章明

2013年10月28日，美國海軍最新型隱身驅(qū)逐艦DDG-1000型朱姆沃爾特級首艦在推遲了近10天后，在巴斯鋼鐵公司船廠正式下水。船廠未舉行豪華的下水儀式，現(xiàn)場僅有十名目擊者觀看了全過程。該艦采用了全隱身設計的外形等先進技術，代表了世界水面艦艇當前的最高發(fā)展水平，被美國官員譽為“不亞于戰(zhàn)列艦對一戰(zhàn)、航空母艦對二戰(zhàn)的重要性”。

DDG-1000始于1994年開始的DD-21項目，其目的是研制、建造適應21世紀作戰(zhàn)需要的新型多功能驅(qū)逐艦，主要任務是為岸基部隊提供精確打擊與持續(xù)飽和火力支援，并對陸地目標實施獨立攻擊。DDG-1000驅(qū)逐艦被認為是美國海軍在新世紀保持全球技術領先地位的關鍵項目。美國還打算通過它開發(fā)新一代水面艦艇的關鍵技術。美國海軍現(xiàn)役艦艇使用的技術，如“宙斯盾”系統(tǒng)、垂直發(fā)射系統(tǒng)、“戰(zhàn)斧”巡航導彈等都是上世紀80年代研發(fā)的，少部分研發(fā)自70年代。進入新世紀后，隨著瑞典維斯比級隱身護衛(wèi)艦等先進艦艇的出現(xiàn)，美國海軍逐漸感到其曾經(jīng)擁有的強大技術優(yōu)勢受到挑戰(zhàn)。而隨著訂單的不斷減少，美國國防工業(yè)力量也受到很大沖擊。因此，美國海軍希望通過研發(fā)新一代水面艦艇，開發(fā)海軍新一代裝備技術，重新占領世界裝備技術的制高點。

四大關鍵先進技術

DDG-1000采取的先進技術可以分為四大類。

@全面隱身

DDG-1000的滿載排水量14564噸，全長182.8米，全寬24.6米，吃水8.4米。如果按照以往的艦艇設計，如此巨大的戰(zhàn)艦在雷達屏幕上將會是一個巨大的目標。美國海軍考慮到未來強大對手的艦載、機載、岸基等對海打擊武器可能造成的威脅，不得不要求將電磁信號削減能力、也就是俗稱的隱身能力提到一個前所未有的高度。在1994年DD-21項目的《任務需求書》、《作戰(zhàn)使用需求書》等原始檔案中，美國海軍就要求新型驅(qū)逐艦必須采用新型船型、材料、共形天線等設計，以使該艦具有極小的雷達反射面，以及較低的磁、聲與紅外信號特征，降低被探測的可能性，并提高其生存性。

為了達到這個目的，DDG-1000采用了隱身性能極佳的仿古穿浪內(nèi)傾單體船型。其實早在論證階段，美國海軍就曾評估過4種船型。傳統(tǒng)單體船盡管設計風險低，但在隱身能力方面有不可克服的巨大缺陷，即使船體采取隱身設計，仍然會在海浪中搖擺產(chǎn)生趨近垂直的雷達反射面，從而大大降低艦船的隱身效果。相關船廠對雙體船和三體船經(jīng)驗不足，承建的風險過大。研究人員發(fā)現(xiàn)，穿浪內(nèi)傾單體船型采取干舷和上層建筑內(nèi)傾設計，從上到下的截面均是逐漸向內(nèi)收縮的倒“V”字型，可將敵方水面艦艇或掠海飛行導彈的照射雷達波反射到空中，偏離原來的發(fā)射源。此外，這種船型的航行阻力遠低于傳統(tǒng)單體船，不容易因艦身搖擺而破壞整體隱身性能。

DDG-1000采用集成復合上層建筑和孔徑結構。這是當前各國海軍都在抓緊研究和驗證的一種上層建筑構建模式，即將雷達天線、通信天線等多個天線集成在由復合材料、復合結構構成的一體化上層建筑中。DDG-1000的整個集成復合上層建筑與其容納的天線都由雷聲公司負責設計，共分為7層，基底長約60.96米，寬約24.38米，是世界上最大的艦船復合結構。整體造型由下往上向內(nèi)收縮以降低雷達反射截面積，除了容納傳統(tǒng)的艦橋以及所有的電子設備天線之外，還容納了主機煙囪的排煙道，尾部則是直升機庫。建筑上半部外壁面開有70個內(nèi)置的天線孔，用來安裝艦上所有電子裝備的射頻天線，均以平面陣列天線的形式安裝于表面，只在頂端一個六面體角錐形結構內(nèi)放置傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式雷達天線（如導航/直升機管制雷達）。該角錐結構的材料采用“頻率選擇材料”，只有符合該孔徑天線波段的電磁波能夠進入上層建筑，敵方雷達的電磁波都會被吸收，可大幅降低雷達反射截面積。采用集成復合上層建筑后，不僅內(nèi)部的電子設備不再暴露于外界，免受風、水、煙、霧等環(huán)境侵蝕，電子系統(tǒng)的故障率與維修成本將大幅降低；而且由于沒有傳統(tǒng)的外部旋轉(zhuǎn)設備，減小了被敵方偵測的概率。

此外，美國海軍對紅外、音響信號等也進行了抑制處理。動力系統(tǒng)的廢氣先通過海水冷卻和空氣冷卻兩次降溫，再由頂部的排氣口排出，只有從頂部才能有效探測到。采用減震浮筏、低噪設備、機械裝置隔音罩等降噪措施，使得水面航行時的噪音降至110分貝，相當于后期型的洛杉磯級攻擊核潛艇，改變過去水面艦艇比潛艇嘈雜、導致潛艇總能在遠距離先探測到水面艦艇的現(xiàn)象。

@綜合動力技術和全電推進

目前世界大多現(xiàn)役軍艦的動力系統(tǒng)和其它系統(tǒng)都是分離的，主發(fā)動機產(chǎn)生的能量主要用于推進系統(tǒng)，而艦用傳感器、武器系統(tǒng)等均靠專用發(fā)電機組提供能量。DDG-1000采用綜合動力系統(tǒng)和全電推進方式，主要由渦輪發(fā)電機組、配電系統(tǒng)和推進電機三部分組成。渦輪發(fā)電機組包括主渦輪發(fā)電機和輔助渦輪發(fā)電機，分別由2臺MT-30燃氣輪機和2臺4500型燃氣輪機驅(qū)動。其中MT-30燃氣輪機由波音-777客機用的“瑞達800”航空發(fā)動機改進而來，在氣溫26℃時的單機功率為36兆瓦，15℃時可達40兆瓦。它采用全權數(shù)字發(fā)動機控制技術，熱效率達到40%，主要部件的大修間隔為24000小時，艦上可維護的平均故障間隔約為2000小時。正是因為該燃氣輪機具有較高的單機功率，優(yōu)異的可靠性和可維護性，讓美國海軍最終放棄WR-21和LM-2500+G4這樣強大的動力系統(tǒng)而選擇了MT-30。

DDG-1000的綜合動力系統(tǒng)中，主機的動力將全部用于發(fā)電，然后由電力驅(qū)動船上所有分系統(tǒng)，既可提供交流電，也可提供直流電，以便用于推進、生活設施和作戰(zhàn)系統(tǒng)。全艦動力來源一致，因此可由計算機進行控制，效率與便利性大增。在全功率情況下，航速將超過30節(jié)。如果一臺主燃氣輪機故障，則該發(fā)電機組可以被隔離，航速還可以達到27節(jié)。

另一方面，綜合動力系統(tǒng)和全電推進方式不需要減速齒輪箱及大量復雜機械裝置，發(fā)動機組直接與推進電機相連接，機械噪聲和振動大幅下降，同時整個動力系統(tǒng)的維修成本、故障率、系統(tǒng)復雜度等皆可大幅降低。endprint

@雙波段雷達系統(tǒng)

這套系統(tǒng)包括X波段的SPY-3多功能雷達和S波段的SPY-4體搜索雷達，由洛克希德馬丁公司和雷聲公司共同研制。

SPY-3是一種固體有源相控陣雷達，天線尺寸2.72×2.08米，重約2.5噸。最大特點是低空搜索性能優(yōu)異，特別是對高超音速、掠海飛行的隱身反艦導彈具備很強的早期探測能力，可為各種艦載導彈提供目標指示，包括“改進型海麻雀”導彈、“標準”-2/3導彈以及未來的反巡航導彈導彈。

SPY-4則是一種S波段有源相控陣警戒雷達，天線尺寸4.06×3.86米，重約10噸。最大特點是具備三維搜索能力，范圍從低空到高空，作用距離超過500千米，主要任務是進行廣域搜索、跟蹤，并負責海上的氣象觀測。

兩部雷達的天線孔徑以共坐標的形式工作，最大限度地利用了雷達資源。兩個波段均能與艦載導彈系統(tǒng)進行無縫連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的上行傳輸和下行傳輸，尤其是在進行多通道引導作戰(zhàn)時，當一個波段工作量過大，另一個波段能夠分擔其任務。兩種波段雷達搭配使用可實現(xiàn)在廣闊海域從海面到天頂半球內(nèi)的精確探測，早期捕捉來襲的威脅目標，采取恰當?shù)淖鲬?zhàn)行動。該系統(tǒng)標志著美海軍首次實現(xiàn)由1部資源管理器對2個雷達波段進行控制的能力，代表了當前雷達體制發(fā)展的方向。這種雷達系統(tǒng)將是美國海軍新一代艦艇的標準配置，新一代航母上也將裝備。

此外，與目前各國海軍相控陣雷達普遍使用的四陣面結構不同，DDG-1000雙波段雷達采用三陣面相控陣天線構型，單面天線的波束覆蓋范圍幾乎達到電子掃瞄天線的極限，這意味著美國在信號控制與處理技術上獲得了飛躍的進步，可以提升到理論上限。減少一面天線就意味著減少25%的體積重量，系統(tǒng)成本亦可降低。該雙波段雷達系統(tǒng)能夠同時支持防空作戰(zhàn)、態(tài)勢感知、對岸攻擊、海上火力支援、海上搜索、艦艇導航、空中交通管制等多項任務，可減少艦艇上雷達的數(shù)量。但由于研制費用一漲再漲，五角大樓不得不于2010年5月決定DDG-1000只裝備SPY-3。目前有消息稱，美國正在努力研制一種更先進的空中導彈防御雷達（AMDR），用來應對彈道導彈防御，用以取代SPY-4雷達的空缺。

@先進垂直發(fā)射系統(tǒng)

DDG-1000采用了80具聯(lián)合防衛(wèi)公司與雷聲公司聯(lián)合研制的MK-57“先進垂直發(fā)射系統(tǒng)”。這是美國海軍首部采用開放式結構設計的導彈發(fā)射系統(tǒng)，采用了通用的軟件和硬件結構，實現(xiàn)了與“全艦計算環(huán)境”的互連，降低了新式導彈上艦的費用。當需裝備一種新型導彈時，MK-57無須修改發(fā)射系統(tǒng)本身的控制軟件和硬件，只需要更換新的導彈控制與軟件接口即可。這是目前的MK-41、48發(fā)射系統(tǒng)所不具備的。此外，MK-57的發(fā)射筒內(nèi)徑比MK-41大很多，能裝填MK-41容納不下的武器。根據(jù)設計要求，MK-57能在不對發(fā)射裝置做重大改進的前提下發(fā)射現(xiàn)有的垂直發(fā)射導彈外，還能夠發(fā)射體積、重量更大的未來新型導彈，必要時還能夠發(fā)射彈道導彈。為了避免敵人導彈命中戰(zhàn)艦造成彈藥庫爆炸，DDG-1000將MK-57系統(tǒng)設于船體兩側(cè)的內(nèi)外層艦體之間，遠離船體重要區(qū)域。即使中彈發(fā)生爆炸，爆炸力量也會被導向船外，從而有效提高戰(zhàn)艦的生存能力。

海戰(zhàn)的革命

與目前世界上最強大的阿利·伯克級導彈驅(qū)逐艦相比，DDG-1000的水面火力、反導能力提高了3倍，雷達輻射面減少到1/50，防空能力提高了10倍，近海作戰(zhàn)能力提高了10倍。雖然長度和重量都超過了現(xiàn)有驅(qū)逐艦，但人員卻只是伯克級的一半。

軍事專家普遍認為，戰(zhàn)艦靠火力保護自己的時代已經(jīng)過去，必須先發(fā)制人，甚至要在沒被敵發(fā)現(xiàn)之前就采取行動。DDG-1000就秉承這樣的設計思想。各種試驗表明，經(jīng)過全隱身設計后，這種1.5萬噸戰(zhàn)艦的雷達反射截面僅與一艘小漁船相似，為現(xiàn)役驅(qū)逐艦的1/64?，F(xiàn)有工作體制的對海搜索雷達對其探測距離將會相應縮短近80%-90%?，F(xiàn)役的反艦導彈，如“魚叉”、“飛魚”，大多采用主動雷達末制導方式。為了避免捕捉一些太小的低價值目標，在其制導系統(tǒng)中設定了所要求目標的最小RCS門限值。從目前美國海軍的宣傳報道數(shù)據(jù)推測，DDG-1000的RCS值會低于大多數(shù)導彈的門限值，可根據(jù)需要將其航行特征偽裝成小型漁船或商船，或混雜在漁、商船中，使對方不能通過雷達識別出目標的性質(zhì)。這就導致即使對手難以發(fā)現(xiàn)DDG-1000，即使發(fā)現(xiàn)并對其發(fā)射了反艦導彈，也會因?qū)椀哪┲茖芟薅鵁o法發(fā)現(xiàn)和鎖定目標。

目前海上作戰(zhàn)，作戰(zhàn)雙方往往為了尋求較強的海上打擊力與防護力，通常以編隊的形式活動，有時為了提高作戰(zhàn)能力，編隊比較龐大。而DDG-1000全隱身艦艇的出現(xiàn)將改變這種狀況，海上編隊將趨向小型化甚至單艦發(fā)展，一方面為了使自身的隱身優(yōu)勢得到充分發(fā)揮，隱身艦艇組成編隊不宜龐大；另一方面隱身艦艇的生存能力已得到提高，因此編隊的戰(zhàn)艦組成數(shù)量不需要過多。

DDG-1000綜合動力技術和全電推進方式的項目負責人吉姆·唐尼上校說：“DDG-1000驅(qū)逐艦先進的綜合動力系統(tǒng)能夠產(chǎn)生78兆瓦的電力，在經(jīng)濟航速下僅有25%的能量用于戰(zhàn)艦航行，其余約75%可用于其它各系統(tǒng)。與現(xiàn)今的戰(zhàn)斗艦艇相比，該艦有3-6倍的富裕能量。”有如此強大的電力系統(tǒng)，諸如電磁軌道炮、高能激光器等先進武器才能得以裝備和使用。如果裝備電磁軌道炮，每分鐘可發(fā)射12發(fā)炮彈，其初速為2.5千米/秒，打擊目標時速度為1.5千米/秒，1枚9.1千克重的彈丸就能擊穿數(shù)十英尺厚的加厚混凝土防御工事。而激光武器更是在防御對抗反艦巡航導彈方面獨具優(yōu)勢。作為未來至少10年中唯一可用的定向能武器平臺，DDG-1000將幫助海軍把這些新裝備逐一投向海洋，最終作用于海上作戰(zhàn)樣式、戰(zhàn)術、戰(zhàn)略等各個層面，從而產(chǎn)生革命性的質(zhì)變。

雙波段雷達集成了當前海軍戰(zhàn)艦上5部以上獨立雷達所提供的功能，使得雷達操作人員大大減少。世界其他海軍也大力發(fā)展雙波段雷達，并且不斷探索雷達電子設備和上層建筑的融合設計，如英國的45型、法國的地平線級等，都局部進行了融合。絕大多數(shù)在研戰(zhàn)艦均在一定程度上效仿DDG-1000，但是均沒有達到它的技術水平。

有人認為DDG-1000采用了許多過分先進的技術，建造成本太高。因此在美國海軍預算不斷吃緊的情況下，DDG-1000建造數(shù)量只有區(qū)區(qū)3艘，而且沒有合適的作戰(zhàn)區(qū)域，最后只能作為新型武器系統(tǒng)的試驗平臺，重現(xiàn)海狼級核潛艇的一幕。但筆者認為，DDG-1000是美國海軍30年來首次推出的新型驅(qū)逐艦，是其21世紀多任務水面戰(zhàn)艦的首級，雖然初始建造的數(shù)量并不多，但是根據(jù)美國海軍30年發(fā)展規(guī)劃和戰(zhàn)略調(diào)整計劃，未來亞太地區(qū)將是關注的重點，隨著東亞強國海上力量的不斷增強，先進的戰(zhàn)艦不斷服役，特別是宙斯盾戰(zhàn)艦增多、區(qū)域拒止能力初步形成，美國海軍將不得不遠離亞洲大陸海岸線，原有的瀕海作戰(zhàn)艦艇和理念肯定會隨著形勢的變化而改變。而DDG-1000將依靠自身強大的隱身能力和彈藥攜帶能力，憑借先進的雷達電子設備和網(wǎng)絡中心戰(zhàn)平臺，伴隨航空母艦成為海軍作戰(zhàn)或海上聯(lián)合作戰(zhàn)的主要力量，提供強大的對陸、對海、對空攻擊能力，確保取得戰(zhàn)場絕對優(yōu)勢，從而成為像F-22戰(zhàn)斗機那樣的劃時代武器。endprint