SMX概念潛艦系列

DCN在2004年推出的SMX-22攻擊潛艦概念, 採用革命性的子母船以及模組化概念。

專攻低階柴電潛艦市場的SMX-23。

2008年展出的SMX-24潛艦概念,艦首兩翼、帆罩、兩側艦體與艦體後段都能以加掛或

嵌入方式設置任務模組。

──by captain Picard


 

SMX-21攻擊潛艦

採用縱列雙殼構造的SMX-21潛艦,帆罩兩側各可掛載一艘小型載具。

SMX-21使用的武器模組,能裝載各式不同的武器或水下無人載具。

在2002年10月的歐洲海軍展中,法國造艦局(DCN)推出一種名為SMX-21的潛艦設計概念,具有許多創新的特徵。SMX-21的任務裝備採用模組化配置,能根據不同的任務需求搭載不同的武裝或載具。艦體方面,SMX-21採用與俄羅斯颱風級核能彈道飛彈潛艦的並列雙殼構造,整個外型呈現扁平的橢圓狀,並採用雙噴射泵推進;DCN宣稱此種設計能在有限的艦體規模之內營造出最大的可用空間, 此外以往一般單體潛艦的伸縮桅杆以及其他裝備需要穿透壓力殼,造成艦體強度降低,而在並列雙殼構造之下,這些裝備可安排在兩個壓力殼之間而不需穿透,使得 艦體強度與艦內可用空間增加。兩個耐壓殼體彼此相互獨立運作,即便其中一個殼體發生破裂進水而失效時,另一個殼體在隔絕後仍能作業。SMX-21的自動化程度極高,僅需編制30人就能運作。

SMX-21的武器系統也跳脫了今日潛艦只有魚雷管的配置,不僅艦首設有傳統的魚雷發射管,壓力殼兩側還可加裝四個武器發射模組,總共能裝載10種不同的武器,包括魚雷、反艦飛彈、陸攻巡航飛彈、潛射防空飛彈甚至小型水下無人載具(UUV)等,不同的武器使用不同的發射管填入模組中,能混合配置,更換非常便利 。此外,艦體下方也設有一個發射器,可容納9枚水雷。包含魚雷管與外置發射模組,全艦總計可攜帶至多30件武器。除了武器之外,SMX-21的帆罩兩側各有一個接泊口,能攜帶裝載特種部隊的迷你潛艇或者可重複使用的水下無人載具,可遂行水下探測、水雷標定、特種作戰等不同任務。

SMX-22子母潛艦

SMX-22能根據任務而選擇裝載不同的任務模組。

在2004年歐洲海軍展中,DCN首度公開了名為SMX-22的概念潛艦。SMX-22是以SMX-21為基礎所推出的革命性潛艦概念,改回傳統的單殼艦體,但延續SMX-21的模組化以及攜帶水下載具設計,並將這種「子母潛艇」的概念進一步發揚光大。DCN經過長年的市場調查後,發現各國海軍希望能在相同的購置經費內發揮最大的效益,因此新一代的潛艦必須力求最大的任務彈性;此外,根據經驗顯示,潛艦執行在某一項特定任務時,其他不相干的配備往往就是冗餘的。因此,SMX-22的子母概念以及高度模組化的任務裝備來滿足這些新時代的需求;子母艇的概念能讓SMX-22執行更廣泛的任務,而模組化設計則可依據任務來攜帶不同的任務模組。此外,DCN也表示子母艇的概念將使客戶具備更大的選購彈性,不必以整組SMX-22(一艘母艇+兩艘子艇)作為採購的單位,例如採購一至二艘母艇搭配四至六艘子艇,同時選購適量的任務模組,就能以最低的購置成本來滿足作戰需求。

每組SMX-22單元由母艇與兩艘子潛艇組成,母艇稱為網路作戰中心指揮艇(NCW) ,長度84.3m,寬8m,浮航排水量2750ton,最大潛航深度超過250m,採用單軸推進與X形尾舵,能藉由艇內攜帶以及艇體加裝武器模組的方式攜帶18~30件 以上的各式武器,包括反潛魚雷、水雷、反艦飛彈、陸攻巡航飛彈、衍生自MICA空對空飛彈的潛對空飛彈等等 ;此外,也能攜帶水下無人載具/。其中MICA潛對空型是新開發的產品,以MICA的紅外線導引版為基礎,搭配修改自SM-39潛射飛魚反艦飛彈的潛射發射管,能以533mm魚雷管進行投射,飛彈在發射管浮出水面後點火升空,對付直昇機的有效射程約15km,對付定翼機的射程約20km。NCW母艇內有容納65名人員的起居空間,不過實際編制操作的人員僅25名,其餘空間則用來攜帶兩艘子艇的換班人員空間。而 與母艇連結的兩艘子艇則稱為OPS作戰潛艇,艇長36m,直徑5.3m,排水量各為480ton,潛航深度超過250m, 動力系統為小型柴油機/蓄電池與發電、推進電動機等,具有至多25天的自主持續作業能力以及一至二天的水下持續航行能力,最大水下航速17節,配備聲納、資料鏈等必要感測/通訊裝置,並配備兩個武器發射器,能攜帶六枚左右的魚雷/飛彈或18~24枚水雷(而每個完整的SMX-22子/母艇單元總共能攜帶至多50件武器)。此外,每艘子艇還能加掛兩個模組包,能攜帶水下無人自航載具(AUV)。子艇上的任務裝備採用模組化設計,在基地整備時便能根據任務而選擇安裝不同的模組。每艘子艇能攜帶一班人員 共十名,兩艘子艇各編制兩班人員,總計40名,除了執行任務的兩班共20名之外,其餘20名留在母艇上等待換班接手,子艇每作業約80小時便返回母艦換班一次。由於子艇體型小巧且作業時間不長,需要的能源消耗以及起居空間不大,因此具備低噪訊、低成本的特性。動力方面,DCN表示以持續潛航作業能力長、航速快的核能為最佳,然而基於外銷考量,SMX-22仍以傳統柴電動力搭配該公司MESMA絕氣推進系統(AIP)為主 ;若選用傳統柴電推進+AIP系統,SMX-22能以8節的航速以呼吸管持續航行8700海里,以AIP驅動時則能以4節的速度持續在水下航行12天,並能持續在海上作業50天以上。

平時NCW母艇提供操作上的支援,包括任務分配、人員替換、充電、淡水糧食補給、廢棄物排放、維修保養等。作業時,母艇 將兩艘子艇連結於兩側並航行至作業區,之後兩艘OPS子艇離開母艇自行進行作業,母艇與子艇間透過劃時代的水下聯合網路作戰科技進行溝通協調,其核心為潛艦作戰通信支援系統(SCSS),搭配潛艦平台區域網路系統,與聯合海上戰鬥指揮系統(JMCIS)、作戰指揮系統(CCS)結合,構成完善的潛艦C4ISR體系,讓母艦與子艇甚至友軍單位之間充分進行情報交換,達成最大的協同作戰效能。為了利於子母艇結合時的便利性,SMX-22的兩側裝有小型輔助推進器來增加低速的靈活度 ,對接艙口使用膨脹式橡膠密封減震圈;不過DCN表示,如何能頻繁而自如地讓子母艇輕易進行水下對接,也將是一大技術考驗。 此外,DCN還在針對SMX-22的概念進行進一步的研究,例如在OPS子艇上安裝更完善的柴電動力系統,使其具備更強的獨立作業能力,並且研究在運用時讓OPS子艇運動時隱藏在雙胴體船的兩個船體之間,便可完全掩蔽自己的航跡,達到絕佳的滲透效果。

在優良的水下聯網傳輸科技支援下,SMX-22的子艇能大幅增加母艇的環境意識掌握以及作業範圍。在淺海域的任務時,SMX-22的母艇能在安全範圍外施放OPS子艇前去任務區域作業,執行水雷佈放、特種作戰、環境偵測調查等工作,而子艇感測器獲得的偵測資訊可透過網路傳輸傳送至潛艦作戰通信支援系統中,給母艦或其他友艦存取分享,或者透過衛星通訊系統傳輸給後方的友軍高階指揮單位。在進行水下作戰時,SMX-22更可施放出OPS子艇,利用相互協調的多基主/被動聲納技術以及潛艦聯合作戰網路進行索敵以及溝通協調,等於有三艘 具備攻擊能力的潛艇在現場作戰,不僅有更多機會掌握敵方潛艦位置,三艘潛艇還可使用欺敵戰術讓敵方搞不清有多少潛艦在場,進而做出錯誤的戰術行動,再伺機 發射武器將之消滅。

SMX-22的創新概念可說是迎合未來水下作戰發展趨勢的產物。由於新型潛艦的靜音化以及未來潛艦任務的多元化,新世代的水下作戰勢必以完善的網路傳輸技術結合各種能即時部署的有人、無人水面、水下與空中載具(而不是SOSUS海底聲納這類龐大的固定設施),力求到將偵測觸角深入水下戰場每個角落,讓安靜的敵方潛艦無所遁形。此外,淺海的佈雷、水雷反制、環境調查以及特種作戰,也不適合體積龐大的潛艦親自蒞臨作業,此時就需要各種水下無人載具或者能攜帶特戰作業人員的小型潛水載具,由潛艦攜帶至作業區域周邊加以釋放,讓各式有人、無人水下載具遂行任務,潛艦本身則可在相對安全的區域待命或進行指揮、支援。美國等具有領導地位的先進海軍,未來莫不依循類似的理念對作戰方式與裝備進行改革。DCN表示,一個由一艘母艦與兩艘OPS子艇組成的SMX-22單位,綜合作戰效益等同於一整個同噸位的現有水下潛艦戰隊 ,但是購置與維持成本卻遠遠低於後者。

不過DCN也承認SMX-22的理念領先各國海軍現有作戰概念太多,大部分國家還需要相當長的時間才能接受這種概念,並 且必須先完成背後的C4ISR基礎建設,才能真正發揮SMX-22理念上的優勢。
 

SMX-23柴電攻擊潛艦

小巧而廉價的SMX-23潛艦是DCN爭取第三世界海軍訂單的秘密武器。

在2006年歐洲海軍展中,法國DCN展出兩種柴電潛艦設計,第一種是2000ton級的馬林型(Marlin),是天蠍座型的進一步發展型;第二種則是專攻低價、淺水域路線的SMX-23型。SMX-23的構想係來自於前述SMX-22的經驗,當時SMX-22系列有多種尺寸不同的構型;而DCN注意 到SMX-22的客戶多半對小型版較有興趣,因為對於淺海近岸任務而言,小型潛艦的各項性能已經足敷使用,但是購置與操作成本卻低廉很多 。經濟不景氣的現實使得多數國家無力追求更先進有力的設計,而必須著眼物美價廉、滿足最基本沿岸防衛需求即可。DCN認為目前國際市場上典型的柴電攻擊潛艦價格都相當昂貴, 大多數經濟狀況並不很富裕的國家很難購買足夠的數量。以馬來西亞與智利為例,兩國都只能各買兩艘天蠍座型;但是以這樣的潛艦兵力規模,根本難以有效擔負一個海軍的防務。因此,DCN一改先前SMX-21/22的劃時代革命性概念,轉而推出瞄準低階「國民潛艦」市場的SMX-23。

與典型的「高階」柴電潛艦如DCN的天蠍座/馬林魚型、德國HDW的214、荷蘭海鰻、瑞典A19等潛艦相較,SMX-23堪稱獨樹一幟,除了將體積尺寸縮至最低之外,也採用最檢約平實的設計,盡可能避免使用任何會讓造價飛漲的昂貴科技與裝備;不過雖然極力降低體積重量,但SMX-23艦體仍採用雙殼構型,以提高生存與安全性。SMX-23全長僅48.7m,排水量只有855ton,使用X型尾翼以適應淺海操作環境, 採鯨型艦體、單軸推進,潛航速度只有15節,以8節航行時續航力1850海里,航速4節時續航力3000海里,最大潛航深度在200m以內 ,依靠艦內電池至多能持續潛伏於水下5天,水下高速航行最多可持續3小時,最多能持續在海上操作14天;艦上的各項裝備與作戰系統力求簡單可靠並提高自動化程度,只需編制19名人員(另有搭載2名額外人員的空間) 就能有效運作,同時也大大提高了可靠度。為了盡可能壓低成本,馬林魚型的電子零件大量使用商規民間組件(COST),並以模組化建造等手段來縮短工期 。SMX-23的偵測裝備並不含糊,可以選配主/被動聲納、光電偵測桅杆等裝備,戰鬥系統則是與天蠍座級類似的SUBTICS系列,具備整合度高、操作簡易等特色。武裝方面,馬林魚型的艦首配備六具無再裝填能力的彈射式魚雷管,能發射魚雷 (如法國最新型的黑鯊魚雷)、SM-39潛射飛魚反艦飛彈與水雷等;除了事先裝填於魚雷管內的武器外,艦上並沒有任何可供再裝填的備用彈。SMX-23的帆罩上設有全景式的窗口,使得艦上人員在浮航時獲得較佳的視野,利於潛海近岸環境操作 ;此外,帆罩內還設有供潛水人員進出的加減壓艙,用於在近海執行作戰任務。為了壓低造價,SMX-23不使用時下流行的AIP絕氣推進系統,也沒有任何特別設計的減噪措施 ;雖然如此,DCN認為在淺海中吵雜且複雜的聲學背景環境掩護下,SMX-23產生的噪音將能被有效掩蓋;此外,由於SMX-23體積小巧、造型流線,又因為人員編制數低以及系統配置簡單,冷卻系統等輔助裝備發出的噪音亦可減少,故即便不使用任何降噪措施,也能維持水準以上的靜音能力。

SMX-23無論在噸位、武器籌載、航速、潛航深度等技術規格上都難以與典型柴電潛艦相提並論,然而對於淺水近岸的操作環境卻顯得恰到好處──在淺海中,潛艦不易發揮航速與潛航深度等優勢,反倒是體積較小的潛艦稜更靈活自如地在複雜而淺的海底地形穿梭操作,而這正是小巧的SMX-23的長處;此外,由於這類淺海巡邏任務的活動半徑較小,出海時間短,因此也不需要太長的續航力。DCN估計SMX-23的成本與人力需求大約只有外銷市場上主流高階柴電潛艦(如212型、天蠍座型等)的一半 ,而由於系統配置盡可能簡化,壽命生涯的維持與維修成本也大幅降低,使得小國海軍能以相同經費購買並操作更多數量的潛艦,真正完整地滿足其海中防務需求。目前DCN希望SMX-23能以低廉的價格與優秀的成本效益,吸引南亞、南美洲等預算較少、規模不大的國家。

SMX-24

在2008年,DCNS又推出SMX-24型潛艦,其概念著重於高度模組化且隨插即作戰(Plug and Fight)的任務套件,盡可能將任務裝備的應用彈性與攜行量予以最大化,為此也採用創新的艦體結構。SMX-24的模組化任務套件概念源於SMX-21/22,不過SMX-24並非如SMX-22般著重於子母艇設計,而是將各種模組套件盡可能與艦體輪廓整合。DCNS希望能在2020年左右將SMX-24的概念實用化。

SMX-24的艦體長88m,寬26m,潛航排水量3450ton,艦體剖面近似矩形,艦體前部兩側各有一個流線的翼狀結構,下方可加掛任務模組,後方則是水平舵面;而艦上的帆罩也採用類似鯊魚鰭的流線三角形。SMX-24艦體總共分為四個模組化配置區段,第一個模組區段是兩側翼狀結構下方,可如戰鬥機的機翼般掛載武器,左、右兩翼下方各可加掛四個武器發射管,上方則各可加掛兩個裝備模組,兩翼端甚至可增設用來增加低速靈活度的電動可轉式推進器;第二個模組區段位於帆罩內部,能根據任務需求而選擇不同的伸縮桅杆模組;第三個區段位於帆罩後方艦體左右兩側,各有一個大型凹槽,可設置飛彈的垂直發射器或特戰部隊作業所需的容納艙,裝置後能與艦體外觀融為一體,可降低航行阻力與流體噪音;第四個模組區段位於艦體後部兩側,兩側各設有一排掛載點,能附加不同體積、功能與形狀的任務模組,例如武器發射器、感測裝備、燃料箱等等。在2008年時,DCNS已經展出25種配合SMX-24的不同任務模組,包括武器、感測器、特戰、可增加航速或續航力的動力/燃料艙模組

依照任務的不同,SMX-24可採用21至31名不等的人員編制,加掛特戰模組十則可另外容納18名特戰人員,整體武器裝載量(包含飛彈、魚雷、水雷、誘餌等等)最多可達38枚。動力方面,SMX-24將應用新一代的嶄新科技,包括液態氧燃料電池與應用超導技術的高效率推進電動機,由於損耗極低,可能不需要裝設傳統的柴油機,或者只需裝備小型的輔助柴油機,能大幅降低機械複雜度與噪音等等。拜革命性的動力系統之賜,SMX-24的最大水下航速約20節,能持續在水下航行30天而不需浮出水面,而且噪音極低。SMX-24採用安靜的單軸噴射泵浦推進,並使用X形四面尾舵來增加淺海操作的靈活度。