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北极熊的獠牙:详解俄罗斯海军20380型护卫舰

 fairyfail 2023-10-08 发布于天津
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作者:杨士磊、王政蔚、金肖惠、陶军

2023年7月5日至11日,俄罗斯海军太平洋舰队舰艇编队对上海进行为期7天的友好访问,此次来访舰艇“完美”“响亮”号系阿穆尔船厂建造的20380型护卫舰首舰和2号舰,该型舰是一种多用途护卫舰,其独特的技术参数及武备使其非常适合在近海作战,目前主要用于近海巡逻、护航及反潜任务,2022年以来先后参加了“东方-2022”战略演习、中俄海上联合巡航、中俄“海上联合-2022”联合军事演习等重大任务,出勤率保持高位。

研发历程

研发背景:苏联解体后的十年,俄海军日益衰落,大部分军舰由于燃料短缺、保养不当等原因导致作战能力严重下降,同时因维修能力不足致使近半数舰艇不得不提前退役报废。2000年,“库尔斯克”号核潜艇事故给俄罗斯敲响了“海军不能再继续衰落下去”的警钟。为了摆脱海军发展的困境,建立一支适应国家利益所需的强大海军,俄采取了众多有效措施,先后制定了《俄联邦海军战略(草案)》《2020年前俄联邦海洋学说》等纲领性文件,确立了俄罗斯21世纪初期“近海防御、远洋存在”的海军战略,形成了“捍卫国家利益、防御侵略、有效遏制和远洋存在”的新战略指导思想,明确了以“积极防御、有效遏制”为主的作战方针,勾勒出未来俄海军从人员编制、武器装备到组织指挥的远景蓝图,吹响了俄罗斯重塑海上强国梦想的号角。根据战略规划,到2010年前,俄海军的主要任务是提升近海作战能力,着力于建设和拥有一支超强的濒海作战舰队,同时逐步恢复海军在世界大洋上的活动能力。据此,俄罗斯于2001年制定了海军武器装备二阶段发展规划,其中到2002年要制止住俄海军实力下滑的势头,确保濒海作战能力,2003年开始提高远洋作战能力,2007年后逐步用现代化武器装备全面改装部队。其中轻型通用护卫舰成为最优先的发展对象,该类舰排水量不大、造价适中,武备齐全,可以有效执行近海巡逻、舰队护卫以及反潜作战任务,完全符合俄海军“近海防御”战略和发展濒海作战能力的建设规划。

在这一指导思想下,俄海军向国内多家舰艇设计局发出招标书,要求他们设计适用于近海的多用途警戒舰。拥有12441型多用途轻型护卫舰设计经验的“金刚石”中央海洋设计局凭借代号20380工程的新型多用途警戒舰方案在竞标中脱颖而出,2001年12月14日,20380工程的技术设计方案得到海军批准,一周后,该型舰的首制舰“警戒”(又译“守护”)号就在圣彼得堡的北方造船厂开工建造。

建造经过:20380型护卫舰是俄罗斯造船企业为本国海军开工建造的第一款新型主战舰艇,苏联解体十年来,俄造船业资金、技术、工人以及生产设备等各个方面均出现严重问题,整个船舶工业处于最困难的时期,20380型舰的出世,对当时基本依赖于为国外用户生产军舰而存活的俄船舶工业来说,显得弥足珍贵。但由于建造资金无法得到保障、船厂自身严重的债务和技术力量重建等问题,导致该级舰的建造举步维艰。

20380型首舰“警戒”号于2001年在圣彼得堡的北方造船厂铺设龙骨,2006年下水,并在2007年底服役,对于一款2000吨级的舰艇,即便是首制舰,7年的建造周期也是十分漫长的,反映了俄造船业实力的极度衰落。该舰预算为18亿卢布,折合7400万美元,但后期据俄媒报道共花费了70亿卢布。

服役情况:目前掌握该舰已服役10艘,分别由圣彼得堡北方造船厂和阿穆尔河畔共青城阿穆尔造船厂建造,主要服役于波罗的海舰队和太平洋舰队。

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警戒级(20380型)护卫舰服役列表

舰体结构与设计特点

20380型护卫舰标准排水量1900吨,满载排水量2220吨,设计水线长90米,全长104.5米;水线宽21.1米,全宽13米;平均吃水3.7米,编制人员99人,其中军官14人。从船体设计上看,20380型护卫舰已经跟上了时代的潮流,出色的隐身设计与苏联时期的舰艇大相径庭,同时该型舰在设计之初确立了系列化发展的思路,设计布局为未来的改进升级留下了充足的空间;从设计理念上看,该型舰摈弃了苏联时期舰艇设计用途较为单一的思路,强调多用途性成为其设计的基本立足点,契合了现代军用造船的发展趋势,成为日后俄海军新一代水面战舰设计的范本。

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20380型护卫舰外形图

(一)动力系统

20380型护卫舰采用全柴联合动力方式(CODAD),以2套各11660马力的1DDA-12000型齿轮减速式柴油机组为主动力装置,并经由2具五叶定距螺旋桨推进器输出轴功率,最高航速约27节,14节经济航速下的航程为3500海里,按舰上给养贮备确定的自持力为15个昼夜。相比采用燃气涡轮发动机的全燃联合动力(COGAG)方式相比,虽然在最大输出功率及航速方面都不及后者,但却节省1/3的燃油消耗,大大增加了续航时间,后勤补给和维护检修更为方便,也更加经济实用。另外,该动力系统可根据客户需要,改用柴燃联合动力系统模块,最大航速也可相应增加到30节以上。每套1DDA-12000型齿轮减速式柴油机组由2台16D49型柴油机和连接这2台柴油机的RRD-1200型反转齿轮传动装置组成,可通过齿轮传动装置的倒转直接实现主机倒车。另外安装了4台额定功率为630千瓦(峰值功率可达700千瓦)的ADG-630K型船用自动化柴油发电机,为全舰用电设备提供380V、50Hz的三相交流电。舰上所有的动力装置和发电设备都实现了自动化和远程遥控操作,在俄罗斯海军水面舰艇上还是首次。

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1DDA-12000型齿轮减速式柴油机组

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发动机控制室

(二)舰载电子设备和指控系统

20380型护卫舰电子系统设备集成化程度高、外形尺寸小,具有较高的自动化水平。舰载电子设备主要分布在驾驶桥楼顶部的罗经甲板、呈倒锥形的雷达塔桅、其后方传统的封闭式桅杆以及位于后部上层建筑的独立后桅上,其中雷达、光电侦测设备和电子战设备大多配置在前桅上,后桅则主要布置通信天线。

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20380型护卫舰前桅舰载电子系统设备配置示意图

1.雷达

①搜索雷达。该型舰的主雷达为“弗尔克”-2型E波段机相扫描三坐标雷达系统(Furke2-E),其天线部位配置在倒锥形塔桅最高处的透波球形整流罩内。该雷达对水面目标的最大探测距离可达60千米左右,对RCS为1平方米的空中目标的探测距离可达120千米,对RCS值仅0.02平方米、飞行高度为5米的掠海反舰导弹的最大截获距离为13千米。

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“弗尔克”-E雷达天线

②火控雷达。用于为反舰导弹系统提供目指数据是3Ts-25“鱼叉”-B(Garpun-B)型雷达,安装在倒锥形塔桅内部。该雷达工作在I波段,能够同时采用主动和被动模式进行超视距水面目标搜索,正常雷达能见度范围内的探测距离为35~45千米,利用波导现象实现的高雷达能见度范围可达90千米,理论最大探测距离可达250千米。用来导引AK-190M舰炮的“美洲豹”(5P-10E Puma)火控雷达安装在舰桥顶部,位于封闭主桅杆前方位置,该雷达整合有一具相控阵雷达天线、激光测距仪与电视摄影机,最大搜索距离为60千米,最多能追踪并锁定四个目标。用来指挥AK-630M近防武器系统的两具SP-520-M2型光电/雷达火控系统分别位于舰桥上方两侧,整合有火控雷达、光电侦测与激光测距仪,其光电部分在能见度20千米的情况下,最大侦测距离可达10千米。

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3Ts-25雷达天线

③导航雷达。该型舰导航雷达包括“系船柱”-N型导航雷达和MR-231-2“三角湾”型导航雷达,分别安装于罗经甲板和子前桅两侧。

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“系船柱”-N导航雷达

2.通信天线

包括R-779-16“油毛毡”型无线电通信系统的通信天线以及“恰尔达什舞”-20380型导航系统的卫星导航天线,安装于人字形后桅处。

3.电子战系统

20380型护卫舰在其倒锥形塔桅后方的封闭式桅杆两侧配置了TK-25-2型电子战系统,该系统的新型相控阵宽带多通道侦察接收机可分析256个无线电信号,同时通过相控阵宽带干扰机制造64~2000MHz的雷达噪声干扰和电子欺骗信号,对威胁信号的甄别响应时间不超过3秒,还能一并指挥舰上的PK-10“勇敢”型无源干扰系统,从舰上的4部KT-216型十管迫击炮式发射装置投放箔条诱饵、烟火发生剂以及伪装幕。

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PK-10“勇敢”型无源干扰系统

4.指控系统

负责统一控制全舰技术设备、显示外部态势并指挥武器射击的是“西格玛”-20380型作战情报指挥系统,该系统功能上类似于美军“宙斯盾”系统,由多台计算机和多个显控台组成,通过全舰局域网和数据总线来交换数据,实现舰载侦测系统和武器系统的有机整合,同时完成舰艇及编队与岸基指挥所之间的信息交换,自动处理本舰和编队内其他舰艇的各类传感器获得的信息,然后将其融合成完整的战场态势并评估目标的威胁等级,同时进行辅助决策。该系统还可以对本舰及编队进行自动化管理,指挥编队舰艇及其搭载的飞行器的作战行动,规划战术方案、组织拦截或打击的火力,最多可以同时处理256批目标,指挥编队内9艘舰艇和16架飞机作战;保障本舰和编队内其他舰艇的信息协同、武器使用、战术机动以及航行安全。

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“西格玛”-20380型指控系统

(三)舰载武器系统

1.舰炮武器系统

①主炮。20380型护卫舰的舰首甲板上安装了1座使用100毫米/59倍径双向供弹线膛炮的AK-190型单管舰炮,该炮继承了上一代AK-100型舰炮优良的弹道性能和高度的可靠性,射程远、弹丸重、射速稳定,采用隐身炮塔设计,最大射速高达80发/分,最大射程约20千米,最大射高15千米,备弹332发,采用“美洲狮”火控系统,既可打击水面目标,也可用来对空射击及对岸进行火力支援。

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AK-190型100mm舰炮

②近防炮。该型舰舯部两舷的平台上分别装有1座AK-630M型六管30毫米近防炮,用于打击突破防空导弹拦截的敌方导弹,或用于射击水面目标和漂雷,每座备弹3000发,该火炮未采用经过修形的隐身炮塔,对全舰整体的隐身效果造成一定影响。

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AK-630M型30mm舰炮

此外,部分舰B炮位两侧还安装有2门SP-1M型76毫米礼炮,通常收藏在舰体内部,不进行公开展示。

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SP-1M型76毫米礼炮

2.反舰导弹系统

作为在战略收缩环境下诞生的近海防御型水面舰艇,20380型护卫舰放弃了过去苏联海军所强调的战役战术反舰突击能力,在反舰导弹武器的选择上更强调轻量化、通用化和适装性。该型舰所装备的是的3K24“天王星”型反舰导弹系统,该系统包括KT-184型四联装储运发射筒、贮存在储运发射筒内的3M24型战术反舰导弹、带有目标指示设备的自动化发射控制系统以及相关的地面检查设备,其中2座发射装置横向布置在舰体舯部,其后方的活动盖板可在导弹发射时打开,以便于导弹向两舷排焰。

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3K24“天王星”型反舰导弹系统

3M24(Kh-35,北约编号SS-N-25/SSC-6“弹簧刀”)导弹,总长3.75米,弹径0.42米,翼展0.93米,弹重480千克(加上助推器总重630千克),战斗部重145千克,速度0.9马赫,有效射程5~130千米,采用惯性+主动雷达末制导,在5~6级海况下,具备以10~15米的掠海飞行高度稳定飞行,具有优秀的突防效率。2009年后,20380型各舰又改用了3M24的增程改进型号3M24UD型反舰导弹。该导弹的弹体油箱、进气道和弹体尾部都经过了重新设计,以降低飞行阻力,并换用了燃油效率更高的小型涡扇发动机,使之在外形大小不变的情况下将射程由基本型的130千米大幅提升至260千米。

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3M24反舰导弹

3.防空武器系统

20380型护卫舰在设计阶段原计划采用新一代舰载防空导弹系统3K96“多面堡”,然而这款导弹系统的研制和试验过程并不顺利,导致首舰“警戒”号在建成时被迫采用“栗树”型(出口型即“喀什坦”)弹炮合一近防系统替代之,一直到2号舰“机敏”号之后批量建成的后续同型舰上,才用上了3K96“多面堡”(又译“棱堡”)型舰载防空导弹系统,同时在B炮位安装了12单元的防空导弹垂发装置。这一区别导致有国外模型厂在出品20380型轻型护卫舰模型时,人为设置了20381这个型号以示区分。实际上无论是配备“栗树”还是“多面堡”,俄官方型号都是20380型。

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20380型首舰与后续舰防空武器系统改装情况对比图。左为“栗树”型弹炮合一近防系统;右为“多面堡”型舰载防空导弹系

“多面堡”系统配用三种防空导弹:射程40千米的9M96型中程防空导弹、射程150千米的9M96D型中远程防空导弹和射程8~15千米的9M100型近程防空导弹,其中9M96D导弹是在9M96的基础上增加弹体长度、改进固体火箭发动机衍生出的增程型号,而9M100则是一种仅125毫米的小尺寸导弹,因此能够以“一坑四弹”的形式兼容进“多面堡”系统专用的3S97型防空导弹垂直发射装置之中。在不承担区域防空作战时,舰上最大的防空导弹携带量最多可达48枚。

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“多面堡”12单元垂直发射装置

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9M100型近程防空导弹

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9M96型中程防空导弹

4.水声与反潜武器系统

①舰壳声呐。20380型轻型护卫舰拥有一具大型球鼻瞻整流罩,其内装有“曙光”-2型综合声呐系统以及相应的水声战斗部位。该声呐系统在定向发射工况时能够捕捉到距离本舰19千米外的敌方潜艇,在被动工况时对水面舰艇群的最大发现距离可达150千米,对来袭鱼雷则有20千米的预警距离,可同时对10个目标进行跟踪。

②拖曳声呐。该型舰艉声呐舱中装有“光晕”-M型拖曳声呐线列阵。该声呐属于俄罗斯第一种舰载主/被动复合拖曳声呐,兼具主动声呐和被动声呐的优点。在主动工况下,“光晕”-M系统对敌方潜艇的作用距离视其所处深度而定,其对深水区目标的探测距离可达15~60千米,但对浅水区目标的探测距离则只有10~20千米。而在被动工况(噪声测向)下,其对潜艇目标的探测距离为15~20千米,对水面舰艇则为30~100千米。不过在布放和拖带“光晕”-M型拖曳声呐线列阵过程中,本级舰航速只能保持在14-18节,且只能在最大5级海况下使用。

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“光晕”-M型拖曳声呐线列阵

③鱼雷。20380型护卫舰装备“纸包”(Paket)-NK型反潜/反鱼雷系统,该系统的SM-588型四联装发射装置安装在舰内,在发射时开启两舷的盖板伸出舷外发射。配备了两种用途的324毫米鱼雷:用于打击潜艇的MTT型小型热动力鱼雷与用来拦截敌方鱼雷的M-15型火箭助推鱼雷。采用声自导的MTT反潜鱼雷使用110千瓦功率的单一燃料涡轮动力装置作为动力,重390千克(其中战雷头重60千克),在水深大于200米时自导距离为2500米,30~50节航速下续航力20千米,航行深限600米。M-15型鱼雷的尺寸重量与MTT鱼雷基本相当,战斗部质量增加到80千克,雷速50节,射程1400米,最大作战深度800米。

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SM-588 «Paket-NK» 发射器

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MTT鱼雷

④反蛙人系统。为了提防敌方特种作战人员从水下破坏军舰,20380型的舷侧还配置了用于吊放MG-757“阿纳帕”-M型反蛙人声呐站的吊杆和绞车设备。该声呐站用于搜索、探测使用脚蹼或蛙人运载器的潜水员与战斗蛙人,并由声呐处理软件和自动探测跟踪软件对其进行分类和自动探测跟踪,最小探测距离为25米,可同时跟踪不少于4个水中目标。用来打击敌方水下战斗人员的是舰上配备的2具DP-64“涅普里亚德瓦河”型手持式双联装45毫米榴弹发射器,并贮备有240枚SG-45型照明弹和FG-45型爆破弹。“阿纳帕”-M声呐获取到的目标位置坐标会被发送到反潜战斗部位,并据此指挥DP-64型榴弹发射器的发射手向目标所在方位发射反蛙人榴弹,能够有效保障本舰周围半径400米、水深范围0~40米内的水下安全。此外,舰上还可架设2挺14.5毫米口径的海军基座式机枪用于承担巡逻、警戒及反海盗任务。

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“阿纳帕”-M声呐

(四)舰载机

20380型轻型护卫舰建有直升机库,可搭载一架卡-27多功能直升机用于执行侦察、反潜、搜救等任务,其航空燃油舱和弹药舱位于机库下方靠近舰艇处。

卡-27“涡牛A”型直升机装备“Osminog”导航雷达、机器分析显示(MAD)系统、近光声呐、12枚RWR声呐浮标、E45-7A鱼雷或S-1DC深水炸弹,最大反潜作战半径可达20千米,可自行锁定目标并发射反潜鱼雷、火箭实施攻击,也可为护卫舰发射的远程反舰导弹提供中继制导。

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卡-27直升机

总结:

总的来看,20380型护卫舰在2200吨级的舰艇上集成十分强大的攻防武器系统,与西方同吨位军舰相比,火力上要更为强大,已超过了许多西方的4000吨级军舰。而且其集反潜、反舰、防空等多种功能与一身,充分体现出小型化、多用途的特点,基本满足了俄罗斯海军提出的技战术要求,主要有以下几个特点:

一是总体设计先进。为了确保该型舰在排水量较小的情况下能保持良好的中近海适航性能,确定了平甲板方尾、舫部尖瘦的流线型舰体设计,稳定性和耐波性较好,可以大幅降低航行时的阻力。同时采用了先进的模块化设计技术,必要时可在较短时间内对舰船进行现代化拆卸、改装,更换武器装备、电子系统及动力设备。

二是隐身设计出色。20380型护卫舰最突出的设计特点是改变了原先苏/俄制舰艇武器装备及电子设备在舰体上重叠堆砌,繁杂冗余的外观设计,而转向于西方战舰的简洁风格,强调隐身性能。整舰大规模采用隐形结构设计,舰体光滑、紧凑,棱角设计灵活,最大程度优化舰体的线型;其上层建筑置于舰体舯部,与舰体融为一体,侧壁略微倾斜,绝大部分武器装备隐藏在舰体内,并采用封闭塔式主桅设计,具有良好雷达隐身特征;舰体广泛使用高强度非燃玻璃钢、碳化纤维等材料,对舰内红外辐射有较好的屏蔽作用,外涂特殊油漆,可有效吸收雷达回波;另外通过在内倾式烟囱上开设栅栏式排烟孔以分散热红外传播源、在舰体内建造缓冲平台、减压器等措施,大幅降低了该舰红外、声磁等物理场特征。

三是注重载机设计。在过去苏/俄设计建造的千吨级水面舰艇上,往往会因排水量和舰上空间有限而无法驻留反潜直升机,至于吨位更小的小型反潜舰则完全没有舰载直升机的搭载能力。考虑到该级舰使命任务,“金刚石”设计局改变传统设计思路,不但设置了一座能够长期维护舰载直升机的中置单机库,还通过将舰艇大幅向外延伸扩大了飞行甲板的面积,大幅优化了舰载机作战运用。

但有得必有失,由于该级舰是在2000吨左右的舰体上安装大型垂发系统,必然会带来舰艇适航性下降,居住性不佳,持续作战能力较弱的问题,但考虑到该舰相对低廉的造价(1.2~1.5亿美元),仍不失为目前最具性价比的先进护卫舰,也是俄海军在有限经费下的最佳选择。

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