[好文分享] 台灣「新一代飛彈巡防艦」項目的結構性問題

原文發佈於大陸的知名軍事論壇超級大本營，作者是onepiece。

原文鏈接：https://lt.cjdby.net/forum.php?mod=viewthread&tid=2587412&extra=page%3D1


（目前「新一代飛彈巡防艦」最新的渲染圖，跟2017年展出的模型相同）

這裡不是說關鍵技術科研工作能不能完成這類問題。理論上，科研投入資源跟時間就一定能完成；
但實際上大型專案項目的管理遠不只是達成任務而已，還必須在合理的時間、過程與預算之內完成。

水面船艦的設計肯定圍繞防空作戰系統，現在尤其是雷達，因為雷達系統架設多高、體積重量多大，直接關連船體平台必須造多大，才能達到額定的各項適航性能指標。


「後牆不倒」

pop3的科普文再三強調大型軍備研制工作的「後牆不倒」原則，也就是關鍵裝備的技術發展必須成熟到一定程度，各項指標（尺寸、重量、功耗、冷卻等，並滿足各種裝艦的性能要求與指標）明確固化之後，才談得上圍繞著關鍵裝備設計整艘船艦。

一言蔽之，防空作戰設備（雷達、戰系、火控、導彈等系統）會決定軍艦要造得多大、船艦推進與供電等需求，這些都是環環相扣。尤其是大型防空雷達必須高架，會讓船艦上部重量、迎風面積都大幅增加。這就是所謂「後牆不許倒」，因為沒有人能圍繞著「空氣」設計一艘船艦。


（1970年代，宙斯盾的SPY-1A相控陣雷達裝在諾頓灣號試驗艦上測試）

理想狀況下，設計船艦時，上面的關鍵裝備最好已經定型，外部規格不再改動，專心設計船艦。例如，美國的SPY-1相控陣算是按部就班，第一部EMD-1工程樣機在1973年開始陸地測試，1974年上諾頓灣號（USS Norton Sound AVM-1）試驗艦海上測試。在1978年，SPY-1的量產合同簽署了，同年美國海軍也在9月簽署第一艘宙斯盾導彈驅逐艦提康德羅家號（DDG-47，後來升格為巡洋艦變成CG-47）的合同。1980年，SPY-1完成電子戰測試，正式獲得AN/SPY-1A的軍方型號，同年提康德羅家號也安放龍骨開始建造。


（中國人民海軍畢昇號裝載346相控陣進行測試）

中國人民海軍的346相控陣與052C導彈驅逐艦則相對緊湊。346雷達是在1996年11月左右立項，同時間052B/C都在緊鑼密鼓地進行。在2001年6月3日，中國海軍簽署兩艘052C導彈驅逐艦的建造合同；此時，052C的主要配套裝備，包括HHQ9防空導彈系統以及346都還在研制階段，HHQ9在2001年3月才進行陸地閉迴路測試；346相控陣雷達則是在2002或2003年安裝到畢昇號試驗艦上進行海上測試，而兩艘052C在2003年4月下水。pop3曾經提過，052C算是破例地違反了一些原則，這是因為客觀環境上形勢所迫而不得不然。然而，起碼346雷達、HHQ9導彈以及052C這三個項目一開始就配套，346雷達跟HHQ9導彈後來也沒有需要重大變動、拖累052C的設計工作，所以還行。而且相對地，中國海軍對於346雷達、HHQ9、HQ16等新系統研制趕不上造艦，都有過渡期的備案，也就是先造了052B、054、051C來填補空檔。

總之，原則上，一個大型系統在發展的時候，組成的子系統如果還在基礎科研階段，就很危險了；大系統是由許多子系統堆疊上去的；如果房子的磚塊不靠譜，建造房子的時候自然崩了。


「新一代飛彈巡防艦」：雷達太大或船體太小？

而台灣名為「震海案」的「新一代飛彈巡防艦」，目前看來船艦與配套項目之間的管理堅實程度，遠不及前面舉的兩個例子。目前某種程度，「新一代飛彈巡防艦」算是「後牆倒了」；或者說，一開始是船當後牆還是雷達當後牆，就是個問題。

目前，「新一代飛彈巡防艦」的尺寸規模是在2017年5月中旬公佈的版本（當時台灣海軍司令部辦理「新一代飛彈巡防艦」的邀商說明會）：全長約138米，寬約16.5米，排水量約4500噸。

研制分工上，台灣海軍的「海軍造船發展中心」依照海軍高層的需求制訂規格參數，然後把「船體設計」以及「作戰系統」各自委託相對應的單位。「作戰系統」自然是給台灣最大的軍備研制機構：中山科學研究院（簡稱「中科院」）來研制與集成。


（最早的「新一代飛彈巡防艦」設計，這是2016年6月台灣海軍首度公佈「12項造艦計畫」的PPT圖）

（「多功能快速人員運輸艦」的船體設計方案先完成；以此為基礎，再設計「新一代飛彈巡防艦」的船型，以節省成本）
(2017年8月世貿航展中展出的「新一代飛彈巡防艦」模型）

「新一代飛彈巡防艦」的船體是財團法人船舶暨海洋產業研究發展中心（簡稱船舶中心，半官方的財團法人機構，台灣規模最大、經驗最多的船舶設計單位）在2017年8月底得標，在2018年就完成了。在「新一代飛彈巡防艦」之前，台灣海軍先做了名為「迅能專案」的「多功能快速人員運輸艦」的合約設計，由船舶中心在2016年5月26日得標，2017年6月15日完成。「震海專案」新一代飛彈巡防艦的船型設計，就是在「多功能快速人員運輸艦」的基礎上做的。所以，到2018年時船體已經設計完了，就是台灣海軍說的4500噸的設計。

日後新聞陸續有提到，中科院研制的相控陣雷達太大放不下，船體必須放大，2017年6月就有新聞說要加大到5200噸。2018年5月的若干新聞又披露，中科院方面強烈建議放大到6000噸以上，在跟台灣海軍商量，而原型艦的期程可能會被迫延後。然而，台灣海軍歷來對外公開的官方說詞，包括今年（2019）在「立法院」接受質詢的說法，排水量始終維持在4500噸，一概否認了外界流傳的任何「放大」。

所以，大致可以推測到底發生了什麼事情。台灣軍方、官方自然會否認或不正面回應許多媒體上的傳言，但現在媒體上許多引述不具名軍方內部人士的說法，後來事實多半證明並非空穴來風。

台灣海軍在2014年9月公佈造艦願景，2016年6月20日公佈「12項造艦計畫」，2017年度「新一代飛彈巡防艦」建案開始執行。此時，中科院手中是否有可以立刻上艦、符合性能指標的「貨架產品」呢？答案是沒有。所以，必須從中科院手頭上現有的技術基礎來發展。

此時，中科院手頭上現成的東西是：配套天弓三型防空飛彈的「機動相位陣列雷達」，這是從「天弓一/二防空飛彈」的「長白相位陣列雷達」（無源陣，最初是1980年代美國RCA公司ADAR-HP高性能相位陣列雷達技術轉移）再改良的。此外，以陸基的「天弓三型」為基礎，研制艦載防空飛彈。2013年台灣海軍首次提造艦構想時，就打算由中科院開發艦載防空導彈，不繼續向美國購買標準2導彈跟密集陣近防等昂貴的東西。


（搭配天弓三防空導彈的「機動相列雷達」，是中科院手中最成熟的方案；但以這雷達規模，若要四個固定陣，船體排水量不可能低於六千噸）
（中科院以天弓三型陸地防空導彈，發展艦載的「海弓三型」）

現有的「機動相位陣列雷達」是一個單片的相控陣，裝在拖車上，一個陣面上三千多個移相器，這個規模跟宙斯盾的AN/SPY-1A相控陣雷達大致相當。跟AN/SPY-1一樣，「機動相位陣列雷達」也是無源陣，後面跟著真空管技術的發射機、導波管等。於是很自然地可以推斷，如果要在船上裝四個這樣規模的固定陣面，4500噸的船體顯然是不可能的。目前世界上已有的案例，西班牙F100型小宙斯盾艦扛著四個AN/SPY-1D相控陣，滿載排水量已經超過了六千噸（據說後期逼近七千噸）。

而如果用這一型雷達的技術硬要裝上4500噸的船，只有一途：大幅縮減陣面規模（意味著波束角變寬、探測精確度跟有效距離下降），或者用單面旋轉陣（這樣就跟051C類似了）。2018年5月，就有媒體報導，新一代飛彈巡防艦可能會降低指標，改用單面或雙面「背靠背」旋轉陣面（想像一下這樣大型的陣面做成背靠背旋轉陣，肯定非常詭異）。當然台灣海軍否認了這個信息。

同時期的新聞也說，中科院現有的相控陣技術（無源陣）探測距離等性能可以滿足台灣海軍指標（超過300千米），但尺寸重量太大。中科院可能另外啓動方案，發展新的固態技術的有源陣面，但這就等於重頭科研發展，後牆倒了。

做個小結。台灣海軍已經設計好一個排水量4500噸、長138米的船體。而中科院現有的無源陣系統如果是四個固定陣，船體要六千噸以上才裝得下，實際上西方國家現有的類似船艦也都超過六千噸。而台灣海軍似乎很堅持4500噸這個設計不打算改了──如果遷就雷達而改船艦設計，前面台灣海軍花錢請船舶中心做的設計都做了白工，增加起碼1500噸等於推倒重來，重新花錢設計一次，這會被立法院罵死的。

打個比方，701所把052C的船體都設計完了，負責346雷達的14所告訴他們雷達裝不下，要701所把船體放大1/3....

所以，如果不改性能指標，只有兩種選擇──遷就雷達推翻船體，或者遷就船體推翻雷達。如果堅持圍繞中科院的系統來設計，船體就該放大到至少6000噸以上。而如果堅持船體排水量上限，一開始就不該讓中科院折騰現有系統，直接瞄准更新型雷達（如有源陣），中科院來不及從零發展就該及早尋求外商合作。或者，更實際一點，根本不要採用四個固定陣，用比較輕的旋轉雷達。

所以，「新一代飛彈巡防艦」到底是誰圍繞誰在設計？船體跟雷達，哪一個才是「後牆」？