神盾系統的演進

 

提康德羅加級飛彈巡洋艦文森尼號(USS Vincennes CG-49)的戰情中心,是早期神盾Baseline 1水平,攝於1988年。

畫面中的四個大型顯示器是PT-525/UTA-21 42X42吋顯示器。

1980年代的提康德羅加級飛彈巡洋艦的戰情中心,四個大型顯示器是PT-525/UTA-21 42X42吋顯示器。

提康德羅加級飛彈巡洋艦諾曼地號(USS Normandy CG-60)的戰情中心,屬於神盾Baseline 3。攝於1997年。

(上與下)提康德羅加級的普林斯頓號(USS Princeton  CG-59)的戰情中心,攝於現代化改良後。

提康德羅加級的考本斯號(USS Cowpens CG-63)的戰情中心,攝於2004年。屬於神盾Baseline 3

柏克級Flight 1飛彈驅逐艦約翰.麥凱恩號(USS John S. McCain DDG-56)的戰情中心,攝於1997年

,屬於神盾Baseline 4。

柏克級Flight 2A飛彈驅逐艦查費號(USSChafee DDG-90)戰情中心,攝於2010年。

屬於神盾Baseline 6。

一艘柏克Flight 2A飛彈驅逐艦的戰情中心。顯控台已經換成開放架構的AN/UYQ-70

一艘神盾艦的戰情中心。

一艘柏克Flight 2A的作戰中心。

可能是一艘神盾艦或地面訓練設施的戰情中心,屬於Baseline 9水平,使用新型三平面顯示器工作站來取代UYQ-70,

前方有極寬的大型整體式平面顯示器。

柏克Flight 2A重起型的拉斐爾.佩羅塔號(USS Rafael Peralta DDG-115)的戰情中心(CIC),攝於2015年12月17日

第一次開機啟動測試。此為神盾Baseline 9規格,注意新型三平面顯示器工作站以及前方的大型整體顯示器。

提康德羅加級的戰情中心配置

柏克級的戰情中心配置

 

(1) (2)  (3)  (4)  (5) 

  

 

因應電子科技的飛速進步以及艦載武器、偵測系統的更新, 神盾系統與周邊配套裝備也不斷在進行升級。神盾計畫管理辦公室在建造提康德羅加級與伯克級等神盾艦艇時,採取循序漸進的方式,逐步導入更多全新裝備或改良次系統,而非一口氣進行全盤的大規模更動,如此能降低技術風險,並維持著較為平穩的學習訓練曲線,海軍人員歷經每次技術升級時能較快吸收並形成戰鬥力,避免因落差過大而導致銜接的不順遂;而每次升級的批次包含多艘同型艦,能維持較佳的經濟性,逐年生產也能穩定維繫軍工產業的產能。神盾系統的每次演進稱為一個基線(Baseline),其功能 與性能皆日益進步,較新版本的神盾系統戰力絕非早期版本可比。以下便介紹神盾作戰系統的演進過程:
 
Baseline0/1(Mod 0/1)

這是最早期的神盾系統,配備於前五艘提康德羅加級(CG-47~51,1983~1987服役)飛彈巡洋艦。這五艘艦艇使用MK-26雙臂飛彈發射系統,而之後所有神盾巡洋艦、驅逐艦都使用MK-41 垂直發射系統(VLS)。其中,CG-47、48最初配備神盾Baseline0(Mod0),這是最古早的神盾系統,核心部位的硬體組成如下:

MK-1指揮決策系統(C&D):一具UYK-7大型主電腦、UYA-4/OJ-194顯示操控台、轉換裝置、RD-28記憶體、資料變換輔助操控台等。

MK-1武器控制系統(WCS):一具UYK-7電腦、六具UYK-20中型任務電腦、MK-138射擊開關組合、資料交換輔助控制台等。

M-1神盾顯示系統(ADS):一具UYK-7電腦、四具PT-525/UTA-21(屬於UYQ-21系列)42吋*42吋大型顯示 器(顯示系統為UYA-4/OJ-194);四具大螢幕分成兩組,一組兩面,每組大型螢幕都擁有兩具指揮顯示操控台以及一具資料輸入操控台,此外還有五具自動狀態顯示面板(Automated Status Board,ASTABS)。其中一組大螢幕負責顯示本艦的狀況給艦長,另一組則將戰場上的整體戰術態勢顯示給駐艦戰鬥指揮官這些大型螢幕可顯示雷達搜索圖像、NTDS的戰術符號或者神盾系統的戰術符號。每具大螢幕可以獨立操作,也可以用縮小的比例尺顯示別具大型螢幕的資訊(類似子母畫面)。除了戰情中心之外,神盾艦艇的艦橋上也有兩具ASTABS。

MK-1作戰整備顯示系統(ORTS):一具UYK-20電腦、若干UYA-4/OJ-194顯示操控台、主資料終端機、遙控資料終端機以及相關輔助設備。

此外,MK-99飛彈射控系統、戰斧飛彈射控系統、MK-86艦砲射控系統各有一具UYK-20(戰斧飛彈射控系統另有一具UYK-19中型任務電腦作為目標標定處理之用),SPY-1A相位陣列雷達系統、MK-116反潛射控系統(神盾Baseline1並未配備SQQ-89反潛作戰系統)以及SQS-53A艦首聲納各有一具UYK-7電腦,另外還有一具UYK-20電腦用於連結SQS-53A聲納與主反潛系統。因此配備神盾系統Baseline1的艦艇總共擁有6具UYK-7主電腦以及11具較小型的UYK-20電腦,整體計算能力為8MIPS(Millions of Instructions per Second,每秒能處理的指令數,以百萬個指令為單位)。不過這樣的處理速度跟不上當時SPY-1A相位陣列雷達的性能(早期的SPY-1A已經能同時追蹤200個以上的目標),因此Baseline1的同時追蹤目標數被限制在128個;即便如此,這在當時仍是個相當驚人的數字。除了四具大螢幕之外,戰情室內還有18座顯示操控台,以及SLQ-32(V)2電戰系統操控台、SWG-1A魚叉反艦飛彈操控台以及SWG-3戰斧巡航飛彈操控台。Baseline0的主要裝備包括MK-26雙臂飛彈發射系統、SPY-1A相位陣列雷達系統等。 神盾Baseline 0全系統重610噸,其軟體規模達802500字(words)。

CG-49~51的神盾系統升級為Baseline1(Mod 1),改良項目包括:擴大戰情中心的顯示螢幕、電子作戰程序自動化、通信系統與國家指揮網路連結、加強作戰操作準則及可靠性、加裝戰術情報系統、以LAMPS-3反潛直昇機系統(使用SH-60B反潛直昇機)取代Mod 0的LAMPS-1(使用SH-2F反潛直昇機)等;很快地,CG-47、48也將其神盾系統升級為Baseline1。

就整體結構而言,神盾系統Baseline1屬於半分散式(Semi-Distributed Architecture),最主要的核心功能集結於C&D與WCS,但是各子系統都有自己的電腦來擔負本身的功能。相較於所有功能都集中在少數主電腦的集中式戰鬥系統(Centralized Architecture),半分散系統的技術層次較高,主電腦負荷較輕,而且擴充時相當方便,只需將新系統連上主電腦即可;此外,如果子系統出了問題,也較不會影響整個系統的運作。但是跟集中式系統一樣,半分散式系統還是無法容忍掌管核心機能的主電腦失效。如果C&D或WCS的電腦失效,神盾Baseline1就很難繼續運作下去。

 

Mod 2

此種神盾系統原本將用於計畫中的核子動力打擊巡洋艦(CSGN)上,由於CSGN在1977年遭取消,這種版本的神盾系統也未能實現。

Baseline2(Mod 3)

神盾Baseline2版本配備於提康德羅加級的CG-52~58(1986~1989服役),主要的改良在於以MK-41 VLS取代MK-26雙臂飛彈發射器。CG-56~58艦首聲納升級為SQS-53B,並採用SQQ-89(V)3反潛作戰系統 ,把MK-116 Mod6水下射控系統、SQS-53B、SQR-19拖曳陣列聲納整合在一起,爾後CG-54、55也追加此一系統。最初SQQ-89(V)3使用UYK-7主電腦,後來則被UYK-43取代 。UYK-43的運算速率約3~5 MIPS,比UYK-7高了9至10倍。這七艘 配備Baseline 2A的提康德羅加級在1990年代陸續將神盾系統提升為Baseline2A, 包括以UYK-43/44電腦取代UYK-7/20,以及引進內含68050處理器的OJ-194B顯控台等。

Baseline3(Mod 4)

神盾Baseline3裝備於提康德羅加級的CG-59~64(1989~1991服役),主要改良包括將部分的UYA-4單色顯示器換成UYQ-21顯示系列中的OJ-194(藍底白字),並換裝SPY-1B相位陣列雷達系統。彩色的UYQ-21顯控系統不僅畫面比UYA-4更容易使人明瞭,而且擁有傳統文字模式,比UYA-4更容易閱讀。 相較於SPY-1A,SPY-1B除了體積重量減輕外,還增設具備自動柵鎖定(Auto-grid Locks)裝置的SGS系統,利用Link-11資料鏈將數艘友艦的雷達連結在一起運作以及共享資料。這六艘配備Baseline 3的神盾艦在1990年代被升級為Baseline3A(Mod 5),以UYK-43/44電腦取代原本的UYK-7/20,全面以UYQ-21顯控台取代原本的UYA-4系列,追加Link-16資料鏈(JTIDS聯合戰術情報分配系統);而CG-59、64兩艦還引進UYQ-70先進多功能顯控台。首艘升級為Baseline 3A的是CG-61,其餘五艘則陸續跟進。相較於先前的版本,神盾Baseline 3更新了1/3的軟體,軟體規模達到1,010,000字,總重量也攀升到650噸。

Baseline4

提康德羅加級飛彈巡洋艦維克斯堡號(USS Vicksburg CG-69)的戰情中心,此時已經升級到

相當於神盾Baseline 6的水平,畫面中出現的是UYQ-70先進多功能顯控台(ADS)。

提康德羅加級飛彈巡洋艦聖喬治角號(USS Cape St. George CG-71)的戰情中心。

此時,兩具21吋顯示器以及前方右邊數起的第二個大型顯示器都顯示聯合接戰能力(CEC)

的畫面。其中還有多具UYQ-70先進多功能顯控台(ADS)。

神盾Baseline4裝備於最後9艘提康德羅加級(CG-65~73,1991~1994服役)以及前17艘柏克級(DDG-51~67,均為Flight1規格 ,1991~1996服役),因此又分為巡洋艦版本與驅逐艦版本。Baseline4的最重要改良是將艦上原有的UYK-7電腦以一對一的方式全部替換成新一代的UYK-43大型主電腦,UYK-20電腦也比照此法以新的UYK-44全面汰換(運作速率比UYK-20快兩倍),使得神盾系統的整體運算能力由原先的8MIPS大幅增加至20~30MIPS。UYK-43/44在1990年代初期進行升級,換裝速度提昇4~6倍的處理器,使得同時目標追蹤數增至1000個以上 。此外,Baseline 4也全面將顯控台換成UYQ-21。除了一開始就啟用UYK-43/44的神盾Baseline4之外,如同前述,配備神盾Baseline2、3的提康德羅加級(CG-52~58)也在後來陸續進行升級,以UYK-43/44取代UYK-7/20。此外,提康德羅加級從CG-68起換裝SQS-53C聲納。

Baseline4另一個重要改良是加裝MK-29神盾戰鬥訓練系統(Aegis Combat Training System,ACTS),此系統的核心為一具UYK-43電腦,可連結神盾戰鬥系統,在神盾系統上執行模擬的訓練程式(不包含雷達的操作模擬)。雖然原始設計只是訓練系統,但ACTS在實戰中仍有重要的價值──ACTS的那部UYK-43可用作神盾系統的備援。萬一神盾系統某些部分失去作用,這部UYK-43就能接手失效部分的功能,使得神盾系統癱瘓的機率降低。 除此之外,Baseline 4還新增了UYS-20資料顯示系統與輔助決策系統。神盾Baseline 4全系統總重656噸,軟體規模約3,420,500字(約400萬行)。

巡洋艦版本的Baseline4仍沿用SPY-1B雷達,並額外為MK-86艦砲射控系統增添一部UYK-43電腦(因此神盾Baseline4總共使用了8具UYK-43電腦)。供柏克級使用的驅逐艦版本(Mod 6)則有較大的不同:C&D升級為MK-2版本,WCS升級為MK-8版本,ORTS升級為MK-7版本,換裝使用更先進科技且輕量化的SPY-1D相位陣列雷達系統,全面使用SQS-53C聲納。相較於提康德羅加級使用的神盾系統,柏克級的神盾Baseline4架構經過簡化,取消了MK-86艦砲射控系統,MK-45艦砲直接由神盾系統中的MK-34艦砲武器系統 (Gun Weapon System,GWS)控制;MK-34由MK-160火砲計算機系統與K-46 Mod0光電射控儀(包含前視紅外線以及電視攝影機)組成,火砲射擊 所需的偵測與追蹤資料由SPY-1D相位陣列雷達、SPS-67平面搜索雷達以及MK-46 Mod0光電射控儀負責提供,因此不再需要專門的X波段照射雷達。而SQQ-89的資料也直接傳至C&D而非原來必須先經過WCS,原先連結各次系統的資料匯流排被USQ-82艦艇資料多重存取系統(SDMS)以及SAFENET光纖資料匯流排取代。因此,早期型柏克級的神盾Baseline4系統核心部分僅使用五具UYK-43電腦,分別用於SPY-1D相位陣列雷達、MK-2 C&D、MK-8 WCS以及MK-29 ACTS,此外MK-7 ORTS則使用一部UYK-44中型電腦。這批早期型柏克級中的一部份在日後接受改良,以UYQ-70 ADS取代UYQ-21。

Baseline5

神盾Baseline5裝備於柏克級的DDG-68~78(DDG-68~71為Flight1規格,1997年服役,DDG-72~78為Flight2規格 ,1998與1999年服役)。從Baseline5起,神盾系統開始引進商規現成電腦技術(Commercial Off-The-Shelf,COTS)來加強性能與維修性,並降低購置、維持與升級的成本。神盾Baseline5使用以COTS技術開發的TAC-3(CP-2184/2231)/TAC-4工作站(稱為戰術先進電腦:Tatical Advanced Computer,TAC)來取代舊的軍規電腦。TAC-3/4以HP-9000 Model 700工作站為基礎,TAC-4使用速度更快的PA-RISC處理器,效能高於TAC-3的兩倍。在神盾Baseline5中,光是ADS就使用了22部TAC-4。TAC-3/4被用來支援許多Baseline5中新增的裝備,包括AN/SRS-1戰鬥測向系統(Combat DF,使用TAC-3)、新的OJ-663彩色顯示器等(以FDDI光纖匯流排連接TAC-4)、先進戰斧飛彈控制系統(Advanced Tomhawk Weapon Control System,ATWCS,使用10部由網路連結的TAC-3)。不過由於此時美國海軍剛剛引進COTS,對其仍有較大的疑慮,所以可發現前述COTS組件多半用在神盾系統中屬於支援性質(例如顯示等)的部分,直接攸關作戰的武器控制仍是軍規UYK-43/44的天下。當然,從1993年起,美國海軍也以商規的OSM套件來改良UYK-43/44。神盾Baseline5另一個改良是為資料鏈通訊系統的指揮管制處理器(C2P)增加了一具UYK-43電腦,所以神盾Baseline5總共擁有9具UYK-43。

Baseline5中,早期的Baseline 5.1/5.2配備於DDG-68~71這四艘伯克級Flight 1A上;而Baseline 5.3則是功能完整的決定版Baseline 5,裝備於伯克級Flight 2(DDG-72~78)。相較於Baseline 4,Baseline 5系列的主要新增項目如下:

Baseline5.1:新增標準SM-2ER Block IV防空飛彈的操作能力。

Baseline5.2:SLQ-32電戰系統升級為具有主動電子反制能力的A(V)3版本、SPY-1D雷達增設追蹤起始處理器(Trace Initial Processor,TIP,使用一具UYK-44電腦 ,DDG-68起加裝)、追蹤進彈控制系統(Track Load Control Algorithm,TLCA)等。

Baseline5.3:新增AN/SRS-1無線電戰鬥測向系統(Combat DF,DDG-72起安裝,可探測威脅方位以及協助戰斧飛彈標定目標)、美國三軍通用的Link-16聯合戰術情報分配系統(JDITS)、 戰斧飛彈標定地平線外目標所需的TADIX-B資料鏈、OJ-663彩色顯示器、ATWCS等。AN/SRS-1是一整整合的信號截收、測向系統,能自動蒐集電磁信號,為船艦指揮官提供真時的戰場態勢感知、指示警告、目標提示信息等,具備廣泛的威脅信號節收能力,大量應用成熟的COTS商規組件,顯著改善船艦的情報蒐集能力。日後進一步改良的AN/SRS-1 Block 1又針對各項信號節收的子系統進行升級,強化對具有低截獲設計的敵方電磁裝置或其他非常規電磁信號源的分析辨識能力。
 

Baseline6(Mod 11)

神盾Baseline6裝備於柏克級的DDG-79~90(2000~2003年服役),而從DDG-79起的柏克級就是改良後的Flight2A規格。由於柏克級Flight2A增設了直昇機庫,因此SQQ-89反潛作戰系統升級為納入LAMPS-3的(V)10版(但不包含SQR-19拖曳陣列聲納)。神盾Baseline6引進了更多COTS組件,包括以TAC-3取代ORTS中的UYK-20電腦,以及以效果好、價格更便宜的商規大型彩色顯示器(COTS Large Screen display,CLSD)取代戰情室中四具落伍又昂貴的PT-525大型顯示螢幕等。此外,用於連接艦上各系統的資料多重傳輸系統(Data Multiplexing System,DMS),神盾Baseline6也以嶄新的商規FDDI介面的分佈式光纖區域網路(LAN),取代原本的點對點直接 銅軸電纜佈線架構,這不僅有效提高了傳輸速率、降低延遲,同時也簡化了系統佈線架構,並且具備更高的可擴充性,使神盾系統首度具備全分散式架構的雛形。 由於引進高運算速率的商規電腦組件,1990年代末期的神盾Baseline6的同時追蹤目標數已經超過3000個;而在21世紀初期出現的Baseline6的運算能力則達到772MIPS,為最早的神盾Baseline1的近100倍。從Baseline6.3起,神盾系統增加了兩項 重要的能力:CEC聯合接戰能力以及NAD海軍區域彈道飛彈防禦系統(已取消)。

AN/UYQ-70先進顯控台系列

Baseline 6的一項主要改革,舊式開始引進利用COTS科技的AN/UYQ-70先進顯示系統(ADS),逐步替換原有的UYQ-21顯控台。UYQ-70的主承包商為洛馬集團,次承包商包括DRS等公司。以往美國海軍軍規的顯示系統如UYA-4、UYQ-21都是單純的終端輸出裝置,而畫面、資料則完全由中央系統的UYK-7或UYK-43電腦提供;換言之,這就成為中央電腦的負擔。這在早先還不成問題,等到後來為了增加畫面的顯示效果與可讀性,改以彩色顯示,顯示器的解析度也越來越高,從而加重了中央系統的負擔。為了滿足顯示器越來越高的運算需求,主電腦也必須進行性能提升。為了根除這個問題,新的UYQ-70 ADS便孕育而生。UYQ-70不再只是個終端機,而是具備強大運算能力的圖形工作站,不僅能自行負責畫面的處理,還可提供多種功能輔助戰鬥系統的作業,如此便大幅降低主電腦的負荷。UYQ-70內含HP PA-RISC處理器(OA-7100/7300)、64MB記憶體、Barco的CX4100模組化圖形顯示處理器,運算處理能力強大。當然,UYQ-70系列使用與商業規格相容的開放式架構,包含符合工業界標準並被全球嵌入式電腦系統廣為採用的VME/VME64匯流排插槽(Versa Module Europa,VME),故相容於民間市場上許多相關套件,不僅升級非常容易,而且來源多樣化,不會像以往軍規電腦般被某些特定規格綁死。除了顯控台之外,UYQ-70系列中還包括OA-9481/9482嵌入式處理系統(Embedded Processor System,ESPG)、CY-8874關鍵任務裝備(Mission Critical Equipment,MCE)以及MEV(Mission Essential Variant)等運算系統,而ESPG、MCE以及MEV都是無人操作的機櫃版本,擁有數十個VME插槽,可根據不同需求來選用不同形式的VME處理卡,來滿足不同的運算需求。這類自己內部就能負擔本身所需運算功能的子系統,就是未來神盾系統邁向全分散結構的基礎。UYQ-70是美國海軍各種下一代載台的標準工作站,將用於各型水面艦艇、潛艦甚至飛行器上,例如在美國海軍於1990年代末期完成的「艦艇自衛系統」(Ship Self-Defense System,SSDS)(美國海軍第一種真正的全分散式戰鬥系統)以及神盾系統Baseline7這兩種全分散式艦載戰鬥系統中,便以UYQ-70便擔任整套戰鬥系統的統一監控、管制工作。此外,日本、澳大利亞、德國、挪威與西班牙等國也引進了UYQ-70系列工作站供其海軍載台使用,其中日本海自採用的UYQ-70由美國在2000年10月授權日本沖電氣電子公司(OKI)製造。

在頭兩艘伯克Flight 2A(DDG-79、80)上,戰情室便引進少量UYQ-70顯控台,以及支援顯控台的Q-70系列嵌入式處理系統(EPS)與OJ-721(V)新世代周邊機箱(NGP),但是核心的神盾顯示系統仍為UYQ-21/OJ-451顯示器,以及原有的OJ-663工作站。而從1995預算年度訂購的邱吉爾號(USS Churchill DDG-81)開始,則進一步擴大UYQ-70系列的使用規模,一共採用12套UYQ-70與四套商規顯控台,並以四個CLSD商規大尺寸平面顯示器取代原本神盾顯示器的四個PT-525大尺寸顯示器。雖然如此,神盾Baseline6的大部分核心功能仍由改良型UYK-43/44(換裝新型處理器並以OSM套件改良)軍規電腦負責,UYQ-70只分擔了一部分原有的工作。

從哈沃德號(USS Howard DDG-83)起的柏克級Flight 2A加裝了被稱為「Smart Ship」的整合式船艦控制系統(Integrated Ship Controls,ISC),用於提高全艦的自動化程度、增加船艦作業效率、降低人力需求以及節省後勤維修成本。ISC包括以下系統:

整合艦橋控制系統(Intergated Bridge System,IBS):具整合化艦橋作業與導航功能,以導航雷達提供資料,具備自動計算航跡與路徑的能力,傳統海圖也被電子海圖取代。

整合船況評估系統(Integrated Condition Assessment System,ICAS):提供資料,自動監控船艦作業與狀況,如推力等。

自動化損害管制處(Damage Control Quarters,DCQ):提供損害情況,自動統整全艦損害資訊。

標準機械控制系統(Standard Machinery Control System,MCS):自動統整關於推進系統以及發電機組的資訊。

船艦光纖寬頻網路(Fiber Optic Ship Wid Area Network,FO SWAN):將各系統連結在一起。

無線內部通訊系統(Wireless Internal Communication System,WICS)

上述裝備中,多半使用COTS電子產品。「Smart Ship」在1996年首在提康德羅加級的約克頓號(USS Youktown CG-49),實際驗證的結果非常成功,艦上人員可以減去4名軍官以及44名士兵,不僅實現機艙無人化,平日航行所需的艦橋值班人力也大幅縮減,每年能節省約300萬美元的作業費用 ;而節約機艙與艦橋值班人力,也為日後可能的改良升級提供更多空間餘裕。但是約克頓號在測試時卻曾遇到Smart Ship的Windows NT4.0/Pentium系統當機,導致該艦失去動力、漂流海上的糗事。1998年,提康德羅加級的蓋茲號(USS Thomas S.Gates CG-51)成為第一艘加裝ISC的驗證艦。緊接著CG-47、49、50也跟進行改良,其他的提康德羅加級也將進行此方面的改良。

神盾Baeline6的主要新增項目如下:

Baseline6.1(DDG-79~84):LAMPS-3直昇機反潛系統(SH-60B反潛直昇機)、SQQ-89(V)10反潛作戰系統、改良型海麻雀點防禦防空飛彈(ESSM)的運用能力(此時ESSM尚未服役)、以UYQ-70 ADS取代UYQ-21、以COTS科技改良神盾顯示系統(包括以新的商用大型彩色多功能顯示器取代PT-525大型顯示器等)、強化SQS-53C聲納的水雷偵測能力、改良敵我識別能力(第一階段)、換裝可發射EX-171增程GPS導向砲彈(ERGM)的MK-45 Mod4 5吋62倍徑艦砲(DDG-80起)、聯合海上指揮資訊系統(JMCIS,後來改稱全球指揮管制系統-海上系統,GCCS-M)、CDL資料鏈管理系統(CDLMS)、整合式船艦控制系統(ISC)(DDG-83起)。

Baseline6.2(DDG-85~87,2002∼2003年服役):ATWCS第二階段改良、以FDDI光纖區域網路取代原本銅軸電纜的資料多重傳輸系統(Data Multiplexing System,DMS)、雷達設定環境模擬訓練器(Radar Set Controller Environmental Simulator,RSCES)、ACTS內新增戰鬥部隊戰術訓練裝置(Battle Force Tactical Trainer,BFTT)軟體。

Baseline6.3(DDG-88~90,2002~2003服役):聯合接戰能力(CEC)、海軍區域彈道飛彈防禦(NAD)(已取消)。

反潛系統方面,DDG-79~84的版本為SQQ-89(V)10版,DDG-85~90為SQQ-89(V)14版。火砲射控方面,DDG-81~84配備MK-34 Mod1艦砲武器系統,包括MK-160 Mod 8火砲計算機與MK-46 Mod 0 光電感測儀;而DDG-85~90則裝備MK-34 Mod2,光電系統升級為MK-46 Mod1,除了改用更新型的紅外線與電視攝影單元之外,還新增雷射測距儀。

Baseline7

神盾Baseline7裝備於平可尼號(USS Pinkney DDG-91)以後的柏克級。神盾Baseline7以UYQ-70/CY-8847 MCE與MEV、光纖多工區域網路構成的多處理器全分散電腦系統架構,徹底取代 神盾系統原有的UYK-43/44等軍規電腦電腦架構;也因此,神盾系統從Baseline 7起,正式由過去的半分散構型,轉型為全分散式(Full-Distributed Architecture)架構,而此一硬體架構稱為神盾開放架構(Aegis Open Architecture,OA)。所謂全分散式結構就是將戰鬥系統中所有的運算功能徹底由各子系統分攤掉,每個子系統內都有處理器來負責本身所需的運算功能,而各系統間則以區域網路/匯流排相連。如此,系統中任何電腦的失效,都只會影響該部分的功能,而其餘部分仍能正常運作。由於各子系統只需負責本身功能,使用中型電腦即可,而不必採用昂貴的大型中央電腦。此外,由於各子系統間均是相連的,如果各系統有多餘的運算能力,便能互相作為備援;萬一某一子系統的電腦失效,原本該系統的功能就可被其他子系統的電腦接手,這樣艦載戰鬥系統還是能發揮完整的功能。不過目前的全分散式作戰系統只具備局部的相互備援能力,並非任何子系統的功能都可由其他子系統接手。除了可靠度大幅增加之外,全分散式戰鬥系統的運算能力也比集中式或半分散式系統為佳。 神盾Baseline 7.1全系統大致上由六個區域網路與一個神盾區域互聯系統組持,六個區域網路分別是指揮決策系統區網、防空作戰系統區網、先進戰斧巡航飛彈區網、反潛作戰系統區網、神盾顯示系統區網與神盾戰備檢測系統區網等。

神盾Baseline 7服役初期就已經擁有4800MIPS的總體運算能力(是Baseline 6的六至七倍,或者是Baseline4的200倍),並在2010年成長至16000MIPS以上,接近目前低階超級電腦的水準;能達到此一成長,都要拜全面使用COTS技術以及採用全分散、開放式電腦架構之賜。 雖然硬體架構已經徹底翻新,不過未來避免立刻全盤改寫過去二十年來集美國海軍心血精華的神盾系統軟體,Baseline 7.1的軟體仍是以舊版軟體轉換而來,或者以虛擬機器模擬方式在新的硬體上執行,並非以開放式全分散電腦架構重新編撰,裝備此一版本神盾系統的為DDG-91~102(2004~2007服役);直到後續的Baseline 7.2(又稱Baseline 7P1R,裝備於DDG-103~112,2008年起服役),才換用真正為全分散系統的軟體架構,在主要的開發工作中引進開放式架構(Open Architecture,OA),同時升級了計算機基礎設施、空中管制能力與近迫武器系統等。

神盾Baseline7的新增項目為:換裝AN/SPY-1D(V)雷達、相容於海軍戰區廣域彈道飛彈防禦(NTW,使用標準SM-3飛彈,但實際上並未配備)、AN/SLY-2(V)先進整合電戰系統 (Advanced Integrated Electronic Warfare System,AIEWS,已於2002年取消)、LAMPS-3 Block2多功能艦載直昇機系統(使用SH-60R反潛直昇機,以及可攻擊潛望深度之潛艦的MK-50魚雷)、整合CEC與TBMD、改採分散式先進電腦架構、第二階段敵我識別能力改良(CIFF + AN/SLQ-20B)、射控系統升級以及整合入新開發的AN/WLD-1獵雷載具、MK-34 Mod 2艦砲武器系統(含MK-160 Mod 9計算機與MK-46 Mod 1 光電瞄準儀)等等。而從特魯克斯頓號(USS Truxtun DDG-103)開始的最後10艘柏克Flight 2A則進一步升級為Baseline 7R(Baseline 7.2) 規格,主要改良包括更換為全分散系統架構撰寫的新軟體、具雙波束能力的改良型SPY-1D(V)相位陣列雷達、改良MK-41垂直發射系統、整合海軍水面戰鬥支援(Naval Surface Fire Support,NSFS)能力(包含新增兩門MK-38 Mod2 25mm遙控穩定機砲,又稱為火砲武器系統,Gun Weapon System,GWS) 、經過改良的MK-99防空飛彈射控系統以及SQQ-89A(V)15改良型整合反潛作戰系統(含聲納感測系統的改進)等等。

神盾系統升級到Baseline 7.1.2時曾發生一些問題,包括自動追蹤目標的資料庫管理不同步,顯示出的目標數量與實際數量不相符(例如把一個目標顯示成三個),需要更多人為的介入修正 ;為了避免將錯誤資料分享給同一打擊群的其他船艦,美國海軍一度限制配備神盾Baseline 7.1.2的柏克級只能接收而不將本身獲得的戰術情資分享給其他船艦,或者在有限制的條件下將自身戰術資料傳給其他船艦。這個問題在Baseline 7.1.3解決。隨後的加速中期互操作改進項目(Accelerated Mid-Term Interoperability Improvement Project,AMIIP)進一步減少了系統所需的人工干預,提高了整體作戰系統運作的效能,提升的範圍涵蓋船艦柵格鎖定與自動協同系統(Shipboard Gridlock System Automatic Correlation)、Link-11/16資料鏈、CEC聯合接戰能力、與E-2C預警機的傳輸、艦載自衛防禦系統、指揮處理系統的 傳輸溝通效能。

在2004年三月,配備神盾Baseline7的柏克級飛彈驅逐艦鍾雲號(USS Chung Hoon,DDG-93)進行了交艦前的實戰測試,過程中成功發射兩枚標準SM-2防空飛彈,並進行火砲實彈射擊,此外也驗證SPY-1D(V)經過強化的電子反反制能力以及AN/WLD-1獵雷載具的操作等等。 在2009年1月16號,首艘配備神盾Baseline 7R的柏克級斯特拉特號(DDG-104)完成了交艦前的船艦系統作戰測評(Combat Systems Ship Qualification Trial,CSSQT),過程中總共發射7枚SM-2 Block 3B半主動雷達/紅外線歸向防空飛彈, 其中一個科目是同時發射四枚SM-2攻擊多個空中目標;此外,項目還包括測試新的SQQ-89A(V)15反潛作戰系統的接戰能力,連續發射六枚導向魚雷攻擊高速迴避的水下目標,水面接戰項目 則包括發射艦首MK-45 Mod4五吋艦砲與新裝的MK-38 25mm遙控穩定式機砲攻擊水面標靶。

Baseline 9

在1999年度,美國海軍展開兩項關於神盾系統的主要升級計畫,第一個是一項由彈道飛彈防禦組織(Ballistic Missile Defense Organization,BMDO)支持的計畫,為神盾作戰系統發展一種通用的戰區雷達升級單一信號處理器,能在可承受的成本範圍內提供戰區外大氣層彈道飛彈的識別能力;第二項升級計畫則是將AN/SQP-9B X波段近距離追蹤雷達整合至神盾武器系統中,以提升神盾艦艇對於近距離低角度目標的精確追蹤能力。

前述第一項計畫由洛馬集團 主導研發,稱為多任務信號處理器(Multi-Mission Signal Processor,MMSP),計畫在2015年左右推出,可將神盾之下的各次系統融入一個標準的開放式軟硬體環境體系內,這是神盾系統首次將一般的艦隊防空與反彈道飛彈功能整合在同一個作業環境 ,兩種任務可一同執行(先前神盾艦上的BMD 4.1以前的版本都採用獨立的專屬硬體,只能在反彈道飛彈與艦隊防空任務之間選擇其一),稱為整合防空與彈道飛彈防禦(Integrated Air and Missile Defense,IAMD)。結合MMSP之後,SPY-1D(V)雷達的後端處理能力大增,具有良好的自適數位信號處理能力,無論是低角度地形/海面雜波以及電子反反制能力都大幅提高。 多任務信號處理器(MMSP)採用開放式系統架構,有高達67%的比例使用現有商規技術(原本神盾系統的處理單元僅6%)。原本神盾系統能讓雷達連續工作4000小時左右,換用MMSP之後可望大幅增加至100000小時的水準。此外,MMSP的成本也比現階段神盾系統的處理單元大幅降低。

在2007年,美國海軍展開神盾系統先進能力構築12(Advanced Capability Build,ACB 12)計畫,主要項目包括納入標準SM-6防空飛彈、單一感測器整合射控防空計畫(Single Sensor Naval Integrated Fire Control-Counter Air,NIFC-CA,詳見CEC聯合接戰能力一文)、開放式系統架構(Open Architecture)、 前述的多任務信號處理器(MMSP)以及反彈道飛彈能力BMD 5.0等,具有同時執行傳統艦隊防空和反彈道飛彈任務的整合防空與彈道飛彈防禦(Integrated Air and Missile Defense,IAMD)能力。 原本神盾Baseline 7雖然全面引進商規組件(COTS),但仍殘存部分舊的軍規系統,例如反彈道飛彈系統BMD直到4.0,都是在專屬的封閉式軍規計算機軟硬體結構上獨立執行。而ACB 12則在系統架構層面上(包括所有硬體與資料匯流排規格等)完全使用與商規市場同步,實現真正的開放式系統架構,不再有分立的舊有封閉式軍規軟硬體系統。ACB 12隨後就成為神盾Baseline 9的硬體基礎。

在2008年,美國海軍確定將DDG-1000松華特級驅逐艦減產為三艘,隨後CG(X)飛彈巡洋艦計畫也在2011年度被取消。作為替代,美國海軍繼續建造10艘改良型伯克Flight 2A,前三艘(DDG-113~115)屬於重啟型(Restart),後七艘(DDG-116~122)為技術增進型(Technology Insertion),並緊接著建造伯克Flight 3(DDG-123起,目前打算建造24艘)。伯克級Flight 2A重啟型開始,使用的神盾系統版本就是Baseline 9,這是基於2007年展開的神盾系統先進能力構築12(Advanced Capability Build,ACB 12),在2012財年起正式換裝。

總共ACB 12階段耗費14億美元進行研發,這還不包括採購設備以及位各艦升級安裝的費用。 神盾系統主承包商洛馬集團認為ACB 12是個非常先進的項目,首次為神盾系統提供了整體化、集成的防空與反彈道飛彈能力;儘管這兩種任務需求有差異,但ACB 12很好的平衡了這兩者的能力,並將SPY-1D相位陣列雷達的效能最大化。ACB 12也奠定了接下來後續ACB項目的基礎架構;由於實現了開放式系統架構(排除了舊的軍用特規系統),ACB的後續升級項目主要是透過增加新的軟體任務包(package)來引進新的能力,而不再像過去需要同時修改好幾個相互獨立的子系統。依照計畫,美國海軍所有神盾巡洋艦/驅逐艦的神盾系統升級到Baseline 9/ACB 12以上的版本之後,都可以使用共通的商規計算機組件以及軟體通用函式庫(Common Source Library),大幅提高整個神盾艦隊的作戰能力與後勤可維護性。

依照美國海軍最初的計畫,從2012年財年起,DDG-51~78會展開ACB 12/神盾Baseline 9的升級,將較舊神盾版本中殘存的軍規UYK-43/44電腦完全移除,全面由開放式計算機架構取代,而提康德羅加級也進行相同的升級(見下文);而從2011年開始建造的柏克Flight 2A後續型(DDG-113)起的ACB 12/神盾Baseline 9(見下文),就會引進前述的 多任務信號處理器(MMSP)。 然而,MMSP的發展計畫面臨進度延誤與預算超支,至2010年12月仍無法在原訂的雷達測試中驗證功能,連帶影響軟體的開發測試。依照2012年10月18日的國會報告,MMSP的開發時程延誤四個月,開發成本超支1000萬美元,並且估計需要再追加500萬美元;此時為MMSP開發的八套軟體都已經開發完成,但只有28%完成整合測試,這也使ACB 12/神盾Baseline 9的原型安裝與測試作業順延。因此,等到原有柏克級開始執行升級時,配合的神盾Baseline 9C都已經結合MMSP。

ACB12/神盾Baseline 9原型與MMSP在新澤西州摩爾斯頓(Moorestown)的詹姆斯.多利少將戰鬥系統工程發展處(Vice Admiral James H. Doyle Combat Systems Engineering Development Site,CSEDS)的產品測試中心(Production Test Center)完成地面測試後,在2012年5月裝上正進行大翻修的柏克Flight 1的約翰.保羅瓊斯號(USS John Paul Jones DDG-53)上進行測試工作,而提康德羅加級的MMSP版本則會在錢瑟斯維爾號(USS Chancellorsville CG-62)飛彈巡洋艦上進行測試;然而由於MMSP開發延誤,直到2012年12月才安裝在約翰.保羅瓊斯號上 。為了趕上進度,美國海軍打算壓縮神盾Baseline 9在約翰.保羅.瓊斯號的測試時間,並按時在2013年5月向Ingalls廠交付安裝在DDG-113上所需的第一套神盾Baseline 9量產型。 約翰.保羅瓊斯號進行ACB 12/神盾Baseline 9升級時,艦上原有的神盾Baseline 4的舊型軍規計算機設備都被拆除,以新的COTS硬體產品取代,並安裝MMSP多任務信號處理器。

在2014年6月18到20日,約翰.保羅.瓊斯號在加州外海穆谷角(Point Mugu)的太平洋飛彈測試場(Pacific Missile Range)完成神盾Baseline 9C的船艦認證測試(Combat Systems Ship Qualifications Trials,CSSQT),期間包括戰六個目標,五次實彈射擊以及單一感測器海軍整合射控防空計畫(Single Sensor Naval Integrated Fire Control-Counter Air,NIFC-CA的測試,總共發射4枚標準SM-6與1枚標準SM-2防空飛彈;其中,項目NIFC-CA  AS-02A用標準SM-6在一架E-2D預警機提供資料更新,透過NIFC-CA傳輸參數給SM-6,成功攔截位於約翰.保羅.瓊斯號水平線以下的一個目標(使用一架BQM-74靶機模擬巡航飛彈),並刷新美國海軍最遠的艦隊空交戰距離(具體數字未公布, 據說接近SM-6的最大射程)。此外,約翰.保羅.瓊斯號也首次進行彈道飛彈追蹤演習,在此同時也同時追蹤2個超音速與2個次音速空中目標,成功展示了神盾Baseline 9C的能力。

在2014年11月6日,約翰.保羅.瓊斯號在夏威夷海域首次實際測試同時攔截彈道飛彈與傳統巡航飛彈的演習(代號FTM-25);這是約翰.保羅.瓊斯號換裝神盾Baseline 9.C1戰鬥系統以及反彈道飛彈BMD 5.0的第一次測試。在這次演習中,位於考艾島的太平洋飛彈發射場(PMRF)夏威夷時間12:03pm發射一枚分離式的短程彈道飛彈靶彈, 約翰.保羅.瓊斯號探測與追蹤目標後,發射一枚SM-3Block1B成功攔截這枚彈道飛彈靶彈,而在演習中該艦也另外發射2枚SM-2 Block3A成功攔截兩個模擬巡航飛彈的目標。

在2015年9月5日,洛馬集團獲得美國海軍一紙價值2.65億美元(加上後續選擇權的總值為4.82億美元),繼續將現役神盾艦群的戰鬥系統升級為Baseline 9版。此外,美國歐巴馬政府從2009年開始建置的岸基神盾(Aegis Ashore)反彈道飛彈系統,也以Baseline 9/ACB 12為基礎。在2016年8月,洛馬集團總共獲得4.9億美元的合同,為美國、日本、韓國訂購的神盾驅逐艦提供具有IAMD能力的神盾系統(大致都是Baseline 9/BMD5.1),於2018年12月完成。日本在2015年起編列兩艘新造神盾驅逐艦,具有IAMD能力,配備神盾Baseline 9/BMD 5.1組合(日本稱為Baseline J7),美國國防安全合作局(DSCA)在2015年8月初對外公佈這項軍售;韓國也在2013年年底決定購買第二批三艘KDX-3神盾驅逐艦,DSCA在2015年6月公布韓國向美國申請購買三套神盾相關系統。

在2015年夏天,美國海軍和飛彈防禦局(MDA)進行神盾Baseline 9的多任務作戰(MMW)測試,驗證BMD 5.0以及同時執行艦隊防空、反彈道飛彈任務的能力。在2015年7月28至7月29日,美國海軍連續兩天進行SM-6攔截短程彈道飛彈的測試,仍由約翰.保羅.瓊斯號擔綱。在這兩天的試射中,考艾島的太平洋飛彈發射場(PMRF)發射各發射一枚分離式短程彈道飛彈靶彈,兩次測試中約翰.保羅.瓊斯號都成功探測、追蹤目標並發射SM-6將靶彈擊落,首開SM-6攔截彈道飛彈類目標的紀錄。 在2016年1月,美國海軍與MDA宣布約翰.保羅.瓊斯號的神盾Baseline 9C.1通過了認證作業,證實其先進的作戰能力。

 

神盾Baseline 9各版本

神盾Baseline 9不僅用於新造的重啟型柏克級(DDG-113~),也用於升級現有的柏克級和提康德羅加級飛彈巡洋艦(升級計畫見下文)。

其中,神盾Basline 9A是用於提康德羅加級的版本,擁有ACB 12計算機硬體架構、單一感測器 整合射控防空能力(NIFC-CA)以及SM-6防空飛彈,但不包括MMSP處理器架構以及BMD 5.0,因此只能純粹執行一般的防空作戰任務,不具備反彈道飛彈能力。美國海軍原本曾打算以神盾Basline 9A進一步引進MMSP與BMD 5.0,稱為神盾Baseline 9B,但由於預算因素而取消(見下文),因此升級後的提康德羅加級會專注於艦隊防空任務。

Basline 9C是為現有柏克Flight 1/2/2A(DDG-51~90)升級的型號,Basline 9D型用於新造的重啟型與技術插入型柏克Flight 2A(DDG-113~124)。Baseline 9C與Baseline 9 D的規格相同,版本發展也完全對應,都具備MMSP多任務處理器與BMD 5.0+,能同時執行艦隊防空與BMD能力(即IMAD)。 岸基神盾版本最初稱為Basline 9E,在原本為提康德羅加級規劃的Basline 9B取消後就改稱為9B來遞補; 岸基神盾最早部署於羅馬尼亞與波蘭,羅馬尼亞的版本是Baseline 9.B1,稍後建造的波蘭陸基神盾則為Baseline 9.B2。

神盾Baseline 9C0的BMD能力為5.0版(神盾Baseline 9C1的BMD為5.0CU版),結合ACB12/IT12系統架構,使用前述的多任務信號處理器(MMSP),具備整合艦隊防空與彈道飛彈防禦(Integrated Air and Missile Defense,IAMD)能力以及海軍整合射控防空計畫(NIFC-CA) 的增量1(Increment 1),換裝新開發的AN/SQR-20(後改稱為TB-37U)整合多功能拖曳陣列聲納系統(MFTA)以及配套的AN/SQQ-89A(V)15 水下戰鬥系統,改良戰術型戰斧飛彈武器系統(TTWCS)的軟硬體設備;升級艦砲武器系統(GWS),改用基於商規Ethernet區域網路的介面,引進 技術插入12(Technology Insertion,TI 12)計算機硬體套件、敵我識別Mod 5(IFF Mod 5)裝備、I/O Trident Warrior; 全面升級衛星通信系統,包括商用寬頻衛星計畫(Commercial Broadband Satellite Program,CBSP)、海軍多頻譜終端機(Navy Multiband Terminal,NMT),CBSP與NMT的組合是美國海軍新一代的AEHF、WGS軍用/商用衛星通信服務,將全面取代美國海軍現有的DSCS/DSCS SLEP、Milstar、UFO軍用衛星通信以及Inmarsat商用衛星通信等個別系統,之後美國海軍艦艇只需要CBSP/NMT的系統與終端設備就能涵蓋所有的衛星通信服務;整合艦艇網路系統(Integrated Shipboard Network System,ISNS)升級為D(V)9版(伯克級使用的是基於GbE Ethernet網路架構的USQ-135D(V)9,用於水面作戰艦艇),此系統結合艦艇與岸基單位的網路系統如海軍戰術指揮支援系統(NTCSS)、全球指揮管制系統海上版(GCCS-M)、海軍標準整合人員系統(NSIPS)、海軍任務規劃系統(NAVMPS)、戰區作戰管理核心系統(TBMCS)與戰術型戰斧飛彈武器系統等,透過底層的SIPRNET保密網路、NIPRNET非保密網路以及其他網路系統進行資訊傳輸交換 。伯克Flight 2重啟型配備擴增F(Increment F)構型的艦艇信號探索設備(SSEE),是先前擴增E構型(Increment E)的改良型,主要改進包括使用FPGA嵌入式與網路伺服器技術,其功能是透過密碼分析技術來對搜獲的電子情資進行分析、識別與定位,進而取得有價值的外部與內部資訊。 在神盾Baseline 9也以新的作戰通用顯示系統(Common Display System,CDS)來取代原本的UYQ-70;CDS是一種三平面顯示器工作站,體積 比UYQ-70更為小巧,具有良好的通用能力。配合NIFC-CA的架構,神盾Baseline 9把射控邏輯完全物件化,無論CEC網路或單一雷達(包括本身或來自其他平台)的資料都是平行的物件,只要品質夠好的資料都可以用來進行防空飛彈射控作業。神盾Baseline 9C0只能使用大氣層外攔截的SM-3反彈道飛彈。

隨後的ACB 12/神盾Baseline 9C1進一步引進BMD 5.0能力升級(Capability Upgrade,CU),除了大氣層外攔截的SM-3 Block 1A/1B反彈道飛彈之外,首度納入引進海上終端彈道飛彈防禦(Sea-Based Terminal ,SBT)的增量一(Increment 1),也就是使用可在大氣層內攔截彈道飛彈的標準SM-6雙用型第一階段(Dual 1),此外還有擔負常規防空任務的標準SM-6  Block 1/1A、標準SM-2 Block 4、ESSM Block 1防空飛彈等。

神盾Basline 9C2是基於神盾系統先進能力構築16(Advanced Capability Build,ACB 16),2016財年展開;柏克Flight 2A重啟生產型從DDG-119起使用神盾Basline 9C2,以而部分現有柏克級升級時也會升級到此一標準。ACB 16/神盾Baseline 9C包括NIFC-CA的增量2(Increment 2)、納入AN/SPQ-9B X波段雷達(DDG-118起)、戰場敵我識別改進(IFF Mode 5/S,DDG-118起)、BMD 5.1(結合EOR與SBT Increment 1)、C5I系統升級(含CANES、JTT-M、GCCS-M、CDL、CDLMS)、AN/SLQ-32 (V)6(即SEWIP Block 2)電子戰系統(DDG-117起)、技術插入16(Technology Insertion, TI 16)計算機硬體 套件(DDG-121起引進)、通用資源函式庫(Common Source Library)、與MH-60R反潛直昇機之間的開放式介面整合(Open Interface Integration,即Hawk Link通用資料鏈,DDG-118起)、AN/SPQ-9B X波段雷達偵測潛望鏡能力提升、整船戰術訓練能力(Total Ship Training Capibility,TSTC,DDG-118起)。ACB 16/神盾Baseline 9C2能相容的防空飛彈包括標準SM-2、ESSM Block 1、標準SM-6 Block 1/1A與Dual 1/2、SM-3 Block 1A/1B/2A反彈道飛彈。

在2015年,美國海軍引進第一套測試用的神盾Baseline 9C2,結合BMD 5.1、SM-3 Block 2A反彈道飛彈以及ACB 16(但計算機硬體架構 為TI12),之後裝在約翰.保羅.瓊斯號(DDG-53)進行測試。

新造柏克(DDG-113)方面,柏克重啟生產型(DDG-113~115)以及技術插入型(DDG-116~124)的神盾Baseline 9D的規格基本上從Baseline 9C1起跳,從德爾伯克.布萊克號(USS Delbert D. Black DDG-119)起引進相當於Baseline 9C2的規格。

 

神盾Baseline 9的新型三平面顯示器工作站,取代了原本的UYQ-70。

從DDG-116開始的伯克級增加名為加固海基網路事業服務(Consolidated Afloat Network Enterprise Services,CANES)的整合開放式網路環境,將艦上原本各種獨立的網路運算環境/應用系統的功能整合為單一的網路架構 ,包含前述的ISNS(終端為ISQ-153)、聯合事業區域資訊交換系統海F上版(CENTRIXS-M,終端為USQ-185)、敏感性隔離資訊網路(SCI Networks,終端為USQ-148)、潛艦區域網路(SubLAN,終端為USQ-177)、影像資訊交換系統(VIXS)等 ;CANES的核心經神,是透過軟體虛擬伺服器軟體,在一套共通的計算硬體上執行原本不同網路系統的應用程式,取代原本各網路系統的專屬機櫃硬體。在2010年,美國海軍進行CANES的初期概念實驗,以ISNS為基礎再加上一套通用電腦環境(CCE)設備,以CCE上的各模擬器軟體取代原本各個網路系統所需的專屬硬體機櫃,此計畫稱為事業早期用戶(Enterprise Early Adopters)計畫,安裝在林肯號(CVN-72)航空母艦以及其戰鬥群所屬的聖喬治岬號(USS Cape St. George CG-71)飛彈巡洋艦與索普號飛彈驅逐艦(USS Shoup DDG-86)上進行測試,其中林肯號的版本將原本各網路系統所需的16個機櫃(其中6個為ISNS機櫃)大幅減為8個(7個ISNS機櫃以及一個專屬網路系統機櫃),可節省可觀的機房空間、電力需求與重量(例如索普號與聖喬治岬號在2009財年就節省了570萬美元)。在2010年3月,美國海軍授與諾格與洛馬兩組競爭團隊關於CANES的初始發展與概念展示合約,經過兩年的概念和原型測試評估後,在2012年2月正式選擇諾格為CANES的承包商,授予其工程發展合約以及首批CANES量產版的生產合約(包括一套驅逐艦版以及兩套兩棲突擊艦版);在2013年3月27日,美國海軍太空與海戰系統司令部(SPAWAR)發出CANEW全面部署量產單元的提案徵求書,2013年12月決標,2014財年起開始全面部署,預定在10年內(2023年之前)部署到超過190艘水面艦艇與潛艦上;CANES服役後,硬體以四年為週期進行升級,作業環境軟體以兩年為週期進行升級,應用程式以一年為升級週期。先前的柏克級與提康德羅加級也陸續回廠加裝CANES(第一艘換裝量產型CANES的伯克級是DDG-69,2012年12月開始安裝)。

從DDG-117起的伯克級開始配備AN/SLQ-32 SEWIP Block 2電子戰系統。從DDG-118起的伯克級開始加裝AN/SPQ-9B X波段追蹤雷達來取代原本的AN/SPS-67C平面搜索雷達,不過在換裝AMDR雙波段(X/S頻)雷達系統的伯克Flight 3之前,SPQ-9B仍使用專屬的雷達後端。改進SQQ-89A(V)15反潛作業系統,首度加裝AN/SQR-20(TB-37U)拖曳陣列聲納、新的聲納浮標信號接收機來替換ARR-75、更新聲納室冷卻系統等,而原本用來與LAMPS-3反潛直昇機溝通的AN/SRQ-4資料鏈(直昇機上的終端為AN/AQR-44,合稱為Hawk Link)也予以升級,從原本僅限於與LAMPS-3改為能與海軍各種空中平台進行傳輸,包括MH-60R反潛直昇機(其通信終端為AN/ARQ-59)、MQ-8B火斥候(Fire Scout)無人直昇機、P-3/P-A反潛機等,而新版SRQ-4稱為Hawk Link通用資料鏈(Comon Data Link,CDL)。此外,CEC聯合接戰能力系統使用新開發的通用陣列組件(Common Array Block,CAB),採用第三代氮化鎵(GaN)製作的主動相位陣列天線作為收/發硬體。

 

神盾Baseline 10C/ACB 20

美國海軍原本也打算在ACB 16中把AMDR雙波段雷達(DBR)與神盾系統結合,準備用於柏克Flight 3(2016財年開始訂購);然而由於預算刪減,美國海軍只好將這項工作從ACB 16刪除,等到2020財年展開的ACB 20才能進行。如果美國海軍沒有另外以獨立的合約進行這項工作,則就只能等到ACB 20才能進行AMDR與神盾系統的整合,而第一艘柏克Flight 3(DDG-123)排訂在2023年達成初始戰力(IOC),如此只有不到三年的時間進行整合與測試工作,時間非常緊迫。

配合柏克Flight 3驅逐艦與AMDR雷達的ACB 20被稱為神盾Baseline 10C,項目包括結合AMDR S波段雷達(即AN/SPY-6)、BMD能力6.0版(主要變更就是結合AMDR S波段主動相位陣列雷達)、AN/SLQ-32 SEWIP Block 3電子戰系統 、Nulka主動反制誘餌強化、MK-160艦砲射控系統(GCS)升級、整合ESSM Block 2防空飛彈、近迫防禦系統(CIWS)感測器整合入戰鬥系統(即MK-15 Block 1B Baseline 2C)、Link 16 J3.4信號提升(Message Update)、先近防空/反彈道飛彈任務計畫器(Advanced AAW & BMD Mission Planer)。ACB 20能相容的防空飛彈包括標準SM-2、ESSM Block 1/2、標準SM-6 Block 1/1A、SM-3 Block 1A/1B/2A反彈道飛彈。第一艘裝備神盾Baseline 10系統、AN/SPY-6相位陣列雷達的是柏克Flight 3首艦傑克.盧卡斯號(USS Jack H. Lucas DDG-125)。

在2019年1月中旬美國海軍水面船艦協會年會(2019 Surface Navy Association Symposium,SNA 2019)中,洛克希德.馬丁海軍作戰系統集團(Naval Combatants Group)主管Jim Sheridan還透露,除了結合AN/SPY-6相位陣列雷達之外,神盾Baseline 10還打算納入幾種發展中的未來新船艦系統,包括由洛馬集團開發、名為整合光學殺傷監視系統(High Energy Laser and Integrated Optical-dazzler with Surveillance,HELIOS)的雷射武器系統。Jim Sheridan也表示,神盾Baseline 10能用來升級使用AN/SPY-1相位陣列雷達的舊型號神盾艦上,包含國內外客戶。

 

提康德羅加級升級計畫(Baseline 8/Baseline 9A)

在1998年5月8日,美國海軍下達價值19.7億美元的研發合約,來研發、測試與部署擁有全新架構的改良型神盾作戰系統(即Baseline 7)。這項計畫將會更新先前較舊型的神盾巡洋艦/驅逐艦的作戰系統至最新規格,並增添反彈道飛彈能力。

從2002年起,美國海軍開始規劃為提康德羅加級進行神盾系統升級計畫,是1999年擬定的巡洋艦轉換計畫(Cuiser Conversion Program,CCP)的延續。此一升級計畫的 執行分為兩個階段:第一個階段的程序稱為CR2/ACB 08(Advanced Capability Build 2008),從2008年度展開(首先於CG-52~58執行), 早期稱為Basline 6R,後來改稱Baseline 8,引進Technical Insertion (TI 08),將戰鬥系統電腦軟硬體架構更新到與Baseline 7R(相當於柏克Flight 2A的DD-103~112)的水平。Baseline 8採用 與Baseline 7相同的全分散系統架構以及COTS商規組件化,實現了軟體架構與硬體的完全抽離,以UYQ-70工作站作為運算能力來源,子項目包括固態自動傳輸匯流排(Solid-state Automatic Bus Transfer,SABT)、整合影像資料分配系統(Integrated Vedio Data Distribution System,IVDDS)、操作整備與測試系統以及神盾顯示薄型客戶端顯示(Operational  Readiness And Test System/Aegis Display System Thin Client Display,ORTS/ADSTCD)等;此外,整合入SPY-1D(V)的改良型雷達處理器、EOSS光電感測器、SPQ-9B/ASMD追蹤雷達、SARTIS識別系統、CEC聯合接戰能力的USG-2終端設 備、MK-116 Mod7反潛射控計算機(CG-52~58)、AN/SQQ-89A(V)15反潛作戰系統以及改良後的多功能拖曳陣列聲納(CG-59~73)、通用資料鏈管理系統(Common Data Link Management System,CDLMS)V5,以及標準SM-3、ESSM改良海麻雀防空飛彈、戰術型戰斧飛彈射控系統(TTWS) 、MK-160艦砲射控系統與MK-45 Mod4 5吋62倍徑艦砲、MK-15 Block 1B改良型方陣CIWS等新武器系統,此外整合SWAWASP/TEP艦載環境評估與武器效率/戰術環境處理器 。由於歷年來SPY-1雷達系統經過大幅升級,早期用來輔助長程對空預警的SPS-49二維對空搜索雷達便在此時遭到移除。 在2007年10月31日,美國海軍與BAE System在聖地牙哥的維修廠簽署碉堡山號(USS Bunker Hill CG-52)的改良合約(關鍵系統由洛馬提供),這是第一艘接受此一項目升級的提康德羅加級艦,升級工作在2008年展開,2009年完成。

而隨後的第二階段稱為AMOD CR3/ACB 12,從2012年度展開(執行於CG-59~64以及柏克級驅逐艦DDG 51~78),也就是升級為神盾Baseline 9A的水平。AMOD CR3是CCIP升級計畫的全部成果展現,在CR2/ACB-08的基礎上 ,計算機架構與顯控系統軟硬體再度升級,依照海軍開放式計算機架構(Open Architecture,OA)為神盾系統構建了一個通用計算機程序庫(library),並納入標準SM-6飛彈的運用能力。AMOD CR3/ACB 12具體項目包括單一感測器海軍整合射控防空計畫(Single Sensor Naval Integrated Fire Control-Counter Air,NIFC-CA)、換裝AN/SQQ-89A(V)15反潛作戰系統,技術插入12(Technology Insertion 12,TI 12)計算機硬體套件、敵我識別(IFF )Mod 5、通用顯示系統(CDS)與通用處理系統(CPS),並首次引進第三方開發的軟體──航跡跟蹤管理/航跡跟蹤服務。完成ACB 12之後,神盾系統原有的舊型軍規 系統架構硬體將完全被新的開放式商規系統取代。

 美國海軍決定在ACB 12階段先為柏克級換裝MMSP與BMD 5.0,同時期升級的提康德羅加級(CG-59~64)的神盾Baseline 9A則不具備MMSP與BMD 5.0;這是因為最初MMSP是專門配合柏克Flight 2A的SPY-1D(V)雷達所開發,如要配合提康德羅加級的SPY-1A/B相位陣列雷達(軟硬體、系統結構有許多不同),則又需要不少整合與研發工作。原本美國海軍打算在更進一步的ACB 14階段,為最後九艘提康德羅加級(CG-65~73)增加MMSP與BMD 5.0反彈道飛彈能力 ,而神盾Baseline 9A結合MMSP、BMD 5.0稱為Baseline 9B;然而由於預算因素,這個計畫遭到取消,因此從CG-59~73的神盾系統版本都會是Baseline 9A,不會納入MMSP與BMD 5.0。

在2014年,美國海軍提交的2015財年預算中提到,為了因應嚴峻的預算情況,確保幾個高優先度的新艦計畫(尤其是俄亥俄級彈道飛彈潛艦替換計畫)的資金,打算只保留11艘提康德羅加級飛彈巡洋艦作為現役,另外11艘則停役封存並進行改良,完成改良之後就回到現役,並對應將一艘現役未改良的提康德羅加級汰除。如果這項計畫獲得美國國會支持,將只有11艘提康德羅加級進行前述的完整改良。

依照2016年以後的計畫,美國海軍排定除了蒙特尼號(USS Monterey CG-61)之外,其餘21艘提康德羅加級飛彈巡洋艦艦都會陸續將神盾系統升級為Baseline 9A的水平;其中,先前已經升級為Bseline 8的CG-52~58(即CR2/ACB 08程序)會進一步引進ACB 12軟體架構但保留TI08硬體架構(稱為ACB 12/TI 08),CG-59、60、62與CG-53在2010年代上半完成了前述的AMOD CR3/ACB 12改良程序(神盾系統Baseline 9A),而接下來CG-63~73(原本CG-61、63、64、67、70、72、73大致是神盾Basline 5.3,CG-65、66、68、69、71大致是神盾Baseline 6.1)則會引進更先進神盾Baseline 9A版本,擁有ACB 16軟體架構與TI 16計算機硬體架構。由於針對提康德羅加級的神盾Baseline 9A系列排除了反彈道飛彈能力,因此提康德羅加級升級後就不再擔任反彈道飛彈任務,專心執行航空母艦的防空護衛任務;而原先提康德羅加級裝備的舊版BMD(4.0或3.6)也會在改裝工程中移除。

不過,美國在2016年4月提交國會的未來30年度造艦計畫中,排定碉堡山號(USS Bunker Hill CG-52)在2020年除役,並繼續維持先前逐步封存11艘進行改裝的計畫,因此提康德羅加級的神盾升級計畫實際執行狀況,還有待觀察。

 

伯克Flight 1/2/2A的神盾系統升級(Baseline 5.3.x/Baseline 9C)

在2002年,美國海軍宣布展開一項伯克級飛彈驅逐艦的升級計畫,包括對已經完成的伯克Flight 2A(DDG-79~90,當時DDG-91、92、93剛開工建造)的升級與版本統一工作;此外,當時美國海軍也打算將較早建造的伯克Flight 1/2(使用神盾Baseline 4/5系統)升級至神盾Baseline 6.3的水平,稱為Baseline 6.3R。

在伯克Flight 2A(DDG-79~90)的Baseline 6.3R部分,全面統一設置的裝備包括CEC聯合接戰能力的USG-2終端設備、升級MK-34 Mod 3/MK-160 Mod 10艦砲射控系統、全球指揮管制系統-海上系統(GCCS-M)、CDL資料鏈管理系統(CDLMS)、重新配置戰鬥部隊戰術訓練裝置(BFTT)、電腦輔助航跡推測追蹤系統(CADRT)、整合電子導航系統(NAVSSI)、射控系統穩定模式震盪器(STAMO)升級、以及商規附屬處理器等等,並擴大現成商規硬體的應用。此外,DDG-85~90也加裝神盾區域網路互聯系統(ALIS)。 在這個階段改良中,伯克Flight 2A並沒有增添反彈道飛彈能力。

在伯克Flight 1/2(DDG-51~78)的部分,總共分為兩種升級構型,第一種是較為簡易的Baseline 5.4,功能相當於Baseline 5.3.8,主要改進包括增設CEC聯合接戰能力、MK-15 Block 1B改良型方陣系統,以及美國開發多年的艦載環境評估與武器效率(SEAWASP)與戰術環境處理器(TEP)組合。SEAWASP的主要工作是氣象/海洋測量以及評估雷達在此環境下的運作效能,而TEP則是洛馬集團研究的雷達氣象繪測/預報系統,兩者的組合可預測周遭戰場環境對於雷達效能的影響,全面提升偵測效率。第二種則是幅度較大的Baseline 6.3R,與前述伯克Flight 2A的Baseline 6.3R項目相似,主要項目包括以商規電腦組件取代原有軍規電腦、CEC聯合接戰能力、MK-15 Block 1B改良型方陣系統、SQQ-89(V)15反潛戰鬥系統、ALIS神盾區域網路互連系統、GCCS-M全球指揮管制海上系統、射控系統STAMO升級、CDL資料鏈管理系統、SEAWASP/TEP處理器等等。 不過實際上,伯克Flight 1/2(DDG-51~78)在2000年代主要進行只進行了第一項升級工作,將神盾系統版本統一到Baseline 5.4左右的水平,而配合壽命中期大翻修的主要升級工程則改以更新的神盾Baseline 9/ACB 12為目標。

在2011財年,因應眾議院在2011年8月2日通過的2011年預算控制法(Budget Control Act of 2011),美國海軍被迫削減開支;因此,美國海軍縮減了現役柏克級進行ACB12/神盾Baseline 9升級計畫。依照原訂計畫,原本裝備神盾Baseline 5.3系列(DDG-54~56、58~64、66~68,70~78)的柏克Flight 1/2以及裝備神盾Baseline 6.3(DDG-79~90)的柏克Flight 2A都會配合壽命中期大規模翻修工程而進行廣泛的戰鬥系統升級,包含將神盾戰鬥系統升級為Baselin 9系列(ACB12架構以上,全開放式商規硬體架構)、BMD 5.0以上的反彈道飛彈能力、整合射控防空計畫NIFC-CA)、AN/SQQ-89A(V)15反潛作戰系統以及戰鬥系統/機械/電子升級(Hull, Mechanical and Electrical,HM&E)等等。計畫縮減之後,配備神盾Baseline 6.3的柏克Flight 2A(DDG-79~90)全數升級到神盾Baseline 9C,而較早的28艘Flight 1/2之中,只有七艘Flight 1進行ACB12/神盾Baseline 9C升級(DDG-51~53、57、61、65、69),其中較早升級的DDG-52、53、61、65裝備Baseline 9C0,DDG-51、57、69則為Baseline 9C1。而其餘14艘Flight 1和7艘Flight 2(DDG-72~78)只會進行較低成本的升級,包括HM&E,現有神盾系統(主要是Baseline 5.3版本)進行較小幅度的升級,包括換裝AN/SQQ-89A(V)15反潛作戰系統,反彈道飛彈能力由現有BMD 3.6升級為BMD 4.1(搭配的反彈道飛彈為SM-3 Block 1B),但BMD原本的UYK-43軍規電腦仍然保留,仍與神盾系統獨立。依照美國海軍的估計,7艘進行完整ACB 12/神盾Baselin 9與HM&E升級的柏克Flight 1,每艘升級成本約1.838億美元,工期78週;其餘21艘柏克Flight 1/2以較便宜方案的升級成本為每艘1.127億美元,工期26週。

在2015年3月初,消息傳出美國海軍進一步縮減柏克級的升級計畫,範圍擴大到柏克Flight 2A:原訂在2016財年起編列預算進行ACB12/神盾Baseline 9升級的五艘柏克Flight 2A(DDG-83、85、89、90、96)取消戰鬥系統升級,只進行針對載台的HM&E,意味著這五艘2001到2004年服役的柏克Flight 2A不會具備任何反彈道飛彈能力,並排除在整合射控防空計畫NIFC-CA)之外。這項措施可在2016財年起的五個財年內節省約5億美元,為美國海軍當前第一優先的工作──總價值超過1000億美元的俄亥俄級彈道飛彈潛艦替換計畫( Ohio-class Replacement Program,ORP)──騰出資金。 不過隨後在2016年2月提出的2017財年「水面艦艇作戰系統升級」項目中,原本沒有列在神盾Baselin 9升級清單中的七艘柏克Flight 1/2(DDG-66~68、70~73)被列入升級為神盾Baseline 9C2,使得將神盾升級為Baseline 9的柏克Flight 1/2總數增加到14艘。

隨著2017年初主張擴增軍費的共和黨籍唐納德.川普(Donald Trump)總統上任,美國海軍也將恢復原訂的柏克升級計畫,原本配備神盾Baseline 6.3的柏克Flight 2A(DDG-79~90)會全數升級到神盾Baseline 9C1/2的水平;其中,羅斯福號(USS Roosevelt DDG-80)在2017年展開工程,作戰系統升級為神盾Baseline 9C2、BMD 5.1反彈道飛彈能力(可使用SM-3 Block 2A反彈道飛彈和SM-6Block 1防空飛彈)、ACB16軟體架構與TI12硬體架構、具備NIFC-CA能力,並且成為第一艘以AN/SPQ-9B X波段追蹤雷達取代SPS-67的柏克級,SPQ-9B能在SPY-1相位陣列雷達關機停用的情況下,獨自引導標準SM-2、ESSM等防空飛彈在水平線以內進行接戰。羅斯福號的改裝工程在2018年5月完成,接著進行海上測試以及為期一年的系統測試、訓練以及實彈測試,在2019年重回第一線戰備勤務。此外,另有7艘(DDG-79、81、82、84、86~88)確定會升級到神盾Baseline 9C2。

至於艦齡相對較新、裝備神盾Baseline 7系列的34艘柏克Flight 2A(包括配備Baseline 7.1的DDG-91~102以及Baseline 7R的的DDG-103~112),一開始並沒有排入神盾Baseline 9升級以及反彈道飛彈能力升級項目,只打算針對神盾Baseline 7系統進行小幅度升級(同一版本為Baseline 7.2A/B)。 不過到了2017年唐納德.川普總統上任以後,美國海軍 終於將柏克Flight 2A排入神盾Baselien 9/BMD 5的升級計畫。第一艘進行Baseline 9升級的柏克Flight 2A是羅斯福號(USS Roosevelt ,DDG-80),在2017年1月與BAE System簽約(價值5135萬美元),同年4月於佛羅里達州的州傑克遜維爾(Jacksonville)展開工程,在2018年4月完成,裝備的神盾系統是Baseline 9C2.0、反彈道飛彈能力BMD5.1、ACB 16/TI 12計算機硬體架構等。在2018年1月3日,BAE System進一步獲得兩艘柏克Flight 2A的現代化升級合約,分別是奧斯卡.奧斯汀號(USS Oscar Austin DDG-79)和豪爾德號( USS Howard DDG-83),升級的系統構型為神盾系統是Baseline 9C2.1、反彈道飛彈能力BMD5.1、ACB 16/TI 12H計算機硬體架構等,其中奧斯卡.奧斯汀號的升級合約價值4160萬美元,在2018年2月於佛羅里達州諾福克的船塢展開,2019年2月完成,工期12個月;豪爾德號的升級合約價值4780萬美元,從2018年2月開始,在2019年5月完成,工期15個 月。此時,34艘柏克Flight 2A(DDG-79~112)之中,除了DDG-90、96尚未排入之外,其餘都已經排入將神盾系統升級為Baseline 9的時程中。

在2018年4月12日,美國海軍少將比爾.莫茲(Bill Merz)在眾議院武裝力量委員會海上武力與投射子委員會(House Armed Services seapower and projection forces subcommittee)的公聽會上表示,現役所有柏克級飛彈驅逐艦都會進行神盾系統與反彈道飛彈能力升級,將神盾系統升級到Baseline 9、10,反彈道飛彈能力升級為BMD 5.4,此外也會進行戰鬥系統/機械/電子升級(HM&E);如此,所有較早建造的柏克級都可以繼續延長役期留在第一線值勤,再加上建造新艦,使美國海軍可望在2036至2037年達成川普總統提出的「355艦海軍」的規模,比原先的計畫(純粹建造新艦、讓現役神盾艦照原訂役期除役)提前約10至15年。經過升級之後,柏克級的役期大約會延長10年,平均每艘達45年左右。

美國海軍打算對較早期的柏克Flight 1/2的SPY-1D相位陣列雷達進行升級,重點在升級天線提高探測靈敏度,增進艦隊防空與彈道飛彈偵測能力;改良型天線的初步設計工作在2016年初已經完成,預計在2022年起陸續為柏克Flight 1/2進行升級。

 

  

附錄

神盾系統各版本比較
政府用民間電腦技術(Commercial Off-The-Shelf,COTS)

聯合接戰能力(CEC)

 

(1) (2)  (3)  (4)  (5)