深度解析——美國朱姆沃爾特級驅逐艦

在1970年代後期,垂直髮射系統的概念開始逐步走向現實。 這一武器單元令美國海軍中將約瑟夫·梅特卡夫三世意識到, 未來的海軍艦艇將出現深刻的變革。 不久之後,約瑟夫·梅特卡夫三世便牽頭組建了代號麥克集團的組織, 用以專門研究基於垂直髮射系統的海上作戰單元。 在1987年,在麥克集團的支持下, 船舶作戰特性研究項目和水面作戰部隊需求研究項目正式開始。 這兩項研究一方面探索了美國海軍未來的發展方向, 另一方面以蘇聯爲假想敵, 對美國海軍所需作戰單元的規模和能力提出了探索性的要求。 主要的觀點包括,美國海軍需要更強大的生存和戰鬥能力。 單個作戰單元之間需求具備共享環境信息的能力, 並提出了類似軌道炮和激光武器等未來作戰組建的構想。 這兩個項目最終在1989年向美國海軍提交了非常詳盡的研究報告。 然而隨着冷戰的落幕, 美國海軍對報告中提及的大型作戰艦艇和各類超前的武器構想失去了興趣。 海軍預算的大幅度削減也令美國海軍轉而尋求一種更爲實際的作戰單元。 作爲未來美國海軍先進作戰單元出現之前的過渡型號, 在1991年驅逐艦改進計劃正式開啓。 該計劃的最終產物也就是美國現今的阿利伯克級驅逐艦。 1992年,美國海軍作戰部長弗蘭克凱爾索簽署了代號 DD-21的21世紀驅逐艦研究項目。 該項目被包含在代號SC-21的21世紀水面戰鬥艦計劃之中。 其目的是研究一系列能夠適應現代化和未來戰場需求的新型水面作戰艦艇, 並提出了針對沿海作戰、兩棲作戰以及對地攻擊能力的優先需求。 1994年,SC-21計劃正式得到批准,並開始獲得資金支持。 整個SC-21計劃設計的研究領域非常地寬泛, 主要涉及三個主要方面的可行性探索, 首先是對現有的艦艇進行升級, 其次是對現有的設計進行改進, 最後是研發新型的艦艇。 其中對新型艦艇的設計構想非常接近如今的朱姆沃爾特級驅逐艦。 SC-21的許多早期構想非常大膽, 主要的體現是火力單元,非常強大。 其設計的新型艦艇中, 不乏擁有500餘個垂直髮射單元的重型作戰艦艇, 也包括噸位高達3萬噸的大型海上武器平臺。 在1996年, 美國海軍與美國國防高級研究計劃局共同出資成立了合資公司, 用以支持後續的研究。 其研發的作戰艦艇被稱爲虎庫艦, 這是一種以垂直髮射系統爲主要武器的水面作戰艦艇, 配置的垂直髮射單元在500個以上, 預計的最大排水量在2萬噸左右。 同時還將應用更爲先進的野生技術, 以及各類電子設備。 然而隨着美國海軍高層的變動, 以及預算的大幅度減少, 最終有望成爲SC-21項目概念產品的虎庫艦項目在1997年被取消。 然而在2002年, 4艘美國俄亥俄級核潛艇被改造爲巡航導彈核潛艇, 單艘潛艇能夠攜帶的戰斧巡航導彈數量達到154枚, 這一改動被廣泛認爲是美國虎庫艦理念的實踐。 同樣是在1997年, 基於SC-21計劃的B海戰鬥艦項目被啓動, 不久之後, 該項目獲得DD-21的代號, 也就是21世紀驅逐艦, 儘管在設計參數上進行了許多調整, 但是DD-21項目依然受到了虎庫艦概念的影響, 並將對地攻擊能力作爲DD-21項目的核心需求之一。 DD-21項目的主要競爭者包括位於美國緬因州的巴斯鋼鐵廠, 以及位於美國密西西比州的英格爾斯造船廠, 兩者都是美國實力雄厚的軍用造船企業。 當時,項目的勝出者被認爲將獲得總價值高達700億美元的超級合同, 因而巴斯鋼鐵廠和英格爾斯造船廠爲爭取DD-21項目軍使出了渾身解數, 巴斯鋼鐵廠選擇了與洛克希德馬丁公司展開合作, 而英格爾斯造船廠則選擇了與美國雷神公司搭檔, 在設計過程中, DD-21項目曾考慮採用阿里伯克級驅逐艦的變體, 但後來這一提案被否定, 轉而開發一種新型的艦艇。 美國海軍對DD-21的要求是具備更加的隱身性能, 更高的自動化水平, 並儘可能降低船隻的運營成本。 到了2000年7月, 美國海軍正式將DD-21項目的首艦命名爲朱姆沃爾特號, 以紀念美國第19任海軍作戰部長埃爾默·朱姆沃爾特在最初的計劃中, DD-21項目將建造32艘艦體, 並預計在2005年正式開工。 許多實驗性的武器項目也相繼被開發, 包括最初計劃採用的垂直火炮系統和先進對地攻擊導彈項目等等。 但是最終的武器配置則相對保守, 美國海軍也曾希望DD-21項目可以配備256個垂直髮射單元, 但最終的數量也被定格在128個垂直髮射單元上。 原定佈置在艦艇尾部的垂直髮射系統也被直升機停機坪取代, 在DD-21項目步入正軌的同時, 美國海軍同樣在2000年公佈了代號CG-21的21世紀榜空巡洋艦項目, 該項目的計劃是取代美國現役的提康德羅加集訓洋艦, 預期在DD-21項目結束後正式開始採購, CG-21項目於2001年被終止, 整個開發項目並未有實質性的進展, 隨後CG-21項目被CG-X項目取代, CG-X也被稱爲是下一代巡洋艦計劃, 最初的打算是在DD-21項目的基礎上設計一種大型巡洋艦, 並計劃在2017年投入使用, 然而該項目最終也在2010年被終止, 其任務定位也被美國現役的阿里伯克第三批次取代, DD-21項目的進程既複雜也充滿了波折, 美國軍方內部的爭議主要包括預算問題, 任務定位問題以及實戰需求問題, 原計劃的項目進程也一再被迫面臨各種否定和延遲, 項目的預算也一再被大幅度削減, 到了2001年的11月, 美國海軍再次推出了未來水面作戰計劃, 該計劃一方面衍生了美國B海戰鬥艦, 另一方面也宣告了DD-21項目的終止, DD-21項目的遺產轉變爲DD-X項目, 而DD-X項目的最終產物就是如今的珠穆沃爾特級驅逐艦, 兩者之間既聯繫緊密也存在一定的區別, 相對於DD-21項目的設計, 珠穆沃爾特級的垂直髮射單元佈局從中心式變爲環繞式, 船尾則配置了容納艦載直升機的空間, 許多結構上的設計也存在顯著的不同。 2005年11月, 美國軍方批准了前兩艘珠穆沃爾特級驅逐艦的建造計劃, 然而項目預算卻遲遲無法到位, 到了2009年, 美國軍方確認最多訂購三艘珠穆沃爾特級驅逐艦, 珠穆沃爾特級驅逐艦的主要參與者大多數爲美國防務領域的巨頭, 美國雷神公司是任務集成系統的主承包商, 洛斯洛普格魯曼船舶系統公司, 以及通用動力公司旗下的巴斯鋼鐵廠共同研發的船體, 機械組件和電機系統, 英國的貝儀系統公司則提供了先進火炮系統和馬克57型垂直髮射系統, 洛克希德馬丁公司, 洛斯洛普格魯曼公司, 以及美國的L3技術公司等也是項目的重要參與者。 儘管飽受來自美國軍方內部的爭議, 以及受到不同程度的反對, 珠穆沃爾特級驅逐艦的建造項目依然是美國海軍有史以來最大的研發項目之一。 根據美國海軍研究所在2016年提供的研究報告, 三艘珠穆沃爾特級的研製成本高達225億美元, 每艘珠穆沃爾特級的單位成本達到75億美元。 但是在項目開始之初, 美國海軍預計的單艘建造成本僅爲14億美元, 隨後不斷飆升的研發成本也成爲珠穆沃爾特級飽受批評的主要原因之一。 美國海軍目前一共擁有三艘珠穆沃爾特級驅逐艦, 全部由美國巴斯鋼鐵廠建造。 一號艦珠穆沃爾特號於2011年動工, 2013年完工。 二號艦邁克爾蒙索爾號於2013年動工, 2016年完工。 三號艦林登B約翰遜號於2017年動工, 2018年完工。 其中一號艦和二號艦分別於2016年和2019年投入使用, 三號艦正處於測試階段。 根據美國軍方的設計, 珠穆沃爾特級驅逐艦一共應用了12項核心技術, 包括隱身性能、船體結構、先進火炮系統、 高級有效負載模塊、外圍垂直髮射系統、 艦載機單元、雷達系統、通用顯示系統、 聲納設備、動力和推進系統、自動化系統和消防模塊 以及計算機系統。 這12項核心技術處於不同的發展階段, 一部分達到了成熟標準, 一部分達到了接近成熟標準, 還有少數需要進行進一步的測試和實驗。 儘管珠穆沃爾特級驅逐艦比美國的阿利伯克級更大, 但是其宣稱的雷達反射面積卻比普通的漁船還小, 而且其噪聲控制水平可以與美國的洛杉磯級核動力攻擊潛艇相媲美。 珠穆沃爾特級採用了斜面構造的船舷, 不僅可以降低雷達反射截面, 廣泛採用的複合材料還可以降低自身的重量。 在波浪經過船體時, 會帶動橡膠材質的被動空氣冷卻設備來降低艦體的熱量, 以減少自身的熱信號, 降低被湖外設備探測的概率。 珠穆沃爾特級採用了斜角式船舷設計, 所謂的斜角式船舷就是指船殼從甲板處開始, 向吃水線方向越來越寬,反方向則越來越窄。 美國海軍認爲這種外形的船體, 可以有效減少雷達反射面積, 另一方面也具備比較好的適航性。 反對觀點則認爲, 這種構造在惡劣海況下的穩定性、堪憂, 可能出現輕負的危險。 珠穆沃爾特級採用的先進火炮系統, 是一種口徑爲155毫米的大口徑艦炮。 每艘珠穆沃爾特級都配備了兩門先進火炮系統, 該系統具備全新研製的彈藥體系, 被稱爲長城陸攻戰鬥部。 這種炮彈的射程可能在60到100海里左右, 而且具備比較高的射擊精度。 每門先進火炮系統的標準備彈數量爲750發, 每分鐘的射速在10發左右。 珠穆沃爾特級的兩門艦炮, 在理論上可以提供非常強大的陸地火力支援, 然而這種代號爲長城陸攻戰鬥部的炮彈成本十分高昂。 單枚長城陸攻戰鬥部炮彈的價格高達80到100萬美元, 美國海軍不得不在2016年末取消了該彈藥的研製和採購計劃。 目前美國海軍總計得到的長城陸攻戰鬥部炮彈數量僅爲90枚, 而且該彈藥專門爲珠穆沃爾特級的艦炮系統研發, 無法與美國海軍的其他戰鬥單元兼容。 美國海軍曾計劃在珠穆沃爾特級的三號艦上, 採用一門軌道炮來替代先進火炮系統, 但是該計劃於2021年被終止。 所謂的高級有效附賽——模塊系統, 於2021年初提出構想, 其實際的內容可以簡單理解爲 將現有的垂直髮射單元尺寸擴大, 以容納美軍即將投入使用的遠程高超音速武器。 遠程高超音速武器是一種中程對地攻擊導彈, 由美國洛克希德·馬丁公司研製, 理論急速高達17馬赫,射程在2700公里以上。 美國海軍已經計劃在2025年將遠程高超音速武器 配置到一艘珠穆沃爾特級驅逐艦上, 用於武器測試,相應的垂直髮射單元也將被改造或替換。 外圍垂直髮射系統, 是一種將垂直髮射單元分散圍繞在船體周圍的設計。 這種位置上的改變, 一方面是爲了讓出船體中央的位置, 以便在未來添加其他類型的武器單元, 另一方面也避免垂直髮射單元爆炸而引發沉船風險。 每個導彈發射單元內都具備一層內殼和外殼, 即便發射單元內的導彈發生爆炸, 也可以有效降低衝擊力,將船體的損壞程度降到最低。 珠穆沃爾特級採用了雙頻雷達系統, 分別爲S波段和X波段, 兩種頻率採用各自獨立的訊號處理設備, 在經過綜合分析後整合到人機交互界面上, 爲艦員提供動態的環境感知信息, 該系統的靈敏度比較高,而且具備比較強的抗干擾能力。 珠穆沃爾特級採用的雷達信號是採用X波段的AN-SPY三型有源電子掃描陣列雷達, 以及自採用S波段的AN-SPY四型搜索雷達。 AN-SPY三型主要用於搜索各類導彈並擔任火控雷達的角色, 爲了降低成本,美國空軍曾考慮移除AN-SPY四型搜索雷達, 由AN-SPY三型雷達擔任更多的任務角色。 但是這種功能上的改變需要對軟硬件進行重大的調整, 而僅保留一套核心雷達也降低了遭受飽和攻擊時的應對能力。 珠穆沃爾特級級並沒有配置宙斯盾系統, 而是採用了全艦計算機環境基礎設施佈局。 未來珠穆沃爾特級可能會增加專門的火控雷達系統, 以更爲流暢地操作各類防空導彈。 珠穆沃爾特級配備了通用顯示系統, 整個人機交互界面採用觸屏操作, 所有的武器單元和傳感器信息都可以通過通用顯示系統直觀地 反映給操作人員,以提高信息處理效率。 珠穆沃爾特級採用了全電腦化環境設計, 所有的運行組件都由核心計算機組控制, 其軟硬件環境由美國通用電氣公司研製, 基於Linux操作系統搭建, 整個計算機硬件服務器由IBM提供, 共包括16個核心計算機單元, 每個計算機單元都被包裹在防護外殼之中, 可以抵抗振動衝擊和電磁脈衝。 除了具備對地支援和防空能力外, 珠穆沃爾特級還搭載了比較先進的聲納系統, 這套雙皮聲納設備由計算機控制, 硬件部分包括船體內置聲納, 以及多功能拖曳聲納。 雖然這套聲納設備的性能比較優異, 但是珠穆沃爾特級並沒有配置魚雷發射器, 需要依靠反潛直升機或反潛導彈來攻擊水下目標。 珠穆沃爾特級採用了綜合全電力推進系統, 該系統是將燃氣輪機或柴油發電機產生的三項交流電, 供應電動機以驅動螺旋槳或噴水推進器。 整個系統的改進之處主要體現在 採用了電力傳輸方式代替了機械傳動系統。 整個艦艇需要的電力強度可以自由增減, 反饋系統還會顯示不同電力強度下艦體散發的噪音和熱量。 目前,珠穆沃爾特級的主動力單元爲兩臺 英國羅洛公司研製的MT30系列燃氣輪機 和一臺美國科蒂斯萊特發電機。 珠穆沃爾特級的標準組員在140人左右, 是同級別艦艇的一半左右,這種人數上的減少, 一方面是因爲艦上的自動化程度比較高, 另一方面也是爲了有效降低運營成本。 珠穆沃爾特級驅逐艦擁有20個馬克57型垂直髮射模塊, 每個模塊包含4個垂直髮射單元。 艦上的垂直髮射單元總數爲80個, 雖然數量上相對較少, 但是馬克57型的垂直髮射單元在尺寸上更大, 每個發射單元最多可以容納4枚美國改進型海麻雀防空導彈, 理論上最多可以攜帶320枚改進型海麻雀導彈, 但是改進型海麻雀的防空能力有限, 通常充當點防禦角色, 不具備區域防空能力, 珠穆沃爾特級並沒有搭載宙斯盾系統, 雖然珠穆沃爾特級具備發射美國標準二型導彈的能力, 但是需要對核心的雷達組件進行大幅度修改, 才能具備反彈道導彈的能力, 目前美國海軍的反彈道導彈角色, 依然由搭載宙斯盾系統的阿利伯克級驅逐艦擔任, 但是也不排除未來美國海軍會增強珠穆沃爾特級的反彈道導彈能力, 美國海軍對珠穆沃爾特級在該領域的唯一擔憂, 是其配置的垂直髮射單元相對較少, 珠穆沃爾特機場約190米, 捆約80米, 滿載排水量約16000噸, 急速在30節以上, 可以發射的彈藥類型包括改進型海麻雀防空導彈, 戰斧巡航導彈, 以及阿斯洛克反潛導彈, 珠穆沃爾特級的兩門艦炮受到彈藥數量的限制, 基本處於停用狀態, 珠穆沃爾特級的艦上可以搭載一架SH-60或MH-60直升機, 也可以搭載多架無人機, 儘管珠穆沃爾特級採用了諸多先進的設計, 但是美國軍方內部對珠穆沃爾特級的批評聲浪依舊此起彼伏, 爭議的焦點主要集中在預算嚴重超支, 定位不切實際, 以及缺乏實戰能力等方面。 美國軍方內部認爲, 珠穆沃爾特級在防空能力上不如阿利伯克級, 隱身性能也不及預期, 受到閹割的火炮系統也令珠穆沃爾特級 無法在海上作戰和對地支援中發揮應有的作用。 支持觀點則認爲, 珠穆沃爾特級爲美國海軍未來的戰艦提供了實驗平臺, 引領了許多關鍵技術的開發。 美國海軍對珠穆沃爾特級的定位是水面炮擊支援艦, 其作用類似於已經退役的戰略艦。 美國海軍在建造三艘珠穆沃爾特級驅逐艦之後, 已經停止了建造計劃, 轉而將資金投入到阿利伯克級驅逐艦上。 目前珠穆沃爾特級還沒有任何的實戰經歷, 雖然美國海軍計劃將軌道炮或激光武器應用在珠穆沃爾特級上, 但未來珠穆沃爾特級的主要定位依然偏向於實驗性平臺。 以上是本集的全部內容, 感謝您的收看, 我們下集再見。