是匡扶海軍或誆海軍?震海案膠著之際,國造輕巡防艦的利弊(下) | 廖英雁 | 鳴人堂
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是匡扶海軍或誆海軍?震海案膠著之際,國造輕巡防艦的利弊(下)

濟陽級(美造Knox級)巡防艦以反潛見長,惟艦齡已逾50年,動力系統老舊,自動化程度低,應及時汰換。 圖/中華民國海軍官網
濟陽級(美造Knox級)巡防艦以反潛見長,惟艦齡已逾50年,動力系統老舊,自動化程度低,應及時汰換。 圖/中華民國海軍官網

▍上篇:

是匡扶海軍或誆海軍?震海案膠著之際,國造輕巡防艦的利弊(上)

比起膠著的震海計畫,喧騰一時的輕巡防艦,最大賣點為預期能及早完成設計、招標、開工、下水、海試,汰換老邁的濟陽級,填補戰力空隙。其定位為二級艦,能彌補海軍一級、三級艦之間的勤務需求,改善艦隊編制、人事升遷、與人力運用情形。從國防自主「願景」與技術水平「現實」的落差來看,此案較能在中科院的實際能力與海軍的需求間搭起橋樑。

當然,輕巡防艦艦體較小,又限於角色定位,難以容納全套的高性能防空、反潛裝備,僅能分成兩構型分別安裝,並採混合編組以量補質。若優先採用較成熟、研發時程較短、成本較低的既有技術或成品,實屬情理中事,但這也容易在「性能要高」、「預算要合理」與「進度要快」三方面捉襟見肘。所以必須審慎取捨,以免「高不成、低不就」一語成讖。

預算跟進度要管,生存能力更要顧

以船舶生存性為例。從1982年雪菲爾號巡防艦、1987年史塔克號巡防艦被飛魚反艦飛彈命中的慘案可知,鋁合金船艛的抗打擊能力不佳。目前傳言的幾種輕巡防艦載台方案裡,2,500噸國艦國造船艏水模僅有船體(hull)而無船艛、中科院與台船1,400噸概念圖未說明船艛材質,至於船舶中心RD-200船型(即海巡署2,000噸艦及新造1,000噸艦)的船艛正是鋁合金,同樣具有價昂、防護力低、易燃的問題。

1982年福島戰爭裡被飛魚飛彈重創的英國42級巡防艦雪菲爾號(HMS Sheffield),暴露出鋁合金上層結構的弱點。 圖/維基共享資源
1982年福島戰爭裡被飛魚飛彈重創的英國42級巡防艦雪菲爾號(HMS Sheffield),暴露出鋁合金上層結構的弱點。 圖/維基共享資源

儘管鋁合金船艛比鋼質船艛輕盈,可避免船舶上層重心過高,在不改變主機設計下利於高速航行,但現代軍艦的生存性已不只單靠航速(縱使超過30節也快不過超音速反艦飛彈),更是訊(噪)跡隱匿、遠程偵搜、情資整合、快速反應與軟/硬殺能力的綜合表現。況且新型輕巡防艦或許會考量空間、供電、造價等因素,「軟殺」只靠近程T-MASS干擾彈發射器,無力安裝AN/SLQ-32主動電子干擾設備(或安裝此系列僅有電子截收能力的基本款),因此更應重視抗戰損能力,例如:以鋼材強化船艛重要部位、使用不易被引燃的艦內漆料,並考量適當融入匿蹤設計,包括內傾斜面船艛、傾斜多面體桅杆、雷達匿蹤塗料,從前期就降低被發現的機率。

獵鯊只靠拖曳聲納?艦艏聲納和直升機不可少

再看反潛能力。傳言中的各種載台方案(RD-200原始構型、國艦國造穿浪船艏水模、中科院與台船1,400噸輕巡防艦)均無艦艏聲納設計,僅有中科院與台船輕巡防艦概念圖配有拖曳式聲納模組,著實讓人費解。

2018年中科院的1400噸輕巡防艦概念影片,未配置艦艏聲納,僅以拖曳聲納進行反潛,飛行甲板疑似不足以讓海鷹直升機起降。 圖/中科院Youtube頻道
2018年中科院的1400噸輕巡防艦概念影片,未配置艦艏聲納,僅以拖曳聲納進行反潛,飛行甲板疑似不足以讓海鷹直升機起降。 圖/中科院Youtube頻道

誠然,現代潛艦及其武器性能大幅進步,水面艦必須盡量將偵潛範圍外推到第二、第三匯聲區(Convergence Zone),所以拖曳式低頻聲納陣列(Towed Array Sonar, TAS)及可變深度聲納(Variable Depth Sonar, VDS)、能快速趕抵現場的反潛直升機不可或缺;相形之下,採直接聲學運作原理的艦體固定式聲納,易受斜溫層影響,遠程偵潛能力較差(即使是濟陽級的AN/SQS-26CX大型低頻聲納,偵測距離也僅及第一匯聲區)顯得有些式微。而輕巡防艦空間有限,先進的低頻拖曳聲納又已輕量化到能由中小型艦艇以20節以上高速拖曳(如L3Harris集團的Model 980 ALOFT),也是艦艏聲納被取消的可能原因。

聲音會在水中沿著聲速減小的方向彎曲折射,往上匯聚到水面形成匯聲區。但範圍內的其他區域未必聽得到。因此把聽音範圍盡量外推到更遠的匯聲區,有助於及早偵獲潛艦。 圖/Introduction to Ocean Acoustics.
聲音會在水中沿著聲速減小的方向彎曲折射,往上匯聚到水面形成匯聲區。但範圍內的其他區域未必聽得到。因此把聽音範圍盡量外推到更遠的匯聲區,有助於及早偵獲潛艦。 圖/Introduction to Ocean Acoustics.

不過,比起拖曳聲納,中/高頻艦體聲納在淺海或近距離要偵測無人水下載具、智慧型水雷等目標,及時分辨目標位置,並容許船艦作出較激烈的戰術運動,仍有難以取代的優勢。而以水動力、聲效能條件考慮艦體聲納安裝位置,艦艏又比艦舯理想,如果僅在艦舯安裝小型、廉價的高頻主動聲納,將雷同當年的錦江級巡邏艦(裝備一具挪威SIMRAD廠的SS-247聲納,工作波段12至25kHz,偵測距離僅有500至12,000公尺),聲效能易受艦體與水流的噪音抵銷,實際反潛與避碰水/魚雷能力不彰。

將艦艏中/高頻、主/被聲納整合進新型輕巡防艦,當然需要重新設計船艏,連帶影響艦上戰鬥系統的架構、戰情中心的布局,可能拉長全案進度、延後建造時程;然而長遠來看,解放軍已有大量先進、寂靜的柴電潛艦,海軍誇耀的新型三級艦(塔江級)則缺乏反潛能力,如果輕巡防艦只因預算有限與急於成軍,讓防空型毫無聲納,反潛型則僅有拖曳聲納,將難以抗衡敵軍「鯊群」。因此,在兩構型皆安裝能遠程偵潛的拖曳聲納,並於反潛型配備艦艏聲納,供其靈活併用,將能讓水面作戰支隊及早偵獲可疑水下動態,提升狀況知覺能力。

海巡2000噸艦的飛行甲板有操作海鷹直升機的潛力,但機庫變更設計為其他用途,且不具捕捉輔降設備,直升機難以隨艦。圖中為5噸的海豚直升機。 圖/CG127新北艦臉書
海巡2000噸艦的飛行甲板有操作海鷹直升機的潛力,但機庫變更設計為其他用途,且不具捕捉輔降設備,直升機難以隨艦。圖中為5噸的海豚直升機。 圖/CG127新北艦臉書

飛行甲板、機庫、助降設備與直升機,同樣攸關反潛戰力。須知匯聲區的寬度相當狹窄,第一匯聲區更窄,可能只有三到五海里,現代潛艦航速又快,即使柴電潛艦衝刺時速也達20節,如果艦載拖曳聲納偵獲可疑目標後,艦艇沒有直升機趕赴現場投下聲納浮標繼續偵測(海鷹族系S-70C(M)1、2及MH-60R巡航時速約120節,十分鐘即可移動20海里),敵潛艦很可能在十分鐘後就逃離匯聲區,從容的躲在聲納陰影區裡朝我方發起攻擊。沒有反潛直升機的水面艦絕非其對手。

2018年中科院與台船1,400噸的輕巡防艦方案,飛行甲板相當狹小,面積與強度可能不足供重逾十噸、長約二十公尺的海鷹族系直升機起降,機庫就更不必談了。而船舶中心的RD-200船型,從2015到2016年間的「海巡艦機結合爭議」監察院調查報告可知,其飛行甲板較長(約十九公尺),若結構強度符合美軍DDS 130-2規範,能供陸基型黑鷹直昇機緊急降落,意即有操作海鷹族系直升機(輪距較陸基型短、尾桁與懸翼可折疊)的潛力。惟海巡署2,000噸艦已變更機庫設計,海軍若選用RD-200為輕巡防艦載台,實應保留機庫。

由於國造輕巡防艦的等級、巡弋範圍都已超越三級艦,又可能接替濟陽級的反潛任務,所以需要面積、強度皆能滿足海鷹族系的飛行甲板和機庫,並至少在反潛型上安裝RAST-ASSIST助降系統,才能在海象惡劣的台灣周邊海域操作直升機,擁有立體偵潛能量。

專案延宕、性能未必達標……光環下的中科院

平心而論,國造輕巡防艦能否順利開工、如期如質竣工,仍高度取決於中科院的實力。畢竟與先進國家軍工複合體相比,中科院的資金、人力、廠房、設備、產能等規模相對迷你,不少關鍵組件仍仰賴外購或技轉,且客戶僅來自我國各軍種,致使研發延宕、可靠性不如國外同等品、產品生產慢、參數累積與改良時程長等等問題時有所聞。國造輕巡防艦案正是檢視這些疑義的試金石。

中科院開發中的海劍羚近迫防禦飛彈,就是典型的例子。2017年,中科院於台北世貿國防展中宣稱,海劍羚有獨立型(備彈12枚,自帶X波段版本的海鷹眼雷達與光電系統)、戰系型(備彈24枚,不具獨立雷達,與艦上雷達連線,由其指揮導引)兩種,2018年中科院1,400噸輕巡防艦的宣傳影片裡,更以獨立型與輕巡防艦搭配。但到了2021年間6月間高雄艦海試時,外界才發現海劍羚迄今僅有戰系型能上艦測試,惟其缺乏獨立雷達、需由艦上蜂眼雷達指揮導引,亦即經歷了四年時光,海鷹眼的X波段版本進度仍是未知數。

塔江艦的艦舯後半段,被一座獨立蜂眼雷達塔佔據。 圖/中華民國海軍臉書
塔江艦的艦舯後半段,被一座獨立蜂眼雷達塔佔據。 圖/中華民國海軍臉書

RD-200船型的船舯狹窄(黃色虛線內所示)、桅杆與煙囪間距短,若裝備戰系型海劍羚,額外增設的雷達塔可能佔據有限的武器安裝空間。 圖/CG127新北艦臉書
RD-200船型的船舯狹窄(黃色虛線內所示)、桅杆與煙囪間距短,若裝備戰系型海劍羚,額外增設的雷達塔可能佔據有限的武器安裝空間。 圖/CG127新北艦臉書

假如國造輕巡防艦成案並開工,中科院的獨立型海劍羚研發進度卻跟不上,當然可以先裝備較早實用化的戰系型海劍羚,或暫時以除役舊艦拆下的方陣快砲墊檔,但前者要為蜂眼雷達另外架設桅杆或匿蹤雷達塔、占用艦上有限的空間,後者的近迫防禦能力則沒有進步。眼看海鷹眼X波段雷達持續延宕,中科院的專案控管能力令人憂心。

垂直飛彈發射系統能否安裝,也是廣泛討論的話題。一個常見的理論是,輕巡防艦若以「一坑四彈」將海劍二飛彈裝入垂直發射系統,即每個發射井埋入四枚飛彈,只要安裝一具Mk41自衛型的4×2八聯裝發射單元(占用甲板面積長×寬約3.17×2.08公尺)就可容納32枚備射彈,防空火力是原本艦舯斜向發射箱16枚的兩倍。但這個構想忽略了彈長與搭配的發射器。

比起美軍的ESSM(進化型海麻雀)飛彈(彈徑254公厘、彈長3.6公尺)或法國的Aster-15飛彈(彈徑180公厘、彈長4.2公尺),國產天劍二型飛彈明顯長得多,原始彈徑190公厘、彈長高達3.6公尺,在加裝助推火箭成為海劍二後,長度更直逼標準二型飛彈(彈長4.72公尺,必須由發射井深達6.75公尺的Mk41戰術型容納),估計可達4.6公尺。再考慮發射時的排焰空間,恐難由深度5.3公尺的Mk41自衛型容納!況且垂直發射版海劍二,原本是為了康定級巡防艦升級案所開發,後者B砲位01甲板深度約5.4公尺,配合的垂直發射系統是中科院「華陽專案」自製的發射器;縱使海劍二能由Mk41自衛型容納,也因未付費取得原廠洛馬集團的授權,短期內只能搭配華陽系統。

國武國造固然令人振奮,惟從天弓三型、蜂眼雷達後勤維護費居高不下的先例可知,像華陽系統這樣專為海劍二開發,規格特殊(無法整合海弓三、ASROC垂發版反潛火箭)、預計產量不到15套的孤版發射器,將有獲得費用昂貴、運作費用更高、零件籌組困難、補保欠撥待料的隱憂。若發射器為了容納飛彈,使深度超過康定級B砲位下方空間,安裝後將會稍微突出01甲板,破壞艦體匿蹤外型,而此情形在模深、吃水、甲板深度更淺的輕巡防艦上(例如RD-200船型)會更嚴重。反過來說,如果中科院為了縮減彈長,「削足適履」取消垂發版海劍二的助推火箭與燃氣舵,更會讓有效射程急遽降低到點防禦的水準,也不符合作戰需求。

天劍二型飛彈外型比ESSM飛彈(如圖)細長,造成海劍二整合垂直發射系統時,很難在彈長、發射器深度與有效射程都令人滿意,安裝限制比ESSM飛彈與Mk41系統多。 圖/維基共享資源
天劍二型飛彈外型比ESSM飛彈(如圖)細長,造成海劍二整合垂直發射系統時,很難在彈長、發射器深度與有效射程都令人滿意,安裝限制比ESSM飛彈與Mk41系統多。 圖/維基共享資源

所以,除非海劍二的固態火箭確定有突破性進展,可大幅提升射程,否則在此之前,「輕巡防艦是否要裝垂直發射系統」,仍應以康定級升級案裡垂發版海劍二的表現為基礎,討論其效益才有意義。

國造迅聯戰鬥系統與反潛裝備的整合,則是更大的問題。眾所周知,老邁的濟陽級自動化程度低,聲納獲得的參數需由人工輸入Mk-114類比式射控計算機;儘管部分艦隻曾於1980年代加裝FFISTS跟C-STEM戰鬥管理系統,運算速度仍難以滿足現代作戰瞬息萬變的需求。在震海計畫的迅聯專案進行後期,海軍即曾向中科院迅聯戰鬥系統追加要求,希望納入電戰與聲納情資,使戰情中心自動匯整各種感測器的圖資並即時判斷,不必再像過去以人力逐級下達口令、延誤時效。但在震海計畫「迅聯專案」結案後,國造艦用戰鬥系統是否還有經費挹注,進一步整合水下情資?

雖說迅聯戰鬥系統是商規元件、開放式架構,要納入新感測器、武裝與增設操控台相對容易,如今電腦運算速度也遠勝1980年代的產品,但在新型輕巡防艦能取得的聲納尚不明朗前,很難了解迅聯戰系對於水下情資的整合、追蹤能力如何,遑論射控解算能力。而國造戰系在複雜作戰環境下的可靠度如何?中科院對此也不應迴避。

澄茂企業的CM-T19-P三螢幕船舶操控台,大量使用商規零件(例如CPU為i7-6600U),方便後勤補保,咸信與中科院迅聯專案頗有淵源。 圖/澄茂企業
澄茂企業的CM-T19-P三螢幕船舶操控台,大量使用商規零件(例如CPU為i7-6600U),方便後勤補保,咸信與中科院迅聯專案頗有淵源。 圖/澄茂企業

至於機—艦聯合攻潛作業方面,美軍是以機載AN/ARQ-44、艦載AN/SRQ-4兩者組成的海鷹資料鏈(Hawk Link)系統,讓反潛直升機實時回傳機載的聲納浮標資料,再整合艦上AN/SRQ-19拖曳聲納的資訊,由AN/SQQ-89水下射控系統解算射擊參數,最後交由通信範圍內共享資料的母艦、直升機或友軍P-3C反潛機任一者發射武器。但海軍目前僅有由美軍熱艦移交的銘傳(PFG-1112, ex USG Taylor FFG-50)、逢甲(PFG-1115, ex USG Gary FFG-51)兩艦具備此等能力。

若中科院未來無法取得AN/SRQ-4艦載接收端的輸出許可,並付費授權整合至迅聯戰系,或者未能循長風三號電戰系統(台版AN/SLQ-17)、蜂眼雷達拆裝復仇者STC介面盒等先例「研製」出類似的國造機–艦資料鏈,則輕巡防艦與直升機聯合反潛時,仍將重演成功級仰賴人工整合直升機回傳情資,耗時長、精度低的困境,立體自動攻潛能量比起要取代的濟陽級進步有限。

這些問題,在在反映了中科院研發能量有限的現實。國內軍事迷們流傳的「科科院」、「烏龍院」玩笑背後,是體諒國造武器辛勞之餘,更盼望性能精進的痛切期許。

同為派里級巡防艦,美國售台的逢甲號(原艦名為:USS Gary,艦身編號:FFG-51),裝有AN/SRQ-4資料接收天線(黃圈所示)、SQQ-89水下作戰系統與SRQ-19拖曳聲納,立體自動攻潛能力遠優於國造的成功級。 圖/維基共享資源
同為派里級巡防艦,美國售台的逢甲號(原艦名為:USS Gary,艦身編號:FFG-51),裝有AN/SRQ-4資料接收天線(黃圈所示)、SQQ-89水下作戰系統與SRQ-19拖曳聲納,立體自動攻潛能力遠優於國造的成功級。 圖/維基共享資源

真正的挑戰:恐引發預算排擠,造艦方向須明確

總結前述分析,國安高層在震海計畫延宕之際,評估另案建造國造輕巡防艦,所要面對的課題依然不少。

固然,我國過去十餘年間海軍、海巡各種造艦案,已累積不少民間造艦能量,而中科院T-MASS干擾彈、海劍二、海劍羚、海蜂眼、海鷹眼、華陽垂發、迅聯戰系等專案也有一定的成績,但上述成果能否順利整合於二級艦上,滿足中低強度的防空、反潛作戰需求,恐怕仍有參差不齊的困難。再看傳聞中的載台選項,中科院與台船板,1400噸方案欠缺海鷹直升機操作能力,RD-200船型則沒有雷達匿蹤外型,兩者都需要相當程度的構型修改(可能包括船舶主機、發電機),才能符合需求。

另外,由於軍事科技與通貨膨脹同樣快速發展,現代軍艦造價並不便宜。以預算被凍結的震海計畫4,500噸艦為例,2020年台船對外法人說明會的「新一代飛彈巡防艦原型艦」報價為新台幣245億4,900餘萬元;又如700噸的塔江級後續艦單價,2021年底報價也在64億3400餘萬到75億6300餘萬元之間。可見比起船體載台,艦上各項感測、運算、通訊、射控單元及武裝彈藥才是真正昂貴之處。輕巡防艦預計分為防空、反潛兩構型,反而可能讓中科院委製的某些裝備產量減半(畢竟特定為防空、反艦加強的設備,只會擇一安裝),也使單價連帶提高。

換言之,「以2,000噸艦填補4,500噸艦成軍前的戰力」,除了載台較小、能較快竣工之外,比起震海計畫並沒有簡單、廉價到哪裡去。此案若付諸實行,要克服的國產武器研發、整合、測試挑戰依然少不了,這也將是預算支出最高(甚至可能追加)、進度最為耗時,也最易在國會引發爭議的焦點。

尤其該擔心的是,國造輕巡防艦原本不在海軍造艦計畫中,如今橫空出世,是否會對凍結中、構型未明的震海計畫產生預算排擠?近年美國對台軍售質與量明顯增加,造成我國國防預算大幅提高,又舉債編列高昂的特別預算支應中科院多項專案,在強化國防的風光表象下,實為財政吃緊、打腫臉充胖子。當資源愈趨有限,各軍種競食預算大餅將更形白熱化,其他軍種能否容忍海軍在八艘輕巡防艦「插隊」後,又分到預算建造多艘4,500噸飛彈巡防艦?

另一個取捨課題則是:若輕巡防艦的規劃案大致底定後,震海案峰迴路轉,透過外購取得戰鬥系統,能委由中科院整合、迅速開工,屆時性能較遜的輕巡防艦,是要依照預期興建?或是予以放棄,重演光華二號計畫「捨蔚山級、就拉法葉級」的歷史?這些都需要國安委員會、國防部、海軍司令部等各層級進行詳盡、務實的分析,及早綢繆,而不只是迫於國內研發單位的遊說壓力而配合,或在人治領導下,長官大筆一揮說了算。

輕巡防艦規劃案,究竟是匡扶海軍或誆海軍?國人恐怕只能祈禱「守得雲開見月明」了。

輕巡防艦若開工興建,其建造預算與國造裝備的整合進度,仍將成為朝野關注焦點。 圖/立法院議事轉播視訊系統
輕巡防艦若開工興建,其建造預算與國造裝備的整合進度,仍將成為朝野關注焦點。 圖/立法院議事轉播視訊系統

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