详解朱姆沃尔特级驱逐舰，电磁炮、全舰隐身，还有多少黑科技？
武器大讲堂2020-02-27 23:57
21世纪超级驱逐舰
在2019年1月26日，美国海军在西部城市圣迭戈举办了一个仪式，这个仪式是为一艘驱逐舰服役而举办的，这艘驱逐舰是“迈克尔·蒙苏尔”号驱逐舰，“迈克尔·蒙苏尔”号驱逐舰是美军最新一代驱逐舰，与2016年10月15日正式服役的“朱姆沃尔特”号驱逐舰同属于朱姆沃尔特级驱逐舰，目前朱姆沃尔特级已经服役两艘，分别是DDG-1000朱姆沃尔特号和DDG-1001迈克尔·蒙苏尔号，朱姆沃尔特级驱逐舰一共计划建造3艘，目前美国国会只给了两艘的预算，因此第3艘DDG-1002林登·约翰逊号的建造进程还不得而知，而已服役的这两艘的定义仅仅是“科技实验舰”，如今美国对于朱姆沃尔特级驱逐舰并不是很认可，已经着手于研发新一代驱逐舰，并延续朱姆沃尔特级驱逐舰的技术，作为一款开创性的新一代驱逐舰，本期武器大讲堂就和大家分享来自美军DD21计划的产物之一-朱姆沃尔特级驱逐舰！
造价高达46亿美元，详解朱姆沃尔特级驱逐舰
朱姆沃尔特级驱逐舰的诞生，得从冷战结束之后说起，当时美军的大洋制海权受到的主要威胁消失了，但是在一些局部冲突中发现，其对沿岸目标投送武力、控制沿海以及内陆通往海洋战略要道，并通过海军舰队与陆战队的协同作业、建立海上远征部队与陆军和空军联合作战等等能力稍有欠缺。
因此在1992年9月，美国海军司令、美国海军作战部长与美国海军陆战队司令共同颁布美国海军舰艇的新发展方向，由大洋海战转变到对陆地武力投送的“由海向陆”战略白皮书。
当时美国海军投送武力至陆上的主要武器是依阿华级战列舰，但是这级战列舰已经非常落后，并于90年代永久除役，所以美军在新的战略之下，急需一款新型的舰艇去填补空缺，所以很快的在同年10月，针对这个战略并结合之前的项目美国海军整合出“21世纪水面作战”项目，通过新一代舰艇将美国海军的整体作战方针从冷战的大洋海战，逐渐演变成对陆地上的武力投送，以应付纷纷扰扰的地区性冲突。
在1995年1月，“21世纪水面作战”项目旗下的子项目DD-21项目，也就是21世纪水面舰艇项目获得立项，并在1995年到1997年之间开始进行项目开发。
不过这个项目的开发走了极端，这是一种极为单纯的导弹舰艇，唯一的武器就是超过500管装填导弹的垂直发射装置，只执行对地投送武力的任务，这种舰艇就是武库舰。
很明显这种功能单一的舰艇在诡谲多变的战场上相当于满载炸药的浮动标靶，所以在1998年1月美国海军舰体特性改良委员会对项目进一步评估之后，确定了新型战舰的细节设计，选择了将早期DD-21项目舰艇的舰体设计为基础，并大量采用电子信息系统的全新驱逐舰项目，至此DD-21驱逐舰项目正式立项。
在项目的设计竞标过程中，英格尔斯船厂与雷声系统公司组成金队，洛克希德·马丁公司与巴斯钢铁公司组成蓝队进行竞标，并提出配备综合电力系统、采用隐身设计和自动化能力的项目需求。
在设计过程中美国海军不断扩充这款舰艇的功能，使得其设计越来越复杂、排水量和经费也随之大幅度提高，这引来了国会的不满，因此在削减经费之后，美国海军在2001年11月1日取消了DD21项目并重新制定新的项目，命名为DD（X）。
其实DD（X）项目就是DD-21项目的延续，最终两队在新的DD（X）项目的需求下进行设计竞标，最终采用侧边垂直发射装置、较大的直升机甲板等独特设计的金队获得胜利。
在项目发展的过程中发现首级舰的制造金额就已经达到了32亿美元，所以在2005年美国海军将32艘的订单缩减到12艘，并在2006年4月7日正式将予DD（X）项目更名为DDG-1000项目，并将第一艘舰艇编号为DDG-1000，随后因为成本失控，在2009年1月26日将采购数量缩减到3艘，于同年2月11日正式开始本级舰DDG-1000朱姆沃尔特号的生产，最终在2016年10月15日，朱姆沃尔特号驱逐舰正式服役。
服役的朱姆沃尔特级驱逐舰经历了很多曲折，但是大量的资金投入也让它拥有世界上非常先进的技术，包括舰体设计、电机动力、网路通信、侦测导航、武器系统等，都是当今世界上顶尖军事科技。
舰体设计上，本着雷达隐身的设计，朱姆沃尔特级驱逐舰的船体采用穿浪逆船舷舰体的设计，这种设计相较于传统的外飘式设计，能有效的减少航行阻力并增加舰体的稳定性，更重要的是在如今军事上具备隐身特性。
这种设计在早期帆船航海时代就大量存在过，不过从1905年的对马海峡海战后这种设计的军舰就没有用于实战过了，但是这种设计可以让船壳从甲板开始往吃水线变宽的斜面将雷达波反射掉，因此在如今对雷达隐身性能越来越看重的时代，这种设计又再次被使用，这也是朱姆沃尔特级驱逐舰采用穿浪式船艏设计的主要目的。
当然，后续之所以很多战舰都不使用这种设计，是因为这种船首设计让船艏骑在波浪上，因此对于恶劣气候下的适航性会存在比较大的问题，这一点也证明了朱姆沃尔特级驱逐舰主要针对濒海地区活动，对于大洋海战而言就比较吃力了。
舰体前部甲板上设计有两座主炮，中部的上层建筑采用一体化的单一全封闭式船艛结构，尾部是大型飞行甲板，并且在甲板后方还有两个小艇棚，可以在特殊情况下进行小艇或无人载具进出。
舰体的整体造型由下往上向内收缩，一体成型的模块化结构，船体材料采用重量轻、强度高、雷达反射性低且不会锈蚀的复合材料制造。
整舰全长183米、宽24.6米、吃水深度8.45米、排水量14564吨，可以说船体整整比阿利伯克级驱逐舰大了40%，但是独特的设计和大量雷达吸波材料的使用可以大大的降低雷达反射截面，让其雷达反射面比一条渔船还小，可以说是目前已服役的驱逐舰中雷达反射面最小的驱逐舰之一。
动力系统方面，朱姆沃尔特级驱逐舰配备两具Rolls Royce MT-30主燃气涡轮机发电机组，这个发电机组可以提供72MW的功率，并配备8MW的两具Rolls Royce 4500辅助燃气涡轮发电机组当做紧急情况动力补充。
涡轮机均采用柴油作为燃料，通过涡轮机产生的电力用来驱动舰体的航行和提供舰上电子设备用电需求，因此朱姆沃尔特级驱逐舰采用全电力的设计，这一点或许是为了以后上电磁炮而准备的。
驱动方式采用两具安装在减震浮筏上的GE旗下的GE Power Conversion研发的高级感应电动机驱动，能输出78 MW的功率，大约104557轴马力，通过这两具马达，朱姆沃尔特级驱逐舰能实现最大33.5节的最大速度。
其电动马达配合减震浮筏的动力系统设计，可以大大的降低其航行噪音，从而降低被潜艇声纳发现的机率，配合上船体低阻力的穿浪特性，使得朱姆沃尔特级驱逐舰能将水面航行时的噪音降至110分贝左右，这个实力相当于后期型的洛杉矶级攻击核潜艇的航行噪音水平，几乎是目前世界上最安静的大型水面舰艇。
除了噪音和雷达之外，因为采用的涡轮机燃烧柴油作为动力转换平台，自然而然就会涉及到废气排放引起的红外特征问题。
为了解决这个问题，朱姆沃尔特级驱逐舰的烟囱排烟道和中央上层建筑融为一体，废气由整合式舰岛顶部的排气口排出。
这样的话敌方只能从上方才能观测到排烟口，从而减少了敌方的红外线观测方位，而废气会首先通过船体的管道，而这些管道会跟海水以及空气接触，从而利用海水以及海水冲刷船体产生的水雾冷却废气，最后再排出从而大大的降低红外信号特征。
武器方面，朱姆沃尔特级驱逐舰在舰体前方设计了两座155毫米口径的先进火炮系统，不用时隐藏在封闭式炮塔内，炮塔也是做成向上倾斜的低雷达探测性的外形设计，每座舰炮弹舱内备弹920发炮弹，其中弹药舱内备有600发，弹药库内有320发，其中弹药舱的炮弹是可以通过自动装弹系统进行自动装填的，朱姆沃尔特级驱逐舰上的舰炮已经可以实现自动化，火力发射和装弹的人员需求都减到最低，并且在整个船舰的寿命周期中都只需要一人操作整个火炮系统就可以完成战斗任务。
当时美军之所以要设计这两门大口径舰炮，是因为美国海军在二战时期，使用战列舰进行岸轰支援时都获得非常好的效果，以至于在二战结束之后，美军在一些局部战争中还大量将二次大战的美军战列舰召回改装成现代化战舰以加入现代战争，尤其是海湾战争的炮击效果非常好。
所以美国国会在21世纪美军最后一级战列舰退役封存之后，依然还希望新型战舰能够弥补美国海军炮击能力的缺口，所以就将这两门155MM舰炮加入朱姆沃尔特级驱逐舰上。
为了能够实现战列舰主炮一样的轰炸效果和更出色的精度，美国海军要求这两门舰炮要拥有“导向炮弹”能力且射程要到达63海里，大约116千米的射程，要实现如此远的射程和精度，在使用传统的舰炮机构的话就需要新的弹头和科技才能做到。
所以后来研发了一种叫做长程陆攻弹头的炮弹，这种炮弹其实是一种由先进火炮发射的火箭，长程陆攻弹头炮弹装有11公斤的炸药，设计的圆概率误差在50米内，射程预计可达100海里，为了能将这种炮弹发射出去，还在火炮炮管中加入液冷冷却设计来减缓炮管过热速度，配合上自动化操作的弹仓进弹模式，可以实现1分钟10发的射速，基本上朱姆沃尔特级上的两门舰炮的投射火力理论上可与18门同口径的M-198榴弹炮相当。
所以155MM舰炮在计划配备的920发炮弹之外，还会额外配备70-100发LRLAP(长程陆攻弹头)，但是后续发现LRLAP(长程陆攻弹头)价格过于高昂，虽然长程精准发射炮具备全球卫星定位制导和火箭般的火力，但是其造价达到了80万美金一发，基本上与一些普通的大型导弹差不多的价格，完全消耗不起，连平时的实弹演习都消耗不起，所以美国海军于2016年11月就已经取消了长程陆攻弹头的研发及采购计划。
但是火力不能少，因而在后来就计划发展电磁炮用于提升火力，毕竟全电的设计，可以给电磁轨道炮上舰提供基础。不过电磁轨道炮的研发并不是很成功，至今都没有投入量产，我们在第161期的时候有介绍过电磁轨道炮，感兴趣的朋友可以自行查看往期内容。
除了两座155MM舰炮之外，朱姆沃尔特级驱逐舰还在船体周边设计了20套PVLS舷侧垂直发射系统，其型号为MK-57，最终的官方称谓为先进垂直发射系统。
这套垂直发射系统由雷神与联合防卫公司开发的，每套垂直发射系统由一个单元组成，一个单元有四个管，每个单元重15.24吨，长4.33m，宽2.29m，高度7.925m，单一导弹窖宽度为71厘米，深度7.19m。
相对于美军现役战舰上使用的MK-41垂直发射系统，MK-57的发射管内径要大得多，因此除了能装填MK-41所有导弹之外，也能装载MK-41塞不下的武器，例如可以装载LRASM远程反舰导弹、进化型海麻雀导弹、战斧巡航导弹Block IV型以及一些洲际导弹。
整套系统采用先进开放式软硬体架构与模块化延伸电子元件，并通过模块化控制单元与舰上TSCE共同运算环境相容，所以可以更经济有效地整合各种现有或新开发的导弹，这种实力比MK-41要出色的多，整个发射系统可以装载80枚导弹。
朱姆沃尔特级驱逐舰之所以选择这种PVLS舷侧垂直发射系统，是因为朱姆沃尔特级驱逐舰的自身装甲防御能力并不是很强，因此采用由分散的垂直发射舱围绕着船体，使用发射舱本身的一层薄的外壳和一层厚的内壳，可以在遇到来袭导弹的时候，导弹爆炸也只有一半的威力损到船体，同时当船体受损时战舰所损失的导弹发射能力也会降到最低。
但是现代的反舰导弹很大一部分都是从上面攻击，所以其防御功能可能并不是主要，或许是为了让出船体中央的空间，用来以后升级电磁轨道炮使用，另外船舱的灭火和防水隔舱的关闭全是由电脑自动控制的，所以在受到敌人攻击的时候，朱姆沃尔特级驱逐舰将会有比较强的反击能力。
在反潜反鱼雷方面，朱姆沃尔特级驱逐舰在后部两个机库内配备了2架SH-60 LAMPS III反潜直升机或1架MH-60R反潜直升机配合3架MQ-8Fire Scout无人直升机进行反潜作业。
通过阿斯洛克垂发反潜导弹进行反潜，阿斯洛克反潜导弹我们在第501期有做过详细介绍，感兴趣的朋友可以自行查看此期内容，当然还有一些近迫火炮系统等等没有正式装备的这里就不一一介绍了。
作战系统方面，朱姆沃尔特级驱逐舰使用整合式防卫系统的高整合度舰载战斗系统，相当将所有的舰上装备都整合到一个系统进行控制，以其为核心，连结整合式宽频主被动声纳、主动相控阵雷达与电子战系统。
实现高度自动化以及整合化，这样的好处就是可以大大降低舰上人员需求，跟以往驱逐舰需要300多人相比，朱姆沃尔特级驱逐舰仅仅需要140多名士兵就可以操作整艘战舰的战斗。
舰上配备主雷达是雷神公司开发的多功能雷达MFR，此雷达采用三面天线的构型，其单面天线的波束涵盖范围几乎达到电子扫瞄天线的极限，可见其雷达技术获得了技术上的大提升。
一般情况下，平板阵列电子扫瞄天线的相控阵雷达多半将单面天线的扫瞄方位角限制在90度，并以四面天线完成360度的涵盖，而在理论设计上，单面天线的波束扫瞄极限被限制在偏离中心轴正负60度的范围，也就是涵盖120度的方位角，理论上三面天线就能涵盖360度的方位角。所以理论上的极限是三面天线就能涵盖360度的方位角，而朱姆沃尔特级驱逐的多功能雷达MFR就是采用三面天线的构型，所以其雷达技术应该已经取得质的飞越达到了理论极限了。
减少了一面天线，从而降低设备的体积和重量，无论是从成本、重量或者是隐身性能来说，少一面天线对于一款昂贵的现代化的隐身战舰来说都是一个大的提升。
朱姆沃尔特级驱逐舰可以说是美军耗费巨资开发大量崭新技术而推出的一款高度自动化新一代战舰，但是这一级战舰的革新技术比例太高，基本上都是全新的技术，这就造成了成本的失控，单舰造价达到了46亿美元，并且后期的炮弹使用成本更贵。
而此级驱逐舰的用处仅仅是对陆炮轰和对陆支援作战使用，对于现代化作战来说，这种战舰的功能太过于单一了，就连升级版的阿利伯克级驱逐舰的综合作战性能都比朱姆沃尔特级驱逐舰高，可以说朱姆沃尔特级是美国上个世纪冷战结束后由海向陆思想下的产物，但是如今现代化的战斗并不是单一的由海对陆作战，未来的现代化深海作战依然存在，也远远不是上个世纪大炮巨舰年代。
这款耗费大量资金的驱逐舰在如今国际海洋军事局势面前，已经远远的落后了，所以最终这款功能单一造价高昂的驱逐舰最终仅仅量产三艘作为实验性驱逐舰使用，而如今美国已经开始着手研发新一代驱逐舰，或许朱姆沃尔特级驱逐舰的技术会继续延续，新的一代战舰又会是怎样的呢？我们拭目以待吧！
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