反潛新銳美國(guó)“海上獵手”無人艇

溫杰

2016年4月7日，美國(guó)國(guó)防部副部長(zhǎng)羅伯特·沃克專程飛赴俄勒岡州波特蘭市，參加了一艘全新無人駕駛技術(shù)驗(yàn)證艇的命名儀式。當(dāng)天，隨著美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）局長(zhǎng)阿爾提·普拉巴卡爾將一瓶香檳酒擲向艇首，“海上獵手”（Sea Hunter）無人艇首次公開展示在世人面前，標(biāo)志著“反潛作戰(zhàn)持續(xù)追蹤無人艇”（ACTUV）計(jì)劃結(jié)束了原型艇的建造工作。對(duì)此，沃克在致辭中表示，這艘無人艇所采用的技術(shù)代表了自主導(dǎo)航和人機(jī)協(xié)作的突破，有可能徹底改變美國(guó)海軍的海上作戰(zhàn)方式。按照計(jì)劃，它將在兩周內(nèi)駛離波特蘭，前往圣地亞哥，在加利福尼亞州海域展開為期兩年的聯(lián)合海上試驗(yàn)。

探索追蹤手段

近年來，隨著各國(guó)不斷發(fā)展新型潛艇聲學(xué)靜音技術(shù)和逐步提高潛艇的作戰(zhàn)性能，美國(guó)海軍在執(zhí)行追蹤外國(guó)潛艇任務(wù)時(shí)面臨越來越多的困難，日益感到力不從心。當(dāng)前，現(xiàn)代化的柴電動(dòng)力潛艇能夠?qū)崿F(xiàn)有效規(guī)避，挑戰(zhàn)一些追蹤潛艇的傳統(tǒng)手段，增大了美國(guó)海軍在未來水下戰(zhàn)爭(zhēng)中的風(fēng)險(xiǎn)。為了應(yīng)對(duì)這一新的挑戰(zhàn)，DARPA在2010年8月正式啟動(dòng)了ACTUV計(jì)劃，嘗試通過概念定義、方案設(shè)計(jì)、建造原型、海上測(cè)試等四個(gè)階段，研制出一種能夠在海上淺水區(qū)長(zhǎng)時(shí)間跟蹤敵方潛艇的無人駕駛技術(shù)驗(yàn)證平臺(tái)。

ACTUV的設(shè)計(jì)概念基于一艘獨(dú)立部署的無人水面艇，能夠在遼闊的海面上一次持續(xù)航行數(shù)千千米，持續(xù)追蹤水下的靜音潛艇，并不作為一種廣域反潛戰(zhàn)搜索系統(tǒng)。當(dāng)時(shí)，DARPA項(xiàng)目經(jīng)理羅伯·麥克亨利表示：“ACTUV是一種完全無人化的海上平臺(tái)，在執(zhí)行任務(wù)過程中無需任何人員留在艦艇上，將通過獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)可靠的平臺(tái)性能，承擔(dān)一系列常規(guī)的和非常規(guī)的任務(wù)，同時(shí)探索具有成本效益的制造方式。”

這項(xiàng)計(jì)劃尋求探索和發(fā)展一些先進(jìn)的自主作戰(zhàn)技術(shù)來滿足海上安全導(dǎo)航的要求，同時(shí)在一種極少監(jiān)管的遙控模式下執(zhí)行各項(xiàng)戰(zhàn)術(shù)任務(wù)。最終，ACTUV將充分利用一系列新型傳感器所具備的獨(dú)一無二的性能，來追蹤柴電動(dòng)力潛艇，為美國(guó)海軍提供一種“改變游戲規(guī)則”的作戰(zhàn)能力，在戰(zhàn)術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面形成非對(duì)稱的優(yōu)勢(shì)。

在為期6個(gè)月的ACTUV計(jì)劃第一階段，諾斯羅普·格魯曼公司的水下系統(tǒng)分公司、科學(xué)應(yīng)用國(guó)際公司（SAIC）的情報(bào)、安全與技術(shù)分部和奎奈蒂克北美技術(shù)解決方案集團(tuán)分別提出了各自的綜合系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)方案，完成了與潛艇追蹤傳感器和海上自主控制等相關(guān)技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)降低測(cè)試工作。與此同時(shí)，華盛頓大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室測(cè)試了捕獲并跟蹤潛艇目標(biāo)的高頻主動(dòng)聲吶，空間綜合系統(tǒng)公司研究和驗(yàn)證了無人艇追蹤潛艇所需的自主算法和海上航道的匹配規(guī)則，Sonalysts公司研制了集群式戰(zhàn)術(shù)模擬器。

基于第一階段研究取得的成果，DARPA制定出ACTUV的性能規(guī)格參數(shù)，并以此作為原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建造以及海上驗(yàn)證等后續(xù)競(jìng)爭(zhēng)的基礎(chǔ)。2012年8月14日，DARPA在經(jīng)過全面評(píng)估后，認(rèn)可了科學(xué)應(yīng)用國(guó)際公司的模塊化設(shè)計(jì)方案，授予其一項(xiàng)價(jià)值5 800萬美元的合同，用于ACTUV計(jì)劃第2階段至第4階段的研制工作，設(shè)計(jì)、建造并測(cè)試一艘技術(shù)驗(yàn)證艇。

值得一提的是，科學(xué)應(yīng)用國(guó)際公司在2013財(cái)年下半年拆分為兩個(gè)企業(yè)，分別從事不同的業(yè)務(wù)，以期在各自領(lǐng)域保持競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)消除組織冗余帶來的利益沖突。這樣，更名后的雷多斯公司（Leidos）繼續(xù)負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)ACTUV計(jì)劃的技術(shù)驗(yàn)證艇的研制工作。2014年7月，雷多斯公司開始制造技術(shù)驗(yàn)證艇。同年9月，DARPA與美國(guó)海軍研究辦公室（ONR）簽署了一份聯(lián)合研制ACTUV原型艇的協(xié)議備忘錄。

總體設(shè)計(jì)特點(diǎn)

在歷經(jīng)長(zhǎng)達(dá)4年的研制工作后，ACTUV技術(shù)驗(yàn)證艇在今年1月27日正式下水，開始為接下來的長(zhǎng)時(shí)間自主航行試驗(yàn)做準(zhǔn)備。從DARPA公布的最新畫面來看，“海上獵手”采用了類似三體船的構(gòu)型，與《星球大戰(zhàn)》中的太空飛行器有幾分相似，頗具未來感。然而，就設(shè)計(jì)靈感而言，雷多斯公司為了實(shí)現(xiàn)航行速度堪比柴電潛艇的設(shè)計(jì)目標(biāo)，在醞釀ACTUV方案時(shí)更多地受到了波利尼西亞獨(dú)木舟的啟發(fā)。

從地理位置來看，法屬波利尼西亞群島位于太平洋中南部，由118個(gè)島嶼組成。在歷史上，波利尼西亞人的祖先為了探索新海域和征服新島嶼，發(fā)明了在淺海行進(jìn)的舷外支架獨(dú)木舟。這種獨(dú)木舟的主要特點(diǎn)是一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的空心樹干通過兩根木制翼梁連接一個(gè)或兩個(gè)船舷，后者也被稱為“阿瑪斯”（Amas），起到支撐和穩(wěn)定的作用。現(xiàn)在，這種舷外支架獨(dú)木舟已成為法屬波利尼西亞的象征，并被繪制在該國(guó)國(guó)旗上。

研制人員立足于古老的航海方式和現(xiàn)代的材料技術(shù)，為“海上獵手”設(shè)計(jì)了類似“阿瑪斯”的浮筒，從而最大程度地具備了在海上航行時(shí)的穩(wěn)定性和抗風(fēng)浪能力。這種能力允許“海上獵手”在5級(jí)海況下（浪高大約1.82米，風(fēng)速達(dá)到39千米/小時(shí)）依然保持著設(shè)計(jì)性能，甚至在7級(jí)海況下（浪高達(dá)到6米）也能夠保持正常航行。船體外部采用玻璃纖維復(fù)合材料，內(nèi)部填充泡沫材料，可以承受更大的壓力，同時(shí)具有良好的堅(jiān)固程度。