後,

燃燒中的費佛號慢慢沈沒。

在2009年4月29日,以除役的史普魯恩斯級科諾利號(ex-USS Conolly DD-979)在實彈演習中

作為標靶擊沈,照片中科諾利號正遭受空射火箭的轟擊。

原本美國民間曾發起行動將科諾利號保存,但在2007年宣告放棄。

在2011年12月,除役的史普魯恩斯級艦楊.約翰號(ex-USS John Young DD-973)作為靶艦擊沈,該艦遭到

一枚潛射MK-48重型魚雷攔腰炸斷。

一艘除役的史普魯恩斯級被當作射擊標靶,艦上滿是5吋艦砲的彈孔。

 

隨著國際局勢的轉變,美國海軍任務性質也跟著調整,現役艦隊規模可以縮小,因此離服役年限越來越近的史普魯恩斯級遂從1990年代末期起陸續除役,不過服役末期的本級艦依舊活躍於第一線,可見原先美國海軍對本級艦的期望已經達到了。數量逐漸增加的柏克級正逐步取代史普魯恩斯級在航艦戰鬥群中的位置(但史普魯恩斯級真正的後繼者應是DD (X)),美國海軍在2000年代初期僅保留七艘史普魯恩斯級,而她們到了2005年底也已全數退出現役;在2005年9月21日,最後一艘存留於美國艦隊戰鬥序列的史普魯恩斯級艦艇庫辛號(USS Chshing DD-985)在其成軍滿26週年的日子退出現役,史普魯恩斯級為美國海軍效力的日子終於劃上休止符。已經退役封存的本級艦曾引起若干國家海軍的興趣,紛紛要求租借,不過最後多半不了了之。

不同於以往美國海軍將剛除役的艦艇封存一段時間,許多史普魯恩斯級除役後不是立刻出售拆解,就是成為演習時供作實彈射擊的靶船。顯然地,史普魯恩斯級由於 艦體龐大、精密複雜,並不像諾克斯級、派里級般適合一些偏好廉價中古軍艦的小國海軍,而幾個操作得起大型遠洋艦艇的國家(如澳洲)則多半選擇購買全新的先 進防空艦,導致史普魯恩斯級無法像過去許多美國海軍除役艦艇般大量轉手至其他美國盟友展開第二春。 在2006年1月,美國宣布將已除役封存的史普魯恩斯級艦佛萊契號(USS Fletcher DD-992)贈與巴基斯坦,想必是對於近年巴國在反恐議題上對美國一連串示好舉動所做的報答;雖然合約中巴基斯坦只需支付運費,但還是得自掏腰包進行該 艦的整修與改裝工程 ;然而,基於先前被美國軍備禁運的慘痛教訓,巴基斯坦對於繼續引進美國裝備顯得猶疑不定。由於隨後巴國情勢不穩(實際上巴基斯坦也沒有資金負擔這麼大型的 軍艦),所以這個案子被美國海軍暫緩,最後佛萊契號被拿來當作靶艦擊沈。美國還打算將另外兩艘除役的本級艦贈送給土耳其,不過土耳其同樣 不想支付整修與操作這種大型艦艇的經費,並沒有答應。

由史普魯恩斯級艦的生涯可以看出當初設計者優秀的手腕以及決策者的遠見, 服役生涯中進行了極大幅度的擴充,但都在載台基本設計的範疇之內,沒有過於勉強的現象。此外,美國海軍更運用史普魯恩斯級的艦體發展了提康德羅加級神盾飛彈巡洋艦與紀德級飛彈驅逐艦,都在美國艦隊中扮演極為重要的角色。因此,稱史普魯恩斯級為美國海軍艦艇史上的佳構,可謂實至名歸。

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