分享

美国海军无人水面艇(USV)发展路线图

 虎牙变大猫 2019-10-23
本文是曹晓光外军研究第23篇文章,本公众号所有涉及课题都在本人研究范围之内。
本文总字数:12000字。
本文总配图:50张。
 曹晓光微信号:caoxiaoguang_cool


近年来,在无限追求作战零伤亡率的背景下,导致无人作战系统的迅猛发展。其中,尤以无人机(UAV)、无人潜航器(UUV)和无人水面艇(USV)三种无人作战系统最为突出,目前这三种武器系统的实战性能也得到了空前的提高。环顾世界各国军队,在这三种无人作战系统的研制与开发的竞争中,尤以美军发展最为迅速,而且技术也更为成熟。可以想像,随着美军各种研制计划的不断推进,在可以预期的今后一段时间内,其充满硝烟的陆、海、空战场将会逐渐出现这些无人参与作战的高技术尖端武器系统。

美国海军“舰队级”无人作战水面艇作战效果综合想像示意图,该级无人作战水面艇将由美国海军最新LCS濒海战斗舰搭载使用,主要承担扫雷、反潜战、摧毁水面可疑目标和电子战等作战任务

美国海军“舰队级”无人作战水面艇的试验艇,目前该级无人作战水面艇的试验艇正在进行着各种性能测试工作

目前正在进行各种综合海上测试中的美国海军“X-级”无人作战水面艇

通气管人级无人作战水面艇

美国海军其它各种类型无人作战水面艇

引言——未来海战总体框架下美国海军无人水面艇发展计划

2007年6月,美国海军提交了《海军无人作战水面艇USV总体规划》,该规划主要是以二十一世纪海战的整体框架为背景,提出全面研制与引入无人作战水面艇的长远规划。

未来的美国海军对于无人作战系统的使用在五角大楼有着非常高的优先性,下面,将引用美国海军关于无人作战系统六个方面的基本观点:

第一方面:未来海战,无人作战系统将会成为更加常见的作战武器,而且,无人作战系统还具有持久作战的优点。由于具有无人驾驶与操纵的特点,无人作战系统可以在24小时内全天候用于作战,此外,所有的无人作战系统都很容易避开敌方的监视与侦察,或者被扫雷艇发现;

第二方面:无人作战系统能够以神不知鬼不觉的方式毫无顾虑地投入到被原子武器、生物武器和化学武器污染的作战环境中去;

第三方面:无人作战系统能大幅度降低作战人员处于危险环境的机率,降低部队的伤亡率,比如说用无人作战潜航器(UUV)进行扫雷作战时,操作潜航器人员的生命将会得到极大的保护;

第四方面:在大多数作战情况下,无人作战系统都是通过搭载母舰(如护卫舰和扫雷艇)上一至两名操纵人员来操作指挥的,并且,所有的无人作战系统都能够在一段时间内进行自主作业,无需外部人员的介入;被搭载母舰的操作人员赋予一定作战使命的无人作战系统可以不受约束地去执行任务(特别重要的是,未来的新型水面作战舰艇将会比现在的作战舰艇配备更少的舰载人员,因此,在舰载人员不断减少的未来,无人作战系统的运用将会为舰载人员提供更大的自由活动空间),并且,也大大减少了生命周期的成本;

第五方面:无人作战系统具备多种作战能力。比如,一艘水面作战舰艇通过搭载无人作战水面艇(USV),可以获得更加广阔的监视范围或者是搜索空间。通过使用无人作战水面艇,一些已经处于水面作战舰艇传感器搜索范围之内的危险目标就会被提早发现并被预定为下一步要攻击的目标;

第六方面:在母舰执行其它作战任务期间,可以把确定的特定作战任务(比如,水雷搜索任务)委托给无人作战系统去执行。

总之,美国海军在运用无人作战水面艇的十年期间,经过了一系列非常严格的水上及水下对照评估,得出了无人作战水面艇将有助于美国海军排除三个非常重大的危险根源的结论。这三个非常重大的危险根源是:

第一个,近海海域隐身航行的水下目标。未来美国海军的无人作战水面艇将会在近海海域重点搜索那些采用柴油发动机作为推进动力的水下潜航器;

第二个,处于近海海域、狭窄海域和沿岸海域的水雷区及布雷点内的危险目标;

第三个,来自敌方水面舰艇的不对称威胁,包括由恐怖分子操纵的满载爆炸物的有人及无人驾驶的舰艇。

美国海军的无人作战水面艇最大长度不超过12米,到目前为止还不具备远洋作战的能力,只适用于在近海海域及内河地区作战使用,通常都由护卫舰、扫雷艇、巡逻艇及其它作战功能的快艇搭载使用,操作方式为人工遥控,可以作为轻型水面作战舰艇非常有力的辅助作战系统使用。

基本上来说,未来世界各国海军的水面作战舰艇都有能力搭载无人作战系统。美国海军的濒海战斗舰(LCS)就是世界上第一级具备这样功能的水面作战舰艇,据美国海军公布的资料,美国海军已经明确提出将在该级作战舰艇上使用具备各种作战功能的无人作战系统,其中包括无人作战水面艇(USV),此外,还有无人作战潜艇器(UUV)及海基无人作战飞机(UAV)。美国海军LCS级濒海战斗舰将在每一次执行任务之前,都为舰艇配备为特定作战任务所设计的作战模块(这些作战模块包括具有特定作战功能的传感器探测系统、特定的武器系统、无人作战系统和有人驾驶舰载直升机及有人驾驶潜航器等等)。无人作战水面艇属于多功能作战武器,即可用于猎雷任务,也可用于反潜战途径,还可以用于摧毁水面及水下的危险目标。LCS濒海战斗舰作为世界上第一级大量搭载无人作战系统的水面舰艇,其在未来海战中将会成为一种重要的作战手段。

远离搭载母舰正在执行侦察任务途中的美国海军“港口级”无人作战水面艇

无人作战水面艇的作战运用

除了执行例行常规的侦察任务外,无人作战水面艇能够执行的作战任务种类还包括以下七种(按作战任务的重要程度进行排序):

一、水雷侦察和水雷清除(水雷反措施——MCM):

对于美国海军来说,扫雷具有至高无上的优先权,不仅是因为美国海军必须要保证这种作战任务的圆满完成以确保其它海军作战部队能够安全地通行于各种水域,而且还因为水雷对有人驾驶扫雷舰艇上舰载人员的生命构成了巨大威胁。通常情况下,用于扫雷任务的无人作战水面艇应该研究出两种不同的类型。为了探测水雷,所有类型的无人作战水面艇都必须配备声纳设备,以及其它声学和电磁扫雷系统。

二、潜艇侦察和潜艇摧毁(反潜战——ASW)

在危险环境中(特别是近海海域,或者是在潜艇可以任意潜行的作战区域),无人作战水面艇更需要配备各种功能强大的声纳探测系统,以便为其它海军作战部队创造一个强大的安全防护网,并尽可能在广阔的海域内提前发现存在危险的潜艇目标,如果有这种可能情况,要及时向有人驾驶的反潜战部队报警,并带领具备作战能力的舰艇部队消灭敌方的潜艇。在执行作战任务时,一种类型的几艘无人作战水面艇可以配备一些轻型鱼雷(鱼雷全重100千克,战斗部重25千克的鱼雷)并运用于作战。

三、海上安全防护使命(海上安全——MS)

美国海军称无人作战水面艇可以承担起保护美国本土及海外的港口设施、军舰锚泊地以及相关基础设施的使命。无人作战水面艇可以防御危险的范围,包括常规的敌方海军部队及特种部队,甚至是恐慌分子,并可以通过光学的、声学的和电子的等传感器对内河地区、近海海域、狭窄海湾以及港口等重要区域内的水上和水下目标(甚至包括水面雷达)实施监视,这也是无人作战水面艇最基本的作战职责之一。更至关重要的是,无人作战水面艇上配备有可以遥控操作的机关枪,并且能够对已经确认的威胁目标实施先发至人的打击。此外,无人作战水面艇还能为在近海海域中执勤的水面作战舰艇或者是正在过境海峡中的舰艇提供类似安全防御的保护作用。同样,处于抛锚停泊中的水面舰艇也可以用配备有扬声器和武器系统的无人作战水面艇来承担安全警戒的任务,对于那些来访的外国舰艇也可以用无人作战水面来实施一定距离的安全保护。

美国海军MS作战规划

美国海军MS作战规划

四、打击水面目标(反舰战——SUW)

为了更加有效地打击海上及陆地上有威胁性的目标,比较大型的无人作战水面艇可以配备自动化武器(口径从7.62毫米到25毫米不等),小型导弹以及非致命性武器系统。如果针对反潜战情况的需要,这些比较大的水面艇还可以配备鱼雷,用于打击大型的水面目标。此外,这些大型的无人作战水面艇还可以在可通航的水道及滨海海域执行巡航任务,或者说得更确切些,这些配备有武器的无人作战水面艇可以在航行中的军舰或其它特混舰队前面充做开路先锋的侦察兵。对敌人武器系统平台或雷达系统的破坏以及摧毁位于近海海域或海滨附近的通信系统设备,是无人作战水面艇的另一个重要使命(比如说,人们可以考虑用无人作战水面艇去攻击波斯湾内以前遗留下来的石油钻塔,因为这些古老的石油钻塔已经成为伊朗革命先锋们的根据地,凭借这些根据地这些武装分子仍然可以制造出很多武装叛乱活动)。然而,美国海军无人作战水面艇发展规划表确定目前的美国海军不会为无人作战水面艇研制模块化的武器装备。无人作战水面艇上配备的用于打击携带有武器装备可疑水面目标的舰炮系统还没有达到实战化要求,因此,无人作战水面艇与可疑目标作战时必须驶近目标,越近越好,这样可以压制对方的火力攻击,让对方无法发挥强大的攻击优势。此外,美国海军无人作战水面艇发展规划表还明确指出,目前在水面艇上装备的鱼雷武器对于水面艇打击海上可疑目标时是最具实战意义的武器,也只有鱼雷才能对携带有武器系统的可疑目标造成重大的损伤。

美国海军SUW作战规划

五、为特种作战部队提供支援(特种作战部队支援——SOF)

用于侦察目的的小型或大型无人作战水面艇可以在沿海海域和内陆河道区域为搭载特种作战部队的母舰和其它联合舰队承担起搜索与侦察的任务,或者为轻装潜水蛙人承担运输武器装备的使命;在敌方航线的后方承担掩护使命,并为特种作战部队提供物资补给;或者向人无法到达的或非常危险的指定区域或水域安放声纳传感器和爆炸物质。

美国海军SOF作战规划

六、提供电子战支援能力(电子战——EW)

对于那些配备有电子战系统的无人作战水面艇来说,发射干扰电子信号是必须具备的看家本领,通过向出现在海上的敌人发射干扰电子信号,可以达到转移敌方反舰部队注意力的目的,这样就能够有力地支援美国海军的军舰和潜艇的作战行动;在一些偏远的地域及海域,行驶中的无人作战水面艇可以通过发射辐射干扰波束,对敌人的武器系统和通信系统实施瘫痪和破坏的打击作用。

美国海军EW作战规划

七、提供拦截作战支援能力(海上拦截作战支援——MIO)

在提供海上拦截作战背景的环境下,通常都是在11米左右长度的舰艇上搭载着舰载人员和其它作战人员,并随船携带着一艘小型无人作战水面艇,通过遥控操作让无人作战水面艇去处理和拦截潜在的危险。无人作战水面艇要对船体本身的水下与水下部分进行彻底清查,排除水下爆炸物和敌人对船体所实施的潜水作战的可能性,搜索可能存在的核武器、化学武器和生物武器,探测水下舱口及其它正在向舰载人员迫近的危险。

美国海军MIO作战规划

美国海军无人作战水面艇的艇体设计类型

作为特殊作战运用的无人作战水面艇应该能够执行一种或两种特殊作战使命,而且,在远离后勤补给基地的情况下,无人作战水面艇上应该设计有无人操纵的模块化平台,这样,通过替换无人作战水面艇上不同的作战系统模块和其它有效载重量,就能让无人作战水面艇承担起执行不同作战任务使命的功能。关于无人作战水面艇的存放、登陆、打捞和布放,都可以通过常规水面作战舰艇来简化操作规程,在目前的情况下,无论是从体积、重量,还是从造型设计来说,无人作战水面艇都可能是最适合随军舰携带的轻便无人作战武器系统。此外,更重要的是无人作战水面艇最大长度介于11米眼12米之间。而且,无人作战水面艇的吃水深度是所有水面舰艇中最小的,这样在那些水深很浅的近海、滨海、港口及其它内陆河道水域也就只有无人作战水面艇才能投入到对敌的作战运用中去。所有类型的无人作战水面艇都应该配备尽可能多的通信系统和传感器系统,这两种系统是无人作战水面艇作战运用的中枢神经,必须配备齐全才能确保其正常的执行任务。

下面将着重介绍适用于不同作战需求的无人作战水面艇的设计类型及作战适用性。目前,全世界范围内共有四种最有希望前途的无人作战水面艇艇体设计类型,这四种类型分别是:

第一种——常规深V型艇型设计

无人作战水面艇采用这造型设计可以为水面艇的巡航航速(大于25节)、有效载重量和作战范围三个重要元素之间提供非常协调的比例关系。与其它艇型设计相比,深V型艇型设计具有更好的航行姿态稳定性。作为一种最流行的艇型造型,比如说RHIB刚性充气艇就是这种常规艇型设计的变形,深V型设计的无人作战水面艇制造成本低廉,可以进行大量订购,更易部署于各种海军作战部队。

采取深V型艇型设计的无人作战水面艇。

第二种——半滑翔面艇型设计

采用半滑翔面艇型设计的无人作战水面艇具有非常好的稳定性,更适合于在非常复杂的海况条件下外出执行任务。采用这种造型设计的无人作战水面艇,其巡航航速要比采用深V型设计的水面艇的航行速度更快,通常,可以达到30节以上,但是在有效载重能力方面却不如深V型水面艇,因此,采用半滑翔面艇型设计的无人作战水面艇非常适合于用作传感器等电子设备平台,以及用于执行扫雷任务的猎雷型无人作战水面艇。


第三种——水翼艇艇型设计

采用水翼艇艇型设计的无人作战水面艇同样也具备非常好的稳定性,而且航速是所有无人作战水面艇当中最高的,可以达到40节以上。这种造型设计的水面艇不适合进行拖拉等反水雷作战任务。通常,采用水翼艇艇型设计的无人作战水面艇制造成本都很昂贵,而且动力推进系统设备的造价也非常高。

采取水翼艇艇型设计的无人作战水面艇。

第四种——半潜水式设计

采用半潜水式造型设计的无人作战水面艇通常都因为艇载有无线电天线和电视摄像机,因此,在外出执行任务期间,经过特殊设计的并且非常高大的桅杆都会非常明显地突出到海面上。采用半潜水式造型设计的无人作战水面艇在面对非常复杂的海况条件时是非常不稳定的,其工作效率也非常容易受到恶劣天气情况的影响。半潜水式造型设计的无人作战水面艇具备非常好的隐身性能,除了具备最弱的雷达信号辐射外,在外出执行任务期间也很难用肉眼发现它。采用半潜水式设计的无人作战水面艇由于具备非常好的浮力特性,因此,其有效载重能力非常强大,并且,执行扫雷任务时的拖拉能力也很优秀,甚至于,采用这种造型设计的水面艇可以搭载两枚鱼雷。半潜水式无人作战水面艇最大航速可达25节,可搭载侦察电子传感器、电子战装备、扫雷装备和其它相关运输设施。

采用半潜水式艇型设计的无人作战水面艇

无人作战水面艇的有效载重物

美国海军其它各种无人作战水面艇艇型设计示意图

美国海军执行作战任务时常用的四种无人作战水面艇

按照美国海军无人作战水面艇作战计划规定,完成七种作战任务必须要由四种不同类型的水面艇来执行。上述四种类型无人作战水面艇的试验艇都已经通过了美国海军的测试,并且,一些试验艇应该而且也能够直接进行批量生产,而另一些则完全是一种概念型水面艇,这些无人作战水面艇的作战能力需要在不同的作战环境中通过实践的方式才能得到最终确定。

美国海军无人作战水面艇所配备的各种情报、监视和侦察电子传感器

美国海军四级无人作战水面艇,左上为X-级无人作战水面艇,右上为通气管人级无人作战水面艇,左下为港口级无人作战水面艇,右下为舰队级无人作战水面艇

美国海军“舰队级”无人作战水面艇

这种名叫“舰队级”的计划中的大型无人作战水面艇为了完成各种不同作战任务的需要必须要拥有足够大的三维尺寸、强大的推进系统和超长的续航能力。舰队级无人作战水面艇所要完成的最重要的作战任务包括扫雷、反潜战、摧毁水面可疑目标和电子战任务。其基本技术参数为最大航速介于32节至35节之间,执行拖拉等扫雷任务时的巡航速度可达到20节至25节,艇全长11米至12米之间,海上自持力可达到48小时。根据三维尺寸和排水量的不同,舰队级无人作战水面艇可为美国海军现役LCS濒海战斗舰和两栖攻击舰提供作战支援能力。

自从2002年以来,舰队级无人作战水面艇的作战概念经过了“斯巴达”号巡逻侦察艇的检验,并得到最终确定,而“斯巴达”号巡逻侦察艇是由美国诺斯洛普·格鲁门公司研制的一款全长为11米的RHIB刚性充气艇。在近海环境中,舰队级无人作战水面艇能够执行不同的作战任务:如果需要它执行反潜战任务,就要为水面艇配备执行反潜战任务模块的各种武器装备;同样,如果需要执行扫雷任务和侦察任务,那么就要给水面艇配备相应的各种作战模块。此外,舰队级无人作战水面艇还具备近防自卫作战能力,这一作战能力已经在“斯巴达”号巡逻侦察艇上通过了验证,该艇配备了口径为50毫米的机关枪。美国海军强调不会制定计划大批量装备“斯巴达”号巡逻侦察艇,而只会通过该艇的设计与实践运用获得大量这方面的经验并在此基础上计划开发新型的无人作战水面艇。美国海军研究办公室(ONR)负责无人作战水面艇项目开发的工作人员Bob Brizzolara借此公开宣布,美国海军未来的无人作战水面艇研制计划将会着眼于基础设计。该负责人同时还指出改进后的无人驾驶巡逻艇如“斯巴达”号巡逻侦察艇还存在着很多不足的地方,比如在遇有复杂海况情况下的作战运用、在巡航航速方面、在有效载重量和拖拉能力方面以及在要进行可能的持续作战方面等。

鉴于上述各种蔽端,美国海军研究办公室计划设计两种全新的无人驾驶海上水面艇,英文简称USSV,其中的一种无人驾驶海上水面艇为USSV-HS(Hochgeschwindigkeitsfahrt),即高速型的无人驾驶海上水面艇,主要用于非常复杂海况下的作战使用,艇型设计采用的是经过结构优化的水翼艇型;另一种无人驾驶海上水面艇为USSV-HTF,即增强拖拉能力型的无人驾驶海上水面艇,主要用于拖拉外部的重型作战武器,通常艇型设计为优化结构的半潜水型。基本设计为艇长介于11米至12米之间,空艇重量介于6800千克至4100千克之间,类似于战斗机设计一样,对于每一种艇型,美国海军都为其设计出了试验艇,主要用于验证艇的作战性能和艇自身相关的技术及性能,此外,还包括动力推进系统、有效载重量的布局方案、远距离操纵指挥系统和自动操作指挥系统等。值得突出强调的是,作为主要用于反水雷战的无人作战水面艇——USSV-HTF型无人驾驶海上水面艇(标准有效载重量为1800千克),它除了要配备一些基本装备外,还要装备特殊作战用途的艇载反水雷武器,并随美国海军LCS濒海战斗舰出海作战。通常条件下,在布雷区执行反水雷作战任务时,USSV-HTF型无人驾驶海上水面艇将会配备具有复合磁性与声学的扫雷系统。目前,美国海军设计的USSV-HTF型与USSV-HS型无人驾驶海上水面艇的试验艇都正在建造中。为了有效地排除雷区中的水雷威胁,从长远考虑,美国海军计划今后将会设计出24种用于反水雷作战的无人作战水面艇。

目前,美国通用动力公司已经研制出一种专门用于反潜战的无人作战水面艇,该水面艇具备潜艇探测能力,其基本技术参数为艇长12.3米,空艇全重为7800千克,有效载重量为2300千克。这种反潜型无人作战水面艇配备有三种不同作战功能的水下声纳探测系统,以民用赛艇的艇型设计为基础,借助于这种艇型设计的水面艇其巡航航速可以超过35节,可以在三种复杂海况下执行作战任务,执行作战任务时可以进行长达24小时的连续作战。除了配备有反潜战声纳探测模块外,反潜型无人作战水面艇还携带有水面探测雷达。反潜型无人作战水面艇的试验艇已经于2008年春季交付给了美国海军。

美国海军“通气管人级”无人作战水面艇

按照美国海军计划,通气管人(Snorkler)级无人作战水面艇将主要用于水雷探测与搜索的作战任务。此外,美国海军还计划让该级水面艇具备反潜战以及电子战能力。通气管人级无人作战水面艇最低巡航航速可达到15节,持续作战时间可达到24小时,艇全长7米,采用半潜水式设计,可在三种复杂海况下执行作战任务。该级无人作战水面艇的母舰通常为美国海军各种驱逐舰、护卫舰、LCS濒海战斗舰和两栖登陆舰。

截止目前为止,美国海军设计的通气管人级无人作战水面艇只有一款名为AN/WLD-1的远程遥控多任务水面艇(RMMV)。该艇设计单位为美国洛克希德·马丁公司,主要用于执行水雷探测与搜索任务,因此,配备了AN/AQS-20型拖曳式探测声纳装置一套,此外,还配备有拖曳式反潜战搜索声纳、壳体ABC声纳装置,并在水面艇的上层建筑上安装有水面探测摄像机。RMMV型无人作战水面艇声纳与其它电子传感器系统所获取的数据都通过无线电方式传送回给母舰。

RMMV型无人作战水面艇设计巡航航速为16节,执行作战任务时航速为8节,执行作战任务时的自持力可达到24小时,并最多可以在三种复杂海况下执行作战任务,艇全长为7米,艇高(包括主桅杆)为6.75米,处于潜行状态下的吃水深度为4.6米。在与母舰进行联合作战时,RMMV型无人作战水面艇可以采取自主航行方式,并可以以同样方式自主返回母舰。在执行侦察与搜索任务期间,母舰的一名操作水兵可以通过母舰综合控制平台操作舰载无人机对该无人作战水面艇的一切行踪进行监控,预计未来,美国海军将会让RMMV型无人作战水面艇具备完全自主的作战能力。目前,美国海军已经为该型无人作战水面艇设计出总计96种作战模型。

美国海军“港口级”无人作战水面艇

美国海军港口级无人作战水面艇主要用于海上防御作战以及电子战,其基本技术参数为艇全长7米,最低巡航航速可达到35节,海上自持力可达到12小时,基本设计以7米长的RHIB刚性充气艇为基础,可由美国海军水面作战舰艇搭载参与作战任务。美国海军和洛克希德·马丁公司、英国BAE系统公司以及以色列的拉斐尔公司共同检验了“保护者”号港口级无人作战水面艇的执行任务能力。

保护者号港口级无人作战水面艇配备有不同作战能力的功能模块,并且可以在近海环境中执行不同的作战任务,包括防御作战、情报侦察、海上警戒、扫雷任务、电子战和攻击性作战。保护者号除了可以搭载摄像机和激光目标探测装置外,还配备了由拉斐尔公司提供的“台风”武器系统平台,该武器系统平台由各种不同小口径遥控武器组成。

港口级无人作战水面艇具备非常高的机动性能,操作也异常灵活,其基本技术参数为艇全长11米,最大航速可达到40节,最大有效载重量可达到1000千克。以保护者号无人作战水面艇为基础,美国海军目前所进行的港口级无人作战水面艇的测试工作都主要围绕为完成海上安全作战而展开的概念设计。

   美国海军“X-级”无人作战水面艇

美国海军X-级无人作战水面艇艇长大约为3米,主要用于执行近海的特种作战任务。截止目前为止,X-级无人作战水面艇的不同改进型号至少都处在定义阶段。X-级无人作战水面艇的设计都非常小,艇长最大长度应该不会超过3米,因此,每艘艇的单艇造价将会非常低。鉴于此,美国海军考虑该艇将会主要用于特种作战支援任务,因此,X-级无人作战水面艇将不会频繁出现于作战目的的环境。此外,该无人艇还可以由11米长的有人驾驶水面侦察艇携带,执行海上情报截取和收集等方面的任务,并且可以通过艇载人员的操纵用于执行海上目标的侦察任务。与其它具备模块化多种作战功能设计的无人作战水面艇不同,美国海军X-级无人作战水面艇将只会用于特种作战目的,该艇将只限于参与远洋航行作战用途,有效载重量很小,并且执行作战任务时其海上自持力也只有几个小时而已。

美国海军无人水面艇的技术挑战

美国海军未来无人作战水面艇建造计划显示,要让无人作战水面艇达到最佳的作战效果则需要大量的先进技术做保障,然而,美国海军目前还没有足够的必要技术来保证这一点。因此,美国海军需要研究出不同的先进技术以满足这种需要,在这些技术的支持下,无人作战水面艇才可能具备作战能力和可靠的性能。

其中,无人作战水面艇自主式作战指挥系统的研制是这些技术开发中最重要的一个环节,而预先编程GPS自主操作发射坐标则相对比较容易一些。相对而言,通过回收技术让无人作战水面艇到达指定的坐标地域执行作战任务则被认为是最容易的技术领域。此外,舰载特殊作战指挥计算机系统的设计也是非常必要的,对物理障碍物的探测与分类也是不可缺少的,比如存在于一个拦河坝和一个可辨别的水面舰艇之间的障碍物,无人作战水面艇总能以一种适当的方式来避开它们。同样,另一个非常必要同时又很棘手的技术问题是让无人作战水面艇具备自主思考与判断能力,如果无人作战水面艇具备了这种作战能力,那么,面对不断快速变化的战场环境,无人作战水面艇在作战时会独立地作出适当的判断而不用其它人员实施遥控。

美国海军未来无人作战水面艇的设计目标是让无人作战水面艇具备舰载计算机系统,这些计算机系统预先编制有作战任务并在舰载环境下具备很好的稳定性,该计算机系统能根据当时战场环境的特定情形并依据所执行任务的需要采取适当的战术手段。因此,无人作战水面艇的作战指挥系统应该在复杂和不断变化的战场环境下作出合理选择。在无人作战水面艇自主能力设计上,美国海军得到了美国航空航天局喷气推进实验室(JPL)的大力支持,众所周知,美国航空航天局的喷气推进实验室拥有非常丰富的自主式宇宙探测器的设计经验,这包括两个“火星漫游者”号自主式宇宙探测器。

另一个美国海军无人作战水面艇的技术开发重点是无人作战水面艇之间的网络化作战能力,这种能力将会让众多的无人作战水面艇互相联合并可以自主进行作战。尤其是,反潜战、水雷战以及其它对信息要求特别高的海上与海下作战都迫切需要拥有这种网络化的作战能力。

安全可靠并且具备非常高传输率的通信网络对于无人作战系统而言是另一个需要重点研究的技术领域。一方面,高速的通信网络可以把无人作战水面艇获得的情报信息向搭载的母舰传送;另一方面,母舰也要向无人作战水面艇传达指挥控制信息。后者,当然是应用于那些携带有武器系统并在作战中担任重要使命的无人作战水面艇。同样,为了保护无人作战水面艇免受敌方的攻击和摧毁,配备安全可靠的通信网络也是必不可少的。一方面,安全可靠的通信网络系统可以阻止敌方的黑客非法侵入作战指挥系统,并且可以对无人作战水面艇的火力射击实施控制;另一方面,在不得已的情况下,母舰的指挥操控人员可以在作战时摧毁或击沉配备有先进技术装备的无人作战水面艇,这样可以避免敌方获得有关无人作战水面艇方面的先进技术。

其它需要重点进行研究的方面还包括无人作战水面艇的高效推进系统和电力系统,这两种系统可以让无人作战水面艇保持有尽可能长的海上自持力,同样,无人作战水面艇还将配备先进的武器和防弹装置。此外,需要附带说明的是美国海军无人作战水面艇开发计划还对国际法的相关规定进行了考虑,美国海军强调:从纯技术角度来说,装备着各种先进武器并且具备自主作战能力的无人作战水面艇需要接受国际法检查和监督。

美国海军无人作战水面艇的研制、测试与装备采购的时间表

随着无人作战水面艇开发经验的积累和系统设计信心的不断增强,美国海军无人作战水面艇的作战能力将会随着时间的推移而不断发展。在美国海军无人作战水面艇的总体规划中,美国海军确定了无人作战水面艇将采取所谓螺旋线式发展的模式,美国海军舰队将会提前引入遥控无人作战系统,这些作战系统将为舰队提供更加强大的附加作战能力,同时,在实践作战经验不断积累的情况下,美国海军还会考虑开发研制其它的无人作战系统。

目前,美国海军的无人作战水面艇既可以通过母舰舰载人员进行遥控操作,也可以通过自身不太完善的自主式系统进行自动操作,美国海军水面舰艇中心(NSWC)负责舰艇研制的部门领导威拉德·索苛勒如此公开宣布。现在美国海军的无人作战水面艇可以独自完成一些比较简单作战任务,比如在一个事先编制好程序的航线上航行一段距离;或者在某一个特定的区域内执行侦察任务,通常在无人作战水面艇航行的航线上没有任何障碍物,并可以在GPS定位系统的帮助下进行自主操作;还可以完成一些比较复杂的协同作战任务,比如无人作战水面艇之间的对接,或者以非常高的航速航行于航路上,这些任务都是通过遥控来操作的。随着后续开发计划的不断进行,美国海军无人作战水面艇将会逐步配备其它独立性系统,这其中包括名为猎鹰(SOKOL)的事先编制好的自主系统。在艇载作战指挥系统开发经验积累的基础上,无人作战水面艇可以根据作战需要独立选择事先编制好的作战行动。比如,无人作战水面艇可以选择最佳的航行路线。当无人作战水面艇被敌方水面舰艇切断返回母舰的航行路线后,这时无人作战水面艇会通过舰载的电子传感器等设备确定出其它能够返回母舰的航线。

尽管仍然大量没有解决好的技术问题,但是,近年来美国海军的无人作战水面艇已经在一些领域内取得了某些作战能力,具体取得的成果:

关于X-级无人作战水面艇。自从2006年以来,美国海军超小型X-级无人作战水面艇的试验艇已经进行了大量的海上测试,预计从2010年起开始服役于美国海军,主要为美国海军特种作战部队承担特种侦察任务。至于其它方面的作战能力,预计将于2015年以后开始正式形成。

关于港口级无人作战水面艇。美国海军港口级无人作战水面艇不携带任何武器装备,由母舰舰载人员采取遥控方式操作,装备有电子传感器和扩音器,主要承担防御性作战,如情报收集、充当海上侦察平台等,曾在波斯湾进行过侦察任务。预计从2012年开始,港口级无人作战水面艇将会携带有武器装备,并会在海上承担起安全防护的作战任务。

关于通气管人级无人作战水面艇。该级无人作战水面艇将会从2011年开始部署于美国海军扫雷舰队上,并参与扫雷任务,2012年以后,具备初始作战能力的该级水面艇将可以执行反潜战任务。

关于舰队级无作战水面艇。根据美国海军现在的计划,从2011年开始,美国海军最大型的舰队级无人作战水面艇将会部署于美国海军濒海战斗舰上,初期主要承担扫雷任务,后期将会拥有反潜战能力。预计2012年至2013年,舰队级无人作战水面艇将可以摧毁海面下可疑的目标,并可以执行情报截取的作战任务。

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多