“伙伴舰”:快速增强水面舰队杀伤力

科技   2025-01-20 11:24   北京  


意大利船级社(RINA)于2024年6月举行了“战舰2024:未来水面作战舰艇”年度会议,会议上讨论了无人舰艇发展相关进展,相关文章内容从RINA《战舰技术》2024年10月刊起陆续发布。此次会议上发表的一篇论文分析了澳大利亚海军如何实现更大火力和更多导弹舰艇的需求。

海军建造部门的阿诺德表示,澳大利亚海军水面舰队在传感器和作战管理系统方面性能优异,但缺乏部署足够武器的能力,但可以根据现有高速舰艇设计建造一类舰艇,以充当“导弹库”。

阿诺德称,这些舰艇可以在少船员需求下和相对较短的时间内未澳大利亚海军增强杀伤力,并且可以由澳大利亚或盟国船厂根据现有设计建造。

“虽然澳海军可以部署的武器数量有限,但质量是合适的。澳海军使用‘标准’导弹系列和ESSM的变体,并且正在获得‘战斧’和‘海军打击导弹’。如果升级到更加改进的武器如高超声速导弹,能够提供额外的杀伤力,但这些武器的发展特征表明这不能提供可行的短期改进。” “我们可以合理地得出结论,虽然澳大利亚海军的传感器和作战管理系统是合适的,可用武器的类型也是合适的,但需要更多的打击和空战武器。因此,问题就变成了,‘我们如何最优地在最短时间内增加水面舰队的打击和空战武器?’”

阿诺德表示,为舰队提供更多武器有三个解决方案,即增加每艘战舰携带的武器数量、获得更多的舰船、或改装非作战平台来携带武器。“为了增加对空和打击武器的数量,最有效的手段是增加平台携带的垂发单元的数量,且垂发系统可以兼容很多不同的武器。”

“由于VLS的模块化性质,这种方法最初看起来很简单。事实上,作为升级的一部分,VLS单元被添加到‘阿德莱德’级护卫舰上,证明了这项工作是可行的。”“然而,在其他主要水面战舰上很难找到足够的空间的重量来容纳VLS。如‘安扎克’级就由于没有可用的重量余量,无法在不改变船体形态的情况下增加VLS数量。任何涉及船体的改装都会对舰船的几乎每个方面产生巨大影响。”

阿诺德还表示,“如果通过采购更多的水面战舰来增加武器数量,‘霍巴特’级将是明确的选择,因为该级舰是澳大利亚海军携带武器数量最多的战舰。”

图 1 阿德莱德级护卫舰垂发装置

然而,大型水面战舰需要数年时间才能建造,即使是此前已有的船型,例如“霍巴特”级等主要水面舰的建造通常也会落后与进度计划。及时建造了这种类型的新舰艇,海军也必须为这些舰配备人员。一艘“霍巴特”级舰需要186名舰员,外加16名机组人员和保障人员,这对于已经存在很多人力问题的海军还说将成为巨大的负担。  

图 2“霍巴特”级驱逐舰

采购新的“军用现货”护卫舰也会面临类似于新的“霍巴特”级舰或现有设计的问题,就是不能指望安装与澳海军使用的相同的传感器、作战系统和武器。无论是改装旧系统还是引入新系统都将涉及额外的开发工作。

采购“现货”舰船并不能成为一种快速解决方案,另一种方案是为其他澳大利亚海军舰艇增加导弹能力,来作为主要水面战舰的补充。

阿诺德指出,已近有人提出为目前正在建造的“阿拉弗拉”级近海巡逻舰配备反舰导弹,并可能配备更多导弹。“阿拉弗拉”级的设计主要用于警巡任务,抗冲击和损管能力较低,且现有雷达也不适合高强度作战,也没有雷达来引导ESSM等导弹。这些问题需要大规模的重新设计和改装才能解决。

“如果将武库舰作为一种基本概念,就能提供一套解决这些问题困扰的解决方案的标准。如何在最短时间内有大程度增加水面舰队的打击的空战武器?该舰需要与澳海军主要战舰相匹配的速度、航程和续航能力,以便能与其协同作战。以安扎克级为例,需要达到11000公里的航程和27节或更高的最大速度。”

“该舰还需要能够携带由VLS组成的大重量设备,具体携带的待援数量是根据成本与能力的权衡来确定的。因为Mk41能够配置为任意数量的单元。为了给舰队增加最大的杀伤力,更多数量的单元会更好,但系统的成本会随着单元的数量增加而上升。如果船只受损或被摧毁,还面临这有限导弹库存迅速耗尽的风险。”

阿诺德称,为了其研究目标,采取了一种64单元的折衷方案,相当于一个16米×4米×8米的货物。此外,还识别了一系列的有效解决方案。包括最大限度减少舰员数量,从而为人员有限的海军获得最大的人均杀伤力;最小化单元成本,在有限经费预算下实现更多的数量;并最大限度缩短入役时间,这意味着需尽可能接近现有设计。

在综合考虑该舰的预期作用后,将该概念命名为“伙伴舰”。

在排除了现有主要水面战舰和“现货”设计后,阿诺德表示近期的水面舰队审查建议采购海军的6艘“大型可选载人水面舰”(LOSV)。这些舰艇基于美海军“幽灵舰队霸主计划”开发,旨在携带VLS载荷——通常是32单元,并能够自主运行,尽管迄今为止澳大利亚海军表示该舰将是“最低限度载人”的。

LOSV旨在充当主要水面战舰的额外VLS弹药库,“鉴于这些舰船与‘伙伴舰’的角色非常相似,并且已经在国防规划中,那‘伙伴舰’的角色是够还继续存在?”阿诺德提出了这种疑问。

LOSV的设计尚未明确,阿诺德基于“霸主计划”中的大型无人水面舰(LUSV)来评估LOSV作为导弹平台的适用性。

“LUSV似乎具备符合‘伙伴舰’要求的航程能力,续航能力也似乎足够。LUSV测试用的船体尚未采用高航速设计,因此除非选择不同的船体形式,否则其难以满足航速要求。LUSV携带32单元VLS,而‘伙伴舰’需要64个,因此这降低了每艘舰的杀伤力。”但是由于VLS的模块化性质,单元数量在很大程度上是可变的。LUSV优化了单位舰员单元数量(crew-per-cell)的指标,并克服了“伙伴舰”如果是无人操作下的生存力问题。

“然而,至关重要的是,LUSV无法解决‘伙伴舰’需要的快速杀伤力增长。”美国防部表示LUSV将于2030年代交付,考虑到目前自主船舶和法规的发展、美海军造舰项目实施进度的趋势以及目前建造LUSV的计划,可以合理评估2030年代可能意味着2039年。因此,仅建造LUSV就会导致15年的能力差距。

阿诺德认为,在此期间这种能力差距可以通过建造源自HSV-2“迅捷”级快速运输船和“先锋”级的舰船来解决。然后海军可以使用这些平台作为试验台,确定是否将这些能力整合到舰队中以及“伙伴舰”概念中阿的相关方面是否需要被包含在LUSV的设计中。

图 3 HSV高速双体运输船

此外,奥斯塔美国公司参与了LUSV的开发,并将自主能力集成到了“先锋”级船体中,因此“伙伴舰”和LUSV概念可以融合为“自动伙伴舰”。在原设计用于运输大量人员的平台上仅放置VLS单元和最小的作战系统,给“伙伴舰”留下了巨大的空间。这位能力的未来开发提供了机会。

阿诺德表示,一种选择是不仅将导弹,还将无人平台运送到战场,供主战舰艇使用。然而,这将涉及大量的开发工作,因此在达到初始能力之前不应考虑。然而,它将帮助主战舰艇不断提高能力,同时不会进一步增加他们已经占满的船体障碍。HSV-2 “迅捷”和“先锋”级舰艇都配备了直升机,因此航空能力也将是一个发展机会。

阿诺德还指出,澳大利亚及其盟国开发高超音速武器可能会生产出尺寸过大的武器,无法放入现有VLS的发射单元,因为实现高超音速是一项燃料密集型工作。与主要水面舰艇相比,“伙伴舰”可以安装这些大型武器的发射系统。


AUKUS联盟在海上试验中测试自主和网络化系统

据美国国防部网站2024年10月24日报道,美国、澳大利亚和英国(AUKUS)在澳大利亚进行了为期三周的名为“自主勇士24”(Autonomous Warrior 24)的海上实验,成功完成了多个自主和网络化系统的测试,这是海上安全领域的一项重大进展。该活动是“海上大行动”(Maritime Big Play,MBP)倡议的一部分,也是发展 AUKUS 第二支柱能力的持续努力的一部分,这是一项三边合作,旨在通过网络化自主、决策优势和强化打击来提高海上感知能力。奥库斯的第一支柱是共同开发核动力潜艇,第二支柱是共同开发和部署自主无人系统等新兴技术。

 “海上大行动”是一系列综合性的三边试验和演习,旨在加强能力开发、提高互操作性,并提高海上自主系统的复杂性和规模,今年,日本也首次作为观察员参与了演习。澳大利亚牵头了此次“自主勇士”活动的举办,这是2024年的标志性的MBP活动。与MBP相关的其他活动包括“海上无人系统增强的机器人试验与原型设计”(REPMUS)和“技术储备试验”(T-REX)。

此次演习共测试约30种新型无人系统,通过这些实验和演习,AUKUS正在进一步测试和完善海上无人系统联合操作、三国海上数据的共享和处理以及提供实时海域感知以支持决策的能力。美军在演习中展示了三款主力无人系统,分别为GARC无人水面艇、Vanilla长程无人飞行载具,以及Ocean Aero公司研发的“海神”(Triton)两栖无人载具。同样在近期,英国海军10月初表示,作为一系列军事试验一环,英国、澳大利亚及美国海军在距离澳大利亚逾1万6000公里的葡萄牙,成功控制了位于澳大利亚海域的无人舰。

美国负责研究和工程的国防部副部长海蒂·舒表示,三国之间的这种协作方法能够使其通过规模化来降低采办、维护和培训的成本。

本次活动期间测试的技术可支持从海洋深度到临近太空区域的作战。其中包括软件定义的声学调制解调器、多模态自主水下和水面舰艇以及低成本可消耗无人水面艇。测试还包括低成本吊舱(支持在平流层上部以最少的人力或后勤需求开展行动)和T-200高空气球(从平流层提供拒止环境下的弹性通信)。

报道称,一种称为“多域无人安全集成通信”(MUSIC)的多功能且强大的软件定义网络架构经过测试,证明其能够在不同的无人系统和作战环境中实现无缝通信和协调。“通用控制系统”(CCS)也是本次演习的特色之一,该系统建立在开放式架构之上,为无人系统提供可在多个不同系统上运行的硬件和软件。这项工作支持未来创建全AUKUS通用控制系统的工作,将是融合三个国家现有系统的最佳要素。

图4 测试演习期间展示无人系统网络的界面

来源:中国舰船研究
转自:海洋防务前沿
原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/zg65cXHgnPM3UX4lH22D5Q

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