美國海軍無人潛航器發(fā)展經(jīng)驗(yàn)及未來趨勢

徐依航

毫無疑問，世界各國海軍都認(rèn)為水下軍用無人系統(tǒng)是未來海戰(zhàn)場最有效的作戰(zhàn)手段，因此都在積極發(fā)展無人潛航器。

美國海軍更是視水下無人裝備為“反介入/區(qū)域拒止”環(huán)境下搜集情報(bào)、實(shí)施力量投送的最有效手段，試圖通過大力發(fā)展以自主潛航器為主體的水下戰(zhàn)無人裝備，加強(qiáng)前沿水下無人系統(tǒng)預(yù)置，全力推進(jìn)水下無人區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)布建，突出攻關(guān)水下自主導(dǎo)航、通信組網(wǎng)、自主協(xié)同等先進(jìn)技術(shù)，打造新型水下作戰(zhàn)體系，重點(diǎn)從水下抵消中俄各國的近海綜合控制權(quán)，限制中俄海軍兵力的近海行動自由。目前，美國海軍的無人潛航器主要用于反水雷、監(jiān)視、情報(bào)收集和海洋測量等領(lǐng)域。預(yù)計(jì)到2020年，美國海軍將擁有無人潛航器1000套左右，2025年可能達(dá)到2000套左右，將會逐漸影響我潛艇的作戰(zhàn)行動。

主動作為，長期不懈研究

早在1957年，美國海軍研究局就已經(jīng)開始研發(fā)無人潛航器，它可水下持續(xù)運(yùn)行4個小時。自20世紀(jì)80年代起，民用的無人潛航器在海底勘探和研究領(lǐng)域開始逐步得到應(yīng)用。1990年海灣戰(zhàn)爭期間，因美海軍艦船在波斯灣海域遇到嚴(yán)重的水雷威脅，美軍加大了使用無人潛航器進(jìn)行水雷戰(zhàn)的研究力度，對續(xù)航、通信、自主控制技術(shù)等問題開展了深入的集中研究。1994年，美國海軍制定《無人水下計(jì)劃》，提出優(yōu)先發(fā)展具有水雷探測能力的無人潛航器。

2003年“伊拉克自由行動”期間，美國海軍使用REMUS-100無人潛航器在烏姆卡斯?fàn)柛劭诟浇瓿闪撕降狼鍜呷蝿?wù)，這是世界上無人潛航器的首次作戰(zhàn)運(yùn)用。2004年，美國海軍發(fā)布《水下無人潛航器主體計(jì)劃》，提出未來無人潛航器的九大優(yōu)先任務(wù)領(lǐng)域：情報(bào)、監(jiān)視與偵察、反水雷戰(zhàn)、反潛戰(zhàn)、水下檢查與識別、海洋調(diào)查、通信/導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、負(fù)載投送、信息戰(zhàn)和目標(biāo)打擊；并對美國海軍無人潛航器的發(fā)展做了長遠(yuǎn)的規(guī)劃和指導(dǎo)。2016年，美國海軍又向國會提出《2025年自主潛航器需求》和《未來艦隊(duì)平臺備選方案》的報(bào)告，近一步對美國無人潛航器的任務(wù)、功能、性能、發(fā)展目標(biāo)進(jìn)行了清晰的界定，對美國無人潛航器發(fā)展做了頂層設(shè)計(jì)，計(jì)劃2030年美國海軍實(shí)現(xiàn)美分布式艦隊(duì)的構(gòu)想，裝備中型無人潛航器（UUV）183具，核潛艇攜帶的大型UUV48具。

區(qū)分任務(wù)功能，全系列發(fā)展

美國海軍通過對未來作戰(zhàn)需求的分析，結(jié)合美國國內(nèi)潛航器續(xù)航力、指揮和通信、自主性控制、負(fù)載/傳感器等技術(shù)發(fā)展情況，將潛航器劃分為自推進(jìn)型、環(huán)境動力型、其它動力型三大類，并具體按尺寸歸為超大型、大型、中型、小型自主式水下潛航器（AUV）和浮力滑翔機(jī)、波浪滑翔機(jī)等。這些AUV功能作用各異，但都對提升拓展戰(zhàn)斗力有幫助，美國海軍一直都在鼓勵發(fā)展。

根據(jù)美國海軍任務(wù)區(qū)分，中小型水下無人潛航器主要擔(dān)負(fù)基礎(chǔ)性的情報(bào)、監(jiān)視與偵察任務(wù)，如布設(shè)水下聲學(xué)基陣，調(diào)查海洋水文環(huán)境和水聲作戰(zhàn)環(huán)境要素，檢查水下軍事設(shè)施、海底通信光纜、水下監(jiān)視系統(tǒng)等，檢查艦艇和碼頭的安全性。

目前，美國國防部和海軍重點(diǎn)研發(fā)大型水下無人潛航器和超大型水下無人潛航器。它們尺寸更大，可以裝載更多任務(wù)負(fù)載，可以擔(dān)負(fù)多樣化任務(wù)，持續(xù)執(zhí)行任務(wù)的能力更強(qiáng)，在作戰(zhàn)上性能貼近有人駕駛的潛艇。如目前在研的察打一體化超大型無人潛航器（LDUUV），能夠搭載不同傳感器和任務(wù)模塊，靈活配置，自動控制能力更高，能夠數(shù)月、遠(yuǎn)距離執(zhí)行任務(wù)，具有自主執(zhí)行掃雷、跟蹤、情報(bào)偵察、智能化攻擊的能力，可搭載各種類型的導(dǎo)彈、炸彈甚至核彈進(jìn)行自主攻擊；既可獨(dú)立使用，也可在俄亥俄彈道導(dǎo)彈核潛艇、弗吉尼亞級攻擊核潛艇和水面艦艇等多種平臺上部署。LDUUV是未來水下作戰(zhàn)體系的核心節(jié)點(diǎn)，計(jì)劃2016年進(jìn)行巡航試驗(yàn)，2017年服役，2020年具備完全作戰(zhàn)能力。據(jù)美海軍研究人員稱：該項(xiàng)目在AUV自持力、功率和自主性等性能上都有跨越式發(fā)展，將帶來改變海戰(zhàn)游戲規(guī)則的能力。

著眼維護(hù)全球海洋水下優(yōu)勢，搭建完善體系

美國全系列全方位大力發(fā)展AUV，是它認(rèn)為受到了中俄對其水下優(yōu)勢的挑戰(zhàn)，它必須未雨綢繆，全面超前中俄發(fā)展，才能繼續(xù)保持水下海洋的優(yōu)勢地位。

美國海軍在發(fā)展AUV裝備時，特別注重從構(gòu)建完整的全球水下作戰(zhàn)體系出發(fā)，通過作戰(zhàn)系統(tǒng)建設(shè)牽引，配套發(fā)展相應(yīng)的AUV。

一是美國在研的前沿水下無人系統(tǒng)預(yù)置項(xiàng)目。其水下平臺大容量拖曳式載荷模塊、海德拉、深海浮沉載荷，都攜載了無人潛航器。大容量拖曳式載荷模塊由潛艇拖帶到特定國家附近海區(qū)的大陸架海床上，一次可停留數(shù)月時間，其配備了多功能無人潛航器，還裝備了能源模塊為無人潛航器補(bǔ)充電，是“全球監(jiān)視與打擊”體系的水下網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。海德拉是一套低成本的無人近岸海底布放系統(tǒng)，也配備了模塊化任務(wù)載荷的一次性潛航器，預(yù)計(jì)2018年完成研制。深海浮沉載荷也是一套低成本的無人深海海底布放系統(tǒng)，載荷可長期潛伏深海海底，必要時通過遠(yuǎn)程控制中心激活，發(fā)射無人潛航器上浮至海面完成攻擊任務(wù)，于2017年啟動原理樣機(jī)海上測試工作。

二是美國的水下無人區(qū)域監(jiān)控項(xiàng)目。包括近海持久監(jiān)視系統(tǒng)、深海監(jiān)視網(wǎng)、分布式敏捷反潛系統(tǒng)。核心內(nèi)容是AUV平臺研制，近海持久監(jiān)視系統(tǒng)計(jì)劃由俄亥俄級核潛艇攜帶大量無人潛航器布放巡邏，構(gòu)成淺海水下監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。深海監(jiān)視網(wǎng)主要由裝備中頻、低頻被動聲傳感器的AUV、通信專用AUV組成深海探測網(wǎng)絡(luò)。分布式敏捷反潛系統(tǒng)是機(jī)動補(bǔ)充系統(tǒng)，核心之一是多艘裝備主動聲吶的AUV無人潛航器。

三是先進(jìn)水下武器系統(tǒng)項(xiàng)目。其核心是研制美國海軍的LDUUV，它可攜帶4枚輕型魚雷，配備8對智能傳感器，作戰(zhàn)時這些傳感器由UUV自主規(guī)劃進(jìn)行分散部署，使用光纖電纜與之聯(lián)接，一旦探測并識別水面水下目標(biāo)，即可自主決策使用魚雷實(shí)施攻擊。

美國水下軍用無人系統(tǒng)未來發(fā)展趨勢

總體判斷，雖然水下無人潛航器具備特殊優(yōu)勢，可以發(fā)揮有人潛艇的部分功能。但其作戰(zhàn)能力目前還受到AUV平臺性能的限制，如平臺搭載各類設(shè)備和武器的數(shù)量、下潛深度、續(xù)航時間及自主化性能等方面均無法與有人潛艇相比。因此，目前美國海軍無人潛航器也未能大面積普遍裝備，基本只用于反水雷、監(jiān)視、情報(bào)收集和海洋測量等領(lǐng)域。但隨著相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新突破，AUV會在近年迎來大發(fā)展。

繼續(xù)開發(fā)新型能源，提高AUV的續(xù)航能力。研究開發(fā)為AUV提供水下電力保障的技術(shù)和裝備，為大量部署或預(yù)置AUV奠定基礎(chǔ)；繼續(xù)發(fā)展AUV水下航行相關(guān)的可靠性、安全性的技術(shù)。

進(jìn)一步提高AUV水下導(dǎo)航定位能力。使用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位修正慣性導(dǎo)航誤差，發(fā)展聲波定位及水下環(huán)境地形導(dǎo)航技術(shù)。美國國防高級研究計(jì)劃局于2015年已開展了“深水導(dǎo)航定位系統(tǒng)”的項(xiàng)目研發(fā)，要求工業(yè)部門研制發(fā)展可靠、精確、經(jīng)濟(jì)可承受的水下導(dǎo)航技術(shù)，目的是為潛航器航行穩(wěn)定提供全天候的精確定位、導(dǎo)航和授時能力。

重點(diǎn)開發(fā)水下通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。開發(fā)研制采用水聲通信方式搭建水下多節(jié)點(diǎn)通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)和工程實(shí)現(xiàn)方式，建設(shè)穩(wěn)定可靠的大帶寬高速率水下通信網(wǎng)絡(luò)，保障指揮和協(xié)調(diào)大量無人航行器實(shí)施協(xié)同作戰(zhàn)。

改進(jìn)控制系統(tǒng)，增強(qiáng)平臺自主性。目前，大多數(shù)無人系統(tǒng)的武器都需要人員控制，以識別判斷正確的打擊目標(biāo)。例如無人潛航器執(zhí)行反水雷戰(zhàn)任務(wù)時，依然依賴操作人員進(jìn)行目標(biāo)最終判別。目前，為AUV開發(fā)配備的作戰(zhàn)任務(wù)程序包還不能適應(yīng)所有環(huán)境和任務(wù)的動態(tài)變化。2016年12月，美海軍對LDUUV通用控制系統(tǒng)軟件進(jìn)行了功能測試，該通用控制軟件已經(jīng)具備對LDUUV實(shí)施自主指揮控制的能力，美海軍認(rèn)為該軟件可作為海軍無人系統(tǒng)的通用標(biāo)準(zhǔn)“大腦”，為無人機(jī)、無人潛航器等各類無人平臺提供自主任務(wù)規(guī)劃、任務(wù)管理等能力。

發(fā)展無人系統(tǒng)同類型平臺間、不同類型平臺間相互協(xié)同作戰(zhàn)能力。美軍正在全力發(fā)展各類“蜂群”協(xié)同作戰(zhàn)能力，尤其是跨域協(xié)同信息互聯(lián)能力。2015年，美軍以反潛戰(zhàn)為背景，演示驗(yàn)證了無人潛航器、無人艇和無人機(jī)之間的跨域信息互通，REMUS-600型自主式無人潛航器與液體機(jī)器人公司的滑浪者無人艇之間先實(shí)現(xiàn)信息通聯(lián)，而后滑浪者與模擬火力偵察兵無人機(jī)的貝爾直升機(jī)實(shí)現(xiàn)通聯(lián)，無人潛航器將發(fā)現(xiàn)識別的水下目標(biāo)信息數(shù)據(jù)在經(jīng)過處理后，融入模擬火力偵察兵的機(jī)載目標(biāo)系統(tǒng)，最終目標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綗o人機(jī)武器操作人員，操作者經(jīng)過確認(rèn)后控制火力偵察兵發(fā)射模擬武器，對水下目標(biāo)實(shí)施“打擊”。美軍還提出了一個極為超前的設(shè)想，在全球各大洋的海底部署大型高性能的無人潛航器和配套的水下服務(wù)站，打造海底無人潛航器的高速公路網(wǎng)。

責(zé)任編輯：葛 妍