美海軍第2艘「朱姆沃爾特」級驅逐艦完成驗收試驗

美海軍第2艘「朱姆沃爾特」級（DDG 1000）驅逐艦完成驗收試驗

2月1日，美海軍「朱姆沃爾特」級驅逐艦2號艦「邁克爾·蒙蘇爾」號（DDG 1001）成功完成驗收試驗。美海軍檢查和鑒定委員會在一系列系泊試驗和海試過程中對該艦及其艦員進行檢查，測試了包括導航、損管控制、機械、電力、作戰、通信和推進系統在內的多個艦載系統，評估了該艦的建造情況，結論是其多個系統性能達到或超過海軍標準。

圖1 「邁克爾·蒙蘇爾」號（DDG 1001）於2017年12月開始海試

DDG 1000級驅逐艦計劃建造3艘。目前，首艦「朱姆沃爾特」號（DDG 1000）已於2016年10月服役；3號艦「林登·B·約翰遜」號（DDG 1002）仍在建造中，預計2020年服役。該級艦採用綜合電力系統、穿浪型艦首、隱身設計和先進作戰技術，長186米，寬24.6米，吃水8.4米，標準排水量15995噸，航速30節，水上續航力4500海里/20節，能夠執行一系列威懾、力量投送、海上控制和指控任務。

圖2 早前建造中的DDG 1000和DDG 1001

該級艦的綜合電力系統（IPS）可以說是最複雜和獨特的系統，採用全新的設計布局和先進的感應電動機，可產生的電力遠遠超過以往任何驅逐艦或巡洋艦。其IPS系統包括2台羅爾斯·羅伊斯公司的MT30燃氣輪機（每台13.8kV，36MW），2台RR4500輔助燃氣輪機發電機（每台13.8kV，4MW）；2台先進感應電機（AIM），總功率104000馬力（78.5MW）；2台應急發電機組，功率為500KW；2軸，2定距槳。IPS系統的發電量為「阿利·伯克」級驅逐艦的8倍，以20節的航速航行時，仍保有74％（約58MW）的總發電容量可供艦上其他系統使用，即使一部主燃氣輪機因故障喪失動力，仍能保持27節航速，低速巡弋時可以由兩台小的輔助燃氣輪機支撐，能節約燃油並降低雜訊。IPS系統包含高壓電力系統（HVPS）與低壓電力系統（LVPS）兩部分。詳見附錄1。

圖3 DDG1000的IPS系統的單線圖

圖4 DDG1000的電力流量

武備方面，該級艦採用2套155毫米的先進艦炮系統（AGS），可在接到火力呼喚後的幾分鐘內對任意方向的目標實施打擊。AGS系統主要由火炮、隱身炮塔、供彈系統、自動化彈倉、隨動系統、電氣控制系統和彈藥等部分組成，火炮重約95噸（不包括彈倉重量）。由於採用了大容量模塊化自動彈倉技術，AGS能將彈倉中的300多發炮彈以10發/分的速度全部自動射出，無需任何人工搬運。此外，該自動化彈倉還可以通過艦尾的直升機垂直補給系統實現「邊射擊、邊補給」的功能。而且，不僅火炮的旋迴俯仰運動採用電動伺服系統，整個自動化彈倉也全由電力驅動，不僅省掉了液壓組件，還提高了可靠性。此外，AGS採用了遠程制導炮彈技術，LRLAP炮彈的精度可以與導彈媲美，而價值只有導彈的1/50，作為需要持續作戰的海上火力支援武器，顯然LRLAP更受歡迎。詳見附錄2。

圖5 AGS的組件

註：MCU是單片機單元，SAU是用戶接入單元，I/OCU是輸入/輸出控制單元

DDG1000還採用主動和被動感測器和AN/SPY-3多功能雷達，能夠穿過極其困難和混亂的海陸交界面對空中和陸地進行監視。AN/SPY-3多功能雷達是一種基於X波段，頻率為10千兆赫，天線包括20000～24000個收/發組件的固體有源相控陣雷達，布置在上層建築的外壁上，前部左右舷各一塊，後部一塊，可進行360°探測。美海軍的設計要求是該雷達能執行低空/超低空搜索、火控跟蹤與照射任務，目的是能探測到絕大多數最先進的、特徵信號值低的反艦巡航導彈。因此，該雷達最突出的特點是能自動探測與跟蹤低空來襲導彈，並能為改進型「海麻雀」導彈（ESSM）、「標準」導彈（SM-2/SM-3）以及未來發展的反巡航導彈提供目標照射。其核心技術是內置式合成孔徑技術，其內置式的相控陣列可融入綜合集成的上層建築中。除DDG1000外，AN/SPY-3雷達還會安裝在美海軍新型「福特」級航母上，由於具有多種功能，可以取代現役「尼米茲」級航母上的AN/SPS-67對海搜索雷達、Mk23目標捕獲系統或AN/SPQ-9B火控雷達、AN/SPN-41、AN/SPN-46飛機進場控制雷達等艦載雷達。因此，AN/SPY-3多功能雷達不僅性能先進，還可有效提高艦艇的隱身性能，減少艦員需求，降低維修工作量。

圖6 AN/SPY-3多功能雷達功能示意圖（紅色部分）

附錄1

DDG 1000的綜合電力系統（IPS）包含高壓電力系統（HVPS）與低壓電力系統（LVPS）兩部分。

（1）HVPS。該系統由Converteam公司負責研製，首創導入使用4160伏特交流電，包括兩台MT30主燃氣輪機發電機組（MTG）、兩台RR4500輔助燃氣輪機發電機組（ATG）、兩台先進感應電機與高功率電機驅動器、四台採用商用現貨（COTS）組件的改良型配電板與相關保護設備。

圖7 DDG1000的高壓電力系統（HVPS）

（2）LVPS。該系統包括綜合持續作戰電源（IFTP，又稱全自動直流區域配電系統（DCZEDS））、艦上日用電配電系統（SSDS）與應急發電機組（EDG）三部分。其中最重要的IFTP由DRS技術公司負責研發，將全艦劃分為4個電力隔離區，由4個PCM-4模塊、8個PCM-1模塊、8個PCM-2模塊、16個負載中心所組成，負責具體的電力轉換、分配和生存功能，PCM為電力轉換模塊。直流區域式配電的IFTP籍由左右舷2個縱向分離的匯流排在前後4個電力隔離區大量使用固態PCM進行配電。在IFTP架構下，來自發電機組的4160伏特交流電經由PCM-4模塊轉換為1000伏特的直流電，分別對左右舷縱向直流匯流排供電，送電至每個匯流排的PCM-1模塊，再經由艦上日用電轉換模塊（SSCM）單元予以降壓成為各電壓等級的直流電，並隔離來自區域內對匯流排的干擾。來自PCM-1模塊的650、375伏特直流電可分別對直流負載配電，來自PCM-1模塊的850伏特直流電送至PCM-2模塊，PCM-2模塊經由艦上日用電逆變模塊（SSIM）單元將850伏特直流電轉換成450伏特交流電，再藉由負載中心對區域內的交流負載配電。每一個區域內的PCM-2模塊與直流負載中心被設計雙重電源供電，連接左右舷匯流排PCM-1模塊。

DDG 1000之所以採用直流區域式配電的IFTP，是因為艦上的絕大多數戰鬥系統和裝備均採用直流電運作，戰損時能直接提供不間斷電力，而且直流電使用固態電力電子技術可轉換為交流電供應日用負載，提供較為清潔的供電方式。直流區域式配電設計的IFTP應用突飛猛進的功率半導體技術，能大幅提升發電容量與性能，比交流區域配電系統（ACZEDS）更具發展潛力。此外，IFTP採用基於COTS組件的電力電子模塊替代ACZEDS所需的大型配電盤來執行故障保護功能，具有低成本優勢，由PCM-1模塊連接每一電力隔離區與縱向直流匯流排所提供的區域隔離功能，可使艦艇獲得持續的作戰能力。IFTP還能直接降低全艦高質量交流電力發電與配電的需求，這意味著發電機操作頻率限制較少，允許使用較小型、較廉價的整流設備，在電力隔離區內轉換所需電力，傳送至負載的電力質量優於交流配電系統。另外，經由PCM-1模塊在左、右舷匯流排間切換電力的二極體，其切換速度也高於ACZEDS系統使用的匯流排切換開關。

圖8 DDG1000的低壓電力系統（LVPS）

圖9 綜合持續作戰電源（IFTP，即DC ZEDS）架構圖

附錄2

DDG 1000的先進艦炮系統（AGS）系統主要由火炮、隱身炮塔、供彈系統、自動化彈倉、隨動系統、電氣控制系統和彈藥等部分組成，火炮重約95噸（不包括彈倉重量）。

（1）火炮。AGS的155毫米炮管長度為62倍口徑，炮膛葯室容量29.5公斤，炮管俯仰範圍－5°～＋70°，射速的初始指標為10～12發/分，最終要達到12發/分。首次在155毫米口徑火炮上採用了火炮身管水冷卻系統，目的是為了保證能夠以10發/分的射速持續發射彈倉中的炮彈，同時保證身管壽命達到3000發的指標。火炮發射遠程對陸攻擊彈藥的初速為674米/秒，初始動能為35～36兆焦，膛壓小於365兆帕，膛內運動時間小於50毫秒。

（2）隱身炮塔。由於DDG 1000對隱身性提出了較高的要求，因此，採用多面折射體外形的隱身炮塔也經過了多次修改，由最初的炮管敞開式，變成了最後的炮管採用封閉式結構，平時炮管折收於炮塔前方的整流罩內，射擊時伸出，可將炮塔的雷達截面積降到最低，整座炮塔空重87.5噸。此種設計與瑞典的MK3型57毫米艦炮的炮塔類似。

圖10 DDG1000的隱身炮塔

註：平時炮管為封閉狀態（左），射擊時炮管為伸出敞開狀態（右）

（3）模塊式供彈系統和自動化彈倉。它們是AGS最具特色的組成部分。每個供彈模塊內裝有8個彈頭和8個裝葯筒，每個模塊重約2.5噸，所有模塊分三層碼放在炮下甲板內的自動化彈倉中。每個模塊可以在同一層中藉助穿梭車自動平移運送，通過垂直電梯實現上下移動。正對火炮迴轉中心下帶有揚彈機，可將1枚彈頭和1個葯筒同時提升至炮塔甲板平面，再由取彈機放入炮尾彈盤，隨即完成組合與上膛。整個供彈過程實現了自動化，彈倉和炮塔內無人操作，達到了盡量減少操作人員的要求。每座火炮下的主彈倉內可以攜帶約300發炮彈（其中35發是遠程對陸彈藥），每個輔助彈倉內可以攜帶320發炮彈，能以240發/小時的速度向主彈倉中補充彈藥。全自動模塊化彈倉大大簡化了供彈機構，減輕了重量，提高了可靠性，在船廠的總裝可以採用整體插入安裝方式，簡單易行，減少了在船廠的安裝調試周期和費用。

圖11 AGS的供彈模塊

圖12 AGS的自動化彈倉系統

圖13 供彈模塊與自動化彈倉

圖14 使用電梯實現上下移動的供彈模塊

（4）隨動系統。AGS的隨動系統採用電動伺服裝置，而非傳統的電動液壓系統。一般來說，由於大口徑艦炮的重量較重，轉動慣量較大，所需要的隨動系統功率較高，因此大多採用電動液壓伺服裝置。AGS採用電動隨動系統，省去了液壓裝置，簡化了結構，提高了可靠性，減少了研製和使用費用。但所花的代價是全炮的電力功耗直線上升。據估算，每座炮的峰值功耗為800千瓦。但由於DDG 1000採用綜合電力系統，可對全艦的用電情況進行綜合調度，足以保證AGS在射擊時的峰值用電。

（5）遠程對陸彈藥（LRLAP）。這是AGS最引以為豪的部分。該彈藥採用彈頭和葯筒分裝結構，結合後全彈長約2230毫米。彈頭由戰鬥部、GPS/INS制導裝置、火箭助推發動機和舵機控制裝置等部分組成，前部設有四面滑翔翼面，尾部設有八片控制面。發射時彈頭重118千克，戰鬥部內裝葯重10.8千克，破片殺傷半徑60米，裝碰炸和近炸引信。LRLAP最大射程的初始指標為83海里，最終指標為100海里，圓概率誤差約20米。作戰時LRLAP以大仰角發射至約三萬米的高空，然後彈頭開始調整姿態進行滑行，GPS接收裝置開始捕捉衛星定位系統信號，藉助於慣性制導系統（INS），通過彈頭前部的4片鴨式舵機修正彈道，控制彈頭滑翔飛向預定目標。由於彈頭在不同高度滑翔的飛行時間不一，故AGS可通過火炮的發射仰角控制彈道高度，通過彈道高度控制飛行時間，這樣就可以實現同一火炮先後發射的多發炮彈同時落地的戰術使用方式，從而提高火力打擊的突然性和火力密度。根據設計，每座AGS可讓4～6發炮彈在75海里左右的射程上同時落地。

圖15 遠程對陸彈藥（LRLAP）概念圖

圖16 遠程對陸彈藥（LRLAP）結構詳圖

註：CCU是鴨舵控制單元，GPS/TM是全球定位系統/定時模塊，SAD是安全和裝彈設備,DIGNU是綜合制導和導航裝置，FIU/RPU是引信介面/遠程處理單元

圖17 遠程對陸彈藥（LRLAP）飛行試驗

印度海軍第3艘「鮋魚」級潛艇下水

印度自行建造的第3艘「鮋魚」級柴電潛艇「卡蘭傑」號（Karanj）於1月31日在孟買海軍基地下水。

根據印度海軍「75項目」計劃，印度將建造6艘「鮋魚」級柴電潛艇。「75項目」計劃由印度馬扎岡船塢公司與法國合作負責開發，總投資近2400億盧比（約合40億美元）。該級潛艇由法國設計，印方在相關技術轉讓後負責生產。其中，「卡蘭傑」號是3號艇，預計將於2019年服役。首艇「卡爾瓦里」號（S 50）已於2017年12月服役，2號艇「坎德里」號（S 51）將在2018年中期完成海試後服役，後3艘艇則將在2020～2021年間陸續服役。報道稱，「鮋魚」級潛艇可進行各種反水面戰、反潛戰及情報、監視與偵察任務，隱身能力佳。

圖1 印度海軍「鮋魚」級柴電潛艇「卡蘭傑」號下水儀式

圖2 「鮋魚」級潛艇參數及結構圖

「鮋魚」級潛艇總長66.4米，總寬6.2米，吃水深度5.8米，水面排水量1615噸，水下排水量1775噸，水面續航力為6500海里/8節，人員編製31人，其中包括6名軍官。該級艇配備6具533毫米魚雷管，可以部署SM 39 Exocet Block 2反艦導彈；由4台MTU 12V 396 SE84柴油發動機提供動力，最大潛航速度為20節，最大水面航速為11節；採用先進聲學靜音系統，以確保隱身。和前兩艘艇一樣，「卡蘭傑」號也將裝備「飛魚」SM39掠海反艦導彈，C303/S反魚雷系統及德制SUT系列魚雷，後者最終將被重型魚雷取代。最初，該級潛艇計劃配置義大利白頭公司（WASS）的「黑鯊」重型魚雷，但在2016年5月因腐敗指控而終止了98枚該型魚雷的交易。官方消息人士說，印度海軍目前正在考慮四家海外重型魚雷製造商的回應，並補充說，今年晚些時候可能會發布一份標文件。

來源：《艦船動態周報》2018年第6期

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