DDG-1000松華特級陸攻驅逐艦(3)

松華特號(USS Zumwalt DDG-1000)的艦橋,可以看到上部有多個平面顯示器,投射艦上四周

電視攝影機的畫面,使船艦人員更能掌握艦體周遭近處的動態。

二號艦麥可.蒙蘇爾號(USS Michael Monsoor DDG-1001)的艦橋。 

(上與下三張)松華特號在2016年3月下旬完成第二次試航返港的照片

 

松華特號正面

(上與下)進行機動測試的松華特號

從後方看松華特號,此時艦尾RHIB小艇艙門打開。

松華特號試航時尾艙施放RHIB小艇的畫面

2016年10月16日,松華特號(左)在巴爾迪摩舉行成軍典禮之後的畫面。畫面右方是一艘提康德羅加級飛彈巡洋艦,

可以清楚觀察這兩個不同時代設計建造的美國海軍艦艇的顯著不同。

松華特號在2016年10月15日成軍典禮之後停泊在巴爾迪摩軍港的照片。

松華特號(上)與一艘柏克Flight 2A飛彈驅逐艦一同停靠。這張俯視照片清楚對比了兩者長度與寬度的差異。

 一架美國海軍F-35C戰鬥機飛越剛服役的松華特號驅逐艦上空。兩者都是美國在21世紀初期大力發展的

最尖端代表性匿蹤作戰平台。

後方俯瞰松華特號,甲板上停了一架無人直昇機。

松華特號與獨立級濱海戰鬥艦獨立號(USS Independence LCS-2)並排航行的畫面。DDG-1000與LCS都是冷戰結束後

美國海軍嘗試的新型水面作戰艦艇,然而這兩個計畫都面臨大量的爭議、落後與超支。

 

由於DDG-1000較大的艦體以及整合電力系統充沛的供電能力,使其成為美國海軍最適合搭載

新一代電磁軌道砲的作戰艦艇。此為BAE System的電磁軌道砲原型在美國海軍水面作戰中心

達爾格倫分部(NSWCDD)進行試射的畫面,約在2017年7月中旬。

在2018年9月11日,在聖地牙哥完成戰鬥系統啟用工作的松華特號出航展開新一輪海試。此時上層船樓兩側、頂部已經

安裝各式傳統的通信、傳輸天線。依照最初的構想,這些天線全部都要以平板陣列形式整合到上層結構外壁內,

但由於預算刪減而無法實現。此外,機庫上方兩個MK-46 30mm機砲砲座也已經完成安裝(火砲本身尚未安裝)。

正在海上接受補給的松華特號,可以清楚觀察上層結構。注意松華特號接收補給的站點是在艦體側面,平時由艙門封閉。

(上與下) 兩艘松華特級並排航行,近處為松華特號(DDG1000),後方為二號艦麥可.蒙蘇爾號

(USS Michael Monsoor DDG-1001)。此照片攝於2019年1月下旬

松華特號(DDG1000)艦尾,直昇機甲板停著一架MQ-8C無人直昇機 

(上與下)松華特在2020年5月的照片,此時該艦已通過第二階段戰鬥系統驗收。

注意機庫上方兩座MK-46 Mod2 30mm火砲已經安裝。

在2020年5月16日,松華特號在穆古角(Point Mugu)的海軍航空對武器中心武器分部海上測試靶場

'(Naval Air Weapons Center Weapons Division Sea Test Range)進行艦上MK-46 Mod2 30mm火砲系統的實彈射擊。

從艦尾看松華特號(DDG-1000)。

麥可.蒙蘇爾號(DDG-1001)通過巴拿馬運河時的艦首畫面,可以看到前方兩座縱列的AGS砲塔

以及MK-57 PVLS垂直發射器。

麥可.蒙蘇爾號(DDG-1001)左舷前部的MK-57 PVLS垂直發射器。每組PLVS單元有六個艙蓋,

最外邊兩個是排焰道艙蓋,中間四個是飛彈發射管。

(上與下)麥可.蒙蘇爾號(DDG-1001)進入西岸聖地牙哥軍港,人員在兩舷站坡。可以看到前方兩個AGS砲塔。

正面看 麥可.蒙蘇爾號(USS Michael Monsoor DDG-1001)

麥可.蒙蘇爾號(USS Michael Monsoor DDG-1001)艦尾直昇機庫與起降甲板。 

麥可.蒙蘇爾號艦尾小艇艙處於開啟狀態。

麥可.蒙蘇爾號(DDG-1001)艦尾小艇艙內部,可以看到停放了兩艘RHIB突擊艇。 

(上與下)麥可.蒙蘇爾號(DDG-1001)的纜繩操作。為了降低雷達截面積,松華特級把以以往

設置在甲板艙面上的繫纜設備都收容到艙內。艦上人員在港口進行繫纜/解纜作業時將艙蓋打開,

航行時則將這些艙蓋關閉。

2021年3月11日,麥可.蒙蘇爾號(DDG-1001)從聖地牙哥啟航。

2021年3月11日,麥可.蒙蘇爾號(DDG-1001)從聖地牙哥啟航。背景是卡爾文森號(USS Carl Vinson CVN-70)航空母艦

麥可.蒙蘇爾號(DDG-1001)的艦尾。此時機庫上方兩座MK-46 30mm火砲已經安裝。

(上與下)麥可.蒙蘇爾號(DDG-1001),攝於2021年4月21日無人整合戰鬥課題21(UxS IBP 21)演習期間。

(上與下)停泊在珍珠港的麥可.蒙蘇爾號(DDG-1001),附近還停靠一艘提康德羅加級飛彈巡洋艦。

2022年4月14日,松華特號在南加州穆古角測試場進行SM-2 Block 3AZ防空飛彈實彈射擊。

(上與下)2022年9月26日,松華特號首度進入日本橫須賀港,這是松華特級驅逐艦首次抵達

西太平洋。松華特號在2022年9月被部署到第七艦隊,母港是關島,首開松華特級部署到

印太地區的紀錄。

停泊在橫須賀美軍基地的松華特號(右),旁邊是柏克級Flight 2A飛彈驅逐艦霍華德號

(USS Howard DDG-83)

2022年9月底停在橫須賀美軍基地的松華特號;近景是日本海上自衛隊一艘最上級護衛艦,

松華特號四周有一些美國海軍伯克級飛彈驅逐艦以及提康德羅加級飛彈巡洋艦;畫面

最左側是獨立級濱海作戰船艦奧克蘭號(USS Oakland LCS-24)

2024年5月初,在Ingalls船廠裡進行改裝的松華特號正在拆除AGS 155mm火砲,之後換裝CPS高超音速飛彈的發射器。

(上與下)在Ingalls船廠裡進行翻修與升級的松華特號,此時兩座AGS艦砲都已經移除。攝於2024年7月初。

(上與下)陳列在美國海軍戰爭學院未來武力展覽館(USNWC Future Forces Gallery)的

電磁軌道砲概念模型,利用松華特級原有的AGS火砲系統的空間與砲塔改成電磁軌道砲。

不過此概念並沒有付諸實現。

 


 (1)  (2)  (3)

 

建造與測試

DDG-1000首艦松華特號(USS Zumwalt DDG-1000)的建造工作在2009年2月左右開始。至2010年中旬,首艦DDG-1000的艦體建造工程已經進行了20%左右。 依照2008年的規劃,松華特號在2013年4月交付美國海軍,2015年3月形成初始戰鬥能力(IOC),由於Nunn- McCurdy審查造成的延遲,交付已經推遲到2013年12月 ,而形成戰鬥力的時間可能在2016年(實際上進一步延後)。在2011年11月17日,BIW廠為松華特號舉行安放龍骨儀式。

松華特號的下水儀式原訂在2013年10月19日 舉行,但由於美國歐巴馬總統領導的民主黨政府與在眾議院擁有多數席位的共和黨對對於政府財政預算的嚴重歧見,導致2014財年預算無法如期編列,進而使得聯邦政府在2013年10月1日起部分關閉,連帶影響美軍行政事務,使得松華特號的命名下水儀式延後(此次聯邦政府關閉風波在美國參眾兩院通過暫行措施,供應聯邦政府預算至2014年1月25日、暫時提高舉債上限到2014年2月7日之後,於10月17日暫時落幕)。 隨後在2013年10月28日,松華特號下水,2014年4月12日舉行命名洗禮儀式。

依照2015年3月的消息,由於技術因素的影響,前兩艘松華特級將無法依照原計畫交付;原本首艦松華特號預計在2015年中交付,此時確定至少推遲到11月;二號艦麥可.蒙蘇爾號(USS Michael Monsoor DDG-1001)原訂2016年中旬交付,此時至少推遲到2016年11月;而三號艦此時期程不變,預定2018年12月交付。在2015年6月中旬,松華特號的測試進度進一步落後,最快要到同年12月才能展開試航,因此不可能在2015年內交付。松華特級的進度落後原因包括艦上嶄新的作戰系統與整合電力系統的整合測試工作十分複雜,尤其是整合電力系統幾乎與艦上所有的各項系統(推進、運作、作戰系統等)關連,許多測試的工作都牽涉到不同系統之間的協調。

此外(2015年中旬),此時BIW的緬因廠區正面臨勞資關係不和睦,在同屬通用集團的聖地牙哥國家鋼鐵與造船廠(National Steel and Shipbuilding Co. (NASSCO)的高階主管Fred Harris陸續將先前他改善NASSCO的經驗移植到BIW,其中的措施包括雇用非永久性造船工人來加快進度,但這些新措施引發了BIW船廠工會的反彈,船廠員工上街頭示威的情況越來越嚴重,日益低落的工作情緒影響到了包括松華特級在內的建造工作(BIW還承接柏克Flight 2A重啟型的建造工作);更不利的是,BIW廠的勞資集體協議會在2016年5月到期,勞方自然軍心浮動,這些都對松華特級的建造測試進度帶來許多負面影響。 隨後雖然BIW達成新的勞資協議,但是勞資糾紛對該廠的傷害卻無法立刻消弭;在2016年9月,美國海岸防衛隊將一筆價值24億美元的巡防艦艇合約 搬給之前從未建造政府用船艦的佛羅里達造船廠(Florida shipyard),這是BIW的重大挫敗。在2016年11月,Fred Harris宣布退休,其職務由原本BIW水面船艦業務主管Dirk Lesko取代。  

首艦松華特號(DDG-1000)在2015年12月7日離開位於緬因州的BIW船廠展開首航,首次試航於2015年12月上旬順利完成並回到BIW船廠,進行必要檢修後(包含檢修一部推進電機,為此切開了部分船殼) ,在2016年3月21日展開廠方第二次試航,在2016年交付美國海軍。 在2016年1月,美國海軍說明松華特號的首次海試情況,表示性能「超出預期」,全功率運轉時達到了33節的最大航速,並能在90秒內從全速完全停船,滿舵急轉彎時傾斜不超過8度;在第一次試航時,緬因灣的海況良好,浪高都在2.4到3公尺以內(最高不超過五級海象)。而匿蹤性能的測量也滿足美國海軍的要求,後來還必須加掛角反射器增大雷達截面積,以維持航行安全。 依照後續消息,在2016年9月到10月時,松華特號的艦上人員曾處理艦上多個次要的故障,包括海水滲入大軸潤滑油系統(9月)以及幾個輪機故障。在2016年5月20日,松華特號正式交付美國海軍(屬於第一階段交付,船艦部分),10月15日在巴爾迪摩舉行成軍典禮。在2016年11月,BAE Systems獲得1.92億美元的合約,為前兩艘松華特級(DDG-1000、DDG-1001)安裝、整合、測試作戰系統 ,這屬於第二階段交付(作戰系統)的作業。

華特號在2016年11月左右通過巴拿馬運河的照片

在2016年11月21日,松華特號在從美國東岸前往西岸設籍母港聖地牙哥的路上,在通過巴拿馬運河下游時,推進系統發生故障;之後該艦被拖船拖帶出巴拿馬運河,並進入位於 巴拿馬運河太平洋一側、以前是美國海軍基地的羅德曼(Rodman)港進行檢修。依照美國海軍方面表示,松華特號遇到的問題是右舷推進軸和AIM推進電機接口的潤滑油冷卻器失效,當艦上人員發現推力下降而進行檢查時,發現AIM推進電機的潤滑油槽以及右側推進軸的軸承潤滑油槽都有海水進入,意味著有潤滑油泄漏。依照美國海軍消息,稍早松華特號在9月時也經歷相同的故障,而美國海軍用當時正在建造的松華特級三號艦林登.詹森號(USS  Lyndon B. Johnson DDG-1002)以及位於費城的船艦系統工程中心陸基測試站(LBTS)上的相同部位組件來替換。在松華特號的人員、美國海軍海上系統司令部(Naval Sea Systems Command,NAVSEA)人員以及承包商通用電機人員的合作下,修復了松華特號的問題並進行船塢實驗,除了原本發現的潤滑油冷卻器失效之外,並沒有其他問題。松華特號在11月30日啟航繼續朝聖地牙哥航行,隨後美國海軍會檢查造成潤滑油冷卻器失效以及洩漏的問題 。抵達聖地牙哥後,松華特號開始安裝戰鬥系統並進行測試評估,並與艦隊進行整合操作測試 ,預定在2020年達成初始作戰能力(IOC)。

依照2017年4月上旬的消息,美國海軍表示松華特號用來冷卻推進軸的海水冷卻器只有在航行時發生海水滲漏問題,因此先前推進系統的靜止測試並未發現問題;而美國海軍認為這部分冷卻要求不高,使用淡水冷卻器就能滿足需求。2016年12月松華特號抵達聖地牙哥後到2017年4月,松華特號進行了兩次使用淡水冷卻器來冷卻推進器的航行測試,評估認為這項應急的修正措施可以有效防止問題再次發生,同時美國海上系統司令部也在規劃最終解決方案,換裝重新設計的新冷卻器。基於這次經驗,美國海軍考慮在冷卻器的軍方標準之中,增加一條要求具備30年使用壽命的規範。

在2017年5月下旬,松華特號進入位於加州聖地牙哥的BAE System船廠,安裝艦載作戰系統與SPY-3相位陣列雷達系統等,屬於戰鬥系統啟用可獲得性(combat system activation availability)程序。

在2017年12月4日,松華特級二號艦麥可.蒙蘇爾號(USS Michael Monsoor DDG-1001)展開第一次廠方試航,不過隔天之後就因為機電系統的一個諧波率波器(harmonic filter)發生故障而提前停止測試,返航檢修。 至2018年2月1日,麥可.蒙蘇爾號完成試航程序;由於有先前松華特號的經驗,麥可.蒙蘇爾號測試程序遇到的問題明顯少於松華特號。在2018年4月24日,麥可.蒙蘇爾號交付美國海軍。在2018年7月中旬,消息傳出正處於交付後可獲得性(post-delivery availability)測試階段的麥可.蒙蘇爾號,在一次航行後檢查時發現,一部Rolls Royce MT-30燃氣渦輪的葉片受損,經過評估後認為必須更換整具發動機;而在此次航行時,這具燃氣渦輪並沒有發現任何異常。由於MT-30屬於政府供應項目,因此美國海軍必須向BIW船廠支付拆卸受損主機與安裝新主機的費用;但如果調查結果判定此一故障歸咎於Rolls Royce的品管瑕疵,美國海軍就可以向Rolls Royce索要這筆支出。在2018年8月底,BIW廠已經為麥可.蒙蘇爾號更換了新的燃氣渦輪主機,原訂在完成交付後可獲得性測試與檢修作業後,在2018年11月啟程前往聖地牙哥 ,展開下一階段的戰鬥系統啟用可獲得性(combat system activation availability)測試。

(上與下)停靠在聖地牙哥松華特號(USS Zumwalt DDG-1000)與

麥可.蒙蘇爾號(USS Michael Monsoor DDG-1001)

兩艘松華特級並排航行,近處為松華特號(DDG1000),後方為二號艦麥可.蒙蘇爾號

( DDG-1001)。此照片攝於2019年1月下旬。麥可.蒙蘇爾號在2019年1月26日成軍。

在2018年8月下旬,美國總統正式簽署2019財年國防授權法案(FY 2019 NDAA),其中提到要求美國海軍將兩艘已經交付的松華特級(DDG-1000、1001)從「可部署作戰船艦」中除名,等到兩艦安裝完戰鬥系統並通過測試、完成最終交付,才正式列入戰備船艦之中。在2019財年國防授權法案中提到,以往美國海軍對於船艦交付(delivery)的定義並不一致,包括計畫實際完成的程度或者是否延誤原訂的交付期限等;例如近年福特級(Ford class)航空母艦、松華特級驅逐艦基本上都採取「兩階段交付」,第一階段是交付船體/機械與工程交付(hull, mechanical and engineering delivery),第二階段是戰鬥系統啟用(combat system activation)與最終交付,等於是船艦交付海軍之後還要等待數年完成第二階段交付之後,才能真正成為可部署作戰的船艦。2017財年以後,美國國會已經具體立法要求海軍在對國會的報告中使用「最終交付」日期,然而此後美國海軍仍將前兩艘松華特級(DDG-1000、1001)在文書報告中仍列在入役船艦,因此國會要求海軍停止這種行為。隨後在2018年8月22日,美國海軍發言人勞倫.卡特馬斯中尉(Lt. Lauren Chatmas)向美國海軍新聞社(USNI)表示,美國海軍會完全配合2019財年國防授權法案,將已經交付美國海軍但還無法部署的船艦列為「階段交付」(phased-delivery)狀態,代表這些船艦已經通過船艦平台驗收,但作戰系統還沒就緒,必須等最終交付之後才會正式記入美國海軍作戰武力中。

松華特級的三號艦林登.詹森號(USS Lyndon B. Johnson DDG-1002)在2018年12月9日下水,下水時艦首兩座AGS艦砲尚未安裝(前兩艘姊妹艦下水時AGS火砲已經安裝好)。

正面看松華特號

松華特號在聖地牙哥完成戰鬥系統啟用以及靜態繫泊之後,於2018年9月11日展開新一輪海上測試,並排訂在2019年進行ESSM和標準SM-2防空飛彈實彈試射。在2019年,美國海軍繼續測試松華特級上的作戰系統,包括將此系統安裝在海軍的自衛測試艦(Self Defense Test Ship,SDTS)進行測試,也就是除役的史普魯恩斯級驅逐艦保羅.佛斯特號(ex-USS Paul Foster DD-964),而AN/SPY-3 X波段相位陣列雷達也持續在維吉尼亞州的瓦勒普斯島(Wallops Island)進行測試。在2019年2月下旬,松華特號完成了交付後補充維修(Post Delivery Availability,PDA),對艦上系統和裝備進行徹底評估評估,在3月8日首次以戰鬥狀態從聖地牙哥軍港出航。松華特號原本排定在2019年5月完成第二階段(作戰系統)交付,2019年內進行各項實彈測試,2020財年形成初始作戰能力(IOC),可以開始執行作戰部署;實際上,松華特號在2020年4月24日通過第二階段驗收。

麥可.蒙蘇爾號(DDG-1001)的人員在船舷站坡。可以看到船舷的MK-57垂直發射器外蓋。

松華特號在2020年4月下旬通過第二階段作戰系統驗收,此時機庫上方兩座MK-46 30mm火砲已裝妥。

松華特在2020年5月的照片。
  

前兩艘松華特級(DDG-1000、1001)由BIW船廠完成第一階段船艦平台交付海軍後,是在加州聖地牙哥的海軍基地(Naval Station San Diego, Calif.)進行戰鬥系統啟用(combat system activation)工程,並且由船艦編制的人員執行這些工作;而在2021年6月美國政府審計組織(Government Accountability Office,GAO)的報告提到,美國海軍決定從此不會在聖地牙哥基地進行任何船艦戰鬥系統啟用工程,任何船艦必須到戰鬥系統完全通過驗收具備作戰能力之後,才會交付海軍;因此,此時尚未交付的林登.詹森號會由民間船廠完成戰鬥系統啟用工作才交付。GAO報告稱,美國海軍項目主管在報告中稱,這項轉變雖然會導致項目期程進一步延後,但可以避免佔用海軍寶貴的人力跟基地碼頭空間;先前「兩階段交付」的第一階段等於將還沒完成的船艦從承包商移交給美國海軍「保管」,海軍得為這艘還不能作戰的船艦編制人力,且戰鬥系統啟用工程會長期佔用海軍基地泊位;此外,前兩艘松華特級是在離開船廠工業環境之後,由艦上編制人員完成戰鬥系統啟用以及各項最終交付工程,實際工作會比在船廠更複雜(在缺少船廠設施支持且不能另外打開開口的情況下,艦上人員在艦內需要施工的空間進出活動會更為不便)。

在2022年8月29日,美國海軍與Ingalls船廠基於現有合約(代號N00024-22-C-2300)簽署成本加激勵費用(Cost Plus Incentive Fee)合約修訂,為林登.詹森號進行維護工程以及完成戰鬥系統可獲得性(Combat Systems Availability)工作,也就是戰鬥系統啟用,價值4164萬6746美元,預定在2023年10月完成;因此林登.詹森號會在2024年交付美國海軍。由於在2022年8月中旬,海上系統司令部透露,前兩艘同級艦也會由Ingalls船廠進行一輪延伸維護可獲得性(extensive maintenance availability)工程(見下文,此工程據信包含拆除AGS 155mm火砲以及安裝高超音速飛彈),意味接下來Ingalls船廠會連續執行三艘松華特級的可獲得性工程。

防空潛力

依照2010年美國國會研究處的報告,以DDG-1000現有的設計與發電能量,無法直接換用原本打算用在CG(X)上的AMDR相位陣列雷達。原本CG(X)規劃使用直徑高達22英尺(6.7m) 的AMDR-S S波段陣面,而DDG-1000理論上其艦體載台能夠容納直徑18英尺(5.49m)的AMDR-S天線(BIW廠則認為能搭載21英尺(6.4m)的AMDR-S天線 ),但需要相當程度地修改整合式船樓組合才行,而且艦上的發電量與冷卻能量也不夠支應(因為DDG-1000原始需求不包含防空偵測與反彈道飛彈,沒有將功率如此高的相位陣列雷達納入考量)。理論上DDG-1000要 增添與神盾系統相同的反彈道飛彈能力和區域防空能力都不是問題(具體上也就是結合神盾系統的現有軟硬體模組),但都需要額外的發展工程。

在2009年,由於CG(X)被認為成本過高,加上其搭載的KEI反彈道飛彈動能截殺器遭到取消,美國海軍遂展開替代CG(X)的方案,考量包括透過現有柏克級與DDG-1000的設計進行衍生,搭載直徑11英尺(3.66m)或14英尺(4.27m)版本的AMDR-S相位陣列雷達天線(對於這樣等級的AMDR-S雷達,現有DDG-1000的電力供應就足以應付)。將天線尺寸限制在14英尺以內,主要是遷就柏克級的艦體規模。評估結果顯示DDG-1000無論是排水量、重心、發電與製冷的餘裕都比接近極限的柏克型更充裕,更能因應服役期間的變更;但此時DDG-1000仍在建造,尚無服役經驗,之後很可能還會發生諸多問題並需要改進,而柏克級的載台設計已經有20年服役經驗 ,具有立即的成本和風險控制優勢;此外,柏克級的神盾作戰系統一開始就是專門針對長距離高密度區域防空為著眼,擁有豐富的操作經驗,相關改良(包含BMD能力的發展)與除錯都已經非常成熟;而DDG-1000的TSCE在此時是尚未服役的新系統,而且並非針對區域防空/反彈道飛彈任務而發展,需要更多的開發與整合工作(例如結合神盾系統現有的防空與反彈道飛彈功能),成本與風險比神盾系統大得多。經過評估後,美國海軍在2010年決定以改良後的柏克級作為接替CG(X)的新防空艦艇,成為柏克Flight 3。

雖然DDG-1000原始設計並非防空艦,但美國海軍仍打算為該艦裝備SM-2防空飛彈。由於DDG-1000使用AN/SPY-3 X波段相位陣列雷達為標準SM-2、ESSM海麻雀防空飛彈提供上鏈傳輸以及終端照射,不像先前神盾艦的防空飛彈是經由X波段連續波(CWI)照射雷達導引以及由S波段的SPY-1相位陣列雷達上鏈;因此配合松華特級的SM-2以及ESSM的半主動雷達尋標器軟硬體經過修改,以適應SPY-3相位陣列雷達的間斷照明(Interrupted Continuous Wave Illumination,ICWI)波束,並換裝2010年代開發的聯合通用波形資料鏈(Joint Universal Waveform Link,JUWL,也是配合ICWI操作)來接收SPY-3雷達的上鏈傳輸。松華特級使用的ICWI版SM-2 MR Block 3A稱為SM-2 MR Block 3AZ(另有專文介紹),由庫存的SM-2 Block 3A修改而來。雷松持續進行將標準SM-2整合在DDG-1000上的研究、發展、測試、評估工作,在2013到2014財年所執行的合約總值802萬3289美元(美國海軍在2013年7月首度編列預算,改裝40枚庫存SM-2 Block 3A成為Block 3AZ),2015財年為223萬9838美元。在2016年上旬,雷松又獲得800萬美元的合約繼續相關研發工作,包括為DDG-1000裝備18枚 SM-2 Block 3AZ防空飛彈。

LRLAP取消/替換方案

到2016年11月,消息傳出美國海軍在2018財年計畫目標備忘錄(Program Objective Memorandum 2018,POM18)裡記載,將取消LRLAP砲彈的生產與後續發展。雖然在DDG-1000的十項關鍵技術之中,AGS火砲與LRLAP砲彈 發展成熟度最高,無論是進度與性能表現都十分良好,然而由於DDG-1000最後只建造三艘,導致AGS火砲與LRLAP砲彈採購數量大減;加上研製階段的成本,平均每發LRLAP砲彈價格估計至少高達80萬美元 (實際上可能會更高),美國海軍根本無法負擔。依照松華特級的測試進度,首艦松華特號排定在2018年進行船艦實戰測試評估( Combat Systems Ship Qualifications Trials,CSSQT),包含AGS的實戰射擊測試評估,而CSSQT實彈射擊所需的LRLAP砲彈是在2015財年的國防預算中編列(約1.13億美元,購置150發砲彈 、20個裝填模組與483組發射藥以及相關附屬項目,平均一枚LRLAP砲彈本身要價47.7萬美元,包含其他附屬項目則平均一枚砲彈總共需要75.4萬美元)。 美國海軍估計,如果要為三艘DDG-1000購置足以因應服役生涯所需的2000發LRLAP砲彈,總共將花費18至20億美元,相當於購買一艘柏克級飛彈驅逐艦 。在2016與2017財年的國防預算中,美國海軍完全沒有編列任何經費來採購LRLAP砲彈;原本美國海軍在2018財年打算編列5100萬美元購置LRLAP砲彈,但 目前並不確定是會實際向國會申請。

此時,美國海軍表示,正為AGS尋求可能的其他可負擔的替代彈藥,例如 雷松(Raytheon)集團為美國陸軍提供的M-982神劍(Excalibur)155mm導向砲彈、前述BAE Systems為電磁軌道砲項目衍生出的超高速砲彈(Hyper Velocity Projectile,HVP)等;其中,陸軍以155mm 39倍徑火砲發射的M-982神劍砲彈最大射程大約40km以上(即便以砲身較長(60倍徑)的AGS發射,射程估計也不到LRLAP的一半 ), 單發價格只有LRLAP的1/4,而且M-982神劍砲彈已經是現成產品;而HVP砲彈估計仍須10至15年才能投入服役。

然而,無論使用什麼砲彈來代替LRLAP,AGS火砲系統勢必要進行相對應的修改才能使用,因為AGS的裝填系統、砲管(如膛線纏度)都是專門針對LRLAP而設計 ,而任何替代砲彈的尺寸與設計都與LRLAP不同;此時美國海軍粗估,如果要修改AGS來適應神劍砲彈,需要花費2.5億美元左右的工程費用。主要的問題是,當初為了滿足砲身管壽命需求,AGS選擇了對長程火砲少見的低纏度(low-twist)膛線砲身管,降低砲彈在砲管中前進時的磨損,連帶也會使砲彈的自旋速率降低;這在發射LRLAP這種有動力的導引彈藥時問題不大,但是在發射無動力的導引或者非導引砲彈就會造成差別,低纏度膛線砲管發射的砲彈飛行受側風影響較大(隨著飛行距離而逐漸增大),導致打不準。這個問題使得AGS跟LRLAP以外的其他任何現成155mm砲彈整合時,都會面臨不小的難度。AGS使用量只有三艘艦的六門火砲,如果砲彈與火砲還要專門進行複雜而昂貴的整合工作,根本不具備經濟效益量。因此,後來將神劍砲彈整合到AGS的構想遭到放棄。

在2016年6月,美國海軍整合武器系統辦公室(Executive Office for Integrated Warfare System,PEO IWS)發佈資訊徵詢書(Request for Information,RFI),在業界尋求成熟的導向火砲彈藥技術、概念以及現成方案,能支持海軍水面對地火力支援(Naval Surface Fire Support,NSFS)、反水面作戰(Anti-Surface Warfare,ASuW)與防空作戰(Anti-Air Warfare ,AAW)任務。此案打算在短期內首先希望獲得一種符合經濟效益的NSFS能力,打算花費兩年時間進行發展,以及一年時間進行發展/操作測試(Development Test/Operational Test,DT/OT),之後再漸進地發展ASuW與AAW能力。

除了美國國內廠商的選項之外,美國海軍也邀請義大利的李奧納多(Leonardo)集團,在美國測試該集團OTO Melera開發的火神(Vulcano)增程導向砲彈系列(有為76mm、127mm、155mm開發的版本),納入DDG-1000的AGS 155mm導向砲彈替換的考慮選項。OTO Merela表示155mm版的火神增程砲彈重約30kg,如以德國Pzh2000型155mm 52倍徑自走砲發射,射程可以達到80km;如果以AGS 155mm 60倍徑火砲發射,射程可望增加到100km。相關測試工作會由李奧納多在美國的子公司DRS Technologies負責支持與規劃,在2017年於美國正式開始射擊測試。在2017年7月3日,李奧納多宣布,與BAE System美國分部展開合作,以155mm火神砲彈為基礎來發展競標AGS艦砲砲彈替換案的版本。

到2018年1月初,美國海軍仍沒有具體計畫為松華特級獲得新的155mm砲彈。DDG-1000項目主管Kevin Smith上校表示,這個階段美國海軍作戰部(Chief of Naval Operations)及海上系統司令部(Naval Sea Systems Command )相關單位會持續研究、觀察可能引進AGS 155mm火砲的技術選項(包括前述義大利李奧納多的測試展示工作、BAESystem的HVP砲彈等)。然而,Kevin Smith上校也表示,此階段美國海軍的主要需求已經轉變,因此對陸地投射火力的AGS暫時不是最優先項目。此前稍早,美國海軍內部曾重新評估在未來如何有效運用松華特級驅逐艦,此時的主要任務已經從DDG-1000原始設計中對兩棲登陸部隊實施火力支援,轉變成獵殺敵方海上船艦、取得制海權。

由艦首看松華特級的AGS砲塔

 在2019年1月23日美國海軍水面艦協會年會(Surface Navy Association Symposium,SNA 2019)期間,海上系統司令部(Naval Sea Systems Command)項目主管Kevin Smith上校表示,美國海軍仍研究一系列可能用於DDG-1000的火砲方案,包括利用現有AGS 155mm火砲發射為電磁軌道砲開發的HVP高速砲彈等;此時美國海軍正在測試用MK-45五吋艦砲發射HVP砲彈。先前美國海軍曾研究利用AGS發射雷松(Raytheon)為美國陸軍155mm榴彈砲研製的神劍(Excalibur)增程導向砲彈,但此計畫已經被放棄。

依照原計畫,松華特號會在2020年進行作戰系統資質認證海試,完成戰鬥系統啟動之後,預定2020年3月完成最終交付,在2020年實現初始作戰能力(IOC),並在2021財年達到完全作戰能力(FOC)且進行首次作戰部署任務,不過實際上這些進度有所延後,原因包括2020年的全球COVID19疫情等。松華特號在2020年會陸續測試所有的作戰與武器系統,包括SM-2 Block IIIAZ防空飛彈,並整合SM-6 Block 1A防空飛彈。

在2020年10月13日,松華特號在美國海軍航空武器中心測試場(Naval Air Weapons Center Weapons Division Sea Test Range, Point Mugu)進行了首次SM-2 Block IIIAZ防空飛彈實彈射擊,成功接戰了模擬反艦巡航飛彈的目標;這是松華特號的MK-57垂直發射系統首次發射飛彈。

(上與下)2020年10月13日松華特號進行了首次SM-2 Block IIIAZ防空飛彈實彈射擊。

 

「無法彌補的災難」

在2016年12月19日,「國家評論」(National Review)刊登一篇由Mike Fredenburg撰寫的文章:「觸礁的驅逐艦」(Destroyers Ran Aground),批評耗費大量資源的松華特級,已經成為一個耗費鉅資但毫無意義的工程(boondoggle),且是個「無法彌補的災難」(unmitigated disaster)。當時松華特號在從美國東岸前往西岸聖地牙哥的路上,在通過巴拿馬運河下游時推進系統故障,只能被拖帶通過運河。而這是數月內該艦發生的第三次重大機械故障。

松華特級驅逐艦項目源於1994年啟動的SC-21,也就是發展21世紀的美國海軍水面作戰船艦,當時預定建造32艘;到1999年時,估計每艘花費13.4億美元,全部32艘總成本估計為460億美元。由於國會不滿DD-21龐大的船體與高昂的造價,在2001年打算將數量減為16艘,而當年DD-21項目也被海軍重組成為DD(X)。到2005年時,國會預算辦公室(CBO)評估每艘DD(X)會超過30億美元;而美國海軍隨後將建造數量再減為7艘以降低成本,到2008年以後終於減到只剩三艘。至此,原本由DDG-1000作為美國海軍21世紀前半主力驅逐艦的理想已經徹底落空,美國海軍不得不重新建造已經停產的柏克Flight 2A飛彈驅逐艦。僅有的三艘DDG-1000,平均每艘光是建造成本就超過42億美元,再分攤超過100億美元的研發成本,最後每艘船艦總成本超過70億美元,且交艦入役後實際上還要再進行戰鬥系統整合與啟用等工作,實際費用會更為高昂;而最後一艘尼米茲級航空母艦(CVN-77)的建造成本也僅62億美元。而依照2016年5月政府審計組織(GAO)報告,松華特級11項關鍵技術中,只有三項被認為已經完全發展成熟。

對於這樣的結果,沒有任何一個海軍主管被究責;四位DDG-1000最初的項目主管之後都從上校晉升為將領,相關承包商包括諾格集團(Northrop Grumman)與通用動力(General Dynamics)都繼續獲得大筆合約來完成這個計畫,即便DDG-1000不斷發生超支、落後以及能力未達標準。美國海軍最初規劃DD-21驅逐艦項目時的海軍作戰部長(CNO)傑.強森(Jay L. Johnson,1996至2000年擔任),任內確立了這個項目並且獲得預算,退休後成為通用動力集團總裁,也就是建造DDG-1000的主承包商(BIW造船廠)的母集團;即便事後證明這個項目是個大失敗,國會也從未向他究責。類似的現象在同時期美軍許多重要裝備項目中層出不窮,期程不斷延誤、成本大幅超支,許多能力無法如期達標,但是軍方與承包商卻無人需要負責,且項目的主管從軍中退伍後立刻成為相關承包商的主管,繼續對軍中的昔日同僚下屬發揮影響力;這些案子包括CH-53K直昇機、MV-22傾斜懸翼機等、海軍陸戰隊遠征戰鬥車輛(Expeditionary Fighting Vehicle,EFV,日後遭取消)、濱海戰鬥船艦(Littoral Combat Ship,LCS)、F-35戰鬥機等。

1.精簡人力是好主意?

打從一開始,松華特級驅逐艦設定的目標以及概念,有許多就與現實脫節,尤其是極端的匿蹤能力以及當時(1990年代後期)美國海軍提出「最低人力倡議」(minimal-manning initiative,稍候改稱「最化人力」,optimal manning)。當時美國海軍宣稱,節省人力需求可以減少船艦壽期的可觀人事成本(因為冷戰結束後軍費大減),但這絲毫沒有考慮背後的風險;而當時,國會買單了這種粗估單價高達13.4億美元、只編制少量人員的船艦。最初美國海軍宣稱,大小如巡洋艦的松華特級藉由全新的自動化軟體技術(當時尚未發展完成),只需要95人就可操作,而不是以往巡洋艦所需的400至600人;然而,依照一位匿名的前DDG-1000驅逐艦項目主管表示,海軍從沒有真正分析松華特級僅僅編制95人時,是否有機會達成有效作戰能力,然而海軍高層(包括CNO)仍持續向國會提這個數字,希望讓項目獲得預算;直到松華特級驅逐艦一個設計團隊的主要領導人物忍無可忍進行了「內部反叛」之後,海軍高層被迫收回「只需編制95人」的宣稱。即便如此,美國海軍高層仍持續推動「最低人力需求」,因此DDG-1000船艦設計團隊仍被迫接受僅編制147名人員(不含直昇機人員)的設定。

即便編制人數從95人增至147人,實際上松華特級仍不可能有效持續進行高強度的作戰(艦上各戰位持續要有足夠人力值班,監視戰場動態、威脅以及操作進行應變與自衛)。而在船艦遭受重大戰損時,松華特級也不可能進行船艦搶救(ship-saving)以及恢復作業(recovery operations) ,這純粹是因為艦上沒有足夠的人力;雖然艦上有高科技的自動化火災抑制系統(AFSS),但重大損害伴隨而來的往往是自動化系統的失效,結果還是需要人力進行搶救。而萬一是船體結構受損進水,還是要完全必須仰賴艦上人員進行堵漏排水。依照估計,萬一松華特級遭受重大戰損,實際生存率可能比美國海軍中其他較小的船艦還低。實際上,建造這種只編制少量人員的大型主戰船艦,是對納稅人繳的稅金的嚴重浪費,因為建造這種船艦的成本大幅提高(需要仰賴大量精密昂貴的自動化技術),但在實戰中的能力卻遠低於預期,遭遇損害時艦上人員很可能連挽救船艦的機會都沒有,只能放棄船艦造成全船折損。

2.船艦設計過度圍繞匿蹤的危險性

松華特級的設計極端追求匿蹤,低跡訊能力的確堪稱全球大型水面船艦之最;此種排水量15000噸級、610英尺長的大型船艦,雷達截面積相當於50英尺長的小型漁船。然而,追求極端低跡訊不僅成本高昂,更在其他方面付出了不成比例的代價。例如,為了保證在海浪搖晃中都能不對敵方雷達形成垂直反射面的內傾式(tumblehome)穿浪船體,穩定性能先天不如傳統船型(艦首更容易上浪而縱搖,橫搖也更顯著;為此美國海軍耗費鉅資做了大量實驗),甚至因而必須建造一個寬大的船體來彌補這些弱點。因為對雷達匿蹤的追求,松華特級成為一艘尺寸過大的船艦。

為了降低雷達截面積,艦上雷達、火砲以及甲板裝備的布置與安裝的要求都大幅提高(必須盡可能收入艦體舷牆或採取遮蔽措施,對外型設計要求高,船艦被迫擁有一個大型的整體上層結構來收容各種天線裝備;甲板上欄杆用伸縮設計、許多時候不能站人,對於船艦日常運作維護造成不便);甚至只要外部裝備安裝不當或者維護不週,船艦雷達匿蹤能力就會受到減損(例如一旦使用雷達吸收塗料,平時維護的難度與成本會大幅增加)。實際上,美國海軍為了節省成本,中間曾對匿蹤性能妥協,在船樓外部直接安裝幾種美國海軍現有的通信傳輸天線,而不是為這些系統發展能融入上層船樓外型的平板陣列天線。

誠然,在符合成本效益的前提下,降低整體跡訊(如雷達、聲學、熱信號、磁信號)是必須的;然而,實際上匿蹤的效益,相對於花費的成本以及付出的代價,往往不成比例。例如,松華特級原始設計是在近岸水域提供火力支援,但實際上近海充滿了各種商船、漁船乃至於外國軍艦甚至潛艦等,即便松華特級很難從雷達上探測,但其龐大的艦體很容易被近海往來的船隻目視看見。而即便松華特級逼近敵方水域沒有被雷達或目視發現,一旦開使用155mm AGS艦砲岸轟時,方位就會暴露。松華特級原始設計並沒有著重反潛任務,美國海軍甚至評估此型軍艦遭遇敵方潛艦時相當脆弱;如此,美國海軍是否願意在沒有其他船艦掩護的情況下,單獨派遣昂貴的松華特級部署在敵區近岸水域?而如果松華特級終究必須與其他船艦共同編組執行任務,該艦的匿蹤效益基本消失,因為其他船艦沒有這麼匿蹤,敵方雷達與監視之下一整個編隊目標就顯著得多。

3.AGS艦砲的失敗

隨著松華特級的數量從32艘大幅刪減為三艘,原本專為這個項目設計的先進艦砲系統(AGS)也隨著失敗;因為只會生產六套AGS火砲來裝備三艘驅逐艦,導致火砲與彈藥單位成本大幅攀高,尤其是AGS使用的長程陸攻砲彈(Long Range Land Attack Projectiles,LRLAP)單位成本頓時從原本約單發數萬美元大幅提高到每發近80萬美元,根本無法負擔,海軍被迫取消LRLAP砲彈。

AGS是原本松華特級項目的最大特點(松華特級的船艦平台,很大一部份是在安裝兩座AGS火砲的前提上設計),能提供遠距離對地火力支援(high-volume surface-fire-support,搭載16吋艦砲的愛荷華級戰鬥艦除役後,美國海軍就喪失了這種能力);然而,AGS火砲的間接繞越射擊(indirect fire)能力有限,也不適合拿來攻擊接近的水面目標;而最初LRLAP宣稱的射程達115英里(100海里),但後來實際表現大概只有60至80英里。每發價值80萬美元的LRLAP砲彈,高爆戰鬥部只有24磅,與陸軍和陸戰隊155mm榴彈砲使用的M795相當相近,但一枚M795價格僅700美元;雖然AGS發射LRLAP的射程與精確度遠超過155mm榴彈砲,但美國海軍現有的戰斧巡航飛彈具備更長的對地精準打擊能力;戰斧飛彈一枚價值約100萬美元,戰鬥部約1000磅,平均每一美元投射的戰鬥部是LRLAP的30倍,射程則是LRLAP的15倍。此外,AGS的自動化彈艙與彈藥裝填處理系統的機械過於複雜,故障率較高。

小結以上,AGS是種非常昂貴又不夠可靠的武器系統,產生的作戰效益跟投資不成比例。AGS是松華特級戰力的核心,由於松華特級數量大減而使AGS被取消。LRLIP是專門為AGS訂做的砲彈,AGS砲身膛線纏度與美國現役155mm榴彈砲完全不同;因此,LRLIP無法由AGS以外的現役155mm火砲發射,而AGS現有的砲管也不匹配美軍現役期他155mm砲彈,而為此重新設計砲管與火砲系統所費不貲,根本不值得。

這篇文章認為,松華特級根本不適合成為前線作戰艦艇。AGS火砲項目終止後,松華特級喪失了原本的核心作戰任務;而如果要轉為其他任務,則艦上既有的裝備都不足,防空作戰能力不如現役柏克級飛彈驅逐艦,原始設計也缺乏反潛所需的裝備,花費昂貴代價獲得的出色匿蹤性能卻根本展現不出效益;於是,先前耗費鉅額投資的松華特級,最後卻成為沒有合適任務的船艦。美國海軍研究所(U.S. Naval Institute)的世界作戰艦隊(Guide to Combat Fleets of the World)作者Eric Wertheim認為,總數只有三艘的松華特級,最終只能成為某種(非常昂貴的)技術展示項目。

從陸攻轉型為制海

2010年代以來中國軍力崛起並衝擊亞太地區軍事力量平衡,美國海軍在海上會遇到來自中國、俄羅斯日益現代化的空中、海上、水下常規軍力挑戰,這樣的背景已經與松華特級原始的對地武力投射、支援兩棲作戰有很大的不同。經過深入研究後,美國海軍在2017年11月宣布,松華特級的主要任務將轉型為獵殺敵方海上船艦、取得制海權。

在2017年12月4日,美國海軍少將Ron Boxall在美國海軍工程社群(American Society of Naval Engineers)的戰鬥系統年度座談會(annual Combat Systems Symposium)上對美國海軍新聞社(USNI)透露,美國海軍新世代巡防艦需求評估團隊( FFG Requirements Evaluation Team)透過60天程序,讓所有利益相關者瞭解他們之間的互動將如何影響計畫期程、成本、作戰有效性等等;這項過程十分有效,因此美國海軍打算將類似經驗複製到松華特級驅逐艦項目上。因此,美國海軍也組織了松華特級項目需求評估團隊(Zumwalt Requirements Evaluation Team),結合需求定義、採辦、作戰專家,制訂一項關於松華特級驅逐艦未來角色和運用方式、且最具成本效益的計畫;在60天的工作期間內,評估團隊透過每週數次視訊會議的密集討論,整理出松華特級未來發展與運用方式的各項建議,提交給美國海軍高層,作為接下來執行階段的參考。Ron Boxall少將表示,雖然此時美國海軍停止了LRLAP砲彈項目,但會充分審視松華特級驅逐艦上現有的所有技術特性與長處,制訂新的需求,充分發揮松華特級的效用。

在2018年2月公布的2019財年美國國防預算中,美國海軍首度為松華特級轉型項目編列預算共8970萬美元,包括購置SM-6長程防空/反水面雙用飛彈,以及雷松新近開發、能打擊海上移動目標的海上打擊型戰斧(MST)飛彈,這些經費包括相關的系統整合測試費與實彈試射費用;其他項目還包括為松華特級的作戰系統進行更新,包括升級資料鏈、增設更多電子截收裝置、更新作戰系統中一些過時的計算機硬體等。而在2019財年美國海軍預算中,並沒有包括編列任何購置155mm LRLAP砲彈的經費;此後松華特級的AGS會暫時處於停用狀態,等待日後能夠滿足美國海軍需求、又負擔得起的砲彈發展成熟。 而電子設備方面,未來美國海軍打算把原本DDG1000安裝的戰術通用資料鏈(TCDL)換成更先進、採用主動相位陣列收發天線的海軍戰術通用資料鏈(NTCDL),此外還會加裝用來取代現役艦船信號搜集設備(SSEE) Increment F的下一代電子偵察系統——「光譜」(SPECTRAL),用於搜集、分析、解譯敵方的電子信號(涵蓋射控、探測雷達與通信等波段)。在2019年1月30日,美國海軍與雷松公司簽署修正合約,在原本合約的基礎上增加1701萬1832美元的執行選項,為松華特級驅逐艦整合標準SM-2防空飛彈。

SURFDEVRON:兼任技術實驗與戰備

在2018年2月15日,美國海軍海上系統司令部(Naval Sea Systems Command )指揮官Tom Moore少將表示,三艘松華特級驅逐艦的作用會相當於海狼級(Sea Wolf class)核能攻擊潛艦;它們都只少量建造,但擁有超越同時期美國海軍同類型平台的許多先進技術與能力。Tom Moore少將表示,藉由操作松華特級,美國海軍會學習艦上許多最先進科技(包括整合電力系統、整合作戰系統、高度自動化的操作系統等等);許多由松華特級首先採用的技術,會成為美國海軍之後新一代艦艇的基礎要素。

依照這個構想,美國海軍在2018年開始規劃組建一個實驗編隊,由一艘松華特級(Zumwalt class)驅逐艦、一艘柏克級飛彈驅逐艦(Arleigh Burke class )與一艘LCS濱海戰鬥船艦組成,並搭配2017年底移交給美國海軍的海獵人號(Sea Hunter)中型排水量無人水面載具(Medium Displacement Unmanned Surface Vehicle,MDUSV),在2019年開始作業。這是美國海軍研究的未來水面作戰船艦(Future Surface Combatants,FSC)族系一項先期概念研究,FSC打算發展數種有人船艦與無人水面載具族系,這些有人與無人水面平台透過戰鬥系統高度整合,作為美國海軍再下一代的水面作戰骨幹。

在2019年5月22日, 美國海軍正式將操作三艘同型艦的松華特驅逐艦第一中隊( Zumwalt Squadron 1,ZRON-1 )改名為水面作戰第一中隊( Surface Development Squadron 1, SURFDEVRON 1)。SURFDEVRON 1會專注在松華特級驅逐艦的各項能力發展與實驗,將這種原本以陸攻為任務的船艦轉為大洋獵殺,以及結合美國海軍開始大力發展的無人水面載具。因此,SURFDEVRON納入先前由美國國防先進研究計畫局(Defense Advanced Research Projects Agency,DARPA)移交給海軍的海獵人號(Sea Hunter 1),以及2020財年完成建造的第二艘海獵人號(Sea Hunter 2)載具等,兩艘海獵人型載具是海軍中型水面載具(MDUSV或MUSV)的原型。之後海軍大型無人水面載具(LDUSV或LUSV)項目也會整合進SURFDEVORON 1;LUSV的前身──國防部戰略能力辦公室(Defense Department Strategic Capabilities Office)的大君主(Overlord)計畫所建造的兩艘大型水面載具也會配屬於SURFDEVORON 1。預定到2021財年底,兩艘海獵人以及兩艘大君主計畫的大型水面載具,都會交付SURFDEVRON。

美國海軍太平洋區水面作戰武力(Naval Surface Force Pacific)指揮官Richard Brown少將表示,SURFDEVRON成立後,發展分為三個階段:成立後第一階段(Phase 1)專注在三艘松華特級的人力、訓練、裝備等基本項目,完成前兩艘松華特級驅逐艦的戰鬥系統驗收(第二階段交付),而2019年秋季太平洋艦隊會簽署SURFDEVRON的新任務、功能等文件。第二階段(Phase 2)從2020財年開始直到2023財年,期間三艘松華特級與兩艘海獵人USV載具會進行各項編組作業與相關實驗;海獵人在2020年上半編入SURFDEVRON 1,海獵人2號則在2021財年上半編入(即海鷹號,Sea Hawk,2021年4月交付),而兩艘大君主計畫的大型水面載具在2021財年底配屬到SURFDEVRON。預計到2023財年底,前四艘大型無人水面載具(LUSV)以及第一艘中型無人水面載具(MUSV)原型會編入SURFDEVRON 1,使SURFDEVRON 1船艦總數達到9艘。從2025財年開始的第三階段(Phase 3),如果目前計畫不變,SURFDEVRON就會完成關於無人水面載具的所有整合與訓練作業,可以實際執行作戰任務,屆時美國海軍也已經接收了LDUSV與MDUSV。原本美國海軍預定在第三階段中,讓專門擔任實驗任務的前四艘LCS近海作戰船艦(LCS-1~4,原編制為LCSRON-1)納入SURFDEVRON,使大型、小型水面作戰船艦以及大、中、小型USV的聯合作業一同進行,讓SURFDEVRON各項關於操作USV的經驗能立刻轉移給其他擔負戰備的LCS編隊。不過,隨後美國海軍在2020財年預算計畫中記載,打算在2021財年將最早的四艘(LCS-1~4)提前除役。

一旦SURFDEVRON的運作上軌道,其主要實驗任務也不會侷限在無人載具系統,還會包括所有美國海軍發展中的新能力與技術,包含直接能量武器系統(directed energy weapons)、高能雷射(high-energy lasers)武器、超高音速飛彈(hypersonic missiles)等;相關工作包括利用松華特級作為新技術裝備實驗平台、發展新技術包(Tctics, Techniques and Procedures,TTP)等,加速這些新武器能力的實用化。

依照艦隊資源最佳化計畫(Optimized Fleet Response Plan),松華特級驅逐艦還是會進行實戰部署,在部署以外的時間才進行實驗任務;在平時,松華特級會進行一般戰備訓練,並分配到航母打擊群中執行作戰任務,跟一般的驅逐艦相同;而當航母打擊群在維持階段(sustainment phase,打擊群停在母港、維持最高備便狀態,隨時準備執行任何上級下達的作戰任務)時,松華特級則離開打擊群編制並進行實驗任務。

整合高超音速武器

在2020年1月15日,美國海軍向福斯新聞透露,美國海軍正考慮在松華特級驅逐艦上部署常規精準全球打擊(Conventional Prompt Global Strike, CPGS),最快預定在2021財年裝備。不過,此時美國海軍和陸軍的高超音速打擊武器項目預定使用直徑50英吋(127cm)與34.5英吋(87.6cm)的助推器和共通高超音速滑翔體(Common- Hypersonic Glide Body,C-HGB)戰鬥部,而DDG-1000的MK-57垂直發射器直徑只有28英吋(71cm),只能選擇研發直徑較小的超高音速武器,或者為DDG-1000更換直徑更大的垂直發射器。

在2021年1月8日,2021年美國海軍水面船艦協會年度論壇(Surface Navy Association 2021 National Symposium)舉行之前(1月11日)的會議中,美國海軍水面作戰分部(USN Surface Warfare Divisio,OPNAV N96)主管Paul Schlise少將在向美國海軍研究所(USNI)透露,日前通過的2021財年國防授權法案中,已經正式納入在松華特級上部署快速常規打擊(Conventional Prompt Strike,CPS)武器的研究經費,相關需求已經獲得確認。美國海軍可能日後會在松華特級進行例行維修時,換裝直徑更大的垂直發射器來容納CPS武器,而在松華特級上的開發整合經驗也會用於研發中的大型水面作戰艦艇(Large Surface Combatant,LSC)上。

依照美國國防部的計畫,海軍的高超音速武器會首先整合在潛艦上,接著部署在松華特號以及後續的大型水面作戰船艦上。隨後在2021年4月27日,美國海軍作戰部長(Chief of Naval Operations,CNO)麥可.吉爾迪上將(Adm. Mike Gilday)對美國海軍研究所(USNI)表示,海軍艦載高超音速飛彈(應該是搭載C-HGB滑翔體的武器)會首先裝備於松華特級驅逐艦上(相關預算可能從2022財年就開始編列);這與先前美國海軍計畫在2025財年起首先裝備於俄亥俄級巡航飛彈潛艦的計畫有所不同。

在2021年3月18日,美國海軍的戰略系統辦公室(Strategic Systems Program,SSP)發布了一個尋求來源通知(sources sought notice),向業界尋求關於整合高超音速武器到松華特級驅逐艦上的提案,目標是在2021財年國防授權法案(FY21 National Defense Authorization Act,NDAA)期間完成。這個要求包含整合美國海軍正在進行的「中程常規快速打擊」(Intermediate Range Conventional Prompt Strike,IRCPS)項目的元素,包括將先進籌載模組(Advanced Payload Module,APM)以及配套射控系統整合到松華特級驅逐艦平台上。有意回覆的業界廠商需要提交提案,包括他們如何增加IRCPS組件生產量,以及與美國陸軍遠程高超音速武器(Long-Range Hypersonic Weapon ,LRHW)項目的共通性;海軍IRCPS與陸軍LRHW項目是一同合作,採用共通關鍵技術如責高超音速滑翔體(C-HGB)以及助推火箭等。依照2022財年美國海軍預算書記載,打算為全部三艘松華特級安裝快速常規打擊武器(Conventional Prompt Strike,CPS),每艘松華特級改裝後能加裝至多12枚CPS高超音速飛彈。

依照2021年6月美國國家審計辦公室(Government Accountability Office,GAO)的報告,美國海軍推遲了第三艘松華特級(DDG-1002)的交付計畫;前兩艘松華特級都分為兩階段交付,在船艦平台試航通過之後移交美國海軍,然後在聖地牙哥海軍基地安裝戰鬥系統並進行各項整合測試,最後交付成軍;而三號艦林登.詹森號(USS Lyndon B. Johnson DDG-1002)則變更計畫,由船廠負責完成所有作戰系統整合測試工作,才以完整的構型交付美國海軍。依照GAO報告,美國海軍預估林登.詹森號交付時間延後到2024年1月,比前一年(2020年)的規劃延遲16個月。此時,還不清楚這項延遲是否包括將整合高超音速飛彈系統整合在艦上。

在2021年10月28日,美國海軍信息部門辦公室(U.S. Navy’s Office of Information Department ,CHINFO)用email回覆海軍新聞(Naval News)關於松華特級驅逐艦裝備高超音速武器的提問,提到美國海軍正在計畫用松華特艦首AGS艦砲位置,改裝高超音速快速常規打擊(CPS)的發射器;CHINFO的回信提到,美國海軍已經展開相關的工程設計,準備移除兩座AGS砲塔,改裝用來搭載高超音速飛彈的先進籌載模組(Advanced Payload Module,APM)(但沒提到具體數量);而依照CHINFO回信,除了AGS艦砲的砲位空間外,目前沒有打算利用松華特級其他空間來增設MK-41或MK-57垂直發射器。時程方面,松華特號排定在2024財年進行選擇性受限可獲得性塢修(Dry-Docking Selected Restricted Availability,DSRA)作業,因此移除AGS艦砲改裝高超音速飛彈的工程很可能一同實施,符合先前美國海軍預定在2025財年在松華特級上部署高超音速飛彈的規劃。

依照2022年1月下旬出爐的五角大廈作戰測試評估辦公室(Operational Test and Evaluation, DOT&E)年度報告,CPS常規快速打擊項目的發展大致分成三個階段:首先在陸地設施測試核心系統,接著以一艘松華特級驅逐艦作為測試平台進行完整的海上測試驗證,完成後再轉為完全成熟(fully-fledged )的武器系統採辦,裝備於海軍各型水面/水下船艦平台。不過,美國海軍只建造三艘松華特級驅逐艦,而且第三艘林登.詹森號(DDG-1002)必須等到2024財年才會交付;由於此型船艦數量稀少,加上還有其他任務,能為CPS測試工作提供的船期恐怕不足。 

在2022年2月,CNO麥可.吉爾迪上將對美國海軍研究所新聞(USNI News)透露,松華特級艦上有充裕的空間,不需要移除艦首AGS艦砲就能加裝兩組高超音速飛彈發射器。不過隨後在2022年3月16日,DDG1000項目主管Matthew Schroeder上校對USNI透露,松華特級加裝CPS高超音速飛彈的改裝會移除兩座AGS艦砲(包含上部砲塔以及下甲板彈艙、再裝填系統等)。而對於麥可.吉爾迪上將兩個月前的說法(AGS艦砲不予更動),Matthew Schroeder上校則表示,如果先移除AGS艦砲並改裝高超音速飛彈,可以保留更多松華特級平台的(排水量/重心)成長餘裕,如此改裝後所保留的後續成長餘裕幾乎跟改裝前相同;此外,移除AGS對於船艦平台穩定性的影響也不大。依照此時透露的資料,首艦松華特號2023年10月進塢進行DSRA塢修作業(算是2024財年)時會配合進行改裝高超音速反艦飛彈,在2025年完成。

根據美國海軍海上系統司令部(Naval Sea Systems Command)在2022年8月12日發出的預徵集通知(pre-solicitation notice),美國已經選定HII集團的英格斯造船廠(Ingalls Shipbuilding)為松華特號(DDG-1000)與麥可.蒙蘇爾號(DDG-1001)進行乾塢維護週期,未指明具體的期程;USNI新聞推測,此項維修週期作業有可能包括為這兩艘松華特級加裝高超音速武器系統。美國海軍此時已經選擇英格斯造船廠來為松華特級三號艦林登.詹森號(DDG-1002)進行戰鬥系統啟用工程以及最終交付(在8月29日正式簽署合約),所以三艘松華特級都統一由英格斯船廠連續進行一輪可維護性工程,這可能就是美國海軍選擇讓英格斯船廠執行前兩艘松華特級乾塢維修(以及整合高超音速武器)的主因,而不是原本建造松華特級的BIW廠(此時BIW集中力量在柏克級驅逐艦的建造工作)。在2023年1月11日,美國國防部正式與HII簽署價值1051萬6400美元的合約,此為頭兩艘松華特級(DDG-1000、1001)的計畫性升級的前期規劃作業,改裝項目包括換裝高超音速反艦飛彈等。

2022年5月下旬,洛馬集團首次公布該集團的CPS高超音速打擊武器想像圖。

其中,水面艦版本想像圖以松華特級驅逐艦為平台,移除其中一座AGS主砲

改裝CPS垂直發射器。

 

在2022年11月1日,美國海軍戰略系統辦公室(Strategic Systems Programs,SSP)主管強尼.沃菲中將(Vice Adm. Johnny Wolfe)在美國海軍潛艦聯盟(Naval Submarine League)年會中透露,美國海軍根據先前的研究,已經決定了松華特級改裝高超音速飛彈的方案,每艘加裝四個直徑87英吋(220.98cm)的飛彈發射管,每管能安裝3枚搭載通用高超音速滑翔體(C-HGB)戰鬥部的飛彈,每艘松華特級改裝後能搭載12枚。強尼.沃菲中將透露,美國海軍與陸軍希望在2023年完成高超音速武器的開發工作,在2025年松華特號進行計畫性入塢維修時在艦上安裝艦載版高超音速飛彈;而潛射版高超音速飛彈則預定在2029年起裝備於維吉尼亞級Block V核能攻擊潛艦上。由於CPS的火箭排焰量大,艦載垂直發射器無法處理,因此部署在松華特級的艦載版CPS打算採用「冷發射」,飛彈彈出發射器後在半空中點火。

在2023年2月1日,海軍研究所(USNI)新聞報導,美國海軍計畫在2025年12月在松華特號(DDG-1000)試射高超音速飛彈。海軍希望高超音速飛彈在2025財年首次部署到松華特級上,2028財年首次部署到維吉尼亞級核子攻擊潛艦上。

在2023年1月底美國海軍工程師協會(American Society for Naval Engineers)的年度戰鬥系統論壇(Combat Systems Symposium)上,松華特級整合戰鬥系統項目(Zumwalt Integrated Combat System)主管泰森.楊上校(Capt. Tyson Young)透露,目前該團隊正在研發在松華特級部署高超音速武器所需的工程變更,以「最小變更」為前提。一開始高超音速飛彈是針對潛艦發展,需要將其控制系統整合到松華特級的戰術支援中心(Tactical Support Center,TSC)。

在2023年2月17日,美國海軍與洛克希德.馬丁簽署合約,將CPS高超音速常規打擊飛彈整合到松華特級驅逐艦上;如果合約全部選項都執行,總額會超過20億美元。

為了容納高超音速反艦飛彈,美國海軍勢必要發展直徑與深度比現役MK-41、MK-57更大的新型垂直發射器。在2023年4月初海上-空中-太空展(Sea Air Space,SAS2023)之中,洛馬集團透露,該集團正在發展一種直徑與深度比MK-41更大的成長型垂直發射系統(Growth-VLS,G-VLS),來容納如高超音速武器等未來更大型飛彈;而目前相容於MK-41的彈種如標準系列防空飛彈,G-VLS也能以一個發射管容納多枚的方式裝填。G-VLS會應用洛馬發展的垂直發射系統技術,例如為美國陸軍陸基中程打擊能力(Mid-Range Capability,MRC)發展的舉升發射器版本(將四聯裝發射器整合在40英尺集裝箱模組中,可部署在陸地拖車或無人船艦甲板上)和先前以MK-41為基礎發展的單管發射器(Single Cell Launcher);這些緊湊版發射器使用同心圓排氣系統(cylindrical exhaust)結構,把用來排除飛彈發動機熱焰的排氣管管道緊湊布置在發射管周邊(先前MK-41八聯裝發射模組是八個發射管共用一套熱焰排放系統),而這些技術很可能應用到G-VLS。此時洛馬正在建造第一個G-VLS原型,並在2023年進行初步的適應性等測試。

依照2023財年計畫,美國海軍第一艘加裝CPS的松華特級驅逐艦松華特號(USS Zumwalt DDG-1000)預計在2025財年第四季部署,第二艘改裝的麥可.蒙蘇爾號(USS Michael Mansoor DDG-1001)預計2026財年第四季部署,最後是林登.詹森號(USS Lyndon Johnson,DDG-1002)預計2027年第四季完成改裝並部署,2029財年起部署在新造維吉尼亞Block V核子潛艦上。

依照2023年6月8日政府審計辦公室(Government Accountability Office,GAO)的年度武器系統報告,由於CPS高超音速飛彈測試進度的關係,松華特級改裝高超音速飛彈的進度可能會不如預期;海軍在2023財年展開松華特號(DDG-1000)改裝CPS飛彈的工程,預定2025財年完成。而CPS項目主管表示,CPS首次整合到DDG1000艦上還有許多技術挑戰與風險,在進行技術成熟度展示之前還有許多工作要做;如果CPS武器系統無法如期準備好進行整合,則松華特號的計畫性維修週期勢必得延長來等待CPS,或者必須等到再下一次維修週期才能安裝,不管怎樣都會使海軍無法如期在2025財年讓CPS整合到DDG1000驅逐艦上。同時,由於維吉尼亞Block V核子攻擊潛艦延遲交付,CPS恐怕必須等到2030年才能整合到艦上,比原先預期進度(2028年首次部署在潛艦上)延後兩年──除非另一個潛艦選項獲得執行。

2023年7月31日,美國海軍發言人Arlo Abrahamson上校透露,原本松華特號在7月27日從聖地牙哥母港啟航,前往密西西比州帕斯卡古拉(Pascagoula,Mississippi)的英格斯造船廠展開維修升級、包括換裝高超音速飛彈系統等工程,但啟航後因為技術問題,又返回聖地牙哥處理,8月1日重新從聖地牙哥啟航,8月19日抵達英格斯造船廠。

在2023年8月29日,Ingalls船廠宣佈獲得1億5480萬美元合約,為松華特號進行現代化升級工程;這應該是2023年1月Ingalls廠獲得的前兩艘松華特級(DDG-1000、1001)現代化升級工程合約的後續增修。

在2024年月11日美國海軍公布的2025財年預算中,海軍並未要求購買任何CPS高超音速飛彈;先前規劃在2025財年在松華特級驅逐艦上部署CPS飛彈。依照2025財年預算的未來財年計畫,松華特級部署CPS飛彈的的進度推遲一個財年(2026財年),給技術發展團隊更多時間。

替換防空雷達與戰系

在2020年10月15日,美國海上系統司令部(Naval Sea Systems Command)發言人向The War Zone證實,美國海軍正在研究幾種可能的方案來維持松華特級驅逐艦的對空監視能力,目前還沒做出定論;這意味著美國海軍正在研究未來替換艦上的AN/SPY-3 X波段相位陣列雷達系統;AN/SPY-3 只有三艘松華特級以及首艘福特級航空母艦採用,逐漸成為美國海軍中的孤立系統。可能的選項自然包括雷松為美國海軍發展的AN/SPY-6系列主動相位陣列雷達(AMDR),以及洛馬集團的AN/SPY-7主動相位陣列雷達(SSR系列)等。

除此之外,松華特級獨門的作戰系統與計算機軟硬體環境,也為日後擴充升級造成麻煩。松華特級配備專門為之發展的艦上共通運算環境(TSCE-I),軟體執行環境是Red Hat Linux作業系統;然而,之後松華特級只建造三艘,TSEC也沒有被其他美國海軍船艦採用。美國海軍的主流艦載作戰系統仍然是洛馬集團開發的神盾(Aegis)系列。神盾系統從2007年起發展的先進能力構築12(Advanced Capability Build,ACB 12,神盾Baseline 9的軟硬體基礎架構),將神盾系統軟硬體轉換成完全開放式商規架構;此外,洛馬集團為自由級(Freedom calss)濱海作戰艦艇發展的COMBATSS-21作戰系統,配套應用軟體跟神盾Baseline 9相同,都基於通用程序庫(Common Source Library,CSL),兩者能共用許多軟體程序資源;甚至COMBATSS-21服役初期,與較早的神盾Baseline 7,軟體共通性就已經達到六成左右。到了2010年代以後,神盾Baseline9、COMBATSS-21以及CSL構逐漸成為美國海軍作戰艦艇的主流戰系基礎設施;日後美國海軍陸續為船艦引進新系統、整合到艦上戰系環境時,都必須為三艘松華特級專門開發對應的軟體,才能整合到艦上TSEC環境中,相當不划算。針對美國海軍將來替換松華特級上獨門作戰系統的潛在需求,洛馬集團也在研究可行的方案,利用與神盾系統共通的軟硬體架構為基礎來開發;而利用虛擬機技術(Virtual Machin)在松華特級的戰系環境上執行神盾武器系統(Aegis Weapon System)的各種軟體,就成為一種可行的方案。

在2022年11月17日(美國海軍慶祝松華特號完成首次部署的一天後),美國海軍海上系統司令部(NAVSEA)發佈了一項業界信息徵詢(request for information to industry),稱為松華特企業升級方案(Zumwalt Enterprise Upgrade Solution,ZEUS);這是NAVSEA針對松華特級升級案進行的市場研究調查,目標是藉由替換現有的部分系統,提高松華特級的可支持程度(supportability)以及與艦隊裡其他平台資產的交互操作能力(interoperability)。

在這項信息徵詢中,廠商的任何回覆必須包括以下議題:

1.將現有AN/SPY-3相位陣列雷達換成雷松AN/SPY-6(V)3相位陣列雷達(與星座級飛彈巡防艦以及CVN-79起的航空母艦相同,包含三個固定陣面)

2.艦上共通運算環境(TSCE-I)計算機/網路基礎設施的現代化方案(不包括在升級翻新項目中),能支持基礎架構即服務(Infrastructure as a Service,IaaS);而關於船艦控制、整合通信以及其他與戰鬥系統無關的功能,仍保留在TSCE-I架構中。

3.保留原本DDG1000擁有的對地攻擊能力

4.維持原本松華特級的雷達截面積(RCS)

5.任何升級方案對上層結構的衝擊必須降到最低

6.原本最精簡人力的要求不變,任何變更都要盡量減少對人力需求的衝擊。

此外,廠商回覆可包括但不限於以下概念:

1.戰鬥系統計算機項目(Combat system computer program)

2.通用顯示系統(Common displays)

3.協同接戰能力(Cooperative Engagement Capability,CEC)

4.水面艦載電戰系統改進計畫(Surface Electronic Warfare Improvement Program,SEWIP)升級

5.敵我識別系統升級

6.AN/SQQ-89水下作戰系統

7.加裝MK-41垂直發射系統

此一RFI並非正式的RFP提案徵詢,也不保證之後會發佈RFP或者正式簽署合約,業界回應截止日期是12月16日。廠商回覆的信息必須包括:1.該廠商執行此案各項工作的管理與技術能力(Capabilities);2.過去的經驗實績(Experience)3.用來執行此案的執行場地(Place of Performance,包括製造、組裝、紫系統與組件、系統整合、品管、生產、測試等)。此階段不要求廠商提供成本估算信息。

 

松華特級的航行操艦特性

在2018年10月,美國海軍新聞機構(USNI)雜誌(第144期)刊登一篇由松華特號首批操艦人員Joe Lillie中尉(擔任武器官)撰寫的文章:「駕馭松華特級驅逐艦」(Handling the Zumwalt-Class Destroyer),提到松華特級嶄新的船型與推進系統在操縱上的優勢以及挑戰。

在海上,松華特級內傾式艦體、全電驅動、寬闊的方形艦尾等設計具有力量強大、反應迅速、機動靈活等特性,穩定性也十分良好。然而,由於尺寸與排水量較大而使船艦動量增加,加上固定距螺旋槳(無法快速在前進與倒車間切換)導致船艦煞車的反應時間較長,松華特級從下達命令到響應的時間延遲較長,這在靠離港等受限水域操作時造成一些限制。一旦操艦人員熟悉了這些操艦特性與挑戰,就能迅速加以適應。Joe Lillie中尉評價認為,松華特級整體機動性能良好,線條優美流暢,加速極速飛快,機動敏捷,真正繼承了「海上灰狗」(Greyhounds of the Sea)的特質(美國海軍稱靈活敏捷、多才多藝的驅逐艦為「海上灰狗」)。


(1)內傾式艦體特性

松華特級與美國海軍現役水面作戰艦艇最大的不同,就是使用內傾式艦體,艦體在水線以上向內收窄。航行時,傳統艦體(船舷由上外擴)是「騎浪而過」,內傾式艦體則是「切浪而過」,兩者有利也有弊。

松華特級要到6級海象(浪高13∼20英尺,約4~61m)以上,航海性能才會出現惡化。在實際航行測試時,松華特級曾經在海面浪高12英尺(3.66m)時達到超過30節的航速。有一個常見的誤解是,外界評論多半認為。松華特級遇到大浪時,艦體會被淹沒(埋首)或者傾覆;然而實際上,美國海軍驗證內傾式船型所做的測試遠多於以往建造過的任何船艦,實際海上操作經驗顯示,松華特級能比伯克級飛彈驅逐艦和提康德羅加飛彈級巡洋艦抵禦更糟糕的海況。當然,面對巨浪時,松華特級的艦體前部仍可能被巨浪淹沒,導致艦首或前部設備損壞。

另外,松華特級艦體的扶正力臂也比伯克級高數倍(原因可能包括內傾式艦體下部較寬,以及松華特級重心較低),擁有出色的穩定性,航行時艦體的縱搖和橫搖角度都在5度以下。不過,當船體中部遭到巨浪拍打、橫搖幅度大於15度時,松華特級的高扶正力臂會使艦體以更快的速度扶正,過程中較大的G力(加速度)可能比較容易損壞設備或導致人員受傷。

(2)全電推進系統

松華特級是美國海軍第一種(也是目前唯一)的全電推進水面作戰艦艇,總輸出功率78MW,其發電功率幾乎是伯克級的10倍;更重要的是,整合電力系統使得松華特級每一瓦電都可以任意分配給艦上任何電力負載,包含作戰相關系統、照明、輪機輔助設備、推進系統等。當松華特級以20節速率航行時,剩餘的電力堪比4艘提康德羅加級巡洋艦的發電總量。

與伯克級(或任何美國海軍作戰艦艇)不同,松華特級不使用燃氣輪機直接推進;艦上的燃氣輪機先轉動發電機,為兩部負責推進的先進感應電機(AIM)供電,每部AIM軸直接連接一根傳動軸,沒有減速齒輪,此設計類似英國的Type 45型飛彈驅逐艦(同樣採用整合電力推進)。

與伯克級飛彈驅逐艦相較,帳面上松華特級噸位大得多,推進功率卻更小,加速度應該要慢得多,如R.S.Crenshaw在「海軍操艦」中所述(松華特級滿載排水量15500長噸,總輸出功率87000軸馬力;柏克Flight 1滿載排水量約8200長噸,推進器總功率約105000軸馬力)。然而實際上,AIM電機可以產生巨大的瞬時扭矩,抵消伯克級的馬力優勢,使得松華特級的加速度大致與伯克級相當。

全電推進的另一個優勢就是更加省油。在整合電力系統架構下,艦上原動機(燃氣渦輪、柴油機等)維持恆定轉速發電,而AIM推進電機從中獲取電力;而伯克級的傳統傳動系統,燃氣輪機需要依照要求的航速調整轉速,自然難以恆常保持在最經濟的工況下運作。類似的理論在汽車上可以看出來,保持時速60英里比經常加減速,可節約不少燃油。

松華特級擁有兩個推進軸和兩具固定距螺旋槳,前進時槳葉向內(逆時針)旋轉,倒車時槳葉向外(順時針)旋轉(推進軸由AIM推進電機直接驅動,轉速與旋轉方向都由AIM電機直接控制)。松華特級傳動軸的最小轉速為25 RPM,前進時最大轉速超過150 RPM,倒車時最大轉速100 RPM。依據松華特級的操作經驗,轉速每增加5RPM大致等航速增加1節,最大航速可超過30節。 松華特級擁有兩個方向舵面,分別位於兩根傳動軸外側,舵面尺寸比伯克級和提康德羅加級的都更大。此外,松華特級的方向舵由全電系統驅動,其擺動速度是傳統液壓式的兩倍。由於舵面積更大且擺動速度更快,賦予 松華特級優秀的轉向性能。

(3)海上航行表現

松華特級的內傾式艦體的穩定性問題,已經極大程度得到解決。在作戰中,即使以高速前進,松華特級依然具有良好的航海性能,並保有非常好的縱向和橫向穩定性。不過,松華特級的內傾式艦體特性、使用固定距螺旋槳(過去美國作戰軍艦採用可變距 螺旋槳 )以及較大的艦體尺寸,仍造成一些操艦特性的不同;因此,操艦人員必須牢記六項特徵:

1. 內傾式艦體艦首可以「切穿」海浪,但卻帶來更長的縱蕩距離(易於切穿海浪而較難煞停)。松華特級採用固定距螺旋槳,在前進時倒車就必須改變螺旋槳轉向(電機需要先減速停止,然後反向運轉),加上內傾式艦首特性,松華特級前進時逆轉煞車的制動距離大於伯克級和提康德羅加級(後兩者採用可變距 螺旋槳,能在不改變大軸轉速與轉向的情況下透過改變槳距而直接逆轉推進方向,煞車制動反應快)。

2. 松華特級艦體寬大,艦尾吃水淺,內傾式艦體加上可觀的穩心高度,轉彎時從傾斜回復到穩定狀態的速度比伯克級快得多。無論航速和方向舵角的組合如何,松華特級轉彎時,在到達想要的航向前5到10度把舵回正即可。 松華特級艦尾 吃水淺,在轉向時是「滑過」水面,沈入水中的幅度較小,使得轉彎時艦體橫傾較低,在淺水地區的尾傾效應也大幅減少。松華特級低海況下滿舵全速轉彎,艦體橫傾約7度左右。

3.和其他類型船艦一樣,松華特級寬闊平整的艦體、甲板是很大的受風面,受風時更容易轉向迎風方向,而不是逆風方向(稱為風向標效應)。因此,如果在艦尾方向有慢風,會更難以保持航向。同樣地,巨大的受風面也會在逆風繫泊時造成困難。

4. 如果適當運用壓載系統調整水艙,可以改善船艦在不同海況下的性能表現,減少諸如風、水流方向等周邊環境因素造成的影響。

5. 松華特級採用龍骨錨而非艦首錨(主要是為了使水線以上艦體外型更簡潔平滑、減少雷達截面積),位於艦體下方第30號肋骨處( 松華特級的艦肋骨以公尺為單位標注)、前主砲前方下部,操作設施完全在甲板以下。船錨的操作機構延伸至艦底,和艦體中線對齊,龍骨下方水深達至少12英尺(3.66m)時才可以使用船錨,這使松華特級在淺水區和碼頭附近難以下錨。由於船錨位於艦首聲納整流罩的後下方,下錨前無需倒車,在艦尾方向有風的情況下進入錨地時較好操作。

6. 松華特級的雷達反射截面明顯小於伯克級;商船上普遍仰賴雷達來警戒接近的船隻(雖然在駕駛台仍有瞭望哨目視),較難即時發現松華特級。因此,松華特級的艦橋值班人員需要進行不同的訓練;他們依然遵守目前的航海規則行船,但必須假設其他船隻可能不會按照預想照海事規則讓路或做出其它迴避行動(因其雷達很可能未能察覺松華特號)。

同樣在15節航速之下,柏克Flight 1的迴轉半徑約1050碼(960m),松華特級則為1150碼(1051.6m)。

(4)在受限制水域的表現

依照Crenshaw在「海軍操艦」中指出,對於一艘大型艦船,如果命令下達到命令執行的反應時間過長,操艦的容錯餘裕就更小。由於松華特級尺寸和排水量較大,且固定距螺旋槳無法快速在前進和倒車間切換,因此前進慣性遠比其他水面船艦(如伯克級)要大。因此,操艦人員應該注意Crenshaw的建議並提前做好計劃。

由於慣性大、固定距螺旋槳無法迅速倒車,加上松華特級內傾艦體設計的特徵,在繫泊的過程中會產生一些明顯問題:

1. 由於內傾式艦體的寬度是往下擴張(與傳統船型相反),操艦人員會產生一種本艦離碼頭距離比實際上更遠的錯覺;因此,艦上人員必須重新校準自己的眼睛。

2. 為了降低雷達截面積,艦上所有繫泊設施(如纜繩、繳纜機等)都隱藏在艦體內;雖然這有利於保護繫泊 設備,但艦橋上的人員也無法直接目視繫泊作業的進展,因此需要良好的溝通。

3. 松華特級內傾式艦體和內置繫泊設備,使得前方拖船的位置比引水員所希望的要靠後得多。 繫泊和離港時,最好有拖船協助,但這不是必需的;由於推進器提供足夠的瞬時扭矩,松華特級有充足的動力做反向轉動(即左、右兩推進器反向差動達成轉向)。

4. 松華特級艦橋高度較低,只有35英尺(10.668m),而前部AGS 155mm主砲前方又有砲管收納外罩遮檔視線,導致艦體前方有469.2英尺(143m)的盲區。

5. 松華特級艦橋兩側沒有突出的露天耳橋,但兩側各有一個位於艙內的凹室;每個凹室大小相當於一個小型耳橋,並各設置兩個向艦內打開的窗戶(人工開窗),凹室有足夠的空間供艦長、航行長和引水員作業。因為 松華特級艦體兩側平整光滑,遮蔽視線的障礙物被減到了最低,艦上人員可以輕易地探身到艦外,目視觀察艦首或艦尾的相對運動。雖然從艦橋兩側凹室無法看到飛行甲板的後方角落,但艦尾方向的能見度仍算是相對良好。

松華特號艦長對船艦適航性能的評價

依照2020年1月23日防務新聞(Defense News)對松華特號艦長Andrew Carlson上校的專訪,松華特號在航行時表現的耐海與穩定能力讓人滿意,可能比美國海軍以往所有的水面作戰艦艇都好。此時,松華特號的海上穩定性測試進度約60到70%。

Andrew Carlson上校表示,松華特號在2019春季行經阿拉斯加海域時通過風暴附近,測試船艦在高海況的航行表現,包括轉圈或直線航行等操作;當時海象約六級(浪高13至20英尺),他的感覺是他寧可待在松華特號上而不是其他任何他服役過的船艦。當時他通知他的執行軍官(XO)船艦正通過六級海象水域時,執行軍官表示他在船艙裡感覺到的搖晃像是不超過三級海象(浪高1至4英尺)。

這主要是因為松華特級的逆船舷(tumblehome)設計,橫搖週期較短、船體更快扶正。Andrew Carlson表示,艦上人員必須適應松華特號的橫搖模式,週期比先前美國水面艦更短;這不僅僅是在高海況才有明顯感覺,在任何海況之下都一樣。Andrew Carlson透露,以往在提康德羅加級飛彈巡洋艦上──尤其在上層船樓,橫搖幅度通常超過15度,「你甚至會懷疑船艦是否會回正」。而在松華特號上,這些從未發生。Andrew Carlson透露,剛來到松華特號時,對於這艘船的航行特性難免有點不習慣;他第一次在艦橋指揮松華特號航行時,有一次船艦還有相當速度時,航行值更官下令取大舵角轉彎,當時他照經驗本能地傾斜自己的身體,結果差點摔倒──因為松華特號轉彎時艦體橫傾的程度遠不如他預期。橫傾幅度除了跟船型設計有關之外,也與跟船舵的相對位置、螺旋槳大小有關。

Andrew Carlson也表示,在轉彎時,松華特號的表現像是在水面輕輕地滑過去,而不是切開水面通過,取大舵角快速轉彎時反應比以往水面船艦更快,有點像是電影中的「東京漂移」;不過急轉時船體仍相當平穩,並不像是以往水面船艦急轉時有明顯的「翻滾」(tumbling)。而在通過大浪時,松華特號的艦首「切穿」海浪,雖然還是有縱搖但明顯比傳統船型輕微。此外,以往水面艦通過大浪時,海浪與水流衝擊艦首與聲納護罩,艦上人員會明顯感受到船艦受衝擊的震動;然而,松華特號上感覺不到這種震動,船艦只會出現若干程度的縱搖,這顯示船艦更平順地穿過海浪。 

在2020年,美國海軍水面作戰中心(Naval Surface Warfare Centers,NSWC)的卡德洛克分部(NSWC Carderock Division)以及費城分部(NSWC Philadelphia Division)負責松華特號的海上測試評估作業,總結了此種船艦平台在各種海況下的航行性能與數據;整體而言,直到6級海象(浪高20英尺),松華特級都能維持良好的適航性能。接下來,NSWC卡德洛克分部會利用松華特號實際航行測試搜級的數據,回到NSWC分部的水槽船模測試中心,用松華特級的船模複製松華特號實際航行測試的狀況,然後分析船模以及實際航行狀況的差異,進而完善松華特級航行特性的數據模型。

不過也有來自船舶設計界的意見認為,松華特級的穩定特性,主因是初始穩心高度(GM)很高,而不是船型的功勞。松華特級GM與船舷寬度的比率大約是15%,現代船艦很少有這麼高的GM/船寬比。提高GM的通常手段是增加艦體寬度與水線面積、降低船舶垂直重心等;而大幅加寬就等於創造出一個非常龐大的艦體,例如松華特級排水量超過14000噸,遠高於先前柏克級飛彈驅逐艦(將近10000噸);這恰恰證實為了克服WTM船型穩定性、適航性(以及可用甲板空間不足)的先天弱點,而不得不使用一個更大、更笨重的艦體,連帶使造艦成本增加,並提高運用上的困擾。何況,松華特級試航時海象只有6級,而不是8、9級的惡劣海象;任何排水量高達14000噸級的船艦,無論什麼船型,在6級海象本來就應該要從容自如,實在不值一提。

 

小結

美國海軍在1990年代前蘇聯解體、冷戰結束之後的背景下規劃SC─21/DD-21陸攻驅逐艦,完全揚棄了傳統正規藍水海軍的高端作戰如反潛與防空,這個決定完全沒有預料到將來中國海上力量的急速擴張以及俄羅斯的復甦;就一種大小如巡洋艦的大型高端水面作戰船艦,這樣缺乏前瞻遠見的規劃,是不能接受的。相對於技術含量高的防空與反潛作戰,松華特級著重的對地投射武力單純得多,而且美軍的軍火庫早就有大量選項(包括航母艦載機、潛艦與水面艦的戰斧巡航飛彈等),這使得松華特級的核心武裝──AGS先進艦砲的必要性並不是那麼高。

帳面上,松華特級有許多新開發的關鍵技術,包括高匿蹤的內傾船舷穿浪艦體、 整合電力推進系統、TSCEI共通運算與網路基礎設施、DBR雙波段雷達、側舷垂直發射器(PLVS)等等,這些都耗費許多資金開發。然而,松華特級原始的核心任務──對地火力支援,技術含量與優先性卻相對較低;當一個集結諸多嶄新技術且十分昂貴的船艦平台,卻不是圍繞如防空、反潛等海軍領域傳統的高端作戰任務,適當性與效益自然會飽受質疑。更不用提2010年代以後隨著中國軍力崛起與俄羅斯復甦,美國海軍重新面臨傳統的高強度海空作戰,而這並非松華特級原有的裝備與能力所長,既沒有反潛裝備,防空也比不過神盾驅逐艦,又必須另外耗費鉅資改裝納入新能力。

除了被取消的AGS艦砲之外,松華特級有許多新技術,到最後不是被認為代價與效益不成比例(例如為了降低雷達截面而採用的內傾船舷),就是隨後美國海軍沒有繼續投資而成為孤兒系統(如採用Linux作業核心的TSCEI共通運算與網路基礎設施;之後美國海軍戰系後端軟硬體發展基本是圍繞著神盾系統),或者因為效能不佳而被放棄(如松華特級的DBR雙波段雷達日後基本被美國海軍棄用,另起爐灶發展AMDR防空雷達,成為SPY-6系列)。MK-57 PVLS側舷垂直發射系統基本上是圍繞著松華特級驅逐艦的船型來設計,雖然帳面上尺寸大於現役MK-41垂直發射器,但因為美國海軍放棄松華特級之後回到柏克級驅逐艦,因而繼續沿用MK-41(同時期SM-3與SM-6防空飛彈依舊配合MK-41),而美國海軍之後繼續發展的大型飛彈如高超音速飛彈(CPS)尺寸大到連MK-57 PVLS都無法容納,還是得發展新的發射器,因此最後MK-57 PVLS恐怕也成為松華特級的獨門裝備。而松華特級過度追求自動化來減少人事成本,卻導致無論在高強度作戰場景以及損管搶救時,都沒有足夠人力(同時期美國海軍LCS濱海作戰船艦同樣面臨對人力估算過於低估的問題)。 到最後,松華特級發展的多項關鍵技術裡,可能只有整合電力系統(IPS)會繼續被未來美國海軍水面船艦使用。

當在2010年,美國海軍決定取消DDG-1000的VSR雷達(SPY-4)、只保留X波段MFR雷達(SPY-3)以節省成本,注定了這種船艦將沒有足夠的能力來擔負艦隊區域防空任務。而欠缺反彈道飛彈能力,或許是壓垮DDG-1000、取消量產的最後一根稻草。在DDG-1000規劃初期,美國海軍的反彈道飛彈需求並非迫切;然而,日後國際戰略安全環境卻逐漸轉變。DDG-1000的原始需求的DBR雷達與戰系從沒有根據防空優化(雖然廠商宣稱其作戰系統據說已經納入操作SM-2/3/6防空飛彈的能力),這使得美國海軍寧願集中資源去發展以防空為主、經過充分驗證的神盾作戰系統。

20多年下來、花費超過220億美元之後,這個項目僅僅為美國海軍提供了三艘有史以來單價最昂貴、但根本無法有效擔負前線作戰任務以及滿足時下作戰需求的船艦,一服役就失去了原訂的核心作戰裝備(AGS艦砲)與任務。由於松華特級無法如原定目標成為21世紀前期美國海軍主力水面船艦,美國海軍不得不回到已經停產的柏克級飛彈驅逐艦平台,新設計的柏克Flight 3驅逐艦一推出幾乎就沒有壽期成長餘裕。一直要等到松華特級服役後,美國海軍另外投資進行大規模改裝,納入新發展的技術如高超音速打擊飛彈(CPS)、直接能量武器等,才能發揮這三艘驅逐艦平台還可利用的價值。

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