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  • 海軍震海計畫的荒誕(三之三)──降規打造輕巡艦隱憂

    上報     2024/06/17 23:46

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    海軍震海計畫的荒誕(三之三)──降規打造輕巡艦隱憂


    (承上)從監院提出糾正新聞稿中,提及應對震海計畫之迅聯戰系通過作戰測評卻結案處置,不僅令人搖頭,於後續論述前,先行概括介紹美軍之主要武器系統籌獲進程如下圖:

    摘自美國國會研究服務2014更新報告—國防採購:國防部如何籌獲武器系統與最近對於流程改革之努力。
    按上圖,根據用戶需求確認(所需某款武器系統規劃專案﹚後,便依開發決議啟動籌獲進程共分三大環節:
    1. 第一環節為系統籌獲先期──主要概分為解決方案分析(Material Solution Analysis,MSA﹚到技術成熟度與風險降低(Technology Maturation & Risk Reduction,TMRR﹚二階段,解決方案分析(MSA﹚用以評估籌獲該款武器系統所需能力之潛在解決方案含替代方案分析(Analysis of Alternatives,AOA)。完成並審查確認後即相當於圖中淺藍小圓框標示之里程碑A達標,接著進入技術成熟度與風險降低(TMRR﹚,於此階段之目的為降低包括工程、技術、整合乃至生命周期成本風險,用以確保專案準備好進入下一環節即系統籌獲;於此階段包括初步設計審查(Preliminary Design Review,PDR﹚與用於談判籌獲包括向潛在國防承包商傳遞國防部要求之建議書徵求(Requests for Proposals,RFP﹚,最終構成所謂籌獲規劃基線(Acquisition Program Baseline,APB﹚決議,確認該等專案發展全部生命週期之關鍵成本、進度與性能目標門檻等即達到圖中小圓框標示之里程碑B後,以便接續與國防承包商簽署工程製造發展(Engineering and Manufacturing Development,EMD﹚合約,應相當於軍方與中科院所簽署之委製開發協議;
    2. 第二環節系統籌獲,概分為工程與製造發展EMD,與生產部署(Production & Deployment,PD﹚二階段。EMD為國防承包商被賦予EMD合約後正式執行設計與開發,目標包括系統開發含所需功能、建構完整系統整合、發展可負擔與執行之製造流程等,並在進入PD階段前進行開發測試評估(Developmental Testing Operational Assessment/Evaluation﹚。完成確認後於投產前便要通過初期作戰測評(IOT&E如圖中紅色框選﹚,用以在低速生產(Low Rate Production﹚決策下生產少量先導原型,進行驗證所開發武器系統能在(模擬﹚作戰環境有效運作、存活能力且能發揮用戶預期目標,也就是確認能否達到初始作戰能力(Initial Operational Capability,IOC﹚進而決定是否准予批次量產即Full Rate Production,FRP。
    3. 第三環節為運作維持,也就是投入量產部署後,需求軍隊負責接收運轉所開發武器系統之單位皆能充分完整使用與維護所開發武器系統,直至設定使用壽限終結。
    上述三大環節有非常繁複的作業流程管控、軟硬體等差別籌獲模式、甚至對應文件與規範要求等,在此不贅述也並非本投書細部探討,但所要表達係軍方武器系統籌獲仍以美系為大宗之傳統來看,也該參考過美軍武器系統籌獲歷程作法。然而如前述海軍在震海籌獲進程,即相當於系統籌獲環結下的EMD階段執行二年後,才提出針對包括開發AESA等需求變更,可堪大翻盤,還空有變更名目,內容卻與原本開發內容無異的操作,又不願提供其他配套妥協予中科院,加上EMD期間內便完成載台設計這等奇耙處理。
    相較美軍而言,船艦載台籌獲多為確認預期所搭載技術更為成熟並經背書後,即相當於準備投入系統籌獲環節,才會正式宣告啟動載台計畫,除非載台等帶有相當實驗性質,如LCS濱海戰鬥艦專案,則獲准於較早期即TMRR階段下同時進行載台設計與技術發展評估(也因此造成LCS開發災難,當然不僅設計有狀況,還有不斷調整開發需求導致成本大幅攀升,自冷戰結束後美軍針對當時態勢開發新款裝備之籌獲上,不時遭遇相當挫折)。反觀震海當時載台尺寸與規劃特性應皆非實驗性質,海軍卻很敢於次系統還在工程原型開發階段就發包跑完設計毫無猶豫!
    如本投書上篇提及美國海軍的神盾系統開發,也是進行驗測確認初步成效後,方才啟動裝載神盾系統的堤康巡洋艦打造計畫,因而懷疑震海案中途變更所依據之MSA乃至TMRR這些處置,可能都沒有徹底重新跑過方確認變更規格可行,猶如監院新聞稿提及海軍在技術準備便(Technology Readiness Levels,TRL)評估不確實般,後續按照原本開發通過初期測評又不認可,更沒打算投入全艦系統之最終籌獲態度反覆,浪費資源與時間還落得最後什麼都沒有。

    降規打造輕巡艦執行隱憂

    震海案之飛彈巡防艦籌獲作業在2021年底終止後,為了避免200多億配套預算繳回而於2022推出較震海巡防艦噸位少近一半的輕巡艦,直接轉用震海預算且拆成防空與反潛構型各一艘原型艦規劃,並於去年底與今年初分別開工,然執行到現在幾個隱憂:
    首先關鍵次系統如在震海案嫌棄國造PESA雷達落伍,改成輕巡艦卻跑去外購擁抱自認快過時的PESA雷達?!就算該款國外雷達有國外實績,這選擇本身就是很瞎之事兼自打嘴巴,且帳面上3D AESA旋轉雷達比方義大利李奧納多集團也不是沒有開發,單就執著AESA的海軍而言也基於海軍為義大利艦用火炮常客之一,大可於輕巡艦上採購義大利AESA產品進行組配驗測,例如旗下kronos grand naval雷達,何況海軍高階參謀當時於國會回應新造載台一用40年則最好搭配系統能同樣直達頂規企圖,實際執行卻甘願選擇快過時裝備難道準備落伍40年?
    其次,本案雖是包括應對敵方灰色襲擾下亡羊補牢而拆成二艘輕巡艦規劃,令人搖頭在於,輕巡艦規劃還是透過敵人幫我方檢驗建軍務實程度與發現問題才改弦更張而非及早因應,故圖打造較目前海軍一級艦體要小的常規水面艦兼顧跟監作業等較低維持成本開支,然而直接沿用震海預算分配造成單艦預算不足,導致艦體搭配裝備總是短少一些,例如,防空型沒有艦艏聲納,對於發現水下威脅或有影響,日後即便量產型才導入,也是需要花時間整合與確認效果,勢必多少影響量產首艦投入服役時間,可能連帶延緩後續量產艦開工因得確認如增加艦艏聲納效果;以及按目前資訊並未提及輕巡艦於低速時的機動性控制是否增設艦艏推進器(bow thruster﹚等。
    此外諸多軍事迷樂見輕巡艦是採國外協助設計,特別是與本國海軍頗有淵源的吉布斯考克斯Gibbs & Cox業者(成功級/派里巡防艦原始設計方),原本也秉持此想,即便日前軍事記者報導:海軍啟動新一代飛彈巡防艦計劃 赴美評估採購AN/SPY-7相列雷達,提及因輕巡艦未精算武器系統裝備大小與重量,故雖已動工打造,但艦內空間仍在修改,形同邊設計邊打造。一開始直觀認為不可能有此狀況,蓋裝備包括配置所需空間承載,沒有先精算與取得完整資訊便投入打造
    必然影響到艦體鋼板材料等購置數量與金額支出,即若細部設計不先確認統計,則材料購置上難以相對精確,僅依大概數額採購但實際用量不多,如同堆壓庫存成本;反之倘採購量少而實際用量多導致不足時,追加採購恐成本未必低於首次購置原物材料,以為對於得標輕巡艦之民營船廠而言,就算不追求此案在原型艦打造有基本利潤,至少也要不賠本,故對此報導陳述不以為然。
    然而日前美國政府問責署GAO發布關於星座級巡防艦交付延宕報告標題:海軍巡防艦不穩定設計導致施工陷入停滯與延宕交付時間(GAO報告全文),指稱首艦打造延宕主因包括邊設計邊打造、改太多,與原本載台構型通用度低於二成,及過重、部分次系統先期驗證不充分或者沒有列入驗測恐於全艦完成下水時產生狀況還有船廠/國防承包商問題等。看到上述不僅有些擔憂,一來星座級設計Gibbs & Cox也有參與,甚而媒體也陳述輕巡艦設計相當參考星座級,則打造延宕惡夢是否複製,按國內軍事youtuber探詢,得標船廠回應,稱已逐步上軌道,看來應能按交期如實完成避免遭罰,但幾個自認潛在問題點如下,希望最終這些問題都不會發生:
    首先輕巡艦所採設計依歸,並沒有其他具體實績佐證,也就是完整艦體系統獲得其他國家採用打造,台灣輕巡艦則是第一家也是唯一採用Gibbs & Cox協助之設計方案,要說白老鼠亦不為過,也難堪稱海軍偏好的成熟方案;相較上個世紀國造成功級,至少引進國產化還是基於當時派里級已在美海軍與其他國家大量服役實蹟為基礎,故即便Gibbs & Cox早先也曾將輕巡艦的第二構型放大版AUSLF(Australian Light Frigate﹚投入澳洲下代水面艦的二級艦打算競逐,但就瞭解,澳洲仍偏好已投入量產且具服役實績的日、韓、德及西班牙四國中型巡防艦進行後續評估篩選,還未曾投產服役之美系AUSLF方案並未考慮,則輕巡艦在前無古人後無來者下,恐有後續挑戰。
    蓋打造組裝完成一回事,艦體搭載多國裝備次系統整合效能如何又是另一回事,推測海軍在擇定輕巡艦系統搭配上,若按上述籌獲進程,基本上應已評估過成熟度等,特別是多數關鍵外購系統的服役經驗,只是在確認系統應成熟可行而要進入正式的系統籌獲環節,理應先將這些次系統購入組配在測試艦上先期驗證,確認可達到初步效果後再進行原型全艦籌獲打造,理由在於許多外購次系統雖有服役實證,但皆為他國船艦經驗,並非於本國全新設計載台上旋即取得相同成效,且這些外購次系統也是海軍首次採用並引進後組配整合國造武器 ,主要包括英製雷達、美加戰系與拖曳聲納、國產防空反艦飛彈、全新動力推進組合等,若能先行通過測試艦上測評後再量產全艦,對於後續加速汰換濟陽級有助益,然而海軍應不願再拖下去(也是自己在震海案執行不當差點進退維谷)避免包括全艦預算遭要求繳回,還有前述提及唯一非適格測試艦無法滿足多型裝備系統測試等因素下,採直接發包開造,沒有先期購入驗測這些次系統整合成效可到哪,則認有些風險。
    任舉號稱輕巡艦參考過星座級,按中文維基,輕巡艦推進系統中採用與星座級相同的奇異LM2500+G4燃氣渦輪引擎、相同數量電推馬達,雖未提及好比星座級規配中所搭配柴油引擎等數量組合,但星座級推進系統標明為CODLAG(Combined diesel-electric and gas柴電燃氣聯合動力)下,則輕巡艦之推進動力方式應比照星座級同樣採用CODLAG(示意如下圖)。

    CODLAG推進系統構成示意。(維基百科)
    故CODLAG系統除燃氣渦輪與電推馬達外,輕巡艦應同樣組配4套柴油發電機與減速齒輪組等。而美國政府問責署GAO同樣警告星座級所採CODLAG推進系統尚未經過充分驗證,且因該系統也是美海軍首次採用,未經驗證便進入打造組裝將面臨高度風險,美國海軍僅對該推進系統中之LM2500引擎最具經驗,GAO認為星座級趁此打造延宕時期,應盡速安排完成該推進系統之陸上驗證,以降低屆時首艦交付與出海後才發生問題之風險,而非在目前測試計劃省略該推進系統等驗證。則輕巡艦若確採CODLAG推進系統,恐面臨相同問題,而海軍與得標船廠應未有過此類推進系統使用經驗,又未經先期驗證恐留下日後隱患,重演猶如上個世紀龍江級飛彈快艇動力推進系統CODAG(Combined diesel and gas,柴燃聯合動力﹚問題導致投產終止。
    另一個衍生問題在於,發現採用CODLAG的軍艦類型不多,何況美國海軍還是首次採用,輕巡艦看來應也照單全收,反而基於CODLAG之變體:CODLOG(Combined diesel-electric or gas,柴電燃氣交替動力,外文簡稱亦名CODELOG)獲選採用的他國軍艦類型日益增加,包括歐洲、澳洲、加拿大與韓國等,除大型巡防艦(TYPE 26、Hunter級等)外,不乏中型以下即類似於輕巡艦的各型通用巡防艦(韓國大邱級、忠南級等),日後CODLOG所佔國際市場比重將高於CODLAG,顯見CODLOG有其競爭優勢,就瞭解其中一優勢在於即便較多搭配MT30燃氣渦輪引擎其體積大於GE LM2500引擎,故需要較多艦體空間容納,以及採購前期成本高於CODLAG所組配之GE LM2500引擎,然而運轉維護生命週期到結束所需汰換零件數量與費用低於維護GE LM2500引擎成本,因而讓各國海軍近年前仆後繼選用CODLOG作為各式常規水面艦之推進系統,故跟著星座級採用CODLAG對海軍新代巡防艦發展真是好事?
    事實上,若依GAO針對星座級問責報告第23頁列舉搭載關鍵系統之開發與整合風險評估摘要思維,同樣可藉以評估輕巡艦所搭載幾個已知系統面臨之整合風險如下表:


    是以輕巡艦搭配多數系統當前作法之代價恐仍得透過原型艦耗時漫長時間驗測與調校改善,才能決定後續量產版本定型設計與投產,連帶拖累汰換老朽紀陽級恐得服役至2035後才能全數退役,讓服役該艦官兵安危風險驟增,以及卡住該級龐大人力難以靈活轉用(曾投書提過濟陽級每艘配置人員數量相當於現行6000噸以上的大型巡防/驅逐艦人力配置﹚,也讓測試艦LCC-1原本應肩負起規劃裝備先期驗證功能形同做半套,更無助加速輕巡艦量產。
    相較海上自衛隊標排噸位近4000噸之最上級巡防艦打造能做到幾乎每年開工2艘之量產速度,且並未先打造首艘原型艦進行漫長除蟲調校才決定量產,在於包括將所要搭載之最新裝備武器系統先在ASE 6102飛鳥號專門測試艦進行驗測,確認效果後方才認可搭配並直接量產,各艦還能在舉行下水儀式後的14到18個月內完成裝備艤裝到投入服役,平均每艘從開工到服役投入成軍只花2.5到3年完成,前幾艘還經過2020年爆發的疫情影響尚能有此效率,可見日本造艦管理水準;反觀這些年來海軍主持各型常規水面艦打造投產做法不見優化,加上預算不足與優先順位考量,讓老舊艦艇定期新陳代謝汰換上極為不利。

    小結

    接下來海軍尚有6500噸級水面作戰艦規劃要啟動,目前海軍僅徵詢設計部分需求,然而若依星座級目前遭遇狀況與日後搭配裝備系統差異,星座級設計恐非國造6500噸設計最佳參考model依據,特別是海軍應已決定大量採用國外次系統走與輕巡艦類似路線,然而在許多國外次系統恐非本國有過運轉維護經驗下,設計打造前充分先期驗測有其必要,以降低原型艦整合到量產風險。不過,海軍應仍會按其認為可行方式行使所需裝備籌獲,而優化進程應非首要,則現有各型主力水面艦汰換週期上演一甲子以上將為常態,且不時落後其他先進國家海軍裝備一到二個世代外,更為已開發國家海軍裡的裝備維運奇觀!
    ※作者為業餘軍事觀察者 【直衝片】王義川又違規 徐巧芯貼闖紅燈影片諷: 義川天兵是你嗎


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