2017年美國(guó)水下無人系統(tǒng)發(fā)展綜述

另外，在UUVRON-1中隊(duì)基礎(chǔ)上，美海軍還建立了潛艇發(fā)展中隊(duì)（Submarine Development Squadron，DEVRON-5），該中隊(duì)也將配備多種UUV，用以發(fā)展和試驗(yàn)新型潛艇作戰(zhàn)能力。

目前，美海軍正在建立一個(gè)正式機(jī)制來管理UUV的全部事宜，該機(jī)制能夠判定艦隊(duì)對(duì)UUV作戰(zhàn)能力的需求，并集中資源研發(fā)相關(guān)能力，保證所有UUV的作戰(zhàn)性能均得到提升。

舉辦水下無人系統(tǒng)先進(jìn)技術(shù)演習(xí)，加速未來水下作戰(zhàn)技術(shù)發(fā)展

美海軍于2017年8月舉辦了先進(jìn)海上技術(shù)演習(xí)（ANTX），該演習(xí)由美海軍水下作戰(zhàn)中心（NUWC）舉辦，旨在展示能在未來應(yīng)用的先進(jìn)水下無人系統(tǒng)及其相關(guān)技術(shù)，自2015年以來每年舉辦一次。2017年ANTX的主題為“對(duì)抗環(huán)境下的戰(zhàn)場(chǎng)準(zhǔn)備”，在水下領(lǐng)域重點(diǎn)展示了水下網(wǎng)絡(luò)及節(jié)點(diǎn)、基礎(chǔ)設(shè)施防護(hù)和水下導(dǎo)航等先進(jìn)技術(shù)。

在水下網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點(diǎn)技術(shù)方面，通用動(dòng)力公司團(tuán)隊(duì)演示了兩個(gè)作戰(zhàn)場(chǎng)景。場(chǎng)景一：一艘水面艦船投送了一艘藍(lán)鰭-21UUV，該UUV攜帶了一艘藍(lán)鰭-沙鯊微型UUV和裝有黑翼無人機(jī)的發(fā)射筒。發(fā)射筒上浮至水面發(fā)射黑翼無人機(jī)，與作戰(zhàn)控制系統(tǒng)建立了數(shù)據(jù)通信鏈接，藍(lán)鰭-沙鯊?fù)瓿蒊SR任務(wù)后，通過與黑翼無人機(jī)鏈接，將情報(bào)信息傳回至作戰(zhàn)控制系統(tǒng)。之后，控制系統(tǒng)還可以通過黑翼無人機(jī)指揮藍(lán)鰭-沙鯊執(zhí)行其它任務(wù)。場(chǎng)景二：由潛艇發(fā)射藍(lán)鰭-沙鯊，UUV完成任務(wù)后通過水中的調(diào)制解調(diào)器將數(shù)據(jù)傳遞至一部光學(xué)與功率分路器，該分路器可將收到的信息分發(fā)送至不同位置。

在水下基礎(chǔ)設(shè)施作戰(zhàn)方面，諾格公司利用指控系統(tǒng)，同時(shí)控制8艘/架無人系統(tǒng)進(jìn)行了水下基礎(chǔ)設(shè)施防護(hù)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(jiān)視己方水下基礎(chǔ)設(shè)施，并向戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)中心進(jìn)行匯報(bào)。交戰(zhàn)時(shí)，另一艘Riptide UUV和一艘Iver UUV充當(dāng)敵方對(duì)己方水下基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)動(dòng)攻擊，Remus-100進(jìn)行作戰(zhàn)毀傷評(píng)估。演習(xí)還使用了一架無人機(jī)中繼水下無人系統(tǒng)間的通信，另外還有兩艘無人水面艇負(fù)責(zé)監(jiān)控進(jìn)出作戰(zhàn)區(qū)域的水上交通情況。

在水下導(dǎo)航技術(shù)方面，首次參加ANTX演習(xí)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(yáng)能及波浪能量推進(jìn)，平均工作時(shí)間可達(dá)6個(gè)月，能夠自主部署海底傳感器并測(cè)定其位置，再通過衛(wèi)星來傳遞該數(shù)據(jù)。在演習(xí)中，通過兩艘SHARC無人艇組網(wǎng)為經(jīng)過該區(qū)域的其它作戰(zhàn)系統(tǒng)創(chuàng)建了全球定位系統(tǒng)。海底傳感器較容易暴露于敵方的有人船只更加經(jīng)濟(jì)、快速、隱蔽和安全，SHARC無人艇則充當(dāng)了水下系統(tǒng)與衛(wèi)星之間的通信網(wǎng)關(guān)。

02

推動(dòng)水下無人系統(tǒng)多樣化發(fā)展，作戰(zhàn)能力逐步增強(qiáng)

常規(guī)水下無人潛航器研發(fā)持續(xù)推進(jìn)，部分項(xiàng)目因預(yù)算影響受到調(diào)整

美海軍根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)的不同，發(fā)展了多型UUV，2017年主要推進(jìn)用于執(zhí)行反水雷任務(wù)的梭魚（Barracda）和刀魚（Knifefish）水下無人潛航器以及集多種任務(wù)能力于一身的大型無人潛航器XLUUV和LDUUV，其中LDUUV項(xiàng)目因預(yù)算原因而受到調(diào)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(fā)射的聲吶浮標(biāo)，長(zhǎng)0.9米，直徑12.7厘米，裝有爆破戰(zhàn)斗部，一旦觸碰碰到水雷，就會(huì)連水雷一同爆炸。美海軍于2017年2月發(fā)布了該項(xiàng)目公告，近期有可能部署至通用無人水面艇（CUSV，屬于瀕海戰(zhàn)斗艦反水雷任務(wù)部的一部分），未來還可能通過直升機(jī)或固定翼機(jī)載的聲吶浮標(biāo)發(fā)射裝置來發(fā)射。

刀魚無人潛航器是美海軍瀕海戰(zhàn)斗艦反水雷（MCM）任務(wù)包的一部分，能夠探測(cè)海底埋藏的水雷。2017年3月，刀魚無人潛航器完成了綜合評(píng)價(jià)工作，標(biāo)志該項(xiàng)目達(dá)到重要里程碑節(jié)點(diǎn)，其在多深度下探測(cè)和區(qū)分潛在水雷威脅的能力得到驗(yàn)證。

XLUUV是一種采用模塊化和開放式架構(gòu)的水下潛航器，可執(zhí)行反水雷、反潛、反艦和電子戰(zhàn)等任務(wù)。美海軍于2017年9月分別向洛馬公司和波音公司授予XLUUV項(xiàng)目階段性競(jìng)爭(zhēng)合同，計(jì)劃未來12到18個(gè)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(hào)進(jìn)行了首次海試，檢測(cè)了通信、自主、推進(jìn)、系統(tǒng)集成和電池等方面的性能。

回波旅行者號(hào)

然而，因受到美海軍預(yù)算縮減的影響，LDUUV項(xiàng)目的時(shí)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(wù)模塊，能夠數(shù)月、遠(yuǎn)距離執(zhí)行掃雷、跟蹤、ISR和自主攻擊等任務(wù)。LDUUV既可以獨(dú)立使用，也可以部署至水面艦船和潛艇。LDUUV最初計(jì)劃于2017年服役，目前計(jì)劃于2019年進(jìn)行原型機(jī)海試。

繼續(xù)發(fā)展水下預(yù)置式系統(tǒng)，憑借隱蔽潛伏優(yōu)勢(shì)控制關(guān)鍵海域

針對(duì)海上作戰(zhàn)時(shí)前線部署各類平臺(tái)和武器面臨的成本和保障問題，DARPA近年來發(fā)展了一類可在水下長(zhǎng)時(shí)間隱蔽潛伏并能即時(shí)喚醒執(zhí)行偵察與打擊任務(wù)的無人平臺(tái)，即海德拉（Hydra）和可升降有效載荷（UFP）項(xiàng)目。

2017年4月，DARPA授予波音公司價(jià)值760萬(wàn)美元的修訂合同，用于繼續(xù)支持Hydra項(xiàng)目第二階段的工作，預(yù)計(jì)將持續(xù)至2019年1月。Hydra項(xiàng)目旨在演示驗(yàn)證一種可以快速將無人機(jī)和UUV等隱蔽運(yùn)送至戰(zhàn)場(chǎng)的水下無人運(yùn)載系統(tǒng)，可以配合有人駕駛的艦船、潛艇和飛機(jī)，交替進(jìn)行水上、水面及水下的載荷投送。該項(xiàng)目的關(guān)鍵是研發(fā)可提供情報(bào)、監(jiān)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(biāo)準(zhǔn)化封裝，以保證運(yùn)輸、儲(chǔ)藏及發(fā)射上的安全性，同時(shí)確保這些載荷的功能可以持續(xù)數(shù)周乃至數(shù)月。Hydra項(xiàng)目于2013年7月啟動(dòng)，第一階段重點(diǎn)關(guān)注整體方案設(shè)計(jì)；2016年9月，項(xiàng)目進(jìn)入第二階段，主要進(jìn)行載荷和模塊化封裝接口的研發(fā)和驗(yàn)證。

UFP項(xiàng)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(zhǎng)時(shí)間的潛伏、在防區(qū)外激活并迅速上升、配置有效載荷和武器的水下作戰(zhàn)平臺(tái)。UFP項(xiàng)目于2013年1月啟動(dòng)；2016年，UFP項(xiàng)目進(jìn)入第三階段，開始在水下環(huán)境中的演示驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。

探索多系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)概念，從全作戰(zhàn)域加強(qiáng)海洋控制能力

為了維持美海軍在對(duì)抗激烈廣闊海域的海上優(yōu)勢(shì)，DARPA通過推動(dòng)跨域海上監(jiān)視與瞄準(zhǔn)（CDMaST）項(xiàng)目來探索新型海洋系統(tǒng)之系統(tǒng)（Systems of Systems，SoS）作戰(zhàn)概念。2017年9月DARPA發(fā)布了CDMaST項(xiàng)目第二階段廣泛機(jī)構(gòu)告知書（BAA），將開展工程化研究。該項(xiàng)目旨在促進(jìn)空中、水面、水下的指揮、控制、導(dǎo)航定位和授時(shí)、通信、傳感、武器和后勤等領(lǐng)域的發(fā)展，并將這些功能分散到多種低成本、可升級(jí)的空中/水下平臺(tái)，構(gòu)建一個(gè)由有人和無人系統(tǒng)組成的分布式跨域作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以此來維持美軍對(duì)作戰(zhàn)海域的控制權(quán)。CDMaST項(xiàng)目于2015年11月啟動(dòng)，通過第一階段工作，DARPA已經(jīng)完成了海上SoS概念體系架構(gòu)開發(fā)；第二階段將對(duì)技術(shù)和作戰(zhàn)的可行性進(jìn)行試驗(yàn)分析，并重點(diǎn)對(duì)反潛戰(zhàn)和反水面作戰(zhàn)架構(gòu)進(jìn)行開發(fā)和驗(yàn)證。

此外，美海軍還依靠黑翼潛射無人機(jī)作為通信中繼，拓展水下無人系統(tǒng)跨域感知能力。黑翼無人機(jī)是美國(guó)航空環(huán)境公司在彈簧刀無人機(jī)基礎(chǔ)上研發(fā)的一種管式發(fā)射小型無人機(jī)，配有先進(jìn)的微型光電／紅外傳感器、一體化慣性／GPS自動(dòng)駕駛儀系統(tǒng)和link 16數(shù)據(jù)鏈，能夠?yàn)闈撏?、UUV和其它飛行器提供信息中繼，可從水下由潛艇或UUV發(fā)射。近年來美國(guó)海軍不斷推動(dòng)黑翼無人機(jī)的研發(fā)和采購(gòu)工作，以期實(shí)現(xiàn)水下無人系統(tǒng)跨域獲取目指信息的能力。美海軍水下戰(zhàn)中心于2017年10月授予美國(guó)航空環(huán)境公司一份250萬(wàn)美元的合同，用于采購(gòu)黑翼無人機(jī)，首批預(yù)計(jì)2018年5月交付。

黑翼無人機(jī)通信中繼示意圖