国外海军舰艇升级改造现状及趋势

李坚波，史文强，李 楠

(1.驻江南造船(集团)有限责任公司军代表室，上海 200011；2.中国船舶重工集团公司 第七一四研究所，北京 100012)

国外海军舰艇升级改造现状及趋势

李坚波1，史文强2，李 楠2

(1.驻江南造船(集团)有限责任公司军代表室，上海 200011；2.中国船舶重工集团公司 第七一四研究所，北京 100012)

升级改造是各国海军舰艇发展的一条重要战略途径。本文针对各国舰艇装备升级改造进行全面而深入的研究，明确舰艇升级改造的类型，探讨促使舰艇装备升级改造的动因，分析舰艇升级改造的内容特点，最后归纳舰艇装备升级改造的发展趋势。

海军；舰艇；升级；改造

0 引 言

升级改造是各国海军舰艇发展的一条重要战略途径。这主要得益于升级改造不仅能够适应现代技术快速发展，更灵活地适应不断变化的作战需求，也能够以较少的投入快速形成战斗力，大量节省舰艇装备建造费用。升级改造也因此将在未来海军武器装备建设中占有越来越重要的地位。

本文针对各国舰艇装备升级改造进行全面而深入的研究，明确舰艇升级改造的类型，探讨促使舰艇装备升级改造的动因，分析舰艇升级改造的内容特点，最后归纳了舰艇装备升级改造的发展趋势。

1 舰艇装备升级改造的分类

升级改造通过植入新的技术成果，局部改变现役或后续海上舰艇装备的性能或功能，以较少的投入、较低的风险快速地形成新的战斗力，灵活适应技术的发展和作战需求的不断变化。

海上舰艇装备的升级改造对象较多，包括舰艇平台、动力装置、武器系统、电子系统等，不同装备与系统升级改造的类型也不尽相同。而综合从升级改造的对象、内容以及最终形成的结果可将舰艇装备的升级改造分为以下3种形式[1-2]：

1)在役改装

在役改装是指利用新技术，改造现役武器装备，提升其技术性能，扩展、改变使用功能或延长使用寿命。在这种形式的升级改造一般多为平台或系统级的武器装备所采用。诸如鱼雷、电子系统、舰炮、动力系统在全寿期内基本上都会经历这种过程。主要是由于舰艇装备在服役一定期限后，不能满足新的作战需求，利用先进的技术对其改造就成为唯一可行的选择。

如瑞典“兰德索尔特”级猎雷艇在服役20多年之后，在2007年接受了中期改造，安装了新型的武器和指挥系统、防空系统、声呐系统，新增了遥控水下航行器(RUV)和水下定位系统，不仅提升了猎雷艇的作战能力，也延长了服役期[3]。

2)再建改进

再建改进又称为同型号后续改进，是指采用新的技术成果和方案，改进和完善同型号后续武器装备的性能与功能。这种形式在舰艇装备发展中日益增多，它是现代采办制度发展的结果。特别是美国在21世纪确立的渐进式采办制度将以往的一步到位式武器装备采办过程分为多个批次进行，使得舰艇装备可以根据技术的发展、需求的变化以及以前批次反馈回来的使用经验，对后续批次进行技术改进和完善，在不断提升战技性能的同时，也有效地避免了一步到位式采办所带来的技术风险和使用时间的滞后。

如美海军主战舰艇配备的常规对陆攻击导弹“战斧”(BMG-109C)经过Block2，Block3，Block4系列化发展历程，最终形成的“战术战斧”具备了战场实时效能评估的能力，并可以在作战空域上空待机飞行，也可以与其他武器配合使用，增强了导弹的灵活性和响应能力，使导弹能够快速精确打击固定与移动目标，显著提高了攻击时间敏感目标的能力[4-5]。

3)改型

改型即指对已有型号设计改型，是根据作战需求的不同，对现有武器装备的设计方案进行改进，派生出新的型别，使其具备新的战技性能或作战功能发生变化。这种形式是舰艇装备发展的常用手段，其优势在于不仅可以降低研发风险，缩短研制周期，加快战斗力的形成，也可使舰艇装备能够保持一定的延续性，减少全新型号给部队带来训练、使用和技术与后勤保障上的不便，降低装备的全寿期费用。

国外很多舰艇装备都是通过这种形式发展出不同作战功能的新型别，确立了“同一型号、不同型别”的发展模式。例如美国在20多年间发展了3型“阿利·伯克”级(DDG 51)驱逐舰，分别是I型、Ⅱ型和ⅡA型等3种型别(见图1)[6-8]。

图1 美国I型、II型和IIA型“阿利·伯克”级驱逐舰Fig.1 US navy Flight I/II/IIA Arleigh Burke class destroyers

2 舰艇装备升级改造原因分析

2.1 适应舰艇装备体系建设的需要

舰艇装备的发展都是以遵循海军战略为出发点，服从整个武器装备体系建设的需要。海军战略的调整，将影响整个武器装备体系的建设。在新的海军战略指引下，要求构建新的武器装备体系，也就需要重新审视和规划舰艇装备的发展。除了大力新研新建武器装备外，对已有武器装备进行升级改造成为构建新的武器装备体系最快捷、最经济的手段。

美国海军自20世纪90年代初提出了由“大洋”战略向“由海向陆”战略转型后，构建近海武器装备体系已成为其海军武器装备发展的主导。近10年来，美国海军一方面发展了多种适合近海作战的新型武器装备，如DDG 1000驱逐舰、近海战斗舰等。另一方面，也加紧对“大洋”战略下的产物进行升级改造，以将其纳入近海武器装备体系建设。其中一大举措是将4艘“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇改装为巡航导弹核潜艇[9-10]。

2.2 满足不断变化的作战需求

舰艇装备的出现和发展，都是以特定时期内所需应对的威胁和挑战为前提。然而研制出的舰艇装备总是存在一定的“滞后性”，表现为随着研制和服役周期的持续，舰艇装备最初设定的使命不能满足不断变化的现实作战需求。因此，对舰艇装备进行升级改造，来迅速满足不断变化的作战需求就成为一种必然。

加拿大在20世纪90年代初设计建造了12艘“哈利法克斯”级导弹护卫舰，最初主要是设计用于在大洋环境下执行反潜和反舰作战。但随着冷战的结束，“哈利法克斯”级护卫舰作战环境开始从大洋转向近海，主要面对近海区域的空中、水面、水下威胁，以及在最初设计中未能考虑的如恐怖分子袭击等一些不对称威胁，加拿大海军对“哈利法克斯”级导弹护卫舰进行了现代化升级改造，重点是改进和增强传感器与武器系统，如安装新型指挥与控制系统、升级电子战系统、安装改进型“海麻雀”导弹等，以提高护卫舰对付这些新威胁的能力。

2.3 适应新技术转化为现实战斗力的需要

技术发展是舰艇装备发展的主要推动力。以信息技术为代表的高新技术发展迅速，促使电子系统和武器系统的换代周期缩短，应用节奏加快，使得“一代平台、多代负载”的装备发展规律更加凸显。特别是对于舰艇平台，电子系统和武器系统的更新换代直接提升了舰艇平台的作战性能，持续推动着舰艇平台焕发出新的活力。

随着电子信息、计算机为代表的先进技术源源不断地向武器装备中渗透，武器装备的升级改造也迎来了一轮热潮。其中呈现出的特点之一，通过采用标准化电子器件，计算机技术的普及应用使得武器的可靠性、自动化程度进一步提高。在这种背景下，根据美国海军的需求，FMC公司开始对MK45舰炮进行技术升级，重点是提高可靠性，便于维修。同时，对舰载MK86火控系统的硬件和软件进行了一些改进以适应对半主动激光制导炮弹的制导与控制，最终形成了MK45-2型舰炮[11]。

2.4 作战经验的总结

战场是武器装备最好的试验场。很多新型武器装备在服役使用后，有可能出现不适应海上环境、本身存在技术缺陷以及不能完全满足既定的作战使命等一系列问题。解决这些问题唯一有效的方法是对舰艇装备进行升级改造。通过这种“使用-反馈-改进”的闭环过程，总结武器装备在使用过程中存在的问题，并及时反馈给武器装备研制部门加以改进，来不断完善和提高舰艇装备的性能，始终保持舰艇装备的先进性。

澳大利亚在20世纪90年代初开始建造的“柯林斯”级攻击型潜艇在服役后诸多技术问题，如螺旋桨尾轴部位的密封性不好，存在严重的海水泄漏问题；在实际使用过程中发现通信桅杆的工作可靠性差；作战指挥系统存在不足和缺欠等，已经对该级潜艇的性能造成了较为严重的影响。为了尽快解决“柯林斯”级潜艇存在的问题，澳大利亚采取了近期与远期相结合的方案，进行多项升级改造，以提升其性能[12-13]。

2.5 延长海上武器装备服役期的需要

舰艇平台一般服役期约为30年左右。在新老舰艇更替的时间段，在新舰形成战斗力之前，为避免出现因舰艇平台退役可能出现的作战能力空缺，或者因经费不足无法购买新舰的情况下，有可能会继续使用即将超过服役期限的舰艇平台，这就需要对老舰艇实施延寿改装。

在这种情况下的升级改装一般会在舰艇平台平均服役约18年左右进行，因此又称为中期改装。美国从2006年开始对服役近20年的“提康德罗加”级巡洋舰进行现代化改装，计划将其服役期延长至40年。印度1986年从英国购进1959年服役的“维拉特”号航母后，对其进行了延寿改装，1999～2000年、2004年又进行了2次延寿改装，现在又一次对其实施维修和升级计划，以使该航母服役寿命延长到2012年。澳大利亚在70年代末从美国购进了4艘“佩里”级护卫舰，从2004年开始对这些舰进行延寿改造，希望使其能够服役到2020年[14-15]。

3 舰艇平台升级改造的主要内容

3.1 对船体结构进行局部改进，优化舰艇航行性能和完善船体结构设计

船体结构改进主要有2种方式：一种是在现役舰艇的船体结构上进行局部改进；另一种是在后续舰的设计上加以改进，以此来优化舰艇的航行性能和完善船体结构设计。如为减少航行阻力，节省燃料，以及可以容纳声呐导流罩，美国海军计划为DDG-51级驱逐舰安装一种新型球鼻首。

“尼米兹”级航母岛式上层建筑也在不断改进，前8艘舰的岛后方设置了一个天线桅杆，到第9艘“里根”号，该桅杆已转移到岛上，以腾出更多的飞行甲板面积。

图2 美国海军为DDG-51驱逐舰开发的新型球鼻首Fig.2 New cobra bulbous bow of DDG 51 exploited by US navy

图3 “里根”号航母的“岛”式上层建筑与 之前航母比较示意图Fig.3 The comparison of island superstructure between CVN Reagan and other Nimitz carrier

3.2 换装新型舰载武器系统，增强舰艇的作战能力

舰艇平台服役期一般为30年左右，而舰载武器系统更新换代周期更短。为此换装新型舰载武器系统成为舰艇平台升级改造的重要内容。如垂直发射系统发射效率高、全方位攻击、装弹容量大等优点得到各国海军的青睐，目前不仅是新造舰艇大量配备了垂直发射系统，而许多国家为了提升在役舰艇的作战能力，也为旧的舰艇平台改装垂直发射系统。德国在第2批212A型潜艇上集成了光纤制导导弹系统IDAS(潜艇交互式防御和攻击系统)，除了可以攻击直升机之外，也可以攻击沿海陆地目标。

对于舰炮而言，炮塔采用隐身材料、先进制造工艺以及炮塔外形隐身设计成为升级改造中的一项重要内容。瑞典57 mm舰炮从MK1型—MK2型—MK3型的发展演变过程(见图 4)，其炮塔隐身性能不断得到提高。MK2型在炮塔外形上较MK1型有了较大改观，从而改善了它的隐身性；MK3型在Mk2型基础，更加凸现其高超的隐身性能。这款最新一型舰炮从外观上看最大亮点就是其独特的炮塔外形设计以及炮管不使用时可以缩回炮塔内的设计理念，可以说是舰炮发展历上的一个创新之举，使舰炮隐身技术发展迈向一个新台阶。目前，美国正在开发的155 mm先进舰炮系统也在效仿MK3型舰炮的做法。

图4 瑞典57 mm舰炮的发展演变Fig.4 The development of Swedish 57 mm naval gun

3.3 换装新型的电子信息设备，提高舰艇的信息化水平

随着科技的不断发展，通信、导航、声呐等电子设备的性能不断提高，各国海军在进行舰艇的升级过程中，也注重安装新型的电子信息设备，提高舰艇的指挥、控制、通信、计算机和导航及探测和定位能力，实现平台与平台间战场信息的实时共享和双向交流，增强舰艇的信息化水平。美国海军已经将DDG-51驱逐舰IIA型的宙斯盾作战系统升级到7.1基型、将SPY-1雷达的D型升级到V型、升级协同作战能力(CEC)装备、安装“纳尔卡”有源电子假目标诱饵等。

采用开放式体系结构赋予了舰载电子系统更强的生命力，更易于升级改造。因此，世界各海军强国在舰载电子系统升级改造过程中往往很重视采用开放式、分布式体系结构。美国AN/SPY-1雷达在设计之初和升级改造过程中就灌输了开放式结构的思想，采用模块化设计，实现了功能模块化，可使系统某一功能在2条线路上保持独立，这样，若某一线路损坏，不致于使整个系统失效，大大提高了系统的可靠性。而AN/SPY-1E雷达则采用了基于商用现成器件的开放式系统结构，使得系统易于更新，并且易于采用新的雷达波形和数字信号处理技术。

法国的SENIT8舰艇作战系统也采用了全分布式体系结构。荷兰的SEWACOⅪ型系统采用分布式体系结构对之前的型号进行升级改造，并配备新型SMART-L三坐标雷达。

3.4 注重舰艇的电气化改造，提高舰艇的自动化水平

电气化是舰艇平台的技术发展方向。应用先进的电气化技术能够使舰艇的运行更加具有效率，大幅削减舰艇人员数量，降低舰艇维修保障的费用，从而提高舰艇的可承受性。自从美国于1995年提出旨在改进舰艇平台电气化的“智能舰”项目以来，已有27艘“提康德罗加”级巡洋舰完成了改装。每艘“提康德罗加”级巡洋舰在经过智能舰改造后，舰上每周的工作量整整减少了9 000人时，即减少30%，由此而使舰上人员从原来的376人减为328人，进而使得每艘巡洋舰每年可以节约直接费用、间接费用和技术保障费用约为260万美元。美国海军还计划用智能舰项目的相关技术，改装57艘“阿利·伯克”级驱逐舰，使改装总数达84艘。

4 舰艇装备升级改造发展趋势

4.1 升级改造已经成为舰艇装备的一种常态化发展方式

冷战后，由于军费的大量缩减，各国研制新型海上武器装备的规模也被迫压缩，主要海军强国开始依赖于通过升级改造，来提升作战能力，满足新的作战需求。时至今日，尽管各国对海上武器装备研制的投资有增无减，但升级改造也继续得到各国的重视，已经成为外军海上武器装备的一种常态化发展方式。

例如美国海军现役水面主战舰艇几乎都经历3次以上的升级改造。澳大利亚海军2004年7月启动名为“海洋”1390项目，计划耗资4.23亿美元对“阿德莱德”级护卫舰中的4艘进行升级改造，全面提升该级护卫舰的防空、反导和反潜能力。在2005年又实施了名为“海洋”1448项目，耗资3.73亿美元对现役8艘“安札克”级护卫舰进行全面升级改造，增强其反舰导弹的防御能力。

4.2 舰艇装备升级改造日益向与研制过程一体化方向发展

为实现以最小的成本持续不断地提升武器装备的性能，各国也非常重视在研和在建舰艇装备未来升级改造的需求。其主要实现手段是通过渐进式采办来实现。

美国CVN-21航母在研制时充分考虑改装和升级要求。美航母计划办公室明确指出，要求CVN-21航母的作战指挥系统具有“可重新配置性”。在CVN-21的设计中，不仅采用开放式体系结构设计，方便今后的系统升级，特别是电子信息系统的升级和换装，也重点考虑了作战指挥舱室的布置，采用双层甲板，电缆布置在双层甲板间，方便电缆的拆除和重新安装，指挥舱室的舱壁设计成活动式，当需要增加指挥功能时，能够轻易地对指挥舱室进行扩大。

4.3 升级改造正在促成舰艇装备体系精简化

升级改造和新研新建是舰艇装备建设的2条基本途径。各国在进行舰艇装备建设时，一方面加大了对现役舰艇装备的升级改造，挖掘现役舰艇装备的潜力，坚决淘汰潜力不大或不具备改造价值的舰艇装备。另一方面，为了避免新研新建带来技术风险，外军更多地依靠对性能优越的现役舰艇装备进行改进，来发展新型的舰艇装备。

美海军在90年代一些性能优秀的现役舰艇的基础上改进发展不同功能的作战舰艇，同时大量退役70、80年代发展的作战舰艇，促使主战舰艇的型号大幅度减少。时至今日，美海军依然延续这种武器装备发展思路，在“尼米兹”级航母的基础上改进发展了“福特”级航母，在“黄蜂”级两栖攻击舰的基础上改进发展了LHA-6两栖攻击舰。升级改造已经成为美国海军实现武器装备体系精简化的重要途径。

[1] Ronald O′Rourke, Naval Transformation: Background and Issues for Congress[R].CRS,2006.

[2] Fleet Modernization Program (FMP) Mangement and Oper-ationg Manual[R].US Naval Sea System Command,2002.

[3] Fleet Modernization Program. www. globalsecurity.org.

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[6] PATRICK W, Navy wants upgrade capacity for destroy-ers[J].National Security,2007(3).

[7] EDWARD H.LUNDQUIST.USN AEGIS cruiser moderni-zation program[EB/OL].www.Marinelink.com.January 06,2004.

[8] 中国船舶信息中心.现代海军武器装备手册[M].国防工业出版社，2001.

[9] Ohio-class submarine prepares for cruise missile platform inauguration[J].Jane′s Navy International,2007(12).

[10] GDEB unveils bow design for Virginia class[J].Jane′s Defense weekly,2007(4).

[11] Jane′s Radar and Electronic Warfare Systems 2012-2013[M].UK.Jane′s information group limited.

[12] Australia′s hazard frigate upgrade[J]. Defense Industry Daily,2008(1).

[13] Final life extension for Portuguese sub[J].Jane′s Defense weekly,2006(5).

[14] Ronald O′Rourke.Navy network-centric warfare concept:key programs and issues for congress[R].GAO.2005.

[15] Jane′s Fighting Ships 2012-2013[M].IHS,2012.

The current situation and tendency of foreign naval warships′upgrading and reconstruction

LI Jian-bo1,SHI Wen-qiang2,LI Nan2

(1.Military Representative Office of Jiangnan Shipyard，Shanghai 200011,China;2.The 714 Research Institute of CSIC，Beijing 100012，China)

Upgrading and reconstruction are one of the important strategic approaches for the development of naval warship. The article conducted a comprehensive and in-depth research on the upgrading and reconstruction of naval warships′ equipment in several countries. From the results, we obtained the types of upgrading and reconstruction, and discussed the causes that promote the actions. In addition, not only the features of warships′ upgrading and reconstruction content were analyzed, but also the development tendency was concluded.

navy; warship; upgrading; reconstruction

2014-09-11

李坚波(1983-)，男，硕士，工程师，研究方向为舰船总体研究与设计。

U674.71

A

1672-7649(2014)12-0192-06

10.3404/j.issn.1672-7649.2014.12.044