國外海軍艦艇升級改造現狀及趨勢

李堅波，史文強，李 楠

(1.駐江南造船(集團)有限責任公司軍代表室，上海 200011；2.中國船舶重工集團公司 第七一四研究所，北京 100012)

國外海軍艦艇升級改造現狀及趨勢

李堅波1，史文強2，李 楠2

(1.駐江南造船(集團)有限責任公司軍代表室，上海 200011；2.中國船舶重工集團公司 第七一四研究所，北京 100012)

升級改造是各國海軍艦艇發展的一條重要戰略途徑。本文針對各國艦艇裝備升級改造進行全面而深入的研究，明確艦艇升級改造的類型，探討促使艦艇裝備升級改造的動因，分析艦艇升級改造的內容特點，最后歸納艦艇裝備升級改造的發展趨勢。

海軍；艦艇；升級；改造

0 引 言

升級改造是各國海軍艦艇發展的一條重要戰略途徑。這主要得益于升級改造不僅能夠適應現代技術快速發展，更靈活地適應不斷變化的作戰需求，也能夠以較少的投入快速形成戰斗力，大量節省艦艇裝備建造費用。升級改造也因此將在未來海軍武器裝備建設中占有越來越重要的地位。

本文針對各國艦艇裝備升級改造進行全面而深入的研究，明確艦艇升級改造的類型，探討促使艦艇裝備升級改造的動因，分析艦艇升級改造的內容特點，最后歸納了艦艇裝備升級改造的發展趨勢。

1 艦艇裝備升級改造的分類

升級改造通過植入新的技術成果，局部改變現役或后續海上艦艇裝備的性能或功能，以較少的投入、較低的風險快速地形成新的戰斗力，靈活適應技術的發展和作戰需求的不斷變化。

海上艦艇裝備的升級改造對象較多，包括艦艇平臺、動力裝置、武器系統、電子系統等，不同裝備與系統升級改造的類型也不盡相同。而綜合從升級改造的對象、內容以及最終形成的結果可將艦艇裝備的升級改造分為以下3種形式[1-2]：

1)在役改裝

在役改裝是指利用新技術，改造現役武器裝備，提升其技術性能，擴展、改變使用功能或延長使用壽命。在這種形式的升級改造一般多為平臺或系統級的武器裝備所采用。諸如魚雷、電子系統、艦炮、動力系統在全壽期內基本上都會經歷這種過程。主要是由于艦艇裝備在服役一定期限后，不能滿足新的作戰需求，利用先進的技術對其改造就成為唯一可行的選擇。

如瑞典“蘭德索爾特”級獵雷艇在服役20多年之后，在2007年接受了中期改造，安裝了新型的武器和指揮系統、防空系統、聲吶系統，新增了遙控水下航行器(RUV)和水下定位系統，不僅提升了獵雷艇的作戰能力，也延長了服役期[3]。

2)再建改進

再建改進又稱為同型號后續改進，是指采用新的技術成果和方案，改進和完善同型號后續武器裝備的性能與功能。這種形式在艦艇裝備發展中日益增多，它是現代采辦制度發展的結果。特別是美國在21世紀確立的漸進式采辦制度將以往的一步到位式武器裝備采辦過程分為多個批次進行，使得艦艇裝備可以根據技術的發展、需求的變化以及以前批次反饋回來的使用經驗，對后續批次進行技術改進和完善，在不斷提升戰技性能的同時，也有效地避免了一步到位式采辦所帶來的技術風險和使用時間的滯后。

如美海軍主戰艦艇配備的常規對陸攻擊導彈“戰斧”(BMG-109C)經過Block2，Block3，Block4系列化發展歷程，最終形成的“戰術戰斧”具備了戰場實時效能評估的能力，并可以在作戰空域上空待機飛行，也可以與其他武器配合使用，增強了導彈的靈活性和響應能力，使導彈能夠快速精確打擊固定與移動目標，顯著提高了攻擊時間敏感目標的能力[4-5]。

3)改型

改型即指對已有型號設計改型，是根據作戰需求的不同，對現有武器裝備的設計方案進行改進，派生出新的型別，使其具備新的戰技性能或作戰功能發生變化。這種形式是艦艇裝備發展的常用手段，其優勢在于不僅可以降低研發風險，縮短研制周期，加快戰斗力的形成，也可使艦艇裝備能夠保持一定的延續性，減少全新型號給部隊帶來訓練、使用和技術與后勤保障上的不便，降低裝備的全壽期費用。

國外很多艦艇裝備都是通過這種形式發展出不同作戰功能的新型別，確立了“同一型號、不同型別”的發展模式。例如美國在20多年間發展了3型“阿利·伯克”級(DDG 51)驅逐艦，分別是I型、Ⅱ型和ⅡA型等3種型別(見圖1)[6-8]。

圖1 美國I型、II型和IIA型“阿利·伯克”級驅逐艦Fig.1 US navy Flight I/II/IIA Arleigh Burke class destroyers

2 艦艇裝備升級改造原因分析

2.1 適應艦艇裝備體系建設的需要

艦艇裝備的發展都是以遵循海軍戰略為出發點，服從整個武器裝備體系建設的需要。海軍戰略的調整，將影響整個武器裝備體系的建設。在新的海軍戰略指引下，要求構建新的武器裝備體系，也就需要重新審視和規劃艦艇裝備的發展。除了大力新研新建武器裝備外，對已有武器裝備進行升級改造成為構建新的武器裝備體系最快捷、最經濟的手段。

美國海軍自20世紀90年代初提出了由“大洋”戰略向“由海向陸”戰略轉型后，構建近海武器裝備體系已成為其海軍武器裝備發展的主導。近10年來，美國海軍一方面發展了多種適合近海作戰的新型武器裝備，如DDG 1000驅逐艦、近海戰斗艦等。另一方面，也加緊對“大洋”戰略下的產物進行升級改造，以將其納入近海武器裝備體系建設。其中一大舉措是將4艘“俄亥俄”級彈道導彈核潛艇改裝為巡航導彈核潛艇[9-10]。

2.2 滿足不斷變化的作戰需求

艦艇裝備的出現和發展，都是以特定時期內所需應對的威脅和挑戰為前提。然而研制出的艦艇裝備總是存在一定的“滯后性”，表現為隨著研制和服役周期的持續，艦艇裝備最初設定的使命不能滿足不斷變化的現實作戰需求。因此，對艦艇裝備進行升級改造，來迅速滿足不斷變化的作戰需求就成為一種必然。

加拿大在20世紀90年代初設計建造了12艘“哈利法克斯”級導彈護衛艦，最初主要是設計用于在大洋環境下執行反潛和反艦作戰。但隨著冷戰的結束，“哈利法克斯”級護衛艦作戰環境開始從大洋轉向近海，主要面對近海區域的空中、水面、水下威脅，以及在最初設計中未能考慮的如恐怖分子襲擊等一些不對稱威脅，加拿大海軍對“哈利法克斯”級導彈護衛艦進行了現代化升級改造，重點是改進和增強傳感器與武器系統，如安裝新型指揮與控制系統、升級電子戰系統、安裝改進型“海麻雀”導彈等，以提高護衛艦對付這些新威脅的能力。

2.3 適應新技術轉化為現實戰斗力的需要

技術發展是艦艇裝備發展的主要推動力。以信息技術為代表的高新技術發展迅速，促使電子系統和武器系統的換代周期縮短，應用節奏加快，使得“一代平臺、多代負載”的裝備發展規律更加凸顯。特別是對于艦艇平臺，電子系統和武器系統的更新換代直接提升了艦艇平臺的作戰性能，持續推動著艦艇平臺煥發出新的活力。

隨著電子信息、計算機為代表的先進技術源源不斷地向武器裝備中滲透，武器裝備的升級改造也迎來了一輪熱潮。其中呈現出的特點之一，通過采用標準化電子器件，計算機技術的普及應用使得武器的可靠性、自動化程度進一步提高。在這種背景下，根據美國海軍的需求，FMC公司開始對MK45艦炮進行技術升級，重點是提高可靠性，便于維修。同時，對艦載MK86火控系統的硬件和軟件進行了一些改進以適應對半主動激光制導炮彈的制導與控制，最終形成了MK45-2型艦炮[11]。

2.4 作戰經驗的總結

戰場是武器裝備最好的試驗場。很多新型武器裝備在服役使用后，有可能出現不適應海上環境、本身存在技術缺陷以及不能完全滿足既定的作戰使命等一系列問題。解決這些問題唯一有效的方法是對艦艇裝備進行升級改造。通過這種“使用-反饋-改進”的閉環過程，總結武器裝備在使用過程中存在的問題，并及時反饋給武器裝備研制部門加以改進，來不斷完善和提高艦艇裝備的性能，始終保持艦艇裝備的先進性。

澳大利亞在20世紀90年代初開始建造的“柯林斯”級攻擊型潛艇在服役后諸多技術問題，如螺旋槳尾軸部位的密封性不好，存在嚴重的海水泄漏問題；在實際使用過程中發現通信桅桿的工作可靠性差；作戰指揮系統存在不足和缺欠等，已經對該級潛艇的性能造成了較為嚴重的影響。為了盡快解決“柯林斯”級潛艇存在的問題，澳大利亞采取了近期與遠期相結合的方案，進行多項升級改造，以提升其性能[12-13]。

2.5 延長海上武器裝備服役期的需要

艦艇平臺一般服役期約為30年左右。在新老艦艇更替的時間段，在新艦形成戰斗力之前，為避免出現因艦艇平臺退役可能出現的作戰能力空缺，或者因經費不足無法購買新艦的情況下，有可能會繼續使用即將超過服役期限的艦艇平臺，這就需要對老艦艇實施延壽改裝。

在這種情況下的升級改裝一般會在艦艇平臺平均服役約18年左右進行，因此又稱為中期改裝。美國從2006年開始對服役近20年的“提康德羅加”級巡洋艦進行現代化改裝，計劃將其服役期延長至40年。印度1986年從英國購進1959年服役的“維拉特”號航母后，對其進行了延壽改裝，1999～2000年、2004年又進行了2次延壽改裝，現在又一次對其實施維修和升級計劃，以使該航母服役壽命延長到2012年。澳大利亞在70年代末從美國購進了4艘“佩里”級護衛艦，從2004年開始對這些艦進行延壽改造，希望使其能夠服役到2020年[14-15]。

3 艦艇平臺升級改造的主要內容

3.1 對船體結構進行局部改進，優化艦艇航行性能和完善船體結構設計

船體結構改進主要有2種方式：一種是在現役艦艇的船體結構上進行局部改進；另一種是在后續艦的設計上加以改進，以此來優化艦艇的航行性能和完善船體結構設計。如為減少航行阻力，節省燃料，以及可以容納聲吶導流罩，美國海軍計劃為DDG-51級驅逐艦安裝一種新型球鼻首。

“尼米茲”級航母島式上層建筑也在不斷改進，前8艘艦的島后方設置了一個天線桅桿，到第9艘“里根”號，該桅桿已轉移到島上，以騰出更多的飛行甲板面積。

圖2 美國海軍為DDG-51驅逐艦開發的新型球鼻首Fig.2 New cobra bulbous bow of DDG 51 exploited by US navy

圖3 “里根”號航母的“島”式上層建筑與 之前航母比較示意圖Fig.3 The comparison of island superstructure between CVN Reagan and other Nimitz carrier

3.2 換裝新型艦載武器系統，增強艦艇的作戰能力

艦艇平臺服役期一般為30年左右，而艦載武器系統更新換代周期更短。為此換裝新型艦載武器系統成為艦艇平臺升級改造的重要內容。如垂直發射系統發射效率高、全方位攻擊、裝彈容量大等優點得到各國海軍的青睞，目前不僅是新造艦艇大量配備了垂直發射系統，而許多國家為了提升在役艦艇的作戰能力，也為舊的艦艇平臺改裝垂直發射系統。德國在第2批212A型潛艇上集成了光纖制導導彈系統IDAS(潛艇交互式防御和攻擊系統)，除了可以攻擊直升機之外，也可以攻擊沿海陸地目標。

對于艦炮而言，炮塔采用隱身材料、先進制造工藝以及炮塔外形隱身設計成為升級改造中的一項重要內容。瑞典57 mm艦炮從MK1型—MK2型—MK3型的發展演變過程(見圖 4)，其炮塔隱身性能不斷得到提高。MK2型在炮塔外形上較MK1型有了較大改觀，從而改善了它的隱身性；MK3型在Mk2型基礎，更加凸現其高超的隱身性能。這款最新一型艦炮從外觀上看最大亮點就是其獨特的炮塔外形設計以及炮管不使用時可以縮回炮塔內的設計理念，可以說是艦炮發展歷上的一個創新之舉，使艦炮隱身技術發展邁向一個新臺階。目前，美國正在開發的155 mm先進艦炮系統也在效仿MK3型艦炮的做法。

圖4 瑞典57 mm艦炮的發展演變Fig.4 The development of Swedish 57 mm naval gun

3.3 換裝新型的電子信息設備，提高艦艇的信息化水平

隨著科技的不斷發展，通信、導航、聲吶等電子設備的性能不斷提高，各國海軍在進行艦艇的升級過程中，也注重安裝新型的電子信息設備，提高艦艇的指揮、控制、通信、計算機和導航及探測和定位能力，實現平臺與平臺間戰場信息的實時共享和雙向交流，增強艦艇的信息化水平。美國海軍已經將DDG-51驅逐艦IIA型的宙斯盾作戰系統升級到7.1基型、將SPY-1雷達的D型升級到V型、升級協同作戰能力(CEC)裝備、安裝“納爾卡”有源電子假目標誘餌等。

采用開放式體系結構賦予了艦載電子系統更強的生命力，更易于升級改造。因此，世界各海軍強國在艦載電子系統升級改造過程中往往很重視采用開放式、分布式體系結構。美國AN/SPY-1雷達在設計之初和升級改造過程中就灌輸了開放式結構的思想，采用模塊化設計，實現了功能模塊化，可使系統某一功能在2條線路上保持獨立，這樣，若某一線路損壞，不致于使整個系統失效，大大提高了系統的可靠性。而AN/SPY-1E雷達則采用了基于商用現成器件的開放式系統結構，使得系統易于更新，并且易于采用新的雷達波形和數字信號處理技術。

法國的SENIT8艦艇作戰系統也采用了全分布式體系結構。荷蘭的SEWACOⅪ型系統采用分布式體系結構對之前的型號進行升級改造，并配備新型SMART-L三坐標雷達。

3.4 注重艦艇的電氣化改造，提高艦艇的自動化水平

電氣化是艦艇平臺的技術發展方向。應用先進的電氣化技術能夠使艦艇的運行更加具有效率，大幅削減艦艇人員數量，降低艦艇維修保障的費用，從而提高艦艇的可承受性。自從美國于1995年提出旨在改進艦艇平臺電氣化的“智能艦”項目以來，已有27艘“提康德羅加”級巡洋艦完成了改裝。每艘“提康德羅加”級巡洋艦在經過智能艦改造后，艦上每周的工作量整整減少了9 000人時，即減少30%，由此而使艦上人員從原來的376人減為328人，進而使得每艘巡洋艦每年可以節約直接費用、間接費用和技術保障費用約為260萬美元。美國海軍還計劃用智能艦項目的相關技術，改裝57艘“阿利·伯克”級驅逐艦，使改裝總數達84艘。

4 艦艇裝備升級改造發展趨勢

4.1 升級改造已經成為艦艇裝備的一種常態化發展方式

冷戰后，由于軍費的大量縮減，各國研制新型海上武器裝備的規模也被迫壓縮，主要海軍強國開始依賴于通過升級改造，來提升作戰能力，滿足新的作戰需求。時至今日，盡管各國對海上武器裝備研制的投資有增無減，但升級改造也繼續得到各國的重視，已經成為外軍海上武器裝備的一種常態化發展方式。

例如美國海軍現役水面主戰艦艇幾乎都經歷3次以上的升級改造。澳大利亞海軍2004年7月啟動名為“海洋”1390項目，計劃耗資4.23億美元對“阿德萊德”級護衛艦中的4艘進行升級改造，全面提升該級護衛艦的防空、反導和反潛能力。在2005年又實施了名為“海洋”1448項目，耗資3.73億美元對現役8艘“安札克”級護衛艦進行全面升級改造，增強其反艦導彈的防御能力。

4.2 艦艇裝備升級改造日益向與研制過程一體化方向發展

為實現以最小的成本持續不斷地提升武器裝備的性能，各國也非常重視在研和在建艦艇裝備未來升級改造的需求。其主要實現手段是通過漸進式采辦來實現。

美國CVN-21航母在研制時充分考慮改裝和升級要求。美航母計劃辦公室明確指出，要求CVN-21航母的作戰指揮系統具有“可重新配置性”。在CVN-21的設計中，不僅采用開放式體系結構設計，方便今后的系統升級，特別是電子信息系統的升級和換裝，也重點考慮了作戰指揮艙室的布置，采用雙層甲板，電纜布置在雙層甲板間，方便電纜的拆除和重新安裝，指揮艙室的艙壁設計成活動式，當需要增加指揮功能時，能夠輕易地對指揮艙室進行擴大。

4.3 升級改造正在促成艦艇裝備體系精簡化

升級改造和新研新建是艦艇裝備建設的2條基本途徑。各國在進行艦艇裝備建設時，一方面加大了對現役艦艇裝備的升級改造，挖掘現役艦艇裝備的潛力，堅決淘汰潛力不大或不具備改造價值的艦艇裝備。另一方面，為了避免新研新建帶來技術風險，外軍更多地依靠對性能優越的現役艦艇裝備進行改進，來發展新型的艦艇裝備。

美海軍在90年代一些性能優秀的現役艦艇的基礎上改進發展不同功能的作戰艦艇，同時大量退役70、80年代發展的作戰艦艇，促使主戰艦艇的型號大幅度減少。時至今日，美海軍依然延續這種武器裝備發展思路，在“尼米茲”級航母的基礎上改進發展了“福特”級航母，在“黃蜂”級兩棲攻擊艦的基礎上改進發展了LHA-6兩棲攻擊艦。升級改造已經成為美國海軍實現武器裝備體系精簡化的重要途徑。

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[15] Jane′s Fighting Ships 2012-2013[M].IHS,2012.

The current situation and tendency of foreign naval warships′upgrading and reconstruction

LI Jian-bo1,SHI Wen-qiang2,LI Nan2

(1.Military Representative Office of Jiangnan Shipyard，Shanghai 200011,China;2.The 714 Research Institute of CSIC，Beijing 100012，China)

Upgrading and reconstruction are one of the important strategic approaches for the development of naval warship. The article conducted a comprehensive and in-depth research on the upgrading and reconstruction of naval warships′ equipment in several countries. From the results, we obtained the types of upgrading and reconstruction, and discussed the causes that promote the actions. In addition, not only the features of warships′ upgrading and reconstruction content were analyzed, but also the development tendency was concluded.

navy; warship; upgrading; reconstruction

2014-09-11

李堅波(1983-)，男，碩士，工程師，研究方向為艦船總體研究與設計。

U674.71

A

1672-7649(2014)12-0192-06

10.3404/j.issn.1672-7649.2014.12.044