小步快跑-浅析美国伯克级F3构型驱逐舰 阿利伯克级导弹驱逐舰



近期公布的伯克级F3构型CG图,注意它取消了AMDR-X雷达

近日,美国正式公布了伯克级F3A构型驱逐舰的想像图,根据计划首艘F3A构型驱逐舰将于2016年开始建造,将是2020年以后美国海军主要水面舰艇之一。

根据相关报道来看,伯克级F3A构型驱逐舰与以前的伯克级最大的区别就是用AMDR雷达替代了原来的SPY-1雷达,这意味着伯克级F3A构型驱逐舰将会是第一艘兼顾防空和反导的水面舰艇,深入研究该型舰对于我国来说有着重要的意义。



伯克级首舰DDG-51“阿里.伯克号”

伯克级是美国上世纪80年代开始设计、建造的宙斯盾驱驱逐舰,主要用于替代美国海军在上世纪60年代建造的孔兹级等老旧驱逐舰,同时也做为“提康德罗加”级巡洋舰的补充,。伯克号(舷号DDG51)于1988年开工,1989年下水,1991年服役,伯克号舰全长为140米,宽20米,满载排水量为8400吨,4部LM-2500燃气轮机,最高航速32节,续航能力440海里、20节,主要武器装备为宙斯盾综合作战系统,为了控制造价,伯克级的宙斯盾系统有所简化,比如它的雷达发射机只有一部,而理提康德罗加级的2部,同时将功率放大部分缩小一半,没有配备SPS-49双座标远程对空搜索雷达,电子战系统只具备告警能力而不具备干扰能力,其他如没有配备机库、垂直发射系统的数量减少,伯克级F1构型驱逐配备有90个MK41发射单元,(前61,后29),另外也降低了对续航能力的要求等等,总体来看美国海军的当时的设想是形成提康德罗加级和伯克级的高、低搭配,以适应新世纪的海上防空作战要求,但是伯克级的发展远远超过了当初的设想,已经当初的低档战舰成为美国海军最主要的水面舰艇。



伯克级F2A构型,第一次配备直升机机库

伯克经服役的时候,世界形势发生了重要的变化,前苏联解体,冷战结束,美国海军的整体战略从与前苏联海军争夺“全球海上霸权”转变到应付地区冲突,相应的伯克级也需要进行改进以适应新的环境,伯克级前21艘属于伯克级F1构型,从1997年起开始建造F2构型的伯克级,它主要的改进包括增加联合战术发报分配系统,可以与预警机、航母形成更加严密的联合网络作战系统,同时还增加了战术数据交换系统,用于舰艇之间的信息交换,同时增加了舰载电子战系统的能力,武器添加了SM-2BLOCK4舰空导弹,前面说过伯克级早先被定义为一种航母编队低档的护航舰艇,因此它的航空能力受到限制,比如它虽然可以停放直升机,但是没有机库,这样它在使用舰载直升机的时候就存在一定的问题,根据国外海军的经验,如果没有机库,舰载直升机的布署时间很难超过一周,对于这一点,伯克级早期背靠航空能力强大的航母显然可以接受,但是随着冷战结束,伯克级在许多时候可能需要单独的行动,特别是随着斯普鲁恩斯级驱逐舰和佩里级护卫舰的退役,美国航母编队内的双机库护航舰数量大为减少,所以需要伯克级增加直升机库来弥补这个不足。所以美国海军发展了伯克级F2A构型,它主要的特点就是增加两个直升机库,让驱逐舰具备搭载舰载直升机的能力,从而提高了驱逐舰的反潜和多用途能力。



DDG-1000因为造价太高,数量建造有限

美国海军原计划在新世纪发展一系列新型舰艇替代现役的提康德罗加级巡洋舰和伯克级驱逐舰,包括CGX巡洋舰和DDG-1000驱逐舰,这些战舰采用了全隐身的外形,综合电力推进系统、新型垂直发射系统、整体式上层建筑及雷达、电子一体化技术,可以视为新世纪的超级战舰,但是这些新技术的大量运用也让战舰本身的建造费用猛涨,象DDG-1000的建造费用已经增加到30亿美元,CGX更高,而美国由于此前深陷伊拉克和阿富汗战场,加上国内金融危机,综合国力下降,难以大规模建造这些新型舰艇,象DDG-1000的建造数量下降到3艘,而CGX则被取消,与此同时现役水面舰艇开始老化,早期提康德罗加级服役时期已经超过30年,加上国防预算的削减,为了节省开支,美国海军已经开始逐渐退役这些舰艇,因此现役水面舰艇的数量开始不足,在这种情况美国海军开始需要一种新的、比较廉价的水面舰艇作为新型舰艇服役前的过渡。



提康德罗加级是目前美国海军反导的主力,图为正在发射SM-3的该级舰

从防空的角度来说,以伯克级现有的标准已经足够抵挡可能出现的空袭,但是从海湾战争以后,美国将导弹防御放在重中之重来考虑,海军舰艇作为机动的防空导弹发射器也被赋予重任,而宙斯盾系统也由原来的对付飞机及反舰导弹的饱和攻击转变为以防空和反导并重的综合防空反导系统,具备反导系统的宙斯盾从1993年开始研制,2004年完成测试,2005年完成初始交战试验,2006年首艘具备反导能力的宙斯盾舰-提康德罗加级CG-67号完成实战布署,根据相关报道,目前宙斯盾系统的反导能力已经与标准-3系列导弹的整合,具备拦截近、中程弹道导弹的能力,下一步将增强导弹和雷达的性能,使舰艇具备对远程甚至洲际导弹进行拦截的能力同,由于提康德罗级比伯克级有较大的船体、更强大的电力供应系统,所以美国海军的几次反导系统都是由提康德罗加级完成的,最著名的可能就是2008年提康德罗加级完成对低轨道卫星的拦截试验,这样当提康德罗加级退役以后,美国海军凭借现有的伯克级应付大规模飞机和反舰导弹饱和攻击可能不成问题,但是弹道导弹防御能力可能就不可避免的要随之下降,这就是伯克F3构型出现的基础。



伯克级F3构型最初的上层建筑,注意顶部的AMDR-X雷达

从相关图片来看,伯克级F3构型最大的特点就是采用AMDR雷达替代了原来的SPY-1相控阵雷达,AMDR原来是为CGX研制的有源相控阵雷达,它主要是对付新世纪出现的空中威胁,AMDR雷达最主要的特点就是采用了有源相控阵替代了SPY-1的无源相控阵,我们知道新世纪空中目标RCS更小、机动能力更强,需要雷达具备更大的功率孔径进行了对抗,而无源相控阵这个时候的缺点就开始暴露,无源相控阵雷达是采用集中式发射机,电磁波需要经过多个环节才能到达天线阵面,包括高功率收发开关、功率分配器、移相器及其他传输线段,这样就加大了损耗,降低了天线阵面的辐射功率,如果想加大雷达的功率,就必须加大雷达的发射功率,这样就对舰艇的电源提出了更高的要求,同时更高的功率意味着这些环节及传输馈线均要承受更大的功率,同时还要充高压气体来承受发射机的功率,这些都对相关器件的要求较高,从而增加雷达的研制的难度和费用,对于伯克级来说,为了避免直升机机库对于后面两个天线的影响,它把天线的高度升高,这样就可发射机不在一个甲板,电磁波需要经过弯曲的波导才能到达到天线,进一步增加了雷达的难度,所以对于新世纪空中威胁来说,SPY-1可能有点力不从心。



AMDR雷达的性能较好,可以对付新世纪的空中威胁

AMDR就要好的多,首先它的电磁波由T/R模块直接辐射到空中,环节少,损耗低,可以在相同的情况下得到较大的功率,同时由于相关器件都在低电压工作,对于器件的要求也较低,根据相关资料,AMDR的天线尺寸由SPY-1的3米左右提高到4米,总功率从5MW增加到10MW,对付RCS小的目标如弹道导弹的弹头能力更强,AMDR最大的特点就是实现了共坐标的工作方式,也就是一部雷达可以在不同的波段进行工作,目前AMDR有两个波段,一个是S波段用于远程搜索,包括空中及大气层外的目标,一个是X波段雷达,用于中近程及水天线以内的空中及水面目标的搜索、跟踪和锁定,并可以提供火控、制导支持,两种雷达共享受一套后端处理单元,这样这就大大降低了舰艇的复杂程度,简化了舰艇配备的雷达数量,提高了舰艇的可靠性和可维护性。根据美方最初发表的伯克级F3构型的上层建筑来看,它集成了AMDR-S和AMDR-X两种雷达,但是从最新的伯克级F3构型来看,它只配备了AMDR-S雷达,AMDR-X的功能由现有的SPQ-9B雷达来完成,出现这个变化的原因,笔者认为可能以下两点;原来的设计增加了舰艇上层建筑的重量,导致舰艇的重心升高,不利于稳定性和快速性能,还有就是对于舰艇电力供应系统的压力,前面说过美国反导试验一般在提康德罗加级进行就是它的电力供应比伯克级相充裕的多,前者拥有4部2500KW的发电机而后者只有3部,由于伯克级F3构型换装了ADMR-S雷达以后,对于电力系统压力已经激增,再装备AMDR-X可能更加不堪重负,再加上有源相控阵的造价,所以美国海军最终还是放弃了AMDR-X雷达,这也反映了伯克级F3构型可能只是一个过渡舰艇。



SM-3反导导弹可能是伯克级F3构型的主要驱逐舰

为了支持AMDR雷达的性能,伯克级F3构型可能可能会采用标准-3导弹做为标准武器,标准-3是美国海军研制的专用反导导弹,主要用于在大气层外拦截各种弹道导弹,最大作战距离500公里,最大拦截高度160公里,发射重量1500公斤,弹长6.58米,直径0.43米,翼展1.57米,它采用初始惯导加中段GPS修正末段长波段红外成像导引方式,动能战斗部,直接撞击消灭目标,目前该导弹已经具备2000公里左右的中程弹道导弹的拦截能力,并且还在进一步发展之中,由于标准-3翼展和长度较大,目前伯克级配备的MK41安装较为困难,只有打击型发 射模块才能安装,如果更大的一些的拦截导弹可能就无法容纳伯克F3构型可能会换装新型垂直发射系统,用MK57替代现有的MK41系统,MK57是美国海军为DDG-1000研制的垂直发射系统,可以容纳更大的导弹,因此可以支持载舰使用更大、性能更好的拦截导弹。



伯克级F3构型驱逐舰可能会采用MK57型垂直发射系统

小步快跑-浅析美国伯克级F3构型驱逐舰 阿利伯克级导弹驱逐舰
最初曾经有消息指伯克级F3构型会采用DDG-1000的全电推进系统,但是从现在来看动力系统可能还是LM-2500-30燃气轮机,不过电力系统可能会采用DDG-1000项目开发的新技术,包括电压由原来的400V增加到4000V左右,同时增加一部发电机来应付激增的电力需要,完成这些改进项目需要将伯克级加长17米左右,相应的它的排水量也会超过10000吨大关,预计首艘舰的建造费用在30亿-40亿美元之间。

从目前来看伯克级F3级在美国海军水面作战舰艇将启动承上启下的作用,近期来说它将与现役的伯克级一起形成大气外、内的反导拦截系统,同时通过新技术一系列的试验和实用为未来建造新型水面舰艇打下坚实的基础,起到“小步快跑”的作用,从它的配备来看,它的目标性可能也非常明显就是提高我国DF-25型反舰弹道导弹的拦截能力,从美国军方十分重视我国DF-25型反舰导弹的研制和布署来看,对方已经认识到了DF-25对于航母编队的威慑能力,因此在加强航母编队的防御能力。这也是为什么美国海军在国防预算削减的背景仍旧要建造伯克级F3构型驱逐舰的主要原因。



伯克级F3构型驱逐舰提高了航母编队对抗反舰弹道导弹的能力

至于伯克级未来的发展,根据相关资料美国已经开展了伯克级F4构型的设想,F4构型可能是F3构型的放大版,也可能利用DDG-1000的技术发展一种大型的防空反导驱逐舰,不论如何未来伯克级将会更大,作战能力也会更强,最高级版本的吨位已经达到15000吨,在可以预见的将来,伯克级仍将是美国海军水面舰艇的主力,伴随航母四处征战。



未来伯克级可能进一步发展

  

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