國外無人潛航器的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢分析

伍尚慧

水下力量是當前在“反介入/區(qū)域拒止”環(huán)境下搜集情報、實施力量投送的最有效手段之一。各軍事大國試圖通過大力發(fā)展以自主潛航器為主體的水下戰(zhàn)無人裝備來構建或保持水下優(yōu)勢，打造新型水下作戰(zhàn)體系。近幾年來，以無人車、無人機和無人潛航器（UUV）為主體的無人作戰(zhàn)裝備逐漸在軍事應用中嶄露頭角，特別是UUV已成為世界各國海軍裝備的一個重點研究方向。UUV在軍事領域的運用主要包括：水下搜索、監(jiān)視、偵察、獵雷、通信、導航和反潛作戰(zhàn)等。目前，世界上已有十多個國家進行UUV研究，其中，美國、俄羅斯、歐洲、日本等國家處于領先地位。隨著科技的進步，尤其是小型化模塊技術、高性能電池、通信導航以及控制技術的發(fā)展，世界UUV發(fā)展水平邁上了新臺階。

無人潛航器的發(fā)展背景

UUV是一種主要以潛艇或水面艦船為支援平臺、能長時間在水下自主遠程航行的智能化裝置。水下無人潛航器分為遙控無人潛航器（ROV）和自主無人潛航器（AUV），它可以攜帶多種傳感器、專用設備或武器，執(zhí)行特定的使命和任務，被視為現(xiàn)代海軍的“力量倍增器”，其軍事用途已經(jīng)受到世界許多國家的廣泛重視。

1994年，美海軍正式將無人潛航器發(fā)展列入計劃，提出優(yōu)先發(fā)展無人潛航器的水雷偵察、情報監(jiān)視偵察和海洋調(diào)查能力。2000年、2004年、2011年美海軍先后發(fā)布了三版《無人潛航器主計劃》，為水下無人潛航器的發(fā)展確定了多層次、全方位、體系性的基本框架。2011年美海軍發(fā)布的《水下戰(zhàn)綱要》，提出要加強對大型UUV、特種部隊航行器、分布式水下網(wǎng)絡、全球快速打擊系統(tǒng)等有效負載的利用；2017年1月，美國公布了《下一代無人水下系統(tǒng)》報告，提出近、中期無人水下系統(tǒng)構想，建議采用商用無人潛航器擴展水下競爭優(yōu)勢；2017年9月，美國著名智庫發(fā)布《恢復美國制海權》報告，要求美海軍未來裝備超大型和智能型無人潛航器。

國外無人潛航器的最新發(fā)展現(xiàn)狀

軍用無人潛航器具有自主性、低風險性、隱蔽性、可部署性、環(huán)境適應性等特點，具有重要的軍事價值，目前正成為各軍事大國海洋技術研究的前沿。

美國 美國是世界上水下無人潛航器發(fā)展最全面、最成熟的國家。目前，美海軍在役或在研的無人潛航器主要有遠程環(huán)境測量系統(tǒng)、半自主型水文勘測潛航器、刀魚反水雷潛航器、戰(zhàn)場預置式自主潛航器、大排水量無人潛航器等。美海軍近期公布了未來幾年開發(fā)大型和超大型無人潛航器計劃，2017年投入巨資進行研發(fā)，大型無人潛航器被賦予了多種作戰(zhàn)任務，包括反潛、監(jiān)視、偵察、反魚雷以及其他任務。超大型無人潛航器將比大排量無人潛航器擁有更大的承載能力，其不僅在建造模式上采用模塊化建造，同時還擁有容納各類任務模塊的能力。

2017年7月，美國國防高級研究計劃局授權BAE系統(tǒng)公司460萬美元的合同，研制“機動式艇外秘密通信和進入”水下無人潛航器。該UUV由攻擊型核潛艇運載投放，有兩大特點：一是裝備主動聲吶而非被動聲吶，可遠離母艇進行探測，既保證了母艇的安全，又延伸了反潛搜索半徑；二是可將探測信息實時傳回母艇。這相對于由人工回收后對其載荷艙內(nèi)收集的數(shù)據(jù)進行下載和分析，或者上浮至水面，通過天線將數(shù)據(jù)傳輸回母艇的傳統(tǒng)方式而言是一項重大突破。

2017年8月，亨廷頓·英格爾斯工業(yè)公司研制的海神雙模式水下無人潛航器成功完成了對抗性戰(zhàn)斗空間的無人任務測試。該水下無人潛航器也是美海軍大型水下無人潛航器的選項之一。所謂“雙?！?，是指既可以完全自主運作，也可以由人來駕駛行動。該型UUV載荷包括聲學通信系統(tǒng)、銥衛(wèi)星通信系統(tǒng)以及語音和無線電系統(tǒng)、一體化導航系統(tǒng)，使用GPS進行基礎定位可以執(zhí)行多種任務：從預定水域巡邏到隱蔽跟蹤彈道導彈核潛艇。還可以攜帶MK67水下機動水雷或MK54魚雷，在必要時能對所跟蹤的目標實施打擊。

俄羅斯 俄羅斯對無人系統(tǒng)研制工作可以追溯到蘇聯(lián)時期，但解體后由于缺乏經(jīng)費等原因發(fā)展降速。近年來，俄軍方不斷加大對無人系統(tǒng)研發(fā)的投入，依仗其雄厚的工業(yè)基礎和技術實力，取得了很大的發(fā)展，UUV產(chǎn)品已經(jīng)達到世界一流水平。代表型號有狀況-6、朱諾、護身符水下無人潛航器。

歐洲 歐洲主要有挪威、英國、法國、德國以及瑞士等國研究UUV，并在鋰電池、導航等相關技術領域與美國水平相當或接近。歐洲各國研發(fā)的一系列UUV產(chǎn)品包括：挪威先后研發(fā)的休金系列、REMUS系列3型；法國的Alister系列，Alister-9型為軍用UUV；德國的3型UUV（MK-I、MK-II、Deep C）；瑞典的2型UUV（SAROVH、AUV 62MR）等。

近年來，瑞典薩博公司致力于無人潛航器的研究，在2015年的英國防務展上，該公司展出了該領域的多項研發(fā)成果。其中包括：水雷探測系統(tǒng)AUV62-MR；多功能水下潛航器SUBROV；多點水雷排除系統(tǒng)MuMNS；水下非常規(guī)爆炸處理裝置海黃蜂SEA WASP等。

在2017年9月英國防務展上，德國ATLAS ELEKTRONIK公司展出了一種混合型自主水下潛航器SeaCat，該型UUV長3700毫米，直徑324毫米，速度6節(jié)，潛深為3～300米，可用于水下目標的在線處理、自動目標識別、可移動數(shù)據(jù)存儲、掃描聲吶前視等，具有卓越的操縱性能及出色的機動性和快速響應能力，在適應性、環(huán)境感知等方面也有良好的表現(xiàn)，采用多頻段通信，在目標探測識別、海戰(zhàn)水文觀測、海域偵察測繪中具有廣泛應用前景。

日本 近年來，日本軍事戰(zhàn)略從“專守防衛(wèi)”轉變?yōu)椤皠討B(tài)防衛(wèi)”“機動防衛(wèi)”，日本持續(xù)增加防衛(wèi)預算，特別是2013財年—2017財年防衛(wèi)預算總額都有較大幅度的增加，日本將有限資源集中于包括無人潛航器技術等關鍵技術創(chuàng)新在內(nèi)的重點項目與核心技術，以滿足其增強軍事能力，成為軍事強國的野心。

在過去十幾年中，日本已經(jīng)為無人潛航器的研制投入了數(shù)億美元的資金，其無人潛航器技術已達到世界領先水平，但日本的UUV目前主要用于民用的深海開發(fā)，極少用于軍事領域。

當今世界局勢風云變幻莫測，日本發(fā)布了多項戰(zhàn)略計劃，擬全面提升包括海洋在內(nèi)的情報、監(jiān)視與偵察能力，開展了多項相關研發(fā)。其中，日本艦艇裝備研究所于2015年研發(fā)了一款水下滑翔機型UUV，該型UUV不帶螺旋槳推進器，通過排水量控制姿態(tài)進行航行，是優(yōu)良的安靜型低成本UUV；日本電氣公司也提出了建立無人潛航器水下無線充電站系統(tǒng)的建議。

無人潛航器在水下作戰(zhàn)中的效能分析

水下無人潛航器技術的進步將給海戰(zhàn)帶來革命性變化，將極大地增強水下行動的能力。根據(jù)近期及未來作戰(zhàn)需求，以及續(xù)航能力、指揮控制通信自動化、負載/傳感器等技術發(fā)展情況，其擔負的任務包括情報監(jiān)視與偵察、反潛戰(zhàn)/水面戰(zhàn)、水雷戰(zhàn)、海軍特種作戰(zhàn)、海床作戰(zhàn)、電子機動戰(zhàn)以及軍事欺騙等，旨在維持水下優(yōu)勢。隨著各種關鍵技術的攻克，其作戰(zhàn)效能將得到進一步增強，成為未來水下作戰(zhàn)的利器。具體表現(xiàn)在以下領域。

情報、監(jiān)視與偵察 無人潛航器能夠到危險度很高或其他平臺無法進入的水域，利用自身攜帶的各種傳感器，長時間自主收集和傳輸各類信息等。

時敏目標打擊 無人潛航器不僅能夠自身攜帶武器，還能投送浮動導彈發(fā)射艙等裝置，可用于迅速接近目標并對時間敏感目標實施快速打擊行動。

反潛戰(zhàn) 無人潛航器在反潛戰(zhàn)中可作為潛艇的外部水聲傳感器平臺，執(zhí)行情報、監(jiān)視與偵察任務；并可將敵軍潛艇引誘至火力攻擊范圍內(nèi)增強打擊能力；還可作為潛艇遠距離的通信中繼站。

態(tài)勢感知 無人潛航器可長時間、大范圍地收集海洋水文、環(huán)境和氣象等各種數(shù)據(jù)，為奪取戰(zhàn)爭的勝利贏得先機。

通信/導航網(wǎng)絡節(jié)點 無人潛航器可搭載或者向海洋中投放通信和導航等裝備，成為前方部署網(wǎng)絡中心的水下節(jié)點，為多種平臺提供橫向網(wǎng)絡連接和導航服務。

軍事欺騙干擾 無人潛航器可作為通信干擾器，在瀕海水域?qū)撤桨l(fā)出虛假信號實施干擾；還可以作為潛艇誘餌發(fā)布虛假信息，以達到克敵制勝、遏制敵方軍事行動的目的。

水雷對抗能力 無人潛航器通過配備前視聲吶、側掃聲吶和海底繪圖儀、海底剖面儀等設備，提高潛航器聲吶探測寬度和探測速度，在沒有獵雷聲吶的條件下也能獨立完成水雷探測識別任務。

有效載荷投送 無人潛航器可將需要的各種有效載荷秘密投送到指定區(qū)域，為水雷戰(zhàn)、反潛戰(zhàn)、特種作戰(zhàn)、海洋勘測等提供支持和保障。

檢測/識別 無人潛航器能夠為反恐行動和本土安全提供支持。如對碼頭可疑船只進行檢查或港口周邊海域巡查等。

未來發(fā)展趨勢

近年來，水下無人潛航器性能穩(wěn)步提升，作戰(zhàn)應用范圍和深度不斷拓展，開始登上戰(zhàn)爭舞臺，受到越來越高的關注和重視。無人潛航器在水下作戰(zhàn)中的應用，將改變傳統(tǒng)水下作戰(zhàn)模式，催生新型作戰(zhàn)力量，模糊戰(zhàn)爭與非戰(zhàn)爭界限，對未來戰(zhàn)爭產(chǎn)生深遠影響。未來無人潛航器的發(fā)展趨勢主要集中在以下幾個方面。

向大型化、綜合型、多任務作戰(zhàn)能力方向發(fā)展。隨著未來水下戰(zhàn)場的需要，現(xiàn)正向具備執(zhí)行偵察和探測移動目標（如對方潛艇）、快速環(huán)境評估、區(qū)域控制、中繼通信/中繼導航甚至火力打擊等綜合型、多任務能力方向發(fā)展。多任務需求，使UUV成為水下信息交換、指控中心，大型化是UUV發(fā)展的必然趨勢。

向分布式組網(wǎng)、跨域集群編隊和協(xié)同作戰(zhàn)方向發(fā)展。多個無人潛航器編隊、無人潛航器與潛艇和無人機之間協(xié)同作戰(zhàn)技術成為研究重點，依托人工智能理論、數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)管理技術、高續(xù)航力的先進推進技術、水下自主導航通信等相關理論技術支撐，由海底聲吶節(jié)點、無人潛航器和無人機進行分布式組網(wǎng)，實現(xiàn)無人潛航器集群作戰(zhàn)，形成廣域監(jiān)察能力，使敵方潛艇失去作戰(zhàn)效能。

向“體系化”“智能化”“模塊化”和“通用化”方向發(fā)展。加強體系化建設，針對不同的水下環(huán)境和作戰(zhàn)需求，發(fā)展成體系的水下無人潛航器，匹配相應的多種平臺；提升智能化水平，提高UUV執(zhí)行任務時的自主性、交互能力、探測能力或完成各種人力無法勝任的水下工作；注重單元模塊化和軟件模塊化，便于系統(tǒng)重組重構；強調(diào)通用化設計，提升系統(tǒng)應用的靈活性，并最大程度地減少水下無人潛航器的種類。

新型水下定位導航網(wǎng)絡為水下精確導航開辟新途徑。水下高精度導航目前已成為各國的發(fā)展熱點。美國推出的深海定位導航系統(tǒng)項目及俄羅斯研發(fā)的水下格洛納斯系統(tǒng)，將增加水下作戰(zhàn)空間的透明性，提升水下作戰(zhàn)力量的生存能力，使UUV看得更遠，為水下無人潛航器導航提供新的方式。

開發(fā)新能源，提高UUV的續(xù)航能力。安全好、高能量密度的新型蓄電池、燃料電池是未來發(fā)展的重點。目前正在研發(fā)的鋰硫電池、鋰空氣電池等，未來將可能取代鋰離子電池。新型鋁-海水燃料電池、氫燃料電池等高能量密度電池有望為UUV及其他平臺提供更加持久、安全的能源。

結 語

隨著水下無人潛航器的快速發(fā)展，水下戰(zhàn)場將呈現(xiàn)無人化趨勢。雖然各國發(fā)展無人潛航器普遍受到缺乏高能長效電池、指揮控制技術障礙以及回收過程復雜等問題的困擾，但是近年來無人潛航器在軍事應用上迸發(fā)出了巨大的潛力與廣闊的應用前景。可以預見，隨著相關技術的不斷發(fā)展，續(xù)航能力更強、多種技能集成于一身的水下無人潛航器，必將得到更加飛速的發(fā)展。水下無人潛航器必將在未來戰(zhàn)爭中發(fā)揮巨大作用，深刻改變未來海洋作戰(zhàn)的具體模式，正加速成為未來水下戰(zhàn)場的主角。

責任編輯：劉靖鑫