凭什么那么强势

朱姆沃尔特级驱逐舰是美国海军新一代多用途对地打击舰，是当今世界集合了最多先进技术的水面作战平台。关于该舰的建造、服役，各媒体始终给予了很大的关注。朱姆沃尔特的性能是否完美无缺？媒体也有着十分不同的解读。在过去一段时间，本刊编辑部接到了很多读者来信，要求我们刊登一些文章介绍这艘万吨百亿的巨舰。而在现阶段想要准确了解朱姆沃尔特级是困难的。但是，扫描一下在朱舰研制过程中五角大楼曾经或者现在依旧想在这艘十足的“科研装备”上实现哪些新技术，却还是有可能的。本期杂志，我们就刊登一篇来自海权社作者的关于朱舰技术点的扫描文章，带大家看看五角大楼的“科研装备”都有哪些“靠谱或不靠谱”的技术。

无疾而终的SC-21

冷战结束后，1992年10月，美国海军正式提出了一项代号为“21世纪驱逐舰技术研究”的计划。该计划旨在研发一款能够满足对地火力打击和支援任务，同时还能够在敌方已布设了防御性装备（例如水雷）的沿海进行活动，生命力顽强的舰艇。必要时，该舰还要担负起控制敌方海上交通线和出海口的任务，阻断敌方与外界的联系。当月底，该项计划正式转为“21世纪水面作战舰艇”，代号为“SC-21”。

虽说该计划是于1992年提出的，但是其技术理念的探讨，则可以追溯的1987年。那年，美国海军就启动了水面舰艇作战特性研究和水面战斗需求研究的计划。这些计划的核心内容就是高度自动化（通过技术革新，提高舰艇管制能力，精简人员）、隐身化（借鉴空军成功的F-117战斗攻击机，实现该舰的静音、降噪、隔热等能力）、信息化（协同作战的基础）。

1995年美国海军招标时，其中一个要求就是携带500个垂直发射单元，每个单元容纳一枚导弹，总计500枚导弹。由于舰上不设相应的火控雷达和制导模块，也不需要其它搜索设备。形象的说，就是一条长250米左右的船，没有雷达没有声纳。500发导弹，2门炮（备2000余发增程制导炮弹）。需要打击哪个目标，由它舰将目标信息发送到本舰作战中心，随后这个巨大的武库舰发射导弹，它舰进行导弹制导任务。

这条舰不需要那么多人手，20至50人足矣。招标书下达后，洛克希德-马丁公司，巴斯钢铁公司，诺思罗普·格鲁曼公司相继投给了美国海军各自的设计方案。

1996年4月，SC-21计划改为“海上火力支援实验舰”。1997年12月，SC-21计划还是被国防部取消了。SC-21计划下马的原因其实很简单，主要是三点。

一是载荷局限性。SC-21对陆支援主要依靠垂直发射装置内的对陆巡航导弹，与舰载机或者陆基攻击机相比，对陆巡航导弹一经发射便不能回收。海湾战争当中，经常出现敌方突然运动出导弹锁定区域或者潜入居民区等不能打击的区域，战斗机可以返航，而导弹不行。另外该舰缺乏独立的指控能力，完全依赖外界的目标信息，易于被干扰，独立作战能力堪忧。

二是多用途能力差。该舰仅能执行对陆对海打击任务。由于SC-21没有相应的控制模块和搜索设备，即使其发射单元内装载了反潜导弹，也打不了潜艇。如果没有伴随护航的舰艇保护，那么它就是一个活靶子。

三是性价比低。虽然SC-21携带了3倍于提康德罗加级巡洋舰的导弹，但是其完全没有提康德罗加级导弹巡洋舰那样的灵活性和任务弹性。况且，搭载了战斧巡航导弹发射模块的提康德罗加级亦能执行低强度的对地打击任务。

如果说，SC-21的存在仅仅剩下“登陆作战初始的火力压制”，那么其下马的结局也不难预估。刨除项目本身的技术风险，以海湾战争为例，美国海军当中的四艘衣阿华级战列舰在执行对陆支援任务时，效果很理想。除了9门406毫米“巨炮”外，还有巡航导弹发射装置。配合航母打击大队和空军的支援，其效果看來也可以满足战场需求。

DD-21计划

SC-21计划被取消后，DD-21计划得到了继续推进。DD-21的设计要求则没有像SC-21那么“大胆”，而是通过集成现有技术寻求问世的机会。

1997年6月，DD-21对陆支援攻击舰概念诞生。该舰除了配备128至256组MK-41垂直发射装置外，还将配备155mm舰炮。美国海军对当时打算在DD-21是实现的指标能力，大致包括下面几个方面。

◎ADCON-21

采用一台开放式架构的商用计算机，加强电脑的维修性和性能。若后期需要升级，改装，维修，商用电脑更便宜，经济型更好。而开放式架构好处在于战斗系统中的程序实时加载到了各台子系统的计算机当中（比如主机将信息存至副机内，一个两个副机毁坏都不会致使舰艇战力瘫痪传统的集中式则不行），这类似于宙斯盾系统的基线 6架构。

◎海军先进垂直舰炮系统（VGAS）

该项目旨在研发用于对陆支援的先进舰炮系统。这是一种有别于传统火炮的“垂直舰炮”。它采用155毫米/60倍径的双联装垂直火炮，可以发射包括增程制导炮弹和未来型炮弹（按照计划，该弹射程将达到不切实际的465千米），其炮口动能为3035兆焦，射速也可达每分钟12至24发。

该炮组成为身管、供弹系统、装填系统、发射药系统和辅助设备构成。与传统火炮相比，VGAS具有模块化、隐身好、通用性强、自动化程度高、无盲角、结构简单易维护等许多好处。但是由于技术难度高，至今该武器系统仍没有走出原理样机的阶段。

◎21世纪反潜战系统（USW-21）

DD-21还一度打算使用SQQ-89A（V）声纳系统，该系统综合了AN/SQS-53C舰艏声纳、SQR-19（V）拖曳式声纳、SQQ-28直升机声纳信号处理器、AN/SLQ-25（V）反鱼雷系统、水声数据处理系统和反潜武器控制模块等设备。

◎海军水面火力支援战控制系统（NWCS）

它负责指挥本舰的对陆支援武器打击。除了本舰外，还要和友军相协同。当支援武器协同打击联合指挥中心与火力负责军官收到目标信息时，会直接予以打击。期间，前线观察人员请求支援武器协同中心的火力支援时，后者会根据现有的条件分配支援任务。使用了这个架构的协同中心接到关于任务的计划方案、时间表等信息时，会综合发送至本舰的武器控制模块打击目标。

◎综合电力系统（IPS）

综合电力系统是当时新崛起的一种舰船推进方式。传统的舰船推进系统分动力系统和电力系统，电力系统往往与推进没有直接关系。两个系统控制、监视、运行都是独立的。IPS主要特点就是以电能为能源，直接推进舰船行驶（推进的同时还能担负舰上的电力供应）。

美国海军最早于1986年提出了类似的概念（即“海上革命”计划）。1988年启动综合电力推进项目，该项目主要是希望将“舰船电力推进系统”，“日用电力系统”融合。1988年末，美国海军海洋系统司令部与通用电气签订了研制水面舰艇IEP装置合约书。1990年，这一项目名称转为了综合电力系统，并正式开始概念研究。其项目需求一分为二，第一是“模块化”，第二是“批量生产”。

1995年，美国海军与洛克希德·马丁公司签订了关于建造陆基实验用的舰艇原比例发电/推进系统样机的合同。

◎双波段雷达DBR（VSR+MFR）

DD-21计划中所使用的雷达为双波段形式，该形式不是指一款雷达发射两个波段的信号。这种雷达的在于角精度高（搜索扇形90°或者180°时，精度好）、抗干扰能力强、反隐身能力好等诸多优点。该雷达分S和X两个波段，S波段的VSR为体搜索雷达，X波段的MFR为火控照射雷达，顺带可以低空补盲。

不过该项目在进入2010年以后一直面临多重阻力。至今仍没有完成研制。在最近批次的阿利伯克级驱逐舰上，美军只能决定首先以AN/TPQ-9B雷达客串该雷达项目的一些能力。

◎集成式上层建筑

集成式上层建筑指的是将上层建筑优化（包括电子设备在内），为达到整体的隐身效果，将各类传感器天线及舱内设备、功能舱室等露天设备全被集成至上层建筑当中。传统的分散型上层建筑隐身能力差，电磁兼容性低，所以该类结构设计正慢慢的被整体型上层建筑及更高级的集成式上层建筑所取代。

DDG-1000诞生后的新技术

2002年，DD（X）计划升格至合约建造阶段。2005年，首舰正式开工建造，编号为“1000”，由于属于DDG（导弹驱逐舰），所以其全称是“DDG-1000”。该项目最初是准备大批量建造的，首批订单达32艘。但由于其设计思路已经脱离现今时代的需求，其订单从32艘减至24艘，24艘减至16艘……7艘，再到现在的2艘。

外界往往认为DDG-1000的订单数量骤减，是因“成本飞涨使美国国会吃不消”的缘故。但实际上最主要的原因还是DDG-1000生不逢时，在设计之初这舰就已经落后了。为了保障能在多种环境下遂行多样化任务，DDG-1000身上融合了诸多先进技术，其中不少都是在美国海军舰队内的“首秀”。

◎整体隐身性设计

DDG-1000的隐身性设计以阻碍敌方探测/识别本舰的效果为主，以提高自身干扰设备效能和控制自身信号散射为辅。

在西方海军概念当中，这属于物理特征控制概念。DDG-1000在设计时对8类以上类型的物理特征进行了控制。他们包括：雷达反射面积、红外特征面积、磁场特征信号、水声特征信号、水声目标反射强度、空气噪音、尾流、电磁信号控制等。

巧妙的舰体结构设计和隐身材料（吸波材料和降低红外信号的涂层）让DDG-1000在雷达反射面积和红外特征面积、磁场特征信号上都保持着较低数值。美国海军发言人就曾断言一艘DDG-1000的雷达反射面积，仅为提康德罗加级导弹巡洋舰的六十四分之一。

除了集成式上层建筑外，IPS系统的使用使得DDG-1000在尾流、空气噪音、水声特征信号、水声目标反射强度上也保持着优势，IPS系统带来的优势主要表现在对潜作战上。潜艇主要是依靠声纳来作战的，尾流制导鱼雷又是以敌舰航行时发生的尾流來实施跟踪。而IPS系统因为是电力推进，所以其机械噪音低，空气噪音弱。所以，DDG-1000在水声特征信号和信号反射强度上，比起一些传统大型舰只，应该确实有一定的优势。

◎综合式水下战斗系统

DDG-1000并未沿用美军之前使用的AN/SQQ-89（V）型反潜战斗系统，而是整合研发了一款代号为AN/ SQQ-90的整合式水下作战系统。该系统由一具AN/SQR-20多功能拖曳式阵列声纳系统、AN/SQS-61双频主被动艏声纳、AN/SQS-60主被动轻量化宽频变深声纳、直升机机载吊放声纳、投送式探温仪、对潜武器系统、水声对抗系统和鱼雷对抗系统等辅助设备组成。

这一整套的设备都整合至电子模组外壳当中。与过去的AN/SQQ-89（V）系统相比，该系统包括了更多更先进的设备。由于计算机性能的提升，这些设备都能实现自动化操作，自动化水平和智能水平更高。

依靠着强大的反潜搜索系统和数据传输能力，再搭配舰上的反潜导弹和鱼雷，DDG-1000的反潜能力算不上落后。在斯普鲁恩斯级通用驱逐舰和佩里级护卫舰退役后，美国海军水面舰艇部队的反潜任务主要依靠阿利·伯克级驱逐舰。而DDG-1000作为舰队反潜的生力军，无疑会缓解水面舰艇部队日渐繁重的反潜压力。因此美军也一度以此为保驾DDG-1000出世的“免死金牌”。

◎整合式防御系统

整合式防御系统是DDG-1000主要的战斗系统，该系统囊括了舰上所有的传感器、武器系统、电子设备和硬件，即使是水下战斗系统也整合在内。

◎双波段雷达系统

美国海军自90年代以来上马了三种双波段雷达方案。DDG-1000项目进入到实施阶段时采用的SPY-3/ SPY-4组合，只是其中的一种。与传统雷达相不同，当时美国海军规划的DBR雷达是一套由固态多功能雷达和体搜索雷达两种波段的雷达。数据后端共有一套处理设备组合而成的雷达，并非是一部雷达发射S、X两个雷达波段。

按照最初的使用设想，窄波束的S波段用于远程搜索警戒，搜索到目标后再将目标信息处理（识别）发送给X波段雷达。它再搜索一遍，当跟踪到了目标后便引导己方武器系统予以打击。X波段雷达除火控照射外，还将担负其低空补盲和搜索潜望镜状态潜艇的任务。

实际上，美国海军很早就对与新体制雷达开展了研究。美国海军研究办公室就数字阵雷达的研发工作可以追溯到冷战后期。当时美国海军曾企图使用数字列雷达“拼接”整套雷达系统。在研究中，美国海军研究办公室就子系统的T/R模块，数字波束形成，信号处理等方面进行了攻关。

这项研究的最终结果就是现在的AN/SPY-3固态多功能雷达。该雷达由三面雷达阵列、一部接收器/激励器机柜、信号数据处理器组成。

由于多功能雷达比更小更轻，所以X波段雷达可以架设的更高的位置，这在一定程度上可以提高DDG-1000上层建筑的空间使用率。而且，X波段雷达还负责低空补盲，架设的更高可以看得更远。而且雷达都采用的是固态有源阵体制，其相比过去的 SPY-1有着更高的操作实用性，更小的传输衰减和更低的信号发射损耗。

此外，DBR是美国海军历史上第一个使用商用计算机来控制和处理信号的雷达系统，提高了系统可靠性和可维护性。高性能的服务器使用雷达和数字信号处理技术执行信号分析，通道均衡，杂波滤波，多普勒处理，脉冲编辑和各种先进的电子保护算法。

在整个DBR雷达系统，使用的是多层双频跟踪器，由X频跟踪器和S频跟踪器组成。中央处理器将S、X频跟踪器数据结合后更新。而针对X波段跟踪器低延迟的问题（这是美国海军X波段雷达的通病），美国海军也对DBR雷达系统进行了优化，加快了它的处理速度和对低空高速目标的跟踪速度。

◎IEP动力系统

为了满足海军下一代舰艇的使用需求，海军研究办公室就提出了IEP整合式电力推进系统。IEP系统与传统的燃-燃联合推进系统或者柴燃联合推进系统相比，更加的智能化，结构也更加精炼。DDG-1000与DDG-51相比，除了船员更少之外（自动化水平高），还省去了电力舱室中的推进，电气，冷却系统之类复杂的技术难题，操作性和维护性大大提高。

事实上，美国海军曾计划为DDG-1000配备先进的永磁电机。但是由于技术不可靠，导致DDG-1000与永磁电机擦肩而过。最后，DDG-1000的动力系统则是由一台功率为34.6兆瓦的感应电机和两台功率36兆瓦的罗·罗MT-30燃气涡轮发电机和两个功率3.94兆瓦的通用电气LM500G燃气涡轮发电机（ATG，这是辅助涡轮发电机）组成，总发电量为79.88兆瓦。

MT30燃气涡轮发电机是英国罗尔斯·罗伊斯公司的航改燃气轮机，是罗·罗公司的杰作之一。该型燃气轮机在0.98/1.47kPa的进/排气损失情况下，进气温度26摄氏度时，功率为36兆瓦，热效率为39.8%，燃料消耗率为207g/（kWh）。由于采用了简化结构设计（部件数相比较其它航改燃气轮机要少50%～60%），也经受了单元体设计、预平衡、视情况维护等考核，所以可靠性比较高。罗·罗公司预计该型燃气轮机大修时间为12500小时，整机大修时间为24000小时，舰上从早到晚无故障时间为2000小时（平均值），修理时间为4小时（平均值，冷机时间除外）。

◎TSCE

全舰计算环境（TSCE）整合了舰上的指挥控制系统、平台控制系统、动力系统、武器指挥系统、雷达系统、电子对抗系统等。TSCE采用的是开放式体系架构，通过将上述模块整合至中央计算机中实施统一管制。这种做法使得DDG-1000在资源共享、平台操作、系统运行上都保留了备份（各子系统），提高了跨平台、跨军种的协同作战能力。

TSCE的數据处理设备由16个EME（电子模块封装箱）组成，这是一种集成、适配、测试设备，主要提高环境支持（温度、电磁干扰、电磁脉冲保护）、服务（电力资源管理、空气调节、冷水冷却）、为MSE（计算机、无线电、雷达、声纳等）提供噪音隔离和物理安全。

对于DDG-1000来说，如果要扩展任何任务模式，或者引入某种武器系统或者电子设备，则必须经由舰上的适配系统。适配系统主要是将任务模块的软件集成至TSCE当中，任务模块所需的硬件则是根据舰上空间规划而定的。比如DDG-1000要引入标准3IIB导弹的模块，还要扩展BMD任务包，则必须将标准3IIB的发射控制模块通过适配设备导入至TSCE中，而标准3IIB则塞入垂直发射装置中。

适配系统由16个DCU（牵引控制单元）组成。单组DCU由32个DAP（数据获取与处理）组成。单个DAP有一个VME机箱，机箱内有两个SBC单板机。其中一个单板机在操作系统中运行程序，通过两条每秒1000bit/s的光纤链接至TSCE。DDG-1000全舰共有287个嵌入式DAP和139个网关式DAP。

◎MK-57垂直发射装置

MK-57垂直发射装置是美国海军新一代的垂直发射装置，与过去的MK-41垂直发射装置相比，它最大的优点在于空间大。配合DDG-1000的整合式电力系统，它的电能供应和灵活性高于MK-41。由于单个模块空间大，使得MK-57可以为未来的导弹系统提供充足空间。

作为一种通用垂直发射装置，MK-57采用的是开放式架构概念，可以提高作战能力和生命周期。通过适配系统，MK-57的发射控制模块整合进了TSCE中，由中央计算机控制。而且，开放式架构还可以减低成本。因为MK-57采用的是模块化技术体制，日后若要引入武器系统，无需修改发射程序，只需更新战斗系统再将程序模块导入其中即可。

◎舰上火炮系统

目前，该舰的火炮系统仅两门AGS 155毫米火炮。原本计划安装在机库上的两门MK-110因为技术和财政原因，并没有安装在首批次的DDG-1000上。該舰目前的近防将完全依赖于ESSM。

事实上，关于DDG-1000的近防火炮选择，有极大争议。根据报道，BAE公司研发的MK-110 57毫米火炮很可能将被剔除，美国海军已经选定通用动力公司研发生产的MK-46 Mod2单管30毫米火炮为DDG-1000的副炮。

由于目前DDG-1000陷入了没有副炮近防的尴尬局面，所以未来一段时间内，AGS将撑起DDG-1000远中近三层火力打击的重担。虽然听上去是一种笑谈，但通过整合“神剑”制导炮弹，AGS还是可以满足打击距离自己30千米内目标的任务的。

由于目前DDG-1000的建造预算一再被削减，虽有三号舰DDG-1002将继续建造的消息时常传出，但还是充满了不确定性。所以目前来说，DDG-1000还只是一个跟随在航母打击大队后跑的孩子。也因为DBR雷达被削减，导致其防空能力仅仅能满足“点防御”需求，一旦被对方对海打击火力跟踪，难免会被重创。造成现今这种尴尬局面的原因，除了美国国会挥“砍预算”大刀外，更重要的是DDG-1000自身不符当下的发展逻辑。

以其单舰作战能力为例子，其不具备区域防空能力，X波段雷达难以跟踪远距离目标（考虑到环境限制，其海平搜索距离不会超过60千米，海平面搜索距离应该只有40千米左右），无论是对空拦截目标还是对海打击目标，它都有很大的局限性。

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