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【軍事論壇】精進艦艇匿蹤技術 掌握制海關鍵

Date:2025/09/16 Clicks:39
美國海軍朱瓦特級驅逐艦是最顯著的大型匿蹤軍艦設計,從艦艏到艦艉、甚至是桅桿,都應用到可減少雷達波反射的「內傾式」設計,盡可能減少艦船的雷達截面,同時仍維持多功能特性。(取自美國海軍網站)美國海軍朱瓦特級驅逐艦是最顯著的大型匿蹤軍艦設計,從艦艏到艦艉、甚至是桅桿,都應用到可減少雷達波反射的「內傾式」設計,盡可能減少艦船的雷達截面,同時仍維持多功能特性。(取自美國海軍網站)

◎雲陽

 現代海戰除依靠先進偵搜雷達和光電設備,匿蹤外形和技術亦是制勝重要關鍵。軍艦的發展代表海戰技術和型態的重大轉變,不同於傳統軍艦以發揚火力和偵搜能力為優先,匿蹤軍艦的設計融入匿蹤技術,達到降低雷達、紅外線和音紋訊跡的目的,讓本身更難被偵獲和標定,進而能夠隱密行動並發動突擊。

修改外型 減少雷達截面積

 降低軍艦被發現的想法,早自海戰發生時就已成型展現,在帆船時代,各國海軍就曾將軍艦漆成欺騙性的圖案,或以偽裝成商船的外觀達到最原始的「匿蹤」要求。邁入一戰和二戰時期,軍艦嘗試減少偵測的措施,大多仰賴塗裝或外型修改,企圖混淆敵人的視覺,難以判斷大小、距離和外型。但此類措施面對雷達和聲納等新興技術幾乎沒有作用。此時受科技發展限制,匿蹤概念尚未見突破之前,海軍艦艇的設計仍是注重功能和火力發揚,水面以上(含空中)的偵獲手段主要依靠雷達和目視。至於在一戰現身的潛艇可算是第一種真正的匿蹤軍艦,因為潛入水中所形成的逃避水面探測特性,以及抑制音紋訊跡的措施也都是匿蹤理論的基礎之一。

 二戰期間誕生的雷達及其戰後的廣泛運用,改變海軍艦艇的設計重點,衡量雷達偵測物體能力指標的雷達截面積(RCS)成為關鍵因素。初期以強調減少雷達截面積反射為努力的重點,集中在盡量減少垂直平面和使用雷達吸收波材料。

 冷戰開始加速匿蹤技術發展,因為海軍面對先進雷達和飛彈系統時代的來臨,必須尋求不對稱優勢。1980年代之後,隨著雷達吸收波材料和減少雷達波反射設計原理的進展,匿踨概念在軍事層面的運用開始受到廣泛的關注和重視。而冷戰期間成功誕生的F-117夜鷹匿蹤戰機,也促使軍用艦艇設計開始考慮採取類似的原則。

 美國海軍自1990年代起著手發展匿蹤艦艇,嘗試使用雷達吸收波材料和散射雷達回波等手段,成果就是類似F-117的棱角散射雷達波輪廓和非傳統構型船體設計,即1985年誕生的海影號(USS Sea Shadow, X-SS-1),是極具開創性的著名匿蹤原型實驗船,其設計為非傳統雙船體設計,具有棱角分明,可散射雷達波的內傾船體外廓,並採用雷達吸收波材料建造,以顯著減少其雷達截面積。雖然海影號僅擁有基本的航行功能,並不具備作戰能力,但其實驗成果奠定後來匿蹤艦艇設計的基礎。

 瑞典的維斯比級(Visby class)巡邏艦是第一批採用全匿蹤設計的船艦之一,首艦維斯比號於2000年下水,其採用複合材料打造船體,以減少雷達波反射效果和磁性信號,並採用傾斜側表面和內藏式武器系統,為小型的匿蹤艦艇樹立標竿。設計重點從降低雷達反射波擴展到音訊和紅外線訊跡層面,配備消音排氣系統和噴射泵推進系統,力求盡可能抑制噪音和熱源的發散。另一款由挪威開發的盾牌級(Skjold class)巡邏艦也是訴求具備高度匿蹤性能,但噸位僅有維斯比級的一半。

 大約在同一時期,較大型的軍艦也開始採用匿蹤設計,如法國拉法葉級巡防艦是著名設計,使用可減少雷達反射截面的傾斜側面船體和雷達吸收波材料,但未採用完全性匿蹤優先的設計,主要在匿蹤、成本和功能等性能取得平衡,這也是後續大多數軍艦設計的趨勢。

平衡性能 保有作戰能量

 美國後續建造的獨立級近岸作戰艦(Independence class),雖然在減少雷達訊號方面的匿蹤性能不如海影號,但是就現役匿蹤軍艦設計而言,可算是綜合性能極佳的典範,而另一款同屬近岸作戰艦的自由級(Freedom class)在匿蹤的設計則採取較為保守策略,但仍力求在速度、功能多樣化和匿蹤等性能指標之間取得平衡,達到最佳綜合性能要求。

 進入2000年代之後,匿蹤技術已普遍廣泛應用在軍艦的設計,關鍵技術包括使用低可探測塗層、內傾垂直船體和改進的電子對抗措施。美國海軍朱瓦特級驅逐艦(Zumwalt class)是最顯著的大型匿蹤軍艦設計,從艦艏到艦艉,甚至是桅桿,都應用可減少雷達波反射的「內傾式」設計,盡可能減少雷達截面積,同時仍維持多功能特性,能夠使用精確武器攻擊陸地和海上目標。但是昂貴的造價和高漲的成本,讓美國海軍不得不減少建造數量,結果又導致單艘成本再度攀升,加上政策的改變,結果朱瓦特級計畫僅僅只建造3艘即停止。

競相發展 整合桅杆系統

 然而各國海軍並未停止追求匿蹤技術的進步,當前世界各國海軍均已在其作戰艦艇採用程度不一的匿蹤技術,不僅使用更先進的吸收雷達波材料和更複雜的船體形狀,更發展出所謂的整合式感測器桅桿,力求能再進一步以最有效手段降低各種領域的可偵測性。例如日本海上自衛隊最新銳的最上級巡防艦,其使用的整合式主桅桿,就將防空雷達、平面搜索/導航雷達和電戰系統等發射/接收電波的設備都整合在主桅桿結構之內。

 另外,法國海軍集團開發的「追風」系列艦艇(含巡防艦、巡邏艦和近海巡邏艇)將煙囪的結構捨棄,把雷達和其他感測器整合在一座中央桅杆上,因此擁有360度偵搜視野,不會有遮蔽死角。而更進一步的改良則是如法國海軍的中型巡防艦(FDI),使用稱為「全景式感測與智慧模組」的整合桅杆系統,其將各種情偵監設備包含對空、平面雷達、光電感測器、電戰系統和通信設備等整合於單一桅杆。此種透過使用整合桅杆系統的手段,能夠顯著減少整體雷達截面積和天線的數量,不僅可以節省空間,流暢簡潔的輪廓外型也能進一步有效減少雷達截面積,有利於提升匿蹤性能。

降低噪音 精進主機靜音

 匿蹤技術已成為現代海戰不可或缺的一部分,能夠掌握技術且靈活運用的一方可擁有顯著戰場優勢。近來不僅是追求外構廓型的匿蹤,許多艦艇也開始在主機系統強調靜音效果的匿蹤性能,例如使用類似潛艦的柴電主機系統,不再以柴油發動機或燃氣渦輪減速驅動主軸和俥葉,而是先藉由柴油發動機或燃氣渦輪帶動發電機,再供電給電動馬達,由馬達轉動俥葉,如此可善用電動馬達的靜音效果,也可在發動機/發電系統應用隔離效果更佳的緩衝避震措施,有效降低噪音。

 然而,面對衛星普遍部署讓匿蹤需求產生爭議,因為配備合成孔徑雷達衛星可以從空中輕易偵獲發現「匿蹤」船艦,而在擁擠的沿海水域也可能降低被觀測性的優勢,讓軍艦被沿岸大量商、漁船以肉眼發現。不過隨著相關技術不斷進步,未來匿蹤軍艦會變得更加複雜和難以被偵獲,因此仍會是新一代艦艇不可或缺的基本性能要求之一,亦是掌握制海力量的重要關鍵因素。(作者為軍事作家)

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