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美国海军的「驱逐舰现代化2.0」项目(DDG Mod 2.0)

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发表于 2023-1-29 15:03 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 onepiece 于 2023-2-1 17:44 编辑

2010年代以来,美国海军对现役柏克级导-弹驱逐舰陆续展开新一轮升级。

第一轮的主要项目是新版宙斯盾与反导能力:

1.换装宙斯盾Baseline 9战系,全面翻新了底层计算机基础设施,转换成全面开放架构的ACB12以上(后来还有ACB16)。一大变革是以往只能在常规防空作战以及反导任务二选一(需要重新载入软件),这是以往宙斯盾Baseline 6/7升级反导(BMD 3.6或4x)的水平。宙斯盾Baseline 9结合新的MMSP处理器架构之后,防空与反导任务可以一同执行,称为集成防空/反导(Integrated Air and Missile Defense ,IAMD),而这样的反导能力(BMD)版本是5.0以上。Baseline 9/BMD 5.0也开始纳入增程的标准SM-3 Block 2反弹道导-弹。

2.集成了协同接战能力(CEC)以及IAMD的集成防空火控(Single Sensor Naval Integrated Fire Co**ol-Counter Air,NIFC-CA))

3.反潜作战系统升级为AN/SQQ-89A(V)15

4.当然,一并进行平台翻新,美军术语是船体/机械/电子(Hull, Mechanical and Electrical,HM&E)升级

第一艘完成前述宙斯盾Baseline 9C/BMD 5.0升级的柏克级是用「美国海军之父」命名的约翰.保罗琼斯号(USS John Paul Jones DDG-53),是配合在2012年中旬可获得性周期维护作业一同进行,在2014年完成并在RIMPAC成功执行了IAMD实弹测试

===

随后经过几年的规划,美国海军在2020年代初期打算为20艘现役柏克级进行延寿升级(在2018年时是打算为全部柏克级升级,但在2020年放弃),项目包括SEWIP Block 3电子战系统、SPY-6(V)4防空反导雷达(AMDR)与宙斯盾Baseline 10作战系统。

1.AN/SPY-6(V)4防空反导雷达(AMDR)


1.AN/SPY-6(V)4是用于升级现役柏克级的构型,每个阵面由24个RMA组成,维持原本SPY-1(D)V相同的12英尺口径;依照AMDR项目原始计画,这样口径是SPY+11dB,也就是信噪比相较SPY-1D(V)增加11dB(相当于灵敏度增加12.6倍,用10的1.1次方计算)。当然随后就雷神公司完成的SPY-6模块测试,实际上会不只+11dB。

现役柏克换装AN/SPY-6(V)4,最早是在2018年9月美国海军向业界发佈2021至2015财年SPY-6相控阵硬件生产工作的信息徵询书(RFI)提到的项目,当时一并提到航母、两栖舰、星座级导-弹护卫舰以及新造柏克Flight 3等船舰使用的各型SPY-6系列的换装规划。

换装AN/SPY-6(V)4对于现役柏克是很复杂的大工程。当年新设计的柏克Flight 3引进AN/SPY-6(V)1(阵面是14英尺,37个RMA,是柏克平台的最大上限)时,为了因应庞大的电力需求,一并引进崭新的4160V输配电系统;而新雷达与背后供电与冷却的变更导致占用空间以及重量增加,连带使柏克Flight 3历经不小的设计变动,包括调整舱室布局、扩增舱间,甚至改变船型来增加浮力抵销重量等。以上只是从纸面开始规划的新船,可以想见为已经在服役的船舰换装AN/SPY-6(V)4,工程挑战只会更大。

而换装AN/SPY-6(V)4的前提是宙斯盾战斗系统已经完成了前述的升级(至少Baseline 9/ACB16硬件结构以上),而再加上SPY-6之后宙斯盾编号就成了Baseline 10

2.SEWIP Block 3电子战系统
(先前陆地上测试的SEWIP Block 3的EMD原型)

先前一直进行的水面舰载电战系统改进计画(Surface Electronic Warfare Improvement Program,SEWIP)的第三阶段(SEWIP Block 3),这是在2011年左右选定诺格集团为主合同商开始发展的系统。

SEWIP Block 3在SEWIP Block 2的基础上大幅强化电子攻击(Electronic Attack,EA)能力,制式型号是AN/SLQ-32(V)7。为此,SEWIP Block 3集成了大型的EA天线,所有天线都是氮化镓(GaN)半导体技术制造的阵面,电子攻击的频谱范围与功率比以往的干扰器大幅增加;依照诺格集团曾经透露的信息,其后端也引进许多革新的电子攻击技术,例如实现全软件定义的电子作战(不动硬件、单靠升级软件就能扩展电子作战能力),以及人工智能(AI)领域深度学习(deep learning)技术(简单地说即便截收到数据库未曾储存的新频谱设备,还是能根据已经训练的AI模型,就能现场生成对抗的模式,不需要先搜集信息再由后方研究单位产生对应的对抗修改方式)。

SEWIP Block 3也是个会大幅增加船舰功率消耗以及上层重量的重型家伙,驱逐舰搭载方案是左右各一个可以涵盖180度半球的天线组,装载在驱逐舰前部船楼两侧。装上去之后会显著突出伯克级的船舷,等于是增加了最大宽度以及上部受风面积(换装AN/SPY-6(V)4都不会这样影响船舰尺寸与外型),相信对于平台稳定性的冲击十分巨大。

====

因此,AN/SPY-6(V)4雷达以及SEWIP Block 3电子战系统,两者结合到伯克级上,各自都是十分复杂的系统工程,何况两个都要上,柏克Flight 3因为原始设计就已经有SPY-6,所以现在只要伤脑筋再追加SEWIP Block 3,工程幅度会相对小一点。


https://www.defensenews.com/nava ... benefit-destroyers/

依照防务新闻(Defense News),先前在2022年1月的美国海军水面船舰协会的年会(Surface Navy Association,SNA2022)上,海上系统司令部(NAVSEA)主管水面船舰升级项目的Matthew Tardy上校第一次提到了为柏克级换装SPY-6雷达以及SEWIP Block 3的整体规划,称为「驱逐舰现代化2.0」(DDG Mod 2.0)。

依照随后USNI的报导,「DDG Mod 2.0」打算改装20艘柏克级,预估每艘的改装工程耗时18至24个月,总成本粗估170亿美元。

巡洋舰现代化项目的前车之鉴

防务新闻这则报导一直提到美国海军这几年在巡洋舰升级项目(Cruiser Modernization)上事倍功半的惨痛教训;而柏克级驱逐舰现代化项目同样复杂浩大,因此美国海军高层非常在意吸取教训,避免重蹈覆辙。


(进行「巡洋舰升级项目」的蓋茨堡号(CG-64),摄于2022年2月4日。该舰本来该在2019年就完成所有的升级项目)

这篇报导提到2022年2月,海军作战部长(CNO)麦可.吉拉迪上将(Adm. Mike Gilday)访视首批进行「巡洋舰升级项目」的蓋茨堡号(USS Gettysburg CG-64)时,该舰指挥官梅根.汤马斯上校(Capt. Megan Thomas)的评论。蓋茨堡号跟考本斯号( USS Cowpens CG-63)是2015财年排定率先执行「巡洋舰升级项目」的首批两艘提康德罗加级,项目包括战斗系统升级为宙斯盾Baseline 9A(后来取消反导任务)、AN/SQQ-89(V)15反潜系统、协同接战能力(CEC)与NIFCC-A,以及HM&E平台机电翻新。蓋茨堡号在2015年停役开始各项工程,原本坞期应该是一年结束然后2019年回到现役,结果实际上变成三年多坞期,2022年中才出坞试航。这样事倍功半、超支落后的工程情况让美国海军对于继续延役老旧提康德罗加级的兴趣大减,所以近几年才会不断要求尽快将这些巡洋舰除役。

梅根.汤马斯上校对「防务新闻」总结,巡洋舰升级项目的最大失误是,先前美国海军把HM&E搁置太久,然后才想执行。因为拖越久没处理,船舰平台损耗、旧化、零组件商源消失问题都更严重,一进坞就会发现工程量超出原本预期,备料等也一定跟著要改;然后修理那些过时设备以及替换一些不值得修复的商源消失组件更是痛苦而昂贵。梅根.汤马斯上校在专访中特别提到的是船舰上的通风系统,那些马达都是旧化而过时的货色。

而盖兹堡号升级项目的另一大关键问题是,事前的计画显然不足,负责处理船舰平台的主合同商BAE Systems(船坞拥有者)以及其他多个次合同商团队同时间在同一艘船舰上大兴土木,但彼此间没有协调各项工作的冲突。最明显的就是管线,负责铺设管线的承包商先铺设了数英里长的新管线,但之后又有其他承包商来工作,施作过程就把一部份先前扑好的管线破坏了,导致之后又得重做。汤马斯上校举了个例子,舰上有一个计算机中心的施工顺序不对,一组合同商来安装新的计算机机柜,连带进行所有的佈线工程,而这些佈线需要通过下方的甲板,因此破坏掉了其他承包商先前的施工。


「驱逐舰现代化2.0」的執行階段

根据「巡洋舰升级」的前车之鉴,美国海军高层希望规模更庞大复杂的「驱逐舰现代化2.0」能记取教训。

目前,美国海军并不想立刻同时让SPY-6(V)4跟SEWIP Block 3一步到位同时安装。所以,最早几艘都会先在一个计画性的维护周期先装SEWIP Block 3,然后恢复现役,等到下一个维护周期才装AN/SPY-6(V)4


(2022年8月底在NASSCO圣迭戈船厂船坞进行翻修的平可尼号(DDG-91),船楼两侧已经加装了SEWIP Block3的天线组。
平可尼号会在再下一轮的可获得性维修周期再加装AN/SPY-6(V)4相控阵雷达)





第一艘安装SEWIP Block 3的柏克级是平可尼号(USS Pinckney DDG-91),配合该舰在2022年10月展开的可获得性翻修工程时(合同1.21亿美元),一并加装SEWIP Block 3,在圣迭哥的国家钢铁造船厂(NASSCO)进行,预计在2023年5月完成。这次工程就是一个典型的进坞可获得性工程,外加SEWIP Block 3,此阶段还不考虑SPY-6,等再下一个维护周期再说。



在为平可尼号加装SEWIP Block 3时,海军与船厂吸取经验,摸索出以后同型舰换装SEWIP Block 3工程的适当策略。SPY-6方面,海军根据正在进行建造的柏克Flight 3工程以及在纽泽西州的地面测试站换装工程,制订为现役柏克级换装SPY-6的计画。

前几艘升级的驱逐舰分阶段先后加装SEWIP Block 3、SPY-6;等技术与经验成熟后,美国海军会制订一个同时换装SEWIP Block 3跟SPY-6的升级计画,为此需要制订一个相对较长的可获得性维护周期让两个系统一步到位。







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 楼主| 发表于 2023-1-29 15:11 | 显示全部楼层
https://www.defensenews.com/nava ... n-ddgs-for-weapons/

另外,诺格集团是AN/SPY-6以及SEWIP Block 3两个项目的能源供应系统供应商。诺格集团先前依照美国海军下一代DDG(X)驱逐舰的需求,研究未来大型水面船舰的动力与能源系统;但由于DDG(X)项目推迟了,诺格遂把新船舰能源供电技术先应用在升级现有驱逐舰上。

如同前述,AN/SPY-6以及SEWIP Block 3的能源需求都比柏克原有系统大得多;与其照传统方式、两者各有专属的主要供电装备(prime power equipment),如果能以同一套能源供应与管理系统支应,可以节省可观的体积与重量。除此之外,这些年间直接能量武器(激光炮或微波武器)日益普及,这些新的脉冲负载(短时间内需要大量输出)也需要新的供电装备。而如果同一套系统能满足所有新用电负载的需求,对于现有柏克级的升级,理论上会是最可行、最能节约体积与重量的方案。

于是,诺格集团的动力与控制系统部门(Power and Co**ol Systems)近年用为DDG(X)发展的新架构,发展出针对柏克级的多功能主动力系统(Multifunction Prime Power System,MPPS)


(MPPS集成了AN/SPY-6相控阵雷达与SEWIP Block 3电子战系统的能源供应管理,此外还可以支持激光炮等未来附加的直接能量武器等脉冲负载)


MPPS主要是供应AN/SPY-6雷达以及SEWIP Block 3电子战系统系统这两个负载,此外还可为日后新出现的附加负载如直接能量武器、电池等供电。MPPS输入舰上发电站的电力,依照各个用电负载的需求来分配与管理动力。MPPS具有内建储能设施(电池),用来支应短时间需要大功率输出的脉冲负载(如激光炮、微波武器);而使用脉冲负载时,不会影响对其他用电负载如雷达、电子战的供电。

诺格集团估计,如果使用该公司的MPPS,现役柏克Flight 2A的能源系统重量与体积能节省约20%(相对于各自分立的供电装备),柏克Flight 3能节省50%,两者成本都可以缩减20%。


为了开发MPPS的技术,诺格集团在位于佛罗里达州州立大学中心(Florida State University Center)的先进动力系统实验室(Advanced Power Systems lab,经过美国海军认证)建立雏形,有90%的组件为现成技术。在2022年,诺格先发展出MMPS的仿真数位双胞胎(digital twin)模型,可模拟MPPS接上各种不同用电负载的状况,并且已经向海军展示。到2023年底,诺格集团会建设一个岸基的MPPS原型。

诺格希望美国海军在接下来已经完成SEWIP Block 3的柏克级进一步换上AN/SPY-6(V)4雷达的时候,能用上MPPS;而柏克Flight 3也是未来诺格争取的MPPS市场。

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 楼主| 发表于 2023-2-1 17:40 | 显示全部楼层
補充USNI的资料:

https://news.usni.org/2023/01/31 ... to-2-years-per-hull

2023年1月31日美国海军研究所(USNI)新闻报导,美国海军已经花费数年规划DDG Mod 2.0升级项目,打算为20艘现役柏克级进行升级,包括SEWIP Block 3电子战系统、SPY-6(V)4防空反导雷达(AMDR)与宙斯盾Baseline 10作战系统。预估每艘的改装工程耗时18至24个月,总成本粗估170亿美元。

海上系统司令部(NAVSEA)主管比尔.加里尼中将(Vice Adm. Bill Galinis)透露,DDG Mod 2.0已经被美国海军视为主要采办项目(major acquisition program),意味着海军认为承包商能够在工序可复制、期程可控制、能够降低成本的情况下执行这项工作。

不过,美国国会对于海军驱逐舰现代化像话还是有不少疑虑,因为先前为提康德罗加级巡洋舰的现代化工程执行管理并不理想。参议院武装部队委员会(Senate Armed Services Committee)在2023财年国防授权法案中说,在巡洋舰现代化项目未能良好管理的情况下,委员会不清楚海军如何能让更具野心、包含换装SPY-6雷达以及SEWIP Block 3电子战系统的驱逐舰现代化计画成功。


又,美国海军先前在2018年时曾计画让全部现役的柏克级都进行延寿升级,包括SPY-6、宙斯盾Baseline 10等等,役期从原本35年延长到45年。这个规划在2020年被放弃,被认为成本效益不佳。虽然如此,美国海军仍然规划为一部份柏克进行大规模延寿升级,也就是现在提出的「DDG Mod 2.0」项目,目标是执行20艘左右。

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发表于 2023-2-3 21:51 | 显示全部楼层
本帖最后由 守四方 于 2023-2-3 23:46 编辑

更新一下伯克级母港在欧洲和亚洲信息

母港在西班牙罗塔伯克级(截止时间为2022年12月31日)
4艘伯克级I型/IIA型/IIA技术插入型
DDG-51/80/84/117

而之前部署在罗塔基地的2艘伯克级DDG-71/78分别在2022年9月初到2022年9月底先后离开西班牙罗塔,将母港转移到本土东海岸的诺福克海军基地。

母港在日本横须贺伯克级(截止时间为2022年12月31日)
9艘伯克级I型/II型/IIA型/IIA重启型
DDG-52/65/69/76/83/86/105/114/115
其中DDG-86在2022年12月19日部署到日本横须贺,使得美国海军第七舰队驻日本的伯克级总数量达到9艘。


从美国海军将母港部署在欧洲和亚洲的伯克级升级情况看,都是优先将升级过宙斯盾基线版本的伯克级部署到欧洲西班牙罗塔和亚洲日本横须贺。

其中部署在亚洲日本第七舰队的DDG-76是没有升级过宙斯盾作战系统(DDG-76还是服役时的宙斯盾基线5.3版本,BMD3.6,但DDG-76可以发射标准3反导导-弹),也可以说是第七舰队最弱的伯克级之一,可能会在今年或明年离开日本返回到美国本土升级。

另一艘部署在日本伯克级IIA型DDG-105,虽然DDG-105的宙斯盾基线版本是基线7.2B(DDG-105不能发射标准3反导导-弹),但也在舰艏原密集阵位置加装一座光学拦截近防系统作为实验,也可能在验证光学拦截近防系统之后再返回本土进行宙斯盾作战系统的升级。




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发表于 2023-1-29 23:37 | 显示全部楼层
本帖最后由 守四方 于 2023-1-29 23:43 编辑

楼主资料收集整理得不错,可以当参考资料。

本人喜欢收集整理伯克级I/II/IIA/IIA重启型/IIA技术插入型/III 几个方面的资料
1、伯克级各个型号的宙斯盾作战系统的基线版本,不同基线版本可以携带的对应的防空、防导、反潜、对陆、反舰等各个型号的导-弹。

2、伯克级各个型号升级时安装11联海拉姆(Sea RAM)近防系统的舰名和舷号,比如"罗斯福"号(DDG-80)在2020年初完成升级之后在舰艉原密集阵位置换装1座11联海拉姆(Sea RAM)并部署到西班牙罗塔

3、伯克级在舰艏原密集阵位置换装1部光学拦截系统(ODIN)的舰名和舷号,比如"杜威"号(DDG-105)

4、母港在欧洲西班牙罗塔和亚洲日本第七舰队的伯克级数量和舷号,以及这两个靠前部署伯克级相关升级情况和现在宙斯盾基线版本,相关伯克级从本土转换部署到欧洲和亚洲的时间。

以下文字是本人之前收集整理并在2022年8月发在本论坛的伯克级多个型号部分舰的部分资料,供楼主参考。

部分伯克级I型或IIA型已完成升级资料简单整理(不全,还在收集补充中)
伯克级I型 7艘
DDG-51/52/53/57/61/65/69

伯克级IIA型 4艘
DDG-80/83/84/86

宙斯盾软件版本升级成 基线9 2015/基线9 2020/基线9 2021,BMD升级成 5.0CU/5.1.2/5.1.3
基线9 2015的伯克级2艘,DDG-61/69
基线9 2020的伯克级3艘,DDG-52/80/83
基线9 2021的伯克级6艘,DDG-51/53/57/65/84/86

BMD 5.0CU的伯克级2艘,DDG-61/69
BMD 5.1.2的伯克级2艘,DDG-52/83
BMD 5.1.3的伯克级7艘,DDG-51/53/57/65/80/84/86

母港在外国
部署欧洲的伯克级
DDG-51/80 部署在西班牙罗塔,DDG-84在2022年8月将母港转移到西班牙罗塔。

2016年~2019年固定部署在西班牙罗塔的伯克级
DDG-64/71/75/78(舰艉都安装一座11联装"海拉姆"取代一座Mk15 Blk1B "密集阵"),从2020年开始DDG-64/75分别被DDG-80/51取代,母港从西班牙罗塔转换为国内。

今年西班牙罗塔将增加部署两艘伯克级,这两艘分别是DDG-84(Bulkeley 巴尔克利 2022年8月4日离开东岸诺福克海军基地,2022年8月17日抵达西班牙罗塔基地)/117(Paul Ignatius 保罗·伊格纳修斯 2022年4月28日离开东岸梅波特海军基地,2022年6月28日抵达西班牙罗塔基地),调整之后暂时部署在西班牙罗塔的6艘伯克级 DDG-51/71/78/80/84/117。

母港在外国(截止时间为2022年7月31日)
部署日本的伯克级I型/II型/IIA型/IIA重启型
DDG-52/65/69/76/83/105/114/115

母港在国内的伯克级
大西洋诺福克 DDG-57/61
太平洋圣迭戈 DDG-86
太平洋珍珠港 DDG-53

另外还有4艘伯克级IIA型 正在升级成 基线9 2020/基线9 2022,BMD升级成 5.1.2/5.1.4
DDG-79 升级成 基线9 2020,BMD升级成 5.1.2
DDG-81/85/88 升级成 基线9 2022,BMD升级成 5.1.4



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2022年下半年部署到西班牙罗塔换装1座11联装Sea RAM 的保罗·伊格纳修斯(USS Paul Ignatius DDG-117 )

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本帖最后由 守四方 于 2023-2-3 22:21 编辑

2020年上半年部署到西班牙罗塔换装1座11联Sea RAM 罗斯福(DDG-80)

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发表于 2023-1-29 23:59 | 显示全部楼层
2020年部署到西班牙罗塔换装1座11联Sea RAM "阿利.伯克"号(USS Arleigh Burke DDG-51)

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开坛先驱

发表于 2023-1-30 00:30 来自手机 | 显示全部楼层
很不错的资料
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