212NFS傳統動力攻擊潛艦

 

義大利規劃的Type 212改進型潛艦第三批212A改進型潛艦想像圖,稱為近海未來潛艦(NFS),

在2021年2月26日正式簽署建造合約,建造二艘以及增購兩艘的選擇權。

 

 

──by captain Picard

艦名/使用國 212NFS型傳統動力攻擊潛艦/義大利

(Type-212NFS)

承造國/承造廠

意大利:Muggiano shipyard, La Spezia, Fincantieri

尺寸(公尺)

長約58.3~59 寬7 浮航吃水6

排水量(tonne)

212NFS:浮航約1550~1600 潛航約1750~1955

212NFS EVO:2000以上

動力系統/軸馬力 傳統柴電推進+絕氣推進系統(AIP)

永磁電動機*1/3821

PEM燃料電池模組

單軸七葉片螺旋槳

航速(節) 水面12

水下20

續航力(海浬) 水面:8000/8節(通氣管)

水下:

365~420/8節(蓄電池潛航)

1356/4節(AIP潛航)

安全潛深 超過200(最大700)
水面偵測/反制系統 L3Harris/GEM Elettronica低截獲率(LPI)導航雷達

L3Harris非穿透式光電潛望鏡
(整合有可見光攝影機、短波與中波段紅外線熱影像儀、低光度攝影機等)

Calzoni/L3Harris光學攻擊潛望鏡


Elettronica RESM/CESM雷達與通信截收系統

Leonardo反魚雷誘餌
水下偵測/反制系統

ELAC整合聲納系統(含艦首圓柱型主/被動陣列聲納、高頻主動障礙物/水雷探測聲納、被動測距聲納、側面平板被動陣列聲納、拖曳陣列聲納、主動聲納接收警告器)

作戰系統

Leonardo整合戰鬥管理系統

乘員 27
艦載武裝

533mm魚雷發射器*6(魚雷艙裝載量13枚,使用先進型黑鯊魚雷)

可加掛Abeking & Rasmussen外掛式水雷佈放箱

IDAS潛射防空飛彈系統(未來可能裝備)

Muraena自動火砲系統(未來可能裝備)

數量

212NFS:共四艘

艦名 安放龍骨 下水時間 服役時間
2022/1/11切割第一塊鋼板
2023/6/7切割第一塊鋼板
2024/6/7切割第一塊鋼板

212NFS EVO:共2艘

艦名 安放龍骨 下水時間 服役時間

 


 

起源

在2017年5月下旬,義大利國防部證實將增購四艘212A型潛艦,取代現役四艘薩烏羅(Sauro  )II/III級潛艦,也就是皮洛西級/龍戈巴度級(Salvatore Pelosi class/Primo Longobardo class)。德國國防部潛艦計畫的一位上校Maurizio Cannarozzo在柏林的水下防禦科技(Undersea Defence Technology,UDT)會議中提到,希望能在2018年簽署合約,而增購的四艘會是現有212A型的改進型。在2018年,義大利正式編列訂購第三批次前兩艘212A型的經費(10億歐元),項目名稱為「近海未來潛艇」,包括設計、研發與建造,同時建立配合的後勤物流系統,首艘預計在2024年交付。

依照義大利2019年7月公布的國防預算資料,NFS項目預算規模23.5億歐元(約26.5億美元),首艘預計2025年服役。依照義大利在2019年10月公布的2020至2022年多年份軍備發展項目(Documento Programmatico Pluriennale ,DPP2020-22),首批兩艘NFS潛艦的相關研發、建造、服役前10年後勤保障的總成本約13.5億歐元;而如果加上第二批兩艘NFS(總數四艘),前述各項成本的總額約26.8億歐元(約31.4億美元)。

發展歷程

在2020年12月9日,義大利國防部在歐盟採辦項目平台公布了信息,表示將透過歐洲聯合武裝組織(Organisation Conjointe de Cooperation en matiere d’Armement,OCCAR,英文為Joint Armament Cooperation)向本國芬坎提尼(Fincantieri)造船廠訂購2艘Type 212 NFS潛艦,建造合約總值13.5億歐元,並附帶增購兩艘的選擇權;此公告引用歐洲國防安全採辦法規(Directive 2009/81/EC)的Article 28(1)(e),在不事先公告合約的情況下直接向Fincantieri造船廠交涉,使得該廠成為此合約的唯一執行者(而不在歐盟境內公開招標)。在2020年12月,意大利Fincantieri船廠與德國TKMS集團簽署合約;TKSM在212 NFS潛艦項目負責建造艦首部位(包含魚雷發射以及武器處理系統),並提供燃料電池系統以及其他多個次系統等。在2021年7月,義大利ELAC SONAR GmbH獲得Leonardo集團價值4900萬歐元的合約,為義大利海軍212 NFS潛艦提供聲納系統,此合約由OCCAR管理。除了製造新潛艦之外,212 NFS項目還包括在意大利海軍位於塔蘭托(Taranto)的潛艦訓練中心建置NFS潛艦的各項模擬訓練設施。 

在2021年2月26日,OCCAR代表意大利國防部海軍武裝指揮部(Naval Armaments Directorate)正式與Fincantieri造船廠簽署了首批二艘NFS潛艦的建造合約(價值13.5億歐元),並附帶再增購兩艘的選擇權。依照意大利國防部2020到2022年國防計畫,首艘NFS在2022年開工建造,預定在簽約後81個月建成,2030年5月交付(日後提前到2027年12月交付);第二艘預計在2031年61月交付(日後提前到2029年1月交付)。在2022年1月11日,義大利首艘NFS潛艦在芬坎提尼的Muggiano造船廠舉行切割第一塊鋼板的儀式,正式啟動建造工作。在2022年2月22日,OCCAR宣布212 NFS通過系統設計審查(System Design Review,SDR);隨後在2022年3月16日,OCCAR宣布212 NFS的鋰電池系統通過系統設計審查(SDR)。

在2022年12月21日,OCCAR簽署近212 NFS潛艦的第二次合約增修(2nd Contract Amendment),主要是準備NSF三號艦的技術發展工作,包括發展未來潛艦技術來強化潛艦的效率與性能表現;相較於前兩艘212 NFS,三號艦開始進一步增加了新的技術如第二代燃料電池AIP系統。第三艘212 NFS預定在2030年底交付。

在2023年2月15日,歐洲聯合武裝組織(OCCAR)宣佈,212NFS通過關鍵設計審查(Critical Design Review,CDR),代表所有系統的最終設計以及規格項目的每一項產品規格都獲得認可,代表設計已經成熟並完全滿足所有的指標。 依照此時的規劃,首批兩艘212 NFS分別預定在2027年12月及2029年1月交付;而後續選擇權的第二批兩艘則分別預定在2030年5月與2031年6月交付。在2023年7月21日,OCCAR代表意大利國防部正式與芬坎提尼簽約,為意大利海軍建造第三艘212NFS潛艦,合約價值約5億歐元(含整合與支援等服務),2030年左右交付;而此項目後續開發工作(包括其他的擴充能力)約還需要1.6億歐元。

在2023年5月底,意大利國會批准建造第三艘212 NFS潛艦;第二批212 NFS(第三、第四艘)分別預定在2030與2031年交付。

在2024年1月24日,意大利212NFS潛艦第六次項目委員會會議(Programme Committee Meeting)在Taranto Military船廠舉行,OCCAR-EA主管Joachim Sucker也參與會議;會議中透露,意大利為212NFS的鋰電池系統( Lithium Battery System,LBS)原型已經通過陸上原型的性能與安全測試,這是此系統發展的重要里程碑。此外,此會議也討論了關於行使購買第四艘212NFS潛艦的選擇權。

在2024年6月27日,意大利芬坎提尼Muggiano船廠舉行第三艘212NFS的切割第一塊鋼板開工儀式;次日(6月28日),OCCAR代表意大利正式行使選擇權,向芬坎提尼訂購第四艘212NFS,總價值約5億歐元。

基本設計

212 NFS的艦體設計比照德國Type 意大利212A第二批,艦體長度增加1.2m(全長增為58.3~59m,耐壓殼長41m),提高燃油攜帶量和乘員起居空間,浮航排水量約1600噸,潛航排水量約1955噸;由於自動化程度高,編制人數降為29名。此外,應用義大利國防部主導開發的潛艦水下低可視性材料研發(Submarine UnderWater Invisible through MetaMaterials,SUWIMM)項目的成果。NFS的新技術包括:新的操舵系統,以及Avio Aero開發的自動航行控制系統;在尾舵上增加預旋式(pre-swirl)船舵與螺旋槳轂導流帽 (PBCF) ,為後方螺旋槳推進器預先整流(改善推進器流體效率並降低噪音);換裝全新設計、長度增加的低輪廓帆罩,結合由Calzoni/L3Harris研製的電動非穿透式模組桅杆系統(Electrically Universal Modular Mast,E-UMM),帆罩內容納最多8根桅杆;艦體使用非磁性amanox高張力不鏽鋼製造, 艦體表面使用包含氟聚合物(fluoropolymer)的污垢釋放塗層材料,可降低艦體表面附著的髒污,減少航行阻力與油耗;此外,還有新的緊急上浮高壓吹除系統(HEBD)。212 NFS能在更廣泛地區的水域操作,包括需要更大空調冷卻功率的熱帶水域。

推進系統方面,212 NFS換裝功率更強大的柴油發電機組,並以義大利國防部領導新開發的新型磷酸鐵鋰(Lithium Iron Phosphate)電池系統取代原本的鉛酸電池,這是歐洲地區問世的第一種潛艦用磷酸鐵鋰電池;其中,磷酸鐵鋰電池由義大利FiB/FAMM公司提供,整個電池系統由Fincantieri船廠整合,鋰電池以及配套能源管理系統的研發、原型製造測試與驗證工作是由Fincantieri造船廠委託FIB,以及由Fincantieri SI與飛雅特電子(Faist Electronics)合資的未來能源(Power for Future)、 TUV Rheinland和Cetena公司共同負責。依照義大利的規劃,首批兩艘212 NFS沿用先前212A的PEM燃料電池AIP系統,結合新開發的磷酸鐵鋰電池;而第二批二艘NFS則會進一步用Fincantieri主導研製的第二代燃料電池AIP系統,取代原本的PEM燃料電池。

在2023年5月下旬於英國范保羅(Farnborough)舉行的聯合海軍事件(Combined Naval Event ,CNE 2023)會議上,意大利海軍主管212NFS潛艦項目的Maurizio Cannarozzo少將透露,為212NFS開發的鋰離子(Li-Ion)電池(屬於磷酸鐵鋰電池)已經完成能力發展階段(capability development),2023年度階段2(Phase 2)預定完成包括1:1全規模原型的實驗室測試驗證、第一次完整陸地原型認證,預定在2023年底達成與212NFS潛艦的系統整合要求。依照2024年5月在范保羅舉行的CNE 2024事件中,意大利海軍透露,212NFS的鋰離子電池會在2024年內完成關鍵設計審查(Critical Design Review,CDR),隨後將生產作業工業化,並建造電池艙的1:1原型,包含相關輔助設施以及測試設施。212NFS會是歐洲第一種裝備鋰電池的潛艦。新開發的磷酸鐵鋰電池除了用於新造212NFS潛艦之外,也能用於換裝現役的212型潛艦。

作戰裝備方面,212 NFS配備由Leonardo集團負責整合開發的國產戰鬥管理系統、由Fincantieri Seastema負責開發的整合平台管理系統(Integrated Platform Management System,IPMS)、整合自動航行控制系統(由Avio Aero負責)、船艦內/外整合通信系統、整合聲納系統等;艦上所有信息相關系統都符合嚴格的資安信息密碼條件,相關技術沿襲自義大利保羅.迪雷韋爾級(Paolo Thaon Di Revel class)多功能巡防艦(PPA)。艦上的戰鬥管理系統衍生自義大利海軍船艦同時期最新的第四代SADOC系統,採用開放式與模組化的系統架構,能允許快速整合第三方的軟體庫、遠端運算、延伸聲學信號處理技術、潛艦應用相關程式等(例如強化實時光電潛望鏡影像處理)。艦上作戰中心由Fincantieri主導重新設計,裝備9座多功能工作站,每個工作站都有兩個大型顯示器,並能功能互換(如戰鬥管理、聲納、電子戰等);指揮官席的戰位的顯示器呈現的是經過整合處理的信息且由擴增實境(augmented reality)強化標示,此外還有幾座平台管理控制系統以及航行操作的顯控台。

212NFS的桅杆系統由L3Harris主導開發,具有緊致輕量以及低雷達截面積的特性,總計八個桅杆中有六個為非穿透式,分別是一個由L3Harris與GEM Elettronica開發的新型低截獲率(LPI)導航雷達、一個非穿透式光電潛望鏡(整合有可見光攝影機、短波與中波段紅外線熱影像儀、低光度攝影機等)、Elettronica提供的RESM/CESM雷達與通信截收系統(RESM與CESM各一個桅杆)、兩部通信桅杆(SHF頻以及UHF頻各一);而兩個穿透式桅杆分別是一部Calzoni/L3Harris提供的光學攻擊潛望鏡,以及一個柴油機使用的呼吸管。艦上整合通信系統結合了SATCOM衛星通信系統、Link-11/16(J-Reap C)資料鏈,並預留整合Link 22的空間。

212 NFS的聲納系統由ELAC Sonar負責(開發合約在2021年7月簽署),整合聲納管理系統採用開放式架構,結合了艦首圓柱型主/被動陣列聲納、高頻主動障礙物/水雷探測聲納、被動測距聲納、側面平板被動陣列聲納、拖曳陣列聲納、主動聲納接收警告器、水下聲力電話等各種主/被動聲學裝置。武裝方面,212 NFS仍配備六具533mm魚雷發射管,使用Leonardo集團的黑鯊先進型(Black Shark Advanced,BSA)533mm重型反潛導向魚雷,是原本黑鯊魚雷的進一步改良型;此外,還配備最新型反艦飛彈以及長程陸攻反艦飛彈等。艦上還裝有Leonardo開發的反魚雷誘餌發射裝置。NFS潛艦也能收放新型無人水下載具(UUV)。212 NFS潛艦也延續現有212A潛艦支援特種部隊作業的能力,包括由CABI Cattaneo生產的加/減壓輸送容器來供潛水人員使用,並能容納特種部隊往反海岸的半潛水下載具。

NFS項目採用新技術也會陸續用於升級義大利原有的四艘212A型潛艦,包括Fincantieri船廠在一個PNRM研發項目所開發的緊急上浮高壓吹除系統(HEBD)等。

212 NFS EVO潛艦/意大利海軍2024至2050年代水下戰力發展路線

在2024年5月下旬英國范保羅(Farnborough)舉行的聯合海軍事件(Combined Naval Event,CNE 2024)中, 意大利海軍潛艦研究發展辦公室( Submarine Research & Development Office )主管Stefano Oliva中校透露了 意大利海軍2024至2050年代的潛艦發展計畫;根據此計畫,到2036年時,意大利潛艦部隊數量會從現有8艘(目前有4艘212A型、2艘薩烏羅II/皮洛西級與2艘薩烏羅III/龍戈巴度級)增加到10艘; 這包括經過升級的現役U212A(兩批共四艘)、已經批准的212 NFS(兩批共四艘,2022至2031年建造),此外增建二艘212 NFS發展型(Evolved,EVO,2030至2036年建造)。 在212 NFS EVO之後,意大利海軍會進一步發展的新世代潛艦(New Generation Submarine,NGS),預計在2040年以後啟動, 逐步取代212型;而212 NFS EVO就是從212系列發展到NGS的過渡。除此之外,意大利海軍也啟動了大型水下無人自航載具(Large Displacement Autonomous Underwater Vehicle,LDAUV)項目。 Stefano Oliva中校表示,隨著無人載具的技術日益進步,傳統有人平台受到海水掩護的程度會逐漸遞減。 然而,短期未來內人員的必要性仍不可能被完全取代,因此還是需要發展載人潛艦並強調續航力、持續作戰能力與隱蔽性。

為了將現役潛艦數量增加到10艘,因此會針對兩艘較新的薩烏羅III/龍戈巴度級(1994與1995年服役)進行役期延伸工程(Operational Life Extension,OLE),使其役期延長到2031至2036年(屆時兩艘212 NFS EVO將會建成)。 而對於四艘現役212A型,第1批二艘(2006至2007年服役,此時役齡接近20年)會在2030年之前先進行壽命中期升級(Mid-Life Upgrade,MLU),第二批二艘則可能在2036年進行MLU升級(兩艘212 NFS EVO潛艦完成時)。四艘212A的MLU升級將應用212NFS所發展的部分新技術,並盡量更換過時組件與統一後勤。

為了在2031至2036年間取代兩艘經過OLE延壽的薩烏羅III/龍戈巴度級潛艦,意大利海軍規劃增購兩艘212 NFS EVO潛艦,在2030至2036年建造;在技術發展上,212 NFS EVO會是212系列與之後發展的新世代NGS潛艦的過渡。依照意大利海軍規劃,212NFS EVO會完全使用意大利本土的技術,排水量放大到2000噸以上。

Stefano Oliva中校在CNE 2024上透露,關於212 NFS潛艦,主要引進的新技術能力包括長程攻擊性飛彈、引進無人遙控載具(ROV)與自航載具(AUV)、隱蔽佈雷、鋰離子電池系統、新魚雷反制系統、新型拖曳陣列聲納,以及引進人工智能(AI)的軟體技術應用於多項任務能力,含自動目標分類、光電潛望鏡影像處理識別、目標動態分析等(Target Motion Analysis,TMA)等。而關於212 NFS EVO潛艦,項目重點是進一步整合新發展的技術,包括發展具有更高使用彈性的武器處理/發射系統,例如可發射魚雷、飛彈、水雷與水下無人載具的多用途發射管;此外,還包括引進新的感測裝置,例如無須旋轉而具備360度攝影能力的光電桅杆(先前的光電桅杆多半使用360度旋轉式攝影機,透過快速旋轉攝像並拼接成全週界影像)。其他意大利海軍正在研發的新技術包括能降低跡訊強度的超材料(metamaterials-baed)塗裝、降低跡訊的外型設計等。212 NFS EVO的技術路線是為NGS鋪路。

而再下一代的NGS潛艦目前尚在初期階段,評估界時可能採用的新技術,包括廣泛應用AI、新型光電感測器、創新的平台外型、透過材料提高聲學匿蹤性、水下通信網路、新世代慣性導航定位系統等領域。此時意大利海軍已經針對水下通信方案研究幾種方向,包括由量子密鑰(quantum)交換來保護的水下光學通信(underwater optical communication)、使用新頻率天線的水下電磁通信,以及透過新材料的水下「聲學透鏡」(acoustic lenses)來提高水聲聽音器(hydrophone)的表現。而同時,意大利海軍也針對NGS可能採用的推進技術進行研究。 來改善水聲表現。

為了強化意大利水下作戰能力,意大利海軍近期成立了水下作戰領域群集(Polo Nazionale della dimensione Subacquea,PNS),結合政府、業界領先公司、學術界、研究中心的力量研究水下作戰領域的新趨勢與技術,總部設在意大利海軍La Spezia基地裡;此設施建築還有其他支持意大利海軍的研究機構,包括海軍支持與實驗中心(Naval Support and Experimentation Centre,CSSN)、北約海上救援與實驗中心(Centre for Maritime Research and Experimentation,CMRE),以及近期成立的北約水下作戰領域專業中心(NATO Centre of Excellence,CoE)等。