DD(X)是美国海军研发建造的未来驱逐舰。美国海军内任何有关转型的讨论都必须从DD(X)开始,以DD(X)为首的水面舰艇家族对美国海军的未来是至关重要的,而对实现美军全球战略调整更是如此。
计划概述
年9月,美国海军通过《21世纪水面作战舰艇(SG-21)任务需求方案》。年1月23日,该方案获得美国国防部批准。自此,SG-21开发计划启动。年6月提出对陆攻击驱逐舰设想,同年10月得到批准,SG-21随即变成DD-21,DD-21具备隐身性能,采用全电力推动,火力远远超过前型驱逐舰,人员编制只是现役驱逐舰的三分之一。这些特点受到美国国防部的认可。年7月4日,时任美国总统克林顿将DD-21级驱逐舰命名为“埃尔默朱姆沃尔特”。埃尔默朱姆沃尔特曾任美国海军部长、四星海军上将。
年11月,在小布什政府上台不到一年的时间里,DD-21计划又被调整更名为DD(X)计划。这是因为美国国防部新领导阶层决定将美军转型为反应更迅速、更精简、更具战斗力的部队。而海军未来必须拥有能征战全球任何海洋的舰艇;它能够完全有效对付任何海陆空威胁,能够精确攻击敌方内陆数百公里内的重要战略中心。能够以迅猛的火力摧毁有战术价值的目标,这种舰艇就是下一代驱逐舰DD(X)。
DD(X)驱逐舰计划是美国海军为获得21世纪上半叶优势而制定的,但是,该计划进展并不顺利,进度一再推迟。
问题分析
技术保障DD(X)驱逐舰关键技术采取“模块化”发展策略,将十余项关键技术分别分装在十个工程发展模块中,原本是想降低技术风险和加快技术成熟的步伐,而技术问题就出现在这些模块上,十大工程发展模块一半左右有问题,迫使计划延期。年9月,美国总审计署评估DD(X)驱逐舰计划时,认为至少综合电力系统、自主灭火系统、双波段雷达(包括立体搜索雷达)、一体化上层建筑等模块明显存在技术问题。年7月,一体化上层建筑工程发展模块的防火和抗冲击试验样品建造被推迟,全舰计算环境模块虽然在测试中未遇到重大问题,但不能保证以后不出问题,还需要做大量的软件开发工作。初期所做的工程发展模块试验大多是子系统部件试验,而这些工程发展模块主要用于技术验证,与最终安装在DD(X)驱逐舰上的子系统并不完全一样,子系统还需进行装舰前后的试验。年7月,再次审查DD(X)驱逐舰计划时,有些问题虽已解决,但又出现新问题,迫使美国海军修改了模块。
费用增长美国海军估计DD(X)首制舰的费用约33亿美元,而最初制定的DD-21对陆攻击驱逐舰计划的费用目标是平均每艘约10亿美元(包括研发费用在内)。据五角大楼估算,DD(X)首制舰实际将花费41亿,超出国会的承受范围。DD(X)的研发费用也高得出奇,当年估计采购8艘的费用为.88亿美元,研发试验与鉴定费用将超出亿美元,如今,肯定会更高。
DD(X)驱逐舰费用增长如此之快,美国海军不切实际地片面追求新技术是主要原因,大量采用新技术系统必然增加建造成本。到年7月为止,技术研发费用已达36亿美元,最近又给雷神公司增加30亿美元研发经费,这些新技术成熟度又参差不齐,拖期现象较严重,增加预算的压力亦更大。
保护工业美国国防部制定采办政策时,特别注重保护国防工业能力,“确保健壮的工业基础”。随着DD(X)驱逐舰采购量大幅减少,美国海军认为,将建造任务分散不划算,打算通过竞争由一家船厂建造,这样10艘舰艇将能节约30亿美元。然而国会出于保护工业基础考虑驳回了这一要求,认为如果仅让一家船厂建造DD(X)驱逐舰,另一家船厂在今后类似计划竞争中必将处于劣势地位。
关键突破
综合电力系统设计要求是使电力应用更灵活,并允许未来集成高能武器系统、综合电力系统包括涡轮发动机、配电系统以及推进电动机,DD(X)驱逐舰的设计需要两台主涡轮发电机与两台辅助涡轮发电机,主涡轮发电机包括罗尔斯罗伊斯公司的MT-30发电机,通过测试的辅助发电机有罗尔斯罗伊斯公司的MT-5和通用电子公司的LM-发电机,配电系统设计有变更,采用固态组建及快速开关技术,减轻重量并提高性能。
双波段雷达由X波段多功能雷达(AN/SPY-3)与三坐标目标搜索雷达组成,前者监视海面附近的空间威胁,如低空飞行的反舰巡航导弹;后者主要提供广阔空中环境内有关飞机、导弹以及其他飞行物的信息。多功能雷达的设计方案虽经过多次改动,为减轻重量而重新设计功率/制冷系统,但试验与研发进展顺利,在计算机仿真环境中演示了用它引导改进型“海麻雀”导弹攻击来袭巡航导弹的能力,双波段雷达将在年进行陆地试验验证,届时还将演示多功能雷达与其引导导弹之间的通信能力,目前的重大挑战是确保多功能雷达的形状与位置满足雷达反射面积要求。
综合舱回面船室与开口指DD(X)驱逐舰甲板上的舰艇上部结构以及放置雷达、传感器与通信设备的开口,设计上力求减少舰艇的雷达反射面积,同时,必须确定开口的合适位置,保证多个雷达天线信号不相互干扰。
诺斯罗普格鲁曼公司研制了两种满足舱面船室试验要求的材料:一种是耐火与抗冲击材料,另一种是综合舱面船室材料。另外,分析复合材料耐火性能以及复合材料与船体相结合也需更多时间。
先进舰炮系统,DD(X)驱逐舰的设计要求安装两套舰炮系统,每套系统的弹药库约储存发弹药,辅助弹药库储存发弹药。
年,通过几次试验后的综合分析表明,两套先进舰炮系统完全符合或超出预期的响应时间、射速、射程等指标。年4月,先进舰炮系统的弹药库部分成功通过工厂验收,移交达格维试验场,进行了下一步的陆基试验(演示先进舰炮系统的全部发射序列)。迄今为止,远程对陆攻击弹药已成功演示了发射、垂直尾翼使用、火箭发动机点火、全球定位系统信息的获取以及某些飞行机动。
为方便建造,先进舰炮系统的设计有所改动,先作为一个模块建造,然后移交造船厂模块化形式安装。重新设计后,先进舰炮系统的重量有所增加。
外围垂直发射系统与传统驱逐舰不同,DD(X)驱逐舰垂直发射系统位于舰艇的周边而非中央,以提高舰艇生存能力。发射台作了彻底改进,便于将来更容易发射新型导弹。发射台围栏的设计也有所创新,能够防止弹药发射后定向爆炸带来的损坏。年5月,外围垂直发射系统进行了试射验证,试验过程中引爆了敌方导弹的替代品。年6月进行了全面演示,外围垂直发射系统在年试验后的重新设计得到认可。
综合水下作战系统由高频阵列、诱饵阵列及决策软件组成,用于探测沿海地区的水雷与潜艇。水下作战系统已通过3种关键技术参数(水雷探测与分类、水雷进入角及潜艇探测与分类)演示。为满足减少潜艇人员配备要求,专家建议潜艇探测与跟踪自动化能力需要改进。
红外信号实体模型为了减少DD(X)驱逐舰的红外信号,在研制过程中采用多种办法处理舱面船室材料,并采用无源气冷引擎排气,运用红外信号实体模型演示影响舰艇生存能力的热信号性能参数,同时从性能、重量、成本因素及作战要求考虑,对减少热信号的红外材料的使用作了调整。
船体形状为了降低雷达反射面积,DD(X)驱逐舰采用全新的船体设计,包括设计新型推进器,并对船形阻力、推进器效率以及倾覆概率等3个关键技术参数进行了测试。
甘冒风险
美国海军以往开发装备的成功经验是,在系统设计和研发开始就验证技术成熟度,以便降低风险并满足费用、进度和性能要求,而DD(X)驱逐舰10个工程发展模块的技术在系统设计开始时几乎无一成熟,甚至不打算在签订DD(X)首舰建造合同之前验证技术成熟度和设计稳定性。美国海军为什么在技术无一成熟的情况下坚持采用这些技术呢?为什么甘冒如此大的技术风险呢?其原因如下:
追求绝对技术优势是美国海军历来崇尚先进技术,认为“今天的军事优势源于过去的科技优势,而今天的科技优势将决定未来的军事优势”。如今让美国海军感到恐慌的是在某些非常重要的技术领域已经不掌握绝对技术优势,例如,瑞典年下水的维斯比级轻型护卫舰让世界各国第一次认识全隐身概念及其重要意义,尤其是隐身技术被美国海军当作衡量舰艇作战性能的首要技术指标。尽管美国海军包括SPY-1舰载无源相控阵雷达在内的“宙斯盾”系统性能一直位居世界第一,但21世纪初,欧洲推出更先进的舰载有源相控阵雷达,代表舰载雷达技术的发展方向。因此,DD(X)驱逐舰计划一定程度上是美国海军为在21世纪进一步巩固关键技术绝对优势,这也是该舰采用如此多先进技术的重要原因。从某种意义上讲,是急于求成的表现,这一做法得到美国国防部的支持。年9月,该计划已暴露出技术风险问题,但即使如此,美国国防部仍辩解说:“在DD(X)受制舰技术研发中存在合理风险是正常的,毕竟建成该舰时间还很长”。事实上,这一论点并不成立。与其他装备计划相比,DD(X)驱逐舰从系统设计到具备初始作战能力的时间周期并不长,甚至更短。
为后续计划发展铺路DD(X)驱逐舰计划除发展驱逐舰外,更重要的是为21世纪水面舰艇(特别是CG(X)巡洋舰)开发新技术,因而冒险是必要的,必须由类似DD(X)驱逐舰这样的计划扫清技术障碍。尤其CG(X)计划紧跟着DD(X)计划进行,没有太多的技术成熟时间。美国海军CVN-21航母也将采用DD(X)计划的全舰计算环境、有源相控阵雷达等先进系统和技术,可以说DD(X)驱逐舰是美国海军21世纪水面舰艇技术的开路先锋,只能“明知山有虎,偏向虎山行”。
调整措施
面对该计划中,无论是研发还是建造遇到的最大问题,就是资金。那么解决问题的方法,首先想到的是大幅压缩数量。
作为DD(X)驱逐舰前身的DD-21驱逐舰原打算建造32艘,更改为DD(X)驱逐舰计划时改为30艘。年初,美国海军提出“全球作战”概念时再次削减为16艘。年5月,美国海军向国会提交30年造舰计划需求报告,提出总共拥有艘舰的目标,将DD(X)驱逐舰调整为24艘。年3月,美国海军向国会提交的30年造舰计划修改案又将其减至8—12艘,建造数量大幅压缩的主要原因是费用上涨太快,不可能将绝大部分经费投入到DD(X)驱逐舰上。此外,作战无人机的问世在对陆火力支援方面,某种程度上可替代DD(X)驱逐舰,这种高性能无人机将大量搭载在航母甚至大甲板两栖攻击舰上,投掷低成本JDAM弹药执行精确对陆攻击任务,为对陆火力支援提供更多的选择。
美国海军从年年初开始实施的“海上轮换”概念更让DD(X)驱逐舰“以一当十”,提高舰艇利用率。根据要求,一艘舰艇将配备多批舰员,当一批休息时另一批上舰服役,这样,少量DD(X)驱逐舰可以起到更多舰艇的作用。
最终设想
在美国海军对外公布DD(X)驱逐舰的电脑制作图片以及一些事实和数字,使人们在脑海中勾勒出了一个神秘舰艇形象的雏形。
该型舰吃水线的长度为米,宽度为24米,排水量为吨比现役的阿利伯克级驱逐舰多出近0吨,设计航速为55.56千米/时与阿利伯克级驱逐舰相当。
乘员情况:DD(X)驱逐舰的乘员要比DD-21驱逐舰的乘员略少一些。三年前,海军官员预测DD-21驱逐舰的乘员为95人,随后又将计划改为~人,这些计划中的乘员都比现役阿利伯克级驱逐舰上的名乘员少的多。
高超的隐形设计:为了确保DD(X)驱逐舰在近岸作战时的安全性,DD(X)驱逐舰的舰体表面采用了明显的减少目标探测特性的技术。在舰身形状上,采用浪尖型设计,这与传统舰只的设计几乎完全相反。为减少雷达探测面积,DD(X)驱逐舰将传感器、多功能雷达天线隐藏在舰体内部。汉密尔顿说,整个设计是为了减少雷达信号。
动力系统:该型舰只的一个突出特点就是独特的一体化推进系统和电力驱动。先进的电力驱动系统使DD(X)驱逐舰具有极强的功率,可使舰船发射电能击发武器,如激光动能武器。
武器系统和飞机:该型舰只将配备两门mm的先进舰炮系统,每门炮配备发弹药。该型舰只也携带80个垂直发射系统发射管、两挺内嵌式机炮和鱼雷,该型舰也能够搭载1架MH-60直升机和3架垂直起降的无人机。