疯狂的“战马”

2020-09-21 08:35:27 兵器知识 2020年9期

陈涛

在海上行驶的“自由”号濒海战斗舰

美国在2020年2月10日推出的2021年国防预算中计划要砍掉4艘濒海战斗舰。这四艘舰艇中,服役年限最长的“自由”号(LCS-1)也只有12年,最短的“科罗纳多”号(LCS-4)才6年,按照原来的计划,这些军舰至少还有20年的平均寿命。濒海战斗舰到底是一种什么样的舰艇,其自身到底有什么特点,看过文章您可能就有自己的结论了!

苏联没了,战场变了,对手也换了

早在上世纪80年代,美国海军的作战区域和面临的威胁就从大洋中转移到近海。在这之后的30年间,美国海军共有5艘舰船在近海水域的战斗中损坏。其中3艘被水雷损坏,1艘被反舰导弹击中,还有1艘被自杀性小艇炸坏。

1991年苏联解体,美国海军的作战环境、作战对象发生了巨变,原来能与其抗衡的大国已经被削弱,现有的作战力量对付他们已经是绰绰有余。而新的威胁势力(例如恐怖主义)既没有堪比苏联的常规军力,更没有在远海威胁美军的实力。由此可见,未来的战场将更多地出现在这些国家或地区周边的濒海区域或五大洲陆海交界的地方。

因此,在海湾战争结束后,美国海军便开始不断地调整军事战略,先后提出了“由海向陆”和“前沿存在”等战略思想。

2002年,美国海军又提出了“海上打击、海上盾牌和海上基地”的概念,标志着其“近海战略”正式替代了“远洋战略”。

基于战略的转变,上世纪90年代美国海军制定了SC-21未来水面战斗舰艇计划,以此为基础衍生出了“福特”级航母、“朱姆沃尔特”级驱逐舰、濒海战斗舰(LCS)等美国海军的新一代作战舰艇。

其中的濒海战斗舰主要用来取代“佩里”级护卫舰,基于对对手实力的估计,濒海战斗舰主要作战想定是:

作战对象为中、小国家和非正规组织;活动区域在敌国沿岸水域。战法则是在近距离与敌方中、小型水面舰艇交战,浅水海域反潜作战,清除沿海水雷并进行由海向陆地投送武器与兵力。

上述设计思想,使濒海战斗舰与“佩里”级等传统护卫舰相比,需要具备一些新的能力以适应多重任务,武器系统也需要做出调整以适应新的变化。

由于这次的新舰不同于以往的护卫舰、扫雷舰和巡逻舰等任何一种军舰,因此美国海军赋予它一个新的舰名——濒海战斗舰LittoralCombatShip(简称LCS),从“1”号开始命名。美军于2001年开始招标,先后有6个团队参与竞标,最后洛克希德·马丁集团的“自由”级和通用动力集团的“独立”级获胜。本文先介绍“自由”级。

美海軍的“佩里”级导弹护卫舰, 目前已经全部退役

由意大利芬坎蒂尼集团公司设计的意大利“战马(destriero)”半滑行商船,其半滑行船体设计也被用到了“自由”级濒海战斗舰上

总体——“海刃”打底,高速当先

“自由”级采用的是一种叫做“先进半滑行船体”的设计,这种船体吃水较浅,阻力小。

熟悉舰艇的读者朋友们都知道,船体想达到更高的速度,吃水部分就需要尽量少,以使阻力大幅降低。依照习惯,船只航行时由水产生的上扬力与船身重量的比值在0.4以下称为排水船体,航行时介于0.3~1.02称为半滑行船体,大于0.7以上者则称为滑行型船体。该舰没有球鼻艏而是设计了一个深V型舰艏,可以切开波浪;有一个宽大而浅的舰艉,在尾部提供升力,减少尾倾。洛·马公司给这个船型起了个形象的名字——“海刃”。

“自由”级舷号均为单数,首舰LCS-1“自由”号2004年12月15日获批,2005年6月2日开工建造,2006年9月23日下水,2008年11月8日服役。经过验证和修改后的LCS-3“沃斯堡”号2009年7月11日开工,2012年9月22日服役。截止2020年4月,一共下水12艘,服役9艘,授权16艘,计划中的最后1艘是LCS-31。

为控制重量,“自由”级采用钢质船体加铝制上层建筑设计。“自由”级舰长118.1(115.21)米,宽17.6(17.47)米,吃水4.3(3.87)米,满载排水量3450吨(3000吨),括号内是首舰的参数。最大航速47节,航程3476海里(航速18节时),支持力21天。

动力装置为2台罗尔斯·罗伊斯的MT30燃气轮机和2台柯尔特·皮尔斯蒂克的16PA6BSTC柴油发动机组成的柴燃联合动力(CODAG)机组,配合4台罗尔斯·罗伊斯“卡梅瓦(Kamewa)”153SII喷水推进器。

舰载武器能打的都带上

位于舰艏的M110舰炮,口径为57毫米,射速为220发/分,有效射程14.5千米,高低射角-10°~+77°,弹舱容量为120发。当前服役的“自由”级都是水面战斗型,特点是在舰体上层建筑中后部3个即插模块中的2个被装上了Mk46舰炮系统。

Mk46舰炮系统装备的舰炮为Mk44Mod2“大毒蛇II”链式炮,有效射程2千米,射速为200发/分,弹舱容量400发。

这3门炮组成的水面战的火炮系统对各种小艇具备强大的杀伤力。舰上还有4挺12.7毫米机枪,分别装备在舰艏航海舰桥两侧的小耳台和舰艉机库两侧。该舰最早计划要能搭载45枚非瞄准线攻击导弹(NLOS),后取消。

因为水面战模块中的舰舰导弹(SSMM)模块长期缺装,所以美国海军选择了射程为8千米的AGM-114L“长弓海尔法”导弹作“替补队员”,目前已经进行了79次发射测试,命中率超过90%。24枚导弹就放在Mk46后面的模块中。而首套生产型舰舰导弹模块将于2021财年交付,2024财年完成采购工作。

虽然即将解决缺乏舰舰导弹的问题,但AGM-114L导弹已经停产多年且库存有限。为此,洛·马已经在向美国海军推销最新的JAGM,作为舰舰导弹模块未来的弹药来源。

“自由”级濒海战斗舰上的两门MK44型30毫米机关炮(红圈处)

除了AGM-114L外,濒海战斗舰未来还将装备一款超视距导弹NSM。不过NSM首先装备在“独立”级上,“自由”级尚未进行测试。首艘“自由”级预计在2021财年加装NSM,未来全部LCS都将加装NSM作为固定武器,每艘带4~8枚。NSM采用了隐身设计,制导方式为红外制导,抗干扰能力强,不但能够打击舰艇,还能够打击岸上目标,有效射程185千米。

在舰艉的直升机机库正上方布置的是一座Mk49“拉姆”防空导弹的发射架,装21枚RIM-116防空导弹。射程9千米。导弹采用被动制导方式,发射后不管,具备多目标接战能力。

从“印第安纳波利斯”号(LCS-17)起,Mk49发射架换成了Mk15Mod.31“海拉姆”防空导弹系统,“海拉姆”由Mk15“密集阵”改造而成,将搭载的火炮换成了11联装的“拉姆”导弹发射装置,由于“密集阵”系统自带搜索和跟踪雷达,“海拉姆”可以不用舰上搜索雷达而自行搜索目标,减轻了主雷达的负担,自卫能力更强。

“自由”级濒海战斗舰上的部分舰载武器部署示意图。可以看到Mk-110舰炮,Mk-46机关炮和Mk-49导弹发射架

动力系统,柴燃动力赋予强劲性能

“自由”级配备的MT30燃气轮机的单机功率是36兆瓦,16PA6BSTC柴油机单机功率是6.4兆瓦,采用柴燃联合动力(CODAG),总功率84.8兆瓦。

带着这样的动力,“自由”级达到了招标要求的45节航速(最大航速为47节)。再配合4台无桨無舵的喷水推进器,外侧的2轴带有转向装置,特别适合浅水区。该舰在直行时能在2倍舰长的距离内从30节航速立即停车,在3倍舰长的距离上以30节航速突然转弯。全速航行时,可在800米的距离内作360°的回转。

在上层建筑桅杆的后面有2排排气口,前排直径较大的是燃气轮机排气口,后排小直径的则是柴油机排气口。在航海舰桥的上面一层正面有六扇格栅窗,两边还各有两扇较小的格栅窗,组成燃气轮机的进气系统,通过正面来风方向布置大型的进气道,从而保证足够的新鲜空气进入燃气轮机,这种布置方法比较新颖。

“自由”级的舰体上有每侧有两个小洞,经常被熏黑或者直接就被黑色的涂装所掩盖。我们知道很多中小型水面舰艇采用了柴油机水线排烟的技术,比如中国的037猎潜艇,俄罗斯的“格里莎”轻型护卫舰等,这种技术的好处是占用空间小,还可以降低舰艇的红外特性,那么“自由”级的这四个洞也是柴油发动机的排气口吗?

雷达——一水的欧洲货

“自由”级早期舰采用的是空客防务与航天公司的TRS-3D/16雷达,美军编号AN/SPS-75,是一种无源相控阵雷达(PESA),能自动跟踪400个海空目标,对空模式最大搜索距离200千米,对海模式最大搜索距离90千米,有多种抗干扰措施,广泛装备欧洲的一些轻型军舰,比如丹麦的SF-300巡逻艇和德国的K-130轻型护卫舰。

NSM反舰导弹未来在“自由”级濒海战斗舰上的安装位置

从LCS-17起,舰上的雷达换装为更先进的TRS-4D雷达,美军编号AN/SPS-80。TRS-4D采用固态氮化钾的T/R组件和数字波束成形技术,可对所有波束进行脉冲多普勒处理,探测距离为0.1~250千米,可探测雷达反射面积为0.01平方米的目标,跟踪轨迹刷新率小于一秒,可同时跟踪超过1000个海空目标。

TRS-4D雷达在探测距离,跟踪能力等各项性能指标上较TRS-3D都更为强大,雷达阵面外观上的面积也更大。“自由”级的TRS-4D雷达是水平机械扫描的版本,另有一种四面固定阵版本用在德国军舰上。

“自由”级濒海战斗舰采用的“卡梅瓦(Kamewa)”153SⅡ喷水推进器

电子设备:通信设备占了大头

主桅杆上布置了塔康无线电导航、16号数据链、两部导航雷达,舰桥顶端布置了各种通信天线、超高频(SHF)、甚高频(UHF)卫星通信天线,“自由”级引入了潜艇无线通信,这样保证它能同其它舰船、潜艇、飞机、卫星、联合作战单元和濒海战斗舰集群组网来共享信息。

此外,“自由”级还配备了ArgonST公司(2010年被波音收购)的WBR-2000电子对抗系统和丹麦TermaA/S公司研制的SKWS诱饵发射系统。诱饵发射系统被遮蔽在烟囱后面的两个围阱中,可以发射各种130毫米干扰弹。

“自由”级濒海战斗舰上层建筑俯视图,可以看到燃气轮机排气口和柴油机排气口

自由”级的战斗系统是洛-马公司开发的COMBATSS-21,融合了洛-马开发最新版开放架构“宙斯盾”Baseline7系统的经验,与“宙斯盾”Baseline7的共通性达到六成左右,采用全分散式的开放式架构,能与不同的任务模组或装备进行整合。“自由”级只有作战指挥中心,即任务控制中心,设置在舰桥下方的主甲板内,虽符合美军现有的使用习惯,但未来可扩充空间较小。

“自由”号两侧被熏黑的洞口为发电机排气口

直升机甲板和机库

该舰的飞行甲板面积大约483平方米,是“伯克”级和“提康德罗加”级等美国主战舰艇的1.5倍,可以携带2架MH-60R/S直升机或者1架MH-60R/S和3架MQ-8B无人机。机库的内部除了容纳直升机和无人机外,还有空间能放置两个国际标准的集装箱,通常用来存放航空保障器材。

空客防务与航天公司的TRS-4D雷达

多功能任务舱

在直升机甲板和机库的下方是一个分成3间、总面积为595平方米的多任务舱。最后面是一个湿舱,也被称为“水上任务区”。

舱后部有尾门和下水坡道,上方有滑轨式起重机,当前使用2艘11米长的RHIB刚性充气艇,并配有一个19人的作战小队。湿舱的侧面有一个门,用于无人扫雷载具的吊放;中部是一个干舱,又被称为“可重置舱室”;前面是一个储藏舱。三个舱用卷帘门隔断。三大作战模块主要的转换和配置区域就在这里。

直升机甲板的比较,可以看出“自由”级濒海战斗舰的直升机甲板面积最大

乘员

核心人员40人,加上任务人员35人,共75人。也有其它说法,比如核心人员50人,加上任务人员(含航空人员)共93人等。

“自由”级濒海战斗舰的多功能舱,内部空间相对宽裕

已成三变舰艇

“自由”级按照建造的年代,试验的内容,是一个逐渐改进、完善和成熟的过程,几乎每艘舰都有变化,这里总结一些主要的外部识别特征,以便读者学习和观察。

首舰“自由”号(LCS-1)舰桥上方的“蘑菇头”(卫星通信天线)共有1大3中,多功能舱的侧门有两扇(大门),舰艉两侧各突出一块,锚孔紧贴水线。

“沃斯堡”号(LCS-3)的“蘑菇头”有2大4中,保留大侧门,去掉了舰艉的突出段,锚孔向上向后移动。

“密尔沃基”号(LCS-5)有2大2中“蘑菇头”,多功能舱的侧门只有1扇(小门),光电跟踪单元也改变了型号。自“密尔沃基”号开始,“自由”级濒海战斗舰彻底定型。

从“印第安纳波利斯”号(LCS-17)开始,又换了“海拉姆”防空导弹和TRS-4D雷达。

LCS-1“自由”号巨大的侧门打开

LCS-3“沃斯堡”號濒海战斗舰,可以看到上层建筑上的6个“蘑菇头”

模块

濒海战斗舰主要用于执行3大任务,因此规划了水面战模块(SUW),反水雷模块(MIM)和反潜战模块(ASW)。不同的模块在1天的时间内完成接口完全切换(现在发现实际不小于4天),从而转换任务。

当前基本完成的只有水面战模块。现在的“自由”级装的都是水面战模块且每次行动只能携带一种模块,存储位置主要在舰艉的多功能舱和上层建筑内嵌的3个插箱内。备用任务模块可以集成到标准尺寸的集装箱之后装到船上,其它系统则通过托盘转移到船上,模块的转换则在码头完成。

反潜战模块(ASW)目前已经安装在“沃斯堡”号上进行测试,第一阶段测试已于2019年12月进行,2020财年第2季度进行第2阶段测试,预计2020财年形成初始作战能力(IOC)。

反潜模块的组成如下。

反潜系统:与DDG-1000同款的AN/SQQ-90综合反潜作战系统,完成综合分析和处理各种声呐数据,并且给出应对策略,相当于软件系统。

声呐系统:轻量化主动式宽频变深声呐(LBVDS)和AN/SQR-20(MFTA)多功能拖曳阵列声呐加上MH-60R上的AN/AQS-22低频吊放声呐,这是全球首款可以兼顾深浅水反潜探测的组合。

LBVDS工作在中频时用于浅水反潜探测,而LBVDS工作在低频时,则与SQR-20形成一个主动低频远程反潜探测阵列。

攻击系统:MH-60R携带Mk-54轻型鱼雷,舰艇本身没有其它反潜武器。

水声对抗系统:舰艉可释放AN/SLQ-61轻型反鱼雷诱饵。

美国海军已经在预算申请中列出了较为详细的采购计划,首批2套反潜战模块将于2020财年采购,2021财年采购4套,2022和2023财年各采购2套,计划最终共采购18套反潜战模块。扫雷模块的细节会在后面“独立”级的介绍中展开。

未来可能还要加装下面一些模块:

定向能武器。根据计划,洛·马公司在2020年年底前为“小石城”号(LCS-9)安装功率为150千瓦的激光武器进行测试,可提高LCS的杀伤力和防御力。

水面电子战改进计划(SEWIP),能够令“自由”级的电子战能力达到下一代的水平。

先进非机载电子战(AOEW)模块。是一种由MH-60R直升机携带的电子战吊舱,提供自动探测导弹袭击和响应,可独立工作或与SEWIP联合工作,以探测、跟踪和阻止来袭威胁。

加装Mk41垂直发射系统。位置也在上层建筑尾插箱中,使其具备对地攻击的能力。

LCS-5“密尔沃基”号濒海战斗舰,可以看到上层建筑上的4个“蘑菇头”

问题 动力系统设计缺陷令其“多灾多难”

长期困扰“自由”级的不仅是模块缺装问题,而是动力问题。

2013年“自由”号首次执行时长8个月的海外部署时就出现了3次事故和5次故障。

引发故障的原因中,柴油发电机的排气系统进水或本身问题占了较大比重。其它次的故障中,推進系统的原因最多。

尾声

“自由”级濒海战斗舰就是这样一种优点和缺点都很突出的舰艇。从能力上看,截止当前只能完成原来三项预定任务的一项,如果要对抗大国海军,其执行传统护卫任务的能力严重欠缺。

前文已经介绍过了,“自由”级的前两艘都是试验舰一样的存在。从“密尔沃基”号开始,“自由”级濒海战斗舰进入了成熟的状态美军将他们退役也会省下一笔费用,好让美军卸下包袱省点军费。