瀕海戰(zhàn)斗艦(3)—自由且獨(dú)立
瀕海戰(zhàn)斗艦有自由級(jí)和獨(dú)立級(jí)兩種型號(hào)
1.船體設(shè)計(jì)
洛克希德·馬丁公司設(shè)計(jì)的“自由”級(jí)采用傳統(tǒng)的鋼制單船體和鋁制上層建筑的設(shè)計(jì)形式,船體細(xì)長,平穩(wěn)性好,耐波性高。從LCS-3“沃斯堡”號(hào)開始,新的“自由”級(jí)加長了船尾橫梁,并在船尾增加了浮力箱,以增強(qiáng)穩(wěn)定性。
而通用動(dòng)力公司巴斯鋼鐵廠設(shè)計(jì)的“獨(dú)立”級(jí)則采用的是鋁制復(fù)合型三體船型,由一個(gè)瘦長的中央船體和兩個(gè)狹長的側(cè)體組合而成?!蔼?dú)立”級(jí)是一種復(fù)合型高性能三體艦。從橫剖面型線來看,其中央主船體為大長寬比的類似于半小水線面與深V型的復(fù)合組合,能改善該船艏部的水線面,降低興波阻力,增大了甲板面積。同時(shí)“獨(dú)立”級(jí)上層建筑采用了與主船體融合的內(nèi)傾式設(shè)計(jì),大部分武器裝備內(nèi)置,有利于電磁隱身。

“獨(dú)立”級(jí)瀕海戰(zhàn)斗艦的船體采用厚度為8毫米的5083-H116 / H321 鋁合金建造,整艦總用量為454噸,由美國鋁業(yè)公司生產(chǎn)和提供。鋁合金品種的選擇主要是基于焊接性能,因?yàn)殇X合金的船體結(jié)構(gòu)要承受巨大的水下爆炸載荷而不損失船體的水密性能,具有良好的延展性,可承受巨大的塑性變形。鋁合金力學(xué)的力學(xué)性能在溫度達(dá)到150-80 °C時(shí)開始下降。 因此需要進(jìn)行防火保護(hù)。(如帶英某艦)
?“自由”級(jí)和“獨(dú)立”級(jí)和都設(shè)計(jì)了多個(gè)武器模塊區(qū)和大型可重組空間。“自由”級(jí)“設(shè)計(jì)了3個(gè)任務(wù)艙,總面積約595平方米,安裝了基于民用集裝箱處理系統(tǒng)。飛行甲板面積為483平方米,機(jī)庫面積435平方米,甲板高出水面約5.8米,船尾安裝有坡道,供小艇直接進(jìn)出。側(cè)門系統(tǒng)裝有1 臺(tái)可伸縮起重機(jī),可升降小艇。而“獨(dú)立”級(jí)設(shè)計(jì)了1個(gè)大型任務(wù)艙,面積約1412平方米,能夠存儲(chǔ)2個(gè)以上完整的任務(wù)模塊,而且高出水面10米以上,能保持較干燥的作業(yè)環(huán)境。飛行甲板面積678平方米,機(jī)庫面積325平方米,方便任務(wù)模塊作業(yè)。艉門開口在水面以上較高處,裝有1臺(tái)雙吊臂可伸縮起重機(jī)。
?2.動(dòng)力系統(tǒng)
“自由”級(jí)采用柴燃動(dòng)力方式,使用了2臺(tái)英國羅爾斯·羅伊斯公司的MT-30燃?xì)廨啓C(jī)。MT-30燃?xì)廨啓C(jī)重量為30噸,在37攝氏度情況下額定功率為36-40MW,并在整個(gè)生命周期內(nèi)具有 100% 的功率保持率。“自由”級(jí)使用2臺(tái)MT-30燃?xì)廨啓C(jī),配合英國羅爾斯·羅伊斯公司噴水推進(jìn)系統(tǒng),最大航速超過40節(jié)。“自由”級(jí)的柴油動(dòng)力為2臺(tái)費(fèi)爾班克斯莫爾斯公司的16缸Colt-Pielstick PA6B STC柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。

從LCS-5“密爾沃基”號(hào)開始,新的“自由”級(jí)使用了新的“空化性能”噴水推進(jìn)器,和原型號(hào)相比高 10% 的燃油效率,同時(shí)降低噪音和振動(dòng),降低生命周期成本,提高可維護(hù)性。
“獨(dú)立”級(jí)采用柴燃動(dòng)力方式,使用了2臺(tái)美國通用電氣公司的LM2500型燃?xì)廨啓C(jī),搭配2臺(tái)柴油機(jī)組成的柴燃聯(lián)合動(dòng)力裝置。艦船巡航工況時(shí),由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng),加速工況時(shí),由燃?xì)廨啓C(jī)和柴油機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)。單臺(tái)LM2500發(fā)動(dòng)機(jī)在39%的熱效率條件下能提供33600軸馬力(24.7MW)功率?!蔼?dú)立”級(jí)的最大航速超過40節(jié),是美國海軍水面艦艇中最快的型號(hào)之一。
LM2500發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)生器平均出艙維修時(shí)間(Meantime Between Removal, MTBR)已經(jīng)達(dá)到24000小時(shí),動(dòng)力渦輪的MTBR已經(jīng)達(dá)到約28000小時(shí),同時(shí)出艙的維修周期從275天壓縮到133天,提高了可靠性和維修經(jīng)濟(jì)性。
?3.船電系統(tǒng)
瀕海戰(zhàn)斗艦兩型艦艇都有核心的武器控制和態(tài)勢(shì)感知系統(tǒng)來應(yīng)對(duì)導(dǎo)彈攻擊和水面艦艇作戰(zhàn)。其中“自由”級(jí)包括TRS-3D海空搜索雷達(dá)、DORNA光電紅外系統(tǒng),而“獨(dú)立”級(jí)包括“海上長頸鹿AMB”??账阉骼走_(dá)和“Star SAFIRE”光電紅外系統(tǒng)。
TRS-3D:是一種模塊化、高度可靠、抗干擾和環(huán)境雜波的中程雷達(dá)監(jiān)視系統(tǒng)。該雷達(dá)是一種全相干多模式相控陣C波段雷達(dá),能夠?qū)Ω黝惸繕?biāo)進(jìn)行全自動(dòng)探測(cè)、跟蹤啟動(dòng)和分類。即使在沿海遇到的嚴(yán)重雜波條件下,它也能檢測(cè)和跟蹤各種小型、快速和低空飛行的飛機(jī)、導(dǎo)彈、盤旋直升機(jī)和水面的非對(duì)稱威脅目標(biāo),同時(shí)確保減輕操作員工作量并最大限度地提高操作效率。該雷達(dá)支持各種戰(zhàn)斗管理系統(tǒng),具備目標(biāo)指定能力和火炮海面落點(diǎn)檢測(cè)能力,能夠支持直升機(jī)抵近著艦。該雷達(dá)最大搜索距離200公里,可同時(shí)探測(cè)200個(gè)目標(biāo)。

“海上長頸鹿AMB”??账阉骼走_(dá):是瑞典“薩博”公司推出的一種中程雷達(dá),使用C波段,在沿海地區(qū)和遠(yuǎn)海均具有出色的性能,具有 360° 監(jiān)控、高更新率和 1 秒目標(biāo)重訪時(shí)間。“海上長頸鹿AMB”雷達(dá)為監(jiān)視空中和水面目標(biāo)提供全自動(dòng)操作,能自動(dòng)消除陸地和天氣驅(qū)動(dòng)的雜波,對(duì)固定翼、直升機(jī)(移動(dòng)和懸停)、小型無人機(jī)、干擾機(jī)和彈道目標(biāo)進(jìn)行分類和跟蹤。該雷達(dá)能探測(cè)水面非常小的目標(biāo),例如小艇和潛望鏡?!昂I祥L頸鹿AMB”雷達(dá)通過超低天線旁瓣技術(shù)能擁有全面的電子戰(zhàn)對(duì)抗功能。

“DORNA”光電紅外系統(tǒng):是一種緊湊、快速和高度準(zhǔn)確的光電 (EO) 火控系統(tǒng),包括電視攝像機(jī)、紅外攝像機(jī)和人眼安全的激光測(cè)距儀,并提供可靠的防御任何威脅。DORNA光電紅外系統(tǒng)控制“自由”級(jí)瀕海戰(zhàn)斗艦的艦載57毫米火炮完成防空戰(zhàn)、反水面戰(zhàn)和艦炮火力支援等任務(wù)。同時(shí)該系統(tǒng)具備監(jiān)視、識(shí)別、跟蹤、搜救支援、警告射擊等功能。

數(shù)據(jù)鏈:美國L-3公司為瀕海戰(zhàn)斗艦建造“戰(zhàn)術(shù)通用數(shù)據(jù)鏈海上艦載終端設(shè)備” (TCDL MST STE)。該系統(tǒng)包括甲板上安裝的0.9米長的雙軸天線和甲板下的可更換單元 (LRU) 組成。天線包含射頻功率放大器、雙工器和接收器低噪聲放大器,使用Ku 波段,天線可以遠(yuǎn)程控制。甲板下的可更換單元包括微波調(diào)制解調(diào)器組件、MMA、CDL 接口和用于開放系統(tǒng)的以太網(wǎng)接口。通過添加單元和天線,可以將數(shù)據(jù)鏈路擴(kuò)展為多鏈路配置。通過加裝數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)鏈,瀕海戰(zhàn)斗艦上的人員能夠遙控操縱MQ-8“火力偵察兵”無人直升機(jī),并從飛機(jī)接收傳感器信息。
?4.武器系統(tǒng)
瀕海戰(zhàn)斗艦的武器系統(tǒng)采用任務(wù)模塊設(shè)計(jì),艦艇由不同等級(jí)、不同用途的的模塊組成。從總體作戰(zhàn)任務(wù)上,有水面戰(zhàn)爭任務(wù)模塊(SUW)、反潛戰(zhàn)任務(wù)模塊(ASW)、水雷戰(zhàn)任務(wù)模塊(MCM),而從分系統(tǒng)來說,又包括火炮模塊(GMM)、海對(duì)面導(dǎo)彈模塊(SSMM)、航空模塊、無人掃雷系統(tǒng)模塊(UISS)等。任務(wù)模塊就是將艦載的傳感器、武器和支援設(shè)備結(jié)合在一起,能夠達(dá)到執(zhí)行某種任務(wù)的程度。瀕海戰(zhàn)斗艦可以通過艦載的標(biāo)準(zhǔn)接口,來實(shí)現(xiàn)不同任務(wù)模塊的搭載。如果任務(wù)模塊達(dá)到可部署的成熟度,那么操縱人員和任務(wù)模塊將構(gòu)成可部署的“任務(wù)包”。美國海軍正在為瀕海戰(zhàn)斗艦采購44個(gè)可部署的“任務(wù)包”,包括10個(gè)水面戰(zhàn)爭任務(wù)包、10個(gè)反潛戰(zhàn)任務(wù)包和24個(gè)水雷戰(zhàn)任務(wù)包。

? ? ? ? ? ? ? ? ?水面戰(zhàn)爭任務(wù)包
火炮任務(wù)模塊:加裝2門MK 46型30毫米機(jī)關(guān)炮,每門炮塔內(nèi)備彈400發(fā),另外準(zhǔn)備2個(gè)240發(fā)炮彈的彈匣
地對(duì)地導(dǎo)彈模塊:包含“長弓地獄火”地對(duì)地導(dǎo)彈系統(tǒng),帶獨(dú)立火控的發(fā)射器系統(tǒng),需要加裝垂直發(fā)射系統(tǒng)、支撐結(jié)構(gòu)、模塊服務(wù)面板、氣體管理系統(tǒng)和模塊化控制計(jì)算機(jī)
航空模塊:包含1架MH-60R直升機(jī)和2架MQ-8B“火力偵察兵”無人直升機(jī),MH-60R直升機(jī)可攜帶8枚“地獄火”導(dǎo)彈、1具GAU21型12.7毫米機(jī)槍和1挺M240型7.62 毫米機(jī)槍
海上安全模塊:包含兩個(gè)11米剛性船體充氣艇 (RHIB)、登機(jī)、搜索和扣押 (VBSS) 裝備和特種部隊(duì)
任務(wù)包應(yīng)用軟件:包含支持規(guī)劃和執(zhí)行水面戰(zhàn)爭任務(wù)的特定應(yīng)用軟件。

? ? ? ? ? ? ? ? 反潛戰(zhàn)爭任務(wù)包
?反潛護(hù)航模塊:包含可變深度聲納 (VDS)、多功能拖曳陣列 (MFTA) 聲納、發(fā)射處理和回收設(shè)備、信號(hào)處理和控制系統(tǒng)
魚雷防御模塊:多功能拖曳陣列 (MFTA) 聲納水聲攔截系統(tǒng)、輕型拖曳式魚雷對(duì)抗系統(tǒng)(LWT)
航空模塊:1架MH-60R直升機(jī)搭載機(jī)載低頻聲納 (ALFS)、主被動(dòng)聲納浮標(biāo)、APS153 潛望鏡探測(cè)雷達(dá)和MK46/50/54魚雷,另搭配1架MQ-8B“火力偵察兵”無人直升機(jī)
反潛戰(zhàn)任務(wù)管理/指揮與控制 (C2) 中心:包含任務(wù)包應(yīng)用軟件和任務(wù)包計(jì)算環(huán)境 。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 水雷戰(zhàn)任務(wù)包?
? ? ?遠(yuǎn)程獵雷模塊:包含通用無人水面航行器(CUSV)、AQS-20獵雷聲納和水下感應(yīng)系統(tǒng)
近程探測(cè)模塊:1架MH-60S型直升機(jī)搭載AN/AES-1 機(jī)載激光水雷探測(cè)系統(tǒng)
水雷摧毀模塊:1架MH-60S型直升機(jī)搭載AN/ASQ-235機(jī)載掃雷系統(tǒng)
沿海水雷偵察模塊:AN/DVS-1沿海戰(zhàn)場(chǎng)偵察與分析系統(tǒng)、任務(wù)后分析工作站和1架MQ-8B“火力偵察兵”無人直升機(jī)
無人掃雷模塊:包含通用無人水面航行器(CUSV)、無人水面掃雷系統(tǒng) (USSS)和支持集裝箱
沉底水雷獵雷模塊:包含水雷對(duì)抗無人水下航行器 (SMCM UUV)、發(fā)射和回收支架以及支持集裝箱:
任務(wù)包應(yīng)用軟件:包含特定任務(wù)應(yīng)用軟件和地雷戰(zhàn)和環(huán)境決策輔助庫? ?。

同時(shí)瀕海戰(zhàn)斗艦兩型艦艇都有核心的自衛(wèi)系統(tǒng)來應(yīng)對(duì)導(dǎo)彈攻擊和水面艦艇作戰(zhàn)。其中“自由”級(jí)包括21管“拉姆”系統(tǒng)、TERMA軟殺傷自衛(wèi)系統(tǒng)、Mk 110型57毫米艦炮,而“獨(dú)立”級(jí)包括11管“海拉姆”系統(tǒng)、ALEX自衛(wèi)系統(tǒng)和Mk 110型57毫米艦炮。
