DDG-1000始于1994年开始的DD-21项目,脱胎于早期的“武库舰”计划。主要任务是为岸基部队提供精确打击与持续饱和火力支援,并对陆地目标实施独立攻击,保留并强化原有的防空、反导能力。
2号舰
随着国际局势的变化,原本计划建造19艘的DDG-1000驱逐舰,最后只有三艘建成,分别是:
1号舰“朱姆沃尔特”号,舷号DDG-1000,2016年10月服役;
2号舰“麦可·蒙苏尔”号,舷号DDG-1001,2016年1月下水,2019年1月服役;
3号舰“林登·贝恩斯·约翰逊”号,舷号DDG-1002,2018年12月9日下水,2021年9月进行了第一次海试。林登·贝恩斯·约翰逊是美国第36任总统。
虽然DDG-1000驱逐舰建造数量较少,但是也是代表了全球最先进的驱逐舰水平,其众多的创新技术,会逐步运用到其他美国海军舰艇上,为下一步美国驱逐舰的建造提供更多的技术验证。DDG-1000的满载排水量14564吨,全长182.8米,虽然名义上是驱逐舰,但是已经达到了巡洋舰的标准了。
与阿利·伯克级导弹驱逐舰相比,DDG-1000的水面火力、反导能力提高了3倍,防空能力提高了10倍,近海作战能力提高了 10倍,雷达辐射面减少到1/50。虽然长度和重量都超过了现有驱逐舰,但人员却只是伯克级的一半。
DDG-1000之所以成为目前最为先进的驱逐舰,主要是采用了四大关键先进技术
一、全面隐身
DDG-1000的满载排水量达到了14564吨,全长182.8米,全宽24.6米,吃水8.4米。如此巨大的战舰,雷达反射面积会非常巨大,未来对手的舰载、机载、岸基等对海攻击武器会对其造成巨大威胁。在1994年DD-21项目的《任务需求书》、《作战使用需求书》就要求新型驱逐舰必须采用新型船型、材料、共形天线等设计,以使该舰具有极小的雷达反射面,以及较低的磁、声与红外信号特征,降低被探测的可能性,并提高其生存性。
DDG-1000在船体的选型上也考虑过多体船方案,但是船厂对双体船和三体船的建造经验不足,承建的风险过大,最终选择了单体船型。但是如果采用传统单体船型,即使船体采取隐身设计,仍然会在海浪中摇摆产生趋近垂直的雷达反射面,难以取得较好的隐身效果。为了隐身,DDG-1000采用了隐身性能极佳的仿古穿浪内倾单体船型。
研究发现,穿浪内倾单体船型采取干舷和上层建筑内倾设计,从上到下的截面均是逐渐向内收缩的倒“V”字型,可将敌方水面舰艇或掠海飞行导弹的照射雷达波反射到空屮,偏离原来的发射源。而且,这种船型的航行阻力远低于传统单体船,不容易因舰身摇摆而破坏整体隐身性能。这种船型也就造成了DDG-1000与目前大多数的驱逐舰有明显的外挂差异,非常容易辨认。
一战之前,就有战列舰采用这种内倾结构
DDG-1000的上层建筑采用了一体化结构,将传统的舰桥、烟囱的排烟道、直升机库等所有上层建筑全部融为一体,而且将所有的雷达、天线等全部融合到上层建筑的表面,几乎没有突出部位。
DDG-1000的整个上层建筑基底长约60.96米,宽约24.38米,是世界上最大的舰船复合结构。整体造型由下往上向内收缩以降低雷达反射截面积,共分为7层,由雷声公司负责设计。
上层建筑外壁上有70个内置的天线开孔,用来安装舰上所有的射频天线,都以平面阵列天线的形式安装在上层建筑表面。只有一个传统的旋转式雷达天线(如导航/直升机管制雷达)安装在上层建筑顶端一个六面体锥形结构内。该锥形结构的材料采用“频率选择材料”,只有符合该孔径天线波段的电磁波能够进入上层建筑,敌方雷达的电磁波都会被吸收,可大幅降低雷达反射截面积。
由于采用了集成复合上层建筑,内部的电子设备不再暴露在外面,免受风、水、烟、雾等环境影响,电子系统的故障率与维修成本将大幅降低。
除了电磁信号外,美国海军对红外信号也进行了抑制处理。动力系统的废气首先通过海水冷却,然后再通过空气冷却,经过两次降温后再由顶部的排气口排出。
舰艇在降噪方面采用减震浮筏、低噪设备、机械装置隔音罩等降噪措施,将水面航行时的噪音降至110分贝,与后期型的洛杉矶级攻击核潜艇相当,反潜能力进一步增强。
二、综合动力技术和全电推进
DDG-1000采用综合动力系统和全电推进方式,由涡轮发电机组、配电系统和推进电机三部分组成。涡轮发电机组包括主涡轮发电机和辅助涡轮发电机,分别由2台MT-30燃气轮机和2台4500型燃气轮机驱动。MT-30燃气轮机是在波音-777客机用的“瑞达800”航空发动机上改进而来,单机功率可达40兆瓦,热效率达到40%,主要部件的大修间隔为24000小时,舰上可维护的平均故障间隔约为2000小时,具有十分优异的可靠性和可维护性。
DDG-1000的综合动力系统中,主机的动力将全部用于发电,然后由电力驱动船上所有分系统,既可提供交流电,也可提供直流电,以便用于推进、生活设施和作战系统。在全功率情况下,航速将超过30节。如果一台主燃气轮机故障,则该发电机组可以被隔离,航速还可以达到27节。而目前世界大多现役军舰的动力系统和其它系统都是分离的,主发动机产生的能量主要用于推进系统,而舰用传感器、武器系统等均靠专用发电机组提供能量。
另一方面,综合动力系统和全电推进方式不需要减速齿轮箱及大量复杂机械装置,发动机组直接与推进电机相连接,机械噪声和振动大幅下降,同时整个动力系统的维修成本、故障率、系统复杂度等皆可大幅降低。
三、双波段雷达系统
双波段雷达系统包括X波段的SPY-3多功能雷达和S波段的SPY - 4体搜索雷达,由洛克希德马丁公司和雷声公司共同研制。
SPY-3是一种固体有源相控阵雷达,低空搜索性能优异,特别是对高超音速、掠海飞行的反舰导弹具备很强的探测能力,可为各种舰载导弹提供目标指示,包括“改进型海麻雀”、“标准”-2/3导弹以及未来的巡航导弹。天线尺寸2.72x2.08米,重约2.5吨。
SPY-4则是一种S波段有源相控阵警戒雷达,具备三维搜索能力,作用范围从低空到高空,作用距离可达500千米,主要是进行广域搜索、跟踪,并负责海上的气象观测。天线尺寸4.06 X3.86米,重约10吨。
两部雷达的天线孔径以共坐标的形式工作,最大限度地利用了雷达资源。两个波段均能与舰载导弹系统进行无缝连接,实现数据的传输,尤其是在进行多通道引导作战时,当一个波段负荷过重时,另一个波段能够分担其任务。
四、先进垂直发射系统
DDG-1000安装了 80具MK-57 “先进垂直发射系统”,这是由联合防卫公司与雷声公司联合研制的。这是美国海军第一种采用开放式结构设计的垂直发射系统。由于开发程度较高,MK-57能在不对发射装置做重大改进的前提下发射现有的垂直发射导弹外,当需装备一种新型导弹时,MK-57无须修改发射系统本身的控制软件和硬件,只需要更换新的导弹控制与软件接口即可。由于MK-57的发射筒内径比MK-41大很多,能装填MK-41容纳不下的武器,必要时还能够发射弹道导弹。
MK-57 垂直发射系统的安装位置也与现有的绝大多数的垂发不一样,DDG-1000将MK-57系统设于舰体两侧,远离船体重要区域。即使中弹发生爆炸,爆炸力量也会被导向船外,从而有效提高战舰的生存能力。
革命性的战斗力
试验表明,DDG-1000经过全隐身设计后,1.5万吨战舰的雷达反射截面仅与一艘小渔船相似,为现役驱逐舰的1/64。现有的对海搜索雷达对其探测距离将会缩短近80%-90%。现役的“鱼叉”、“飞鱼”等反舰导弹,大多采用主动雷达末制导方式。为了避免捕捉一些太小的低价值目标,在其制导系统中设定了最小RCS门限值,而DDG-1000的RCS值会低于大多数导弹的门限值,这就导致即使对DDG-1000发射了反舰导弹,也会因导弹的末制导受限而无法发现和锁定目标。
DDG-1000也可根据需要将其航行特征伪装成小型渔船或商船,或混杂在渔船、商船中,使对方不能通过雷达识别出目标的性质。
目前海上作战,为了寻求较强的海上打击力与防护力,通常以编队的形式活动,有时为了提高作战能力,编队比较庞大,比如双航母战斗群。而DDG-1000全隐身舰艇的出现可能会改变这种状况,海上编队将趋向小型化甚至单舰作战,一方面为了使自身的隐身优势得到充分发挥,隐身舰艇组成编队不宜庞大,另一方面隐身舰艇的生存能力已得到提高,因此编队的战舰组成数量不需要过多。
未来定向武器搭载能力
DDG-1000驱逐舰先进的综合动力系统能够产生78兆瓦的电力,在经济航速下仅有25%的能量用于战舰航行,其余约75%可用于武器、生活等其它系统。该舰的富裕能量是常规舰艇的4-6倍。有了如此强大的电力系统,才可以安装和使用诸如电磁轨道炮、高能激光器等先进武器。作为未来至少10年中唯一可用的定向能武器平台,DDG-1000将帮助海军把这些新装备逐一投向海洋,最终作用于海上作战样式、战术、战略等各个层面,从而产生革命性的质变。
DDG-1000驱逐舰如果装备电磁轨道炮,每分钟可发射12发炮弹,其初速为2.5千米/秒,打击目标时速度为1.5千米/秒,1枚9.1千克重的弹丸就能击穿数十英尺厚的加厚混凝土防御工事。而激光武器更是在防御对抗反舰巡航导弹方面独具优势。
有优点也有缺点
DDG-1000驱逐舰除了价格昂贵,连美国都不能批量建造外,最大的问题就是那2门主炮,装备的那2门62倍口径155毫米的AGS舰炮,纸面数据非常先进,但是发炮弹的价格达到了80万美元,而射程只有100多公里,海军直接用不起。一枚战斧巡航导弹的价格也就这个价格,射程2000多公里,这炮的性价比确实不高。2门舰炮重达170多吨,而且占据了舰体整个首部空间,确实非常浪费。2022年计划对主炮进行拆除。
DDG-1000驱逐舰虽然有这样那样的缺点,但是却不能掩盖它是目前世界上最先进的驱逐舰,它的诸多技术将引领全球海军的发展。
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