F100多用途宙斯盾的详细介绍

2012-11-22 15:00  字号:T | T

  西班牙是欧洲传统海军强国,被誉为南欧“海上猛虎”,拥有一支包括轻型航空母舰在内强大而全面的海上力量。西班牙海军先后建造了四艘先进的F-100级防空型护卫舰,该型护卫舰是世界上第一种安装美制“宙斯盾”的护卫舰;单从防空能力来讲,是欧洲性能最强的防空型护卫舰,具有区域反导侦测能力。

  简介

  F-100 Multi-purpose Frigate

  F-100多用途护卫舰由欧洲第二大造船厂西班牙伊扎尔造船厂(IZAR)建造,排水量高达5,853吨。西班牙海军第一批定购数为四艘:第一艘,“艾尔瓦洛·迪巴赞”号(Alvaro de Bazan),舷号F101,在2000年10月下水,2002年9月正式服役;第二艘,“朱安·博本海军上将”号(Almirante Juan de Borbon),舷号F102,在2002年2月28日下水,2003年12月正式服役;第三艘,“布拉兹·迪·黎洛”号(Blas de Lezo),舷号F103,2003年5月下水,2005年正式服役;第四艘,“曼迪兹·努尼兹”号(Mendez Nunez),舷号F104,在2004年11月下水,2006年进入服役。四艘F-100多用途护卫舰用于替换服役期较长的“巴利阿里”级护卫舰。

  发展过程

  八十年代初期爆发的英、阿马岛战争使世界各国海军清楚的看到,空对舰导弹对海上舰艇构成极大威胁,因此有必要增强舰队的防空能力和延展防空范围建造专用的大型防空型舰艇。在八十年代中期,北约一些国家为避免成本过高、设计和建造周期过长、综合技术和人员优势、降低风险和负担,采用几个国家联合共同发展的模式建造新的防空型护卫舰。加拿大、法国、德国、意大利、荷兰、西班牙、英国和美国八国决定联合进行“90年代北约护卫舰更新计划”(NFR-90),但九十年代初随着一些国家因为各种原因退出后该计划最终取消。

   西班牙和德国、荷兰于1994年开始进行“三国护卫舰计划”(TFC)。“三国护卫舰计划”采取弹性作法:由各国发展各自的新一代防空护卫舰,只在关键性的装备上采用共同装备,即协议覆盖联合操作舰艇平台上而不在系统上,西班牙在此计划中自取的项目名称即为F-100。同一时期,英、法、意也联合展开了“下一代共同护卫舰”(CNGF)计划,又称“地平线”护卫舰计划。   欧洲各国造舰计划开展不久,美国面对欧洲热火朝天的防空型舰艇建造热潮,为了抢占军火份额,宣布向北约国家出口其最先进的舰载“宙斯盾”系统,并且向西班牙政府施加压力。经过考虑西班牙在1995年6月决定退出“三国护卫舰计划”,采用美制“宙斯盾”系统。西班牙也因此成为继日本之后,第二个获得美国“宙斯盾”系统的国家。

   最终建成的F-100级多用途护卫舰的核心是一套洛克希德·马丁海军电子和监视系统公司制造的AN/SPY-1D“宙斯盾”战斗系统,主要任务是舰队保护、防空战斗、反水面和反潜战斗和被当做旗舰操作。

  性能特点

  西班牙海军最新服役的F-100级最核心的一点就是有很强的区域防空作战能力,主要得益于美制“宙斯盾”系统的强大威力。西班牙海军声称,该级舰的造价仅为美国的“阿利·伯克”级驱逐舰的一半,却拥有与其“几乎完全相同”的能力,两者最大的区别是目前F-100级不能发射诸如“战斧”巡航导弹的能力。

  核心系统

  美国海军“宙斯盾”系统全称为“全自动作战指挥与武器控制系统”,是为了解决反舰导弹“饱和攻击”对航母战斗群构成的威胁和海上舰队对空防御的难题而发展。从1963年就开始进行概念设计,在1969年底将其定名为“宙斯盾”(Aegis)系统,寓意是威力强大、无以伦比。从1970年起历时10年,在投入近8亿美元巨额研制费,经10万小时实验后,“宙斯盾”系统研制成功,随后于1983年初装备在号称二十一世纪世界最先进的巡洋舰――“提康德罗加”级巡洋舰上。“宙斯盾”系统造价昂贵,不包括导弹系统价值2亿美元。美国海军“宙斯盾”系统真正过人之处是随着科技发展和技术进步而不断加以改进来保持其先进性能,使其成为美国历史上最成功的海军武器系统发展项目之一。

   “宙斯盾”系统主要由六个分系统组成,它们分别是指挥和决策分系统、舰载武器控制分系统、多功能相控阵雷达分系统、火控分系统、导弹发射分系统、战备状态测试分系统。作战系统共有四种工作方式:自动专用方式、自动方式、半自动方式和故障方式,后三种方式都需要人工参与控制。

   “宙斯盾”作战系统的核心是AN/SPY-1雷达,是“宙斯盾”战舰的主要探测系统。它由相控阵天线、信号处理机、发射机和雷达控制及辅助设备组成。它能完成全空域快速搜索、自动目标探测和多目标跟踪。该雷达工作在S波段,对空搜索最大作用距离约为400公里,可同时监视400批目标,自动跟踪100批目标。

   F-100级防空护卫舰的核心是一套由美国洛克希德·马丁公司研制的“宙斯盾”系统。美国“阿利·伯克”级“宙斯盾”驱逐舰满载排水量8,300吨,而西班牙F-100级虽然号称世界上最大的护卫舰,但满载排水量5,853吨。因此在F-100级上安装庞大的美制“宙斯盾”系统主要需要两方面:

   一方面,美国洛克希德·马丁公司专门为F-100级护卫舰生产了专用出口型缩小版“宙斯盾”系统。以便使这套在驱逐舰上安装的系统能安装在大型护卫舰上。但“宙斯盾”系统雷达性能方面基本相同,只在舰载导弹数量和种类上有所减少,如只有两具SPG-62照明雷达,而美国“阿利·伯克”级“宙斯盾”驱逐舰为四具。

   另一方面,西班牙伊扎尔造船厂工程师们巧妙利用两层甲板的舱段设计安装了整个雷达的各个分系统。四面数字天线装在舰桥后方一个相当高大的塔状结构物上;也因此,为了避免妨碍SPY-1D雷达的操作,除了就位于这一塔状结构物上方的主桅杆之外,舰上各种结构物、装备的高度都要受到限制。

  武器系统

  西班牙海军F-100级多任务护卫舰虽然侧重防空能力,但做为多任务护卫舰,它的作战能力完善,反潜、反水面舰艇能力同样强大。

   单从舰队防空和防御方面来看,F-100级组成三层防御:中远距由“标准”SM-2 MR block ⅢA防空导弹承担,有效区域达到150千米,为舰队提供防空任务,主要针对中高空战机和中低飞行高度反舰导弹,由于该型导弹性能全面,也能打击掠海飞行、超音速反舰导弹等目标;近距由“改进型海麻雀导弹”(ESSM)承担,有效区域达到30千米,为舰队或自身提供防御,主要针对超音速、超低空、低雷达截面反舰导弹;最后一道防线近防由梅罗卡近防火炮(Meroka)承担,为自身提供保护,发挥类似美国“密集阵”近防系统的能力。

   “标准”SM-2 MR block ⅢA防空导弹和“改进型海麻雀导弹”(ESSM)均采用洛克希德·马丁公司Mark 41垂直发射系统。位于舰艏Mk 45 Mod2 127毫米舰炮后面,采用六组八联装布置形式。

   舰对空中距导弹系统:采用美国雷声公司“标准”SM-2 MR block ⅢA防空导弹提供区域防卫。SM-2 MR是一种全天候、舰射中距舰队防空导弹,是“标准”SM-2防空导弹的最新增程型,有效射程达到155公里。两级固体燃料发动机、尾舵控制,速度2.5马赫。装有半主动雷达自动导引头和一套“宙斯盾”无线电指令线路,采用惯性中程制导/指令中程修正加半主动雷达自动寻的制导的复合制导,只在末端使用舰载雷达对目标照射引导攻击。共有40个发射单元,每个Mark 41单元装有一枚“标准”SM-2 MR block ⅢA防空导弹。新型“标准”SM-2 MR block ⅢA防空导弹具有反导、防空与反舰能力,尤其具有对付超低空目标和海面上高速小型目标的能力。

   舰对空近距导弹系统:近距防空采用美国雷声公司的“改进型海麻雀导弹”(ESSM)。“改进型海麻雀导弹”采用半主动雷达制导,小展弦比弹翼加控制尾翼的布局方式(即正常式布局,控制舵面在尾部);全新的单级大直径(25.4厘米)高能固体火箭发动机具有推力矢量系统,可以使导弹的最大机动过载达到50G,而且不会随射程的增加而大幅减小。目前的战斗机即便作出9G的持续规避机动动作也丝毫无法躲闪它的攻击。同时射程也显着提高,近30千米的射程达到中程舰对空标准;新型的自动驾驶仪,惯性制导和中段制导,X波段和S波段数据链,末端采用主动雷达制导。这种特殊的复合制导方式可以使舰艇面对最为严重的威胁。

   “改进型海麻雀导弹”已经多次证明其打击摧毁反舰导弹的能力,并能够有效拦截技术先进的超音速、超低空、低雷达截面的机动型反舰导弹。“改进型海麻雀导弹”采用Mark 41垂直发射系统,共有8个发射单元,每个Mark 41发射单元内可存放4枚“改进型海麻雀导弹”导弹。

   近防御武器系统(CIWS):西班牙伊扎尔造船厂的FABA系统部生产的Meroka 2 B近防炮是世界上炮管数最多的近防火炮,达到12管,口径20毫米射速高达9,000发/分,射程达到3,000米,初速1,215米/秒,备弹720发,威力强大,而且重量只有4.5吨。“梅罗卡”(Meroka)近防御武器系统包括红外系统、视频自动跟踪系统和“宙斯盾”雷达提示系统。一具Meroka 2 B近防炮安装在F-100级舰尾直升机库上方。

   另外,F-100级护卫舰还配备有二挺20毫米机枪。

   舰炮系统:西班牙海军F-100级护卫舰在舰艏安装一门Mk 45 Mod2 127毫米舰炮,配备西班牙伊扎尔造船厂的FABA系统部生产的“多娜”(DORNA)雷达/光电火控系统。“多纳”传感器包括K-波段雷达和追踪雷达,连同红外系统、视频系统和激光测距仪。美国海军已经选定“多纳”系统,将来用于配备在“濒海作战舰”(LCS)上。

   反舰武器系统:在舰身中段有两套四联装波音公司“鱼叉”反舰导弹系统。“鱼叉”最大射程达到120公里,装有一枚220公斤重弹头,采用主动雷达末端制导。“鱼叉”导弹至今已经生产了7,000枚(包括国外购买的3000枚),装备了25个国家海军。美国波音公司最新型RGM-84L“鱼叉”Block Ⅱ,除了雷达寻的器外,加装了“联合直接攻击弹药”用的制导装置改进型,包括HG100制导系统(INS)和全球定位系统GEMⅢ(GPS),还有“斯拉姆”导弹上的任务计算机,使其既能攻击舰艇,又能攻击港口内的舰艇和岸上93千米纵深的目标,成为双用导弹。攻击陆地目标的精度达10米。

   另外,舰艇有两套Mk 46双管鱼雷发射装置用于Mk 46 Mod5轻型鱼雷。MK 46型鱼雷是美国第三代轻型反潜自导鱼雷,比较成功地解决了自噪声对声自导的干扰问题,是世界上首先装备计算机的鱼雷,具有多次重复攻击能力。改进的MK 46 Mod5型鱼雷采用单元组合燃料推进,提高抗干扰、制导控制;主、被动声呐探测能力增强,可探测多个水下潜艇目标,能在各种环境下工作(包括浅水环境);改进了自导控制系统,可识别诱饵假目标,再搜索能力强;装有近炸引信MK 103-1型常规弹头,提高了爆破威力;推进系统可根据任务的需要以两种速度控制鱼雷捕获目标,可降低自噪声,从而有利于搜索。Mk 46 Mod5轻型鱼雷长2.6米,直径324毫米,总重258千克,最高航速50节,射程11千米、航深450米。

  舰载直升机

  西班牙F100级多用途护卫舰在舰尾有一个长26.4米的飞行甲板,能够搭载一架直升机。1990年,西班牙首次从美国西科尔斯基公司购买了六架SH-60 B“轻型机载多用途系统”(LAMPS)Mk Ⅲ型“海鹰”(Seahawk)直升机。1998年,西班牙海军根据“先进海上直升机项目”又订购了六架SH-60 B LAMPS Mk Ⅲ型“海鹰”(Seahawk)直升机,这次定购合同总价值5,540万美元,采用全新标准,配备前视红外系统(FLIR)和“地狱火”激光制导空对地导弹,部署在F100级多用途护卫舰和“圣玛丽亚”(Santa Maria)级导弹护卫舰上,整个合同在2002年10月底完成。在2004年1月美国西科尔斯基公司已经完成一项升级计划,对西班牙上一批购买的六架SH-60 B LAMPS Mk Ⅲ型“海鹰”(Seahawk)直升机升级到第二批同样的最新标准。

   在西班牙海军“先进海上直升机项目”中,美国洛克希德·马丁公司是主要的系统集成商,并且和西班牙SAES公司和Amper Programas公司合作。位于西班牙卡塔赫纳的SAES公司提供了基于可靠成品技术的8通道SPAS-8B声信号处理器。位于西班牙马德里的Amper Programas公司负责为这些飞机制造传感器操作员控制台、设备机柜及相关的电缆配套设备。

  对抗措施组件

  F-100级舰载对抗措施组件包括由西班牙因德拉公司(Indra)生产的“金牛座”电子支援措施/电子对策(ESM/ECM)系统;MK-9000电子对抗系统;NAVSSI/WSN-7导航系统;四套Mk 36 SRBOC干扰发射装置;AN/SLQ-25 A Nixie拖曳鱼雷诱骗系统。AN/SLQ-25 A Nixie拖曳鱼雷诱骗系统是一种数字控制的软杀伤诱饵系统,用于保护水面战舰免遭尾流自导、声自导和线导鱼雷的攻击。

  传感器

  F-100级的核心是由美国洛克希德·马丁公司生产的AN/SPY-1 D“宙斯盾”相控阵雷达,用于空中和水面搜寻;空中搜索雷达采用TRS 3D雷达;水面搜寻雷达采用G/H波段AN/SPS-67(V)3雷达。

   舰体安装美国雷声公司DE1160 LF主动/被动声纳,还有一部SQR-19A拖弋阵列声纳。舰载SH-60“海鹰”(Seahawk)直升机装备一套AN/ SQQ-28 LAMPS Ⅲ型声纳浮标。

  CODAG推进系统

  F100级装备一套组合式柴油和燃气推进系统(CODAG),使用两座额定34.8 MW的GE LM 2500燃气涡轮机和额定9 MW的两座巴赞-卡特彼拉3600型柴油发动机。传动轴驱动二具可控斜度螺旋桨。设计师们将动力系统分别设置在两套独立且防水的主机舱段,每个舱段内有一套齿轮传动机构和一根传动轴,用以驱动5叶式可调螺距螺旋桨。“迪巴赞”号最高航速为28.5节,以18节速度航行续航距离7,412公里。

   护卫舰的动力装置可选择使用柴油机或燃气轮机。2台柴油机采用的是伊萨尔公司的BRAVO 12型柴油机,而2台燃气轮机则选择了通用电气公司的LM2500燃气轮机模块。舰上有2个推进主机舱室,每个舱室可容纳1套柴-燃联合动力装置及其辅助装置,在2个主机舱室之间还有1个辅机舱室,可容纳独立的辅机设备。

  设计特点

  欧洲九十年代造舰热潮中建造的新型护卫舰或驱逐舰,都考虑了隐形方面设计。另外,西班牙与德国和荷兰合作过“三国护卫舰计划”(TFC),该计划强调模块化设计,这一点从另外两个国家建成的护卫舰可以看到。因此F-100级设计的突出特点是模块化,注重隐形。

   西班牙海军F-100级的模块化设计,整个舰艇由27个模块组成。在隐形技术设计方面,大量采用如倾斜式干舷,舷墙与上层结构紧密整合,减少了侧面折角和三面角结构等。这有助于降低雷达信号。它通过废气冷却,舰壳洒水系统、主机减振基座等技术,降低红外信号、电磁信号特征和噪声。

  计划配备无人机系统

  在欧洲众多的新型护卫舰或驱逐舰中,西班牙海军F-100级将第一个集成无人机系统。美国诺斯罗普·格鲁曼公司的集成系统分公司已与西班牙的伊扎尔造船厂(IZAR)签订了一份技术援助协议,以推动美国海军的“火力侦察兵”垂直起降无人机在西班牙的F-100级护卫舰计划中使用。西班牙海军对伊扎尔造船厂建造的新型或改进的现有护卫舰的精确武器目标导向系统提出了新要求。依据这项要求的规定,“火力侦察兵”无人机可为实施对陆攻击任务的精确制导武器提供目标指示的要求。

   “火力侦察兵”无人机系统可作为海军海上和海军陆战队岸上的武器增效器。“火力侦察兵”无人机可在6,000米的高空飞行,它装备有包括激光指示器/测距仪在内的光电/红外传感器,可提供高精确度的情报、侦察和监视,向军事决策者提供敌方的资源和地面人员实时的信息和定位。

  战略意义

  西班牙海军新型F-100级多任务护卫舰由于采用了美制“宙斯盾”系统,因此也加强了同美国海军的联系和合作。在国际事务中,西班牙政府和美国政府在诸多问题上持一致态度,西班牙也经常参加美国在全球的军事行动。

   1、 西班牙海军F-100级护卫舰通过在美国海试来增加同美海军协作经验。

   由于安装美制“宙斯盾”系统和其它美制系统,每一艘F-100级护卫舰在西班牙伊扎尔造船厂组装完成后,都在美国进行“作战系统舰艇合格性海试”(CSSQT)。目前已经完成前两艘的海试。

   2003年12月,首舰“迪巴赞”号与美国海军“梅森”号(DDG-87)“宙斯盾”驱逐舰一起,在美国弗吉尼亚海岸成功完成了“作战系统舰艇合格性海试”。

   2004年10月,第二艘“朱安·博本海军上将”号与美国海军“平克尼”号(DDG-91)“宙斯盾”驱逐舰完成了第二次联合“作战系统舰艇合格性海试”(CSSQT)。此次海试在加利福尼亚海岸进行。在海试中,两艘舰艇上的“宙斯盾”作战系统通过一系列水面、水下和防空战演习进行了战备评估,演习科目有人员袭击、电子攻击以及战术数据链和防空测试。防空测试是此次海试的重点,试验中对实际目标进行实弹(导弹)射击。   2、西班牙在美国建立导弹防御系统上持支持态度。

   西班牙政府已经表示愿意帮助美国建立导弹防御系统,并将通过部署特别装配的护卫舰为海军的“导弹防护盾”提供预警。西班牙海军F-100级护卫舰虽然没有足够的空间容纳像美国“宙斯盾”舰上所具有的全部反导系统,但其能与美国的“阿利·伯克”级“宙斯盾”驱逐舰和“提康德罗加”级“宙斯盾”巡洋舰等军舰协同工作。在协同执行任务时,西班牙海军的F-100级护卫舰具有反导侦测能力,能够探测有关国家发射的导弹。大多数欧洲政府都对布什政府的导弹防御计划持保留态度,但西班牙首相却称该计划是“为每个国家提供更可靠安全的一次尝试”。

  平台性能

  一艘水面作战舰艇性能的优劣,主要体现在舰艇自身的生命力和作战能力上。作为西班牙最新的、最先进的水面作战舰艇,F-100护卫舰也突出体现了这两点。

   F-100护卫舰的满载排水量为5800吨,舰长为146.7米,舰宽17.5米,最大速度为28.5节,额定成员约为197名,最多也不超过234名。

   F-100护卫舰采用了四层甲板的概念,从底部向上,分别是压载舱、第一层甲板、第二层甲板和主甲板。主甲板是舱室甲板,第二层甲板则为损管甲板。为了增强护卫舰的防火能力,舰体被主舱壁隔离成多个垂直的防火区,防火区之间的间隔少于40米。为保证护卫舰的抗沉性,舰上还具有13个横向防水舱壁,其抗沉性能完全达到了美军的作战标准。

   在船体底部两侧还有一对固定的梯状稳定鳍,可使舰艇在5级海况下保持稳定。在舰艇以巡航速度航行时,F-100护卫舰船体的横摇角不大于2.5°,这对于舰载直升机的作业是非常有利的。

   从设计之初,F-100护卫舰就从防探测和自我防护角度来考虑舰艇的生命力。除了加强军舰隐形能力以外,在防护性能方面,对于一些重要的舱室,F-100护卫舰采用了双层舱壁,并且满足美国海军的标准。为了防护核、生物、化学战的攻击,F-100护卫舰所采用的三防系统还可自动对一些特殊区域做密封处理,这些特殊区域包括居住舱室、技术和作战控制室、4个核生化过滤站、3个净化站和1个洗涤系统,以彻底保证在核、生物、化学战环境下舰艇人员的安全,维持舰艇的作战能力。

  自动化机舱

  F-100护卫舰最大的特点是主机舱室都实现了无人化。主机的控制和监测功能完全由综合平台监控系统来完成。

   F-100护卫舰上的综合平台监控系统是西班牙船舶工业对F-100项目最主要的贡献之一。该系统包括本地子站、控制台和控制装置以及传送系统。这也是第一次综合平台监控系统与作战情报中心控制台处于同等地位。综合平台监控系统由2个平台控制室管理。在舰桥、作战情报中心,综合平台监控系统都有独立的控制台。

   综合平台监控系统的舰上17个控制台中有5台是便携式的。这5台便携式控制台通过一种特别的通信系统,执行外部监控功能,从而大大提高了舰艇的生命力和控制的灵活性。作为综合平台监控系统一大特点,该系统也提供舰载训练系统,通过简单的转换,便可从舰艇的实际操作转为训练操作,大大提高了船员的训练效果。作为综合平台监控系统的新特征,综合平台监控系统可显示有关状态维护系统和损管计算机系统的信息。而状态维护系统和损管计算机系统应用于舰艇上在西方国家中也是首次。

  西班牙舰艇制造业的发展动力

  西班牙海军的F-100是欧洲第一种安装美制“宙斯盾”系统的舰艇,加强了西班牙和美国在武器系统和舰艇制造方面的合作,双方因此组成“先进护卫舰销售联盟”(AFCON)参与其他国家新型舰艇建造。美国通过西班牙打开局面向欧洲各国积极推销舰载武器系统和“宙斯盾”作战系统,而西班牙也因此为本国舰艇制造业赢得发展动力。

   F-100“宙斯盾”护卫舰是西班牙舰艇制造方面的巨大成就,它成功的将庞大的美制“宙斯盾”系统和本国的武器系统、传感器系统等集成综合应用到大型护卫舰上。海军构成依靠高性能、强大综合作战能力的水面舰艇,保卫本国海域和控制海洋。因此,F-100级“宙斯盾”护卫舰将使西班牙海军能力跃升,其最出色的远程防空能力,能够有效的保护舰队抵御来自空中、水面和水下的进攻。

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