FF-21巡防艦系列

美國新港紐斯廠在1990年代初期推出的FF-21巡防艦想像圖,是先前為以色列建造的SAAR-5的放大版。 此為

1990年代初期的版本,從艦艏到艦尾塞滿了武器,包括五吋艦砲、32管MK-41垂直發射器、兩座方陣近迫武器系統

、魚叉反艦飛彈與21聯裝RAM公羊防空飛彈(位於煙囪後方)等 ,並配備兩座照明雷達。

FF-21用來競標阿拉伯聯合大公國巡防艦案而推出的版本,其後桅杆裝置一座SPQ-49(V)5長程對空搜索雷達。

注意其煙囪後方設有兩座輕量化的10聯裝RALS公羊飛彈發射器,機庫兩側各裝有一座Breda 30mm自動機砲。

美國在2008年歐洲海軍展中展出的先進巡防艦模型,以SAAR-5/FF-21的設計為基礎,配備相位陣列雷達。

注意垂直發射系統移到了艦體中段。

 
廠商 美國/Newport News Shipbuilding & Drydock Co、John J. McMullen Associates、Hughes
型號 FF-21巡防艦 FF-21巡防艦(競標聯合大公國版) FF-21輕巡防艦(Light frigate) FF-21重巡防艦(Heavy Frigate
推出年份 1991 1994 1997 1997
尺寸(公尺) 長98.14 寬15.24 吃水3.66 長106.3 寬約14.5(估計) 長87.8 寬12.7 吃水3.75 長124.8 寬17 吃水3.75
排水量 滿載2494tonne 滿載2980 tonne 標準1750 ton

滿載1950 ton

標準3500 ton

滿載3870 ton

動力系統/軸馬力

LM-2500燃氣渦輪*2/60000

MTU 12V柴油機*2/8840

雙軸CRP

LM-2500燃氣渦輪*2/60000

MTU柴油機*2/8840

雙軸CRP

LM-2500燃氣渦輪*1/30000

MTU柴油機*2/4420

雙軸CRP

LM-2500燃氣渦輪*2

MTU柴油機*2

雙軸CRP

航速(節) 33 28~30 28 31
續航力(海浬)     4350/10節 5000/16節
自持力     21天 30天
偵測/反制系統 對空搜索雷達*1

平面搜索雷達*1

AN/SLQ­32電子戰系統

MK-36 SRBOC干擾彈發射器

AN/SQL-25魚雷反制系統

其餘不詳

AN/SPS-49(V)5 二維對空搜索雷達*1

Scout導航雷達*1

ARGO/APECS­II電子戰系統

其餘不詳

對空搜索雷達*1

平面搜索雷達*1

AN/SLQ­32電子戰系統

MK-36 SRBOC干擾彈發射器

AN/SQL-25魚雷反制系統

其餘不詳

對空搜索雷達*1

平面搜索雷達*1

AN/SLQ­32電子戰系統

MK-36 SRBOC干擾彈發射器

AN/SQL-25魚雷反制系統

其餘不詳

聲納 中頻艦艏主/被動聲納

拖曳陣列聲納

EDO的聲納套件(含艦艏聲納與艦尾可變深度聲納(VDS)) 中頻艦艏主/被動聲納

拖曳陣列聲納

中頻艦艏主/被動聲納

拖曳陣列聲納

射控/作戰系統 照明雷達*2 AWS-9目標追蹤雷達*1

照明雷達*2

照明雷達*2

照明雷達*2
乘員 軍官15,士兵57 軍官24,士兵76
艦載武裝 MK-45 127mm 54倍徑艦砲*1

MK-41八聯裝垂直發射器*1(裝填海麻雀短程防空飛彈)

MK-15方陣近迫武器系統*2

MK-49公羊(RAM)21聯裝防空飛彈發射器*1

MK-141四聯裝魚叉反艦飛彈發射器*2

小口徑機砲(30~40mm)*2

MK-32三聯裝324mm魚雷發射器*2(使用MK-46/50魚雷)

MK-45 127mm 54倍徑艦砲*1

MK-41八聯裝垂直發射器*1(裝填海麻雀短程防空飛彈)

MK-15方陣近迫武器系統*2

RASL公羊(RAM)10聯裝防空飛彈發射器*2

MK-141四聯裝魚叉反艦飛彈發射器*2

Breda 30mm自動機砲*2

MK-32三聯裝324mm魚雷發射器*2(使用MK-46/50魚雷)

MK-45 127mm 54倍徑艦砲*1

MK-41八聯裝垂直發射器*1(裝填海麻雀短程防空飛彈)

MK-15方陣近迫武器系統*2

MK-49公羊(RAM)21聯裝防空飛彈發射器*1

MK-141四聯裝魚叉反艦飛彈發射器*2

小口徑機砲(30~40mm)*2

MK-32三聯裝324mm魚雷發射器*2(使用MK-46/50魚雷)

MK-45 127mm 54倍徑艦砲*1

MK-41垂直發射器(裝填海麻雀短程防空飛彈、VLA垂直發射反潛火箭)

MK-15方陣近迫武器系統*2

MK-49公羊(RAM)21聯裝防空飛彈發射器

MK-141四聯裝魚叉反艦飛彈發射器*2

小口徑機砲(30~40mm)*2

MK-32三聯裝324mm魚雷發射器*2(使用MK-46/50魚雷)

艦載機 SH-60反潛直昇機*1 SH-60反潛直昇機*1 SH-60反潛直昇機*1 SH-60反潛直昇機*1

──by captain Picard

 


 

起源

在1980年代末期,美國批准為以色列設計、建造一種1200噸級的新型飛彈巡邏艦,由美國約翰.麥克瑪林 協會(John J. McMullen Associates,日後併入Alion Science and Technology)設計,電子系統與武裝的整合由美國洛克威爾(Rockwell)公司負責,並由Ingalls船廠負責建造,而這就是SAAR-5型。

此後,美國新港紐斯(Newport News)造船廠、約翰.麥克瑪林協會與休斯公司(Hughes)合作,在1990年左右以SAAR-5的設計為基礎予以放大,提出稱為FF-21的輕型巡防艦設計案。此種輕巡防艦的設計以SAAR-5為基礎 ,增加了長度與舷寬,並仍繼續使用複合燃氣渦輪或柴油機(CODOG)動力系統。FF-21的外觀與SAAR-5類似,由於艦體放大,因此能容納更多SAAR-5裝不下的武器。 雖然沒有實際建造,不過FF-21在當時於美國海軍為於馬里蘭州的大衛.泰勒船模中心(David Taylor Model Basin)進行了船模測試。依照新港紐斯廠的宣傳,FF-21不僅擁有良好的高速性能與雷達匿蹤設計,而且所需的維護量低於傳統的設計。

一張FF-21想像圖。

早期設計

依照FF-21的早期基本設計,艦體長度為98.14m(SAAR-5為86m),長寬比則由SAAR-5的7.2:1降到6.4:1左右(舷寬約15.5m),以容納更多武器裝備;為了抵銷長寬比降低造成的阻力增加,早期FF-21採用深V字船型來降低航行阻力。動力方面,FF-21使用CODOG構型,包括兩具輸出功率各30000軸馬力的GE LM-2500燃氣渦輪主機與兩具總功率8840軸馬力的MTU 12汽缸柴油機,輸出功率比SAAR-5(一具LM-2500燃氣渦輪與兩座MTU柴油機)更為強大。依照新港紐斯的規劃,FF-21使用燃氣渦輪時,最大航速可達33節,使用柴油機推進則可達到22節的速率。至於艦上的電力則由四具MTU柴油發電機提供。

武裝方面,艦艏裝置一門MK-45 5吋(127mm)54倍徑艦砲,艦橋前方的B砲位設置MK-41垂直發射器,此為發射管長度較短的自衛構型,裝填海麻雀防空飛彈;艦橋前方與直昇機庫上方各有一座MK-15方陣近迫武器系統,艦艏樓後方裝有兩組四聯裝魚叉反艦飛彈發射器,煙囪後方設有 一具當時還在開發的MK-49 21聯裝RAM公羊短程防空飛彈的發射器;此外,艦上還有兩組MK-32 324mm魚雷發射器,隱藏在側舷艙門內,直昇機庫兩側也各有一門40mm左右的小口徑機砲。艦尾設置一個直昇機庫,搭載一架SH-60反潛直昇機。與SAAR-5相同,FF-21也裝備兩座用來導引防空飛彈的照明雷達 。電子裝備方面,FF-21的基本型配備輕型的對空與平面搜索雷達,電子戰裝備包括雷松(Raytheon)的SLQ-32(V)2電子支援系統以及MK-36 SRBOC干擾火箭發射器,水下偵測裝備包括 EDO 796艦艏中頻主/被動聲納以及SQR-18輕型拖曳陣列聲納,此外還可裝備SLQ-25 Nixie拖曳式魚雷反制系統。由此可見,FF-21在不大的體型之內盡可能塞入各種武器裝備,雖然帳面作戰能力看似強大,然而這也將壓縮艦內起居空間與航洋性能,只適合近海作業的小國海軍。

在1991年,新港紐斯船廠在希臘的海軍防衛展中首度展出FF-21,隨後又在1992年與1993年美國海軍聯盟展覽(US Navy League exhibition)中展出。依照當時新港紐斯的宣稱,FF-21能根據客戶的需求而成為防空(AAW)或反潛(ASW)巡防艦,在42個月內完成建造、測試並交付到客戶手中。然而,這個設計方案的艦體構型、穩定性與佈局設計等隨即就遭到包含美國海軍在內的各方專家批評質疑,認為上層結構與上部繁複的武器過重,嚴重影響航行的穩定性。

1994年:改進型推出

在1994年美國海軍聯盟展中,新港紐斯推出改進後的FF-21;而在此展覽中,新港紐斯廠方代表承認先前外界專家的各種質疑批判十分合理,因為早期FF-21在船模測試時,的確發現許多相關問題。與早先展出的FF-21相較,1994年展出的FF-21以更傳統的船型設計取代原本的深V字船型,使艦體水線以下的容積增加,艦上主要機械裝備安裝到船體內部更低的位置,而原本一些容納於上層結構的艙室、機能就可以往下移到船體內部,上層結構容積遂得以減少,對於降低重心、強化穩定性頗有幫助。此外,新版FF-21也修改了艦艏的外型設計,以改善原本被詬病的艦艏上浪問題。由於水線以下的體積增加,導致航行阻力增大,新版FF-21的加速性能比原本有所犧牲;然而由於適航性能的提升,新版FF-21在真實世界的海象下,航行會比原本的設計更順利也更快速。為了彌補採用傳統船型而增加的水下阻力,新港紐斯的對策是將艦體延長並減少舷寬,長寬比提高到比較現實的7.3:1。雖然採取了相對應的彌補措施,依照當時的估計,FF-21船型的最大航速只能達28到30節之譜,低於新港紐斯廠最初宣稱的33節。

歷年的競標提案

早在1980年代末期,台灣進行的光華二號飛彈巡邏艦計畫,也曾以SAAR-5的衍生型當作備案;不過由於此設計與以色列有關,敏感性較高(當時台灣與沙烏地阿拉伯尚有邦交),加上報價昂貴(當時不含測試工作就已經高達3.6億美元),故始終沒有得到台灣的正視。在1990年代前期,台灣一度有意進行光華五號1500噸級巡邏艦競標案,當時Ingalls廠就以FF-21系列參與提案,主要競爭對手是法國DCN由拉法葉級巡防艦衍生的主權級(Souverainete class);然而,由於1993年底以後台灣海軍就籠罩在尹清風命案的陰影下,加上先前台灣已經大規模地投資建造新一代主戰艦艇,沒有餘力再負擔一個所費不貲的造艦計畫,因此光華五號就沒有下文。

隨後,針對阿拉伯聯合大公國巡防艦案的需求 ,Ingalls廠以FF-21為基礎進行提案,並在1992年4月左右正式提出;而此種聯合大公國版FF-21就納入了前述改善適行性能的設計。如同前述,由於修改後的FF-21採用較傳統的船型,導致水下阻力增加,為此Ingalls以增加艦體長寬比來予以彌補;因此,競標聯合大公國版的FF-21長度增加到106.3m左右,滿載排水量提高到2986 tonne。聯合大公國版的FF-21的電子裝備較為複雜,包括設置在後桅杆上的SPQ-49(V)5長程對空搜索雷達、AWS-9目標追蹤雷達及Scout導航雷達,兩座導引防空飛彈的照明雷達設置在前桅杆兩側;此外,電子戰裝備包括ARGO與APECS­II電子戰系統,並配備EDO的聲納套件,包含艦艏聲納與艦尾可變深度聲納(VDS)。武裝方面,聯合大公國版FF-21仍配備艦艏MK-45 5吋艦砲、隱藏在船舷內的MK-32魚雷發射器、前後各一的MK-15方陣近迫武器系統、兩組四聯裝魚叉反艦飛彈以及位於B砲位的MK-41垂直發射器,主要差別在於使用兩座Breda 30mm機砲取代原始的40mm快砲,並且以兩座輕型的RALS十聯裝RAM公羊飛彈發射器取代原本的21聯裝構型,分別設置在煙囪後方兩舷的位置,其射界優於原版FF-21將單一21聯裝發射器設在煙囪後方中心線上的設計。不過 依照聯合大公國在1995年底出爐的的評估結果,FF-21在競爭者中僅排名第三,次於第一的荷蘭須爾德(Schelde)船廠的道爾曼級(Karel Doorman class)巡防艦以及第二的法國拉法葉(La Fayette)/主權級(Souverainete)系列巡防艦;依照報導,導致FF-21不受青睞的最主要原因,是因為該艦是一種從未驗證的紙上提案,風險與不確定性太高。不過,聯合大公國隨後決定先從荷蘭購買兩艘裁軍釋出的二手寇騰納爾級(Kortenaer class)巡防艦作為過渡(分別在1997與1998年進入聯合大公國海軍服役),未來再進行新巡防艦計畫。當時聯合大公國曾考慮購買2至6艘荷蘭還在開發中的LCF防空巡防艦,最後在2003年與法國CMN廠簽約購買六艘貝努納級(Baynunah class)輕型巡防艦。

此外,美國海軍在1990年代初步規劃派里級(Perry class)的後續艦時(當時為Street Fighter計畫,即日後LCS近岸戰鬥船艦的前身),也曾考慮過SAAR-5/FF-21系列;當時美國海軍美國海軍的評估結果認為,雖然1200噸的SAAR-5的裝備與作戰性能幾乎完全滿足此計畫的要求,但其耐海與航洋性能 完全不敷縱橫三洋七海的美國海軍。

雖然遲遲未獲得訂單,不過新港紐斯在往後的日子仍持續發展此一輕巡防艦設計。在1997年8月,Forecast International報導新港紐斯的兩種FF-21的設計,第一種是滿載排水量1950噸級的輕巡防艦(Light frigate),最大航速估計為28節;第二種則是放大到3870ton的 重型巡防艦版本(Heavy frigate),最大航速約31節。在武裝方面,FF-21輕巡防艦版本與早期的FF-21相當;而重巡防艦版的主要不同,在於可以安裝深度更大的MK-41垂直發射器戰術構型,能裝備海麻雀防空飛彈或垂直發射反潛火箭(VLA)。

此後,新港紐斯以FF-21的重巡防艦版本為基礎,推出長度125m的版本來競標挪威在1997年展開的SMP 6088新巡防艦案;在競標挪威的提案中,FF-21再度減輕上層結構重量,以抵銷因為增加武器與感測裝備而增加的上部重量。不過,挪威最後在2000年2月選擇了美國與西班牙廠商聯合提出的迷你神盾艦方案,後來成為南森級(Fridjof Nansen class)。此後,又有消息指出,FF-21有長度85m、125m與150m等不同排水量的系列,並曾向菲律賓推銷。

結語

FF-21屢屢未能在國際市場上尋獲買主,除了前述若干潛在設計問題以及一直欠缺建造實績來加持之外,高昂的價格也是重要的原因。由於FF-21是嶄新的載台,艦上作戰系統、武器裝備的整合開發工作都要從頭進行,這都大大提高了整體報價;反觀德國MEKO-200採用模組化設計,各項作戰裝備的安裝與連結介面早已標準化,大大減少了研發工作的份量與成本。在1993年美國海軍聯盟展中,新港紐斯對FF-21的粗估報價就高達4億美元,比起同時期荷蘭道爾曼級、德國MEKO 200等巡防艦高出25%,比美國海軍現役派里級(Perry class)更是高出33%;然而,FF-21的裝備規格與MEKO 200等潛在競爭對手相較,並無明顯優勢。

總之,FF-21的設計源於出售給以色列的SAAR-5,這型船艦的原始設計精神,就是在相對較小的艦體內盡量容納最強大的火力,這注定使其面臨內部過於擁擠、影響適航性能與自持力的問題 ;雖然此後FF-21系列經過放大,但由於是一種未經驗證的紙面設計,需要高昂的成本才能完成後續的細部開發、系統整合與建造測試工作,更何況美國造艦成本向來就偏高;而歐洲幾個造艦出口國早就有等級類似、已有外銷實績的 現成方案供客戶選擇。 對FF-21不幸的是,美國海軍本身對此一設計並不感興趣;冷戰結束後,美國以新威脅型態來評估派里級飛彈巡防艦的後繼者,而FF-21屬於偏向傳統防空/反潛作戰的小型艦艇,遠洋航行性能也不出色,自然未能獲得美國 本國的訂單作為背書。

結果,FF-21在國際市場上,公開競爭場合中敵不過相關經驗與實績豐富的幾個歐洲造艦國家(如德國、法國等) ;若干美國能發揮強大政治因素的親美小國如菲律賓等,負擔不起FF-21的造價;而幾個親近美國且財力雄厚的重要盟邦如日本、南韓,都有相當高的作戰需求,遂直接引進完整的大型神盾驅逐艦。因此,FF-21在性能與成本上都顯得十分尷尬,自然難以開闢客戶。