前言:在军队武器里,海军装备的购置与使用耗费最为高昂,研发过程需要巨额资金投入,且服役周期长达20到50年。所以,海军装备项目的发展必须极为慎重,绝不能出现丝毫差错,不然不仅会造成难以承受的经济损失,更关键的是会影响海军装备的更新换代。近二十年来,美国海军研发了三款“科幻战舰”,这三型战舰汇聚了美国所有的高精尖技术和前所未有的设计理念,是当时全球最先进的舰艇。在21世纪初刚推出时,它们可以说有能力在未来三十年里碾压任何海洋上的对手。
一:“科幻战舰”DDG-1000
冷战年代对美军而言堪称黄金时期,军费开支在GDP中的占比常年维持在6%上下。凭借如此庞大的军费投入以及从德国获取的人才与技术,美军研发出了大量经典的第三代武器装备。冷战结束后,军费占比迅速降至GDP的3%,大规模海战也成为了历史。美国海军于是计划研发新一代舰艇和飞机,以便在20年后替代冷战末期服役的舰艇与飞机。2001年,“未来水面战斗舰”计划正式启动,该计划包含3种型号的水面作战舰艇,设计理念为“海上打击、海上防御、海上基地”。其中,用于替换22艘提康德罗加级“宙斯盾”巡洋舰的19艘CG(X)巡洋舰,因单舰造价高达50亿美元,出于经济方面的考量被取消。而用于替代阿利・伯克级驱逐舰的DD(X)驱逐舰,在2006年被重新命名为DDG-1000驱逐舰,其设计被誉为“科幻战舰”,被视作美国军事科技实力、雄厚财力以及前瞻性设计思想的体现。
DDG-1000驱逐舰的设计定位是美国海军的多用途对地打击舰艇,可作为前沿部署的“海上基地”,单独或加入联合远征攻击群,为远距离的岸上部队提供精准火力支援。该驱逐舰采用穿浪式单体内倾船体设计,舰面上仅有一个整体成型的上层建筑,从底部向上逐渐向内收缩。顶部是一座由频率选择材料制成的一体化密闭桅杆,上面安装了所有的通讯、侦测、导航以及电子战系统天线。原本计划配备X波段AN/SPY-3多功能雷达和S波段AN/SPY-4广域搜索雷达,但为节省约2.64亿美元,取消了承担远距离对空探测任务的广域搜索雷达。桅杆上还整合了光电侦测与火控系统,由于不承担舰队防空任务,其自动化作战系统不具备同时处理多个目标的能力,也就是没有区域防空作战能力,仅能拦截来袭的反舰导弹。
舰体采用简洁平滑的倾斜表面设计,没有复杂的外形和死角,并且所有零散装备都进行了隐藏处理。同时,使用了多种能抑制雷达波和红外线的材料,动力系统产生的废气也需先经过冷却再排出。其雷达反射面积仅相当于阿利・伯克级驱逐舰的1/64,这艘排水量达15000吨的巨舰,隐身性能可与瑞典渔船大小的维斯比级隐身巡逻舰相媲美。DDG-1000级驱逐舰还是美国海军首款配备柴燃涡轮混合动力装置和全电推进系统的舰艇,这能大幅简化动力装置结构,省去大量复杂机械,让主机布置更紧凑,从而显著降低噪音与震动,航行噪音仅约110分贝,是世界上最安静的水面舰艇。舰体采用双船壳结构,重要部位用装甲进行了强化,抗损毁能力超过伯克级驱逐舰。低阻力船体还能节省10%的推进功率,舰员编制也缩减至150人。
DDG-1000级驱逐舰的排水量和二战时期的重型巡洋舰相当,美国海军希望它能替代依阿华级战列舰执行近岸火力支援任务。因此,该级驱逐舰装备了两门BAE公司生产的155毫米无人操作舰炮,炮身长度为62倍口径,配备采用高度隐身设计的多角形炮塔。每门舰炮可携带300发炮弹,炮身平时收纳在整流罩内,伸出时俯仰范围在-5°到+70°之间,射速为每分钟12发,具备多发炮弹同时命中目标的能力。炮口初速为825米/秒,最大射程达150千米,圆概率偏差小于50米,火力相当于一个155毫米榴弹炮营。此外,为防止在敌国沿海与小型武装舰船相遇,还安装了两门射速仅为每分钟200发的30毫米MK46舰炮,该舰炮只能对水面目标进行射击,难以应对空中目标。
DDG-1000级驱逐舰在舰体两侧各安装了两组MK-57垂直发射系统,以四管为一个单元,舰岛前方两舷各有6组,舰岛后方两侧各有4组,总计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,可装填包括战斧巡航导弹、过渡性对地攻击型“标准”导弹、全新研发的先进陆攻导弹(ALAM)以及海麻雀发展型(ESSM)近程防空导弹在内的多种弹药。由于导弹价格昂贵且数量有限,仅能用于打击高价值军事目标。实际上,DDG-1000级驱逐舰的亮点只有舰炮。尽管该级驱逐舰外形科幻,但美军一直青睐大舰巨炮,希望在与某些国家发生武装冲突时,DDG-1000级驱逐舰能通过大规模炮击将对手打回石器时代。美国海军曾信誓旦旦地宣称,DDG-1000级驱逐舰比阿利・伯克级驱逐舰“水面火力提升3倍,雷达反射面减少50倍,防空能力增强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,如果美国航母无法压制对方的空中力量,DDG-1000级驱逐舰就会变成一艘靶船。因此,美国海军不再打算采购DDG-1000级驱逐舰,建造数量从32艘大幅削减至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“迈克尔・蒙苏尔”号和三号舰“林登・约翰逊”号分别于2016年11月和2018年12月交付,但它们却毫无用武之地,成了“鸡肋”般的资产。而且这3艘舰的质量极差,2016年,“朱姆沃尔特”号在穿越巴拿马运河时,主轴轴承润滑油冷却装置出现故障导致抛锚;2017年,“迈克尔・蒙苏尔”号在海试时电力系统发生故障;2023年,“朱姆沃尔特”号前往英格尔斯造船厂途中再次出现故障。
二:“科幻战舰”濒海战斗舰
濒海战斗舰是DDG-1000级驱逐舰的辅助力量,自二战结束到2000年,美国海军的大型舰艇在近海水域屡屡受损,而在多场战争里,美军舰队均停靠于濒海地带,这一情况说明美国海军需要一种排水量较小、吃水较浅、行动灵活的轻型作战舰艇。2001年,美国海军研究室提出了建造濒海战斗舰的计划,其英文名称为LittoralCombatShip,缩写为LCS,主要使命是驶抵其他国家的海岸附近,对那些在技术上与美军存在代际差距的小规模海军进行“压制”。2004年5月,洛克希德・马丁公司以及通用动力-巴斯钢铁公司击败雷神公司,分别拿到了自由级和独立级两种濒海战斗舰的建造合约。其中,自由级濒海战斗舰采用V型半滑行单体船体设计,满载时排水量为3450吨,最高航行速度可达45节;独立级濒海战斗舰则采用三体船体设计,满载排水量3100吨,最高航速能达到50节。这两型濒海战斗舰最显著的特征是配备了水面战、反潜战和反水雷战三个任务模块,更换不同的模块便可执行相应的任务。
濒海战斗舰的主要攻击目标是轻型护卫舰、快艇和潜艇,所以它仅装备了MK110型57毫米隐形舰炮与MK46型30毫米舰炮,还能搭载1至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,同时计划安装“网火”(NLOS-LS)、“格里芬”、长弓地狱火等短程导弹。这样的火力配置对付大多数亚非拉国家是足够的,但无法满足“重返亚太”的战略需求。为此,美国海军在前甲板加装了“鱼叉”反舰导弹,然而由于初始设计中没留下多少改装空间,导致舰体重心大幅上升,稳定性下降。之后,美国海军从挪威康斯堡防务与航天公司购入重量轻得多的NSM反舰导弹,将其安装在主炮后方,两套四联装倾斜发射装置只能分别向左右两侧发射。美国海军计划为35艘濒海战斗舰中的31艘加装NSM反舰导弹,但这样的火力配置很难与中等及以上水平的海上力量抗衡,只能算是一种“事后补救”的做法。
濒海战斗舰于2008年11月投入服役,美国海军原本计划总共部署52艘,但在2021年,美国海军在2022财年国防预算案中提出让4艘独立级和自由级濒海战斗舰退役。这4艘濒海战斗舰的服役时间都比较短,属于典型的“过早退役”情况,主要原因是濒海战斗舰在部署过程中暴露出了严重问题。2013年,“自由”号在3周内就发生了3次断电故障;2015年底,“密尔沃基”号在首次航行中就出现推进系统故障,被拖回基地;2016年,“沃斯堡”号因推进系统缺乏润滑油而出现故障;“蒙哥马利”号入列仅3天后就出现了两项严重的工程问题;2020年底,“底特律”号执行任务时再次发生推进系统故障,不得不被拖回纳维拉尔港。在7艘濒海战斗舰中,有5艘出现了相同的故障,这些故障都源于传动组件的组合齿轮存在设计瑕疵。由于濒海战斗舰追求40节以上的高航速,所以需要使用组合齿轮来将燃气涡轮发动机的动力传递到推进轴,而德国公司设计生产的传动齿轮存在无法修复的缺陷。
濒海战斗舰的铝合金舰体构造同样存在严重隐患,主舰体连接两侧片体的结构部分属于总纵强度突然变化的区域。在经历超高速航行后,大约半数的“独立”级濒海战斗舰,其舯部纵向结构不连续的甲板与壁板交界处开始出现疲劳性裂痕,并进一步沿着甲板或壁板蔓延,这是先天的设计缺陷。此外,濒海战斗舰还出现过铝合金舰体腐蚀、舰体漏水、网络故障、喷水装置故障、电缆故障等问题,只是这些问题被更为严重的推进系统故障以及各类任务模块研制延期的情况所掩盖了。最重要的是,濒海战斗舰的火力甚至比不上中国的056型轻型护卫舰,若冒险靠近或进入对手的沿海区域执行反潜和扫雷任务,必定是有去无回。在面对大国对手时,别说能在作战中为作战体系提供助力,反而会因为容易被摧毁、难以生存,而成为作战体系的负担和麻烦。而且,濒海战斗舰的建造成本高达5亿美元,再加上数额惊人的运维费用,美国海军只能将其退役,并计划重新采购星座级护卫舰来取而代之。
三:“科幻战舰”核动力航母
在美国海军的装备序列里,最后一款用来替换冷战后期服役舰艇的是“未来型航母”(隶属于CVN21项目)。该项目的首舰为“杰拉尔德・R・福特”号,二号舰是“肯尼迪”号,按照规划,它们将在未来彻底取代尼米兹级核动力航母。“福特”号核动力航母的满载排水量约为10万吨,配备两座A1B型核反应堆,采用4轴4桨推进方式,最高航速可达30节。这艘航母运用了13项关键技术,具体包括HSLA-65高强度低合金钢、核动力推进及电力系统、反渗透法海水淡化设备、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、具备协同交战能力的“海麻雀”导弹系统、综合精密返航着舰导航系统以及飞行数据管理与管制系统。
与“尼米兹”级核动力航母相较,“福特”号舰载机的日常出动架次率从每天160-230架次提升至270-310架次,增幅达到35%-69%;每天能够打击的目标数量也从700个增加到1200个,提高了70%。此外,电磁弹射器的重量和体积比蒸汽弹射器缩减了一半,不仅可以弹射重型有人舰载机,还能弹射轻型无人机,同时维修人员数量减少了30%,维护成本降低了20%。该航母的发电能力提升了250%,改进冗余从1%提高到7.5%。通过优化弹药的搬运与储存作业,以及飞行甲板、机库甲板上舰载机的调度,武器升降机的速度提高了150%,这使得舰载机出动架次能增加5%,航空作业工作量减少10%。另一项重大改进是舰体隐身性能有了明显提升,电磁拦阻系统无需更换配重就能让不同重量的飞机降落,而且省去了对液压系统耗时费力的维护工作,可减少45%的人力投入。
总体而言,“福特”号核动力航母被视作美国21世纪海上作战力量的核心,媒体将其誉为“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”。不过,2013年9月,美国总审计署向国会提交的《福特级的危机》报告,揭露了“福特”号核动力航母存在的诸多问题。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”号的采购成本为105亿美元,“肯尼迪”号为81亿美元。但在2008年9月10日,美国海军与纽波特纽斯船厂签订了一份价值49亿美元的成本补偿合同后,“福特”号的建造成本增至128亿美元,涨幅接近22.3%,未来还需要额外投入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,美国政府的财政根本无法承担这样的开支,只能采用拆东墙补西墙的办法。
而且,“福特”号的建造工期拖延了8个月,下水时间比原计划晚了近4个月,下水时仅完成了70%的建造工作,而原计划是完成95%。造成这一情况的原因包括建造效率低下以及多项关键技术交付延迟。“福特”号采用的仍是落后的塔式建造法,效率远低于中国的分段建造法。其使用的HSLA-65高强度低合金钢虽能减少约700吨的重量,但由于厚度较薄,焊工缺乏相应的焊接经验,导致建造过程中钢材的弯曲程度超出预期,不得不额外花费时间安装脚手架,从而延长了建造工期。此外,精确三维施工图纸和冷却水系统管路的交付延迟,也导致建造效率低下。为了减少这些因素的影响,船厂不得不使用临时金属管路替代,可一旦正式管路交付后,又要安排额外时间拆除临时管路并安装正式管路,这进一步增加了建造时间。
福特级最先进的地方在于采用了性能先进的电磁弹射器,其工作原理是载流导线在磁场中受到作用力,利用磁通量瞬间发生巨大变化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,操纵和维护人员可减少约35%,并且能在较大范围内精确调节弹射能力和弹射加速度,既能弹射重型飞机,也能弹射小型无人机,适应能力极强。但电磁弹射器在测试中暴露出不少问题,陆上试验时间延长至2014年,比原计划晚了近2.75年。为了不影响航母在2013年10月下水,只能将未经测试的电磁弹射器安装到“福特”号上,结果其故障周期仅为272小时,远低于设计要求的4166小时,平均失效间隔也远远达不到实战要求。
同样未达标的还有电磁阻拦系统,作为福特级保障舰载机出动及回收能力的重要设备,该系统从2007年起就一直未能达到预期的技术状态,再加上控制电脑软件存在问题,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,拦阻系统存在设计缺陷,平均故障周期仅为41小时,还不到设计要求的16500小时的0.5%,这使得相关测试工作不得不推迟两年。由于电磁阻拦系统的拖延,船厂不得不放弃按顺序安装的计划,等该系统交付后再在飞行甲板上切割开口进行安装,这些额外工作干扰了正常的建造进程,进而影响了原定2016年3月的交付计划。之后,阻拦装置除了“屡试不顺”,研制费用也一路上涨,超过原计划一倍以上。另外,电磁弹药升降机的平均故障周期也只有218小时,而设计要求为932小时。
除此之外,专门为福特级研制的F-35C联合战斗机也问题不断,定型时间一再推迟。按照计划,F-35C联合战斗机需要在“福特”号上与相关设备进行联合测试,包括80-100次弹射试验、至少60次拦阻测试以及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。但由于F-35C联合战斗机的研制和试验进度拖延,联合测试进展缓慢,到2019年只进行了一次弹射试验,拦阻试验一次都没有开展。
“福特”号的双波段雷达面临着费用上涨和平均故障周期仅为设计要求三分之一的双重压力,因此二号舰“肯尼迪”号航母已决定放弃双波段雷达,改用更便宜的对空监视雷达取而代之。在船厂建造了近7年后,“福特”号航母第一次执行任务就出现了一大堆问题,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,经过1400次升降才装载了1200吨弹药,而尼米兹级航母仅需948次升降,在短短22小时内就能完成。此外,“福特”号舰载机的出勤架次只有尼米兹级航母的三分之一,各种系统故障频发。
更严重的是,“福特”号航母的舰载飞机数量仅有85架,每天起飞约125架次,最多200架次,而且一个星期后就需要全面休整,这样的效率完全无法与中国空军上千架的陆基战机相比,别说在台湾海峡夺取制空权,就连监视和偷袭任务都难以完成。况且舰载战斗机的作战半径不到1000千米,在这个有限的区域内,中国的卫星照片和信号/电子情报很容易发现、定位并追踪到美国航母战斗群。往往在舰载战斗机还没到达起飞范围时,中国陆上的东风-21D、东风-26、东风-27,以及海上和空中的鹰击-21等反舰弹道导弹就已经发射过来。
一枚导弹没击中就再发射十枚,只要有一枚击中,即便不能将航母击沉,也会在政治和心理上给美国带来灾难性的重创。一艘航母加上护卫舰队和舰载机的价值超过1400亿美元,如果所得利益无法弥补损失,美国海军绝不会让航母在如此高危险的环境中行动,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,都成了食之无味、弃之可惜的鸡肋。
四:结语
近二十年来,中国海军研制的054A、052D、055、003等战舰可以说非常成功。与之相反的是,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在2022财年麦克艾利斯国防计划研讨会的演讲中亲口承认,朱姆沃尔特级驱逐舰、濒海战斗舰、福特号航母、F-35战斗机计划均已失败)。失败的代价是,美国海军未来将没有巡洋舰,80年代设计的伯克级驱逐舰还要继续建造二十年,老态龙钟的“尼米兹”级核动力航母要延寿到五六十岁,此外还要购买外国设计的星座级护卫舰,然后只能静静等待中国海军推出058驱逐舰、057护卫舰、006航母。说不定等到中国海军推出059驱逐舰、060护卫舰、007航母时,美国海军依旧装备着伯克级驱逐舰、“尼米兹”级核动力航母和星座级护卫舰。不知道波音的飞船还能不能回来?
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