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国防资讯 | 无人系统能以超低成本跟踪打击潜艇

 伊伊爸 2022-03-01
无 人 系 统 反 潜 战

编译  Whitehead

原文简介

本文编译自:Report: Unmanned Systems Could Track and Fight Submarines at Less Cost Than Manned Ships, Planes. By: Megan Eckstein. ( http://news.)

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五角大楼提出未来海军兵力设计方案,要求在水面和水下部署多达240艘无人或有人航行器,那么一个问题随之而来:它们都能做些什么?

海军已为其无人水面和水下航行器提出了一系列任务,包括收集情报、布雷、发射导弹等等,目前国会强烈反对在USV研发中融合导弹发射功能,但很少发布具体的作战概念,而且五角大楼也未公布其“作战力量2045(Battle Force 2045)”计划的具体细节。

但哈德逊研究所(Hudson Institute)最近发布了一份名为《保持水下优势:用自主系统改变反潜战》的报告,概述了水面、水下和空中无人航行器的潜在用途:协助跟踪甚至打击敌方潜艇群。


哈德逊研究所团队认为,反潜战中,不单采用传统模式——由有人驾驶的潜艇、水面舰艇或飞机跟踪敌方潜艇,并在需要时使用重型鱼雷摧毁潜艇。而未来的海战中,敌方潜艇的绝对数量可能会让这种精细模式变得毫无用处。

相反,该团队认为,无人系统能够以较低的成本和更多的数量,从敌方潜艇的家门口一直跟踪到某个咽喉要道口,然后要么继续跟踪,要么使用自身携载的小型武器与其交战。如果命令交火,则潜艇虽然可能不会被击沉,但至少会触发攻击警告,从而可能会迫使其放弃任务;或者在理想情况下,潜艇受损严重,无法保持低噪性,从而被迫回港,否则极易被继续跟踪。如果命令持续跟踪,则无人系统可持续工作,在敌潜艇接近美海军及盟军编队或海岸时,以便载人武器装备后续进场。

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图1:无人ASW方式更能维持持久作战

译者注:

TRAP——可靠声学路径转换系统(Transformational Reliable Acoustic Path System);

MALE UAV——中高度长航程UAVMedium-Altitude, Long-Endurance UAV),用于跟踪和压制;

MUSV w/LFA VDS & MFTA——携载低频主动变深声呐(LFA VDS)和多功能拖曳阵声呐(MFTA)的中型USV

P-8A C2——P-8A海上巡逻机指挥控制节点;

⑤图中左表各列分别表示:装备类别-每小时使用和保障(O&S)单位成本-装备数量-每月总成本(百万,2020财年);图中右表各列分别表示:装备类别-单位采购成本-装备数量-总成本(百万,2020财年);

背景:封锁GIUK GAP(缺口)——GIUK GAP是指格陵兰、冰岛和英国三国间的海域,具有重大战略价值。除法国、西班牙与葡萄牙可直接进入大西洋外,几乎其他欧洲国家都须经过英伦海峡或GIUK GAP才能进入大西洋。二战期间,这里是英国封堵德国潜艇的关键要道;1950s成为北约封堵苏联潜艇的战略重心区域,美国曾布设了著名的海底监视系统SOSUS。

研究小组认为,“目前的ASW方式不仅昂贵,而且难以扩大规模”,因此上述较为简捷的方法有其必要性。在规模问题上,传统ASW是一类平台密集型作战形式,需要多个平台在相对较长的时间内同时投入到ASW任务中。传统方法能够实现对潜艇的有效跟踪,但如果面对多艘潜艇,该方法则很难扩大作战规模。因此,如果敌方试图一次部署多艘潜艇,遍布某海区,那么我方就会被迫陷入一种区域防御的局面,而敌方潜艇很可能会趁机突破。

大量的无人系统和传感器群能够比数量有限的有人平台更好地对付蜂拥而来的目标——无人系统比有人平台更便宜,持续作战时间也更长。假设所有俄罗斯潜艇都拥到大西洋,该模型可调派几十艘无人平台对其进行全面跟踪,以告知海军指挥官这些潜艇的位置,同时美国海军有限的攻击型潜艇和驱逐舰可被腾出来执行进攻性任务或跟踪最高优先级的俄罗斯潜艇。

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图2:无人ASW可节省装备采购和使用与保障(O&S)成本,可用节省出的O&S成本支付无人装备的采购费。

译者注:

① 蓝色为采购成本,单位:10亿美元;黄色为使用和保障成本,单位:百万美元。

② 左侧柱状图为美国海军目前的投资计划(2020财年),右侧柱状图为哈德逊研究所对采用无人系统ASW后的经费预测。

 ③ 图注:无人ASW装备可在咽喉要道点和敌方水域实现对敌跟踪和追踪,而成本只占海军现有计划经费中的一小部分。

成本方面,哈德逊研究所认为,与传统ASW方式相比,依靠无人平台和传感器,并适时引入有人飞机和舰船,可在作战和装备采购方面节省成本,同时还可以针对具体作战问题改变兵力规模。

这些无人装备每月的总成本约为4000万美元,不到传统占主导地位的有人ASW模式的1/3,所以有非常高的使用和保障效比。在采购效比方面,差距更大,无人装备采购成本不到传统有人装备的1/10

研究团队认为,上述成本差异也适用于该团队在研究期间构画的西太平洋作战想定——保护商运和盟友免受中国潜艇在三个主要咽喉要道附近的攻击。

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图3:无人ASW规模灵活可变,可应对大型水下舰队

译者注:

① 背景:在中国东南沿海封堵中国潜艇;

② MUSV w/LFA VDS & MFTA for home waters ASW——用于在敌方海域实施ASW的、携载低频主动变深声呐(LFA VDS)和多功能拖曳阵声呐(MFTA)的中型USV;  

③ MUSVw/LFA VDS & MFTA for trail——用于追踪的、携载低频主动变深声呐(LFA VDS)和多功能拖曳阵声呐(MFTA)的中型USV;

④Sonobuoy field——声呐浮标场;

⑤ Protected naval force——受保护的海军兵力(图示为航母打击群)。

哈德逊研究所估计,连续ASW作战约13个月节省下来的使用和保障总成本,可抵消采购无人装备的成本,这些装备主要包括可靠声学路径转换系统(Transformational Reliable Acoustic Path System, TRAPS)海底基阵、中空长航时UAVs和中型USVs。虽然这13个月的反潜作战实际上可能要分摊在数年中才能完成,但也表明,采用这种新模式短期内就可节省大量经费。


研究人员认为,传统有人装备的角色可能要发生转变,从原先覆盖包括探测、跟踪、打击等任务在内的完整作战链转向更多地聚焦于指挥与控制、致命打击(如用重型鱼雷摧毁潜艇)、以及对敌方关键潜艇的着重追踪。

这项计划的争议点之一:是否仅通过无人平台以小型武器来压制敌潜艇的行动,而不是用有人平台和重型鱼雷立即击沉敌潜艇。研究团队认为,这一作战理念源于二战期间与德国潜艇和冷战期间与前苏联潜艇的对抗经验,并指出在过去的长期反潜作战中,压制是对付敌潜艇最有效的方法。由于潜艇航速低、缺少防卫能力,在压制下显得十分脆弱。当受到攻击时,潜艇往往被迫撤离任务海区,或至少中断正在执行的任务。这就为无人系统用于压制潜艇提供了依据,使美国可以改变常规的“猫捉老鼠游戏”,以更低的成本瓦解敌人的行动。

也有一些海军军官不赞同上述“压制”论,认为一旦交战,就应用MK48重型鱼雷将目标击毁。有人认为,用重型鱼雷摧毁潜艇是必要的,但有时也可专注于“扼杀任务”——使敌人任务破灭,而并不强求击沉潜艇。例如,俄罗斯和中国的许多潜艇有易受损伤的消声瓦和附属物,一旦受损,噪声就会增大,为了艇员的安全,他们不得不中止任务而返航。

分析表明,相比单平台,多平台协作攻击潜艇目标能取得更大的战果。用多个有人平台同时瞄准同一艘敌潜艇不太可能,但用多个无人平台却可以,这样其中一个无人平台以小型武器击中潜艇的几率就会提高,进而提高多个无人平台联合命中并最终击沉敌潜艇的几率。

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