本文轉載自微信公號“海鷹資訊”
隨著國際環境的日益變化和相關技術的不斷發展,美國將水下力量作為在“反介入/區域拒止”(A2/AD)環境下謀求不對稱優勢的主要抓手。2017年1月,美國防部國防科學委員會(DSB)發布了應美國防部委托開展的《下一代無人水下系統》報告,報告指出水下無人系統(UUS)的應用會為美國水下作戰提供有力支撐,建議加快水下無人系統實戰化,擴大水下無人系統發展計劃并研究相關技術。2017年,美國國防預先研究計劃局(DARPA)和海軍各機構不斷推進水下無人潛航器(UUV)等UUS及相關技術的研發和作戰實踐,推動美國水下無人作戰能力不斷發展。
01
高度重視水下無人系統作戰價值,促進實戰能力發展
成立水下無人系統編隊,執行水下實戰任務
2017年10月,美海軍表示已將UUV的管理和投資部門由遠征作戰(N95)轉移到水下戰(N97),并將更加合理地發揮UUV的優勢,以維持美海軍的水下領先地位。
同時,美海軍還成立了水下無人中隊(Unmanned Undersea Squadron,UUVRON-1),該中隊將為N97部門反饋相關實戰經驗,幫助其更好地判定未來作戰需求。UUVRON-1中隊計劃于2020年達到完全作戰能力,到2024年將配備包括LBS-UUV、大排量無人潛航器(LDUUV)和超大型無人潛航器(XLUUV)在內的45艘UUV。目前UUVRON-1中隊也在測試Iver(一種商用低成本自主潛航器)、Remus和藍鰭(Bluefin)等UUV。此外,UUVRON-1中隊還派遣了兩只隊伍用以搜索2017年11月失事的阿根廷潛艇。
另外,在UUVRON-1中隊基礎上,美海軍還建立了潛艇發展中隊(Submarine Development Squadron,DEVRON-5),該中隊也將配備多種UUV,用以發展和試驗新型潛艇作戰能力。
目前,美海軍正在建立一個正式機制來管理UUV的全部事宜,該機制能夠判定艦隊對UUV作戰能力的需求,并集中資源研發相關能力,保證所有UUV的作戰性能均得到提升。
舉辦水下無人系統先進技術演習,加速未來水下作戰技術發展
美海軍于2017年8月舉辦了先進海上技術演習(ANTX),該演習由美海軍水下作戰中心(NUWC)舉辦,旨在展示能在未來應用的先進水下無人系統及其相關技術,自2015年以來每年舉辦一次。2017年ANTX的主題為“對抗環境下的戰場準備”,在水下領域重點展示了水下網絡及節點、基礎設施防護和水下導航等先進技術。
在水下網絡和節點技術方面,通用動力公司團隊演示了兩個作戰場景。場景一:一艘水面艦船投送了一艘藍鰭-21UUV,該UUV攜帶了一艘藍鰭-沙鯊微型UUV和裝有黑翼無人機的發射筒。發射筒上浮至水面發射黑翼無人機,與作戰控制系統建立了數據通信鏈接,藍鰭-沙鯊完成ISR任務后,通過與黑翼無人機鏈接,將情報信息傳回至作戰控制系統。之后,控制系統還可以通過黑翼無人機指揮藍鰭-沙鯊執行其它任務。場景二:由潛艇發射藍鰭-沙鯊,UUV完成任務后通過水中的調制解調器將數據傳遞至一部光學與功率分路器,該分路器可將收到的信息分發送至不同位置。
在水下基礎設施作戰方面,諾格公司利用指控系統,同時控制8艘/架無人系統進行了水下基礎設施防護演示,其中尺寸較大的Proteus UUV攜帶了尺寸較小的Remus-100和Riptide UUV,用于監視己方水下基礎設施,并向戰術作戰中心進行匯報。交戰時,另一艘Riptide UUV和一艘Iver UUV充當敵方對己方水下基礎設施發動攻擊,Remus-100進行作戰毀傷評估。演習還使用了一架無人機中繼水下無人系統間的通信,另外還有兩艘無人水面艇負責監控進出作戰區域的水上交通情況。
在水下導航技術方面,首次參加ANTX演習的波音公司展示了搭載傳感器的自主遙感水面艇(SHARC)。SHARC無人艇利用太陽能及波浪能量推進,平均工作時間可達6個月,能夠自主部署海底傳感器并測定其位置,再通過衛星來傳遞該數據。在演習中,通過兩艘SHARC無人艇組網為經過該區域的其它作戰系統創建了全球定位系統。海底傳感器較容易暴露于敵方的有人船只更加經濟、快速、隱蔽和安全,SHARC無人艇則充當了水下系統與衛星之間的通信網關。
02
推動水下無人系統多樣化發展,作戰能力逐步增強
常規水下無人潛航器研發持續推進,部分項目因預算影響受到調整
美海軍根據作戰任務的不同,發展了多型UUV,2017年主要推進用于執行反水雷任務的梭魚(Barracda)和刀魚(Knifefish)水下無人潛航器以及集多種任務能力于一身的大型無人潛航器XLUUV和LDUUV,其中LDUUV項目因預算原因而受到調整。
梭魚水雷壓制(Barracuda Mine Neutralizer)是一種模塊化、低成本、半自主的消耗型UUV,大小類似于空中發射的聲吶浮標,長0.9米,直徑12.7厘米,裝有爆破戰斗部,一旦觸碰碰到水雷,就會連水雷一同爆炸。美海軍于2017年2月發布了該項目公告,近期有可能部署至通用無人水面艇(CUSV,屬于瀕海戰斗艦反水雷任務部的一部分),未來還可能通過直升機或固定翼機載的聲吶浮標發射裝置來發射。
刀魚無人潛航器是美海軍瀕海戰斗艦反水雷(MCM)任務包的一部分,能夠探測海底埋藏的水雷。2017年3月,刀魚無人潛航器完成了綜合評價工作,標志該項目達到重要里程碑節點,其在多深度下探測和區分潛在水雷威脅的能力得到驗證。
XLUUV是一種采用模塊化和開放式架構的水下潛航器,可執行反水雷、反潛、反艦和電子戰等任務。美海軍于2017年9月分別向洛馬公司和波音公司授予XLUUV項目階段性競爭合同,計劃未來12到18個月后最終選定一家承包商。2017年6月,波音公司的XLUUV方案——回波旅行者(Echo Voyager)號進行了首次海試,檢測了通信、自主、推進、系統集成和電池等方面的性能。
回波旅行者號
然而,因受到美海軍預算縮減的影響,LDUUV項目的時間安排將推遲兩年。LDUUV是一種察打一體的大直徑重型UUV,能夠搭載不同傳感器和任務模塊,能夠數月、遠距離執行掃雷、跟蹤、ISR和自主攻擊等任務。LDUUV既可以獨立使用,也可以部署至水面艦船和潛艇。LDUUV最初計劃于2017年服役,目前計劃于2019年進行原型機海試。
繼續發展水下預置式系統,憑借隱蔽潛伏優勢控制關鍵海域
針對海上作戰時前線部署各類平臺和武器面臨的成本和保障問題,DARPA近年來發展了一類可在水下長時間隱蔽潛伏并能即時喚醒執行偵察與打擊任務的無人平臺,即海德拉(Hydra)和可升降有效載荷(UFP)項目。
2017年4月,DARPA授予波音公司價值760萬美元的修訂合同,用于繼續支持Hydra項目第二階段的工作,預計將持續至2019年1月。Hydra項目旨在演示驗證一種可以快速將無人機和UUV等隱蔽運送至戰場的水下無人運載系統,可以配合有人駕駛的艦船、潛艇和飛機,交替進行水上、水面及水下的載荷投送。該項目的關鍵是研發可提供情報、監視與偵察(ISR)、反水雷等重要能力的模塊化有效載荷。這些有效載荷模塊使用標準化封裝,以保證運輸、儲藏及發射上的安全性,同時確保這些載荷的功能可以持續數周乃至數月。Hydra項目于2013年7月啟動,第一階段重點關注整體方案設計;2016年9月,項目進入第二階段,主要進行載荷和模塊化封裝接口的研發和驗證。
UFP項目旨在尋求一種可在深度大于6千米的海底遂行5年甚至更長時間的潛伏、在防區外激活并迅速上升、配置有效載荷和武器的水下作戰平臺。UFP項目于2013年1月啟動;2016年,UFP項目進入第三階段,開始在水下環境中的演示驗證實驗。
探索多系統協同作戰概念,從全作戰域加強海洋控制能力
為了維持美海軍在對抗激烈廣闊海域的海上優勢,DARPA通過推動跨域海上監視與瞄準(CDMaST)項目來探索新型海洋系統之系統(Systems of Systems,SoS)作戰概念。2017年9月DARPA發布了CDMaST項目第二階段廣泛機構告知書(BAA),將開展工程化研究。該項目旨在促進空中、水面、水下的指揮、控制、導航定位和授時、通信、傳感、武器和后勤等領域的發展,并將這些功能分散到多種低成本、可升級的空中/水下平臺,構建一個由有人和無人系統組成的分布式跨域作戰網絡架構,以此來維持美軍對作戰海域的控制權。CDMaST項目于2015年11月啟動,通過第一階段工作,DARPA已經完成了海上SoS概念體系架構開發;第二階段將對技術和作戰的可行性進行試驗分析,并重點對反潛戰和反水面作戰架構進行開發和驗證。
此外,美海軍還依靠黑翼潛射無人機作為通信中繼,拓展水下無人系統跨域感知能力。黑翼無人機是美國航空環境公司在彈簧刀無人機基礎上研發的一種管式發射小型無人機,配有先進的微型光電/紅外傳感器、一體化慣性/GPS自動駕駛儀系統和link 16數據鏈,能夠為潛艇、UUV和其它飛行器提供信息中繼,可從水下由潛艇或UUV發射。近年來美國海軍不斷推動黑翼無人機的研發和采購工作,以期實現水下無人系統跨域獲取目指信息的能力。美海軍水下戰中心于2017年10月授予美國航空環境公司一份250萬美元的合同,用于采購黑翼無人機,首批預計2018年5月交付。
黑翼無人機通信中繼示意圖