美國海軍近期科技發(fā)展與創(chuàng)新動向

秦 琦

美國海軍近期科技發(fā)展與創(chuàng)新動向

秦 琦

近幾年，美國海軍以及海軍陸戰(zhàn)隊均制定了一系列關(guān)于創(chuàng)新發(fā)展方面的戰(zhàn)略文件，涉及到網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)、航空力量、顛覆性技術(shù)、能源等，其中包括《未來海上創(chuàng)新》、《顛覆性海上技術(shù)》、《海軍未來海上能力》、《保持海上優(yōu)勢的設(shè)計》、《挑戰(zhàn)時期的海上創(chuàng)新》、《2015先進技術(shù)投資規(guī)劃》、《遠程力量頂層概念》、《2016～2025年海軍航空愿景》、《水下戰(zhàn)科技2016戰(zhàn)略》、《美國艦隊網(wǎng)絡(luò)司令部戰(zhàn)略規(guī)劃2015～2020》《信息主導(dǎo)路線圖2013～2028》、《海上動力系統(tǒng)技術(shù)路線圖》、《海軍陸戰(zhàn)隊遠景與戰(zhàn)略2025》等。

美國海軍科技戰(zhàn)略重點關(guān)注以下九個研究投資領(lǐng)域，分別是①確保進入海上作戰(zhàn)空間;②自主化和無人系統(tǒng)；③電磁戰(zhàn)；④遠征戰(zhàn)與非常規(guī)戰(zhàn)爭；⑤網(wǎng)絡(luò)信息主導(dǎo)；⑥平臺設(shè)計與生存性；⑦功率與能量；⑧武力投送和集成防御；⑨作戰(zhàn)人員能力。海軍科技投資類別由四個部分組成：第一是發(fā)明和創(chuàng)新，第二是跨越式創(chuàng)新（海上原型創(chuàng)新），第三是技術(shù)成熟（未來海軍能力），第四是應(yīng)對緊急需求的科技快速響應(yīng)能力。

未來重點開發(fā)的創(chuàng)新型技術(shù)

美國國防部在2017～2021財年規(guī)劃《未來幾年國防項目》（FYDP）申請投資180億美元，主要支持國防部原型化、試驗及作戰(zhàn)驗證，其中一部分與海軍裝備研發(fā)與作戰(zhàn)能力提升有關(guān)。詳見表1。（此外還有許多對外保密的支持性能力研發(fā)項目）。2017財年國防部研究資金指南列出了7項優(yōu)先發(fā)展的交叉科研領(lǐng)域：自主、應(yīng)對大規(guī)模殺傷性武器、網(wǎng)絡(luò)科學(xué)、數(shù)據(jù)決策、電子戰(zhàn)、工程彈性系統(tǒng)和人類系統(tǒng)。

表1：投資180億美元的《未來幾年國防項目》

美國海軍和海軍陸戰(zhàn)隊主要的科技創(chuàng)新研發(fā)機構(gòu)包括海軍研究辦公室（ONR）、海軍研究實驗室、海軍作戰(zhàn)中心（包括海軍水面作戰(zhàn)中心、海軍空戰(zhàn)中心、海軍水下作戰(zhàn)中心、太空和海軍戰(zhàn)系統(tǒng)中心）、海軍醫(yī)療研究中心、海軍研究生院等。從研究經(jīng)費與研究任務(wù)看，根據(jù)2017財年資金申請報告，海軍研究辦公室在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域關(guān)注的重點是艦員、艦船和海洋任務(wù)，2017財年海軍基礎(chǔ)研究申請資金5.23億美元，見表2。2017財年海軍應(yīng)用研究和先進技術(shù)開發(fā)的資金需求約為8.61億美元，2017財年應(yīng)用研究內(nèi)容主要包括①增強型人力；②企業(yè)和平臺使能器；③遠征戰(zhàn)；④兵力健康保護；⑤FORCEnet；⑥功率和能量；⑦海上基地；⑧海上防護；⑨海上攻擊等技術(shù)，見表3。例如海上“系統(tǒng)之系統(tǒng)”中的跨域海上監(jiān)視與瞄準項目將開發(fā)定位導(dǎo)航與授時、通信指揮與控制、網(wǎng)絡(luò)與后勤系統(tǒng)等多種功能模塊分散部署到多種低成本、水上及水下平臺的技術(shù)，迫使敵投入高額成本進行廣域防御。

表2：2017財年海軍基礎(chǔ)研究資金申請表

表3：2017財年海軍應(yīng)用研究主要申報內(nèi)容

重點研發(fā)的創(chuàng)新型裝備/技術(shù)

美國海軍對于新艦艇、飛機、武器系統(tǒng)和信息體系構(gòu)架的這些投資不僅削減了國防部的許多戰(zhàn)略擔(dān)憂，而且在一定程度上改變了美國制海權(quán)的面貌。

1、正在開發(fā)的部分新武備

美國海軍目前正在開發(fā)的海軍水面戰(zhàn)艦武器包括固態(tài)激光（SSL）、電磁炮（EMRG）和超高速彈（HVP）等，可以提供近瞬時、大容量、低成本的射擊方式，美國國會稱，三件武器中的任意一件成功開發(fā)和部署，將成為海軍艦艇應(yīng)對敵方導(dǎo)彈的“游戲改變者”，如果三件武器中任意兩件或三件完全開發(fā)和部署，那么這將是顛覆性的改變。BAE系統(tǒng)公司開發(fā)的電磁炮發(fā)射速度可以達到6馬赫，最大射程為100海里，足以摧毀飛機、導(dǎo)彈以及損壞水面艦艇。由于末段制導(dǎo)，因此它算是彈無虛發(fā)的殺傷性武器，2016年美國計劃在聯(lián)合高速艦上安裝電磁炮，并且未來計劃在DDG-1000上安裝電磁炮，還考慮在“阿利·伯克”級Flight IIIX型驅(qū)逐艦上安裝先進能量武器，預(yù)計2020～2025年將形成作戰(zhàn)能力。電磁炮作為艦隊防御武器系統(tǒng)，同時匹配激光武器，則可以實現(xiàn)攻防平衡。由諾普吉曼、雷神等公司開發(fā)的艦載激光武器波束功率為100～150kW，可以應(yīng)對小艇和無人機；未來功率將提高至200～300kW，將可以應(yīng)對反艦巡航導(dǎo)彈；如果能夠提高至上千功率，則可以應(yīng)對反艦巡航導(dǎo)彈和反艦彈道導(dǎo)彈。2015年美國海軍已在“USS Ponce”號船塢登陸艦上測試了激光武器原型，未來還將在DD-964驅(qū)逐艦和DDG-51 Flight III級驅(qū)逐艦上驗證。美國海軍開發(fā)的制導(dǎo)超高速彈可以通過口徑127mm至155mm的艦炮發(fā)射，127mm的超高速彈已經(jīng)安裝在巡洋艦和驅(qū)逐艦上，其制導(dǎo)范圍為26～41nm，主要用于反艦戰(zhàn)和應(yīng)對巡航導(dǎo)彈。除此之外，其他攻防武器還包括標(biāo)準導(dǎo)彈3和6、戰(zhàn)斧先進巡航導(dǎo)彈、增程型聯(lián)合防區(qū)外隱身導(dǎo)彈、遠程反艦導(dǎo)彈以及可能用于替代魚叉導(dǎo)彈的海軍攻擊導(dǎo)彈。遠程反艦導(dǎo)彈是一種亞聲速隱身反艦導(dǎo)彈，其射程達600～1000km，可裝配于B-1B轟炸機、F/A-18E/F戰(zhàn)斗機和水面艦艇，預(yù)計2020年左右具備作戰(zhàn)能力，將對遠程對海精確打擊模式產(chǎn)生顛覆性影響。

電子戰(zhàn)和信息化武備的創(chuàng)新方面，海軍長期投資于協(xié)同作戰(zhàn)能力和海軍綜合防空火控系統(tǒng)（NIFCCA）為代表的網(wǎng)絡(luò)武器建設(shè)，能夠部署E-2D預(yù)警機、P-8海上巡邏機、F-35聯(lián)合攻擊機以及其他陸基和?；鶡o人機系統(tǒng)，來自空基、海基和陸基的傳感器的數(shù)據(jù)可用于保障超水平線作戰(zhàn)，顯著增強海軍力量抵達范圍。EA-18G“咆哮者”電子戰(zhàn)機即將安裝下一代干擾裝置，水面電子戰(zhàn)改進項目負責(zé)Block III電子戰(zhàn)系統(tǒng)的升級，將為水面艦艇提供應(yīng)對近水平線威脅的能力。

此外，在無人機領(lǐng)域，美國海軍也進行了大量科技項目研發(fā)，例如低成本無人機群技術(shù)（LOCUST）項目開展了相關(guān)技術(shù)研究，利用小型筒式發(fā)射無人機組成無人機群壓制對手。

2、正在開發(fā)的部分新型艦艇

從已開發(fā)的艦艇看，瀕海戰(zhàn)斗艦、DDG 1000驅(qū)逐艦都是美國研發(fā)的突破性戰(zhàn)艦。從即將開發(fā)的艦艇看，根據(jù)美國海軍2016年提交的2017財年艦艇建造計劃，2017財年將建造7艘艦艇，分別是2艘“弗吉尼亞”級核攻擊潛艇、2艘DDG-51級宙斯盾驅(qū)逐艦、2艘瀕海戰(zhàn)斗艦、1艘LHA型兩棲攻擊艦。根據(jù)2017～2021財年造艦計劃，美國海軍將建造改進型核攻擊潛艇、首艘LX（R）兩棲艦艇、TASX（X）拖曳打撈搜救船舶等新研發(fā)設(shè)計艦艇。TASX（X）目前正在進行設(shè)計投標(biāo)的第一階段合同，四家船廠接貨了NAVSEA的設(shè)計合同，該型拖曳、打撈和救援船舶主要為海軍提供開闊水域的拖曳，關(guān)鍵要求包括系柱拉力為118t、美國船級社DPS-2或類似的定位能力、甲板最小開闊面積5000平方英尺（464m2）。以下將主要介紹LX（R）兩棲艦艇和無人裝置。

——LX（R）兩棲艦艇

LX（R）項目計劃為美國海軍建造11艘新一級兩棲艦艇，預(yù)計2020財年采購首艘LX（R），用于替代12艘“惠特貝島”級和“哈珀斯費里”級（LSD 41/49）級船塢登陸艦。美國海軍在2017財年預(yù)算中要求投入640萬美元的LX（R）項目研發(fā)資金，2016財年美國國會已撥款7550萬美元的研發(fā)資金和以及2.5億美元的采購費用。預(yù)計LX（R）未來建造方案在英格爾斯船廠和通用動力船廠之間選擇。

據(jù)承擔(dān)過LPD 17船塢登陸艦建造任務(wù)的英格爾斯船廠介紹，船塢登陸艦（LPD）可以根據(jù)任務(wù)和能力需求進行船形優(yōu)化和修改，形成導(dǎo)彈防御型船塢登陸艦、聯(lián)合指揮控制艦和醫(yī)院船等不同版本，LX（R）就是基于LPD 17級船塢登陸艦的架構(gòu)設(shè)計而形成的一種經(jīng)濟型改進方案，提供適合未來全范圍任務(wù)需求和載荷的合理空間和重量。LPD 17與LX（R）的相同點包括：①船形、機器處所；②船舶總體尺寸；③通道寬度；④傾斜梯子的布置；⑤軍械庫的布置（設(shè)有部隊鋪位）；⑥船上生活的總體高質(zhì)量；⑦武器性能；⑧車輛面積、登陸艇和航空能力。LX（R）與“哈珀斯費里”級船塢登陸艦（LSD）的區(qū)別：①LX（R）車輛裝載面積為8000平方英尺（743m2），超過LSD；②部隊裝載人數(shù)為650人，LSD為500人；③總布置進行了改進，以匹配新的任務(wù)能力；④采用電力設(shè)備和點區(qū)域使用液壓系統(tǒng)，替代集中式液壓系統(tǒng)；⑤顯著改善了C4I能力；⑥SWAN網(wǎng)絡(luò)升級至CANES；⑦采用更多高效裝置替代常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)；⑧電子戰(zhàn)增強SEWIP和NULKA能力；⑨增強飛行甲板、機庫和維護功能。

——無人艇

就海軍近期新研發(fā)的水下裝備而言，海軍正在開發(fā)兩大套系統(tǒng)：一是繼續(xù)研發(fā)性能更高“弗吉尼亞”級Block型核攻擊潛艇，新增了一個弗吉尼亞負載模塊（VPM），未來有望發(fā)射無人艇和無人偵察機，搭載更多巡航導(dǎo)彈，通過核潛艇艦隊的升級以提高應(yīng)對反介入和區(qū)域拒止的能力；另一個是即將部署的先進無人水下裝置，目前海軍正在大量投資用于自主操作的傳感器、發(fā)電和儲能系統(tǒng)以及軟件系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)將無人水下艇打造成迷你潛艇。DARPA推出的“持續(xù)反潛跟蹤無人艇”（ACTUV）項目研制出可自主航行數(shù)月、航程達數(shù)千千米的無人水面艇，可持續(xù)跟蹤低噪聲柴電潛艇。2016年7月，Leidos公司完成了美國海軍首艘自主持續(xù)反潛無人船“SeaHunter”號的初步性能試驗，該三體船長40.23m，采用模塊化設(shè)計。預(yù)計2018年交付給美國海軍，用于反潛戰(zhàn)。