美国海军的下一代导弹驱逐舰和攻击核潜艇项目

摘要2024年12月12日,美国国会研究服务处(CRS)发布了更新报告《美国海军的下一代导弹驱逐舰项目:背景与国会面临的问题》和《美国海军的下一代攻击核潜艇项目:背景与国会面临的问题》。本文基于上述两份报告,探讨了美国海军下一代导弹驱逐舰和攻击核潜艇的目标定位、设计理念、工业基础、采购计划和资金申请情况等关键信息,并介绍了美国国会在推进这两个项目时亟需解决的重要问题。


关键词:美国海军,国防工业,装备采购,导弹驱逐舰,攻击核潜艇


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美国海军的下一代导弹驱逐舰


美国海军正积极推进其下一代导弹驱逐舰(DDG(X))项目,旨在打造新一代导弹驱逐舰,以逐步替换现役的“提康德罗加”级巡洋舰(Ticonderoga-class Cruiser)和较早期的“阿利·伯克”级驱逐舰(Arleigh Burke-class Destroyer)。这些舰艇均装备了先进的“宙斯盾”(Aegis)防空与导弹防御系统。根据计划,美国海军预计在2032财年采购首艘DDG(X)。为了加速这一进程,美国海军已在2025财年的预算提案中向美国国会申请了1.028亿美元的资金,专门用于DDG(X)项目的研究与开发。


1.大型水面战舰

  • 目标规模

美国海军将巡洋舰和驱逐舰统一归类为大型水面战舰(LSC)。2016年12月,美国海军宣布了雄心勃勃的“355艘军舰”兵力结构目标,旨在构建并维持一支由355艘舰艇组成的、具备多样化作战能力的强大海军力量,其中大型水面战舰的数量预计为104艘。根据美国海军2025财年的未来30年造舰计划(2025至2054财年),大型水面战舰的建造数量将控制在72至96艘之间。该计划由美国海军和美国国防部长办公室(OSD)共同制定,阐明了海军未来的发展方向。


  • 美国海军现有的大型水面战舰

美国海军的“提康德罗加”级巡洋舰和“阿利·伯克”级驱逐舰因装备了先进的“宙斯盾”作战系统而统称为“宙斯盾”舰。这一系统,以古希腊神话中宙斯神王(Zeus)的守护盾为名,集成了多种武器和传感器。在1978至1988财年期间,美国海军共购置了27艘“提康德罗加”级巡洋舰,这些舰艇于1983至1994年陆续服役。然而,前5艘依照早期技术标准建造的舰艇,由于现代化成本过高,已于2004和2005年退役。自2022财年起,美国海军着手退役剩余的22艘“提康德罗加”级巡洋舰,并计划在2027财年末完成所有22艘舰艇的退役工作。


美国海军于1985财年采购了首艘“阿利·伯克”级驱逐舰。该舰于1991年正式入列。目前,美国海军正在采购该级驱逐舰最新的Flight III版本。此外,美国海军还装备了3艘购置于2007至2009财年的“朱姆沃尔特”级驱逐舰(Zumwalt-class Destroyer),该舰配备的是与“宙斯盾”系统截然不同的全舰计算环境(TSCE)一体化作战系统。


2.水面战舰工业基础

自1985财年起,美国海军所采购的所有大型水面战舰均出自两家著名的造船企业之手,即通用动力巴斯钢铁厂(GD/BIW)(位于缅因州巴斯)和亨廷顿·英格尔斯工业集团旗下的英格尔斯造船厂(HII/Ingalls)(位于密西西比州帕斯卡古拉)。洛克希德·马丁公司(Lockheed Martin)和雷神公司(Raytheon)则是水面战舰作战系统的主要承包商,负责提供战舰的武器系统、雷达系统、电子战系统等关键设备。此外,美国海军水面战舰工业生态系统中还包括数以百计的部件和材料供应商。


3.DDG(X)项目

  • 项目名称与首舰采购

美国海军将其下一代导弹驱逐舰采购计划命名为DDG(X)项目。DDG(X)代表一种新型的大型水面战舰,其中的“X”表示该型驱逐舰的设计细节尚待最终敲定。美国海军计划于2032财年采购首艘DDG(X),但这一日期有可能随着实际情况而变动。目前,“阿利·伯克”级驱逐舰是美国海军正积极推进采购的大型水面战舰,其采购计划预计将在DDG(X)项目启动后终止。然而,为确保舰队的现代化进程能够无缝衔接,美国海军希望在这两种舰艇的采购计划之间实现三年的平稳过渡期。


  • DDG(X)的总体设计理念

美国国防部长办公室、联合参谋部(JS)和海军部(DoN)联合执行的未来海军力量研究(FNFS)和美国海军水面作战中心达尔格伦分部(NSWCDD)的未来水面战舰替代方案分析(FSCF AoA)均强调,未来的大型水面战舰需要拥有更充足的空间和能力来搭载更多新型武器及系统,包括定向能武器、射程更远且射速更快的导弹、更先进的传感器阵列,以及一个能够高效管理这些系统动态负载的综合电力系统。尽管Flight III型“阿利·伯克”级驱逐舰在设计上具有显著优势,但在经过40多年的生产和30年的持续迭代后,其升级潜力已接近极限,无法满足未来对于更大载荷空间和重心调整的需求。经过一系列需求权衡和设计研究后,美国海军得出结论,有必要开发新一代导弹驱逐舰DDG(X),来满足海军未来的作战需求。


2020年12月,美国海军正式批准了DDG(X)项目的顶层设计要求,明确了DDG(X)必须具备的核心功能。根据美国国会预算办公室(CBO)在2023年10月发布的关于海军2024财年未来30年造舰计划的报告,DDG(X)的初步设计排水量为13,500吨,相较于Flight III型“阿利·伯克”级驱逐舰的9,700吨设计排水量,DDG(X)的排水量要高出39%。


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图1. DDG(X)概念渲染图


美国海军构想中的DDG(X)具备以下特性:

  1. 配备与Flight III型“阿利·伯克”级驱逐舰相同的“宙斯盾”作战系统,确保卓越的防空与导弹防御能力;

  2. 相较于Flight III型“阿利·伯克”级驱逐舰,DDG(X)拥有更大的升级潜力。DDG(X)拥有更充裕的空间、更强的重量承载力、更充沛的电力供应以及更高效的冷却系统,这些都为未来集成更多或更高功率的设备和武器(包括定向能武器)创造了可能性;

  3. 引入新型综合电力系统(IPS),优化能源管理和分配,提升整体动力性能;

  4. 通过降低红外、声学和水下电磁信号特征增强隐蔽性,减少被敌方探测到的风险;

  5. 拥有更远的航行距离和更长的海上部署时间,增强作战持久性;

  6. 扩充武器容量,提升火力打击能力和作战灵活性。


DDG(X)的“基线”版本在设计方面和Flight III型“阿利·伯克”级存在相似之处,其将配备96个标准垂直发射(VLS)单元,采用前部32个单元、中部64个单元的方式布置。值得一提的是,前部的32个单元可在后续升级中替换为12个用于发射高超声速导弹的大型发射单元。此外,DDG(X)还将配备两座21单元的“拉姆”导弹(RAM)发射器。在舰体的设计规划上,DDG(X)新增了一个额外的“中间舰体”舱段,被称为驱逐舰有效载荷模块(Destroyer Payload Module),以此来拓展更多的载荷空间,进一步提升舰艇的综合作战能力与任务适应性。


  • 采购数量与采购成本

美国海军在其2025财年的未来30年造舰计划中指出,从2032财年开始,预计每年采购一到两艘DDG(X)。


根据2023年10月美国国会预算办公室的报告,以2023财年的不变美元计算,DDG(X)的平均采购成本预计在32亿至35亿美元之间,这一数字比美国海军预估的24亿至25亿美元高出约33%至40%。相较于“阿利·伯克”级驱逐舰约22亿美元的采购成本,国会预算办公室和海军对DDG(X)的估算成本分别高出约45%至59%和9%至14%。


4.美国国会面临的问题

在审查DDG(X)项目时,美国国会需要考虑一系列问题。这些问题涉及舰队架构、成本效益、作战能力、成本估算差异、预算分配、技术成熟度以及工业基础过渡等多个方面。

  1. 鉴于DDG(X)的规格可能超过Flight III型“阿利·伯克”级驱逐舰,那么它是否与美国海军追求的更分散化的舰队架构相契合,即倾向于部署更多小型舰艇的模式?

  2. 美国海军曾探讨过“阿利·伯克”级驱逐舰的加长型方案,预计排水量介于11,000吨和12,000吨之间。相较于加长型“阿利·伯克”级驱逐舰,DDG(X)是否更具成本效益?

  3. 美国海军是否已精确界定了DDG(X)必备的作战能力?

  4. 为何美国国会预算办公室和美国海军对DDG(X)平均采购成本的估算存在差异?

  5. 在确保其他海军优先项目得到充分资金支持的同时,美国海军的未来预算能否满足按预期数量采购DDG(X)的需求?

  6. 美国海军是否已采取了充分措施来促进DDG(X)相关技术的成熟,并降低项目在技术、进度和成本方面的风险?

  7. 美国海军是否已对从“阿利·伯克”级驱逐舰到DDG(X)的采购转变进行了充分规划,并考虑这一转变对美国造船业的影响?


5.资金申请

美国海军在其2025财年的预算提案中,为两项关键计划寻求了资金支持。第一项计划为“舰船初步设计及可行性研究”项目单元(PE 0603564N)下的“DDG(X)概念开发”计划(Project 0411),其资金申请额为2,830万美元,列于海军2025财年研发资金账户第46行。第二项计划为“先进水面机械系统”项目单元(PE 0603573N)下“综合电力系统”计划(Project 2471)中的“DDG(X)动力/推进风险缓解与演示”部分,其资金申请额为7,450万美元,列于海军2025财年研发资金账户第48行。


众议院和参议院在关于《2025财年国防授权法案》(FY2025 NDAA)的联合解释性声明中,以及众议院拨款委员会和参议院拨款委员会各自关于《2025财年国防部拨款法案》(FY2025 DoD Authorization Act)的报告里,均表达了对DDG(X)项目资金申请的支持,并建议予以批准。


《2025财年国防授权法案》第220节对DDG(X)项目的电动推进技术测试要求进行了重要修订。原本的规定要求至少对两种DDG(X)电动推进技术进行全面测试,现在此基础上新增了关于备用功率的规定,即被测试的系统必须能够证明拥有至少40兆瓦的备用功率。此外,法案还要求美国海军在2025年3月1日前提交一份报告,详细说明这两种被测试的电动推进技术在维护方面和整个生命周期内的预估成本。



美国海军的下一代攻击核潜艇


自1998财年起,美国海军一直采购“弗吉尼亚”级攻击核潜艇(Virginia-class Submarine)。当前,美国海军正在规划下一代攻击核潜艇(SSN(X)),以取代现有的“弗吉尼亚”级攻击核潜艇。美国海军原本计划在2035财年采购首艘SSN(X),但由于预算限制,这一采购计划被推迟至2040财年。


1.美国海军潜艇

美国海军拥有三类核潜艇,分别为弹道导弹核潜艇(SSBN)、巡航导弹和特战核潜艇(SSGN)以及攻击核潜艇(SSN)。其中,攻击核潜艇为多用途潜艇,既能在战时执行多种任务,也能在和平时期发挥作用。


2.“弗吉尼亚”级攻击核潜艇项目

在配备高级载荷模块(APM)的情况下,如果按照每年采购两艘的速度进行采购,那么每艘“弗吉尼亚”级攻击核潜艇的预计采购成本将超过45亿美元。


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图2.“弗吉尼亚”级攻击核潜艇


3.潜艇工业基础

美国海军的潜艇由通用动力电船公司(GD/EB)(位于康涅狄格州格罗顿和罗德岛州匡塞特角)和亨廷顿·英格尔斯工业集团旗下的纽波特纽斯造船厂(HII/NNS)(位于弗吉尼亚州纽波特纽斯)负责建造。这两家船厂是美国唯二有能力建造核动力船舶的船厂。其中,通用动力电船公司专门建造潜艇,而纽波特纽斯造船厂不仅建造潜艇,还建造核动力航母。美国海军的潜艇工业生态系统还包括遍布于多个州的供应商公司以及实验室和研究机构。


4.SSN(X)项目

  • 项目名称与采购进度

在项目名称SSN(X)中,“X”表示下一代攻击核潜艇的具体设计尚未确定。


在2024财年的预算提案中,美国海军提出,计划在2035财年采购第一艘SSN(X),但在2025财年的预算提案中,这一采购计划被推迟至2040财年。在2025财年的未来30年造舰计划中,美国海军表达了对推迟SSN(X)采购的担忧,因为这将导致“哥伦比亚”级战略核潜艇(Columbia-class Submarine)与SSN(X)两个项目之间出现更长的时间间隔,有可能影响潜艇工业基础的连续性与稳定性。为应对这一挑战,美国海军将采取必要的措施,确保潜艇设计和建造工作无缝进行。


  • SSN(X)的设计

美国海军表示,SSN(X)旨在应对均势对手在争夺水下战优势的竞争中对美国海军构成的威胁。SSN(X)将拥有更高的航速、更大的载荷空间、更优的声学和非声学性能,以及更强的作战可用性。SSN(X)将能够执行全方位的水下作战任务,并能与更多的外部航行器、传感器和友军部队进行高效的协同作战。

 

SSN(X)将集成现有几种潜艇的设计优点,包括“海狼”级攻击核潜艇(Seawolf-class Submarine)的速度和载荷、“弗吉尼亚”级攻击核潜艇的静谧性和传感器技术,以及“哥伦比亚”级战略核潜艇的作战可用性和使用寿命。这些要求将导致SSN(X)的体积大于“弗吉尼亚”级潜艇(水下排水量7,800吨),也可能大于“海狼”级潜艇(水下排水量9,138吨)。由于多年来为了改善静谧性和其他目的而进行的技术变革,具有相似有效载荷的美国海军潜艇在设计排水量上呈现出逐代增长的趋势。


  • 采购成本

美国国会预算办公室2023年10月关于海军2024财年未来30年造舰计划的报告指出,按照2023财年的不变美元计算,美国海军预估的SSN(X)平均单位采购成本为67亿至70亿美元,而国会预算办公室预估的成本为77亿至80亿美元,较海军预估的数值高出约14%至15%。报告进一步阐明,国会预算办公室是在假定SSN(X)的水下排水量为10,100吨(比“海狼”级潜艇高出约11%)的情况下进行成本估算的。


5.美国国会面临的问题

关于SSN(X)项目,美国国会面临以下问题:

  1. 美国海军是否已精确界定SSN(X)必备的能力,并分析它们对成本的影响?

  2. 如果国会预算办公室对SSN(X)成本的估算比海军更准确,那么SSN(X)项目对海军未来的其他优先事项有何影响?

  3. 将首艘SSN(X)的采购计划从2035财年推迟至2040财年对美国海军未来维持水下优势和执行任务有何影响?

  4. 对于SSN(X)采购计划延期对潜艇工业基础的影响,美国海军有何应对方案?

  5. SSN(X)由低浓缩铀(LEU)核反应堆供能是否可行且是否具有成本效益,特别是在SSN(X)采购计划被推迟至2040财年的情况下?如果可行且具有成本效益,那么这将对核军备控制和防扩散工作以及SSN(X)的能力和成本产生什么影响?

  6. SSN(X)项目是采用多船厂联合建造模式(即由通用动力电船公司和亨廷顿·英格尔斯工业集团纽波特纽斯造船厂共同建造)还是单一船厂建造模式?


关于问题(e),2024年5月17日提交给美国国会研究服务处(CRS)的一份海军信息文件明确指出,SSN(X)预期交付时间的变动并不会动摇美国海军不采用低浓缩铀燃料的坚定立场。为推进潜艇燃料系统的测试与评估,美国海军亟需资金支持。根据以往的估计,完成这些测试与评估工作需要10至15年的时间,以及大约10亿美元的资金投入,但即便如此,燃料系统的成功也并非板上钉钉。如果一切进展顺利,从低浓缩铀燃料系统的研发到实践部署可能需要20至30年的时间,总成本预计高达250亿美元——该成本并未包括因潜艇燃料补给任务而新增部队结构产生的成本。

 

长期以来,美国海军一直使用高浓缩铀(HEU)作为核动力舰艇的燃料,该燃料的使用为美国海军在全球海战中提供了显著优势。美国海军核动力战舰的燃料系统都是围绕高浓缩铀燃料的特性而构建的。如果改用低浓缩铀,不仅不会带来任何军事上的好处,反而会削弱舰艇的性能,包括减少推进系统的能量输出、缩减反应堆使用寿命,以及对整支海军的兵力结构和后勤保障体系造成负面影响等。


6.资金申请

美国海军在其2025财年的预算提案中,为SSN(X)项目申请了5.869亿美元的研发资金。其中,3.488亿美元用于“下一代攻击核潜艇”项目单元(PE 0604850N)下的“SSN(X)级潜艇研发”计划(Project 2368),列于海军2025财年研发资金账户第155行;另外的2.381亿美元则用于“先进核动力系统”项目单元(PE 0603570N)下的“下一代快速攻击核推进系统研发”计划(Project 2370),列于海军2025财年研发资金账户第47行。


众议院和参议院就《2025财年国防授权法案》达成的联合解释性声明建议,由于“项目延期”,将“SSN(X)级潜艇研发”计划的资金申请额减少2,790万美元;由于“‘下一代快速攻击核推进系统研发’超出需求”,将该计划的资金申请额减少4,100万美元。此外,《2025财年国防授权法案》第3116节规定,除非满足某些条件,否则不得将该法案授权的2025财年资金用于开展关于基于低浓缩铀的海军核燃料的研究与开发。


众议院拨款委员会在其关于《2025财年国防部拨款法案》的报告中,建议批准“SSN(X)级潜艇研发”计划的资金申请,并将“下一代快速攻击核推进系统研发”计划的资金申请额减少4,100万美元。参议院拨款委员会在其关于《2025财年国防部拨款法案》的报告中,则建议将“SSN(X)级潜艇研发”计划的资金申请额减少2,590万美元,将“下一代快速攻击核推进系统研发”计划的资金申请额减少8,500万美元。