哥倫比亞級級彈道飛彈潛艦

用來替代俄亥俄級彈道飛彈潛艦的SSBN(X)的想像圖。注意X型尾舵、艦首LAB大口徑適型聲納等技術特徵。

此一俄亥俄級替換計畫(ORP)在2016年7月被命名為哥倫比亞級。

(上與下二張)在2015年海上-空中-太空展(Sea-Air-Space 2015)中,通用電器船舶展出SSBN(X)的模型,

前方是維吉尼亞級核能攻擊潛艦的模型。SSBN(X)採用X尾舵是一大特徵。

哥倫比亞級的想像圖。

哥倫比亞級的建造分工示意,紫色由通用電器船舶(GDEB)負責,綠色部分由新港紐斯(New Port News)負責。

由此可見用電器船舶負責涵蓋艦體大部分長度的主體耐壓殼(含反應器、推進系統段)、噴泵推進器等,

而新港紐斯負責艦首(含聲納與魚雷發射管)、帆罩、背部上層結構(非耐壓構造)、艦尾航行控制(含X尾舵)

、武器系統等部位。

 

──by captain Picard

艦名/使用國 哥倫比亞級核子動力彈道飛彈潛艦/美國(Columbia class)
承造國/承造廠 美國/

General Dynamics Electric Boat Division (GDEB)

Newport News Shipbuilding (NNS) , HII

尺寸(m) 估計:長170.7    寬13.1
排水量(ton) 估計:潛航20815
動力系統/軸馬力

核能電力推進系統

噴射泵推進器*1

航速(節) 不詳
最大安全潛深(m) 不詳
偵測/電子戰系統 整合式光電偵蒐桅杆

導航雷達

電子戰系統

其餘不詳

 聲納 整合式聲納系統(包含LAB艦首適型聲納、 側面被動陣列聲納、拖曳陣列聲納等)

其餘不詳

射控/作戰系統 不詳
人員 估計:155以內
艦載武裝 潛射彈道飛彈垂直發射系統16管 (服役初期使用三叉戟二型D-5洲際飛彈)

533mm魚雷管*4

姊妹艦 共12艘

艦名

開工時間 下水時間 服役時間
SSN-826 Columbia
SSN-827
SSN-828
SSN-829
SSN-830
SSN-831
SSN-832      
SSN-833      
SSN-834      
SSN-835      
SSN-836      
SSN-837      
備註

首艦估計2031年服役。

 


 

起源

在2000年代後期,美國海軍開始規劃替代俄亥俄級(Ohio class)的核能彈道飛彈潛艦,後者大約在2027至2029年開始陸續從美國海軍除役。美國海軍與位於康迺迪克州的通用電器船舶(General Dynamics Electric Boat Division,GDEB)造船廠合作,在2007年展開新一代核能彈道飛彈潛艦的成本控制研究。在2008年,美國海軍正式成立新一代核能彈道飛彈潛艦SSBN(X)的項目辦公室。

在2008年12月,美國海軍授與通用電船一紙價值5.92億美元的合約,用來設計新一代核能彈道飛彈潛艦的彈道飛彈艙段,而另一家生產潛艦的廠商 、HII旗下的新港紐斯(Newport News Shipbuilding,NNS)在此合約中可望獲得4%的額度。在2009年,美國海軍海上系統司令部(NAVSEA)提出新一代核能彈道飛彈潛艦的選擇分析報告(Analysis of Alternatives,AoA),並稱新一代彈道飛彈潛艦為SSBN(X)。在2009年4月,美國國防部長(United States Secretary of Defense )羅伯特.蓋茲(Robert M. Gates)證實美國海軍在2010年正式展開新一代核能彈道飛彈潛艦計畫。

計畫演進

一開始,美國海軍考慮從新一代維吉尼亞級核能攻擊潛艦加裝長約30m的彈道飛彈船段 ,成為接替俄亥俄級的新一代彈道飛彈潛艦,彈道飛彈裝載量將大幅減少。 根據2010年4月底Jane's的消息,這個構想遭到放棄,美國將推出全新的彈道飛彈潛艦。在2010預算年度,美國海軍首度獲得編列4.974億美元的預算,進行新一代SSBN(X)彈道飛彈潛艦計畫(或稱俄亥俄級替代計畫)的初期研究工作,並在2011預算年度再編列6.732億美元。

美國海軍 原定在2014年進入SSBN(X)的設計階段,在2015預算年度開始編列SSBN(X)研發設計預算(預計9.55億美元),2016年進入艦體載台細部設計階段,2019預算年度開始編列首艘SSBN(X)的先期採購計畫 並開始建造首艦的艦體,並在2026年完成所有的研發計畫;原訂首艦在2026年下水,2029年服役。

然而在2011年中旬,由於美國財政惡化,面臨險峻的債務危機,歐巴馬政府要求美國國防部能將2013年度預算縮減100億美元 ,在未來十年內刪減國防預算至少4640億美元。因此,美國海軍在2011年7月中旬 開始祭出一些節約經費的措施,包括重新審視由維吉尼亞級核能攻擊潛艦衍生新一代彈道飛彈潛艦的構想,而不是更昂貴的重新研發。 不過稍後美國還是決議研製全新的彈道飛彈潛艦,並盡可能沿用維吉尼亞級的技術來降低開支。

在2011年12月下旬,美國眾議院立法,要求美國海軍部長和軍方高層要在法案生效的六個月內提交一份替代俄亥俄級潛艦的SSBN(X)的聯合報告,其中必須評估SSBN(X)的可行方案(包含每艘攜帶幾枚彈道飛彈、建造數量) 與成本。在這項法案中,可能的方案包括建造10至12艘彈道飛彈潛艦、每艘配備16枚彈道飛彈,或者建造8至10艘潛艦,每艘配備20枚彈道飛彈。

依照2013預算年度的計畫,美國海軍決定建造12艘新SSBN(X),細部設計於2017財年啟動,而首艦的建造預算則從2021財年開始編列,這兩個進度都比2012財年的計畫推遲兩年。 依照2013財年的計畫,第一艘SSBN(X)預定在2030年10月展開第一次實戰部署,全部12艘在2042年全數服役並完全取代俄亥俄級,並能服役至2080年代;由於俄亥俄級預定在稍早(2027年)就開始除役,在新舊交替的過程中(2027至2042年),美國海軍 可用的的彈道飛彈潛艦總兵力將降為10至11艘。在美俄新的戰略核武限制條約(START)架構之下,12艘SSBN(X)將構成美國70%的戰略核子報復力量,預定在美國海軍持續服役到2080年代以後。

成本方面,依照2009年美國海軍海上系統司令部(NAVSEA)的新一代核能彈道飛彈潛艦的選擇分析報告(AoA),每艘SSBN(X)平均造價將達60至70億美元(依照2010年幣值);藉由降低SSBN(X)的要求(包括減少彈道飛彈的搭載量、盡可能使用現成技術而不從頭開發新技術等),每艘SSBN(X)的 平均成本可望降至56億美元。依照2011財年的幣值,每艘俄亥俄級的價值約29億美元。首艘SSBN(X)的成本預估為117億美元,其中45億美元為首製艦無法避免的第一次成本(含研發等),其餘72億則為建造成本 ;不過稍後在2013年版美國海軍未來30年艦隊計畫中,對於首艘SSBN(X)的建造費用評估降為60.25億美元,比原本低了10億美元以上。在2010年9月,美國國防部表示,希望從二號艦到12號艦的 平均單艦造價能降為50億美元(2010年幣值)。在2011年, 美國海軍估計SSBN(X)的二號艦到12號艦的每艘平均建造成本(不含政府供應項目) 為56億美元(到2013年初將目標改為平均53億美元以內),而目標是將平均成本控制在49億美元左右(依照2010財年的幣值)。 在2013年5月,美國海軍估計首艘SSBN(X)總成本為120億美元(依照2013財年幣值),包括74億美元的建造費用、46億美元的細部設計以及若干不重複工程(DD/NRE)等內容;而後續2至12號艦的平均單價則 約53.36億美元(2010年財年幣值),而美國海軍仍希望後續艦的平均成本控制在49億美元(2010財年幣值)以內。依照2015年2月25日美國海軍採購執行官向眾議院海軍和投送力量委員會提交的SSBN(X)潛艦的成本估算,依照2010財年的幣值且不考慮後續通貨膨脹,研發與購買12艘SSBN(X)總共需要805億美元,首艦要價62億美元。隨後在2015年3月初,美國海軍提交的成本估算首度以當年度價格估計:首艘SSBN(X)建造費用為88億美元(2016財年幣值)或62億美元(2010財年幣值),包含首艦一次性設計與工程發展的總成本為224億美元(2016財年幣值)或171億美元(2010財年幣值),一次性成本在日後能分攤到後續艦的成本之中;除了首艦之外,後續第2到第12艘SSBN(X)平均成本估計為98億美元(2016財年幣值)或52億美元(2010財年幣值),12艘SSBN(X)總花費1389億美元(2016財年幣值)。 在2015年10月下旬,俄亥俄級替換計畫的主管David Goggins上校表示,首艘SSBN(X)含設計(一次性)與建造工作將花費173億美元,2至12號艦則希望將平均成本控制在49億美元以內。 依照美國國會研究服務處的資料,整個俄亥俄級替換計畫將耗資970多億美元,其中研製費用達120億美元,採辦建造花費851億美元。

在2011年1月,SSBN(X)通過里程碑A(Milestone A),進入概念研究階段。 在2012年12月21日,美國與通用電器船舶簽署價值近20億美元的研發合約(固定價款含激勵條約),包括SSBN(X)的細部設計工作、共同彈道飛彈艙段(Common missile compartment,CMC) 的研發、造船廠與次承包商的相關組件與技術研發、概念設計研究、工程整合、成本削減設計、製造與裝配全尺寸模型等。 在2014年4月初,美國海軍 正式完成了新一代核能彈道飛彈潛艦的技術與需求規格,並稱為俄亥俄級替換計畫( Ohio-class Replacement Program,ORP),這些規格包含潛艦主要度、艙室佈局、逃生路線、武器系統等的詳細設計和技術要求。 在2014年5月,通用電船公司像諾格集團發出子合約,由諾格集團為SSBN(X)設計、製造、組裝與測試所需的蒸氣渦輪發電機組。 在2015年3月,通用電器船舶和紐波特紐斯(New Port News)船廠聯合提交一份俄亥俄級替換計畫的方案建議書,此計畫由通用電器船舶負責多數的建造工作。美國海軍在2015年12月發佈SSBN(X)的設計方案徵詢書(RFI),2016年秋季選定廠商並簽署設計合約,隨後簽署首艦的建造合約。在2016年3月下旬,美國海軍正式選擇通用電船為俄亥俄級替換計畫的 唯一主承包商。通用電船擔負SSBN(X)約80%的設計建造工作,其餘20%由紐波特.紐斯負責,全部12艘SSBN(X)都會在通用電廠的廠區完成組裝。不同於先前維吉尼亞級核能攻擊潛艦計畫,美國海軍只選擇一家廠商作為SSBN(X)的主承包商,希望能降低成本,減少產製初期未完全上軌道時的學習與犯錯成本。 在建造分工方面,通用電器船舶負責建造哥倫比亞級涵蓋大部分長度的主體耐壓殼(含反應器、推進系統段)、噴泵推進器等,而新港紐斯負責艦首(含聲納與魚雷發射管)、帆罩、背部上層結構(非耐壓構造)、艦尾航行控制(含X尾舵)、武器系統等部位。

完成俄亥俄級替換計畫的研發與建造12艘需要約1000億美元的總預算規模,在預算封存的大環境之下,設計建造SSBN(X)為美國海軍帶來相當大的負擔。依照2014年7月1日美國海軍向國會提交的長期造艦計畫中,在2032財年的年度造艦支出將超過240億美元,幾乎是過去平均每年花費(130億)的2倍;為了投資發展建造SSBN(X),2015到2019財年,美國海軍造艦經費都會達到每年197億美元,2021到2035財年更會達到240億美元,這樣的預算需求會讓美國國防部難以負擔。在2014年7月,美國海軍表示由於俄亥俄級替換計畫帶來的巨大支出,不僅柏克Flight 4飛彈驅逐艦勢必取消,研製替代提康德羅加級的新型防空艦也將無法如期展開( 原定2028財年開工建造第一艘,2030年代開始服役);實際上,連現有柏克級飛彈驅逐艦的作戰系統升級計畫都受到很大的排擠。

為了增加俄亥俄級替換計畫項目的資金來源,美國海軍推動國會支持者,在2015年初創立海基戰略威懾基金(Sea-Based Strategic Deterrent Fund)為SSBN(X)募資,美國海軍也公開表示,作為戰略核威懾的一部分,俄亥俄級替換計畫不應被納入海軍常規造艦預算項目,而應在獨立的賬戶中進行融資。但美國國防部審議財年國防預算時批評海軍的作法,美國戰略與預算評估中心國防預算高級研究員托德.哈里森表示,不能僅僅因為另立賬戶,就代表能夠超出國防部預算限額。美國海軍想在一般服役性軍備項目之外,獲得額外的資助; 雖然海軍可以將賬戶重新歸類,但依然在國防部預算框架之下,獲得的融資不會改變。先前在研製俄亥俄級核能彈道飛彈潛艦時,由於耗資巨大,美國國防部與國會曾以獨立撥款的方式來協助供應資金,最終SSBN(X)可能也會採用此一方法。

依照2016年5月美國海軍作戰部長辦公室向國會提交的2017財年預算申請書記載,未來五年(2017至2021財年)造艦計畫中,第一艘SSBN(X)於2017至2020財年進行先期採購(Advance Procurement,AP),2021財年正式編列首艦。不少觀察家擔心開始採購SSBN(X)將會排擠美國海軍其他重要造艦計畫,例如每年開始編列一艘SSBN(X)之後,維吉尼亞級核能攻擊潛艦的編列數量就從每年兩艘降為每年一艘。 依照2016年7月美國海軍發佈的未來30年造艦計畫,對於SSBN(X)項目成本的支付計畫如下:首艦的成本分三個財年付清,其中2021財年支付41%,2022財年支付35%,最後24%在2023財年支付;而SSBN(X)二號艦的支出分別在2024和2025財年付清;從2026財年起,美國海軍每年編列購置一艘SSBN(X)。 首艘SSBN(X)預計在2021年開始建造,2031年展開第一次戰略威懾巡航。

在2016年7月底,美國海軍宣布將SSBN(X)首艦命名為哥倫比亞號(USS Columbia);哥倫比亞(District of Columbia)是美國首都華盛頓特區(Washington, D.C.)的正式名稱。 隨後在12月14日,美國海軍正式將SSBN(X)首艦命名為哥倫比亞號,舷號確認為 SSBN-826(配合維吉尼亞級核能攻擊潛艦的序號) ,而12艘哥倫比亞級的舷號將涵蓋SSN-826~837。

依照計畫,美國海軍打算從2017財年起編列哥倫比亞級項目的預算;然而,眾議院在審理2017年度聯邦預算時,對於哥倫比亞級項目一開始只通過了「持續決議」,而不是實際的撥款法案,因此有人擔心該此一項目無法即時編入2017財年美國海軍的造艦預算中。哥倫比亞級項目需獲得美國國防部與國會正式批准並納入年度預算授權法案中,才能獲得資金展開設計工作,並獲得從研發階段過渡到建造階段的法律保障。在2016年12月,眾議院立法延展了哥倫比亞級項目的持續決議,將該此項目納入「例外條款」中,並批准7.73億美元來保證此一項目繼續正常開展。

原本哥倫比亞級研製項目預定於2016年8月進行「Milestone B」(即完成初步設計階段)的審查,期間由美國海軍提出最新版本的成本估算;然而,美國海軍與國防部官員推遲了這項審查,對於負責研製的通用動力電船公司進行殂其一天的深度調查,詳細確定更多關於哥倫比亞級項目的成本、設計、生產準備工作等細節。在2016年10月上旬,美國國防部和美國海軍再度對通用電船公司進行研究調查,並於11月的第一周召開相關會議。

工程發展與製造(EMD)階段

在2016年11月上旬,美國國防部採購項目主管法蘭克.康德爾( Frank Kendall )再次參觀通用電船公司,隨後直到2017年1月4日才正式簽署了哥倫比亞級研製項目的採辦決策備忘錄(Acquisition Decision Memorandum,ADM),也代表哥倫比亞級項目正式通過「Milestone B」審查,正式成為美國國防部的重大國防採購項目,並能開始動支前述眾議院在2016年12月為哥倫比亞級項目「持續決議」編列的7.73億美元,正式進入工程發展( Engineering and Manufacturing Development,EMD)階段並展開細部設計,預計在2021年展開哥倫比亞首艦的建造工作時,設計成熟度能達到83%。這份ADM包含對哥倫比亞級計畫的預估成本和未來計畫進度安排,粗估建造12艘哥倫比亞級的總成本需960億美元,加入研發經費的總成本將近1260億美元。美國海軍宣稱,首艦哥倫比亞號的研製成本約104億美元,其中細部設計、起頭的 非經常性工程工作需要42億美元,而建造費用為62億美元,而後續各艦的建造費用預估為52億美元,以上數字都是依照2010年財年的幣值為準;而在ADM中,估計平均每艘哥倫比亞級的建造工作耗資80億美元,這是依照2017財年幣值,計算方式是將專案開始的一次性設計與工程費用平均分攤到12艘潛艦的成本中,而不是將這些起頭的設計與工程費用都計入首艦成本中。 此外,美國國會研究處(Congressional Research Service)在2017年8月公布的報告則估計整個哥倫比亞級計畫的花費(研發與採購)約為1223億美元,以2010財年幣值為準。 依照2017年12月美國政府審計署(GAO)的報告,哥倫比亞級的壽期生涯總成本達2671億美元,其中研發與採購階段花費為1282億美金。

在2017年9月21日,美國國防部與通用電器船舶簽署名為「整合產品與程序發展」(Integrated Product and Process Development ,IPPD)的合約,價值51億美元,包括哥倫比亞級的細部設計、各部件以及原型研製,以及研製美國、英國新一代SSBN共用的共同彈道飛彈艙(CMC,見下文)等工作。

2017年11月初,美國海軍潛艦項目官員表示,哥倫比亞級核能彈道飛彈潛艦計畫的成本正在降低;雖然計畫初期遇到了挑戰,但此項目仍按計劃持續進行。在2017年初,哥倫比亞級通過里程碑B審查並進入工程發展與製造階段(EMD),開始早期原型部件的試製活動,這意味ORP項目可以透過一些方式來改變海軍最高優先級採購項目所表列的成本和產製進度。哥倫比亞級項目執行官Michael Jabaley少將在海軍潛艦聯盟年會上表示,哥倫比亞級項目可支付上限為每艘80億美元,在2017年1月份項目通過里程碑B審查時, 12艘潛艦的平均採購成本(APUC)約為73億美元。 Michael Jabaley少將透露,透過從美國國會對ORP項目給予的新特權以及創新的合約方式,包括允許連續生產共同彈道飛彈艙(與英國共用)以及預先建造部件等,將每艘哥倫比亞級潛艦的平均採購成本削減了8000萬美元(約每艘72.1億美元),同時提前關鍵建造活動也降低延期交付的風險。由於允許共同彈道飛彈艙採用連續生產,不像過去基於艦船採購子項目期程的方式分次訂購而導致生產速率波動,因而降低了單位成本。此外,美國國會也按照海軍先前的請求,創建了「國家海基戰略威懾基金」來支應彈道飛彈潛艦項目,而不至於過度排擠美國海軍年度經常性的制海裝備預算。哥倫比亞級也可與維吉尼亞級核能攻擊潛艦和福特級核子動力航母使用通用組件,進一步節省開支。 Michael Jabaley少將表示,美國海軍還希望從國會進一步獲得額外特權,例如將更多哥倫比亞級的部件列為連續生產項目,如果順利則哥倫比亞級的平均採購成本可望進一步降至每艘70億美元以下。

Michael Jabaley少將表示,當前哥倫比亞級工程發展採用的方式,與當年建造俄亥俄級時有根本的區別;在哥倫比亞級EMD階段時會盡早建造部件原型,事先發現並解決所有可能錯誤,這可以更大地保障之後實際建造工作能順利進行。此時,主承包商通用電船公司正負責EMD主要部件試製等相關工作,包括建造共同彈道飛彈艙的四聯裝飛彈發射模組的原型;EMD階段的試製對於是否能在84個月內如期完成首艘潛艦的建造工作,至關重要。而美國海軍核反應器部門主任詹姆斯.考德威爾也在年會上表示,哥倫比亞級的設計和施工進度非常緊湊,沒有再修改時間表的餘裕,而相關試驗會一直持續到2019年初,潛艦建造階段的採購工作也會在那時啟動;海軍反應堆器門負責潛艦的核能系統和電力驅動系統,這兩項均有望提前交付。詹姆斯.考德威爾提到,哥倫比亞級項目在2017年初期試製推進電機時曾遇到一些麻煩,然而這只是製造方面的問題,並非根本性的技術問題,問題已經解決,同時調整了計畫時程表──計畫主管單位為哥倫比亞級項目建立了一個時程表,保證有足夠的餘裕來應對之後幾個月內可能出現的問題。

Michael Jabaley少將表示表示,項目必須投入資金才能提前開展活動,使造艦廠商和子供應商的產製工作能夠優化,盡可能降低單位成本,並且在海軍「五年防衛計劃」以外的方式來節約成本;從預算的角度來看,這些資金必須真正用於潛艦項目,不能挪用來採購水面艦船或飛機等其他的裝備。所以這些採購工作一直由海軍先做,潛艦計畫當局和國會的工作是確保海軍明白其的意圖,然後在必要時為潛艦項目提供特權。

在2018年8月7日,美國防務新聞(Defense News)報導,哥倫比亞級核能彈道飛彈潛艦的共同彈道飛彈艙(CMC)的製造工作發現品管問題;負責製造共同彈道飛彈艙發射管的次承包商BWXT用來檢測焊接品質的設備,被發現存在標準不一致的情況。BWXT將製造完的發射管交付主承包商通用電船之前,會先經過自身的品管檢驗,然而檢測設備不一致的問題讓該公司的生產品管質量出現疑問。此時,由BWXT負責製造的12個彈道飛彈發射管(用在三個四聯裝CMC發射器模組)中,七個已經交付通用電船,還有五個仍在製造階段;美國海軍與通用電船立刻對此展開調查,評估品管瑕疵的影響程度、問題原因以及修正的方式。BWXT是承造美國哥倫比亞級、英國無畏級(Dreadnought class)核能彈道飛彈潛艦共同彈道飛彈艙(CMC)發射管的三家承包商之一,此外也是生產美國海軍維吉尼亞級Block V核能攻擊潛艦的維吉尼亞籌載模組(Virginia Payload Module,VPM)的兩家承包商之一;因此,BWXT被發現焊接質量問題,將同時衝擊這三個英國與美國的核能潛艦建造計畫,也讓美國海軍亟欲加快維吉尼亞級與哥倫比亞級潛艦生產進度的計畫面臨隱憂。依照美國海軍與通用電船團隊的初步調查,其他兩家製造發射管的承包商並未發現類似問題,他們仍繼續照原先進度生產。美國海上系統司令部表示,美國海軍刻意提前開始製造CMC艙段,以降低整個計畫的風險,因此這一次生產品管問題還不一定會真正衝擊未來交付的時程。

 

美國政府審計辦公室的質疑

在2017年12月,美國政府審計辦公室(Government Accountability Office,GAO)公布的一份報告,表示哥倫比亞級項目進展過於倉促,在許多關鍵技術(包含核子反應器、整合電力系統、推進系統、英美合作的共同彈道飛彈艙段等)尚未驗證成熟的情況下 ,就搶先進入細部設計階段,大幅增加了計畫的風險;如果設計工作進展途中相關關鍵技術項目的規格發生變化,許多已經完成的工作必須重頭來過,將造成計畫超支與時程延誤。GAO的報告批評,首艘哥倫比亞級預定在2021財年正式編列進入建造工作(預定2031財年展開第一次戰略威懾巡航),意味在此之前艦上的主要關鍵技術都必須發展成熟,而這個時間過於緊湊。美國審計部原本希望美國國會能要求海軍再次報告哥倫比亞級的計畫進度,但由於2018財年國防授權法案已經通過,所以海軍不必再次向國會報告。

然而,美國海軍與國防部並不同意GAO的觀點,認為GAO以過高的標準來批評哥倫比亞級的研製計畫;美國國防部的防衛採購執行助理部長James MacStravic在回覆GAO的報告中指出,GAO要求所有哥倫比亞級的技術與組件都要先試製全尺寸原型並在海上作業環境下進行功能展示驗證,甚至包括在正式編列首艦之前建造全尺寸原型潛艦;這樣的嚴苛要求會顯著增加整個計畫的成本並耽誤首艦的建造工作,嚴重干擾美國戰略威懾能力的更新節奏。美國國防部也認為,哥倫比亞級各項關鍵技術的研發進度都符合預期,GAO的報告高估了技術風險

從美國海軍潛艦部隊退伍的傳統基金會(Heritage Foundation)專家Thomas Callender表示,由於計畫時程過於緊湊,為了在俄亥俄級核能彈道飛彈潛艦屆齡除役時讓哥倫比亞級及時到位,美國海軍別無選擇,只能冒著可能超支與延誤的風險,提前進行細部設計工作。美國海軍已經盡力設法降低計畫成本與技術風險,包括盡量善用目前為維吉尼亞級核能攻擊潛艦項目的相關技術成果,然而這無法迴避為哥倫比亞級開發的各項嶄新關鍵技術的風險。

在2018年7月上旬,美國海軍向國會提交的哥倫比亞級核能彈道飛彈潛艦計畫記載,在2019財年申請建造此項目的的第一筆先期採購(Long lead procurement)備料等項目經費,總共約10.12億美元。依照這份報告,美國海軍此時估計哥倫比亞級項目的研發、採辦、建造總預算規模約1021億美元,12艘哥倫比亞級核能彈道飛彈潛艦的建造經費約892億美元,平均每艘建造成本(不含研發預算)為74.4億美元。相較於2016財年報告中的預算概估(含研發經費的總成本1260億美元,建造12艘的成本約960億美元),2018年這份報告的數字已經減少約20%,然而平均每艘建造成本仍幾乎是維吉尼亞級核能攻擊潛艦的四倍。

技術特徵

哥倫比亞級預計使用壽命為42年,反應器被要求在整個壽命週期都不需 要重新裝填爐心燃料,每艘哥倫比亞級的壽命中期大翻修時間預計從俄亥俄級的27個月縮短為16個月;由於壽期生涯中的值勤時間延長,12艘哥倫比亞級就能完全替代原有14艘俄亥俄級的勤務 ,整個壽命週期可比原有俄亥俄級的艦隊節省約200億美元的維持成本。

發射管數量方面,依照美國與俄羅斯在2011年2月簽署新的戰略核武削減條約(STrategic Arms Reduction Treaty,New START),現役俄亥俄級彈道飛彈潛艦從2015年起三叉戟二型洲際飛彈的數量從每艘24枚減為20枚;設計SSBN(X)時,原本美國海軍規劃裝置20個發射管,但考慮成本以及未來核戰略威懾的需求後,美國海軍決定SSBN(X)只須搭載16個彈道飛彈發射管。在服役 前期,哥倫比亞級繼續沿用D-5三叉戟二型(Trident-II)彈道飛彈。美國海軍打算透過延壽升級計畫(包括維修與替換過時組件 、全面使用更先進的「超級引信」來控制以十幾馬赫下落的彈頭的引爆高度,使之能更有效地摧毀敵方加固後的陸基彈道飛彈發射窖防禦工事),讓1990年開始服役的D-5彈道飛彈能持續服役到至少2040年以後,而經過延壽工程的D-5稱為D-5 LE (LE suffix standing for life-extension)。

雖然哥倫比亞級的彈道飛彈數量縮減,但艦體尺寸與排水量 仍大致與俄亥俄級相同甚至略大,而多出的空間是為了容納可以運作40年不需更換燃料的核能推進系統 、能滿足40年服役週期需求的靜音技術,以及改善壽期生涯的可維修性等(有足夠的內部空間才能進行更多的內部維修,而不需要拆卸破壞艦體)以及改善人員起居空間品質等。哥倫比亞級將使用最先進的技術,包括推進系統、靜音科技、聲納與電子系統等。

依照2012年美國海軍系統司令部(Naval System Command)的SSN(X)初步設計草案,其艦體長度為561英尺(170.99m,原本俄亥俄級是559英尺),耐壓殼直徑43英尺(13.1m,原俄亥俄級是42英尺,約12.8m),潛航排水量約20810噸 (俄亥俄級為18740噸);而依照2014年4月美國海軍完成俄亥俄級替換計畫的需求時,艦體長度約560英尺(170.7m)。操縱系統方面,SSN(X)的帆罩外型與維吉尼亞級類似,但是將前水平舵設置於帆罩上,而不是如維吉尼亞級般設置在艦首。原訂SSBN(X)帆罩內 將設置10個伸縮式桅杆(包含潛望鏡組、雷達、通信、電子作戰等),不過隨後就減為六個。此外,SSN(X)也是美國海軍第一種採用X型尾舵 的實戰型潛艦;X型尾舵操縱較為靈活,但必須使用計算機控制,這是美國海軍雖然在1961年就在青花魚號(USS Albacore AGSS-569)潛艦上實驗X型尾舵,但之後遲遲沒有應用於本國潛艦的原因。

推進方面,哥倫比亞級採用整合式核能電力系統,由壓水反應器帶動發電機產生電力、驅動電動機帶動推進器以及供應艦上電力的,而不是直接透過傳動軸和減速齒輪連接,如此可以獲得更好的靜音性能;先前美國海軍曾在1960年代服役的白鲑魚號(USS Tullibee SSN-597)以及1970年代服役的葛連納.林普斯康號(USS Glenard P. Lipscomb SSN-685)核能潛艦上嘗試使用核能電力推進,但都因航速不足,沒有進一步建造後續艦 。哥倫比亞級的整合式核能電力系統擁有最新的數位化整合管理控制系統,對於反應器產生的電能做最有效率的分配。除了降低噪音之外,哥倫比亞級的新電力推進系統也會使全艦輸配電以及任何需要供電的作戰裝備(感測器、作戰系統、武裝)的電源產生變化 ,並使用最新型的永磁同步電動機作為推進裝置。 除了使用新的電力推進技術之外,哥倫比亞級也會使用噪音較低的噴泵推進系統來取代俄亥俄級的螺旋槳推進器,而此噴泵推進器的設計與技術將類似於維吉尼亞級。 如同前述,哥倫比亞級的一項重要新技術,就是能使用42年而不需更換燃料的壓水反應器,再加上配套的整合式核能電力系統;之前美國海軍從未設計壽命如此之長的反應器(先前維吉尼亞級的S9G反應器是使用30年不需更換燃料),幾乎等於為了這個潛艦項目重新設計了一個核能發電廠,這是哥倫比亞級計畫 的研製成本如此高昂的原因之一。依照美國海軍的文件,哥倫比亞級的艦尾擁有一套「艦尾區域系統」,但其具體功能列為機密。

為了盡可能節約成本,哥倫比亞級的作戰系統、感測與武器系統是基於維吉尼亞級來繼續演進改良。偵測方面,哥倫比亞級使用與第三批維吉尼亞級相同的大孔徑艦首聲納(Large Aperture Bow Array,LAB)技術,當然其聲納孔徑隨著哥倫比亞級的體型而進一步加大。此外,哥倫比亞級也沿用維吉尼亞級的艦體外部隔音瓦技術。哥倫比亞級預估可容納與俄亥俄級相同的155名人員,不過實際編制可能少於這個數字。

由於同時期英國也發展替代先鋒級(Vanguard class)的繼承者(Successor)彈道飛彈潛艦,雙方彈道飛彈潛艦也都部署D-5三叉戟二型潛射洲際飛彈,因此美國與英國達成協議,雙方共同發展若干組件來分攤研發成本,並增加產量來壓低單位成本。在2012年,美國宣布SSBN(X)與英國 繼承者彈道飛彈潛艦將使用共同彈道飛彈艙段(Common Missile Compartment,CMC) ,其細部設計工作由通用電船在2016年展開,同年底前完成,隨後英國就會開始建造繼承者級。英國方面並沒有直接參與共同彈道飛彈艙段的設計與建造工作(因此英國繼承者級的共同彈道飛彈艙段也由通用電船製造),但仍參與相關流程流程,包括派人審閱通用電船的設計方案來確保生產可行性。

共同彈道飛彈艙段是SSBN(X)項目的主要技術創新之一,採用模組化的結構設計, 總共由四個各自獨立運作的模組構成,每個模組單元包含四個彈道飛彈發射管(稱為方形包件)以及相關的附屬支援/控制裝備 (包含電源、冷卻、空調、控制等單元);此外,未來CMC模組也可能把彈道飛彈發射管的空間改用來容納其他戰術飛彈(如戰斧巡航飛彈)、水下自航載具、特戰相關設備等任務籌載。每個CMC模組預先完成組裝與單元測試,最後再與艦體艙段組裝;反觀過去建造俄亥俄級的時代,每個彈道飛彈發射管都是個別獨立地焊接到艦體上,發射管附屬的電子、控制、支援組件也是透過艙口或其他開口個別安裝,整個工作效率並不好。哥倫比亞級的彈道飛彈發射管直徑與俄亥俄級相同,為87吋(2200mm),但長度比俄亥俄級的發射管增加1英尺,預留了裝置未來更新型彈道飛彈的空間。