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2020年国外舰船科技与工业发展综述（下）
发布日期： 2021-03-29 来源：蓝海星智库 访问量：
美印航母项目稳步推进，日韩法航母计划初现端倪。美海军“福特”号航母11月与第8航母舰载机联队、第2驱逐舰中队等共同完成首次航母打击群综合行动。印度首艘国产航母“维克兰特”号11月在港口内成功进行了首次系泊试验，计划2021年正式服役，2022年前具备完全作战能力。6月，日本首艘“出云”级直升机母舰正在接受改装，改装的重点工作之一是加强甲板，以支持 F-35B 的重量以及承受垂直着舰和起飞时发动机产生的热量和作用力，报道称，改装后的“出云”号能携带28架固定翼飞机和旋翼机，包括12架F-35B、8架V-22“鱼鹰”旋翼机、8架反潜或搜救直升机。韩国国防部8月发布《韩国2021～2025年国防蓝图》，披露了LPX-II航母的项目细节，该航母预计满载排水量超过40000吨，将搭载F-35B舰载机。法国总统马克龙12月宣布，将建造新一代核动力航母，该航母满载排水量预计突破6万吨。
图 1 韩国轻型航母概念设计图
各国积极发展新型水面主战舰。驱逐舰方面，美海军10月表示正在寻求全新的设计方案以建造下一代驱逐舰，该舰在海军内部称为DDG NEXT，将重新设计船型，排水量小于16000吨。“朱姆沃尔特”级驱逐舰首舰3月完成作战系统安装并交付，正式完整服役；该级舰计划建造3艘，现已交付2艘。DDG51 Ⅲ型驱逐舰2号舰、3号舰分别于3、4月正式开工，该型舰装备大型有源相控阵雷达，具备一体化防空反导作战能力，计划建造22艘。日本“摩耶”级“宙斯盾”驱逐舰首舰3月服役，该舰计划建造2艘，替代老旧的“旗风”级防空驱逐舰。韩国现代重工和大宇造船海洋工程有限公司7月提交了下一代驱逐舰的初步设计方案投标书，该舰计划建造6艘。护卫舰方面，美海军4月授予芬坎蒂尼公司FFG（X）护卫舰详细设计建造合同，该级舰后命名为“星座”级。德国1月选定荷兰达门集团为主承包商，为海军建造至少4艘MKS-180护卫舰，该级舰排水量9000吨。英国10月与澳大利亚签署了合作协议，将为澳大利亚海军建造9艘“猎人”级护卫舰，该舰由BAE系统公司以英国26型护卫舰为母型设计建造。
图 2 澳大利亚“猎人”级护卫舰
推进新型潜艇的研制和改进。核潜艇方面，美海军6月授予通用电船公司总价95亿美元合同，用于前2艘“哥伦比亚”级艇建造；“弗吉尼亚”级攻击型核潜艇4月服役两艘，使该级潜艇现役数量达19艘；还提出将在潜艇上部署更多反舰巡航导弹，包括即将列装的“海上打击战斧”导弹；此外，在《2021财年国防授权法案》中美海军还拨付资金开展SSN(X)新一代潜艇的概念设计。根据英国海军新闻网3月报道,俄罗斯圣彼得堡的孔雀石设计局设计正在设计“哈士奇”级第五代核潜艇，该艇水下排水量达12000～13000吨，声学隐身性优于“亚森”级潜艇，有两种设计方案：一是反潜型潜艇，主要用于打击美国“哥伦比亚”级和英国“前卫”级战略核潜艇；二是配装“锆石”高超声速导弹，用于打击航空母舰、巡洋舰、驱逐舰、两栖攻击舰等大型水面作战舰艇；6月，俄罗斯首艘“北风”-A级战略核潜艇“弗拉基米尔大公”号正式服役，该艇是“北风”级改进型，计划建造5艘。英国“机敏”级核潜艇4号艇4月开始建造商海试，预计2021年服役，该艇计划建造7艘，已服役3艘。法国首艘“梭鱼”级攻击型核潜艇11月正式服役，该级艇计划建造6艘，用于替代“红宝石”级。常规潜艇方面，日本“苍龙”级潜艇11号艇3月服役，该艇是世界首艘采用锂离子电池作为水下动力源的潜艇，计划建造2艘。印度第五艘“鲉鱼”级潜艇“瓦吉尔”号11月在马扎冈船坞有限公司下水，该级艇计划建造6艘。
图 3 “弗吉尼亚”级核潜艇
美俄大力推进新型两栖舰艇发展。美国2021财年国防预算申请表明，海军和海军陆战队正在寻求发展中型两栖舰船，该舰排水量数千吨，将采用抢滩登陆的兵力投送方式。2月，“美国”级两栖攻击舰2号舰“的黎波里”号（LHA 7）交付，该级舰计划发展4艘。4月，美海军“哈里斯堡”号船坞运输舰开工建造，该舰是“圣安东尼奥”级Ⅱ型船坞运输舰首舰，也是该级舰第14艘。此外，11月，美海军决定退役并报废因火灾严重受损的“好人理查德”号两栖攻击舰。7月，俄罗斯23900型新型两栖攻击舰在位于克里米亚的海湾造船厂开工建造，该级舰首批建造2艘，满载排水量约3万吨。
美国推进新型舰载雷达快速发展，多型进入小批量采购阶段。AN/SPY-6(V)4雷达1月完成上舰安装准备，将装备美海军“阿利·伯克”级ⅡA型驱逐舰；首部AN/SPY-6(V)1雷达阵列7月交付美海军，将装备“阿利•伯克”级Ⅲ型驱逐舰首舰。美国海军与雷声公司在7月签订了1.26亿美元合同，用于采购4部AN/SPY-6(V)2、2部AN/SPY-6(V)3雷达，计划于2023年1月完成。美海军水面战中心怀尼米港分部7月与超级电子公司签订4219万美元合同，采购首批3套“下一代水平搜索雷达”验证系统，计划2023年4月完成，该雷达使用最新数字技术及软件定义的架构核心，拥有一整套可扩展、增强并优化性能的算法，显著增强恶劣气象下的搜索能力，抗电子干扰能力，无人机、潜望镜、漂浮碎片和漂雷等探测能力。
图 4 美海军AN/SPY-6(V)雷达
发展水下通信技术，俄罗斯成功开展现实环境技术测试。加拿大Geo公司6月交付远程声通信（LRAM）系统，支持潜艇在巡航状态下进行双向水声通信。俄罗斯海军11月在巴伦支海域开展了IVA S/W模块化水下通信系统的测试，配备该系统的蛙人小组在深度26米、距离2600米的水下建立了稳定的高清晰语音通信；该系统是通过无线电与“传统”水声装置结合实现水下通信。
新型舰载电子战系统持续生产部署。法国泰勒斯公司10月发布全球首款采用全数字平面固定阵列有源天线技术的TSA6000舰载敌我识别系统，该系统从2021年开始装备法国FDI级下一代多功能护卫舰。美海军分别于1月和10月授予洛马公司、诺格公司8.121亿、1.008亿美元合同，生产舰载电子战系统AN/SLQ-32(V)6和AN/SLQ-32(V)7；相比老型号，AN/SLQ-32(V)6改进了信号接收器、天线、作战系统接口，增加了高增益、高灵敏度辅助传感器，特定发射器识别传感器；AN/SLQ-32(V)7采用开放式架构，射频孔径完全由软件控制，可重新定义功能、动态配置，未来只需编写软件便可增加多种任务能力。
舰载战术激光武器进展顺利，样机技术研制密集性突破。美海军首套“奥丁”激光武器样机2月安装至“杜威”号驱逐舰，该系统是一型软杀伤激光武器，可致盲来袭目标的光电和红外传感器，主要用于拦截无人机和光学/红外制导导弹，共计划采购8套，配装DDG51 ⅡA型驱逐舰。美洛马公司研制的“太阳神”（HELIOS）样机3月通过关键设计评审，预计2021年装舰试验。美诺格公司研制的“激光武器系统演示样机”（LWSD）Mk 2 Mod0于5月完成首次海上试射，成功击落无人靶机。
图 5 美海军测试舰载激光武器
舰载高超声速武器取得突破，俄罗斯首次实现海上实弹试射。俄罗斯22350型护卫舰1月从巴伦支海水域向地面目标发射了“锆石”高超声速反舰巡航导弹，导弹飞行距离超500千米，这也是世界首次水面舰艇发射高超声速导弹的试验，俄还计划在核潜艇等其他海上平台上测试这种导弹。
积极推进电磁导轨炮研制，俄罗斯成功开展样炮试验。根据欧洲防务局2019年提案要求，法国圣路易斯法德研究所联合欧洲五国等九家研究机构，于6月成立“提升电磁轨道炮远程威力的炮弹”（PILUM）联盟，开启电磁轨道炮技术开发，项目将持续2年。俄罗斯国防工业综合体7月宣称，电磁导轨炮样炮在一次试验中击中10千米外的地面和空中目标。
新型鱼雷研制取得进展，多型轻型微型鱼雷开展测试或认证。美国诺格公司5月成功测试了第一枚新型超轻型鱼雷原理样机，该雷重量仅99.8kg，长2.15m，约是美海军目前重型鱼雷重量的1/16、大小的1/3，可从多型飞机及MQ-8C“火力侦察兵”无人机上发射。意大利莱昂纳多公司“黑蝎”微型鱼雷7月开始开展交付客户的资格认证，预计2021年完成，该鱼雷长1.1m，直径127mm，重11kg，最高航速15kn，采用2.5kg PBX炸药，作战深度30-200m。瑞典武装部队6月成功完成了47型轻型鱼雷从水面舰艇和潜艇的首次试射，该鱼雷长2.85m，直径400mm，重340kg，采用模块化设计，可在瑞典群岛和波罗的海的复杂浅水环境中使用。
美国多型无人系统装备开始招标、研制或设计。1月，DARPA发布“海上列车”项目跨机构公告，旨在研发能航行数千海里的智能无人系统，并提出设想，将不少于4艘无人水面艇通过物理连接或编队航行的方式创建“海上列车”，提高海军和海军陆战队无人水面艇远征作战能力；3月，DARPA向四家公司授出“魔鬼鱼”无人潜航器项目第一阶段合同，旨在开发新型长航时、长航程、负载能力强的无人潜航器，能远离港口、有人平台独立作业。6月，美海军海上系统司令部证实，“霸主”项目发展的1艘无人舰完成了2次为期4天的自主航行测试，累计181小时以上航行符合国际海上避碰法规。7月，美海军授予L3哈里斯技术公司3499万美元合同，用于研发中型无人水面艇原型艇，计划2023年初交付，该艇岸基布放回收，采用模块化开放式体系架构，可携带相当于40英尺集装箱大小的有效载荷。9月，美海军分别授予奥斯塔美国公司、亨廷顿•英格尔斯工业公司、芬坎蒂尼造船厂、博菱格造船厂、洛马公司、吉布斯•考克斯公司700万美元合同，开展大型无人水面舰概念设计工作，预计2021年8月前完成。此外，英国防部在3月授予MSubs公司100万英镑合同，为英皇家海军研制一型长30米、航程达3000海里的超大型无人潜航器“曼塔”，要求14个月内完成该无人潜航器的设计与建造。
图 6 美海军“霸主”项目
小型无人水面艇项目稳步推进，多型已达关键节点。3月，美海军无人感应扫雷系统进入小批量生产阶段，达到里程碑节点C，计划2021年交付首批3套系统，该系统包括1艘无人水面艇和1套可探测磁、声信号的拖曳式扫雷具，可根据任务需求更换有效载荷。4月，以色列埃尔比特系统公司宣布成功将收放式主被动拖曳声纳（TRAPS）集成在“海鸥”无人水面艇上，将大幅扩展“海鸥”号作战范围。
相关国家动力系统开始采用人工智能技术进行故障预测和诊断。英国23型护卫舰4月换装新的PGMU推进系统，配备现代化监控系统，能更方便地控制和监视发动机状态并进行故障诊断。西班牙海军9月开始利用无监督学习的人工智能系统预测发动机故障，该系统能自主学习、自主决策、无需人工干预，预测结果与过去5年舰艇故障数据吻合。
拓展燃料电池、锂离子电池等新型动力源在舰船领域的应用。2月，西班牙完成S80潜艇燃料电池AIP系统最终测试，该系统利用生物乙醇重整制氢技术，可使潜艇在水下连续运行三周。4月，通用原子公司研制的锂离子容错电池用于特种作战司令部干式作战潜器（DCS）上，该电池的模块化和容错设计在保障重要任务电力供应的同时，可防止失控和灾难性的级联电池故障。10月，韩国启动“张保皋-III”级潜艇锂离子电池研发工作，与现役209型潜艇的铅酸电池相比，该新型电池寿命提高1倍、比功提高3～4倍，可使潜艇的水下续航时间提高2～3倍。
图 7 特种作战司令部干式作战潜器（DCS）
新型水听器阵列提高水面舰艇定位跟踪能力。北约海洋研究与实验中心联合美国加州大学在2月提出了一种利用被动水下声阵列定位和跟踪多水面舰船的方法。该方法依靠6对水听器，克服了原有模型高度非线性、数据关联不确定、船只数量不确定的问题。在意大利沿海浅水区的实验表明，在一定距离范围内，水听器阵列可对目标进行准确估计。
诺格公司开发无人潜航器新型充电技术。2月，诺格公司称已签署一份非排他性协议，将生产适用于较恶劣环境的铌连接器（NiobiCon），可为无人潜航器充电。NiobiCon连接器是一项创新性湿式连接器技术，遇水后，会自行生成隔离层，连接后隔离层自行刮除，断开连接后又会重新生成，无需使用密封件、机油或活动组件，就可进行电力传输和数据交换，可有效解决无人潜航器水下充电效率低的问题。
美高校研制出新型智能声学超材料。美国南加州大学的研究人员受鲨鱼皮肤启发，在3月研发出新型智能声学超材料，可控制声波传播方式。研究人员利用鲨鱼皮肤具有双重声学特性的原理，采用橡胶和铁纳米颗粒制备出智能声学超材料，通过控制磁场可改变声波传播方式。橡胶易于弯曲和拉伸，铁纳米颗粒可响应磁场变化，因此由该声学超材料构成的柱状阵列通过分开或靠近即可实现声波传播或阻断。
随着美国“大国竞争”战略的提出，世界海上竞争态势日趋激烈，相关国家加强了海上装备的发展，多国计划发展新型航母，美俄均在大力发展弹道导弹核潜艇，并正在推进新一代攻击型核潜艇设计，水面主战舰艇依然保持较热的发展局面；无人系统作为可能对未来海战产生重大影响的装备，是各国重点发展的装备，近年持续保持快速发展，同时电子信息系统、前沿技术也持续取得新进展，将进一步助推海上装备作战能力的提升。
（蓝海星）
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