台灣海軍的輕型巡防艦2023

2023/07/03閱讀時間約 21 分鐘
聯合報在海軍中信辦公室拍到輕巡3D四面圖,這就G&C的圖,跟澳洲版相同的繪圖方式。沒有船舯桅杆,搭配TRS-4D版本,跟開工剪影模型有所不同。
船舯反艦飛彈區可以看到都是置中,而不是靠船舷,應該是要配合雄三增程型的長度吧!
雷達可能改用德國Hensoldt(美國入股)的TRS-4D搭配CM-330戰系?歐盟的義大利之後,換德國對台開放軍事裝備輸出許可?
★TRS-4D 主動相位陣列雷達(AN/SPS-80)
陣面T/R組件採氮化鎵(GaN),是世界第一種頻率在5~6GHz並採用氮化鎵半導體T/R組件的雷達系統。C波段,最大偵測距離250公里、最小100公尺,可偵測雷達截面積0.01平方公尺小型目標,同時偵測、追蹤空中與水面上1000個目標。
美國LCS自由級/獨立級濱海戰鬥艦
智利Type 23
★TRS-4D Fixed Panel
四面陣列,C波段,最大偵測距離300公里。
德國F-125巴登-符騰堡級巡防艦
製造商:歐洲航太防衛公司EADS,2013併入Airbus,2017美國KKR投資公司買下,更名Hensoldt,德國國防部持股。

★TRS-3D 被動相位陣列雷達
C波段,能同時追蹤400個目標,最大偵測距離200公里。C波段,監視範圍150公里,依發射單元數量分為TRS-3D/16和TRS-3D/32兩種型號,
製造商:歐洲航太防衛公司EADS,2013併入Airbus,2017美國KKR投資公司買下,更名Hensoldt,德國國防部持股。

TRS-3D/16(AN/SPS-75)
德國K-130布倫史瑞克級巡邏艦
美國海岸防衛隊傳奇級
美國LCS自由級濱海戰鬥艦
TRS-3D/32
德國F-122不萊梅級巡防艦
聯合報在海軍中信辦公室拍到的輕巡四面圖
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★台灣輕巡的拉法葉血統
2023/11月,美國軍工集團Leidos的子公司Gibbs & Cox船艦設計公司,參加澳洲2023印太海事展,公開競標澳洲皇家海軍的二級水面艦Tier-2構型AUSLF,滿載3500噸,船長117公尺,設計是從星座級與台灣輕型巡防艦修改而來。台灣輕巡預計在11月切割第一片鋼板開工,2026年10月要完成兩艘原型艦。
AUSLF捨棄艦砲,換裝四組八聯裝MK-41垂直發射器,以及六組四聯裝NSM反艦飛彈發射器,直昇機庫可容納一架MH-60R反潛直升機。
相較於其他參展的歐美軍火廠商,Gibbs & Cox只以船艦設計參展,並沒有合作的澳洲船廠,很明顯是搭台灣輕巡的便車,並且以美軍星座級的競爭優勢,尋找外銷機會。那麼回推台灣輕巡的可能樣貌,就確定是縮小版的星座級,而不是沿用已經服役多年的自由級設計,這個風險就要由台灣承擔,跟升級F-16V一樣。
法國拉法葉級第一艘來了台灣,他的血統這次以奇妙的方式,來跟康定級升級相遇。法國延續拉法葉艦設計,與義大利合作FREMM歐洲多用途巡防艦,法國的是Aquitaine級,義大利是Carlo Bergamini級。義大利再以FREMM競標美國的FFG(X)新一代巡防艦得標,命名為星座級,取代LCS的地位。星座級由芬坎蒂尼Fincantieri集團製造,細部設計有Gibbs & Cox參與,由威斯康辛州的馬里內特海事造船廠負責建造。然後Gibbs & Cox在獲得美國許可後,把星座級的設計轉用到台灣的輕巡上。
台灣輕巡滿載預估低於3000噸,長度會由AUSLF的117公尺縮短,推測為115公尺,船寬約15公尺,減少的噸位由取消直升機庫、更改成旋轉雷達系統而來。
A砲位76快砲,B砲位選擇較多,一組華陽VLS發射32枚海劍二,或者是兩套MK41,防空型24枚海劍二+10枚海弓三,反潛型則是32枚海劍二+8枚反潛火箭。這邊就要看預算額度,兩組MK41+飛彈很貴,還要購買反潛火箭以及等待海弓三上艦。最便宜的選擇就是華陽VLS+海劍二通用,因為噸位拉高到3000噸,防空跟反潛型應該都可以裝一組,但戰力就會比兩組MK41弱一些。斜射海劍二就放棄,不用去佔反艦飛彈的位子。
PS1:康定級B砲位應該也能裝兩組MK41,會怎樣搭配可能連動輕巡的配置。康定級滿載3680噸,長125公尺,寬15.4公尺,除了推動方式不同,就是比輕巡多了一個直升機庫。
雷達當然不會有AUSLF的固定陣列,而是跟康定級升級相同的英國BAE的ARTISAN 3D雷達,依照後端不同,有100、200、300三種型號,較低階型號能透過更換不同部件而升級到高階型號,康定級跟輕巡會用跟英國Type 26相同的300嗎?
船舯飛彈發射區,台灣輕巡會用更大更重的8枚增程型雄三,或者是16枚雄三/雄二混裝,當然4枚增程型雄三+4枚雄三+4枚雄二也是可以。因為台灣輕巡這個超重的需求,AUSLF就可以裝到六組四聯裝的NSM,24枚的反艦飛彈數量也讓外國軍媒記者特別注意。
取消直升機庫之後,原有的位置可以放置單側的工作小艇,另一側的無人機機庫,以及兩組三聯裝魚雷發射管,兩種型號就通用吧。機庫上方則是方陣快砲或是12/24枚海劍羚發射器,以及兩組30鏈砲。直升機甲板下方是拖曳聲納,拜艦體放大所賜,兩種型號都安裝也不意外,只要預算砸下去。艦體聲納可能是量產艦會考量增加的,這樣裝一裝,就幾乎等於是康定級的姊妹艦了。
下周輕巡切割第一片鋼板,中信造船會不會有公開的開工儀式?會不會公布Gibbs & Cox的原型艦3D影片?對比澳洲AUSLF的高調,機率應該很高,會跟IDS的下水一樣,提振台美軍事合作的士氣。

PS2:上報率先披露官方版輕巡3D圖,船舯桅杆被整合到雷達桅杆上,採用類似沱江級桅杆設計,雷達可能是現有模組關係,使用TRS-3D的,76快砲也是如此。30鏈砲放在雷達桅杆後方,而不是直升機庫上方兩側,機庫長度看來沒有縮短?而且空間留的很多,可以直上海劍羚?船舯飛彈發射區採用沱江級的全遮蓋方式,而不是澳洲版的外露,這樣重量增加不少吧。VLS位置保持空白,機庫側邊是三管魚雷還是工作小艇的活動艙門?可能是G&C設計中修改的圖示,不確定是不是最後定稿。

PS3:防空型/反潛型/量產型變化
輕巡原型艦因為預算關係,就算艦體已經放大到3000噸,兩艘的武器裝備可能無法一次兼顧,那麼防空型、反潛型要怎樣取捨?量產型可以成為通用型嗎?
★防空型:華陽VLSx1=32枚海劍二,保留拖曳聲納、三管魚雷、MK41x1位置。
★反潛型:拖曳聲納、三管魚雷,16枚海劍二放在船舯的飛彈發射架,保留兩組MK41位置。
★量產型:兩組MK41,依照任務分成防空跟反潛模組,分別是24枚海劍二+10枚海弓三,或者32枚海劍二+8枚反潛火箭。拖曳聲納、三管魚雷、艦體聲納全上。
當量產型開始建造後,再編列預算讓兩艘原型艦增加裝備。如果還是要限制預算規模或者控制載重,也可以防空型不安裝艦體聲納,使用兩組MK41的防空模組。反潛型只安裝一組華陽VLS,捨棄反潛火箭,保留艦體聲納,這算是折衷方案。
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2023/8/31上報報導
輕型巡防艦經海軍內部評選,交由美國Gibbs & Cox公司設計艦體載台,外觀類似美國星座級巡防艦的縮小版,正就艦內空間配置作調整,可望在9月底完成細部設計。主機系統部分考量成功級派里級與基隆級後勤維修的一致性,採用GE的LM2500燃氣渦輪。
美國吉伯斯/寇克思(Gibbs & Cox)公司位於紐約,2021年被Leidos以3.8億美元收購,而Leidos於2016年與洛克希德·馬丁的IT部門信息系統和全球解決方案 (Lockheed Martin IS&GS) 合併,成為美國國防工業最大的IT服務提供商。因此G&C屬於洛馬集團,是美國海軍派里級巡防艦、伯克級驅逐艦、自由級濱海戰鬥艦(Littoral Combat Ship,LCS),以及建造中的FFG(X) 星座級巡防艦的設計公司。台灣建造成功級時,也與G&C簽訂500萬美金合約負責修改設計,最明顯的改變是艦舯兩側的40快砲,以及桅杆前方的雄二雄三飛彈發射架。而第8艘田單艦ACS小神盾的大幅修改,上層結構重新設計成封閉的堡壘構造,也是由G&C操刀,但因ACS預算過於龐大與多項技術未成熟而中止計畫。
因輕巡建造期程急迫,經美方同意可借助現有設計圖參考,G&C才願意接下此案。報導說像縮小版星座級,這點我倒是存疑,因為星座級原型艦還在建造中,還會有大量修改,要縮小一半以上噸位等於重新設計,時間上完全不可能。更可能當成設計藍圖的,應該是3000噸的自由級才對,然後可能採用部分星座級設計。
另外,韓國FFX-II大邱級也傳出是海軍參考選項,主要是台船IDS協力商韓國SI公司的因緣,但因爆發該公司離職前顧問與技協公司老闆糾紛內鬥,2022年遭檢舉被媒體披露,韓商SI公司涉嫌洩露大宇造船3000噸島山安浩級潛艦的核心設計圖,傳言也包括FFX-II大邱級設計圖,結果因新聞曝光作罷。
海軍將領表示,輕巡案採最有利標,台船的建造規劃書說明相當詳細與清楚,但都只有一項,中信造船則會把其他選項也列入,附註說明萬一首選無法進行,會選擇備案,經海軍同意後實施,因此多數評委較贊同中信造船的建造規劃。
兩家船廠的成本分析中,台船估算2艘原型艦會賠錢,但配合國家政策也要作,多位評委擔心建造品質。中信造船的成本分析中,90.5億建造2艘原型艦艦體是小賺。兩家船廠的成本分析差異最大的是主機系統,相差好幾億。民營的中信造船是股票發行的上櫃公司,財務透明,最後多數評委投票由中信造船得標。
PS:輕巡定案後,其他可能發展。
1.接收美國二手自由級?由美國軍援除役的自由級,然後以輕巡原型艦的設計改裝。這個方案主要會影響輕巡後續艦建造的數量,但成軍速度會增快好幾倍,軍援可以節省建造艦體的報貴時間與金錢,可是改裝與更換裝備的價格能省多少,就是變數了。可能的方案是改裝自由級成為反潛型,使用32枚斜射海劍二,防空型因為要安裝VLS,全新製造較省事。
2.與美國合作星座級的台灣版神盾艦?在二手堤康跟伯克1都不在美國軍援台灣的項目後,台灣海軍勢必得尋找接替基隆級的神盾艦選項。這次透過G&C與輕巡的再度合作,星座級過關的可能性會大幅提高。
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上報的輕型巡防艦新聞,最奇特的是這一段:
輕型巡防艦排水量近3000噸,艦體長近120公尺定案,委請國外專業公司進行艦體的外觀與內部設計,並繪製艦體建造施工圖,輕巡原型艦(防空、反潛兩型)設計圖可望於8月底前完成。
輕巡標案是4月才由中信得標,5月設計圖定稿,6月底卻傳出是委請國外專業公司進行艦體的外觀與內部設計,到8月完成。那就不太可能是由海巡2000噸級或3000噸級修改而來,而是直接拿外商現成船圖來改,不然要怎樣確保是成熟設計?外商本身有的實艦經驗,然後把台灣海軍要的雷達、武器等裝備等放上去,這才可能在短短半年內就完成一個可靠的艦體設計吧?!
回去看去年新聞,中信造船跟洛馬合作主打東南亞軍艦市場,今年中信標到輕巡原型艦兩艘,洛馬本身就只有LCS自由級成品,自由級原型艦長115.6m/寬17.7m/吃水3.9m,3089噸,乘員80人,非常接近最新的輕巡規格,除此之外還有哪一家外商有可能拿出設計圖呢?法國追風,還是荷蘭SIGMA?土耳其伊斯坦堡級不太可能。另外一條線則是VARD 7 110,也就是海巡嘉義級的縮小版,從美國海岸警衛隊的傳承級修改,長110m寬16m,3500噸。
如果是從自由級原型艦修改,洛馬可能半買半相送藍圖,多少彌補一些LCS的損失。首先不需要直升機庫,直升機甲板縮短,艦艏往前延伸增加B砲位,防空型用來安裝華陽VLS的32枚海劍二,反潛型空下來未來可安裝海劍羚。雷達就Artisan 200,因為近3000噸跟康定級很接近,就不用搞兩種。
加裝射控雷達導引76砲,後層船艛上方清空,放8枚雄三增程型,或是16枚雄三雄二搭配,或是16枚海劍二+6枚雄三增程型的反潛型配置。如果直接沿用沱江級的凹槽飛彈發射架,因為取消直升機庫,應該也可以?
原直升機庫的左右可放兩座三管魚雷跟發射艙口,以及一艘工作小艇,中間還能保留無人機使用空間?上方就是方陣快砲或海劍羚,以及兩邊的30鏈砲。
直升機甲板下方則是拖曳式聲納,由反潛型裝備。但以近3000噸的船體空間,防空型要加裝應該也是可以。而反潛型捨棄VLS的重量,可能足夠安裝艦艏聲納,就等原形艦測試後才知道囉。
動力方面,簡化成一具MT30或LM2500,配合兩具柴油引擎,改用CODELOG,最快航速30節。乘員80~130人,端看任務需求配置。如果有自由級使用經驗當底,海軍這樣拚輕巡的進度,感覺有把握多了。
不收自由級二手艦,直接拿藍圖來造新艦,也算是合理的選項。
PS:如果新造船OK,那拿美國的二手自由級來改裝也可以?直接取代成功級更便宜的選擇,美國軍援的話。
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2023/7月
海軍計劃、戰系、海發中心等單位,與中信造船討論後,輕型巡防艦排水量近3000噸,艦體長近120公尺定案,委請國外專業公司進行艦體的外觀與內部設計,並繪製艦體建造施工圖,輕巡原型艦(防空、反潛兩型)設計圖可望於8月底前完成。
反潛型的拖曳式聲納還未決標,安排在7月進行採購公告,9月決標,包括L3 Harris等多家歐美公司都在中科院邀商公告後,索取拖曳式聲納相關規格,預計應有超過三家的歐美公司會參與這次的投標。
輕巡艦首76mm主砲與華陽垂發、艦中包括8枚雄三增程型,加上混合燃氣渦輪與柴油機(CODELOG)動力推進系統所需進出氣口空間長度,艦尾可降落S-70C反潛直升機甲板長度,艦體全長近120公尺,排水量近3000噸。
英國Rolls Royce的燃氣渦輪,以及美國通用動力(GD)燃氣渦輪都可達最大航速30節以上,海軍考量整體後勤,內部贊成美系居多。海軍評估輕巡所用的聲納,拖曳式與固定式聲納都有納入,量產型並未完全排除固定式聲納。
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2023/5月
上報報導,海軍2艘新一代「輕型巡防艦」原型艦艦體建造案,海軍與中信造船,中科院光華計劃室與BAE公司完成簽訂合約,設計圖還在趕工中,76快砲性能提升案向義大利採購射控雷達亦在議約中,6月下旬全案才會開工建造。
輕巡的76快砲採用「76快砲STRALES型DART彈」升級版,是現有76快砲加裝STRALES套件,將現役76快砲系統加裝並更換無線電射頻導引系統以及配套的射控系統,再增購快速飛行可控制的導向砲彈(Driven Ammunition Reduced Time of flight,簡稱DART),讓艦砲可以有效執行對水面、地面射擊,可掌握10公里外低空慢速與次音速反艦飛彈等飛行目標。
「76快砲STRALES型加改裝」與「76快砲STRALES型DART彈」外購案共94億元預算從今年開始執行,船艦射控雷達配套為義大利製同一系統,中科院光華計劃室與義國廠商議約中,最快六月底完成。
中科院研製的「海劍羚飛彈系統」短程防空近迫系統,預計配置輕型巡防艦艦艉方陣快砲旁。5月3日高雄艦在九鵬基地外海進行代號「劍影專案」的「海劍羚飛彈系統」海上全系統初期作戰測評(IOT&E),因海劍羚要反制飛行路線多變的低空巡弋與反艦飛彈,處理接收資訊與參數相當複雜且困難度高,結案時間從2020年展延到2024年。去年10月測試並未達標,最快還要1年,因此未規劃安裝在輕巡原型艦上。若海劍羚在2024年通過作戰測評結案,量產輕型巡防艦將會安裝。
「防空型」輕巡配置中科院華陽飛彈垂直發射系統,32枚海劍二與8枚增程型雄三超音速反艦飛彈,以迅聯系統為主,再與美商洛馬的CMS-330戰鬥管理系統整合,加上BAE的三D兩面旋轉式相位陣列雷達,以及指管系統、偵蒐系統、水下偵測系統、電子反制系統及射控系統來建構該艦的戰鬥系統。
輕巡設計圖還在海發中心趕工,招標規範都是概念圖,預計月中設計圖可定稿,中信造船再依設計圖空間配置,決定採用英國Rolls Royce的MT30燃氣渦輪或是美國奇異公司的LM2500燃氣渦輪,艦體建造工程才能展開。
MT30:
Power(MW):36 or 40 flat rated to 38C*
Weight(kg):6500 unpackaged/32000 packaged**
Dimensions(m) LxWxH:8.7x2.7x3.5
Output shaft (rpm):3000 (50Hz)/3600 (60Hz)
alternator drive Output shaft (rpm)mechanical drive:2800 to 3600

LM2500:
模型:LM2500/LM2500+/LM2500+G4
輸出:33,600 shp(25,060 kW)/40,500 shp(30,200 kW)/47,370 shp(35,320 kW)
燃油消耗:0.373磅/小時(227克/千瓦時)/0.354磅/小時(215克/千瓦時)/0.325磅/小時(214克/千瓦時)
加熱速度:6,860 Btu / shp-hr(9,705 kJ / kW-hr)/6,522 Btu / shp-hr(9,227 kJ / kW-hr)/6,469 Btu / shp-hr(9,150 kJ / kW-hr)
廢氣流量:155 lb / s(70.5 kg / s)/189 lb / s(85.9 kg / s)/205 lb / s(93 kg / s)
廢氣溫度:1,051⁰F(566⁰C)/965⁰F(518⁰C)/1,020⁰F(549⁰C)
渦輪轉速(rpm):3600/3600/3600
熱效率:36%/38%/39%
重量:4.7噸/5.25噸/5.25噸

Type 997:ARTISAN 3D Wave Beam Array,WBA波束陣列雷達
Artisan 100:
最大監視距離>200公里、最小監視距離<20公里
追蹤超過1000個空中及水面目標
可追蹤110公里外的海洋巡邏機及35公里外的飛彈
設計重量<730公斤
Artisan 200:
最大監視距離>200公里、最小監視距離<20公里
追蹤超過1000個空中及水面目標
可追蹤135公里外的海洋巡邏機及45公里外的飛彈
設計重量<760公斤
Artisan 300:
Type 26巡防艦艦載雷達
最大監視距離>200公里、最小監視距離<20公里
追蹤超過1000個空中及水面目標
可追蹤200公里外的海洋巡邏機及55公里外的飛彈
設計重量<900公斤

Type 1045 Sampson AESA雷達:
重4.6噸,雙面旋轉陣列天線,陣面尺寸2.4m X 2.4m,天線罩直徑約4.8m
轉速30轉/分,波束掃描範圍涵蓋90度方位角以及120度俯仰角
最大搜索距離400km,可追蹤半徑320km裡4000個目標,並對168個目標進行精確追蹤,最多同時導引32枚飛彈接戰16個目標
BAE System曾推簡化低廉的外銷版本,稱為SPECTAR
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2023/4月
海軍「防空型」、「反潛型」輕型巡防艦原型艦艦體載台建造案,二次開標由中信造船得標。艦體載台建造經費為90.5億(防空型46億,反潛型44.5億),3D相列雷達、戰鬥管理與飛彈系統,及各項武器裝備採購與系統整合費用,委由中科院光華計劃室負責。

至於作戰管理系統(CMS),光華計劃室已通知美商洛馬,採用加拿大分公司的CMS-330戰鬥管理系統,是加拿大海軍水面作戰艦艇所選用。美商洛馬公司建議海軍建議,有8國126艘軍艦戰鬥系統的實績,可直接幫海軍規劃多個CMS-330戰系,但海軍並未接受,主因是海軍規劃成功級(派里級)性能提升案,兩案要一併考量。
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輕型巡防艦=海巡1000噸級CG1001的船體+塔江級的武器偵蒐裝備+華陽VLS/拖曳式聲納,盡量挑選成熟裝備的組合。

★輕型巡防艦等2項公開招標 2023/3/21結標開標,預算金額90.5億 保留未來增購本案品項之權利,預計後續擴充品項為「2年艦、岸存零附件及整體後勤支援測試裝備」採購,預估金額4.5億。 最有利標,價格納入評選,占配分或權重20%以上。 廠商需具有製造、供應或承做能力之證明需檢附曾完成1000噸級以上船舶之船段組合之製造、供應或承做之文件(如驗收證明書、使用合格證明或付款發票等)。
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輕型巡防艦的需求規範出來,尺寸可能放大一些,比較意外的是比照沱江級要8組雙聯裝飛彈發射架,而不是減為4組,所以最多能安裝8枚雄三增程型。然後海劍羚開發速度跟不上原型艦,先用方陣快砲,看後續量產型會不會換。兩座遙控槍塔確定,是會跟海巡一樣用XTR102,還是30mm鏈砲,就看預算差多少。

雷達部分還是謎,是兩種型號還是跟康定級通用,英國BAE Type997?或是搭配海蜂眼都有可能。預期進度,防空原型艦2023年5月開工,2024年第1季安龍、第4季下水,2025年第3季交艦。反潛原型艦2024年4月開工、第4季安龍,2025年第4季下水,2026年第2季交艦。後續艦預計10艘。
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