美國海軍LCS項目探秘

中國船舶工業集團公司第七○八研究所 劉方琦

美國海軍LCS項目探秘

中國船舶工業集團公司第七○八研究所 劉方琦

上世紀90年代，受到丹麥海軍STANDARD FLEX概念的啟發，美國海軍也產生了建造一型未來型低端水面戰斗主力艦的想法。隨著電子技術、機器人技術以及快速重構技術的發展，最終提出了瀕海戰斗艦（Littoral Combat Ship，LCS）建造計劃。目前，LCS已服役6艘，在建12艘，計劃中8艘。但由于預算縮減，該計劃的總造艦數量由最初的82艘減少至不超過40艘。

冷戰結束后美國海軍的主要任務是由海向陸地投送武器與兵力，作戰強度大大降低。因此，為取代“佩里”級導彈護衛艦，美海軍計劃建造一種快速靈活、成本低、網絡化的多功能小型艦船。

概念及需求

LCS概念的提出是基于廣義的水面戰斗力量輸送戰略，認為未來大部分威脅都產生于淺水區域，因此在LCS的任務需求中近岸淺水區域甚至河流內的靈活作戰能力至關重要。同時由于現代艦艇的實際服役時間大多在30年以上，因此對艦載電子系統和武器裝備的可升級能力也提出了較高要求。

2001年，美國海軍取消了DD-21大型驅逐艦計劃、重新定義需求為DD（X），并提出了新一代防空巡洋艦CG（X）以及LCS兩個計劃。2002年，公布了LCS的任務需求說明，其任務包括：瀕海反艦作戰，特別是針對敵方小型船舶；瀕海水雷對抗作戰；瀕海反潛作戰；情報搜集、監視與偵察；本土防衛、海上攔截；特種作戰支持；人員和物資運輸。

該計劃下新建的LCS將用于代替56艘陸續退役的老舊艦艇，包括30艘FFG-7“佩里”級導彈護衛艦、14艘MCM“復仇者”級反水雷艦以及12艘MHC-51“鶚”級近海掃雷艦。

LCS設計

瀕海戰斗艦原計劃造價為2.2億美元/艘，要求排水量2500t以上，最大時速40kn以上，同時續航力達到1500nm。兩家制造商參與了競標，洛克希德·馬丁聯合芬坎蒂尼提出了“半滑行”鋼質單體船設計，通用動力聯合奧斯塔推出了鋁制三體船設計。美國海軍本來計劃讓兩家制造商各建造一艘示范艦，然后兩者選優，由中標者再建造10艘。然而，由于各種原因，最后海軍決定同時采納兩個設計。

期間，由于預算不斷飆高，美國海軍曾于2007年下令兩家船廠終止建造。經過約兩年的重新評估，2009年又重啟該計劃。

●“自由”級濱海戰斗艦

首艘LCS-1“自由”號瀕海戰斗艦在威斯康辛州的馬林內特船廠建造，2005年6月鋪設龍骨，2006年9月下水。2008年11月8日正式服役，母港為圣地亞哥。2010年2月16日離開梅波特海軍基地進行第一次部署，比預定時間提前了兩年。目前，該級艦建造合同共授予了13艘，其中已服役3艘，分別是LCS-1“自由號”、LCS-3“沃斯堡”號和LCS-5“密爾沃基”號。

“自由”級為雖然是單體船，但采用了半滑行船體設計，利用高速航行時船體對水面的壓力而使船體上浮，船頭翹起，船體接觸面隨速度的增加而減少，達到減少摩擦阻力和興波阻力、提高航速的效果。“自由”級采用鋼制船體和鋁制艦橋的設計，以減輕重量，降低重心。

為使這種非傳統的單體船達到40kn以上的速度，“自由”級配備了2臺RR MT30燃氣輪機和2臺柴油機，燃氣輪機的單機功率為36MW。相比之下，英國新建的65000噸級航母也只用了2臺MT30和4臺柴油機，可見“自由”級功率需求之大。主機功率通過4臺750kW的柴電機驅動4個RR Kamewa噴水推進器，其中位于舷外的2個推進器為固定的，而中間的2個推進器方向可調，以此提高艦船的操縱性。據稱，該艦可沿碼頭“行走”，不需拖船輔助完成靠泊，且曾經在90秒內零半徑轉彎。

“自由”級任務艙總面積為604m2，分為一個濕艙（可通過右舷側門或尾跳板收放小艇等）和兩個可重構室（用于儲藏任務模塊和小艇及備件等），艙室之間設有水密門。當進行尾部收放操作時，通過任務艙頂部貫穿的三軸行車系統將小艇放置到跳板上，進行人員和裝備裝載，隨后開啟尾門，放下跳板，小艇即可滑入水中。整個操作過程只需3人操作，耗時僅2分鐘，操作效率大大提高。對于遠程獵雷系統和水面無人艇等不適宜通過跳板收放的載具，可用折疊吊臂將其吊至舷外進行操作。

盡管LCS僅有傳統艦艇的三分之一尺寸，但其飛行甲板面積卻是傳統艦艇的1.5倍，直升機可以不受限制地起降。“自由”級的飛行甲板按照美國海軍所有水面戰斗艦艇飛行甲板風速包絡線的最大值進行設計，意味著直升機可在相對風速為55kn時安全降落在甲板上。另外，由于飛行甲板位于水線以上6m，且控制塔位于飛行甲板正上方，這些設計特點都有利于保證直升機安全起降。

“自由”級LCS的直升機庫面積為435m2，可停放2架H-60黑鷹直升機。美海軍更傾向于停1架H-60和3架Fire Scout無人機，這樣便可將20x8x8 ft的CONEX吊掛集裝箱一并儲存在機庫內。機庫內有電梯通向下方的任務艙。

武器系統由57mm口徑炮、21管RIM-116防空導彈和12.7mm口徑機槍三部分組成，位于機庫上方的武器模塊庫內。

“自由”級艦橋控制系統可能是美國海軍所有艦艇中自動化程度最高的，船員可利用自己的個人電腦接入局域網，以獲取艦上的涉密或非密信息。全艦共有超過8000處計算機系統監測點，大大超過“阿利·伯克”級驅逐艦的2500處。所有的信息都被顯示在綜合控制系統的顯示屏上，包括火災報警、進水報警以及油壓、油溫監測等。駕駛室兩側延伸出的橋翼可方便靠泊操作。

“自由”級的主要作戰系統為COMBATSS-21，在宙斯盾作戰系統的開放式結構組件的基礎上，結合加固的集成通信技術計算環境。與其他艦船通用的作戰系統是“自由”級艦的一大優勢，不僅方便聯合指揮作戰，而且可減少船員培訓花費的額外時間和金錢成本。

●“獨立”級瀕海戰斗艦

瀕海戰斗艦采用澳大利亞的奧斯塔公司設計的三體船技術，船殼由奧斯塔在亞拉巴馬州的莫比爾船廠生產，然后由通用動力巴斯鋼鐵廠進行總裝。2010年以后建造的LCS-6及后續艦皆由奧斯塔總裝。已服役的三艘艦分別是LCS-2“獨立”號、LCS-4“克羅納多”號以及LCS-6“杰克遜”號。2014年，“獨立”號參加環太平洋軍演，出色地完成了航母護航、戰斗打擊和浮式前沿平臺等任務，隱身能力也得到了驗證。

“獨立”號鋁制三體船的外形充滿未來科技感，一些士兵昵稱其為“克林貢戰艦”，奧斯塔的設計團隊曾在加那利群島的一艘渡輪上成功應用過這種高速三體船設計。由于船寬增加，“獨立”號上的飛行甲板、機庫和任務艙面積都相應增加，相比傳統船型，穩性也大大提升。

動力系統方面，除2臺GE LM 2500燃氣輪機、2臺MTU8000柴油機和4臺發電機外，還有1臺小型柴油機用來驅動位于艏部的Azi可回收式推進器的液壓泵。艉部的四臺噴水推進器均為可旋轉式。艏部推進器不僅能提升船舶操縱性，還能作為應急推進，提升了艦艇的生存能力。

“獨立”號的任務艙是一個4.6m高27.4m寬，長度約為全長一半的巨大空間，可存放兩個任務模塊。武器系統配置與“自由”號基本相同，三個武器模塊區分別位于艏部的艦炮后方和兩側舷側。任務艙可通過右舷后部的滾裝跳板裝卸裝備和貨物，且能允許地面車輛駛入任務艙內。頂部有一臺雙臂可伸縮吊機（TBEC）用于小艇的收放，通過尾門伸至水面上方。

“獨立”號的飛行甲板面積為678m2，是整個美海軍水面戰斗艦艇中最大的，幾乎接近兩棲運輸登陸艦的飛行甲板面積，可供兩架展開旋翼的SH-60“海鷹”號直升機同時停放。GD設計團隊稱，“獨立”號的甲板面積和結構強度亦可供CH-53“超級種馬”重型直升機起降，但并未驗證。甲板距水線高度為10.67m。艦載牽引系統為MANTIS智能牽引車系統。

“獨立”號的戰斗指揮系統集成在駕駛臺橋樓上，稱綜合指揮中心（ICC）。駕駛臺類似飛機駕駛室，一部分顯示器被放置于上方，保證了更好的視線，ICC位于駕駛臺后方。另外，通過船上的局域網，船員可以用個人電腦在任何地方登入系統獲取信息。任務模塊指揮中心與ICC獨立，稱ICC-2，主要職能為操作無人裝置UAV等，但也可獲取ICC和駕駛臺信息。

任務模塊

LCS與以往海軍艦艇最大的區別為，除艦上裝備的最基本的系統外，預留40%的空間用于靈活裝載任務模塊，作戰能力由任務模塊決定，任務模塊可以根據需求在24小時內更換、測試并投入作戰。美海軍購買的三個任務模塊分別為水雷戰（MIW）、反潛戰（ASW）和水面戰（SUW）。

MIW包括AN/WLD-1遠程獵雷系統、AN/AQS-20A聲納探雷系統、有機機載水面感應掃雷系統、機載激光水雷探測系統以及機載滅雷系統。

ASW包括“海爪”海底監視系統、海底陣列聲波監測系統、帶遠程拖曳主動源的和多波段轉換器的半潛式AN/WLD-1遠程獵雷系統，以及可以從MH-60R部署的系統（MK 54魚雷、聲納浮標、AN/AQS-22機載低頻聲納）和無人水面載具等。

SUW包括MK46型30mm艦炮和改進型非視距精確攻擊彈藥導彈系統（NLOS），MH-60R直升機裝備機炮和“地獄火”導彈。

數量與質量的權衡

在美國之前，瑞典、英國、挪威已率先驗證了這種隱身性能好、高航速、機動靈活、自動化程度高的小型近海作戰艦艇來完成瀕海水面作戰、反水雷和反潛任務的效能。而美國LCS的性能更出色，“自由”號能夠在2個船長的距離內從30kn的航速立即停泊，在3個船長的距離內以30kn的航速突然轉彎，全速航行時，可在7個船長的距離內作360°回轉。“獨立”號在演習中面對4艘敵方艦艇作戰，2小時未被發現和定位。

然而美國海軍建造LCS的初衷是希望在不損失戰斗能力的前提下，以較小的成本快速補充艦隊數量，目前來看這兩個目標都沒有達到。自服役以來，LCS一直被人詬病，花了5億美元的造的現代化艦艇卻只能用來打擊海盜和走私。2014年1月，國防部宣布LCS總購買數量止步于32艘，有消息稱，海軍已向國防部提交了建造LCS升級版——小型水面戰斗艦（SSC）的建議，總計建造數量52艘。

由上圖可以看出，LCS的單艦建造成本并沒有比“佩里”級護衛艦減少太多，而且由于維護成本高且服役時間短，其全壽命周期年平均成本較高，已接近“阿利·伯克”級驅逐艦。

根據海軍對LCS的定位，LCS的生存能力為Level 1+，指帶有額外防護的Level 1水平，低于“佩里”級護衛艦Level 2的全面生存能力，僅意味著當LCS被敵方火力損傷時可以從戰斗區域撤離。“自由”號使用鋁制上層建筑減輕重量，因此也有人認為LCS的高航速是用犧牲生存能力換來的。為降低建造成本，美國海軍根據蘭德公司的建議選用ABS的民用高速艇規范進行建造，這就更令人擔心其在真正作戰環境中能否有效自保。

另外，美軍對于“即插即用”式任務模塊的構想也有些過于理想化。首先，這種做法不可避免的會導致本體結構和交互系統的復雜化，提高建造成本。其次，由于船舶操作和模塊操作是由兩組艦員獨立進行，兩種船型、三個模塊給艦員培訓增加大量工作量，而且給艦員配備帶來困難。一個實際的情況是，“自由”號服役以來艦員超負荷工作的情況十分普遍，平均每天的睡眠時間僅為6小時，負責任務模塊的艦員往往還需要額外承擔嘹望或機器維護等工作，水面戰模塊的崗位重疊甚至是100%。最后，更糟糕的是，他們還不得不面對更換任務模塊只能回到美國船廠內進行，且耗時數日的殘酷現實，也就是說進入戰場的瀕海戰斗艦只能以單一能力行動，無法更換任務內容。

目前，美國海軍已著手研究武力更強大、生存能力更強的改進型瀕海戰斗艦（SSC），著重優化其防空、反艦和反潛能力，將更適合航母護航任務。預計首艘訂單將在2019財年簽訂。