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美海軍全能王“星座”級護衛艦,防空反艦反潛樣樣精通

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2025年3月4日,美國國會研究服務處(CRS)更新了題為《

美國海軍“星座”級(FFG-62)護衛艦項目:背景及美國國會需考慮的事項》的報告。報告指出,美國海軍從2020財年開始采購該級護衛艦,到2024財年已采購6艘。基于該報告,下文將梳理該護衛艦項目的基本情況,并列舉其目前面臨的挑戰與風險。

“星座”級護衛艦項目

1.項目背景

美國海軍在2017年7月的美國國防部信息請求(RFI)中宣布了FFG(X)護衛艦項目。FFG(X)在英文中的意思是“具體設計待定的導彈護衛艦”。隨后,該項目首艦舷號確定為FFG-62,項目也隨之更名為FFG-62項目。2020年10月7日,美國海軍宣布將FFG-62護衛艦命名為“星座”號;此后,該級艦正式命名為“星座”級護衛艦。

FFG-62護衛艦渲染圖

2.作戰能力

“星座”級護衛艦的設計用途是作為多任務小型水面戰斗艦艇,能執行防空、反艦、反潛及電磁作戰任務;其將配備“企業級空中監視雷達”(EASR)、“宙斯盾”基線10(BL10)作戰系統、MK41垂直發射系統、通信系統、對抗措施,以及增強的電子戰/信息戰作戰能力,同時在設計上預留了拓展空間,以便在未來集成其他能力。該級護衛艦應能在深海和瀕海區域作戰;并根據具體任務,進行獨自作戰或與更大規模的海軍編隊協同作戰。

3.設計

l母型改造

“星座”級護衛艦基于歐洲多任務護衛艦(FREMM)進行設計,即采用了母型改造的設計方法。這種設計方法能縮短設計與建造的時間、降低設計與建造的成本,并減少建造過程中的技術風險。根據2021年8月的美國海軍簡報,下圖是“星座”級護衛艦設計與其母型護衛艦設計的首要區別。

“星座”級護衛艦VS 母型護衛艦(FREMM)

按照初始計劃,“星座”級護衛艦預計和FREMM護衛艦應有85%的相似度,但在該級護衛艦根據美國海軍的要求進行多次修改后,目前的設計只和其母型艦有15%的相似度。因此該級艦最終可能只是名義上采取了母型設計的方法,導致項目未能充分發揮這種設計方法的優勢。

l無新技術或新系統

除了采用母型設計外,美國海軍為降低成本和技術風險,并加快交付速度,并不打算為該級護衛艦開發任何新技術或系統,而是采用在其他項目中已經使用或正在研發的技術或系統。

4.采購數量與進度

l總采購數量

截至2025財年,美國海軍已經采購6艘“星座”級護衛艦。根據美國國會預算辦公室(CBO)對美國海軍2025財年“未來三十年造艦計劃”的分析,美國海軍預計采購81艘護衛艦:到2035年,美國海軍將采購24艘“星座”級護衛艦(不包括當前在建的6艘護衛艦);之后,美國海軍將轉向采購該艦的改進型,即Flight Ⅱ型“星座”級護衛艦,計劃采購57艘改進型“星座”級護衛艦。

l年度采購數量

表1.“星座”級護衛艦項目計劃的和實際的年度采購數量

(*注:2020年12月文件指《提交國會的海軍艦艇長期建造計劃年度報告》)

5.采購成本

“星座”級護衛艦的預算采購成本大致為每艘11億至12億美元。該級護衛艦首艦的預估采購成本為13.867億美元(約14億美元),比后續艦船的成本更高,原因是其位于項目生產學習曲線的頂端,并且首艦采購成本包含了該級艦船的大部分“詳細設計/非重復性工程”(DD/NRE)成本。將新級別艦船的大部分或全部DD/NRE成本計入該級別首艦的采購成本中是美國海軍的傳統預算做法。

6.采購策略

l建造商數量

海軍對該項目的基線計劃是始終由單家造船廠來建造“星座”級護衛艦,但美國海軍官員也提到,未來某個時間點可能會引入第二家造船廠參與該項目,特別是如果該艦的年度采購量超過2艘。美國海軍2025財年的“三十年造艦計劃”特別提到,“一旦FFG-62項目的設計和技術數據包發展成熟、風險降低且得到驗證,則可能會引入第二家造船廠參與項目建設”。2024年11月15日,美國海軍發布一份“信息請求”,旨在尋找合格的美國水面戰艦建造廠,作為“星座”級護衛艦未來設計或后續建造的潛在建造商。2024年12月,一名海軍官員表示,“星座”級護衛艦項目成熟設計的完成(預計在2025財年完成)將為后續潛在合同競爭奠定基礎,這一潛在競爭預計會在2027財年進行。

l合同授予

共有四個工業團隊參與了“星座”級護衛艦項目的競爭。2020年4月30日,美國海軍宣布將合同授予意大利芬坎蒂尼集團位于美國威斯康星州馬里內特的子公司——芬坎蒂尼/馬里內特造船廠(FMM)。FMM造船廠獲得的是“固定總價加獎勵費”合同,負責該項目中至多10艘艦艇的“詳細設計和施工”(DD&C),這包括該級艦艇的首艦和另外9艘艦艇。據報道,其他三個參與該項目競爭的工業團隊分別是:位于阿拉巴馬州莫比爾的奧斯塔美國公司;位于緬因州巴斯的通用動力/巴斯鋼鐵造船廠;位于密西西比州帕斯卡古拉的亨廷頓·英格爾斯工業/英格爾斯造船廠。

根據已經授予的合同,美國海軍既可以在第10艘艦艇建造之前隨時重新競標以優化承包商選擇,也可以在合適的時候將合同轉換為長期批量采購合同,以降低成本并確保生產穩定。

FFG-62護衛艦的建造進展渲染圖,圖中展示了該艦在FMM造船廠升船機上的場景

7.母港設立

“星座”級護衛艦首艦將停靠在美國西北部的埃弗雷特海軍基地。該基地將接納12艘該級護衛艦,至于后續艦艇的母港安排,海軍將在未來作出決定。

挑戰與問題



1.首艘護衛艦預計延期3年交付

l2024年1月:推遲一年

2024年1月,據報道,該項目的首艦交付將至少延遲一年(2024財年預算中預計2026年9月交付),主要原因是FMM造船廠面臨工人短缺問題。

l2024年3月:推遲15個月

根據美國海軍在2024年3月11日提交給國會的2025財年預算,首艦的交付時間定為2027年12月,比2024財年預算中預計的2026年9月推遲了15個月。此外,2025財年預算還指出,該項目后續艦艇的交付日期仍在審查中。

l2024年4月:三年

2024年4月2日,美國海軍宣布,由于造船廠勞動力短缺、供應鏈問題及其他原因,多個造船項目出現嚴重延誤。其中,首艘“星座”級護衛艦的交付預計將延遲36個月(3年)。在美國海軍2020財年的預算提案中,海軍預估“星座”級護衛艦從合同授予到交付的周期為72個月(6年),其中從建造開始到交付的周期為48個月(4年)。首艦交付延遲36個月,意味著72個月的交付總周期增加了50%,而48個月的建造周期則增加了75%。

2.建造成本上升

l重量增加

2023年10月,FMM造船廠報告稱,該級護衛艦的設計出現了計劃之外的艦體重量增長,相比造船廠于2020年6月預估的重量增長了超過10%。由于艦艇的采購成本通常與艦艇的排水量(即重量)成正比,因此該級艦艇的重量增長表明其采購成本會超過此前的數值。2023年12月,美國海軍啟動了一項針對艦體重量增長的獨立審查以評估風險。2024年4月,美國海軍表示,其正在考慮降低該級艦的速度要求,作為一種潛在的解決方式,以中和重量增長對艦艇設計的影響。

l垂直發射系統(VLS)數量

垂直發射系統(VLS)是“星座”級護衛艦儲存和發射導彈的主要(不是唯一)手段。每艘該級護衛艦將配備32個MK41垂直發射單元。但有一部分觀點認為每艘護衛艦應配備48個垂直發射單元,主要原因有:

①“星座”級護衛艦的尺寸大約是美軍“阿利·伯克”級驅逐艦(DDG-51)的四分之三,目前該級驅逐艦配備96個垂直發射單元,因此“星座”級護衛艦配備48個發射單元更為合理;

②在大國競爭的背景下,為每艘“星座”級護衛艦配備48個垂直發射單位更為穩妥,且這樣做并不會大幅增加單位采購成本;

③美國海軍即將退役22艘“提康德羅加”級巡洋艦,該級巡洋艦每艘配備122個垂直發射單元,因此美國海軍在役的垂直發射系統數量將大幅減少,增加“星座”級護衛艦的相關系統數量能在一定程度上彌補這一損失;

④美國海軍在大型水面無人艦艇(LUSV)上部署垂直發射系統的計劃可能因為技術或其他原因而延緩或中斷,因此增加“星座”級護衛艦的相關系統數量可作為防范措施。

“星座”級護衛艦的主要特征

但堅持為“星座”級護衛艦配備32個垂直發射單元的觀點表示:

①相關分析已經考慮到了美國競爭對手不斷提升的作戰能力,以及美國海軍其他能力的提升,32個垂直發射單元已經可以滿足需求;

②該級護衛艦除了配備32個垂直發射單元之外,還將在甲板上安裝獨立的箱式發射器,可用于發射16枚反艦巡航導彈,并且還將另行安裝一個獨立的21單元“拉姆”(RAM)防空導彈發射器;

③美國海軍目前仍計劃在大型水面無人艦艇上部署額外的垂直發射單元,充當海軍有人水面戰艦的輔助武器庫;

④增加垂直發射單元,必將增加該級護衛艦的采購成本(即使增幅不大):預計每艘護衛艦的成本將增加1600萬至2400萬美元(基于2019年數據)。而該級護衛艦原本就旨在作為美國海軍巡洋艦和驅逐艦的補充力量,不宜增加成本;

⑤增加垂直發射系統數量就需要加長艦體,并略微增加艦寬,滿載排水量將增加約200噸。這就需要調整護衛艦尺寸,重新評估其穩定性和適航性,并改造艦載系統以適應額外的16個垂直發射單元。這一改動將對艦艇設計造成嚴重干擾,并導致詳細設計的進度被拖延。

3.技術風險

2024年6月美國政府問責局(GAO)發布的調查報告提出“星座”級護衛艦項目面臨以下技術風險:

l技術成熟度、設計穩定性、生產就緒度

美國海軍并未為該項目確定任何關鍵技術,“星座”級護衛艦的作戰能力主要依賴于整合海軍艦隊中已開發并部署的任務系統。例如,該護衛艦的設計包含EASR雷達和“宙斯盾”作戰系統,這兩種系統目前已在其他類別艦艇上服役。盡管如此,將這些系統整合到“星座”級護衛艦設計中仍然需要對硬件規模進行調整,并開發新的軟件代碼。該項目正通過利用“福特”級航母和“阿利·伯克”級驅逐艦上進行的測試數據,并結合2023年啟動的陸基測試,以降低技術的集成風險。

盡管項目主要依賴現有任務系統來降低風險,但仍有兩個新系統面臨較高的技術和集成風險:該護衛艦將采用美國海軍此前從未使用過的新型推進系統和機械控制系統。根據法規要求,美國海軍正在建設一座陸基工程測試站(LBES)用于測試新系統,以降低其開發和集成風險。不過根據海軍官員的說法,該陸基工程測試站預計不會在此前計劃的交付日期(2026年12月)之前全面投入使用。

功能設計和3D建模的完成時間比海軍預期更長,在首艦開工一年多后仍未完成。該項目的官員表示其目標是在開工時完成80%的功能設計。實際上,造船行業的最佳實踐要求在開工前完成設計工作。截至2023年10月,功能設計僅完成92%,3D建模完成84%。

持續的延誤主要源于調整非國產艦艇設計以符合美國海軍生存能力要求的挑戰、供應商并未完全提供設計所需的關鍵信息,以及勞動力短缺問題。美國海軍加強了與造船廠及相關行業利益相關方的現場協調,以糾正存在缺陷的設計方案,但進展仍然有限。

l軟件和網絡安全

該項目采用現代化軟件開發方法,包括“敏捷開發”(Agile)、“開發運維”(DevOps)和“開發、安全、運維一體化”(DevSecOps),以開發、交付并測試各種子系統軟件,例如“宙斯盾”系統和機械控制系統。



“宙斯盾”系統軟件的初步開發測試于2023年8月在陸基測試站啟動,并計劃后續每1到3個月進行一次測試。這些測試使系統操作員能夠在模擬器上測試雷達和“宙斯盾”設備。

機械控制系統軟件的開發計劃分為三個軟件版本發布,共六個構建。截至目前,已發布了六個構建中的四個,剩余兩個計劃在2025年1月前完成。該項目于2023年4月完成了第二次網絡桌面推演。該項目還計劃分別在2024年4月和2025年4月進行漏洞識別評估和對抗性網絡安全開發測試與評估。在2029年投入初始作戰能力之前,還計劃進行額外的網絡安全測試。

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