中文版(5000字)| 水面军舰设计的最新趋势

在全球紧张局势加剧的背景下，大型水面军舰采购正呈现显著复苏态势。近年一些舰队正启动其首批新建水面战斗舰艇采购，而更多舰队则在扩大采办计划以涵盖多个舰级。这一采购热潮常伴随着对作战能力提升路径的评估——通过将冷战后时代的多项技术成果整合至新型军舰中。本文旨在探讨当前由此引发的水面军舰设计变革，以及未来可能显现的发展趋势。

缓慢演进

冷战的结束为世界主要海军带来了重大变革。许多国家海军经历了任务重心的大幅调整——例如，英国皇家海军从反潜作战转向远征维稳，波罗的海舰队从近海防御转向类似角色。这一转变伴随着各国普遍削减国防开支（即所谓“和平红利”）的诉求，不可避免地导致海军装备采办急剧放缓。除大规模缩减舰队规模外，既有项目被压缩规模，新项目则遭搁置。尽管主要海军仍设法维持了部分新型水面舰艇建造计划，但采购数量减少且交付周期普遍较冷战时期显著延长。

建造活动的显著放缓并未完全对应技术发展的同步停滞。冷战时期积累的研发（R&D）计划已形成强劲惯性，使得重要技术开发工作在冷战结束后得以延续。此外，民用领域研发的快速进步（尤以计算机技术为典型）对国防与海军部门产生了深远影响。水下作战领域常被引用的案例是美国海军的“声学快速商用技术嵌入”（ARCI）项目。该项目通过定期采用商用计算机硬件升级潜艇现役声呐系统，使其能持续获得最新软件增强带来的性能提升。类似方法随后被应用于水面舰艇的作战管理系统。显然，这种在预算紧缩时代最大限度挖掘现役传感器潜力的策略具有特殊吸引力。

图：冷战后的有限造舰规模意味着技术变革对现代军舰设计的全面影响只能缓慢显现。此外，部分创新项目（如图中美国海军“朱姆沃尔特”级（DDG-1000））最终被证明是死胡同。

财务考量推动了其他发展方向。预算受限使得控制运营与维护成本愈发受到重视，最显著的体现是持续推动舰员编制精简。另一重要财务背景是冷战后期模块化设计理念的延续。这些理念不仅可能降低建造与升级成本，还赋予单舰体执行多种任务的能力。美国海军濒海战斗舰即是这种设计哲学的典型范例。

尽管冷战后的新型军舰普遍采纳了上述方法，但有限的建造规模与项目数量导致技术变革对现代军舰设计的整体影响长期处于渐进状态。此外，部分新项目的实施困境（以美国海军“朱姆沃尔特”级（DDG-1000）最为突出），使得“阿利·伯克”级（DDG-51）等传统设计仍在有限改进后持续生产。然而，替换冷战遗留舰艇的迫切需求与东西方紧张关系重燃带来的推动力，正加速新一代军舰的建造进程。其成果是涌现出较前代性能显著提升的新一代军舰设计方案。

新型海军巨舰

新一代水面军舰最显著的设计特征是其尺寸的增大。德国海军新型F127型护卫舰（详见本期相关文章）的概念设计显示，其满载排水量将达约10,000吨，近乎是计划替代的F124型“萨克森”级护卫舰的两倍。尽管这是较为极端的案例，但当前大多数水面战斗舰艇建造项目均涉及比前代显著增大的舰型。

图：近期水面舰艇尺寸显著增长。德国F126型与F127型护卫舰项目（图示为前者）均规划了满载排水量超10,000吨的舰体。

多重因素推动了军舰尺寸的扩张，这些因素本身也反映了近年影响军舰设计的其他趋势，主要包括：

• 用户需求提升：简而言之，现役军舰数量的整体缩减意味着单舰需承担更多任务。尽管军舰仍可能针对特定任务（如防空或反潜作战）进行优化，但冷战时期的单一功能军舰已基本消失。当前多数主力水面战斗舰级需具备执行广泛任务的能力。例如，前述F127型设计不仅需在前代有限防空能力基础上增加高超音速与弹道导弹防御功能，还需具备远程对陆攻击能力及领导联合军事行动的职能。实现这些能力所需的武器与传感器必然要求更大舰体。

• 设备体积需求：技术发展是另一推动舰体增大的因素。垂直发射系统（VLS）的广泛采用显著影响安装区域的舰宽与舱深。类似地，重型且高功耗的多功能雷达的普及对舰体稳性与发电冗余提出更高要求。

• 现代建造与设计实践：冷战时期德国MEKO模块化设计与丹麦StanFlex系统开创的模块化设计趋势也增加了空间需求。模块安装需更多空间，而“替换维护”趋势（如设备通道与运输路径所需空间）进一步放大了这一需求。德国海军近年F125型“巴登-符腾堡”级维稳护卫舰通过冗余关键系统提升海外长期部署的可靠性，将这一趋势推向新高度。现代对视觉隐身的重视也产生了影响，为降低雷达散射截面（RCS）采用的棱角结构常以牺牲内部空间效率为代价。

• 支持模块化装备：模块化趋势还体现在需搭载日益增多的集装箱化模块装备。近期军舰设计普遍设置宽敞任务舱存储此类设备，并配备起重机等快速部署设施。意大利海军PPA“保罗·塔翁·迪雷韦尔”级多用途战斗舰是典型范例：其舰体中部模块区可容纳8个ISO 1C（20英尺）集装箱，直升机甲板下的尾部任务区还可部署5个集装箱（或无人载具等其他装备）。此类设计必然导致舰体规模超越前代。

• 居住性改善：尽管舰员数量（尤以欧洲舰队为甚）大幅减少，住舱与生活设施空间需求却未相应缩减。现代舰员普遍接受过更高教育且职业化程度远超冷战时期的义务兵，其居住期望显著提升，推动住舱从集体铺位向配备独立卫生间的舱室转型，并增设娱乐设施。此外，“混合编组”人员配置模式也催生了额外空间需求。

图：英国26型护卫舰任务舱。支持模块化任务装备的需求是推动军舰尺寸增大的因素之一。

舰队动力演进

冷战时期军舰设计的标志性特征是非核动力舰艇全面弃用蒸汽轮机推进系统，转而采用燃气轮机与大型柴油机，且常以“和/或”组合形式配置。本质上，燃气轮机具备紧凑结构下的高功率输出，但低负荷工况效率低下；柴油机虽在多种负荷下效率更优，却需以体积与噪音/振动为代价。两种方案相较蒸汽动力均节省人力与维护成本。

柴油技术的进步使直接驱动柴油推进至今仍是可行选择。中国054A型护卫舰系列、英国31型与法国FDI型等近期设计均采用此方案。然而，采用混合电-机械推进或全电推进的“电力化军舰”趋势日益显著，英国皇家海军在此领域处于领先地位。

混合电-机械推进通常以电动机驱动低速航行，高速时通过离合器切换至燃气轮机或柴油机直接机械驱动。冷战末期服役的英国23型反潜护卫舰是推动该方案普及的重要范例：其采用减震基座安装的柴油发电机与轴系电动机组合，实现低速静音反潜作业，必要时可接入两台罗尔斯·罗伊斯“斯贝”燃气轮机以高速机动。这种“柴-电-燃联合推进”（CODLAG）及类似“柴-电或燃联合推进”（CODLOG）系统被广泛用于声学隐身需求优先的舰艇。

图：英国皇家海军23型护卫舰“肯特”号引领45型驱逐舰“勇敢”号进入朴茨茅斯港。护卫舰采用CODLOG混合推进，而更大吨位的驱逐舰配备综合全电推进（IEP）。两舰对比亦体现雷达散射截面（RCS）优化设计的演进。[Conrad Waters]

更激进的方案是综合全电推进（IEP），其原动机与推进轴系无机械连接，动力完全由电网供电的电动机提供。该布局允许发电设备在舰内灵活布置，提升系统冗余与适应性。IEP已成功应用于两栖攻击舰与英国“伊丽莎白女王”级航母等大型舰艇，主力前线水面战斗舰中的代表为英国45型“勇敢”级防空驱逐舰与美国海军“朱姆沃尔特”级（DDG-1000）。前者曾因柴油机与燃气轮机发电容量失衡引发可靠性问题，被迫实施昂贵的动力升级项目（PIP）。尽管存在初期缺陷，IEP有望在未来水面战斗舰中扩大影响，因其可为激光等新一代定向能武器提供所需高额电力。

动力技术变革伴随着综合平台管理系统（IPMS）的普及，以简化机械控制并实现损管响应自动化。

图：DDG-51型驱逐舰“杜威”号（DDG-105）搭载的“激光武器系统”（LaWS）原型样机。定向能武器的实战化可能提升IEP的吸引力，因其可为这类武器提供所需高额电力。[美国海军]

一体化响应

就作战管理系统与武器系统而言，一项基础但视觉上不甚显著的发展是水面舰艇作战管理系统（CMS）提供的战术图景与火力控制响应的有效整合。其标志性事件是1983年美国海军在“提康德罗加”号（CG-47）上首次部署自动化“宙斯盾”武器系统。然而，直至近年，其他主要海军才普遍实现与“宙斯盾”相当的系统能力。过去数十年商用计算能力的快速发展（如前所述）助力了CMS功能的扩展。伴随这一变革的是从集中式计算网络（采用星型架构，将控制台、传感器与武器系统连接至中央计算机）向分布式架构（通过局域网分散计算能力）的转型。此类分布式系统避免了集中式计算机的单一故障点，且通常更易升级。

图：美国海军前“提康德罗加”级“宙斯盾”巡洋舰“文森尼斯”号（CG-49）。尽管“宙斯盾”系统于1983年首次服役，但其传感器与武器整合能力近年才在其他海军广泛普及。[美国海军]

与作战系统相关的更显著设计变革体现在作战室（作战管理中心）的布局演进。其从深藏舰体内部、空间局促的舱室，逐步转变为类似商用办公室或计算机中心的宽敞布局。为降低人员配置需求，低威胁环境下尝试将部分作战管理、平台管理与舰桥职责合并。芬坎蒂尼PPA设计的“海军驾驶舱”即是此趋势范例，现正向意大利其他军舰推广。该舱室位于舰桥前端，两名操作员可通过集成控制台同时访问PPA的平台管理系统与CMS网络。意大利海军称其能在常规航行中最小化人员配置，并在突发威胁出现时快速切换至传统作战管理中心（位于舰桥后方）实施控制。

作战管理中心的信息呈现方式也在革新。尽管CMS控制台已成为作战室标配，业界仍在提升其功能性。例如，基于操作体验优化，部分厂商推动从多屏显示转向单块可重构大屏。电子战术显示桌的普及亦增强了指挥团队态势感知能力。日本新型“最上”级（FFM-1）护卫舰更进一步采用360度环绕全景显示屏，可综合呈现多类信息。

图：意大利多用途战斗舰“保罗·塔翁·迪雷韦尔”号的“海军驾驶舱”。两名操作员可通过集成控制台访问舰船平台管理与CMS网络。[意大利海军]

武器与传感器的变革方面，前文已述及垂直导弹发射装置与多功能阵列的普及。后者推动传统机械旋转雷达被固定式电子定向阵列取代。为满足360度覆盖要求，阵列布局常需特殊设计，显著改变了现代军舰外观。积极影响是固定阵列更易实现雷达散射截面（RCS）隐身目标，这与前文提及的隐身设计趋势相契合。

自主化未来

未来水面军舰武器系统的发展或将由应对作战区域舰艇面临的巨量威胁需求驱动，包括反舰巡航导弹与弹道导弹（含高超音速武器）的扩散，以及空中与水面无人载具的增长。对抗导弹威胁正推动垂直发射系统（VLS）容量提升趋势，中国055型“仁海”级驱逐舰配备的112单元发射装置及欧洲最新设计的类似扩容即为明证。若缺乏缓解措施（例如在搭载美国“改进型海麻雀”导弹（ESSM）的Mk 41发射系统中采用四联装单元），这将进一步加剧军舰尺寸扩张压力。导弹与火炮防御系统也将日益由定向能武器补充，后者可能成为对抗低端无人载具的首选武器。例如，英国皇家海军近期宣布加速在舰艇部署“龙火”激光武器，计划最早于2027年为四艘军舰配备该系统。

武器能力升级将伴随传感器与作战管理系统的同步强化。协同交战能力——即整合跨舰艇与航空器的武器与传感器形成分布式防空体系——已在美国海军成熟应用，并逐步推广至其他舰队。尽管涉及一定保密性，人工智能（AI）的持续融入必将提升作战管理效能。海军作战节奏的不断加快（如高超音速武器的出现）与数据量的爆炸式增长，已使人员及时有效响应的能力面临考验。利用AI优化人机交互界面是解决此问题的必然路径，多数主要海军正积极推动该领域研发。

图：未来水面战斗舰艇或效仿比利时-荷兰“城市”级无人反水雷（rMCM）母舰模式，以操作作战无人机为核心任务。

更广泛的海军自主化——以各类无人系统为载体——已形成趋势。新型水面战斗舰任务舱的设计愈发注重对无人系统的支持，这一趋势未来将持续扩展。未来水面战斗舰可能主要设计为多型作战无人机的母舰，类似比利时-荷兰“城市”级无人反水雷母舰项目的核心理念。即便该构想未成主流，有人驾驶水面军舰仍可能作为指挥控制中心，与搭载分布式武器传感器的大中型无人舰艇协同作战，契合美国海军“有人-无人协同”项目理念。尽管部分观点认为全无人化舰队是终极方向，但实现此愿景仍需跨越诸多障碍。