2022-02-14
【架空现实】德国联邦海军F101型区域防空护卫舰(二)
幸存者工作室(@BigE-Drefit)/ 文案&部分图片
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(资料图)
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前情回顾
(二)任务指向和设计特征
任务指向:
2016年被证明是世界海军史上一个多变之年——英国推出了不挠级航空母舰、欧洲联合启动了飞马级护卫舰项目、伯克III项目正式动工、上海级防空巡洋舰的设计首次公开露面......这些零星的新闻终将对接下来三十年的海洋战略格局构成无可估量的影响。德国联邦海军也趁势提上了自己的下一代舰队防空舰计划——尽管当时萨克斯还是刚过不惑之年的熟女,大家已经开始思考把她变成牛夫人了。为追求技术上的全面迭代,以尽可能预测未来海战技术的走向,德国海军认为这个计划不会花上少于十年的工夫。也因此,他们直到19年才对外公布了这个项目的存在,并于公开后全速迈入正轨。
萨克森级在摆烂的欧洲海军家族里绝对是颗明星。但作为一型90年代末设计建造的战舰,其电子设备即将跟不上时代。考虑到泰雷兹为英法意提供了更新更好的产品,东边的假想敌也画满了PPT,APAR显得力不从心。另一方面,西欧的海基反弹道导弹能力极度匮乏,尤其是中段拦截能力。到2021年,荷兰的七省号护卫舰才在英勇之盾演习中初步试验了自己的弹道导弹追踪和中继引导拦截能力。而西欧自研的弹道导弹拦截弹,紫菀30的几个改进型,还仅有可对付600千米级射程SRBM的Block I在役。2016年东欧生变以来,德国是诸多担心战火烧到家里的欧洲国家之一,新的海基防空平台就更显重要了。作为美式防空武器老客户,国防军意向购买新的标准2ER、标准6甚至标准3导弹。就算新船没造出来,升级下萨克森也是个不赖的选择。这会大幅增强德国在波罗的海和北海的竞争力。当时,北宋的高超音速导弹和可能存在的战术核武器值得抱以担忧。雷达方面,最初确实考虑的是更本土化的APAR Block II,但怎么看这玩意都无法满足中段反导的需求。于是德国人又去美国谈了笔生意。这份协议将包括宙斯盾基线10和竞标胜出的AMDR项目产品在内的技术售予德国。作为交换,德国将成为合众国海基反导体系的一部分,包括在条件允许的情况下拦截目标北美的弹道导弹。怎么看这笔账都是划算的。
技术架构的确定也勾勒出了这级未来旗舰的轮廓。萨克森的舰型不再适合重量大好几倍的新雷达,为此联邦海军决定同纳凡蒂亚合作,在F100型的基础上发展新的舰型。F100的“头顶盾”构型提供了雷达下视视野和雷达尺寸之间的相对平衡。此外,德国17年时加入了飞马级计划,给未来的反潜通用护卫舰找好了前路。F101就不需要考虑充足的反潜性能了。巴伐利亚级被明确以区域防空及电子战为核心业务,剩下的吨位再考虑水面战的事情。不过,德国人仍希望该舰具备完善的远洋适航性,像自己舰队里其他老将一样能于和平年代作为通用护卫舰参与保卫海上交通安全。
设计特点:
(一)舰型
继承了F100大幅度的舷弧,并拥有比伯克级更宽的舰身,F101可以相对泰然地穿行于北海。由于SPY-7G雷达比SPY-1D尺寸稍小、重量更轻,安装位置也略有放低,巴伐利亚级的重心控制更为理想。综合射频天线的采用也减轻了桅杆的重量,使其比F100更低矮紧凑。干舷略高,在主甲板上安装了额外的护板。一前一后两个烟囱融入了具备隐身效果的几何线条。其中前烟囱联通燃气轮机室,因而可见侧面的进气格栅。而后烟囱为柴油辅机准备。后部则是单机库与飞行甲板。虽说是单机库,仅有一个共直升机进出的大型卷帘门,但侧部仍可容纳额外的小型UAV。机库高度比同类舰艇更高,以便于维护。这样的设计为远洋部署提供了好处。全舰各处都为隐身和上浪防护下了工夫,包括垂发的外包围结构和完全收纳的小艇。
F101全长157米,不仅在欧洲高高在上,伯克级也没这么长。又是拉长又是扯宽后,其吃水仅比伯克增加米,排水量来到9200-10300吨之间,跻身万吨水面战舰之列,尽管主要的贡献者是雷达而非武器。更高的长宽比也允许该舰用较小的动力跑出30节以上的航速。
(二)轮机
F101采用CODLAG(COmbined Diesel-eLectric and Gas turbine)柴电燃联合推进方式。这一构型亦被英国23型护卫舰、西班牙F110型护卫舰、美国星座级护卫舰以及自家F125巴登-符腾堡级护卫舰采用。随着驱动电机的成熟,燃气轮机同柴油机的混用不再需要装备复杂的齿轮箱。低速巡航期间使用柴油机供给两部通用电气电动机、高速作战环境下则直接以两台LM2500+G4燃气涡轮驱动主轴,这种配置有效平衡了油耗,减小了动力单元的空间占比。缺点则是总输出较弱,不论是发电量还是轴马力。但其非常适合追求高度经济性的海军。整合电力推进(IEP)是个更优选,但截至本级舰设计冻结,现有IEP系统都没能展现优秀的可靠性和成本优势。为求稳,德国海军延缓了IEP上舰的时间。总的来说,LM2500+G4也许没有MT30的输出,但和萨克森级保持了共通性,降低了后勤成本。F101的动力是个短板,但并没有显著阻碍其战斗力的发挥,只是缺乏后续升级冗余。在2040年代,随着萨克森级走向退役,这种共通性将不复存在,巴伐利亚号及雨燕号会用更大推力的燃气轮机取代LM2500。
(三)舰电
F101的作战系统,也是整艘船设计所围绕的核心,系大名鼎鼎的美制宙斯盾系统。两舰装备的均是建造时版本最新的基线10D,D代表德国,系为联邦海军定制的版本,以整合部分欧洲体制的设备。宙斯盾系统赋予该舰优秀的抗饱和打击和弹道导弹防御能力,包括自动迎击、优化引导、敏捷追踪、协同作战能力。2026年的海狼A演习中,雨燕号在保持跟踪一发弹道导弹的同时成功模拟拦截了47个目标。由于演习规则只判定中远程导弹拦截结果,所以37个成功拦截仅仅是标准6和标准2装载量的限制,而非雷达能力的瓶颈。
而使这套宙斯盾系统发挥效能的,是醒目的四面AN/SPY-7G(V)1有源相控阵雷达,工作于S波段(北约E/F波段),安装在舰桥后上方,提供全方位无死角的对空扫描能力和一定的对水面扫描能力,但S波段还是以防空为主效能最佳。SPY-7G系洛克希德-马丁SPY-7系列的德国定制版,而这是AMDR项目竞标中落榜的产品。尽管当初的合同中德国希望购买的是项目的胜选竞品,可SPY-6的性能远超预期与同类产品,被合众国国防部下令管制出口,只好转向落榜的SPY-7。洛马对这款雷达最引以为傲的是采用了单元级数字阵列。据称这大幅提升了性能,PLAN的346A雷达亦是同样设计。但目前综合多方情报来看,不论是价格还是性能,SPY-7都略不如SPY-6好看。不过对德国人来说已经绰绰有余了。另外,于SPY-7G的顶部,还可见4面六边形的小盾,这是泰雷兹的APAR B型X波段相控阵雷达,基于APAR Block II发展,后者将装备F127型多用途护卫舰。同APAR Block II一样,APAR B也工作在X波段(北约I/J波段),但T/R单元数较少,以减轻重量,得以装到SPY-7上方。APAR B作为低空补盲雷达,同SPY-7G共用后端,组成一套双波段雷达。其利用X波段精度更高、抗杂波能力更强的特性,主要担负SPY-7下视区域的补盲任务,提高掠海与水面目标的发现能力,还具有一定的潜望镜发现能力。此外,APAR B还可兼当火控照射器,为半主动制导的标准2 Block IIIA末段制导。
巴伐利亚级还有引以为傲的电子战套件,同样采用了相控阵体制。这套由雷声和BAE联合研制的综合舷外电子战设备提供了编队级别的电子对抗及电子支援能力,包括但不限于雷达信号干扰、舰船信征模拟、主动电子攻击、通讯截收和信号溯源定位能力。在当时盟国的诸多舰用同类设备中,F101的这套是最为先进的,系雷声基于SLQ-32(V)7所打造,但功率更大。此外,舷侧的相控阵天线中还包括卫星通讯天线,这些也被做成了综合射频阵列。
得益于综合射频技术的广泛应用,桅杆也变得低矮简洁,少了许多通信天线和导航天线。他们都被集成到桅杆顶部平台上那根柱子里。除了无线电设备,这根柱子中还容纳了全向光电观瞄设备,能提供光学、红外与激光搜索和瞄准能力,提高了发现掠海反舰导弹的能力,并可为舰炮提供制导。后期还在烟囱侧壁上加装了额外的卫通天线,以拓展巴伐利亚级的战区指挥能力。
频谱多样、功能丰富、响应灵活的C4I能力赋予巴伐利亚级优秀的态势感知,提升了战场——尤其是濒海战区的——生存性,还一定程度上拓展了隐蔽性。在2030年代的北海和黑海,这些能力的重要性得到了实战的有力证明。雨燕号后来进一步于太平洋地区的联合行动中证明了自己。正因此,当同时期入役的战舰都开始迈向退役时,巴伐利亚级仍坚守岗位,通过升级系统、换装新型防空导弹,继续承担自己的本职。
而防空方面的无限增强带来的则是反潜方面的无限削弱。当然,这是夸张的说法。巴伐利亚级的声呐设备在很多海军眼里仍是眼红的好货。只不过,同自家的飞马级护卫舰相比,这个舰艏声呐就显得丐中丐了。其亦可以选装CAPTAS-4拖拽声呐,透过集装箱任务模块包的形式搭载。这种模块包同飞马级和F125、F127护卫舰上的版本一模一样,可以很快速的在舰队里流转同样的设备,以确保在最少的预算下最大限度流通和运用关键资源。
(四)武装
肉眼可见,F101的垂发单元数超过了以往任何一型德国舰艇,破天荒的来到了96管。这是同伯克级驱逐舰同款的96单元打击型通用垂发系统,采用前48后32单元的布局。垂发外围有防波罩保护,防止北大西洋的风浪污染发射井。巴伐利亚级作为区域防空舰,几乎凑齐了标准家族全部的现役成员,包括用于远程防空的标准-6 Block 1A、中程防空的标准-2ER、中近程防空的标准-2 Block 3A/B/C、近程防空的改进型海麻雀(ESSM)和反卫星/弹道导弹的标准-3。2027年开始,标准-6 Block 1A逐渐升级为Block 2A,而标准-2 Block 3A也改装成了配备半主动/红外双模导引头的Block 3B。使用标准-6主动导引头的3C型则没有被采购,而是只采购了少量标准-2ER。一个标准的防空拦截程序将会从作战半径达240千米的标准-6开始。如果脱靶,则在进入180-220千米左右的标准-2ER射程后由两款导弹共同拦截。由于标准-2ER仍是主动制导,起到承上启下的补充作用,因此没有大量装备。主动制导弹的精度会有一定瓶颈。在距离舰船170千米的时候战场将由半主动制导的标准-2 Block 3接管,其通过APAR B的连续波末段照射寻的。此时标准-6仍可迎击其他新接近的目标。如果以上拦截手段用尽或制造了漏网之鱼,ESSM将尽可能用数量优势将其拦截。
但面对一些高速目标和隐身目标,由于发现距离的缩短和机动性的优势,上述手段仍可能不够用。这时,以海拉姆为首的近防系统将登场。海拉姆近防系统是将密集阵的火控设备同拉姆滚体防空导弹结合的产物,已经被合众国海军、日本海上自卫队等单位广泛取代了原先的密集阵系统。此外,舰艏的127毫米速射炮、舰桥上部两侧的NACIAC激光近防武器和早期装备的76毫米甲板炮也能用于拦截空中目标。这些武器实际上非常适合对付雷达难以从远距离发现的小型无人机。
当然,垂发里不只有防空导弹,也有占比较小的对面打击弹药。这些是以战斧Block V为首的巡航导弹。其中装备量最大、成本最低、射程最远的战斧Block V同时承担着对陆攻击和反舰任务。而MBDA的AMSAC“雷鸣”导弹则类似美制的LRASM,拥有极强的隐身性、机动性和自动目标识别、自主路径规划能力,适合在强干扰环境下打击重要目标。AMSAC使用新型炸药和优化的半穿甲弹头,能更有效对抗凯夫拉材料。演习中一发“雷鸣”便击沉了七千吨级的靶舰。但AMSAC价格高昂,且北宋解体后也缺乏合适的对手,因此后期逐渐除役。
两部烟囱中间的传统炮位上也安放了8单元的反舰导弹发射箱——必要时能进一步加到16单元,但显然没有多少水上目标是需要这玩意的,不论是巴伐利亚号的NSM,还是雨燕号的通用发射箱,混装了NSM与“钴”冲压式超音速巡航导弹。早期的“钴”使用单节助推器,射程仅能达到350公里左右。后期通过增加到两级助推器,并改善了发动机后,能达到550千米左右的有效射程,拿来对抗陆基时敏目标也是不错的选择。这一通用发射箱设计上还可搭载尺寸更大的高超音速武器,包括IR-CPS舰载常规快速打击。但德国海军未曾购买过这一武器。
出于节省成本的考虑,本级舰没有装备324mm鱼雷发射管。这也是因为反潜非主业和鱼雷发射管使用率过于低下,不如让直升机完成全部工作。当然,舷侧仍预留了发射管安装位,位于保护外盖内。本级舰还配备有反小艇的轻型火炮,包括反舰导弹发射箱前方两侧的27毫米遥控武器站,以及直升机库左舷上方的无穿透甲板炮——这款76毫米炮最早运用于意大利PPA护卫舰,最大特征是无需在甲板上穿孔安装扬弹机等设备,因而不占据甲板下空间,也方便拆卸。但这门炮只装备到2027年,便因使用率有限的原因被拆除。后期,巴伐利亚号也安装上一些软杀伤武器,包括对无人机的微波干扰机等。
(五)辅助载具
巴伐利亚级设计有一个单机库,位于舰艉靠右舷的位置,可以容纳一架NH90或AW101多用途直升机,但德国海军直到2028年才获得第一批AW101,用以替换性能不佳的NH90系列。舰艉的空间实际足以设置双机库,但由于专注防空的设计,装备两架直升机不符合成本控制原则,便没有实践。但F101的机库顶棚高度远超同类舰船,允许船员更方便的维护直升机。左舷的一个较小的卷帘门提供装载货物和UAV的空间。
本级舰也在机库前方的两个艇舱内配备了2-4条RHIB硬壳冲锋舟。这里还可以容纳一些小型的无人水面航行器,包括自航式舷外舰船信号模拟诱饵。在飞行甲板下方还设置了装备拖拽声呐的空间和配套舱门。这里同样能容纳、运用并维护无人潜航器,主要是反水雷USV和反潜USV。在当代的护卫舰上这些都是愈发常见的海军智能化产物。
(六)服役阶段小结
截至本文即将发表的2030年,两艘F101型防控护卫舰都在正常地运行着。一般来说,在状态良好的情况下,两舰中一艘会巡弋于波罗的海、北海和北冰洋一带,另一艘则会部署到波斯湾或西太平洋。但时不时的系统升级或维护工作导致这种情况出现的很少。二号舰雨燕是长期派驻海外的唯一巴伐利亚级,也是寥寥无几能长期部署的德国战舰之一,其一般在横须贺或珍珠港进行维护,并常作为北约联合海外特混舰队的一员活跃,为舰队提供防空服务或担任治安维护巡逻任务。巴伐利亚号则更多的被派到内战激烈的东欧沿岸,尤其是俄罗斯核武库遭洗劫后、核扩散阴云笼罩时。巴伐利亚号同英、意、法、美战舰一同提供海上反导预警和拦截服务,并多次成为海军特种部队的母舰,支援其行动。
雨燕号得名于1990年代后期德国主导的一次北约联合海空行动的代号。“雨燕行动”旨在于南地中海展开禁航区,阻止一个恐怖组织运送生化武器到欧洲。本舰的座右铭是——“Fliegen Sie über das Auge des Sturms zum Horizont der Freiheit. Für die Seemacht und die Herrlichkeit des Mutterlandes.(飞越暴风眼,航向自由的地平线。为了海权,为了祖国的荣光。)”。
THE END(没有第三部分了)
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