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神盾系統的過去與未來——台灣取得神盾艦的意義

演習中利用自身神盾雷達偵測並發射SM-3 1B飛彈攔截彈道飛彈的Lake Erie (CG 70)。 圖/U.S. Department of Defense
演習中利用自身神盾雷達偵測並發射SM-3 1B飛彈攔截彈道飛彈的Lake Erie (CG 70)。 圖/U.S. Department of Defense

自2021年下半年起,美國從阿富汗撤軍決定將心力轉移至印太後,美中兩國的競爭開始搬上檯面,美艦以往久久一次通過台海宣示航行自由的行動,近期頻率不但升高,且加入了歐美其他各國,而美軍通過的軍艦通常以神盾巡洋艦為主,究竟美艦只是單純通過或是有其他意涵?

神盾系統運作概念

1960年代,正是美國與前蘇聯冷戰方炙的時代,美國為了強化水面艦的防空能力,希望發展一套結合雷達、飛彈、反艦、反潛,甚至是近迫武器等系統的整合式作戰系統,用以應付日益嚴苛的水面作戰要求。這套系統必須具備多目標接戰能力,並將指揮作戰及決策,以及艦上武器系統管理加以電腦化。

美國海軍在1950年代已逐步將海軍水面艦的武器系統加以飛彈化,不過飛彈化也使得水面艦會遭遇更快速的威脅,包括敵方飛機或是艦艇發射的武器,因此必須更快速發現目標,並立即接戰,這套指揮管制機制必需完全電腦化,並整合艦上的感測器及武器。

這套系統的關鍵是相位陣列雷達系統。傳統雷達是旋轉式天線,以當時美國海軍最先進的SPS-48E雷達,只有一面天線,為了涵蓋艦艇周邊360度範圍,需使用動力機構進行水平旋轉,一次旋轉需花費四秒時間,還需要多次重新接觸目標,才能計算目標速度向量,捕捉目標後,要再將資料回饋給目標照明雷達,指揮標準2型飛彈加以接戰,接戰能力及數量受到嚴重限制。此外,為滿足遠距離大範圍搜索,以及精確目標追蹤的需要,還需要兩套不同的雷達系統,不但整套系統變得又大又重,還很複雜,同樣也增加成本。

同時期美國海軍正在建造新一代的史普魯恩斯級(Spruance Class, DD963),並計劃在該級艦上裝置神盾系統。該級艦另有一個著名的防空衍生型,即伊朗王國時代要求美國協助發展的防空驅逐艦,裝置SPS-48E雷達及標準2型飛彈,不過在建造完成之時,巴勒維國王即已垮台,這四艘防空驅逐艦後來由美國海軍接手,改編後以首艦之名,被稱為紀德級驅逐艦(Kidd Class)退役後又轉移至中華民國海軍手上,改名成為基隆級驅逐艦,也是在國軍的台版神盾艦建造完成前,防空作戰能力最強大的水面艦艇。

位於Beale AFB, Calif的早期預警雷達,大型的EWR功能將逐漸分散到新一代雷達身上。 圖/US Air Force
位於Beale AFB, Calif的早期預警雷達,大型的EWR功能將逐漸分散到新一代雷達身上。 圖/US Air Force

升級版的勃克級驅逐艦

由於水面艦艇面對的威脅逐漸增加,且除了以往的反艦飛彈及攻擊機群的威脅外,還增加了極音速飛彈及彈道反艦飛彈,因此美軍不斷將勃克級(USS Arleigh Burke, DDG-51)持續升級,勃克級的第一批次(Flight I & IA)沒有直升機庫,到了Flight II以及IIA增設直升機庫,並將艦體略為加長、後方垂直發射系統位置提高,為免被直升機庫擋住雷達掃描範圍,後方兩面神盾雷達也予以架高。標準排水量約六千餘噸,總排水量則為八千餘噸,但Flight IIA及最新的Flight III則提升至九千噸以上。

勃克級的神盾戰鬥系統SPY-1雷達是被動電子掃描雷達(PESA),與每個發射/接受器都獨立運作的「主動電子掃描雷達」(AESA)不同。另外,為延長偵測距離,SPY-1使用UHF波段,雖可達到五百公里偵測距離,但無法提供精確的目標解算及導引資訊,因此艦上需另行裝置X波段的射控雷達,但這已足以使SPY-1設計單純化,並減輕雷達重量。

勃克級第二批引進三軍聯合資料分配系統(JTIDS),神盾戰系提升至Baseline 5.4水準,除了取消拖曳聲納及飛彈再裝填裝置、方陣快砲等,用以減輕重量外,也有艦體上的一些設計變更及改良,如電戰系統、遙控武器站、雷射等,以因應新作戰環境挑戰。且將作戰系統提升到Baseline 9的彈道飛彈防禦能力。

第三批(Flight III)則改用AN/SPY-6(V)AMDR相位陣列雷達,戰系也升級至Baseline 10,反彈道飛彈能力提升至BMD6,艦體空間則需進行相應修改。2020年,經過多年研究的勃克級第三批首艦盧卡斯號(USS Jack H. Lucas, DDG 125)已經開始建造,預計將建造15艘。

正在夏威夷軍港中運送的美國海基X波段雷達。 圖/U.S. Navy
正在夏威夷軍港中運送的美國海基X波段雷達。 圖/U.S. Navy

神盾艦對中國的威脅

由上面敘述可知,神盾艦通過台海不單單是船隻通過這麼簡單,就先以公布的五百公里偵測距離來看,其雷達系統可以監視範圍內所有中國軍方的動態,收集相關的電磁數據、雷達參數,未來預定先期打擊目標資料等等,而未來透過分散式網路合作雷達方案,升級過的陸基雷達、天空的空中預警機、海面上的神盾艦、甚至太空中的衛星等,可以結合成全面的區域監視偵測範圍,任何該區域的敵軍動向將全被掌握。

將中國部隊調動、飛彈發射或機群動向完全掌握,除了有先發制人的選擇外,也等於將中國反區域介入/拒止的能力無效化,海上神盾、陸基雷達、天空預警機各個雷達站點都可有同樣的資訊指揮管制功能,就如同家用MESH網路概念類似,各個分散節點都可取代各自的功能,中國需要優先打擊的目標瞬間變成十數倍,也就大幅降低了可能的成功率。

神盾艦對國軍戰力的意義

國軍目前僅基隆級驅逐艦具備區域防空能力,由於基隆級驅逐艦、濟陽級巡防艦都面臨壽期將至或過於老舊,亟需汰換的狀況,除尋求新艦外,相應擴充的功能,也將挑戰海軍甚至國軍整體的作戰思維。

依國軍現有規劃,或外界討論,不論是否向美國要求引進即將退役的提康德羅加級巡洋艦,或是藉建造新一代巡防艦機會,以自製或外購方式獲得艦載版主動電子掃描雷達,都會比現在更大幅度提升海上防空甚至區域防空能力。

提康德羅加級艦行將役的七艘,直接選擇四艘交付國軍,則國軍將立即獲得具區域防空及彈道飛彈防禦能力的主戰艦艇,若新建巡防艦的作戰系統採用國際標,則SPY-6的簡化版SPY-6(V)3「勇往空中監視雷達」(Enterprise Air Surveillance Radar,EASR)雷達,有可能加入投標,這會使中華民國海軍獲得強大區域防空能力。

網路合作雷達方案中的先進分佈式雷達概念,將能助SPY-6等戰術雷達一臂之力。 圖/Raytheon Company
網路合作雷達方案中的先進分佈式雷達概念,將能助SPY-6等戰術雷達一臂之力。 圖/Raytheon Company

且以目前美台合作的模式來看,暫不論國產相位陣列雷達能提供多少區域防空或反飛彈能力,若是搭配升級後的愛國者飛彈雷達系統,除了單獨裝備點能力的增強外,未來與美方的軍事資訊分享串接將會是重點,飛彈打得再遠,但是沒有目標資訊將無濟於事,因美國海軍是以航空母艦打擊群作為打擊核心,加上近年開始的分散式作戰概念,將更符合此種作戰模式。

國軍若獲得此類艦艇,則需思考不同的作戰模式,融合美軍分散式打擊觀念,搭配標準飛彈的區域防空能力,過往海軍點防禦的觀念將大幅升級,假設部署在東部或是南部海域,在未來潛艦提供水下保護力下,將能提供台灣全方位的偵測及防禦能力,嚇阻解放軍空軍在東部對台灣的威脅,其彈道飛道防禦能力也可保護東部的重要空軍基地安全,並與空軍戰機的長程打擊能力形成絕佳的海空聯合戰力。建軍時程須長遠思考,科技的進步讓未來戰場形式改變,這是未來國軍在規劃建造這類作戰能力超越保衛本身的艦艇時,必須先超前思考的課題。

美日共同演習中在USS Shiloh (CG 67) 監看雷達系統的美軍操作人員。 圖/U.S. Navy
美日共同演習中在USS Shiloh (CG 67) 監看雷達系統的美軍操作人員。 圖/U.S. Navy

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