23型护卫舰的设计特点

虽然杜克级的实际尺寸和吨位远高于1981中的原设计,但仍低于22型护卫舰。杜克级在基础设计和战斗装备上采用了许多当时优于22式的先进技术,并且基于马岛战争的惨痛教训,绝不会为了成本因素而在生存设计和损伤管理能力上妥协。降低舰船痕迹(包括雷达、红外线和声学噪声)的概念从上世纪80年代开始被先进国家付诸实践,杜克级是英国皇家海军应用隐身技术的第一艘舰船。上层建筑外观倾斜7度左右,船体外缘没有尖角。上述所有设计都可以分散雷达反射波,并降低向敌方雷达反射的雷达波的强度。

马岛战争爆发时,23式的详细设计已接近完成。马岛战争的教训,让英国皇家海军重新审视了新造舰架的防护和管损能力,并立即体现在尚未开工的23型上,进一步加强了管损生存能力。23型的舰体为钢制,放弃了易熔易燃的铝合金,用不易燃烧且燃烧时不产生有毒气体的涂层取代了易燃有毒的传统卤化乙烯涂层。起初,23型的船体被两个防火舱壁分成三个火损区。但鉴于42型驱逐舰的火损区太少(只有两个)的教训,英国皇家海军对23型的设计进行了修改,舰内火损区的划分增加到5个,尽可能提高灭火速度。杜克级采用柴油发电和燃气轮机(CODLAG)相结合的动力系统。高速航行时,燃气轮机通过变速箱直接驱动大轴;至于反潜战中拖带2031Z拖曳式声纳的场合(10节以内),采用柴油发电机发电,螺旋桨由电动机驱动。此时减速齿轮箱处于静止状态,可以达到最佳静音效果,将对拖曳声纳的干扰降到最低。柴电推进的另一个优点是巡航时的油耗大大降低,使得杜克级的续航能力几乎是其他同吨位船舶的两倍。在中低速柴电推进模式下,65%的功率用于推进,其余35%用于船上各系统的运行。

除了HMS Westminster F-237采用两台Spey SM-1A燃气轮机外,其他该级舰的燃气轮机主机均为两台改进型Spey SM-1C,总输出约34000轴马力。船上柴油机为四台GEC-阿尔斯通Paxman Valenta 12RPA-200Cz,功率8100轴马力,两台由阿尔斯通集团机电部配备(APC,2005年成为Converteam,2011被美国GE集团收购)。为了降低辐射到水中的噪音和振动,这四台柴油发电机组全部安装在木质弹性底座上,其中两台甚至安装在上层甲板,而不是安装在主/副机舱内,远离水线,可以进一步降低传入水中的噪音,另外两台安装在前部主机室内。

23型最大航速通常记录为28节,但实际上其高速性能不仅如此;以HMS Lancaster F-232为例,在中寿大修前,它还能跑32节。为了降低螺旋桨空泡产生的噪音,在水面以下的位置截断了总长度的65,438+05%,在螺旋桨和两侧的减摇鳍处也安装了气泡发生器,以降低这些物体传递的噪音。此外,公爵的烟囱还装有空气冷却系统,以减少废气的热量信号。在雷达方面,杜克大学拥有多功能普莱西(现BAE系统公司)996 3D E/F中程空/机搜索雷达,不仅用于对空和对海监视,还可作为该舰上海狼防空导弹的目标制导雷达。996雷达性能优异,在高强度噪声和电子干扰的环境下仍能准确锁定小目标。舰上火控雷达为两部BAE系统911型号,负责引导舰首的海狼防空导弹和Mk.8 4.5英寸自动舰炮;此外,舰上另一个重要的火控设备是BAE系统公司的一套GSA-8 Seaarcher-30光电火控系统,主要用于指挥MK-8 4.5英寸舰炮向舰首开火。

在声纳系统上,杜克舰的舰首装备了汤姆森·马奥尼索纳尔公司的2050主动/被动声纳,具有良好的浅水探测能力。至于声纳,该级(F-229~239)首批11舰装备道蒂公司的2031Z低频被动拖曳式阵列声纳,此前已被第二、第三批22艘护卫舰采用,可探测远程目标。事实上,23型在船体设计上最大的考虑之一就是能够成功牵引庞大的2031Z拖曳式声呐进行作业。2031Z拖曳式阵列声纳全重70吨,总长1000m。它由500米长的拖曳电缆和500米长的低频听音阵列组成,通过改变电缆的长度和拖曳速度,在特定的部署深度拖曳听音阵列。在2031Z拖航时,船速应限制在10节以下。

2031Z的探测距离极远,具有良好的方位精度。因此,一般情况下,2031Z用于早期探测,发现可疑接触后,派遣自身反潜直升机到目标范围,通过声纳浮标或悬挂声纳进行精确定位,或在舰首通过主/被动声纳进行精确校准;当然,找到远程目标后,也可以调用友军反潜机等平台去上班。此外,该舰还配备了费伦蒂·汤姆森。辛特拉公司生产的2050型低频主/被动声纳用于近距离潜艇攻击。对于一艘4000吨级的护卫舰来说,2031Z远程拖曳式阵列声纳是一个庞大而豪华的装备。虽然它的探测距离很长,但也付出了巨大、复杂、脆弱的代价。至于舰载作战系统,杜克采用的是英国在90年代初研制的新一代“水面舰艇作战系统”(SSCS)。SSCS是道蒂公司的产品,基于费兰蒂公司的FM2400计算机架构,替代了CACS-4原有的FM 1600计算机架构。SSCS采用全分散设计,即使部分系统受损,也不会完全丧失战斗力。SSCS有四个多功能控制台,这些控制台通过使用以太网技术的双光纤局域网直接连接。SSCS的应用处理器是Intel 80386,它与摩托罗拉80386显示处理器相匹配。软件是用美军法规的ADA语言编写的。

杜克级电子战装备包括675或蝎子电子战系统,UAF-1(该级的前七艘)或UAT(1)(该级的后九艘),以及130mm六联装DLF-3北约海蛞蝓(NATO Seagnat)。UAF有四组全向振幅测向天线,覆盖不同的频率范围,可以与相位干涉仪结合使用,进行更精确的测向。UAF没有独立的全向天线进行频率测量,而是使用测向信道进行瞬时频率测量。公爵级拥有完整而强大的武装力量。杜克级最重要的防空自卫武器是GWS.26-1海狼防空导弹B炮位垂直发射系统,共32管,提供相当强的点防空自卫能力。海狼防空导弹由指令引导至视线(CLOS)。先用搜索雷达探测目标位置,再用计算机将火控雷达瞄准目标,发射导弹进行交战。火控雷达同时跟踪来袭目标和海狼导弹,将数据传送给火控计算机计算两者的相位差,向海狼导弹发出航向修正指令,指挥导弹朝火控雷达和目标之间的视线方向飞行,直至命中目标。

除了海狼导弹,杜克级的另一种防空武器是两门速射炮DS-30B 30mm 75倍口径的防空炮,具有自动作战能力,基地稳定,对水面目标射程10km,防空射程3.5km,也是根据马岛战争经验增加的。在这场战争中,英国皇家海军发现,只要用机枪向阿根廷战机发射曳光弹,即使打不中,也能极大干扰其轰炸,从而降低命中率。在反舰武器方面,“公爵”舰的舰首装备了BAE系统RO Defence公司生产的MK-8型4.5英寸自动舰炮,对海射程22km,对空射程6km;此外,在垂直发射装置和舰桥之间还安装了两套四联鱼叉反舰导弹发射装置。

至于反潜武器,杜克级本身装备了两个三联装324mm水雷发射器,使用英国制造的黄貂鱼轻型反潜鱼雷。舰尾有直升机机库,可提供降落加油和装载作业。如前所述,23型的起降甲板和机库尺寸符合最新研制的HM Mk.1梅林重型反潜直升机(其尺寸和重量均大于当时英国皇家海军最大的海王星反潜直升机)。但由于“梅林”的发展速度赶不上23式的服役,服役之初就操作了一架现役的Lynx)Mk.8反潜直升机,而“梅林”在服役期间。