挪威海軍南森級巡防艦
順應世界各國海軍大型水面艦匿蹤模組化構型的共通發展趨勢,新一代四千噸級巡防艦無不以「神盾」SPY-1系統主動相位陣列雷達為標準配備,同為北約組織的挪威海軍也選用了這種設計邏輯,發展出號稱配備簡化版「神盾」系統的「南森級」巡防艦(Fridtjof Nansen-class frigates),成為目前世界上最小的「神盾」艦,本刊從其研製歷程、構型與概念、動力系統等逐一為讀者介紹「南森級」巡防艦的優異性能。(編按)
研製歷程與背景
挪威海軍早於一九九四年便提出了代號為「SMP 6088」的新一代巡防艦發展計畫,並於一九九七年三月展開概念設計。一九九八年底,挪威海軍從全世界邀請了十四家造艦廠商參與競標。一九九九年三月,在競標的最後階段,由當時的西班牙「巴贊」Bazan造艦公司(亦即稍後的伊紮爾造艦公司)、美國洛克希德‧馬丁公司和通用動力公司組成的「先進巡防艦聯盟」(AFCON)的計畫被評為優於另二個競爭對手│德國布洛姆‧福斯造艦公司和英國BAE系統公司,由挪威海軍確定為新型巡防艦的設計和承造廠商。
AFCON提出的方案是以西班牙海軍的「F 100型」巡防艦為基本構型,再根據挪威海軍的使用特性需要重新局部設計。二○○○年六月二十三日,挪威海軍與AFCON簽訂了武器採購合約,由AFCON為前者設計建造五艘新一代巡防艦,總共耗資十五億美元。
全艦構型與概念 首艦「南森」號(HNoMS Fridtjof NansenF310)於二○○三年四月九日開工,二○○四年六月三日下水,二○○六年四月五日正式撥交挪威海軍序列,全部五艘艦已在二○○九年全部交付挪威海軍。「南森級」巡防艦採用模組化設計,全艦由二十四個模組合成,鋼焊接的單船體結構,有五層甲板和二組上層結構,分為十三個水密隔艙。在設計過程中,巴贊公司基於在流體力學研究方面的成果,對船體在耐波性、適航性和操縱性方面進行了優化設計,使得「南森級」在這三項指標上具有優異的性能。
「南森級」抗損性則與排水、抗沉性、系統區隔,其他冗餘性、損害預防和損管相聯繫。在這些方面主要藉由採取相應的措施,如對關鍵結構採取局部強化措施以增強抗打擊性,針對被水雷、飛(砲)彈命中後對主要控制艙室採取了專門的防護措施,艦上設置四個損管站,具有核生化防護能力,其中二個隔艙進水全艦仍具有機動性,假設三個隔艙進水仍可保證電力供應等,從而使全艦的戰損性降到最低,保證了「南森級」在戰鬥中具有高度的生存性。「南森級」在艦艉設有直升機甲板與機庫,目前選定的機型是一架海軍型的NH 90北約通用多功能直升機。
北約新飛彈巡防艦
「南森級」主要的反艦武器是NSM反艦飛彈,兩座四聯裝發射管布置在艦橋和主煙囪之間,此外,機庫還可儲存六枚供NH 90直升機使用的空射型飛彈。第一生產批次的NSM反艦飛彈配備一二五公斤的多用途彈頭。巡航動力採用法國製造的TRI-40渦扇發動機,飛行速度○點九五馬赫,有效射程一六○公里,飛彈發射後即沿著直線單道俯衝攻擊目標,最小有效射程僅為三公里,終段掠海飛行高度約一至三公尺,可進行終段機動飛行。
由於「南森級」的主要作戰任務是反潛,因此目前的主要防空武器是三十二枚點防禦的「改進型海麻雀」防空飛彈(ESSM),使用一座八單元Mk41垂直發射系統發射,每個發射單元裝填四枚飛彈,同時艦上還預留一單元Mk41系統的安裝空間。在防空方面至少在服役初期還是以自衛防空為主。
反潛武器是英國貝宜(BAE)系統公司研製的「鯖魚」輕型反潛魚雷,使用二座雙聯裝魚雷發射管發射。「鯖魚」魚雷是目前世界上最先進的輕型反潛魚雷之一,智慧化程度高,可利用彈載電腦內儲存的目標資料與聲納回波信號進行對比、修正航路,使魚雷以正確的入射角在正確的位置命中目標。艦砲武器是一座具有匿蹤砲塔的「奧圖‧梅瑞拉」七六公厘/六二超高射速砲,射速為每分鐘一二○發。
輕量化結構布局
「南森級」由「神盾」系統與挪威康斯堡公司研製的MSI-2005F反潛作戰系統、反艦作戰系統構成了綜合武器系統(1WS),各系統間藉由二個閘道相連接,以非同步傳輸技術(ATM)與艦上各種武器以及射控子系統進行網路連接。IWS能夠控制艦載的各種武器、感測器、射控系統、導航與通信系統,還可管理直升機的操作、進行作戰任務規劃、協調艦載系統的維護和艦員的訓練。與IWS相關的綜合通信控制系統包括Link-11資料鏈(未來將採用Link-16/22資料鏈)、北約海上指揮和控制資訊系統、康斯堡北方控制公司的綜合艦橋管制系統,並採用超高頻/極高頻軍用衛星通信設備。提供「神盾」系統的洛馬公司負責綜合武器系統的總裝,包括系統中的感測器、通信系統和武器系統。
艦上配置AN/SPY-1F相位陣列雷達,與D型相比,F型尺寸較小,重量較輕,雷達陣面的輻射單元由四三五○個減少到一八五六個,因此信號發射功率隨之降低。從性能上看,簡化了的F型雷達受到了一定的減弱,難以導引「標準」防空飛彈,不過仍保留了D型雷達的大部分功能,包括對艦砲的管制和導引多枚ESSM飛彈同時攔截多個空中目標。還能看出至少在硬體上就先天性地決定了「南森級」只能配備主要用於點防禦的ESSM飛彈。
但由於「南森級」的主要任務是反潛,不是區域防空,而AN/SPY-1F雷達、ESSM飛彈與Mk41垂直發射裝置的組合將使「南森級」擁有很強的防空自衛能力,因此足以符合挪威海軍的作戰需要。艦上裝備二部Mk82(AN/SPG-62)連續波照射雷達,提供對ESSM飛彈的終端引導,VIGY2電和紅外探測儀提供被動探測能力,以及利頓公司生產的三部導航雷達(二部X波段,一部S波段)等。
作為MSI-2005F反潛作戰系統的組成部分,「南森級」裝備了達利斯水下系統公司研製的綜合聲納系統,它包括先進的「卡普塔斯」Mk2 V1組合式主/被動拖曳陣聲納和MRs 2000艦殼聲納,可提供遠、中、近水下探測能力。「卡普塔斯」Mk2V1包括一個採用了FFR(Free Flooded Ring)技術的低頻主動拖體,能夠通過一個緊湊的基陣發射和傳送高品質的聲波信號,被動拖曳陣聲納則採用三個一組的「品」字型聽音器陣列,能以高精確度對左/右側的信號進行區分。
電子戰裝備包括EDO搜索與監視系統公司提供的CS-3701戰術雷達監視系統,系統整合了精確電子支援和雷達告警接收機功能。無源干擾則是「特瑪」干擾彈發射裝置,可發射紅外、雷達和水聲等多種干擾彈。直升機「南森級」已確定將搭載一架NH 90中型多用途直升機,但直升機甲板和機庫的大小、結構強度能夠允許搭載更大型的直升機。
燃汽渦輪動力主機
「南森級」的動力為柴一燃聯合動力裝置(CODAG),巡航動力為二座巴贊公司製造的布拉姆12V柴油主機,單座功率四點五兆瓦;一座美國通用動力公司的LM2500燃氣渦輪機在高速航行時與柴油機聯合工作,功率十九點二兆瓦。最高航速超過二十六節,巡航速度十八節時的續航力為四千五百海里;配備雙槳、雙舵,可調距槳。輪機艙實現無人化,在正常工作條件下,可從主機控制艙或艦橋通過綜合平臺管理系統(IPMS)對推進系統進行遙控。
另外,在艦艏還安裝有一具可收放的電力推進器,功率一兆瓦,使艦在狹窄的水域中具有精確的可操縱性,並且在主推進系統損壞的情況下,艦艏推進器還可作為輔助或緊急動力使用。艦上的電力供應由四座MTU 396 12V柴油發電機提供,單機功率九百千瓦。
「南森」級巡防艦的火力也不容小覷。該艦在前甲板裝備有一門義大利七十六公厘口徑速射艦砲。艦砲後部是洛馬公司的八單元MK41垂直發射裝置,每單元內裝有四枚改進型「海麻雀」防空飛彈。「海上打擊飛彈」是「南森」級巡防艦武備的一大亮點。該飛彈由挪威康斯伯格防務公司研製,最大射程二百公里,採用隱身設計和複合導引方式,已成為美製F-35匿蹤戰鬥機的標準配置武器。此外,該艦還裝備有魚雷和一架反潛直升機。可見,「南森」級巡防艦的火力足以和大型驅逐艦媲美。
就整體防空能力來看,簡化版的AN/SPY-1D型雷達目前只能控制發射改進型「海麻雀」防空飛彈,並不具備區域防空能力,但這已經可以滿足挪威海軍目前的需求。
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