横扫海洋无敌手!美国三大“科幻战舰”的发展和未来(图)

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前言:海军武器是军队武器中采购价格、使用成本最高的,需要投入巨资研制,还有20-50年漫长的服役期,因此项目发展需要慎之又慎,不容有丝毫差错,否则就是难以承受的经济损失,更重要的影响海军的更新换代,二十年来,美国海军研制了三大“科幻战舰”,这三型“科幻战舰”集中了美国所有的高精尖技术以及前所未有的设计,是当时世界上最先进的战舰,在21世纪初刚推出时,可以说是能横扫未来三十年的任何海洋敌手。



一:“科幻战舰”DDG-1000

冷战时期是美军的幸福时光,军费规模一直占GDP的6%左右,依靠这种大规模的军费和从德国得到的人才技术,美军得以研制了大量经典第三代武器装备,冷战结束后,军费迅速被砍到只占GDP的3%,大规模的海战成为过去,美国海军就要计划发展新一代舰艇和飞机在20年后替代冷战末期服役的舰艇和飞机,2001年,“未来水面战斗舰”计划开始启动,该计划由3个型号的水面作战舰组成,设计概念是“海上打击、海上防御、海上基地",其中替换22艘提康德罗加级“宙斯盾”巡洋舰的19艘CG(X)巡洋舰由于造价高达50亿美元一艘,出于经济考虑被取消,替换阿利●伯克级驱逐舰的DD(X)驱逐舰2006年重新命名为DDG-1000驱逐舰,其设计被誉为“科幻战舰”,被称为美军科技实力、雄厚财力以及前瞻设计思想的展现。



DDG-1000驱逐舰设计构想是美海军多用途对地打击舰艇,可作为前沿存在的“海上基地”,独立或作为联合远征攻击群远距离为岸上部队提供精确火力支持,DDG-1000驱逐舰采用穿浪单体内倾船型,舰面上只有一个由下往上向内收缩的一体成型船楼,顶部是一座由频率选择材料制造的一体化密闭桅杆,上面布置所有通讯、侦测、导航、电子战系统天线,原计划是装备X波段AN/SPY-3多功能雷达和S波段AN/SPY-4广域搜索雷达,但为了节省约2.64亿美元放弃了负责长距离对空搜索的广域搜索雷达,桅杆上还拥有整合光电侦测/火控系统,由于不担任舰队防空任务,因此其自动化作战系统没有同时处理目标的能力,也就是不具备区域防空作战能力,仅能拦截逼近的反舰导弹。



舰身采用简洁平滑的倾斜表面,没有复杂的外形与死角,并且隐藏丁一切零星装备,还使用多种抑制雷达波和红外线的材料,动力系统的废气也要先冷却才排出,其雷达反射截面仅为阿利●伯克级驱逐舰的1/64,排水量达到15000吨的巨舰隐身水平可与渔船大小的瑞典维斯比级隐身巡逻舰匹敌,DDG-1000级驱逐舰还是美国海军第一种配备柴燃涡轮混合动力装置和全电力推进的舰艇,可大幅简化动力装置结构,省去大批复杂机械,主机安置更紧致,大幅减少噪音与震动,航行噪音只有110分贝左右,是世界上最安静的水面舰艇,舰体采用双船壳构造,重要部位以装甲强化,抗战损能力胜于伯克级驱逐舰,低阻力船体还能节省10%的推进功率,舰员数量也能减少到150人。



DDG-1000级驱逐舰排水量相当于二战时期的重型巡洋舰,美国海军则希望其替代于依阿华级战列舰执行近岸火力支援,因此DDG-1000级驱逐舰装备有两门BAE公司生产的155毫米无人操作舰炮,炮身长度为62倍口径,配备高度隐身设计的多角型炮塔,每门舰炮可携载300发炮弹,炮身平时折收于整流罩内,伸出时炮身俯仰范围-5~+70度,射速12发1分,具有多发炮弹同时弹着能力,炮口初速825米1秒,最大射程达150千米,圆公算偏差小于50米,火力相当一个155毫米榴弹炮营,另外为防止在敌国沿海与小型武装舰船狭路相逢,还安装两门射速只有200发1分的30毫米MK46舰炮,只能射击水面目标,很难对付空中目标。



DDG-1000级驱逐舰还在每侧各装两群MK-57垂直发射系统,以四管为一个单元,舰岛前方两舷各6组,舰岛后方两侧各4组,共80个发射管,每个单元重15.24吨,长4.33米,宽2.29米,深度7.925米,可装填括战斧巡航导弹,过渡性的对地攻击型“标准”导弹、全新开发的先进陆攻导弹(ALAM)以及海麻雀发展型(ESSM)近程防空导弹,由于导弹太贵太少,只能用来打击高价值军事目标,DDG-1000级驱逐舰的亮点其实只有舰炮,DDG-1000级驱逐舰虽然有科幻的外形,但美军对大舰巨炮一向青睐,希望一旦和某些国家发生武装冲突,DDG-1000级驱逐舰就用大规模炮击把对手打回石器时代,美国海军信誓旦旦地宣称,DDG-1000级驱逐舰比阿利●伯克级驱逐舰“水面火力提高3倍,雷达反射面减少50倍,防空能力提高10倍。



2008年7月31日,美国海军代表巴里·麦克库勒中将承认,DDG-1000级驱逐舰无法正常使用普通的“标准-2”防空导弹,如果美国航母压制不了对方的空中力量,DDG-1000级驱逐舰就是一艘靶船。因此不再想采购DDG-1000级驱逐舰,建造数量从32艘大幅减少到3艘,并恢复建造阿利●伯克级驱逐舰,2015年12月7日,朱姆沃尔特级驱逐舰首舰开始海试,二号舰“麦可.蒙苏尔"号和三号舰“林登.约翰逊"号将分别于2016年11月和2018年12月交付,但毫无用武之地,成为了“鸡肋”的资产,而且这3艘舰质量极差,2016年,“朱姆沃尔特”号穿越巴拿马运河期间主轴轴承润滑油的冷却器发生故障抛锚,2017年“迈克尔·蒙苏尔”号在海试时电力系统故障,2023年“朱姆沃尔特”号前往英格尔斯造船厂又发生故障。



二:“科幻战舰”濒海战斗舰

DDG-1000级驱逐舰的助手是濒海战斗舰,在二战后至2000年,美海军都在近海损失大型军舰,历场战争中美军舰队都是停泊在濒海区域,表明美海军需要排水量小、吃水浅、机动灵活的轻型战舰,美海军研究室于2001年提出建造濒海战斗舰,英文名为Littoral Combat Ship,简称LCS,主要任务是到别国海岸边去“吊打”技术上与美军有代差的小规模海军,2004年5月洛克希德·马丁公司和通用动力-巴斯钢铁公司力挫雷神公司分别获得自由级和独立级2种濒海战斗舰建造合同,自由级濒海战斗舰采用V型半滑行单体船体结构,满载排水量3450吨,最高航速45节, 独立级濒海战斗舰采用三体船体结构,满载排水量3100吨,最高航速可达50节,两型濒海战斗舰最大的特点是有水面战、反潜战和反水雷战三个模块,换装不同模块就执行不同任务。



濒海战斗舰主要打击对象为轻护卫舰、快艇、潜艇,因此只配备了MK110型57毫米隐形舰炮和MK46型30毫米舰炮,还可搭载1~2架MH-60R/S海鹰直升机、2架MQ-8B(或1架MQ-8C)火力侦察兵无人侦察机,还计划安装“网火”(NLOS-LS)、“格里芬”、长弓地狱火等短程导弹,这样的火力对大部分亚非拉国家没啥问题,但没法满足“重返亚太”的需求,美国海军为此在前甲板加装了“鱼叉”反舰导弹,但初始设计中未留多少改装余量,结果重心急剧升高,稳性下降,美国海军又从挪威康斯堡防务与航天公司买来轻得多的NSM反舰导弹,安装在主炮后方,两套四联装倾斜发射装置只能向左、右发射,美国海军计划为35艘濒海战斗舰中的31艘上加装NSM反舰导弹,这样的火力很难与中等以上海上力量对抗,只能算是“亡羊补牢”之举。



濒海战斗舰于2008年11月开始服役, 美海军原计划总共部署52艘,但2021年,美海军就在2022财年国防预算案提出退役4艘独立和自由级濒海战斗舰,这4艘濒海战斗舰服役时间相短,属于典型的“英年早逝”,主要原因是濒海战斗在部署阶段暴露出了严重问题,自由号2013年3周内共发生3次断电故障,2015年底,密尔沃基号在首航中就出现动力系统故障,被拖回基地,2016年沃斯堡号因动力系统没有润滑油导致故障,蒙哥马利号入役仅3天后就出现两项严重的工程问题,2020年底特律号执行任务时又发生动力系统故障,只得拖回纳维拉尔港, 7艘中有5艘出现同样故障,都源自传动装置的组合齿轮设计缺陷,濒海战斗舰追求40节以上的高航速,因此要使用组合齿轮才能将燃气涡轮发动机动力传送到推进轴,而德国公司设计生产传动齿轮存在无法修正缺陷。



濒海战斗舰的铝合金船体结构也存重大缺陷,主船体连接两舷片体的结构部分属于总纵强度突变的区域,在经历了超高速航行后,半数左右的“独立”级濒海战斗舰,舯部纵向结构非连续的甲板与壁板交界处开始出现疲劳裂纹,进而沿甲板或壁板扩展,这是先天的设计缺陷,濒海战斗舰还发生铝合金船体腐蚀、船体出现漏水、网络故障,喷水装置故障,电缆故障等毛病,只是被更为严重的动力系统故障、各种任务模块研制脱期遮掩了,最重要的是濒海战斗舰的火力连中国056轻型护卫舰也不如,冒险接近或进入对手沿海的反潜和扫雷必定是有来无回,在面对大国对手时别说在作战中对作战体系提供效益,反而因为易遭无法生存而成为作战体系的累赘和麻烦, 而且建造费用达5亿美元,还有天文数字般的运营费用,美海军只能将其退役,计划重新采购星座级护卫舰替代。



三:“科幻战舰”核动力航母

美国海军最后一型替代冷战末期服役的舰艇是“未来型航母”(CVN21项目),首舰是“杰拉尔.德R:福特"号,2号舰是“肯尼迪”号,未来计划全面取代尼米兹级核动力航母,“福特"号核动力航母满载排水量约10万吨,采用两座A1B型核反应堆,4轴4桨,最高航速30节,采用了HSLA-65高强度低合金钢、核动力推进及电力系统、反渗透法海水淡化装置、先进弹药升降机、HSLA-115高强度超强韧性钢、电磁弹射器、先进着舰拦阻装置.增强型海水补给系统、等离子电弧废物处理装置、集成了S波段广域搜索雷达和X波段多用途雷达的双波段雷达,协同交战能力“海麻雀”导弹系统,综合精密返航着舰导航系统,飞行数据管理与管制系统共13项关键技术。



和“尼米兹”级核动力航母相比,舰载机日常出动架次率从160-230架次/天提高到270~310架次/天,提高了35%一69%,毎天能打击的目标由700个增加到1200个,提高了70%,另外电磁弹射器的重量和体积比蒸汽弹射器减少了一半,既能弹射重型有人舰载机,也能弹射轻型无人机,维修人员和维护成本也降低了30%和20%,发电能力提高了250%,改进冗余从1%提高到7.5%,同时通过优化弹药搬运、储存作业,优化飞行甲板、机库甲板舰载机调度,武器升降机速度也提高了150%,可提高5%出动架次,减少10%的航空作业工作量,另一项重大改进是舰体隐身性能明显提高,电磁拦阻系统不用更换配重就能让重量不同的飞机降落,还不用耗时耗力维护液压系统,可减少45%的人力。



总而言之,“福特"号核动力航母被认为是美国21世纪海上作战力量的核心,媒体称其为“世界上最强战舰"。*21世纪造船业最伟大成就”.“世界最大、最先进航母”,然而2013年9月,美国总审计署向国会提交了《福特级的危机》报告,揭露了“福特"号核动力航母大量问题,首先是成本超支,2007年通过的《约翰.华纳2007财年国防授权法案》规定“福特”号采购成本为105亿美元,“肯尼迪”号为81亿美元,但2008年9月10日,美海军与纽波特纽斯船厂签订了价值为49亿美元的成本补偿合同,建造成本已增长至128亿,增加了近22.3%:未来还需额外14亿美元,2015年10月16日美国参议院军事委员会主席约翰·麦凯恩参议员认为美国政府财政根本没有能力承受,只能拆东墙补西墙。



而且建造还拖期8个月,“福特”号下水时间比原计划晚了近4个月,下水时只完成了70%的建造工作,原计划是95%,原因是建造效率低下和多项关键技术交付时间拖延,“福特”号的建造方法还是落后的塔式建造法,效率远低于中国的分段建造法,所用的HSLA-65高强度低合金钢可减少约700吨的重量,但厚度较薄,焊工缺乏相应的焊接经验,建造过程中弯曲程度超过了预期,不得不抽出额外施工时间安装脚手架,增加了建造工期,精确三维施工图纸交付时间拖延,冷却水系统管路交货时间拖延等原因也导致了建造效率低下,为减少影响,船厂不得不使用临时金属管路替,但一旦管路交货后,又要安排额外的时间拆除临时金属管路以安装正式的管路,又增加了建造时间。



福特级最先进的地方是使用性能先进的电磁弹射器,原理是载流导线在磁场中受力,利用磁通量巨大的瞬间变化而产生的感应电磁斥力,将舰载机弹射升空,与蒸汽弹射器相比,电磁弹射器体积小、节省舰内空间、效率高、重量轻、运行和维护费用低廉,操纵、维护人员可减少35%左右,可在较大范围内精确调节弹射能力和弹射加速度,不但能弹射重型飞机也弹射小型无人机,适应能力非常强,只是电磁弹射器在测试中暴露了不少问题,陆上试验时间延长至2014年,比原计划晚了近2.75年,为了不影响航母2013年10月下水,只能将没经过测试的电磁弹射器安装上“福特”号,结果是故障周期只有272小时,设计要求却是4166小时,平均失效间隔远远低于实战要求。



同样不达标的还有电磁阻拦系统,舰拦阻装置是福特级保证舰载机出动及回收能力的重要设备,系统从2007年开始一直未达到预期技术状态,加上控制电脑软件也存在问题,研制进度比计划晚了2.5年,2015年3月,美国海上系统司令部评估后发现拦阻系统有设计缺陷,平均故障周期只有41小时,不足16500小时设计要求指标的0.5%,只能将导致相关测试工作推迟两年,由于电磁阻拦系统的拖延,船厂不得不放弃顺序安装,等其交付后再在飞行甲板上切割开口安装,这些额外工作又干扰了正常建造进程,进而影响了原定2016年3月交付的计划,之后阻拦装置除了“屡试不顺”外,研制费用也一涨再涨,超过原计划一倍以上,另外电磁弹药升降机平均故障周期也只有218小时,而设计要求是932小时。



此外专门为福特级研制的F-35C联合战斗机也问题多多,定型时间一拖再拖,根据计划,F-35C联合战斗机需要在“福特”号上和相关设备进行联合测试,包括80-100次弹射试验、至少60次拦阻测试和舰上充电站的适应性测试,原计划在2017年形成初始作战能力,但F-3SC联合战斗机的研制和试验进度拖延,使联合测试却进展缓慢,到2019年只进行了一次弹射试验,拦阻试验一次都没有进行,

“福特”号的双波段雷达在费用上涨和平均故障周期只有设计要求的三分一双重压力下,第二艘“肯尼迪”号航母已经决定放弃双波段雷达改用便宜的对空监视雷达取代,在船厂泡了快7年后,“福特”号航母第一次执行任务就一大堆问题,近防系统测试全部未通过,舰上11台弹药升降机花了两天半时间升降1400次才装载了1200吨弹药,尼米兹级航母只要948次短短22小时,舰载机出勤架次只有“尼米兹”级航母三分之一,各种系统等故障频发。



更要命的是“福特”号航母的舰载飞机数量只有85架,每天起飞大约125架次,最大多200架次,但一个星期后就全面休整,这种效率完全无法与中国空军的上千架陆基战机相比,别说在台湾海峡夺取制空权,连监视和偷袭也干不了,而且舰载战斗机作战半径不到1000千千米,在这个有限的区域,中国的卫星照片和信号/电子情报很容找到、定位、追踪到美国航母战斗群,还没到舰载战斗机起飞范围,陆上的东风21D,东风26、东风27,海上和空中的鹰击21等反舰弹道导弹就纷纷飞来。

一枚不中再来十枚,只要一枚击中,即使不能击沉也在政治上和心理上都将会给美国带来灾难性重创,一艘航母加上护卫舰队和舰载机价值超过1400亿美元,如果所得利益不能抵偿损失,美国海军决不会让航母在这么高危险环境下的行动,也就是说“福特”号航母和朱姆沃尔特级驱逐舰、濒海战斗舰一样成了鸡肋。



四:结语

最近二十年,中国海军研制的054A,052D、055、003等战舰可以说非常成功,而之相反的是美国海军这20年研制的装备几乎全部失败(美国参谋长联席会议副主席海登上将2022财年麦克艾利斯国防计划研讨会演讲亲口承认朱姆级驱逐舰、濒海战列舰、福特号航母、F-35战斗机计划都已失败),失败的代价是美国海军未来没有了巡洋舰,80年代设计的伯克级驱逐舰继续建造二十年,老态龙钟的“尼米兹”级核动力航母延寿到五六十岁,还有买外国设计的星座级护卫舰,然后静静等待中国海军推出058驱逐舰,057护卫舰、006航母,说不定到中国海军推出059驱逐舰,060护卫舰、007航母时,美国海军还是伯克级驱逐舰、“尼米兹”级核动力航母和星座级护卫舰。波音的飞船不知能回来了不?

 

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