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国防资讯 | 反潜战新技术

 伊伊爸 2022-03-01

编译  Whitehead

原文简介

本文编译自:http://www.navylookout/Novel technologies in anti-submarine warfare/,April 6, 2021

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直升机空投鱼雷目前是海军攻潜的主要途径。在水下威胁不断升级并呈现出多样化的同时,新技术也带来了对抗潜艇的新方法。

01

威胁持续升级中

随着水下平台和武器性能的快速发展,反潜条令也不得不随之更新。SSBNs、SSNs、SSGNs和SSKs等有人潜艇在持续安静化的同时,还将能部署自己的UUV,以增强其感知、欺骗和攻击能力,这便使得战场图景变得更加复杂。特别是在浅海和沿岸水域,袖珍潜艇、UUV、蛙人运载器和半潜式航行器等短程平台也威胁着水面舰艇,迫使他们在近岸或通过咽喉要道进行作战或航渡。水下武器也在不断改进,不仅射程得到了提升,而且采用了AI增强型感知/导引和反对抗逻辑。

在浅海区,老式潜艇较低的水下航速使得水面部队可利用前出的多层警戒幕来保护高价值单元(High-Value Hunt,HVU)。可以预见,这些潜艇的接近线将非常有限,因而很可能会潜伏在那里静待作战群的到来。理论上,海上巡逻机(MPA)或装备拖曳声呐的护卫舰可以探测到这一潜在的威胁,然后出动直升机定位并摧毁敌方潜艇。英国皇家海军(RN)缺乏火箭助飞鱼雷(ASROC)或类似的武器,其攻潜能力主要取决于直升机出动时间、飞行速度及其航程。MPA并非随时可用,因而可能只有舰用主动拖曳声呐才能为直升机提供足够精确的目标指示。另一种较为昂贵的选择是:征用多架配备吊放声呐的直升机,并使其长时留空。 

现代水下威胁可能出现在任何地点,其威胁范围也更加宽泛。军方需要态势感知增强技术和区域拒止技术来清理更广阔的区域。显然,仍需开发更多探测方法和摧毁潜艇的方法。

02

“海上保卫者”(Maritime Protector)中空长航时无人机

英国皇家海军21世纪30年代未来海上航空力量(Future Maritime Aviation Force,FMAF)发展愿景中包括:让“海上保卫者”在水下作战中发挥作用。英国皇家空军(RAF)将于今年交付首架“保卫者”——一型中空长航时(Medium Altitude Long Endurance,MALE)遥控空中系统(Remotely Piloted Air System,RPAS)。“保卫者”是MQ-9B“空中卫士”(SkyGuardian)无人机(UAV)的一种改进型,由通用原子公司(General Atomics,GA)制造,是一型ISTAR(Intelligence,Surveillance, Targeting Acquisition and Reconnaissance,情报、监视、目标获取与侦察)武装UAV,可携载“硫磺”(Brimstone)导弹和“宝石路”IV(Paveway) 激光制导炸弹。《综合评估》(Integrated Review)证实,RAF将接收16架“保卫者”UAV,以取代其传统的“死神”(Reaper)UAV机队;英国与GA签订的合同还包括购买另外13架“保护者”UAV的选项,可能是为了购买海用型。

GA已经成功开发了MQ-9B的衍生型——“海上卫士”,该机航程为6000海里,留空时间长达25小时,配有9个传感器或武器固定挂点,挂载能力达2100 kg。“海上卫士”可装备各种对海雷达和光电传感器,能够执行许多与“空中卫士”相同的ISR任务。 

投放声呐浮标和轻型鱼雷是该无人机的未来发展方向之一。“海上卫士”可挂载4具吊舱式声呐浮标投放系统(Sonobuoy Dispenser Systems,SDS),每个吊舱可容纳10枚A型浮标(译注:φ123.8 mmⅹ914.4 mm,≤17.7 kg)或20枚G型浮标(译注:φ123.8 mmⅹ419.1 mm,≤8.2 kg),由专用的“声呐浮标管理和控制系统”(Sonobuoy Management and Control System,SMCS)控制。“海上卫士”可作为一个通信节点,与包括“海神”(Poseidon)海上巡逻机和“梅林”(Merlin)直升机在内的其它平台共享声呐浮标和其它传感器数据。虽然“海上保卫者”/“海上卫士”将被限于从陆上起飞,但英国皇家海军将其视为潜在的反潜战(ASW)力量倍增器,可用于补强其“海神”舰队,特别是在北大西洋海域。

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图1  配备了Ultra Electronics 公司声呐浮标投放器的MQ-8C“火力侦察兵”旋翼无人系统(RWUAS)

03

“普罗透斯”(Proteus)中型旋翼无人机

FMAF愿景还包括“普罗透斯”计划,其为一种用于执行ASW中“搜寻”任务的中型旋翼无人机(Rotary Wing UAS,RWUAS)。皇家海军正在向工业界征集关于开发一种中型RWAS(旋翼式空中系统)的建议,这种RWAS能够通过声呐浮标和吊放声呐来实施猎潜,可将其作为“梅林”Mk2多任务反潜直升机的一种补充。Proteus须是一型较大的飞机,因为它还需提供水面搜索功能,并承担海上战区内空运(Maritime Intra-Theatre Lift,MITL)任务。该需求在此阶段还只是一个大纲,但是已经有一些项目正在进行中,有望带来RWUAS ASW(旋翼无人机反潜战)中“搜寻”任务的解决方案。  

皇家海军对中型RWUAS的兴趣可追溯到2013年,当时莱昂纳多公司(Leonardo)获得了一份性能概念演示样机(Capability Concept Demonstrator,CCD)合同。2017年签订了CCD第二阶段合同,并进行了SW-4 Solo演示样机的飞行试验和实验工作。目前该项目的开发工作似乎已逐渐减少,但Proteus计划可能会为其提供新的推动力。(为何皇家海军还未采购一些小型且便宜的RWUAS用于侦察工作,比如Leonardo AW直升机或Schiebel的Camcopter S-100,这很难理解)。 

英国专业声呐浮标制造商Ultra Electronics正在研究如何使用装备有声呐浮标投放器的MQ-8C“火力侦察兵”(Fire-Scout)RWAS进行无人ASW。“火力侦察兵”与“海上卫士”在概念上有许多相似之处,但它从护卫舰飞行甲板上起飞,执行短程ASW任务。诺斯罗普·格鲁曼公司(Northrop Grumman)与Ultra Electronics公司在2021年2月用有人驾驶的“贝尔407”(充当“火侦察兵”的替身)进行了一次试验,用该系统成功地完成了广域多基地声学搜索任务。(编者注:可参见“水下无人系统前沿科技”微信公众号,国防资讯|无人航空反潜战,2021年11月25日。) 

要想成功地使用声呐浮标场来猎潜,不仅需要非常强的计算能力,还需要(至少就目前来说)经验丰富的人工操作员来理解数据。这是昂贵的P-8A“海神”(Poseidon)等MPA的关键组成部分。与许多自主系统一样,Protector和Proteus的一个潜在弱点就是它们在将原始数据传回控制平台进行处理时依赖于卫星的可用带宽。


04

鱼雷投送方式

最近由皇家海军举办的未来科技展览展示了马洛伊航空公司(Malloy Aeronautics,MA)的T-150无人机,该机可携载BAE系统公司的未来轻型鱼雷(Future Lightweight Torpedo,FLWT)。目前这只是一个概念,实际上并不在FMAF计划中。然而,对于Merlin公司而言,这个简单的想法可能就会变成一个非常便宜的力量倍增器,同时也可能成为ASROC的廉价替代物。T-150的携载能力可达68 kg,所以即使FLWT比它最终将要取代的 “鳐鱼”(Sting Ray,重约267 kg)鱼雷轻很多,对于这种特殊的飞机来说也可能太重了。  

2020年12月,英国国防部(Ministry of Defence,MoD)向工业界发布了一份信息征求函(Request for Information,RFI),要求研制一种能携载可互换任务载荷的UAV,载荷重量达200 kg,且能超视距作战。马洛伊航空公司现有的T-400即可满足该需求,其有效载荷能力为370 kg,航程可达12英里。 

目前尚无为26型护卫舰配备鱼雷发射系统(Torpedo Launch System,TLS)的确切计划,但澳大利亚和加拿大已为他们的26型衍生型护卫舰“猎人”(Hunter)和CSC选配了TLS。虽然没有TLS的全时可用性和响应速度,短小精悍的UAV在中短程投送鱼雷时却非常高效。尽管飞抵目标点的速度较慢,但UAV以很小成本就能提供美国海军RUM-139垂直发射反潜导弹(Vertically-Launched Anti Submarine Missile,VLA)的大部分功能。 

TLS发射的鱼雷实际上是一种最后诉诸的近程武器,而UAV投送的鱼雷则可与潜艇在一个更安全的距离上交战。由于体积小、结构紧凑,该系统仅占用最小的舰上面积,因此在高威胁海区作战时,可使舰船能够保持多套系统随时备便,从而解放出“梅林”直升机,使其专注于“搜寻”任务。

05

“翠鸟”(Kingfisher)系统

2019年,BAE系统公司公布了他们的“翠鸟”系统概念——海军炮射模块化运载系统。实际上,护卫舰可以用它的5英寸/127 mm舰炮发射反潜任务载荷,包括小型深弹、声呐浮标、水文传感器或声诱饵;其中最有希望、最简单、最经济的选择似乎是深弹载荷。反潜迫击炮发射近程深弹的历史可以追溯到二战时期,但火炮发射深弹却是一个新概念,这要归功于现代海军火炮的准确性。舰队声呐接触目标后,“翠鸟”可向几公里外迅速发射深弹弹幕,而无需飞机投射昂贵的自导鱼雷。小型而廉价的深弹也可做为一种理想的反UUV武器,多艘舰按特定模式开火,即可较快地覆盖大片区域。多次小型水下爆炸也会使潜艇或鱼雷制导声呐暂时致盲。此外,“翠鸟”也可被用作一种“硬杀伤”反鱼雷防御系统。

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图2  26型护卫舰从它的Mk45型127mm舰炮发射“翠鸟”深弹。Mk45射速为20发/分,射程约24 km。

在水面行动中,开火前可采用灵活的逐步升级策略:无线电呼叫-火控雷达照射-攻击性定位或跨越舰艏的警告性射击。但在水下战中,要想在不击沉敌人的情况下阻止或威慑敌人,几乎没有什么选择。发射主动声呐脉冲会暴露发射源的位置,可能会牺牲战术优势。“翠鸟”提供了一种有伸缩余地的反应方式,通过在目标附近布设小型深弹,可在不击沉目标的情况下向敌人发出警告。随着战争和冲突之间的界限变得越来越模糊,非致命性反应方案显得更加重要。 

“翠鸟”其它类型的载荷似乎会带来更多技术问题:声呐浮标需要重新设计,以适应127mm弹壳,并承受从炮管中发射时产生的巨大加速度过载。 

“翠鸟”的研发从2018年开始,是BAE系统公司创新基金支持的自筹项目。皇家海军还未发布对该系统的正式需求,但是购买深炸版“翠鸟”似乎是装备26型护卫舰的一个非常合理的低成本选择。

06

未来轻型鱼雷(FLWT)

目前服役于皇家海军的“鳐鱼”Mod 1反潜鱼雷仍被认为是攻击有人潜艇的一种高效武器。多样化的威胁和ASW新方法意味着一场彻底变革即将来临,同时, FLWT在2019年也已进入前期概念阶段。目前,BAE系统公司正在评估FLWT的功能选项和设计目标,其中包括更好的目标探测能力,基于AI的诱饵识别能力,以及反UUV、反小型潜水器和反鱼雷能力。改进的开放式结构和与众多发射平台的互操作性也是该项目所要追求的目标。  

大幅减轻新型鱼雷的重量也将有助于用小型UAV进行鱼雷投送。不过为了与现有发射系统向后兼容,FLWT可能将保留与“鳐鱼”鱼雷相同的基本尺寸和形状。加装弹翼套件可使FLWT从高空远程发射,并与“海神”/“海上保卫者”飞机兼容。新型功率密度更大的电池也可提高速度或航程以及主动声呐性能。

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水下无人系统学报

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