詳解獨立級瀕海戰鬥艦,美軍21世紀艦艇計劃的產物,又一科幻戰艦

2020-12-14 武器大講堂

美國海軍21世紀水面艦艇計劃的產物

在美國將海上戰略力量由深海轉向近海之後,陸續推出了SC-21水面戰鬥艦艇計劃,其中包括未來驅逐艦計劃DD(X),這個計劃最終發展出了朱姆沃爾特級驅逐艦,我們在538期做了介紹,第二個是新型巡洋艦計劃CG(X),這個計劃並不順利已於2011年下馬,還有一個計劃是瀕海戰鬥艦LCS計劃,這個計劃是這三個計劃中完成程度最好的,其產物就是本期武器大講堂的主角-獨立級瀕海戰鬥艦。

唯一大量量產服役的獨立級瀕海戰鬥艦

當年美軍提出瀕海戰鬥艦LCS計劃主要是為了研發一種低成本的小型多功能水面作戰艦艇用來滿足21世紀初期的各類瀕海作戰,同時用於取代佩裡級護衛艦用於近海的反潛作戰、保護兩棲部隊登陸、護送艦隊和美國本土海岸線的防衛需求。

但是相對於護衛艦,其具有快速機動、吃水淺、噸位不大、性能獨到的優勢,相當於是護衛艦的一種升級,能完成傳統大型水面艦隻所不能完成的一些作戰任務,用於保障海軍部隊在敵方水面艦艇、潛艇和水雷的威脅下進入瀕海地區。

在這些需求下,美國海軍於2002年7月針對LCS任務公布了相關作戰需求,並在驗證的過程中不斷地增加噸位,於2003年7月17日,美國海軍宣布洛克西德·馬丁、通用動力以及雷神等三組團隊通過初選,並在次年的2004年5月,美國海軍公布了最終競標結果。

其中通用動力設計的以英國「海神」號為原型的三體穿浪設計大甲板高速艦型通用動力多用途艦艇和洛克西德·馬丁公司設計的先進半滑航船體「海刃」的設計方案同時獲選,當時美國海軍的計劃是這兩家公司的方案都有優勢和劣勢,很難完全割捨任何一方,因此就乾脆全部選擇,然後由雙方各自建造原型艦進行測試,最終再根據測試結果選擇其一。

在2005年5月,洛克西德·馬丁公司建造的瀕海戰鬥艦被命名為自由級瀕海戰鬥艦,首艦自由號編號為LCS-1於次年開始建造,並在2008年11月8日服役。

而由通用動力公司設計的三體船瀕海戰鬥艦首艦LCS-2,也與洛克希德馬丁公司同時建造,被命名為獨立級瀕海戰鬥艦,首級艦為獨立號,這就是美國瀕海戰鬥艦LCS計劃的兩款戰艦。

2008年11月「獨立」號進行海試,在實驗中其全速航行時航速最快可以達到46節,「獨立」號的推進裝置、適航性和本艦防禦能力基本上滿足美國海軍的交付要求,因此在2010年1月16日獨立號瀕海戰鬥艦正式進入服役。

服役的獨立級瀕海戰鬥艦採用了非常獨特的艦形設計,其艦體採用了三體船型設計,由鋁合金製造,其艦體和上層建築都進行了內傾處理,並且船體和上層建築的寬度和內傾角度是完全相同,這樣的話可以大大提升整船的雷達隱形性能。

下部的船體由一個細長的中央船體和兩個大約是主船體1/2長度的狹長側體組合而成,其中中央船體從艦艏水線部位往後是由水線以上部分的深V型和水線以下部分尖削的半小線面糅合而成,並從整船的1/3處逐步融合過渡到普通的V型。

這種中央船體的設計能讓船體的水線面較小,而船體變得狹長,從而形成了一個水動力優化了的細長主船體,畢竟起主要作用的是中央船體,航行的過程中也需要中央船體劈波斬浪。

在中央船體的後部兩側,設計了兩個側體,因為細長的中央船體雖然能減少波浪對船艏的撞擊,降低興波阻力,從而使艦船的縱向穩定性和推進效率均得到很大提高,但是其橫向的穩定性和甲板面積就變得很小。

為了解決穩定性的問題,獨立級瀕海戰鬥艦通過在細長的中央主船體前後兩側各設計了一對自動控制的減搖鰭。

通過減搖鰭控制主船體的垂向加速度,從而改善船體在波浪中的縱向穩定性和耐波性,為了進一步提升穩定性和增加甲板面積,設計師還增加了兩個下部尖削的側體用來來增加整船的儲備浮力,從而進一步較好的解決了大長寬比小水線面船體的橫搖問題。

這兩個側體的設計不僅能夠降低和改善橫搖角,同時還能讓船體上方獲得更大的甲板面積和上部艙室容積,這種設計方案相對於同排水量的單體船而言,其甲板面積要大40%,這樣可以大大的提升武器裝備和攜載艦載直升機的存儲空間,可以說是非常的討巧的設計。

其前部是細長的甲板結構,中間是上層建築,後部是巨大的直升機甲板,大部分的作戰設備都都安裝在船體內水線以上的中央位置,配合上層建築結構形成一個封閉式多邊形殼體,兩側的側體主要是用是作為壓載水艙或者是儲備燃料和淡水的地方,所以整個戰艦的重心都集中在船體的中部,這樣的話獨立級瀕海戰鬥艦的穩定型非常出色。

駕駛艙和作戰艙設計在上層建築前部,通過四周開設的玻璃窗戶進行觀察周邊情況,整艦的長度為127.4米、寬31.6米、吃水深度3.96米、標準排水量2176 噸、滿載排水量2784噸。

在動力系統方面,獨立級瀕海戰鬥艦採用有兩臺(MTU公司)MTU Friedrichshafen GmbH 20V 8000系列柴油引擎,單臺可以輸36兆瓦的功率。

同時還有2臺能輸出6.4兆瓦功率的通用電氣 LM2500 燃氣輪機共同提供動力輸出。

通過這4臺柴燃聯合動力系統驅動位於中央船體下方的4具噴水推進系統,這套系統具有推進效率高、噪聲和振動小、操縱性能好等優點,相較於螺旋槳,其噪音和淺水航行性能極佳,對於瀕海作戰來說,具備淺水航行的動力系統是非常重要的。

另外其動力系統的主機廢氣被引入主船體與側體之間冷卻之後排出,而這兩個側體還會屏蔽掉排出廢氣的熱信號特徵,再加上靜音推進系統和雷達隱身船體的設計,使得獨立級瀕海戰鬥艦的聲、光、電等物理特徵的隱形性能要比普通的近海艦艇更好。

此外,船上的電力提供由額外的四臺伊索塔-弗拉西尼公司生產的V1708型船用柴油發電機組提供輔助電力,這些設計能讓獨立級實現44節的最高航速。

得益於船身採用三體船的設計,相較於傳統設計的護衛艦一般在不利海況下60小時的航程大約1852公裡的能力而言,獨立級的半小水線面深V型設計讓它可以在30小時就能達到2590公裡,大大的改善了高性能艦船的續航力問題,艦體內的燃油儲備可以在16節巡航的時候提供最大4500海裡的續航裡程,對於瀕海作戰艦艇而言,基本上能覆蓋完大部分的國家近海作戰了。

在武器上「獨立」級瀕海戰鬥艦的前甲板上,設計了一門美國聯合防務公司製造MK110型57毫米艦炮系統。

艦炮可以發射射程為22海裡的精確攻擊飛彈,備彈為400發,並在武器庫內還有額外的240發。

艦炮的後部是兩具雙聯裝的MK-141AGM-84魚叉反艦飛彈發射器或者是MK48通用型垂直發射系統,這套系統可以發射北約改進型海麻雀防空飛彈和阿斯洛克反潛飛彈。

在直升機機庫上方裝備有2門30毫米艦炮和一套RIM-116拉姆反艦飛彈防禦系統,這套系統由「拉姆」飛彈發射裝置和與「密集陣」近戰武器系統關聯的火控雷達組成,密集陣系統的近防模式對於瀕海作戰來說,絕對是非常有利的存在。

直升機機庫可以搭載2架MH-60R/S海鷹直升機或者1架海鷹直升機、3架MQ-8B「火力偵察兵」無人機。也可以單獨搭載1架CH-53「海上種馬」直升機,或者2架黑鷹直升機配合無人水面/水下航行器使用。

畢竟其飛行甲板面積超過1000平方米,可以滿足大量的直升機起降任務需求,在飛行甲板的下方配備有艦艉艙門和一個雙尾撐吊臂,通過這個設計可以攜帶、發送並回收小艇,水中傳感器和各種無人航行器,來滿足各種不同的作戰任務需求。

雖然獨立級的武器配備很多,但是作為近海作戰的戰艦而言,並不是全部都得需要,所以獨立級的武器配備被分成三種任務模塊,這三種模塊分別是水面戰任務包、反潛戰任務包和反水雷戰任務包模塊,美軍稱為戰鬥系統可配置使命模塊。

因此獨立級可以在岸上或其他設施上進行武器的重新配置,從而承擔各種不同的使命。使得獨立級能夠實現反潛戰、水雷戰和反水面戰這三種主要作戰任務,再加上獨立級瀕海戰鬥艦的內部容量很大,有時候還可以備份一個作戰模塊,從而實現兩種作戰任務的功能,這可以說是獨立級的最大特點。

其電子系統方面,獨立級在上層建築較高的位置上採用三角桅杆設計,配備TRS-3D型C波段對空/平面搜索雷達,用來進行空中與水面目標的定位、監測、跟蹤和火力分配,可以在極端條件下對低空飛行或慢速移動目標進行探測,配合艦炮系統和反艦系統,從而實現各種反潛反艦作戰。

獨立級瀕海戰鬥艦作為一種快速、易操作和可聯網的面作戰武器,在21世紀信息化作戰中將會是美國軍事力量網絡化和全球化作戰的重要組成部分,可以說是美軍自蘇聯解體之後將海軍軍事戰略由遠洋走向近海的重要標誌。

而模塊化作戰系統和獨特的三船體的設計,讓其的任務多元化和近海作戰能力大幅提升,堪稱是未來瀕海戰鬥艦中的全能戰艦。

目前美國海軍已經服役10艘獨立級瀕海戰鬥艦,有3艘已於2018年和2019年陸續下水,剩下的還有7艘正在訂購中,未來將會有至少20艘獨立級瀕海戰鬥艦服役。

作為美軍DD(X)計劃執行最好的水面戰艦之一,獨立級未來將會是美軍近岸水域的重要海上力量,對近海目標執行非對稱作戰的主要武器之一,其獨特的設計和先進的模塊化作戰理念,在模塊化坦克模塊化槍械的今天,緊跟著時代的發展,堪稱是一款革命性的瀕海作戰艦艇。

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