LCS濱海戰鬥艦(1)

洛馬集團的海刃型為2004年5月獲得合約的兩種LCS設計之一,採用半滑航單船體構型。

圖為首艦自由號(Freedom LCS-1)在2010年初首度執行戰備任務的畫面 ,裝備水面戰任務模組,

機庫上方設置兩門MK-46 30mm機砲。 

由艦尾看自由號,攝於2009年底。 由於測試期間發現艦體浮力不足,自由號日後在艦尾兩側加裝一對延伸結構

自由級從二號艦沃茲堡號(USS Fort Worth LCS-3)開始,艦尾就直接延長約3公尺(11英尺)。

LCS另一中選者為通用集團的三胴體構型LCS,是各LCS競爭設計中可用空間最大者。

圖為首艘通用版LCS為獨立號(USS Independence LCS-2), 2009年中旬於墨西哥灣展首度試航的畫面。

建造中的獨立號,攝於2007年。

由艦尾方向俯瞰獨立號,注意艦尾右側有一個駛進/駛出艙門。

由艦尾方向看瞰獨立號。

獨立號廣大的艦橋,每個操作席位都使用三顯示器工作站。

並排航行的自由號(後)與獨立號(前)

 (上與下)獨立級近海戰鬥艦獨立號(USS Independence LCS-2)與科羅納多號(USS Coronado LCS-4)一同航行。

高速航行的自由號,濺起大量水花。

自由級二號艦沃茲堡號(USS Fort Worth LCS-3,前)與自由號(後)交錯而過。

由正面看沃茲堡號

由後方看沃茲堡號。從沃茲堡號開始,艦尾比自由號直接加長約3m。

2014年7月獨立號參與環太平洋軍事演習(RIMPAC 2014)的畫面。

參與2014年環太平洋軍事演習(RIMPAC 2014)的科羅納多號(左)與聯合高速艦(JHSV)

米利諾基特號(USNS Millinocket JHSV-3 ,右),兩者都是21世紀美國海軍代表性的高速船艦。

2014年環太平洋軍事演習中的科羅納多號

在2013年8月,獨立號正由艦尾艙門施放AN/WLD-1距外獵雷系統(RMS)。

由於可靠度遠低於標準且難有突破,美國海軍在2016年3月下旬宣布取消RMS。

一艘獨立級正在回收RHIB小艇

2016年環太平洋演習(RIMPAC 2016)的科羅納多號。前方是參演的中國海軍052C導彈驅逐艦西安號(153)

科羅納多號的艦尾起降甲板,可以看到空間廣大的機庫。

 第三艘自由級近海戰鬥艦密爾瓦基號(USS Milwaukee LCS-5)於2013年12月18日在

馬里內特海事公司下水的畫面,這是LCS Flight 0+的首艦。

(上與下)第四艘自由級近海戰鬥艦底特律號(USS Detroit LCS-7)於2014年8月7日在馬里內特海事公司廠區移動

到下水作業區域的畫面。注意自由級的四個水噴射推進器,兩側的兩個可以轉向,中間兩個是固定式。

馬里內特海事公司廠區內建造中的的自由級濱海戰鬥艦,攝於2017年6月底。前排兩艘左而右是小岩城號

(USS Little Rock LCS-9)與威奇塔號(USS Wichita LCS-13),後排是即將下水的畢林斯號(USS Billings LCS-15)

馬里內特海事公司廠區內即將下水的自由級畢林斯號(USS Billings LCS-15)。

第四艘獨立級近海戰鬥艦蒙哥馬利號(USS Montgomery LCG-8)在2014年8月6日於奧斯特廠以浮動船塢

進行下水的畫面。右邊是正在艤裝的姊妹艦傑克森號(USS Jackson LCS-6

第五艘獨立級近海戰鬥艦USS Gabrielle Giffords(LCS-10)在2015年2月下水前夕的畫面。

第五艘獨立級近海戰鬥艦奧馬哈號(USS Omaha LCS-12)在2015年11月20日下水的畫面。此照片可觀察獨立級的艦尾,

四個推進器都是可轉向式。

第八艘獨立級近海戰鬥艦塔爾薩號(USS Tulsa LCS-16,右上)在2017年3月23日於通用奧斯特廠下水時的畫面。

此時搭載塔爾薩號的升降平台正緩緩離開廠房進入下水位置。畫面中有另外三艘建造中的獨立級近海戰鬥艦

以及一艘先鋒級聯合高速艦(JHSV)。

 

 

艦名/使用國 自由級濱海戰鬥艦

(Freedom class)

獨立級濱海戰鬥艦

(Independence class)

建造國/建造廠 美國/Marinette Marine, Wisconsin(主承包商為Lockheed Martin) 美國/Austal, Mobile, Alabama(主承包商為General Dynamic)
尺寸(公尺) 長115.6(LCS-1)/118(LCS-3~) 寬17.7 最大吃水3.9 長127.4m 寬31.6m 最大吃水4.27
排水量(ton)

原型艦(LCS-1、3):原訂滿載3089,實際滿載3500

原型艦(LCS-2、4):原訂標準2176,滿載2842ton

實際標準2307,滿載3104 

動力系統/軸馬力 CODAG

Rolls-Royce MT-30燃氣渦輪*2/(72MW,約96553馬力)

Fairbanks Morse Colt-Pielstick 16PA6B STC柴油機*2

Rolls-Royce Kamewa水噴射推進器*4

CODAG

LM-2500+燃氣渦輪*2


MTU Friedrichshafen 20V 8000柴油機*4

Wärtsilä水噴射推進器*4

航速(節) 45~47 44以上
續航力(海里) 3500/18節 4300/18節
乘員 原始計畫:核心船員40名,直昇機組員25名,任務模組人員約15名,總共約80名 

LCS-1服役初期部署:核心船員40名,直昇機組員與任務模組人員共35名,登船搜索與逮捕組員20

LCS-1新家坡部署期間:核心船員50名,任務模組人員約25名

2016年9月起:艦上人員(固定編制)70名,加上直昇機組員93名

偵測/電子戰系統 AN/SPS-75(EADS TRS-3D/16ES) 3D對空/平面搜索雷達*1(LCS-1~15)

TRS-4 3D對空/平面搜索雷達*1(LCS-17~)

Argon ST WBR-2000 電子反制系統

Terma A/S SKWS誘餌發射系統

AN/SLQ-61 輕量化拖曳魚雷反制模組(LWT)

AN/SPS-77(Sea Giraffe ABM)3D對空/平面搜索雷達*1(LCS-2~16)

TRS-4 3D對空/平面搜索雷達*1(LCS-18~)

EDO ES-3601電子支援系統

Sperry Marine Bridge Master-E導航雷達*1

NULKA主動式誘餌發射器*2

MK-36 SRBOC誘餌發射系統*3

AN/SLQ-61 輕量化拖曳魚雷反制模組(LWT)

聲納 反潛套件:

輕量化主動式寬頻變深聲納(LBVDS)

AN/SQR-20(TB-37U)多功能拖曳陣列聲納(MFTA)

反潛套件:

輕量化主動式寬頻變深聲納(LBVDS)

AN/SQR-20(TB-37U)多功能拖曳陣列聲納(MFTA)

射控/作戰系統 COMBATSS-21戰鬥系統

光電偵蒐/射控系統

GD ICMSI整合戰鬥管理系統

AN/KAX-2光電偵蒐/射控系統

艦載武裝 LCS構型:

基本武裝:

MK-110 57mm快砲*1

21聯裝MK-49公羊(RAM)短程防空飛彈發射器*1

12.7mm機槍*4

視任務選用水面作戰、反潛作戰、水雷反制等任務模組

 

SSC構型:

MK-110 57mm快砲*1

11聯裝海公羊(SeaRAM)短程防空飛彈發射器*1

反艦飛彈

視任務選用水面作戰、反潛作戰任務模組

LCS構型:

基本武裝:

MK-110 57mm快砲*1

11聯裝海公羊(SeaRAM)短程防空飛彈發射器*1

12.7mm機槍*4

視任務選用水面作戰、反潛作戰、水雷反制等任務模組

 

SSC構型:

MK-110 57mm快砲*1

11聯裝海公羊(SeaRAM)短程防空飛彈發射器*1

反艦飛彈

視任務選用水面作戰、反潛作戰任務模組

艦載機 SH-60系列直昇機*1

MQ-8B遙控斥候直昇機*1

SH-60系列直昇機*2

SH-60系列直昇機*1

MQ-8B遙控斥候直昇機*3

備註 原訂建造總數為52,後改為32艘,剩餘20艘為強化正規作戰能力的SSC構型。

LCS艦艇列表

──by captain Picard


 

起源

為了取代派里級飛彈巡防艦,美國海軍早在1990年代初期進行的SC-21水面戰鬥艦艇計畫中,就打算研發一種低成本的小型多功能水面作戰艦艇,以滿足21世紀初期日趨多元的近岸作戰以及美國本土海岸線的防衛需求;值得一提的是,在過去美蘇冷戰的時代,著重大洋反潛作戰的美國海軍未曾如此大張旗鼓地提出過這類近岸作戰艦艇的建造計畫(以往美國海岸線都由接近警察性質的海岸防衛隊來看守),足見時代潮流之轉變。爾後這個計畫演變成「Street Fighter」,目標是一種快速靈活、成本低、網路化的多功能小型艦艇,研究範圍從400ton級巡邏艇到4000ton級巡防艦都有,而Street Fighter便成了本文所介紹的多功能濱海戰鬥船艦(Littoral Combat Ship,LCS)的前身。在2001年美國海軍取消DD-21大型驅逐艦計畫、重新定義需求為DD (X)之際,也在其中一併提出了新一代防空巡洋艦CG (X)以及LCS等兩個計畫。 

為了驗證LCS所需的種種概念,尤其是新式高速船型,美國海軍曾以若干非傳統船型的高速船艦進行測試,包括2005年建成服役的X-Craft海上鬥士號(USS Sea Fighte FSF-1)以及1997年建成啟用的海刀鋒號(Sea Slice)。

任務需求

LCS的需求說明在2002年7月發下,需擔負的主要聚焦任務(Primary Focused-Mission)包括三項:

1.近岸反水面作戰(Anti-surface warfare),特別是針對敵方小型船舶。

2.近岸水雷反制作戰(Mine Counter Measures).

3.近岸反潛作戰(Anti-Submarine Warfare)。

次要任務則包括:

情報蒐集/監視/偵察(Intelligence,Surveillance and Reconnaissance,ISR)。

本土防衛/海上攔截(Homeland Defense/Maritime Intercept)。

特種作戰支援(Special Operation Forces support)。

支援人員/物資輸送(Logistic support for movement of personnel and supplies) 

與傳統的低檔小型船艦,如作為次級船團護航的派里級飛彈巡防艦或者是負責領海巡護的中/小型近岸巡邏艦相較,LCS的概念可謂大不相同 。冷戰時代的西方護航艦艇多半以執行正規艦隊作戰任務為主,包括反潛與防空等,可能的對手是正規作戰能力強大的蘇聯海軍。而LCS則是基於後冷戰結束後美國海軍可能面對的戰術情境,主要對手的正規海空軍力都不強,難以在海上直接威脅美國作戰艦隊;而美軍主要的任務是朝陸地投射武力與兵力,因此LCS主要著眼於在敵國沿岸水域的各種低強度作戰需求,包括對付敵方在沿岸比較可能出現的威脅(例如在近距離與敵方水面船艇交戰、淺海域反潛作戰、清除敵國在沿海佈設的水雷等,交戰強度都比冷戰時代的標準低)、收放特種部隊、情報蒐集、為美國海軍陸戰隊等快速反應單位輸送兵力物資等。因此與派里級等傳統護航艦艇相較,LCS的正規武力減弱不少,例如防空從派里級射程40公里級的SM-1防空飛彈系統降為僅靠RAM短程防空飛彈實施基本自衛,船艦本身不配備如魚叉飛彈這樣的長距離攻擊性武器,選擇的57mm快砲的火力也只夠近距離對空、對水面自衛而不足以進行岸轟,甚至刪除了 固定式反潛聲納與艦載魚雷發射器;因此,LCS的武力投射多半仰賴艦上搭載的直昇機。LCS極端強調航速、機動等特性,以利於諸如快速海上攔截等有別於以往正規艦隊交戰的任務,而且對於正規武力較弱且需在民船混雜、敵我狀態混沌的近岸環境作業的LCS而言,提高航速也是增加生存力的保障手段。LCS任務涵蓋現有的小型水面作戰艦艇以及水雷反制艦艇,故不僅用於替代派里級飛彈巡防艦,也是美國現役水雷反制艦艇的後繼者 。LCS以最徹底的模組化程度,以選用不同 任務模組的方式來滿足美國海軍所有的「近岸作戰」需求。

傳統構型的水雷反制艦艇航速慢、艦體脆弱而機無自衛能力,不僅需要花更多時間才能抵達戰區,還需在友軍有效的掩護下才能遂行作業,實在是難以滿足未益詭譎多變的現代戰場環境 。再者,典型的水雷反制艦艇要求艦體不產生任何磁性訊號,並且能承受水雷爆炸時的強力震波,因此必須以精挑的木材或玻璃纖維施工建造,加工要求與抗震標準甚高,導致其造價十分昂貴,平均一艘五百噸級水雷反制艦艇的造價高達五千至七千萬美元之譜,而美國海軍在1980年代末期建造的復仇者級水雷反制艦的平均造價更高達1.2億美元,單位排水量的造價甚至超過某些核能潛艦;但是這些身價昂貴的水雷反制艦艇,平日鮮少有機會去執行它們唯一的專長,大多數的時間不是在執行訓練,就是幹一些低成本巡邏艦艇都能做的活(沿岸巡邏、海上警戒、漁業巡護等),乃至於海洋調查等等,這樣的投資效益在武器價格水漲船高的現代,越來越無法被大多數的國家所接受 。此外,這類傳統型水雷反制艦艇顯然難以滿足美國海軍的攻勢部署需求,其航速慢,耐海能力差,遠程部署幾乎都要靠半潛舉升船舶之類的船隻千里迢迢專程運至特定海域才能展開作業,這種模式在戰況緊迫或者是敵方能有效威脅附近海域時將造成很大的不便;而傳統型水雷反制艦艇幾無自衛能力,抗損能力薄弱,在敵火威脅下十分脆弱。因此 ,美國海軍不會再花力氣特地研製極其昂貴,但「除了水雷反制,什麼也不能做」且部署性、生存性都不佳的傳統構型水雷作戰艦艇,改由富有高機動性 、多功能性的LCS來承擔,能快速趕抵戰區執行水雷反制以及其他任務。

美國海軍新世代的概念是美國海軍新一代的有機(Organic)反水雷作戰理念的一部份,也就是將水雷反制能量分散在各船艦與航空機上,並透過傳輸網路相互連結,如同有機的生物運作一般,而不像以往專門組建的水雷反制部隊;而多功能 濱海戰鬥艦艇(LCS)以及多種可以應用於柏克級、DDG-1000的智慧型 自航獵雷載具(AUV)以及可由MH-60S直昇機搭載的有機反水雷套件,都是有機化水雷反制作戰概念的實踐。 雖然正規作戰艦艇的航行噪訊與磁信號遠遠高於專業獵雷艦艇,然而由於使用AUV等能在視距外自行作業的偵雷/獵雷裝備,載台根本無須靠近雷區,因此理論上艦艇本身的訊號變得不那麼重要。

在2003年David D. Rudko的分析報告中指出,LCS需強調續航力、航速、籌載量、耐航能力、吃水淺(在近海環境的運動才較不受限制)以及任務適應彈性,特別是在保留一半燃料的情況下,能以48節的高速持續航行4.8小時;所以LCS勢必得使用一種能兼顧高速、耐海能力與匿蹤性的艦體構型,以輕量化的高科技材料建造 ,如此方能在充滿變數與威脅的敵國近海執行任務並確保生存。LCS之所以如此注重高速能力,除為了盡快抵達戰區、減少暴露於敵火的時間外,在對抗柴電潛艦時也比較有利;當面對高速的LCS時,柴電潛艦可能不得不放棄靜音部署而開啟柴油機來提高航速,從而喪失了低噪音的隱蔽優勢 ,而LCS的50節高速也足以甩開大部分的魚雷。此外,在接戰有敵意的小型船舶時,高速不僅有利於其攻擊佔位或脫離,實際測試顯示LCS高速航行時製造的大浪也會對敵方小艇造成嚴重的阻礙。LCS的50節高速不僅利於擺脫來襲的魚雷,遭到飛彈攻擊時也能派上用場, 如能進行適當的高速機動,有機會使敵反艦飛彈尋標器脫鎖 (多數現役反艦飛彈的尋標器轉向沒這麼快,如果目標移動速率達50節可能造成脫鎖)。為了滿足任務多元性,LCS採用模組化設計,根據不同的任務需求而裝設不同的裝備模組;這種概念並非LCS首創,丹麥標準彈性系列(Stanflex)系列艦艇早已用上,例如該國SF-300巡邏艦便同樣透過模組化設計來兼顧一般作戰與水雷反制等不同的任務。此外,LCS也美國海軍新一代「網路化」架構的艦艇,是美國下一代海軍聯網作戰中的一個結點,能傳輸資訊並與友軍協同作戰 ;透過資訊傳輸而擁有充分的戰場情資與環境意識後,靈活度高的LCS便能在最關鍵的地點與時機發揮效用,這正是網路化作戰的精髓所在,作戰效能遠比單單提高單一載台本身能力來得顯著。LCS的資料傳輸系統為Link-16,此外還具有協同作戰能力(CEC)的接收裝置。雖然將應用DD (X)的若干技術與經驗,但LCS是一種可以大量生產的低檔便宜船,故經濟性也是非常重要的。

此外,美國海岸防衛隊在21世紀初期的整合深水計畫(Integrated Deepwater System Program)中,其巡邏艦艇項目也由於諸多性質雷同,而將LCS列為重要參考指標。

技術細節

LCS可在衝突地區的近岸環境作戰一段時間,能與美國海軍艦隊、美國海岸防衛隊或盟邦艦隊協同作業,此外也可以獨力作戰。LCS的 架構分為兩大類:「海上骨架」(LCS Sea Frame)或稱「核心系統」(core systems)是所有LCS的最基本共通單元,不因任務而有不同,包括艦體載台、動力與航行操作系統以及其他必備的基礎系統等;而「 任務模組」(Mission payload package)則是LCS用以執行任務的裝備,由一些隨插即用(plug and play)的裝備模組構成,根據不同的用途而規劃出幾套不同的任務模組。為了達到「隨插即用」,LCS的戰鬥系統使用開放式架構,具備任務模組計算環境(Mission Package Application Softward)以及任務模組應用軟體(Mission Package Application Software,MPAS)來與各種不同 任務模組連接;任模組的裝備的控制單元也包含在模組之內(而不是預置於核心戰鬥系統中),透過介面與艦上的中央核心作戰系統連接。為了便於快速換裝,LCS每種任務模組的次系統 、裝備都安裝在符合標準貨櫃尺寸的容器內,安裝固定後,理論上只需聯上電源以及與艦上作戰系統的資料排線,就能運作。一個基本的「海上骨架」結合特定任務所需的 任務模組後,便形成一個完整的LCS單元;若要更換任務,LCS只需換裝對應的任務模組,而「隨插即用」的特性使LCS能 直接在第一線軍港基地裡迅速換裝任務模組(不需回到場站設施進行)。一部分的核心系統仍採用模組化設計,一旦 基本需求修改或有更先進系統出現時,能夠輕易地適應與升級 。LCS的系統大量應用網基作戰(Net-Centric Warfare)理念,透過美國海軍全球海上作戰指揮系統(Global Command and Control System-Maritime,GCCS-M)的作戰網路連線,便能與其他在網路上的載台或單位進行連結,包括來自偵測衛星、SURTASS遠距離聲納等戰略性情報單位,能更有效地掌握戰場情報態勢並分享情資。此外,LCS任務模組中也包含廣泛的無人化載具,包括垂直起降的無人飛行載具(Vertical Take off Aerial Unmanned Vehicle,VTAUV)、無人水面載具(Unmaned Surface Vehicle,USV)、半潛式無人載具(Semi-submersible Unmaned Surface Vehicle,SUSV)、水下無人載具(Underwater Unmaned Vehilce,UUV)等。LCS的核心系統包括有限度情報/監視/偵測系統、指管通情系統、水面目標偵測/識別/追蹤系統、導航系統、自衛裝備、水雷迴避系統、魚雷偵測與迴避系統、警告性射擊武器以及相關的核心人員等等 ;任務模組則包括外部模組、各種有人/無人載具、施放式感測裝備、水雷反制裝備以及相關的任務人員等等,目標是在一天(甚或數小時)之內於第一線完成更換(不過LCS服役後,實際上任務轉換時間高達數星期,詳見後文)。

值得注意的是,LCS的「模組化」定義不僅僅是硬體設備的模組化,就連該模組的相關操作人員也算是整個「模組系統」的一部份,因此整個艦隊的人員編制是跟著 任務模組跑而非載台;在選用不同任務模組時,相關操作人員也就跟著到不同的載台上值勤,打破了以往一艘軍艦乘員都是「固定班底」的慣例 。理論上,這種稱為「Sea-Swap」的「人船分離」制度可有效降低每艘船艦的人力需求,並大幅簡化人員的工作負荷,而不是艦上裝了什麼模組,同一批乘員都得上手 。不過理想歸理想,實際上「人」這種「模組」並沒有這麼簡單,不像裝備模組只要插在擁有標準化介面的插槽裡,就能正常運作。美國海軍已經實驗性地開始採用「Sea-Swap」制度, 不過整個體制運作的完整制度還有待摸索與驗證。在LCS的最初規劃中,固定操作人員(指揮管制、航行、輪機、航空器起降管等「核心乘員」)約40名,其餘隨作戰任務不同而跟著任務模組輪調的人員 與直昇機組員則有35~40名左右,全部任務人數大約在75到80名之譜,此外艦上還保有搭載若干額外人員(如特種部隊)的餘裕 。此外,LCS最初也打算仿效美國的彈道飛彈潛艦,每艘艦艇擁有「金」與「藍」兩組核心乘員班底 (共80人),透過海上換防的方式,讓同一艘艦艇在戰區作業的時間增長,但人員仍可獲得正常的休息與整備。理論上,藉由快速更換模組與相對應的操作人員,LCS能在同一趟出海值勤部署之中,在短短數天之內更換成另一種任務構型並立刻開始執行任務 ;然而LCS服役初期的前幾年評估,就發現在實際上這個目標無法達成,任務轉換至少需要數週(見下文) ,此外艦上所需的人力被嚴重低估,2013年開始在新加坡部署時,雖然核心組員增加到50人,但仍然不敷任務需求(見下文) ;此外,基於節省人事成本的考量,美國海軍最初以三組人員輪流操作兩艘LCS,而不是每艘LCS就有兩組人員。在服役操作經驗之後,美國海軍2016年9月上旬宣布對LCS的運用方式進行調整,最重要的是放棄在前線快速轉換任務模組的能力(見後文)。

 美國海軍對LCS性能數據的要求包括: 滿載吃水不得超過3.10m,在三級海象時具有50節的極速,以極速航行時需有1500海里的續航力, 以20節巡航速度前進時則需有4300海里的續航力,操作妥善率需達95%。LCS的任務籌載模組達210ton, 其中130ton為任務裝備,80ton則為 任務模組中的空中/水中載具所需的油料 。艦上核心人員與任務的住艙模組不超過八人一間,起居空間優於上一代美國水面船艦,每 個住艙模組都有衛浴設備。依靠艦上搭載的物資,LCS能連續在海上操作21天。 此外,LCS被要求具有30年的使用壽命。由於可能在全球不同的角落遂行作戰, LCS也必須適應不同地區的海象與氣候條件,船艦必需在六級海象以內正常作業、11至12級海象以內安全航行; 艦上空調冷卻系統要支持船艦在相當於攝氏55度的酷熱氣候下正常工作, 過濾系統能適應沙塵暴環境(例如中東); 在嚴寒地區作業,艦上積冰厚度達3英呎時仍能保持穩定。 由於大量採用模組化設計,LCS不僅具有極佳的多功能性以及可擴充性,壽命週期的維護成本也大幅降低。

武裝方面,Flight 0規格的LCS的基本武裝(不算在任務模組裡)包括一座中口徑快砲以及一座近迫防空武器系統,快砲可選擇OTO-Breda 76mm 62倍徑快砲或聯合防衛公司MK-110 57mm快砲,近程防空系統可選擇公羊(RAM)短程防空飛彈或MK-15 Block 1B改良型方陣近迫武器系統等。MK-110快砲是瑞典波佛斯防衛公司MK-3 57mm快砲(詳見偉士比級巡邏艦一文)的美國版,具有先進的高度匿蹤設計以及3P(Pre-fragmented Programmable Proximity fuzed)可程式化近發引信砲彈,將成為美國海軍以及海岸防衛隊選為下一代的艦艇中小口徑火砲(不過美國海軍使用的此型火砲將採用更先進的匿蹤設計);除了LCS之外,DD (X)驅逐艦與CG (X)飛彈巡洋艦也將配備MK-110快砲。此外,LCS也預留配備垂直發射系統的空間,不過美國海軍自用的LCS目前並不打算裝備這樣的飛彈系統。 值得一提的是,過去美國海軍搭載直昇機的艦艇是RAST,需要安裝沈重的拉降鋼纜與絞盤;而由於LCS的噸位與成本有限,加上配合操作的經常是體積重量較小的無人飛行載具(UAV),笨重的RAST顯然並不適用,因此LCS改用歐洲艦艇與美國海岸防衛隊艦艇使用的魚叉式輔助降落系統,靠著甲板上的金屬網孔來固定直昇機,結構簡單得多 ;此外,LCS也沒有配備用來將直昇機拖入、拖出機庫的軌道滑車(例如RAST的快速固定裝置),而使用一個無軌道的遙控式甲板拖曳裝置來牽引直昇機,比軌道滑車更輕巧靈活,然而少了軌道固定也等於犧牲了高海況時安全操作直昇機的能力。

LCS省略過去美國海軍慣用的RAST輔助降落系統以及 軌道式牽引軌道滑車,改用一個無軌道的

遙控式甲板拖曳裝置來將直昇機牽引出/入機庫;無軌道式滑車比過去軌道式滑車系統更為輕便

,操作上也更為便利。攝於自由級的二號艦沃茲堡號(USS Fort Worth LCS-3)。

 

整體而言,LCS的武力投射高度仰賴艦上的直昇機,包括發射魚雷、長短程的反艦與攻擊飛彈乃至清除水雷所需的火力等,而船艦本身裝置的武器 (中口徑快砲與短程防空飛彈)僅限於近程自衛。LCS的自衛反制裝備包括一般的SRBOC誘餌以及NULKA主動式誘餌、魚雷反制系統等等,艦上還設有適當的損管、滅火以及核生化防護配置。其中,為LCS開發的魚雷反制系統是AN/SLQ-61 輕量化拖曳(LightWeight Tow,LWT)魚雷防禦任務模組(Torpedo Defense Mission Module ,TDMM),是LCS任務模組(LCS MM)計畫的一部份,其體積、重量明顯比原本美國海軍制式的AN/SLQ-25更低,設計上也是專為近岸淺水環境進行優化。AN/SLQ-61在2018年5月初進行最終海上測試。

LCS的尾部設有直昇機庫與直昇機甲板,至少能停放SH-60R/S或OH-58D之類的有人直昇機以及新一代MQ-8B火斥候式(Fire Scout)垂直起降無人飛行載具(Vertical Unmanned Air Vehicle,VTUAV)各一架,並且在五級海象以內都要能進行起降作業,不過不具備直昇機整補能力,無法長期讓載人直昇機駐艦操作。

此外,LCS還具有寬廣的下甲板空間,能攜帶各種水面與水上的有人/無人載具,包括供特戰部隊使用的硬殼衝氣快艇(Rigid-Hull Inflatable Boat,RHIB)、斯巴達(Spartan)無人水面遙控載具、BLQ-11長期水雷偵測系統(Long-term Mine Reconnaissance System,LMRS)、整合有一具AQS-20拖曳式變深獵雷聲納的AN/WLD-1遙控獵雷系統(RMS),以及其他如藍鰭(Bluefin)之類的無人水下載具(UUV),或者是無人水面載具(USV)等等,並能在四級海象下於15分鐘內施放/回收長度12.2m的高速快艇。

 

LCS任務模組

美國海軍為LCS規劃了三種 任務模組,包括水雷任務模組(Mine Warfare Mission Package,MIW MP)、反潛作戰(Anti Submarine Warfare Mission Package,ASW MP)與水面作戰(SUrface Warfare Missiln Package,SUW MP)等三種。依照最初的LCS計畫,打算 為55艘LCS購置165套反艦、反潛與反水雷任務模組,購置165套任務模組,每艘LCS各有一套反艦、反潛與反水雷任務模組。所有LCS船艦與任務模組總經費為220億美元,平均每艘LCS船體2.2億美元,每套任務模組約6000萬美元。當然,日後任務模組採購數量遭到大幅刪減 ,在2009年刪減為水面作戰與反水雷作戰模組各24套,反潛作戰模組16套,單位成本也水漲船高。

到了2016財年底,美國海軍總共獲得7套水面戰任務套件(SUW MP)、3套水雷反制任務套件(MCM MP),此外還有一套研發測試用的反潛任務模組(ASW MP)裝備於自由號(LCS-1)上。

由於美國海軍在2017年正式啟動接續LCS的FFG(X)飛彈巡防艦計畫(打算建造20艘,另有專文介紹),使LCS確定從52艘減產為32艘,美國海軍也決定在2019財年進一步向下修正LCS任務套件的採購數量。

 

水雷作戰模組(MIW MP):執行反水雷任務時,LCS的戰鬥系統會與GCCS-M的水雷作戰與環境決策支援資料庫(MEDAL)連線,以取得戰場共同態勢圖,並與其他單位交換情資。 在2007年2月,水雷反制套件通過設計合適性審查。

LCS水雷 任務模組的發展分為四個階段:

1.增量1(increment 1):基本系統:

包括MH-60武士鷹直昇機的機載系統,以及兩套遠距離多功能載具(Remote Multi-Mission Vehicle,RMMV)。MH-60的機載系統包括諾格集團開發的AN/AES-1空中雷射水雷偵雷系統(ALMDS)以及雷松開發的AN/AQS-235空載水雷壓制系統(AMNS);此外,原本規劃的直昇機載系統還包括AN/AQS-20A拖曳式獵雷聲納 (需與艦上的AN/WLD-1距外獵雷系統共用)、以及快速空中水雷清除系統(RAMICS)、EDO公司的AN/ALQ-220有機空載與水面影響掃雷系統(OASIS),RAMICS與OASIS原訂在2016年展開整合工作,不過遭到取消,此外也取消在MH-60直昇機上操作AN/AQS-20A拖曳式獵雷聲納的能力(只在AN/WLD-1載具上使用)。依照規劃,美國海軍打算在每艘LCS上部署五具ALMDS,除了由MH-60S直昇機搭載之外,可能也會部署在垂直起降無人載具上。 有關AMNS、ALMDS、RAMICS、OASIS請見MH-60S/R直昇機一文 。

RMMV是以AN/WLD-1遙控獵雷載具(Remote Minehunting Vehicle,RMV,詳見美國海軍各型無人水下載具一文)為基礎發展而成 ,可配備AN/AQS-20A拖曳式獵雷聲納,整套任務模組包含兩個Type-2海上模組(Sea Type 2Module)貨櫃,每個貨櫃裝置一艘RMMV以配套的收放裝置、支援與維護裝備等。

在LCS的任務模組之中,AN/AQS-20獵雷聲納採用貨櫃模組型態裝置,每套系統(含相關支援與維修設備)都容納在一個標準貨櫃之中,能迅速進行運輸與部署裝設。

此外,反水雷套件還包括一套處置爆裂物用的分離爆破系統。

2.增量2(Increment 2):

2012年開始發展,主要是垂直起降無人載具(UAV,預定機型為MQ-9B,一組有三架)以及任務籌載。UAV服役初期UAV將攜帶DVS-1海岸戰場偵察暨分析系統(Coastal Battle field Reconnaissance and Analysis,COBRA,包含Telephonics的RDR-1700B逆合成孔徑雷達)以及相關的通訊資料鏈,未來還可望搭載ALMDS。COBRA主要用於在沙灘與極淺水域(即打浪區)偵測水雷、地雷或其他障礙物。除了裝載於UAV之外外,COBRA也可裝載於MH-60直昇機上。

3.增量3(Increment 3):

通用無人水面載具(C-USV)

無人水面載具(Unmanned Surface Vehicle,USV)搭載無人掃雷具系統(Unmanned Influence Sweep System,UISS),其中USV載具的選項包括由德克壯斯系統(Textron  Systems)開發、採用硬式船體的通用無人水面載具(Common Unmanned Surface Vehicle,C-USV),以及修改自RHIB硬殼膨脹快艇的斯巴達無人載具(詳見美國海軍小型高速實驗艦艇一文中短劍號快艇一節)等。在2014年10月初,美國海軍正式與德克壯斯系統簽署價值約3380萬美元的合約,以C-USV為基礎發展供LCS使用的UISS系統。

UISS掃雷套件的核心是一套無人水面掃雷載具(Unmaned Surface Sweeping Vehicle,USSV)。USSV主體是一具俄勒崗鋼鐵廠(Oregon Iron Works)設計的海上自航一式(Autonomous Maritime Navigation-1,AMN-1)無人水面載具,長12.19m,重10.3噸,使用兩具402KW的柴油機來提供載具所需的電力與推進力,操作一具ITT集團設計的水面掃雷系統(Unmaned Surface Sweep System,USSS)。操作時,USSV能在三級海象下,以25節速率拖曳一個1.1噸的掃雷具,這包括一個多電極的開環式磁力掃雷具以及一個MK-104音響掃雷具。由於AMN-1體積小,適合在敵火威脅下進行作業。整套USSV任務模組(含ANM-1載具、USSS以及一個安置在LCS艦尾用來收放載具的基座、相關支援維修模組等)裝在一個Type-1海上模組(Sea Type I Module)貨櫃之內,能利用空運抵達前進基地並輕易裝艦。作業時,RMMV與USSV會搭配使用,RMMV掃描海中的水雷,然後由USSV以感應方式引爆。

在2018年1月9日,德克壯斯公司宣布獲得美國海軍海上系統司令部(Textron, Naval Sea Systems Command )的聯合研究發展合約,與美國海軍位於維吉尼亞州Dahlgren的水面作戰研究中心(Surface Warfare Development Center)研究將C-USV無人水面載具用於水面作戰任務,艇上將裝備各種感測器、遙控武器站(包括小口徑火砲、小型飛彈等)等任務籌載。

MIW(水雷戰)模塊中的空中部分-——ALMDS(空中激光水雷探測系統)和AMNS(空中水雷清除系統)已經達成IOC,但水上水下無人載具仍未成熟;2017年一整年LCS-2作為MIW模塊的測試艦,對各式水上水下無人載具進行測試,同時檢驗和完善現有裝備及與反水雷作戰相關的理論基礎

增量4(Increment 4):

包括遠距離多功能載具(Remote Multi-Mission Vehicle,RMMV)以及改良後的DVS-1 COBRA Block II海岸戰場偵察暨分析系統。SMCM系統包含兩具藍鰭-21 UUV戰場預置獨立水下載具(Battlespace Preparation Autonomous Undersea Vehicle,BPAUV)。美國海軍最初還打算水雷反制 任務模組裡納入BLQ-11長期水雷偵測系統(Long-term Mine Reconnaissance System,LMRS,詳見美國海軍各型無人水下載具一文),但 後來美國海軍發現以一架MH-60S直昇機、一套藍鰭UUV,以及一具杜父魚(Sculpin)遠距離水下環境監控無人載具的組合,具有優於LMRS的籌載與作戰能量,成本也較為低廉。

 

依照美國海軍的估算,與傳統的標準水雷反制編組相較,理論上三艘配備反水雷套件的LCS,能在一半的時間內清掃一個指定區域的水雷,並能與美軍潛艦的BLQ-11長期水雷偵測系統(LMRS)進行配合。當然,LCS往返作業區的速度自然是遠遠高於傳統獵雷艦,自衛能力也強得多。 然而,LCS的反水雷套件也有一些先天問題,目前缺乏傳統的接觸式掃雷手段(機械掃雷具),不能用最有效的方法對付傳統的接觸式水雷,也沒有編制潛水爆破人員(EOD);此外,反水雷 任務模組由於大量使用無人載具進行廣區域掃描,要等到回收載具並分析資料之後,才能找出可疑的水雷物體並進行清除,無法在任務中立即發現水雷並摧毀。

到2010年代初期,LCS的反水雷作戰模組仍有許多難以克服的難關;例如,部署在MH-60S直昇機上的AN/AES-1航空雷射水雷偵測系統(Aireborne Laser Mine Detection System,ALMDS)的ATD-111藍/綠光雷射偵測莢艙尚稱成功,但是配套的快速空載水雷清除系統(Rapid Airbone Mine Clearance System,RAMICS,使用30mm機砲搭配MK-258 Mod1超空蝕砲彈來直接射擊水中水雷)一直無法克服機砲砲彈入水之後的彈道與精確度問題。因此,LCS的反水雷作戰模組在2011年一度傳出遭暫停研發,隨後RAMICS與OASIS都遭到取消。AN/AQS-20A吊放聲納以及ALMDS無法一次達成所有性能需求,計畫需要改為多階段達成標準。AMNS也由於軟體開發問題,無法達到原訂的追蹤水雷功能,而配合的裝卸系統也有問題。而遙控多任務載具(Remote Multi-Mission Vehicle)的可靠度也完全不合格,美國海軍要求的平均故障間隔是至少75小時,但RMMV此時的故障間隔僅有7.9小時。

在2015年1月下旬,美國國防部作戰測試監督(director of operational testing)麥可.吉爾摩(Michael Gilmore)對眾議院的年度報告中,提到LCS的水雷反制套件的測試表現連美國海軍最低的作戰要求都無法滿足,相關問題包括操作不專業、軟體不成熟、系統整合問題以及RMMV無人載具可靠度太差等等。

目前反水雷作戰模組會在2015財年部署水雷反制套件的增量1(increment 1),2019年部署增量2(increment 2);而增量4(increment 4)則在2019年推出。

依照2015年4月中旬的消息,LCS的水雷反制套件增量一(Increment 1)在獨立號( USS Independence LCS-2)展開技術測試(technical evaluation,TECHEVAL)階段,在7月 展開初始作戰測試評估(Initial Operational Test and Evaluation, IOT&E)階段,如果一切順利就能在9月(2014財年結束之際)達成初始作戰能力(Initial Operational Capability,IOC) ,並進入初期低速量產階段。 然而根據2015年8月底在獨立號的水雷反制套件的操作測試報告(尚未進入IOT&E),並無跡象表示系統可靠度 獲得明顯改善,其可靠度之差將危急即在2015財年部署的LCM水雷反制套件增量一;這使得美國海軍只好推遲到2015年10月決定是否開始IOT&E,2016年2決定是否進入低速量產月。 LCM水雷反制套件中,核心組件之一的AN/WLD-1遠距離遙控獵雷載具(RMS)有嚴重的持續性與可靠性問題,整套系統的平均故障間隔只有18.8小時,而其主體──洛馬集團開發的RMMV半潛載具的平均故障間隔只有25小時,比起先前並無顯著進步,遠低於美國海軍要求的最低75小時。 在測試中,LCS的水雷反制套件的遠距離操作投放作業總是不順利,與船艦之間的通信傳輸也很不理想。

由RHIB快艇改裝成的無人遙控獵雷水面載具(MHU)與AN/AQS-24A/B拖曳陣列聲納

的組合,可能是填補RMS遲遲無法通過測試的替代方案。

由於RMS遲遲無法改善可靠度,美國眾議院武裝力量委員會建議以下幾種替代方案:第一是利用RHIB充氣快艇改裝的無人遙控獵雷水面載具(Minehunting Unmanned Surface Vehicles,MHU)加裝諾格集團的AN/AQS-24A拖曳陣列聲納,第二是利用LCS反水雷套件的通用無人水面載具(C-USV)來裝備 雷松的AQS-20A或諾格的AQS-24A拖曳陣列聲納,並使用 通用動力(General Dynamics)的Mark 18 Mod 1劍魚(Swordfish,即REMUS 100)和Mark 18 Mod 2王魚(Kingfish,即REMUS 6000)無人水下載具(Unmanned Underwater Vehicles,UUV)。諾格集團的AQS-24A拖曳陣列聲納能裝備於MHU或MH-53E掃雷直昇機等海、空載具上,操作速率達18節,美國海軍到2010年代中期已經擁有27套,並且委由諾格集團升級為AQS-24B,進一步提高了聲納成像解析度以及聲納信號處理速率。

在2016年2月26日,美國海軍表示不會再向洛馬集團進一步購買RMS;原本美國海軍打算購買54套來裝備LCS,此時只有10套交付美國海軍。在3月24日,美國海軍官員證實已經取消RMS的後續計畫,可節省7.5億美元美國海軍會進一步選擇其他型號的無人載具並整合入LCS的水雷反制套件,以取代RMS留下的空缺,選項包括C-USV與Mark 18 Mod 2王魚無人水下載具(UUV)。雖然RMS遭到取消,但RMS搭載的AN/AQS-20拖曳式可變深度獵雷聲納表現良好,仍會繼續留在LCS反水雷套件中,部署於其他載具上。

在2017年內,獨立號都作為MIW水雷反制套件的測試艦,對各式水上、水下無人載具進行測試,並檢驗和完善現有的反水雷套件裝備以及作戰運用相關的理論。

 

反潛任務模組 (ASW MP):由於LCS是在敵國近海作業,故其反潛能力特別強調淺水環境,因此這種環境下複雜的水聲特性將成為最大的挑戰。

在2013年9月時,美國海軍預定在2016財年部署LCS的反潛模組(已經比原訂延後),但由於同年開始的預算封存(sequestration)減赤措施,時程延後到2017財年。

在2015年海上-空中-太空展(Sea-Air-Space 2015)中,美國海軍透露LCS反潛套件部分先期發展模型(Advanced Development Model)已經在自由號上進行海上測試(從2014財年開始測試),效果良好;而先期階段的反潛套件重量過大,隨後的工程改善階段將努力減輕重量。美國海軍原本打算在2016財年讓完整的LCS反潛套件進行海上測試,在2017到2018財年測試工程改進的版本,但由於2016財年申請的海上測試預算遭到刪除,因而延後到2017年(由自由號擔任測試);所有測試工作會在2018財年完成,2019財年達成初始作戰能力(IOC)並進行首次實戰部署。

依照2019財年美國海軍的預算申請,美國海軍會在2020財年訂購首批兩套反潛任務套件,2021財年訂購四套,2022與2023財年各訂購兩套,最終總共計畫訂購18套,這個數量超過先前預定購買的16套。

LCS的反潛套件 分為兩個階段:

1.增量1(Increment 1)基本裝備

主要是一架MH-60R反潛直昇機,機上攜帶新型淺水吊放式聲納、聲納浮標、MK-54輕型反潛魚雷、研發中的潛望鏡搜索系統 (包括機首下方的逆合成孔徑雷達(ISR))、一組先進部署系統,以及一套由「遠距雷擊」(Distant Thunder)消耗性寬頻聲噪產生器發展而來的主動式消耗性監視系統等。

除了有人反潛直昇機之外,艦上還可操作兩架MQ-8B垂直起降無人飛行載具(UAV),機上擁有配備佈雷套件以及光電/紅外線感測器等。

除了飛行的有人航空機與無人載具之外,LCS的反潛套件還包括無人水面載具(USV)

2.增量2(Increment 2)

主要是船艦本身的反潛裝備,包括一套輕量化主動式寬頻變深聲納(LBVDS)與一具AN/SQR-20(後改稱TB-37U)多功能拖曳陣列聲納(MFTA) ,其中LBVDS與MFTA能夠成一套完整的主/被動拖曳陣列聲納系統 ;不過,在初期階段,美國海軍暫時從英國引進英國海軍使用的2087低頻主動拖曳陣列聲納(即CAPTAS-4),作為LCS本艦搭載的反潛聲納,但2087型系統的體積重量對LCS而言偏高。 此外,增量2還包括輕型拖曳式魚雷反制系統。

在2015年,美國海軍開始為LCS研發新的輕量化聲納系統,替代墊檔使用的2087低頻主動拖曳陣列聲納系統。 美國海軍規劃在2017財年正式確定ASW任務套件的主動可變深度聲納(Variable Depth Sonar,VDS)及多功能拖曳陣列(Multi-function Towed Array,MFTA)組合,其中VDS的主承包商是雷松(Raytheon)與柯蒂思.萊特(Curtiss Wright )。從2016年底至2017年5月進行維修的LCS首艦自由號(USS Freedom LCS-1)在工程期間配置了MFTA拖曳陣列聲納,準備在2018財年進行測試。在2017年5月,美國海軍與雷松(Raytheon)簽署2790萬美元的可變深度聲納系統研發合約,又稱為雙模式陣列傳輸(Dual-mode ARray Transmitter,DART);合約包括附帶選項,如果最後測試結果理想,就會執行後續生產,合約總值最多可擴充到約3億美元,第一部原型在2018年出廠。

在2018年7月17日,美國海上系統司令部(NAVSEA)宣布雷松的DART達成重要測試節點。首先,雙模式陣列傳輸任務系統(DART Mission System)在佛羅里達的大西洋大學海港分部海洋機構(Florida Atlantic University Harbor Branch Oceanographic Institute)的水中測試設施中,在LCS人員操作下,成功完成為期10天的測試;接著,配套的可變深度主動陣列聲納在紐約的德雷斯登(Dresden, NY)的海軍西尼卡湖聲納測試設施(Seneca Lake Sonar Test Facility)完成一項測試,這是此型主動陣列聲納首次在開放水域進行測試(包含全功率輸出),使美國海軍研發團隊更瞭解此系統在實際作業環境下的性能表現。通過這項里程碑之後,雷松會在2018年秋季將三個該公司開發的任務模組整合到DART系統中,並在2019年初在大西洋水下測試評估中心(Atlantic Undersea Test and Evaluation Center)進行測試。

在2018年上旬,美國海軍LCS任務套件項目主管Ted Zobel上校在眾議院武裝力量委員會(House Armed Services Committee)聽證會上表示,美國海軍不會為每一艘LCS購置所有種類的任務套件,所有的LCS分成不同戰隊,必要時可交換任務套件。在聽證會上,Ted Zobel上校表示,美國海軍目前打算購買10套反潛任務套件,而LCS的反潛任務套件預估在2019財年形成初始作戰能力(IOC)。

 

反潛無人載具的發展

原本美國還打算修改AN/WLD-1獵雷載具,把原本的水雷反制籌載改成拖曳陣列聲納(包含一個低頻主動陣列與一個拖曳的被動接收陣列),但測試時發現其性能無法滿足要求,最後在2008年遭到取消。

利用AN/WLD-1獵雷載具改裝拖曳聲納的計畫取消後,美國海軍又發展一項替代方案:是由通用動力機器人系統(General Dynamics Robotics System)開發的AN/WQQ-1無人水面載具(USV)。與AN/WLD-1相較,AN/WQQ-1的原始設計並非用來拖曳掃/獵雷裝備,所以採用高速快艇的氣墊單殼艇(Air Entrapment Monohull,AEM)設計,採用中央滑航艇體加上兩側舷外推進器的基礎,長度約11m,重7.7噸,採用2具249KW的柴油主機並驅動兩個舷外的KaMeWa FF310水噴射推進器,最大航速高達35節;AN/WQQ-1可拖曳重達767kg的拖曳體,裝備選擇包括高頻主動聲納、簡易型低頻聲納、超輕型感測器陣列以及 與母艦聯繫的數位化資料鏈,此外挺上還有精密的導航定位系統、搜索/導航雷達、光電偵蒐儀等。運用上,AN/WQQ-1可以透過資料鏈網路,同時操作多艘USV搜索一個大範圍區域,對水下目標進行搜索與標定,並透過資料鏈與MH-60R直昇機的反潛偵測裝備協同運作(類似CEC) ;依照美國海軍目前的運用構想,三艘AN/WQQ-1一同操作,其中一艘負責拖曳低頻主動聲納的發射陣列,第二艘負責操作低頻拖曳陣列,第三艘配備與MH-60R直昇機相同的AQS-22主/被動吊放聲納,並與LCS本艦的拖曳陣列聲納以及MH-60R直昇機的聲納浮標與吊放聲納運作,各載具獲得的音響情資都透過資料練傳回LCS母艦,再由艦上反潛戰鬥系統的多重感測器資料融合系統(Multi-Sensor Data Fusion System,MSFDS)進行整合。

USV的低頻拖曳陣列聲納發射部分,是由英國航太(BAE System)開發的多基外部聲源(Multi-static Offboard Source,MSOBS)系統,由多個低頻的彈性延伸(flextensional)換能器構成一條垂直的陣列,使用時由USV的尾部將MSOBS陣列吊放入水中,並由LCS母艦透過資料鏈路來控制發射主動信號;MSOBS發射主動信號後,反射的信號由另一艘USV操作的USV拖曳陣列聲納(USV Towed Array Sonar,UTAS)負責接收,早其時使用美國潛艦的TB-29細線型拖曳陣列聲納,正式服役時則改為一個專門配合USV設計的拖曳陣列;此外,也可以選擇CAPTAS-4來充當UTAS。至於第三艘搭載AQS-22的USV則負責快速機動偵測,作用則與反潛直昇機類似:當其他兩艘USV維持固定航向與速度來操作主/被動拖曳陣列聲納系統時,第三艘USV以高速航行衝刺抵達定位點,放下AQS-22實施搜索,然後再以高速前往下一個定位點進行搜索,如此就能延伸整個偵蒐體系的監聽範圍,並顧及每一個角落。

除了搜索任務之外,AN/WQQ-1  USV還預定配備由SeaCrop公司開發的先進水面發射系統(Advanced Surface Launcher,ASL),能攜帶一枚MK-54或同級的324mm輕型反潛魚雷。ASL使用氣體膨脹方式將彈藥從發射管中射出,因此比MK-32等艦載傳統魚雷發射器更輕便安全,適用於小型平台。在2005年,ASL曾在一艘模擬的USV上發射一枚與MK-54魚雷尺寸相同的籌載。除了發射魚雷之外,ASL的技術也能用來發射直徑171mm的聲納浮標、反魚雷誘餌,甚至配合171mm發射管而開發的共通超輕型魚雷(Common Very Lightweight Torpedo,CLVWT),未來可以供MQ-8B飛行載具攜帶,使這種無人載具也能進行反潛搜索、攻擊或魚雷防禦等任務。

在反潛獵殺階段,LCS初期構想主要是純粹仰賴MH-60R直昇機負責投擲魚雷,或者由USV的ASL發射器來發射魚雷;但考慮到運用彈性,美國海軍也還是開始考慮在LCS上配置傳統的艦載型魚雷發射器。

 

水面作戰模組 (SUW MP): 不同於過去美國海軍艦隊型反艦作戰,是瞄準數百公里外、大洋上的蘇聯遠洋艦艇,LCS的水面作戰主要針對在近海、沿岸水域可能出現的敵方低強度威脅,包括科技層次不高但可能突然大量出現,而且敵我識別容易出現問題(很難立刻分辨對方是無害的民間小艇或敵對勢力的武裝快艇)的小型高速船舶。

LCS的水面 任務模組分為四個階段:

1.增量1(Increment 1)基本裝備:

1架MH-60R直昇機(或AH-6輕型武裝直昇機),配備機槍、火箭莢與地獄火反戰車飛彈 等武器;此外,艦上搭載兩具配備光電/紅外線感測器與一組30mm穩定機砲系統的USV。或者至多2架垂直起降無人直昇機(UAV,選用MQ-8B),每架可攜帶兩組四聯裝火箭莢、機槍或 鉤喙獸(Griffin)輕型戰術飛彈(見下文)。此外,還有兩套裝置於LCS船艦本身的MK-46 30mm火砲任務模組(Gun Mission Module) 。

(上與下)LCS的水面作戰套件MK-46 30mm火砲模組,先前已經被聖安東尼奧級船塢登陸艦採用。

攝於自由級二號艦沃茲堡號(USS Fort Worth LCS-3)上。

MK-46火砲模組係直接從美國海軍陸戰隊開發的EFV兩棲遠征戰車(Expeditionary Fighting Vehicle)移植而來,砲身為ATK MK-44 Bushmaster-II 30mm鏈砲,最大射速200發/分,最大有效射程約5.1km, 砲塔結合穩定基座、整合光電追蹤射控儀(含紅外線熱影像儀、電視攝影機、雷射測距儀),能由人員在砲位上操作或由戰情室遙控;相較於EFV使用的砲塔,艦用版本取消M240 7.62mm同軸機槍。艦用MK-46 30mm火砲模組先前已經被聖安東尼奧級(San Antonio class)船塢運輸艦使用。EFV源於1974年8月開始發展的先進兩棲載具(Advanced Amphibious Assault Vehicle,AAAV),2003年9月改稱為EFV,最後於2011年1月遭到取消。

 

2.增量2(Increment 2):一艘11公尺級的武裝RHIB小艇。

3.增量3(Increment 3):主要是短程 的面對面飛彈模組(Surface to Surface Mission Module),選項包括AGM-176鉤喙獸(Griffin)輕型戰術飛彈以及AGM-114L長弓地獄火(Longbow hill fire)豪米波雷達導引反戰車的衍生型(見下文)。

4.增量4(Increment 4):艦載長程攻擊飛彈。最初LCS水面戰套件打算裝備三組非視線火力投射系統(Non-Line-of-Sight Launch System,NLOS-LS)的15聯裝發射器(共45枚),以及2組非致命武器套件,用來對付迫近的敵方高速快艇。然而NLOS-LS在2010年中旬遭到取消 。在2015年,隨著美國海軍提出「分佈式殺傷」(Distributed Lethality)概念,原本的增量4就演化成超越地平線(Over the horizon)的長程反艦飛彈 (見後文)。

 

夭折的NLOS-LS

易安裝、多用途的LAM飛彈系統將是LCS的攻擊利器之一。

美國陸軍版的NLOS-LS。然而NLOS-LS在2010年遭到美國陸軍取消。

NLOS-LS是LCS打算用來在附近水域同時攻擊大量敵方快艇的主要艦載武器,其彈藥包括繞行攻擊飛彈 (Loitering Attack Missile,LAM)與精確攻擊飛彈(PAM),發射裝置則為箱式發射單元(CLU)與整合於一個方盒內的操控介面總成。CLU是一個4X4的16聯裝飛彈發射箱,其中15管用來裝填飛彈,另一管的空間則容納發射控制裝置與獨立供電系統。LCU採用獨立式(stand along)設計,安裝時僅需固定在載台上,載台本身僅需提供電源即可,故能輕易裝置於小型艦艇、悍馬車等各式載台上 。CLU的控制裝置結合了電腦與網路通信能力,能與美軍戰術資料鏈結合;操作者可直接以載台上的控制單元進行操作,或在遠端遙控,或者接收來自作戰網路的射控指令,無須事先瞄準就能朝不同方向發射飛彈。

LAM衍生自先前DAPRA主導研發的陸軍用網火(Netfire)系統,是一種多用途、能輕易安裝於陸地與海上載台的飛彈,首次試射於2002年11月11日進行。LAM由雷松飛彈部門與洛馬飛彈射控部門合作研發,兩團隊在2004年3月19日獲得軍方為期六年、總值11億美元的系統設計發展合約。之所以稱為「繞行」,是因為LAM飛彈可在戰場上空巡航,隨時由操作人員視情況改變航向 或選擇不同目標,而不是直奔預定好的目標。LAM彈體 長152cm,彈徑17.8cm重,120磅(54kg),採用微型渦輪發動機與固態助升火箭,射程40~70km,發射後可在空中滯留45分鐘左右,並透過雙向資料鏈由艦上的操空人員直接控制,飛彈配備高解析度的雷射雷達(Laser Radar,LADAR)尋標器、GPS衛星定位系統以及自動目標識別系統(Automatic Target Recognition,ATR)。飛彈可依照發射前輸入的任務資料進行攻擊,或在飛行途中由操作人員直接控制,以捕獲新目標或更新飛彈儲存的圖像資料。飛彈升空後,飛彈透過資料鏈將LADAR尋標器獲得的目標資料傳給控制人員的顯控台,供其判斷周遭狀況並完成敵我識別,根據上級的命令即時控制飛彈攻向特定目標,包括水面、近岸甚至慢速空中目標等 ;此外,每一枚在空的LAM飛彈也等於是一具小型UAV,讓操作人員評估目標周邊狀況以及前一枚武器的攻擊成效 ;由於LAM射程長、非直線飛行、可跨越視線障礙(地形、建築物等)等特性,進入攻擊範圍的敵方目標(例如戰甲車輛)將無法得知攻擊的來源,自然無從反擊與應對,更何況NLOS-LS可輕易搭載於小型輪型車輛,機動性與隱蔽性極高。

至於PAM則是一種成本低於LAM的直攻導向彈藥,外型有點類似一般的反戰車飛彈,直徑17.8cm,長1.52m,重約45kg,採用可變推力的固態火箭發動機,最大飛行距離40~60km,導引系統包括GPS全球定位接收器、慣性導航裝置,尋標器包括紅外線熱影像系統與雷射尋標器,此外也具備雙向資料鏈;PAM可根據發射前輸入的目標資料進行攻擊,或者在飛行途中由操作人員透過資料鏈變更目標,而飛彈獲得的影像也可透過資料鏈回傳給操作人員。PAM主要有兩種攻擊模式,其中直射用於快速攻擊500m~20km的近距離目標,而滑翔輔助模式則用來攻擊20~50km以外的目標。PAM在2008年7月完成首次飛行測試,在同年12月完成第一次導引飛行控制,利用雷射標定器接收照射波,再利用紅外線影像裝置鎖定目標並進行終端導引,最後成功命中。依照美國陸軍的規劃,滯空時間較長的LAM可率先發射,由操作人員導引至目標區上空進行盤旋搜索;一旦發現目標,則立刻發射低成本的PAM直接攻擊;而LAM本身則在燃料即將耗盡或發現高優先、高急迫性目標時發起攻擊。

2010年初首艘LCS濱海戰鬥艦投入戰備任務階段時,艦上僅部署了水面戰套件的部分系統──主要是兩座MK-46 30mm機砲,搭配的直昇機仍為H-60系列;而NLOS-LS非視線攻擊武器與反潛、反水雷等 任務模組都還沒有完成,美國國防部更有人在2010年初質疑NLOS-LS在LCS艦上的使用前景,認為短程反艦飛彈才符合現階段的戰術需求。

在2010年4月22日,美國陸軍向國防部請求取消NLOS-LS,因為此計畫不斷延誤與超支,每枚造價高達46.6萬美元,雖然廠商宣稱量產後可降至19.8萬,但美國陸軍仍認為太貴;此外,NLOS-LS在2010年1月26日至2月6日的測試中,6枚飛彈之中竟有4枚偏離目標,而美國陸軍已經沒有耐性再等NLOS-LS繼續改進問題 ;在2010年5月中旬,美國國防部授權陸軍取消NLOS-LS;如果海軍要繼續發展,就必須獨立負擔所有經費,因此美國海軍隨後也放棄這個計畫。

鉤喙獸短程反艦飛彈

在2011年,美國海軍選擇以AGM-176鉤喙獸(Griffin)輕型戰術飛彈來接替遭到取消的NLOS-LS。

配合艦載版鉤喙獸飛彈的MK 208九聯裝發射系統原型,是MK-60鉤喙獸飛彈系統

(Griffin Missile System,GMS)的一部份。

試射中的艦載鉤喙獸飛彈系統。

部署在暴風級巡邏艇上的MK 208鉤喙獸發射器模組。

一艘暴風級巡邏艇正發射一枚鉤喙獸飛彈。

在2011年初,美國海軍提議以雷松集團在2007到2008年開發的空射AGM-176鉤喙獸(Griffin)輕型戰術飛彈來替代夭折的NLOS-LS,作為LCS的水面戰套件選項 (增量三) ,此飛彈於2008年投入量產。鉤喙獸是一種 廉價的短程多用途模組化飛彈,最初是作為MQ-1掠奪者(Predator)遙控飛行載具以及MC-130W砲艇機的武器,無論是飛彈本體或發射/控制系統的尺寸重量都比AGM-114地獄火(Hellfire)反戰車飛彈 系統更小。每架MQ-1遙控飛行載具總共能攜帶三枚鉤喙獸飛彈,換成地獄火飛彈則只能攜帶一枚;此外,鉤喙獸較小的戰鬥部,意味能在作戰中進一步降低不必要的附帶破壞(例如對周遭平民的波及) ;而在MC-130Q砲艇機上,鉤喙獸飛彈則部署在十聯裝的Gunslinger發射器中。在2008年6月,有消息報導美國陸軍與特戰司令部(Special Operations Command,SOCOM)正式決定採用鉤喙獸飛彈,作為MQ-1的武裝。鉤喙獸彈體長42吋(約1.067m),直徑5.5吋(13.97cm), 全重45磅(20.41kg),配備一個重13磅(5.9kg)的高爆戰鬥部,從空中發射的射程約15~20km,從地面/船艦發射的射程約5.5km,具有半主動雷射導引 與GPS/INS導引等兩種型號,使用構型簡單的管狀發射器,並使用固態火箭推進系統;彈體中段有一組十字控制面,彈尾另有一組,兩組都為折疊式,以節省發射管空間。為了盡可能降低開發成本,鉤喙獸大量使用雷松先前開發的FGM-148標槍(Javelin)單兵反戰車飛彈與AIM-9X響尾蛇空對空飛彈的組件。鉤喙獸固然比NLOS-LS簡單便宜 ,彈體單價約45000美元(約為NLOS-C的一半),但射程與威力也大幅縮水,其雷射導引模式意味只能採取最簡單的直線攻擊 ,一套系統每次只能攻擊一個目標;因此,對LCS而言,鉤喙獸只能攻擊正在迫近且清楚顯示敵意的敵方小型快艇。

 供船艦使用的MK-60鉤喙獸飛彈系統(Griffin Missile System,GMS)由現成政府用組件(Government Off-the-shelf,GOTS)、商規現成組件(Commercial Off-the-shelf,COTS)以及無須重新開發的現組件( non-Developmental Items,NDI)組成,全系統包含一套由一個九聯裝MK 208鉤喙獸發射器模組(Griffin Launcher Module)、BGM-176B鉤喙獸飛彈 (Griffin B)、一套AN/SSQ-133 BRITE Star II光電感測(包含紅外線熱影像儀) 、雷射測距/標定系統以及MK 4戰場管理系統(Battle Management System,BMS)系統構成,十分輕巧 。MK-60鉤喙獸飛彈系統在2011年6月通過快速部署能力驗證(Rapid Deployment Capability,RDC)。在2013年9月,雷松與美國海軍成功展示以MK-60鉤喙獸飛彈系統接戰水面小型高速快艇的能力,相關測試涵蓋不同的海象情況。在2014年2月,雷松成功進行了改良後的鉤喙獸IIB(Griffin IIB)飛彈從艦上發射、攻擊靜止/移動的小型水面目標的能力 。在2014年3月,MK-60鉤喙獸近岸巡邏飛彈系統正式在美國海軍達成初始戰備(IOC)能力,隨後於2015年在LCS濱海戰鬥船艦以及暴風級(Cyclone class)巡邏艇上進行測試和部署。除了MK-208發射器之外,公羊(RAM)短程防空飛彈系統發射器稍做修改之後也能容納鉤喙獸飛彈。此外,鉤喙獸飛彈射程較長的版本也在開發,可能在2017年推出。

長弓地獄火反艦飛彈

除了鉤喙獸飛彈系統之外,美國海軍也考慮以洛馬集團(Lockheed Martn)的AGM-114L長弓地獄火(Longbow hill fire)豪米波雷達導引反戰車飛彈衍生出輕型艦載攻擊飛彈,納入考量的也可能包括地獄火授權英國生產並大幅更改設計的硫磺(Brimstone)反戰車飛彈,豪米波地獄火的射程約8公里。豪米波地獄火飛彈導引方式為「射後不理」,能同時發射多枚攻擊不同目標,而 採用半主動雷射導引的MK-60鉤喙獸飛彈系統只能一次導引一枚飛彈直到命中;因此美國海軍雖然於2011年選擇鉤喙獸,海軍內部仍有許多長弓地獄火的支持者 ,認為鉤喙獸將無法滿足美國海軍的需要。在2013年,洛馬集團與軍方在一個模擬LCS甲板的地面設施三次成功測試發射AGM-114L,2014年進行發射測試;此外,美國海軍 也打算為艦載版長弓地獄火發展輕型的垂直發射器。在2014年初,消息傳出美國海軍內部有人提議另外展開一個競標案,為LCS的水面攻擊模組選擇一種較為適當的飛彈 。

在2015年海上-空中-太空展(Sea-Air-Space 2015)中,美國海軍海上系統司令部(NAVSEA)表示,柏克Flight 3與LCS都將配備地獄火飛彈系統,目前正在進行更多的測試,實際安裝於LCS測試的時間將不早於2016年初,在2017年於LCS上進行實戰部署。這種由長弓地獄火衍生的艦載飛彈系統稱為面對面飛彈模組(Surface-to-Surface Missile Module,SSMM),每個垂直發射單元可以容納24枚,LCS一次可以裝置兩個SSMM發射器模組。

(上與下)2015年6月艦載型地獄火飛彈進行測試使用的地獄火飛彈簡易垂直發射器,

修改自直昇機載地獄火飛彈的掛架。

2015年6月艦載型地獄火飛彈進行測試,三個同時出現的

海上機動標靶被連續發射的三枚長弓地獄火飛彈命中。

 

在2015年6月,美國海軍在維吉尼亞角海域進行艦載長弓地獄火飛彈的一系列海上實彈測試,測試期間總共發射8枚地獄火飛彈並命中七個海上目標(唯一一個錯失目標的並非飛彈本身問題),包括連續發射三枚飛彈擊中三個同時來襲的海上目標。此測試包含在地獄火飛彈最大與最小射程,課目從靜止的海上目標到高速航行並迴旋機動的目標。此次測試中,長弓地域火飛彈使用修改自直昇機載掛架的簡易型垂直發射器。 在2017年2月28日,自由級濱海戰鬥艦底特律號(USS Detroit LCS-7)搭載正式的艦載長弓地獄火飛彈的面對面飛彈模組(SSMM),在維吉尼亞州外海進行SSMM的首次海上實彈試射,同樣快速連續發射三枚長弓地獄火,同時攻擊三個水面目標。隨後,自由級的密爾瓦基號(USS Milwaukee LCS-5)也在2017年安裝SSMM模組與長弓地獄火飛彈進行發展測試(DT),這個項目會合併在多艘LCS的作戰系統艦艇認證試驗(CSSQT)中,在2018財年進行作戰測試(OT),隨後達成初始作戰能力(IOC)。

長弓地獄火的SSMM算是LCS水面作戰套件中,在2010年代下半比較獲得重視的項目;依照美國海軍2019財年預算申請的記載,在2017財年、2018、2019財年分別訂購24、110、90枚長弓地獄火,2020至2023年平均每年各購買113枚,總數達677枚,這個數字比2018才年記載的總數還多103枚。

(上與下)在2017年2月28日,自由級濱海戰鬥艦底特律號(USS Detroit LCS-7)在維吉尼亞州外海

進行艦載長弓地獄火飛彈的面對面飛彈模組(SSMM)的實彈試射。相較於上圖2015年6月

測試時使用的簡易型發射器,底特律號此時安裝的是正式的SSMM發射器單元,發射器開口有

側滑式滑蓋,發射前才打開。照片中,底特律號裝備兩個SSMM發射模組,安裝在上層結構後部

預留的空間裡,鄰近MK-46 30mm機砲砲位。

 

非正規作戰與兩棲任務

在2012財年的國防預算要求中,美國海軍納入一個研究方案,評估開發LCS支援兩棲作戰的能力。由於LCS高速、收放小艇載具以及一定的快速運輸能力 (尤其是採用三體設計、內部艙間龐大的獨立級),很適合執行小規模兩棲或特戰的滲透任務。一同評估的還包括先鋒級(Spearhead class)聯合高速支援艦(JHSV)。

 

研發與競標過程

美國海軍在2001年首度提出LCS的構想,當時打算將其定位為500~600ton的小型巡邏艦,具有吃水淺、速度快的特性,每艘造價不超過9000萬美元,如此方能建造足夠的數量;不過500至600ton的艦體規模根本不可能有像樣的籌載能力、適航性與持續作業能力,無法滿足美國海軍對LCS的眾多需求 ;加上美軍又開始希望LCS具備快速運輸一定兵員與車輛的能力,所以LCS的噸位遂逐漸放大。因此,前來競標的設計大多超過2000ton(最低者也在1000ton以上),而達到輕型巡防艦的等級,造價則介於1.5至2.2億美元之間。在2002年11月8日,美國海軍與六組參與LCS競標的團隊簽訂名為聚焦任務高速船艦概念研究(Focused-Mission High Speed Ship Concept Studies,FMHSS)的初步概念發展合約,價值50萬美元,以90天的時間進行相關研究,主要項目包括高速船體、機動性、網路化、匿蹤設計以及抵抗近岸威脅等等。美國海軍在2003年2月發佈初步設計-臨時需求文件(Pre liminary Design - Interim Requirement Document,PD-IRD)以及操作概念(Concept of Operations,CONOPS)等文件,並在該年7月從六組團隊中挑選三組進入第二階段。參與競標的六組團隊包括洛克西德.馬丁(Lockheed Martin,簡稱洛馬)、通用動力(General Dynamic)、雷松(Raytheon)、諾斯落普.格魯曼(Northrop Grumman,簡稱諾格)、Gibbs and Cox以及約翰.麥克馬林協會(John J McMullen Associates)等(爾後這些團隊還有一些分分合合),而這些團隊還包括其他美國、歐洲、加拿大、澳洲的國防廠商。以下便分別簡介各個競爭團隊:

洛馬集團:

洛馬海刃型LCS的系統配置圖。

洛馬集團共有兩個技術團隊參與競爭,第一組推出名為海刃(Sea Blade)的設計案,採用一種被稱為「先進半滑航船體」(Advanced Semi-Planing Seaframe)的非傳統單船體設計,其船體在高速航行時會向上浮起,吃水減少,阻力遂大幅降低。依照習慣,船隻航行時由水產生的上揚力與船身重量的比值(稱為Fround Number)在0.4以下者稱為排水船體,航行時介於0.3~1.02者稱為半滑航船體,而至少在0.7以上者則稱為滑航型船隻。半滑航設計已經被不少民間船隻採用,例如義大利Fincantieri廠建造的1000ton級半滑航商船戰馬號(Destrier)便曾締造橫渡大西洋的最高速紀錄,而該公司也推出了採用類似設計的木星型(Jupiter)3000ton級商船。這組以洛馬為首的團隊包括Gibbs & Cox設計顧問公司、Bollinger造船廠、馬里內特海事公司(Marinette Marine)等成員,其中位於威斯康辛州的馬里內特海事(2008年被義大利Fincantieri集團購併)是最主要的建造廠商;隨後由於海刃聲勢高漲,西班牙的IZAR與德國B&V等造船集團也以次合約商的身份加入洛馬團隊。

根據洛馬的原始資料,海刃原始設計的艦體長115.5m(後來二號艦LCS-3起增為118m),寬13.1m(實際定案後為17.5m),最大吃水3.7m,滿載排水量約2840ton(至2007年中已經漲破3000ton),是各競標團隊提案中排水量最大者, 推進系統為複合燃氣渦輪與柴油機(CODAG)系統,主機包括兩具Rolls-Royce的MT-30大型高速用燃氣渦輪 (功率 各36MW)以及兩具Fairbanks Morse Colt-Pielstick 16PA6B STC巡航用柴油機,帶動四具經過最佳靜音設計的Rolls-Royce Kamewa大型水噴射推進器(最左與最右側的兩具可以轉向,中間兩具為固定式);傳動系統能選擇由燃氣渦輪或柴油機驅動,或者讓兩種主機併聯運轉。MT-30是Royce Rolls在2000年開始研發的新一代大功率船用燃氣渦輪,在2003年被英國選為CVF航艦的主機,洛馬則在2004年6月正式選擇為海刃的主要動力,稍後也被DD(X)選為主機。這樣的推進力對於一艘滿載排水量僅3000ton左右的艦艇而言是非常驚人的,其總推力 是派里級的兩倍,與九千噸級的柏克級神盾驅逐艦相差無幾,如此才能滿足LCS的高速需求;然而,將這麼大的推力搭配嶄新前衛的水噴射推進系統,安裝運用在3000ton級的小型艦艇上,也形成了LCS的一大挑戰,洛馬宣稱這套推進系統的工程挑戰在美國艦艇之中「僅次於核子動力系統」。至於海刃艦上的電力供應,則由四具Isotta Fraschini Model V1708柴油發電機組提供,每具功率800KW。不像一般滑航船隻存在操縱性較差的弱點,洛馬宣稱海刃具有極佳的機動能力,從靜止狀態加速到45節只需不到2分鐘,以7節低速航行時迴旋一週的直徑僅一倍艦體長,以45節高速迴旋一週的直徑也只有4.6倍艦體長,從30節速度航行到停止僅前進2倍艦體長,高速與操縱性能非常優秀。 日後實際測試顯示,在三級海象以內可達到47節的航速。

裝備方面,海刃最多可裝置220ton的武裝及任務籌載,艦首裝有一門MK-110 57mm快砲(也可換用OTO 76mm快砲),光電搜索裝置位於艦橋頂端,桅杆上裝有一具EADS的TRS-3D/16ES G頻3D對空/平面搜索雷達 (在2014年初獲得AN/SPS-75的美軍制式編號),直昇機庫上方設有一具RAM公羊防空飛彈發射器;船艛前、後方的兩側各有一挺12.7mm機槍,共計四挺,並擁有NULKA誘餌發射器 (LCS-1完工後實際上配備Argon ST WBR-2000 電子反制系統與Terma A/S SKWS誘餌發射系統)。TRS-3D/16ES是TRS-3D系列中天線較小的版本,天線陣面由16條線性陣列構成(另一種TRS-3D/32有32條陣列),而「ES」代表使用電子波束穩定技術 ,自動調整波束來抵銷船艦在航行時的縱向與橫向搖晃,因此雷達旋轉機械結構可以簡化,可靠度比較高(TRS-3D還有機械穩定的版本 ,就需要有自動抵銷艦體搖晃的功能,體積重量較大),體積重量較低;TRS-3D能同時追蹤400個目標,最大偵測距離200km。直昇機庫結構上方預留兩個武器模組安裝空間,可依照任務需求設置垂直發射器 (號稱可安裝MK-41垂直發射器中長度最大的打擊型,深度7.7m),或者安裝MK-46 30mm機砲塔模組。海刃的戰鬥系統是洛馬開發的COMBATSS-21,融合了洛馬集團開發最新版開放架構神盾系統(Aegis Open Architecture,OA,即Baseline 7)的經驗與規格,採用全分散式的開放式架構,能輕易與不同的任務模組與裝備進行整合,與神盾Baseline 7的共通性達到六成左右。 海刃採用美國海軍慣用的單一戰情室設計,與任務控制中心連為一體,設置在艦體中段主甲板下方;此種設計符合美國海軍現有使用習慣,但未來可擴充空間較小(只能縱向增長)。

海刃的直昇機起降甲板面積5200平方英尺(483平方公尺), 大約比派里級飛彈巡防艦、柏克級飛彈驅逐艦增加約50%;艦尾起降甲板長度105英尺(32m),起降作業區長度85英尺(25.9m),無障礙安全區長度20英尺(6.09m)。 直昇機庫可容納一架MH-60直昇機與兩架MQ-8B無人直昇機,直昇機甲板下方設有一個 總面積6500平方英尺(603.9平方公尺)的任務艙(Mission Bay),可攜帶任務裝備或額外人員,任務艙右側有一扇對外的大型側開艙門;直昇機起降甲板設有兩具貨物升降機來與下方的任務艙甲板互通,其中一具較大的起重機設置在起降甲板靠近機庫入口處,另一具較小的升降機則設置在機庫內靠近入口處。下甲板任務艙區分為三個分隔的部分,主要作業艙間稱為「濕艙」,主要用來收容/操作RHIB快艇,透過艦體右側水線附近 的艙門收放,收放作業所需的滑軌式起重機 安裝在艙頂;另一個艙區則是乾艙,此外還有一個儲藏艙間,之間有走道相通。將任務艙區分隔的好處,在於「濕艙」打開作業時,其他兩個艙間仍然可以保持水密,不會受到進水影響。 損管方面,海刃設置了三個損管控制站,都位於第二層甲板,艦上各處都有完善的滅火設施。

相較於其他設計,單船體的海刃風險最低,且在航速、價格、操作成本、綜合機動性以及模組裝設能力上都有優勢,但是可用甲板面積相較於某些競爭對手比較沒有優勢(不過洛馬仍表示海刃的內部可用容積較美國海軍的要求多出50%)。其他方面,海刃還擁有能靈活移動艦上各飛行載具的TRIGON吊放系統以及高架裝卸系統。為了減輕重量,最初海刃 設計上採用鋁合金製造艦體與上層結構,爾後為了強化抵抗戰損能力,改用鋼材來製造艦體(上層結構仍為鋁合金),不過此舉也導致海刃面臨超重問題。海刃一開始就是LCS中呼聲頗高的設計,因為在追求高速之餘,其艦體特性最趨近於傳統單船體設計,所以十分穩健,風險較低,而且預估報價比美國海軍的上限低約37.5%(當然,實際建造後完全不是那回事)。

值得一提的是,1990年代末期美國海岸防衛隊(The United States Coast Guard)進行的整合深水計畫(Integrated Deepwater System Program),其中傳奇級(Legend class)國家安全艦(National Security Cutter,NSC) 也採用部分與海刃相同的作戰裝備,如TRS-3D/16雷達(傳奇級使用的是機械穩定的天線)以及MK-110 57mm快砲等。

通用集團:

通用集團三胴體LCS的系統配置圖。

通用團隊以通用集團旗下的貝斯鋼鐵(Bath Iron Works)造船廠為首,推出一種三胴體構型(Trimaran)的設計。通用團隊的其他成員包括波音、美國海事應用物理(Maritime Applied Physics Corporation)、英國航太集團(British Aerospace Corporation,BAE)、加拿大CAE Marine System集團以及擅長建造鋁質船隻的澳洲奧斯特(Austal Limited)造船廠等 ,主要建造廠商是奧斯特在美國阿拉巴馬州莫比爾(Mobile)的船廠,其推出的設計以奧斯特先前建造的Fred Olsenline民用三胴體船為基礎發展而成。通用這種三胴體設計稱為通用動力多用途艦艇(General Dynamics Multi-Mission Combatant,GDMMC),全長127.4m,舷寬31.6m,滿載排水量估計達2784ton。三胴體設計具有穩定性高、航行阻力低、可用甲板面積大等優點,詳見英國三叉戟號(RV Triton)三胴體實驗艦一文。

與民間的高速渡輪相同,GDMMC整個結構(包含艦體與上層結構)都由鋁合金製造,推進系統為複合燃氣渦輪與柴油機(CODAG),主機包括兩具美國海軍長年慣用、由GE生產的LM-2500 +加速用燃氣渦輪,以及四具MTU Friedrichshafen 20V 8000柴油機,驅動四具Wärtsilä的水噴射推進器 ,而艦上的電力則由四組柴油發電機提供。由於三胴體船舶的兩個副船體位於偏後的位置,先天上有著艦首浮力不足、在高海況容易發生「埋首」的缺點,因此GDMMC除了艦體中段設置一對穩定鰭之外,在靠近艦首的水下部位另外設置一對穩定鰭,在風浪中主動保持艦首的姿態,減緩縱向擺動。航速方面,通用集團宣稱這種三胴體LCS在滿載裝備、油料、彈藥的情況下仍擁有47節的極速,僅搭載核心系統時最大速度超過50節 ,以18節速率航行時續航力4300海里。 相較於洛馬的傳統單體海刃方案,GDMMC的三船體的阻力較低,不過由於LM-2500+的推力遠低於海刃的MT-30,因此GDMMC的最大航速(約45節)略遜於海刃(約47節)。

拜三 體設計提供極大可用空間之利,GDMMC具備充裕的可用空間,艦尾飛行甲板 面積廣達7300平方英尺(678.2平方公尺),能供CH-53重型直昇機以及MV-22傾斜旋翼機等 重型航空器起降,號稱在六級海象下仍可進行直昇機起降作業。艦尾起降甲板長度150英尺(45.72m),起降作業區長度105英尺(32m),無障礙安全區長度32英尺(9.75m)。 GDMMC的機庫容積能停放一架MH-60R/S,以及2架RQ-8B無人直昇機。直昇機甲板下方設有單一的大型任務容艙,面積達15300平方英尺(1421平公尺),與直昇機庫之間以升降機相通,用於攜帶任務籌載、兵員等,例如RHIB突擊艇或無人載具,並由艦尾艙門進行收放 (艙內頂部也設有滑軌式起重機) ;艦尾側面設有一套來自商用貨輪的液壓艙門 與滑跳板,可連接碼頭讓車輛駛進/駛出,艙門附近還配備一個雙支架起重機。與洛馬的海刃相較,GDMMC的艦尾任務艙面積大得多,可以並排容納六軍用卡輛車 ,或四輛Stryker裝甲車連同其編制的兵員,因此必要時可以當作快速運輸艦來使用;然而,這個單一任務艙沒有任何分隔,因此對外的小艇收放艙門必須設置在離水線較高的位置,以免作業時影響整個任務甲板區。由於大量採用最新型民間科技組件,GDMMC只需25到30人就能有效操作。 然而,GDMMC為了減輕重量,採用全鋁合金的上層結構與艦體,導致抵抗戰損與火災的能力受到質疑。損管方面,GDMMC設有兩個損管控制站,都偏向艦體左舷。

GDMMC的戰鬥中樞是諾格集團研發的整合指揮管理系統(Integrated Combat Management System,ICMS),無線電通訊系統由英國航太電機系統(BAE Systems Electronic Systems)提供,船艦自動化控制系統由CAE Marine Systems提供。在不降低耐海能力的前提下,GDMMC最多可配備180ton的武裝與任務籌載。艦上的電子系統包括瑞典SAAB集團的海長頸鹿(Sea Giraffe )敏捷多波束(Agile Multi-Beam,AMB)三維 中程多功能搜索雷達(在2014年1月中旬被美國海軍賦予AN/SPS-77(V)1的正式編號,被LCS-2、4採用,LCS-6則安裝進一步升級的AN/SPS 77 V(2) )、SeaStar Safire熱影像儀(FLIR)、協同接戰能力(CEC)的接收端、Link-16資料鍊、EDO(2007年被ITT Corporation購併)的ES-3601電子截收裝置以及用於導控火砲的AN/KAX-2光電偵蒐/射控系統等,並配備Sperry Marine的Bridge Master-E導航雷達系統。艦內擁有通用集團設計開放架構體系計算機基礎環境(OPEN CI),實現艦內網路化,將所有艦船平台控制、損害管制、作戰裝備、隨插即用的任務模組以及所有的大小工作站都整合在單一網路環境內 ,人員可在艦橋控制台存取艦上所有的相關操控、運行機能並監視其運作狀況。GDMMC採用雙戰情中心的設計,其中一間設置在艦橋後方(以簾幕分隔),主要負責內部通信和船艦操空,第二格戰情中心則設置在艦橋後方的兩層甲板以下,位於任務艙之前,主要用於戰鬥管理;此種雙戰情中心較為寬敞,可擴充性大,但分隔兩地的設計可能在作戰時發生指揮上的障礙。早期GDMMC想像圖採用一個AEM/S封閉式桅杆系統,將主要電子天線隱藏於內部;實際建造時則更改設計,採用一個輕量化的椼架桅杆,海長頸鹿雷達的天線則以一個小型封閉式外罩設置於桅杆塔下方。三具傳統的MK-36 SRBOC六聯裝干擾彈發射器位於機庫結構兩側,船樓內部隱藏有兩具MK-53 NULKA主動式誘餌發射器。

武器裝備方面,GDMMC艦首設有一門MK-110 57mm快砲,機庫頂端居中位置則有一具結合方陣Block 1B砲座、射控以及11聯裝RAM發射器的海公羊(SeaRAM)短程防空飛彈系統。此外,船樓結構內與直昇機甲板下方的艦內甲板 兩側各設有一挺12.7mm機槍(總數四挺),艦首下方裝有伸縮式水雷迴避聲納,艦尾空間則可設置拖曳陣列聲納以及兩組拖曳式魚雷反制誘餌。此外,艦首主砲後方鄰近艦首艛的甲板預留了安裝垂直發射系統的空間。GDMMC也預留了裝置 更多武器的空間,例如可裝置兩組垂直發射器(MK-41垂直發射器的戰術型,深度6.76m)、MK-46 30mm機砲都有各自獨立的基座(海刃則需要兩者共用同一組基座);因此,即便替換其他任務模組,GDMMC仍能繼續保留兩座MK-46 30mm機砲以及NLOS-LS非視線火力投射系統。 然而,GDMMC艦首比較狹窄,寬度只夠安裝57mm快砲,不能換用76mm快砲。

雷松集團:

雷松集團的LCS設計放大自挪威盾牌級飛彈快艇,採用SES設計。

在2003年4月,以雷松集團(Raytheon)為首的團隊正式宣布以挪威Umoe造船廠在1990年代末期推出的新型盾牌級(Skjold class)飛彈快艇為基礎加以放大修改,推出競標LCS的設計。在此團隊中,雷松為主承包商並負責系統架構與系統整合,約翰.穆林協會(John J. Mullen Associates,JJMA)負責艦艇工程設計,Umoe造船廠負責艦體的設計與製造程序,Goodrich負責混合設計與裝配,建造地點則為於大西洋海事船塢(Atlantic Marine, Inc.)。盾牌級採用名為水面效應船(Surface Effect Ship (SES)的艦體設計,結合氣墊船與雙胴體船(catamaran)的特性,擁有雙胴體船的艇身,但是在兩個胴體之間設有氣墊。平時SES有如一般的雙胴體船,在高速航行時則啟動氣墊,將船身托起以降低航行阻力。SES在各LCS競爭者中擁有最高的航速,而且使用氣墊時其吃水大幅降低,利於在淺海環境操作,其他優點還包括氣墊設計較能抵抗水下爆震等。但SES也繼承氣墊船的先天缺點,例如為了提供氣墊舉升風扇所需的動力,需要額外的輪機裝備與燃油消耗,且維護費用高昂,這些因素使得氣墊船很少被較大的艦艇採用。

雷松LCS的全長超過80m,外觀與盾牌級極為類似,與盾牌級一樣大量使用重量輕、強度高的複合材料,匿蹤程度頗高,而且複合材料不會產生磁性訊號。艦首設有一門57mm快砲,艦橋前方裝有一具RAM公羊飛彈發射器,艦橋頂的AEM/S桅杆內裝有SPS-73平面搜索雷達以及海長頸鹿雷達,直昇機庫上方裝有一具MK-15 Block 1B方陣近迫武器系統,機庫兩側各有一具誘餌發射器。拜SES以及輕量化複合材料之賜,雷松LCS的航速理論上超過60節,高居各競爭者之冠,不過該設計較盾牌級放大不少,是否會影響穩定性則頗令人質疑;此外,SES較大的動力消耗以及較為受限的艦內空間在LCS計畫中也比較不利。

諾格集團:

在2002年10月22日,諾格集團與瑞典克考姆(Kockums)船廠以及在1999年購併克考姆的德國HDW簽約,正式加入FMHSS研究案,並以克考姆著名的新型YS-2000偉士比(Visby class)巡邏艦為基礎,加以放大而推出競逐LCS的設計。此種LCS總共有兩種版本:排水量2200ton的機動型與1900ton的作戰型,其中機動型的舷寬較大,兩者的共通性高達95%。諾格LCS使用與偉士比級類似的玻璃纖維強化樹脂(FRP)作為艦體材料,具有重量輕、強度高、耐衝擊且無磁性訊號等優點,而且維護費用只有鋼材、鋁材的20%,但是耐火能力不如鋼材。諾格LCS雖然具有極佳的匿蹤性,但是艦體為傳統的排水單船體設計,這在強調高速性能的LCS計畫中頗為吃虧。

德克壯斯系統集團:

德克壯斯提出的LCS方案採用HCAC構型,與SES類似。

德克壯斯系統(Textron Systems)與EDO Combat Systems為主的團隊(其他成員包括George Sharp與VT Halter公司)在2002年11月19日宣布獲得美國海軍發展LCS的合約,該團隊提出的設計案為混合雙船體氣墊船(Hybrid Catamaran Air Cushion,HCAC),結合雙體船與表面效應船( Surface-Effect-Ship,SES )的特性。在1980年代上半美國海軍獵雷艇( Minesweeper Hunters ,MSH)競標計畫中,德克壯斯系統就與瑞典廠商合作提出玻璃強化塑膠(GRP)建造的表面效應(SES)獵雷艇並曾得標,成為紅雀級(Cardinal class),但在設計建造階段由於超支落後以及抗爆震測試不過關等因素,合約被取消。

此種LCS以鋁合金作為艦體建材,全長90m,舷寬30m,標準排水量1025ton,滿載排水量1640ton,吃水在雙胴體航行模式(CAT)時為5m,以SES模式航行時吃水則降至2m。此型艦的動力系統結合兩具LM-2500燃氣渦輪、兩具MAN/B&W 12VP185柴油機、德國MTU授權美國底特律柴油機公司(Detriot Diesel)生產的MTU 12V4000柴油發電機等,氣墊舉升風扇所需的動力由兩具Vericor TF-50燃氣渦輪提供,推進器則為兩具電動螺旋槳推進器以及一具艦首推進器。此型艦以SES模式高速航行時,由燃氣渦輪提供動力,最大航速約50~55節,速度50節時可持續航行1400海里;以CAT模式高速航行時,則以柴油機直接驅動;以CAT模式經濟巡航時,採用電力推進,航速18~20節,續航力則為5250海里。此種LCS編制42名乘員,艦上總共可容納75名人員。武裝方面,艦首裝有一具MK-15 Block1B方陣近迫武器系統,直昇機庫上方裝有一具RAM公羊防空飛彈發射器,艦上並設有誘餌發射器,能使用NULKA主動式誘餌。艦尾直昇機庫可容納一架SH-60R/S直昇機,飛行甲板可操作兩架OH-58D斥候直昇機或一架MV-22傾斜旋翼機。

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