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水面舰艇如何升级改装?

发布时间:2020-06-01

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随着美国海军“邦克山”号“宙斯盾”巡洋舰现代化改造的完成,美国的“巡洋舰、驱逐舰现代化改装计划”驶入了升级改装的快车道。除此之外,日本的“金刚”级驱逐舰、澳大利亚的“安扎克”级和“阿德莱特”级护卫舰、加拿大的“哈利法克斯”级护卫舰等水面舰艇,均在进行轰轰烈烈的升级改装。一时间,水面舰艇升级改装深得各国海军的青睐和厚爱。

▲ 改装前的澳大利亚“阿德莱德”级护卫舰“阿德莱德”号。

▲ 改装后的澳大利亚“阿德莱德”级护卫舰“悉尼”号。

▲ “阿德莱德”级改装中加装了这种导弹垂发装置。

经验证明,一艘水面舰艇在20~30年的服役期内,其航行性能和结构强度通常能维持在良好水平,但其作战武器系统可能发展了2~4个型号,电子设备可能发展4~6个型号。在“提康德罗加”级巡洋舰历时近15年的建造过程中,首舰与末舰服役时间相差11年之多,美国海军采用了边建造、边改装的发展策略,期间该级巡洋舰上的武器装备也先后更新了5个型号,保证了新造舰上武器装备始终处于先进水平。

▲ 美海军“邦克山”号“宙斯盾”巡洋舰参加演习。

水面舰艇升级改装的形式很多,按照改装的目的,可分为需求性改装(根据任务变化)、现代化改装、延寿改装和实验性改装。按照改装的对象,又包括航母、巡洋舰、驱逐舰、护卫舰等舰种的改装。这里根据改装的内容,对水面舰艇平台(包括舰体和动力系统)、电子设备、武器系统等部位的升级改装进行论述。

平台改装

水面舰艇平台改装主要是对舰体和动力系统进行改装。与电子设备、武器系统升级改装相比,水面舰艇平台一般不需要改装,即使涉及到平台改装,其改装动作也相对较小。但是,一旦改装工程涉及到船体和机电工程,则该水面舰艇必须进干船坞。美国“邦克山”号巡洋舰现代化改装包括采用全电力系统代替原有到蒸汽设备,水下部分船体改装等内容,因此其现代化改装工程包括干船坞和码头两部分工作。

日本海上自卫队20世纪80年代末就对“榛名”级直升机驱逐舰的舰体平台进行了现代化改装,主要包括:更换了磨损严重和锈迹斑斑的钢板、各种管线、海水管路等;舰体上加装了降噪装置,可减少舰体向海水释放噪声;岛型建筑周围安装了喷水管,可利用海水对舰体进行物理降温,减少红外辐射;对岛型建筑进行了扩容,以容纳新的武器指挥控制系统和其它大量新型电子设备。并在舰桥后部增设了“密集阵”近防武器系统的控制舱室。

▲ 经过现代化改装的日本“榛名”级直升机驱逐舰,最明显的是在舰桥两侧加装了“密集阵”近防武器系统。

水面舰艇在升级改装过程中涉及动力系统的动作相对较少,通常出现在一些国家购买的二手舰艇上。智利海军从英国皇家海军购买的原“谢菲尔德”号护卫舰,在交付之前进行了检修改造,其中包括更换右舷Tyne燃气轮机,对4台辅助柴油机进行了检查维修。另外,在美国将要实施的驱逐舰现代化计划中,工业部门希望能够采用部分电力推进系统来替代现有的部分机械推进装置。

▲ “谢菲尔德”号护卫舰。

电子设备升级

水面舰艇电子设备升级改装的内容最为广泛,包括作战系统、探测设备、通信设备、电子战装备等系统的改装。其中作战系统升级改装往往是水面舰艇整个改装工程最重要的组成部分之一。

“提康德罗加”级巡洋舰就换装了最新型的开放式体系结构基线7.1C 型“宙斯盾”系统。将“宙斯盾”作战系统升级到基线7.1C 型,主要是对水面战、水下战和防空战等系统进行升级,其中水面战系统改进包括加强相控阵雷达结构、舰炮系统的数字火控装置和近程反导武器系统的红外传感器;水下战系统升级包括提高鱼雷火控系统的可靠性和改进多功能拖曳阵声呐;防空战系统升级则包括加装“改进型海麻雀”导弹和进一步增强信息交换能力。

采用开放式体系结构后,“宙斯盾”作战系统更易于集成不断出现的新技术,始终保持先进性。同时,还能随时加装新部件以增加新的能力。

▲ “宙斯盾”系统的作战指挥中心。

加拿大“哈利法克斯”级护卫舰也将加装洛马公司和萨伯公司共同研制的最新型的“加拿大先进指挥控制系统-9LV”(CanACCS-9LV)。该系统核心部件是9LV作战管理系统。

由于该系统也采用开放式体系结构,因此能够显著降低CanACCS-9LV在研制过程中各部件集成的风险。通过将9LV作战管理系统与加拿大指控系统进行集成,CanACCS-9LV能为“哈利法克斯”级护卫舰舰队提供先进的作战能力,包括“改进型海麻雀”导弹对反舰导弹的防御能力。

▲ “改进型海麻雀”导弹在陆地进行试验。

与作战系统改装相比,探测设备升级改装规模要小一些,工程难度相对要容易得多。比如美国海军先前使用的SPS-48、SPS-49等雷达,在升级改装时工作量就很小,不需要更换整部雷达,只要对某些部件进行改进或增加个别部件,即可使探测性能得到极大的提高,因此探测设备的升级改装要广泛得多。

▲ 美国海军先前使用的SPS-49雷达。

日本“榛名”级直升机驱逐舰在升级改装过程中,用具备移动目标指示功能的OPS-11C雷达,替换了OPS-11B对空搜索雷达,对海搜索雷达由OPS-17换装成OPS-28。法国“卡萨尔”号驱逐舰则用DRBJ-11型对空搜索雷达替换了原来的DRBJ-15型雷达。英国“萨瑟兰”23型护卫舰则加装了英国海军最先进的2087型反潜声呐系统。

▲ 法国“卡萨尔”号驱逐舰。

武器系统改装

武器系统的升级改装很普遍,比如将导弹发射架换成垂直导弹发射装置、隐身舰炮代替现有舰炮、加装“密集阵”等近程防御系统等,这些改装往往能够直接在视觉上给人以刺激,吸引世人的眼球。

▲ 加装了光电设备的“密集阵”近防武器系统。

20世纪70年代,许多国家开始了轰轰烈烈的水面舰艇武器的升级改装,从而实现了水面舰艇导弹化。

英国海军就对当时服役不久的“利安德”级护卫舰进行了改装,拆除首部双联装114毫米舰炮,加装“飞鱼”反舰导弹、“海狼”舰空导弹和舰载反潜鱼雷、反潜导弹,将该级护卫舰分别改装为对海型护卫舰、对空型护卫舰和反潜型护卫舰。

▲ 发射中的“飞鱼”反舰导弹。

澳大利亚海军也对“阿德莱特”级护卫舰武器系统进行了改装,在舰首MK-13舰空导弹发射架前方的位置增设8单元MK-41垂直导弹发射系统,装填32枚“改进型海麻雀”(ESSM)舰空导弹。

武器系统升级改装的另一项重要内容是换装新型导弹。美国“邦克山”号巡洋舰除了用MK-45 Mod2型127毫米/62倍口径舰炮更换主炮,更重要的是对MK-41垂直发射系统进行改进,使其不仅能够发射未来的“标准”系列舰空导弹的最新改进型,还能够发射“改进型海麻雀”舰空导弹。“改进型海麻雀”导弹的上舰,使得“邦克山”号有效填补了“标准”舰空导弹和“密集阵”近防武器系统之间的火力空白,防空体系更为完善。

▲ 发射中的“标准”舰空导弹。

如何确定改装方案?

水面舰艇升级改装已经成为当前海军武器装备发展的重要途径,但是并非所有的水面舰艇都能够进行升级改装,水面舰艇升级改装要考虑众多的影响因素。

舰体空间 澳大利亚“阿德莱特”级护卫舰升级计划的最初版本是拆除舰首MK-13发射架,换装32单元MK-41垂直导弹发射系统,其中24单元配备“标准”2型区域防空导弹,8单元各装填4枚的“改进型海麻雀”。但后来的升级改装,仅在MK-13发射架前方增设了8单元MK-41。究其原因,除了费用不菲、技术难度大,空间受限是另一个重要原因。

因为MK-41是热发射系统,必须有足够的空间安装排气管道,还要占用MK-13发射架下面大量空间,但是“阿德莱特”级在建造设计时并没有这样的预留。再如,日本“榛名”级驱逐舰的上层建筑空间也十分有限,因此在改装中对上层岛型建筑进行了扩容。

这对后来舰艇的设计也产生了影响,多数新型水面舰艇都为日后的升级预留了空间。如马来西亚“吉打”级轻型护卫舰在舰桥前方可加装Mk-49导弹发射系统,在舰艇中部可加装2座MM-40“飞鱼”反舰导弹发射装置。

▲ “吉打”级轻型护卫舰在舰桥前方和舰艇中部都预留了足够的改装空间。

再如,南非“勇敢”级护卫舰也预留了较大的升级空间,其前部桅杆可容纳AN/SPY-1F、APAR等相控阵雷达系统的天线,后部桅杆则可加装SMART-L之类的旋转式电子扫瞄雷达,而且舰尾还预留有安装拖曳式声呐的空间。

▲ “勇敢”级护卫舰空荡荡的桅杆上适于加装各种电子设备。

战技性能 水面舰艇升级改装往往会对舰艇战技性能产生较大的影响,包括排水量、机动性等,因此战技性能的改变成为影响水面舰艇改装的一个重要因素。澳大利亚“阿德莱特”级护卫舰升级就出现了类似的问题。

2005年,首艘接受改装的“悉尼”号重新服役后,发现新增的MK-41发射装置使得舰首下沉严重,当时不得不在舰尾增加水泥压载物来平衡,后来又回到造船厂补强舰体结构,不仅多花了一笔费用,而且总重的增加,使得“悉尼”号的机动性能有所降低。

日本海上自卫队为“榛名”级驱逐舰加装的两套20毫米“密集阵”近防武器系统,布置在上层建筑前部战术情报中心上面的两舷。但这种布置对射界有影响,存在射击盲区,无法发挥最大的威力。因此后来服役的“金刚”级、“春雨”级、“大隅”级都采用前后配置的方式。

▲ 日本海上自卫队“金刚”级导弹驱逐舰“鸟海”号,可以看到舰桥前有“密集阵”系统。

▲ 日本“大隅”级两栖舰。

系统结构 系统结构也会对水面舰艇的升级改装产生重要影响。现有的舰艇模块化结构和系统开放式体系结构都大大有利于水面舰艇升级改装的进行。

德国的“梅科”系列护卫舰就采用了模块化建造方法,不仅缩短了建造周期,而且可简化舰艇的升级改装,其武器系统的改装或更换仅需几个小时或几天。

美国“邦克山”号巡洋舰现代化改装的顺利完成就得益于“宙斯盾”系统的开放式体系结构。早在20世纪70年代“宙斯盾”系统研制之初,美国海军就将系统的可升级性作为一项重要的功能加以考虑,并成功实现了软硬件分离,此后能够不断进行修改升级。加拿大海军“哈利法克斯”级护卫舰将要加装的9LV作战管理系统也是开放式体系结构。

费用因素 尽管水面舰艇升级改装的费用相对于建造新型水面舰艇要小得多,但经济可承受性仍然是一个重要的考虑因素。

美国海军在讨论“佩里”级护卫舰改装时,就否决了装备小型“宙斯盾”系统的方案,主要原因之一是费用估计在1亿美元以上。另一个众所周知的例子是,印度从俄罗斯购买的“戈尔什科夫“号航母的升级改装,据悉其改装费用已经从2004年合同初定的9.74亿美元上升到20亿美元,严重影响了该航母的升级改装进度。

▲ 印度从俄罗斯购买的“戈尔什科夫”号航母。

此外,电磁兼容、隐身效果、战术使用等都会对水面舰艇的升级改装产生重要影响,需要通盘考虑,反复权衡,才能作出一个最优的改装方案。

水面舰艇进行升级改装之后,其综合作战能力往往能够得到极大的提升。如美国“宙斯盾”巡洋舰和驱逐舰,在继续保持强大蓝水作战能力的同时,还具备了较强的近海作战能力;澳大利亚升级后的“阿德莱特”级护卫舰,不仅增强了本舰的反导自卫能力,还大幅度提高了综合作战能力。因此澳大利亚“阿德莱特”级护卫舰升级计划项目负责人克里斯·詹金斯坦言,升级后的“阿德莱德”级是目前世界上同级舰艇中功能最为强大的护卫舰。



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