天天看點

盾艦先河——美國提康德羅加級巡洋艦

作者:聖裁決騎士

提康德羅加級巡洋艦(英文:Ticonderoga-class cruiser)是美國海軍下屬的第一種正式使用宙斯盾的主戰艦艇,配備以AN/SPY-1相控陣雷達為核心的整合式水面作戰系統。為美國海軍現役唯一一級巡洋艦。

盾艦先河——美國提康德羅加級巡洋艦

提康德羅加級伊利胡号

提康德羅加級巡洋艦共27艘,除了湯馬斯·蓋茲号(USS Thomas S. Gates CG-51)之外,全部的艦名都是以美國曆史上著名的古戰場為名,且其中有12艘繼承了第二次世界大戰的航空母艦艦名。

盾艦先河——美國提康德羅加級巡洋艦

提康德羅加級巡洋艦與企業号航母編隊航行

提康德羅加級巡洋艦是作為航空母艦戰鬥群(CVBG)與兩栖攻擊戰鬥群的主要指揮中心,以及為航空母艦提供保護。身為航空母艦戰鬥群頭号護衛兵力,配備宙斯盾系統的提康德羅加級艦提供極佳的防空戰力,使得航空母艦戰鬥群有充足的力量抵抗前蘇聯來自水面、空中、水下兵力的飛彈攻擊。此外,宙斯盾系統也具有極佳的反潛能力 。

1、研制背景

20世紀60年代中期,為應對蘇聯紅海軍提出的反艦飛彈飽和攻擊理念,美國海軍開始進行“先進水面飛彈系統”(ASAM)計劃,旨在研發一種先進的艦載戰鬥系統裝備在航空母艦的護衛艦隻上,擁有出色的防空管制能力,能同時處理大量目标并有效應付來自空中、水面與水下的威脅,這就是宙斯盾作戰系統。美國海軍最初計劃将宙斯盾系統安裝于改良自維吉尼亞級的核動力飛彈巡洋艦上,但是由于太昂貴而作罷;緊接着美國海軍又陸續規劃DG/Aegis、DG(N)、CSGN、CGN 42等宙斯盾平台方案。在1977年,當時計劃搭載宙斯盾系統的核動力打擊巡洋艦(CSGN)由于噸位與成本飛漲,風險過高,是以美國海軍提出一個高/低搭配方案,打算利用極成功的斯普魯恩斯級驅逐艦艦體剩下的1000噸的重量餘裕修改成一種低端的傳統動力宙斯盾艦艇,此計劃稱為DDG-47,編号接續在最後一艘法拉格特級驅逐艦之後。

盾艦先河——美國提康德羅加級巡洋艦

斯普魯恩斯級驅逐艦

2、建造過程

先前設計斯普魯恩斯級艦體的美國海軍船艦工程中心,此時繼續操刀規劃将宙斯盾系統放在這個艦體上所需的一切變更。相較于斯級,DDG47的設計變更包括:重新設計上層結構以容納SPY-1A相控陣雷達,為了減輕上層結構重量,其上層結構大量采用輕質的鋁合金。為了彌補上層結構重量,提高最大排水量與重心上升餘裕,以低改善受損時的複原性,DDG47的主橫向隔艙艙壁高度從原本斯級的一号甲闆延伸到更高一層的01甲闆,這使得DDG 47艦體設計排水量上限從斯級的8800噸提高到9700噸。由于重量上升導緻吃水增加,DDG47的艦首增設高1.1m的擋浪闆,使得艦體長度比斯級增加1.2m。

1977年度,美國海軍提出首艦DDG-47的5.1億美元建造預算,并于1978年9月22日與英格爾斯船廠簽署首艦的細部設計與建造合約。在1979年1月,CGN-42遭到美國政府取消,至此所有宙斯盾艦艇隻剩DDG-47存活。 美國海軍最初打算訂購16艘DDG-47,CGN-42取消後則增至18艘。在80年代裡根上台後提出了美國海軍維持六百艘艦艇規模的政策後,美國海軍規劃維持15個航空母艦戰鬥群(CVBG),每個CVBG需要三艘提康德羅加級提供護航;是以提康德羅加級的總需求量便增至26艘,到了80年代中期又增為27艘。1980年代堪稱美國軍力與軍備擴充的繁榮盛世,像提康德羅加級這樣訂購量不斷擴充且如數建造,在冷戰結束以後是難以想象的。

3、艦電系統

提康德羅加級四面SPY-1A相控陣天線分為兩組,朝正前方以及正右方的天線安裝在艦首樓結構上,而朝正後方的以及正左方的天線則安裝在尾部機庫結構上方,而這兩組陣列天線各有一個并聯式雷達發射機提供射頻能量。由于當時計算機科技的限制,SPY-1A雷達後端無法處理雷達帶來的龐大資訊量,是以系統隻在85公裡以内的半球實施密集搜尋,平時對于300km以外的目标隻偶爾配置設定一些波束 (每分鐘隻掃描數次),無法滿足持續性的長程對空監視要求。是以,提康德羅加級又加裝一具傳統的AN/SPS-49二維長程對空搜尋雷達,對450km的遠端空域實施持續性的搜尋;一旦發現可疑目标,再以SPY-1A對該區域實施密集追蹤;

盾艦先河——美國提康德羅加級巡洋艦

宙斯盾戰鬥系統

SPY-1A相控陣雷達的功率消耗遠大于傳統雷達,如果不停地持續開機使用,将會使提康德羅加級的續航行程減少2000海裡。 提康德羅加級艦雖然大量采用自動化現代裝置使得人力精簡,但由于艦體小、裝備多,生活空間仍然擁擠。提康德羅加級的四具LM-2500瓦斯渦輪與斯普魯恩斯級完全一樣,雖然調整了極限輸出功率的設定,但本級艦的30節最大航速仍比斯普魯恩斯級低了1~2節,不過仍然合乎标準。

盾艦先河——美國提康德羅加級巡洋艦

艦首的宙斯盾天線

4、艦載武裝

前五艘提康德羅加級(CG-47~51)都在艦首與艦尾各配備一具MK-26 Mod5雙臂飛彈發射器,每具可裝填44枚飛彈,除了主要的标準SM-2之外,也能填入阿斯洛克反潛飛彈;此外,艦尾左側設有兩組四聯裝魚叉反艦飛彈發射器,艦尾樓兩側内部各有一組MK-32三聯裝324mm魚雷發射器。 原本提康德羅加級與斯普魯恩斯級一樣,打算在艦首安裝一門1970年代開發的MK-71八英寸55倍徑艦炮,不過此炮在1978年遭到取消,是以還是繼續使用兩門MK-45 五英寸54倍徑艦炮(首尾各一)。

自碉堡山号(USS Bunker Hill CG-52)以後的提康德羅加級艦都将MK-26雙臂發射器換成MK-41垂直發射系統(VLS)(八聯裝發射器十六組,艦身前、後部各裝八組,總載彈量122枚,前、後各有一組八聯裝發射器中相鄰三管的空間被用來安裝一具海上再裝填用起重機),使得面對飽和空中攻擊的能力大增,更能發揮宙斯盾系統一次處理大量目标的實力。

本級艦從文森尼斯号(USS Vincenens CG-49)開始,直升機甲闆加裝RAST輔降系統,以LAMPS-3 SH-60B反潛直升機取代前兩艘使用的LAMPS-1 SH-2F。福吉谷号(CG-50)被美國海軍選為光纖纜線的安裝實驗艦,總共裝置一套擁有6000英尺長度光纖的光纖格艙纜線服務系統(ICCS),用于主機/發電機組的遠端監控,初步确認了光纖資料網絡運用在艦艇上的可行性 ;而莫比爾灣号(CG-53)則是第二艘安裝ICCS的實驗艦,并将其應用範圍擴充到損管監控方面。 同樣從莫比爾灣号開始,所有提康德羅加級都将搭載艇從原本長7.92m的小艇改成長7.32m的硬殼膨脹小艇。

5、作戰系統

陸續完工的二十七艘提康德羅加級艦,其宙斯盾系統都階段性地進行了版本提升。CG-47~51使用的宙斯盾系統版本為最早的第一基線(Baseline1),但CG-49~51使用的則有若幹改良,包括擴大戰情中心的顯示屏、電子作戰程式自動化、通信系統與國家指揮網絡連結、加強作戰操作準則及可靠性、加裝戰術情報系統等 ,并加裝SQQ-28直升機資料鍊/聲納信号處理系統以配合SH-60B反潛直升機(CG-47、48仍配備SH-2F LAMPS I反潛直升機系統)。CG-52~58的宙斯盾系統為第二基線(Baseline2),其改良包括 加裝戰斧巡航飛彈的SWG-2戰斧武器火控系統(TWCS)、改良的SQQ-89反潛戰鬥系統與Link-11資料鍊等,并開始以MK-41 VLS取代MK-26,從CG-54并開始裝設SQR-19拖曳陣列聲納 ,從CG-56以後則将原本的SQS-53B艦首聲納換裝為SQS-53B,反潛作戰系統更新為SQQ-89(V)3。

CG-59~64的宙斯盾系統為第三基線(Baseline 3),新增改良包括換裝新的SPY-1B相控陣雷達與自動鎖定系統,将艦上雷達串聯運作,并将部分顯示器換成UYQ-21。CG-65~73的宙斯盾系統則為基線四(Baseline 4),将原先UYK-7計算機換裝為UYK-43/44, 運算速度提升四至六倍,并全面換用UYQ-21顯示器。此外,CG-56~67換裝新的SQS-53B艦首聲納 ,CG-65的反潛作戰系統仍為SQQ-89(V)3,整合有SQS-53B(V)2艦首聲納、SQR-19B(V)3拖曳聲納與MK-116 Mod7反潛火控系統; [10] CG-66、67的反潛火控系統為SQQ-89(V)7,而自CG-68起則使用更新型的SQS-53C艦首聲納,反潛火控系統為SQQ-89(V)6。

6、改進更新

第三艘提康德羅加級艦(CG-49)的設計經過了若幹修改,包括變更部分艦體隔艙、擴大消防系統的管道、變更直升機支援設施以操作SH-60B LAMPS III反潛直升機、增加小口徑武器彈藥攜帶量等,是第一艘配備SH-60B的提康德羅加級艦,配合SH-60B的變更也導緻CG-49重量增加20噸。為了改善前兩艘本級艦越來越嚴重的上層結構過重問題,CG-49也引進若幹減重設計,首先取消前兩艦的壓艙物,其次以更輕更小且更安靜的螺杆式低壓空氣壓縮機取代前兩艦使用的往複壓縮機,修改部分住艙與冷藏庫的配置,并應用若幹先前已經提出、卻來不及用在前兩艦的使用措施,例如蜂巢構型的主機混合排氣管與發電機排氣管(可減輕10.6噸)。

英格爾斯廠提出更進一步的減重方案,首先更換艦體材料,将原本以HTS高張力鋼闆(屈服強度約50ksi,相當于345MPa)建造的01甲闆改由強度更高 (屈服強度約80ksi,約549MPa)的HY-80高張力鋼闆(向來給潛艇使用);而原本就以HY-80建造的側舷、舷緣列闆 (01甲闆下方,水線附近以上)也降低了厚度,而這塊船闆下方、原本以HTS鋼材制造的側面船闆部位也換成HY-80并降低厚度,第一甲闆側舷的HTS鋼闆厚度也予以減少,原本由HTS制造的艦首擋浪闆則改為鋁材 ,至于骨架部分仍維持原有的HTS鋼材。

除了變更材料之外,英格爾斯也變更若幹設計與布置:

盾艦先河——美國提康德羅加級巡洋艦

文森特号,注意它的飛彈發射架

盾艦先河——美國提康德羅加級巡洋艦

裝備垂直發射系統的托馬斯号

首先,前後主桅杆由原本的四角式改為三角式,可減輕8.9噸的重量。

變更宙斯盾系統的冷卻系統布置,指揮決策系統(C&D)的系統冷卻子產品從01甲闆第二冷卻機室移到原本01甲闆儲藏室的位置,宙斯盾系統第三冷卻機室移到03甲闆,前方SPY-1A雷達冷卻系統室由03甲闆向下移到第二甲闆的第一輔機室,後方SPY-1A雷達冷卻系統也從原本03甲闆下方移到第二甲闆的原航空裝置儲藏室,以上措施能将艦體重心降低0.08英尺。

原本位于04甲闆、用來儲存密集陣20mm彈藥的甲闆室遭到取消,彈藥改儲存到03甲闆三角桅底部的新艙室(即宙斯盾系統第三冷卻機的新機室前方),密集陣系統支援裝置則移到直升機庫前方原宙斯盾系統第三冷卻機室所在處 。以上變更系統布置與艙室的措施,能使重心降低0.09英尺(68.575px)。

擴大新型船舶用電纜(AMC)的使用量,取代原本的MIL-C-915電纜;CG-49的AMC總長度由CG-48的5.5萬英尺 (16764m)增加到8.5萬英尺(25908m),占全部電纜的80%。相較于MIL-C-915,AMC不僅重量較輕,燃燒時的發煙量也較低,不會産生毒性。

機庫通風管道改用更輕的材料與構造,可減輕4.1噸的重量。

2000年10月美國海軍柯爾号(USS Cole DDG-67)在葉門遭恐怖攻擊事件後,因應海外值勤任務中,可能面臨近岸水面交火、敵方小型快艇威脅與臨檢勤務等需要,提康德羅加級在甲闆上安裝2至4挺人力操作的12.7mm機槍,并陸續加裝兩座由人操的MK-38 Mod1 25mm機炮。MK-38由美國海軍水面作戰中心開發,1986年起就進入美國海軍服役,炮身為波音/ATK的M-242蝮蛇(Bushmaster)25mm鍊炮;海軍版M242使用的彈藥為MK210高爆燃燒曳光彈(HEI-T),射速有五段,從單發到每分鐘180發,有效射程2000碼(1830m),采用雙向給彈(彈艙容量200發),炮身垂直俯仰範圍-20~+40度。

盾艦先河——美國提康德羅加級巡洋艦

文森特号上的密集陣近防炮

7、加裝垂直發射系統

鑒于1975年開始研發的MK-41垂直發射系統(VLS) 逐漸發展成熟,美國海軍遂在1980年初決定,從1982預算年度以後簽約建造的提康德羅加級,都改用這種革命性的飛彈發射系統;同時,也趁着這個機會進行較大規模的艦體設計變更,解決一直困擾前幾艘本級艦的排水量餘裕不足和重心過高的問題。如同前述, 頭兩艘經過設計變更的CG-52、53交由英格爾斯造船廠建造。

盾艦先河——美國提康德羅加級巡洋艦

艦尾的垂直發射系統

由于當時MK-41的相關設計參數(尤其是重量,因為牽涉到彈種的配置設定)仍未确定,是以美國海軍對于CG-52的排水量/重心要求仍然較為保守。在美國海軍發給英格爾斯廠的CG-52初步要求中,排水量為9200噸,重心高度23.07英尺,與1979年5月CG-47通過第一次重心計算審查時的資料類似,這比1980年10月美國海軍準許CG-49設計時的要求寬松許多。考量到當時MK-41規劃有容納标準SM-2防空飛彈發射箱的标準子產品(深4.72m)以及可容納戰斧巡航飛彈的長子產品(深6.25m),美國海軍最初訓示CG-52在設計時,艦上122管MK-41 VLS全部都以搭載最重的戰斧巡航飛彈的重量來計算,作為設計上負載極限的标準;

在1981年4月英格爾斯以此一标準計算出排水量與重心之後,美國海軍考慮到新開發的戰斧飛彈與宙斯盾系統的整合工作仍在進行,設計上有許多不确定因素,是以又将CG-52的VLS名額改成96枚較輕的SM-2與26枚戰斧,艦體負荷遂減輕80噸,是以留下了更大的設計餘裕。在1981年9月,英格爾斯提出了CG-52設計的最終報告書,滿載排水量達9425噸,重心高度23.27英尺(7.093m )。在1982年1月15日,美國海軍與英格爾斯廠簽署了CG-52、53的建造合約。

後續建造的提康德羅加級都采用CG-52的基本設計,總共22艘,通稱為“VLS搭載型”。除了前四艘(CG-47~50)指名由英格爾斯廠承包之外,從1982預算年度開始訂購的23艘提康德羅加級(CG-51~73)都由英格爾斯與BIW廠角逐,其中英格爾斯分得17艘,BIW成造了8艘。

8、性能資料

參考資料

艦長 172.8米

舷寬 16.8米

吃水 6.5米

排水量 CG-47:滿載9589噸

CG-48:滿載9575 噸

CG-49-51:滿載9407噸

CG-52-73:滿載9480噸

乘員 364人

動力系統 4×LM2500瓦斯渦輪/80000

雙軸CRP 雙舵

續航力 6000海裡(20節)

航速 30節

船電系統

雷達

1×AN/SPY-1 A/B 3D相控陣雷達系統(固定式陣列天線×4)

1×AN/SPS-49/(V)8 2D對空搜尋雷達

1×AN/SPS-64(V)9航海雷達

1×AN/SPS-55平面搜尋雷達

1×AN/SLQ-32(V)3電子戰系統

1×AN/SPG-62照明雷達

1×MK-86火炮火控系統

聲納 AN/SQS-53A/B/C 艦首聲納

AN/SQR-19A/B拖曳陣列聲納(CG-54~73)

作戰 宙斯盾(Aegis)戰鬥系統

1×726-4型8聯裝幹擾彈發射器

艦載武裝

艦炮 2×MK-45五英寸54倍徑艦炮

飛彈 2×MK-26 Mod5雙臂發射器(裝備于CG-47至51,彈艙裝備量:前後各44枚,可裝填标準SM-2MR防空飛彈或阿斯洛克反潛飛彈)

16×八聯裝MK-41垂直發射器(前後各八,裝備于CG-52以後各艦,裝彈量:前後各61枚,可裝填标準SM-2防空飛彈、戰斧巡航飛彈、垂直發射反潛飛彈(VLA),本世紀起增加ESSM短程防空飛彈、SM-3反彈道飛彈、戰術型戰斧巡航飛彈等)

2×四聯裝MK-141魚叉反艦飛彈發射裝置

近防 2×MK-15 Block1A/B密集陣近程防禦武器系統(在CG-52~73上的MK-15未來将被MK-31 Block 1 HAS拉姆飛彈系統取代)

2×MK-38 Mod1 25mm機炮

反潛 2×三聯裝324mm MK-32魚雷發射器

艦載機 2×LAMP-1 SH-2F反潛直升機(裝備于DDG-47、48)

2×LAMPS-3 SH-60B反潛直升機(裝備于DDG49以後各艦)

盾艦先河——美國提康德羅加級巡洋艦

提康德羅加級總體裝備布局

9、總結

“提康德羅加”級巡洋艦,是宙斯盾艦的開山之作,曾經也是世界海軍最強大戰力的标杆之作,但不可否認,它同樣是一種低端的傳統動力“宙斯盾”艦艇,擁有濃郁的二戰驅逐艦的風格,艦體不僅細細長長,而且艦寬明顯不足,屬于那種典型的大長寬比艦型,有利于軍艦在海上的高速運動能力,但由此也帶來了此型艦在風浪中航行的不穩定性,包括艦員居住條件較普遍較差等弊端。

美海軍的此型巡洋艦,外形較為醜陋,不具備隐形性能,容易被探測和打擊,艦載計算機系統為“宙斯盾”基線7水準,達不到美海軍“伯克”級驅逐艦的“宙斯盾”基線9水準,兩者相比較就讓“提康德羅加”級巡洋艦顯得陳舊落後了。

提康德羅加級巡洋艦算是美國海軍軍艦冷戰的集大成之作,也是世界上第一款宙斯盾巡洋艦,幾乎見證了美國海軍現代發展的各個時代,不過無論是在當時多麼先進和不可撼動的科技造物都會被後來者一腳踹下神壇。

繼續閱讀