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欧美“海底战”能力建设最新发展

 米斯特兔 2023-08-31 发布于北京
导  读

未来的水下领域不再仅仅是反潜战的领域,而将一直延伸到海底。由此,各国海军和工业界加大了对海底基础设施的综合防护重视程度。他们普遍认为,防御要求将是双重的,一方面是防御,以保护关键基础设施;另一方面是进攻,以进行远征海底的战争。本文将介绍欧美国家海军实施的相关海底战计划以及相关的海底战能力。



以下为正文

2022年9月26日,波罗的海“北溪1号”和“北溪2号”管道爆炸事件给许多国家敲响了警钟。2023年初,北约和欧洲国家媒体不断发布莫斯科在发生冲突时可能打击对手海底基础设施的消息。未来水下领域不再仅仅是反潜战的领域,它将一直延伸到海底,在那里,海底电缆、油气管道、可再生能源电缆和数据存储等关键基础设施不再安全。由此,各国海军和工业界加大了对海底基础设施的综合防护重视程度。各国普遍认为,防御要求将是双重的,一方面是防御,以保护关键基础设施;另一方面是进攻,以进行远征海底的战争。

2023年,北约和欧盟采取了一系列措施来应对此类风险:2023年1月11日,欧盟和北约宣布成立一个海底关键基础设施保护联合工作组;2023年2月15日,分别在北大西洋联盟总部成立了一个海底基础设施协调小组(UICC);2023年3月10日,欧盟委员会宣布更新欧洲海上安全战略和后续行动计划。

除了这些多边行动之外,北约和欧盟成员国也在开展各种国家层面的动员。本文将介绍俄罗斯、美国、法国、英国、意大利、瑞典、挪威、德国等欧美国家海军实施的相关海底战计划以及相关的海底战能力。

PART.01

俄罗斯海底战能力

2023年4月,挪威、丹麦、瑞典和芬兰等国报道了有关俄罗斯在北海部署了一支伪装成渔船和科研船的“间谍船队”,试图通过水下监视设备对风力发电场、通信电缆等关键基础设施进行测绘。根据其说法,这些船只经常关闭船舶自动识别系统(AIS)应答器以隐藏位置,只能通过声纳、卫星图像或巡逻艇等其他技术被探测到。报道称,该计划由隶属于俄国防部的海军最高机密部门——深海研究总署(GUGI)负责,级别很高,直接向莫斯科报告。

俄罗斯深海研究总署是一支独立于海军的专门组织,专注于监视和破坏海底电缆、能源管线等关键海上基础设施。俄深海研究总署拥有6艘专门建造的核动力潜艇,其中3艘是微型潜艇。由于采用了钛合金外壳,它们可以在3300英尺(约1006米)的深度航行。“洛沙里克”号性能更强,可以下潜到1万英尺(约3048米)。这些微型潜艇配备了机械臂和便于潜水员出入的密封舱。

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图1 “洛沙里克”号潜艇

鉴于微型潜艇航程有限,GUGI的装备中还包括两艘大型核动力潜艇,最初它们搭载弹道导弹,后来进行了改装,可以在船体下方搭载较小的潜艇和潜水器,并将这些小型的潜艇和潜水器部署到目标区域附近。俄罗斯卫星网不久前披露,号称全球最长的“别尔哥罗德”号核潜艇有望在2023年底前进入俄海军服役,除了携带“波塞冬”核鱼雷,这艘潜艇也可以充当GUGI的支援平台。

GUGI的水面舰艇曝光度较高,最著名的是“琥珀”号专用调查船,它能携带下潜深度为6000米的18610 型“Rus”号深海潜水器。这是一种3人座深海潜水器。“琥珀”号还能搭载一些遥控和自主水下航行器,绘制水下管道和电缆的地图。

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图2  18610 型“Rus”号深海潜水器

虽然深海研究总署可能在冲突升级时起到破坏关键基础设施的作用,但重要的是不要认为这是它唯一的功能。该组织的任务是安装与俄罗斯“和谐”号全球水下监视系统相连的传感器。该系统可探测世界海洋中任何地方的敌方舰艇、潜艇甚至低空飞行的飞机和直升机,从而使整个海洋区域变得“透明”。该系统基于特殊的水下机器人系统——自主海底站(ABS)。它们在海底部署有强大的声纳,通过卫星将信息传送到指挥中心。

由于海底自动监测站(ADF)是相当昂贵的产品,因此俄罗斯建立了对其进行维修和更换的专门车间,其中一个位于北海奥科尔纳亚海湾。据专家称,该系统已于 2020 年全面投入使用。

PART.02

美国海底战战略

冷战期间,前苏联和现在的俄罗斯潜艇通过格陵兰、冰岛、英国之间的海上咽喉要道进入北大西洋,对美国东海岸、地中海和太平洋战场构成威胁,促使美国开发了水下固定声学监视网络(SOSUS)以及可移动部署的综合水下监视系统(IUSS),目前均由海上监视系统项目办公室(MSS)管理,为反潜部队的指挥官提供对潜艇快速监视与跟踪数据。

近年来,美国在升级固定监视系统(FSS)和水声监听船(TAGOS)监视拖曳阵列传感器系统(SURTASS)/紧凑型低频主动式(CLFA)套件之外,在太平洋战区部署 TAGOS之后 ,其进一步部署的分布式监视系统 (DSS) 项目正成为在固定系统未覆盖区域应对俄罗斯等强敌潜艇威胁的关键。

DSS主要包括深水被动系统(DWP)、深水主动系统(DWA)和移动主被动系统(MPAS),在国防高级研究计划局(DARPA)和美国海军支持下,相关技术和能力呈现螺旋式上升趋势。在深水被动系统中,美国海军继续采购和改进“可靠声学路径系统”,作为 DARPA 分布式敏捷猎潜(DASH)计划的一部分。该系统由 Leidos 公司设计。可靠声学路径系统是一种可部署的固定式被动水声节点,旨在利用深海海底作业提供大面积覆盖。为了满足类似的要求,美国海军还开发了 SURTASS-E声纳系统,并正在进行测试。

为了提高对冰区水下环境的认识,美国海军研究办公室于2022年秋对北极移动观测系统(AMOS)进行了测试。北极移动观测系统是一个移动传感系统原型,由能够在北极地区作业的无人驻留式潜航器组成。这些潜航器可部署在北极的任何地方,提供关键基础设施的防卫、电力通信监视与环境侦察任务。

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 图3  ORCA超大型无人潜航器

美国海军也正在努力将无人潜航器与固定和移动网络基础设施以及潜艇相结合,以提高水下态势感知能力。为支持自主反潜防御,美国波音公司正在开发带有模块化有效载荷舱的 80 吨级Orca超大型无人潜航器 ,该计划比原计划滞后三年,费用也更高。

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4  Remus 600自主无人潜航器

目前,美国海军在 Remus 600 中型无人潜航器的基础上开发了濒海战场感知自主水下航行器(LBS-AUVs),能够连续自主地进行海洋感知和数据收集,以支持海军情报部门的作战态势准备工作。这些无人潜航器部署于潜艇甲板隐蔽仓(DDS),不久将由配备专用设备的鱼雷发射管进行发射和回收。同时,美国海军已与 Leidos 公司签订合同,开发一种功能更强大的中型无人潜航器,计划通过鱼雷发射管发射,用于远洋反水雷行动。

PART.03

法国海底战战略

2022年2月,法国宣布了海底战争战略,启动了两项重大采购计划,以支持深海研究和干预,推进其海底战战略。这两项计划分别是未来水文和海洋学能力计划(CHOF)和未来海洋反水雷计划(SLAMF)。

CHOF计划旨在通过使用颠覆性技术(除人工智能外还有无人平台)提升法国海军的水文和海洋学能力,使其具备一套核心作战能力。目前该项目处于准备和确定阶段,包括采购两艘 90 米长的下一代水文测量船,主要包括无人艇装备和传感器载荷,以满足日益增长的水文测量需求。这两艘水文测量船计划于 2027 年和 2028 年交付。法国国防采购与技术局(DGA)于 2022 年 9 月授予iXblue 公司(现为Exail公司)一份合同,用于 DriX 水文测量无人水面艇(USV)的测试活动,并研究相应的发射和回收系统。

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图5   Exail公司的DriX无人水面艇

SLAMF 计划旨在逐步提升法国海军的海上反水雷(MCM)能力。该计划的基础是由泰雷兹公司与主要合作伙伴 Exail 公司(当时的 ECA 集团)、L3Harris 公司和萨博公司共同合作的英法海上反水雷(MMCM)联合计划。在SLAMF/MMCM计划框架内,法国将获得基于USV的反水雷模块,并配备泰雷兹的合成孔径拖曳声纳、Exail的自主无人艇和萨博的遥控无人潜航器用于扫雷。下一阶段预计将在2023年晚期启动,将采购新的扫雷舰,以取代目前的“三伙伴”(Tripartite)级扫雷舰(MCMV)。作为新的海底战战略的一部分,法国国防部分别向挪威康斯伯格海事公司和法国Exail公司租赁了HUGIN 系列Superior和A18D自主潜航器,用于开展海上试验。HUGIN系列Superior型无人潜航器能够在6000米内深度作业,具有良好的感知、定位和续航能力。

Exail公司的A18D是一种中型自主潜航器,用于在水下3000米的深度内自主执行任务,自主时间长达24小时。Exail为法国国家海洋研究所(IFREMER)研制的自主潜航器,已进入鉴定阶段,该潜航器可下潜6000米,而Alseamar公司则提供SeaExplorer滑翔机。

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图6  A18D自主无人潜水器

进行海上试验的目标是到2025年具备初步的海底勘探能力,参与试验的设备包括一个能够在最深6000米水域作业的自主潜航器、一个遥控潜航器(ROV),以及一个能够在水深3000米水域作业的自主潜航器/遥控潜航器的组合。

该计划的第二阶段包括再购买两对6000米的遥控潜航器和两对3000米的自主潜航器/遥控潜航器,以确保到2028年形成全面的海上部署能力。

2021年底,在法国海军军工集团第五届海洋创新节期间,该公司推出了与泰雷兹(传感器套件)和人工智能(AI)初创公司 Delfox 合作开发的大型远洋无人潜航器(LUUV)的最新演示模型。其排水量 10 吨、长 10 米,服务周期可达数天。当采用加长船体(长达 20 米)时,其服务周期将达到几周。法国海军军工集团还开发了D19 中型自主潜航器。该潜航器基于F21“阿特米斯”重型鱼雷研制基础,配备模块化前部有效载荷,可从潜艇、水面舰艇或岸上发射。

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图7  法国海军军工集团的大型远洋无人潜航器

PART.04

英国海底战战略

2022年11月,英国国防部宣布采购两艘现成的多用途海洋监视船(MROSS),用于保护英国重要的海底国家基础设施。

第一艘通过国防设备与支持公司采购,2023年1月抵达位于伯肯海德的康梅尔-莱尔德船厂进行改装,计划于2023年第三季度进入英国辅助舰队服役。第一艘RFA Proteus(前身为MV Topaz Tangaroa),是一艘近海支援舰(OSV),2019年由Vard(Fincantieri)公司建造。

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图8   RFA Proteus支援船

英国国防部称,该舰将用于执行海底电信、电缆和油气管道保护任务,将被用作进行遥控的基地舰,同时也作为装载自主水下海底监视系统的基地舰。该舰长98米、宽20米,排水量为6133吨,有一个直升机停机坪和滚动补偿起重机、一个大型工作甲板和一个用于遥控潜航器和自主潜航器的竖井。一旦改装完成,它将由24名水手和60名皇家海军专家组成的团队负责操作其搭载的无人平台。

据悉,第二艘多用途海洋监视船将于2023年底在英国进行改装,以支持英国水域的海上反水雷和水下监视。目前还没有关于这两艘多用途海洋监视船配备设备的信息,但国家民用和安全行业可能会提供一些设备。特别是Atlas Elektronik UK和Saab UK公司可能提供他们的自主无人潜航器、遥控潜航器和无人水面艇,这些设备已经出售给世界各地的军事和商业运营商。

作为猎雷能力(MHC)的一部分,英国国防部正在采购6个海上自主系统(MAS)和4艘海上反水雷后勤船(LSV)。据估计,MAS和LSV将取代“亨特”和“桑敦”扫雷舰,提供远洋海上扫雷能力,而购置的近海支援船将使英国附近水域的海上行动成为可能。

除了作为英法联合计划的一部分——开发并作为猎雷能力第一阶段的一部分交付的近海反水雷系统外,英国皇家海军最近还从Atlas Elektronik UK公司获得了SWEEP自主拖曳系统,以及中型水下自主潜航器。后者包括由同一制造商提供的配备高分辨率合成孔径声呐的SeaCat 自主潜航器。

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图9   SWEEP自主拖网系统

除了L3Harris和亨廷顿-英格尔斯工业公司(HII)为海上反水雷任务提供的小型和中型无人潜航器外,英国皇家海军最近还购买了2艘工作深度达到1000米的Gavia自主潜航器(Teledyne Marine公司),作为Hecla项目的一部分,该项目旨在优化皇家海军收集和利用水文和海洋信息的能力。

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图10  “曼塔”(Manta)大型无人潜水器

超大型无人潜水器(XLUUV)是英国国防部国防与安全加速计划的一部分。英国MSubs公司以Manta大型无人潜航器为基础,于2022年12月初开始为皇家海军建造第一艘XLUUV。该无人平台重达17吨,长12米,直径2.2米,比目前英国所有的潜艇下潜深度都深,单次任务范围可达1609公里。这种装备武器、以电池为动力的自主潜航器将独立运行或与潜艇协同运行,并能装入一个集装箱,以便在全球范围内灵活部署。

PART.05

德国海底战战略

2023年3月15日,德国国防部发布了一份文件,概述了联邦德国海军到 2035 年及以后的新兵力结构,主要基于地缘战略安全形势和德国武装部队预计面临的威胁,重点考虑了乌克兰危机、北约扩大至瑞典和芬兰等因素。文件指出,由于最近波罗的海天然气管道遭到破坏,突出体现了其作为重要经济影响因素的水下基础设施的脆弱性。

该文件指出,海底战场重要性正在迅速增加。德国海军需要发展先进的水下传感器技术(包括固定式和移动式)以及人工智能支持的评估能力,以建立并长期保持对水下环境的战术监视,从而应对可进入监视目标区域的潜在对手。

此外,海军还需要发展能够在水下开展攻防作战行动的装备。

1、该文件提议发展一种新型舰队。该舰队将由 12 艘新的反水雷舰艇以及数量不详的无人反水雷系统(德国首创)替代 332 型舰艇执行反水雷、海底战和侦察任务。文件指出,除了采购6~9艘新型U212 CD潜艇外,还需要采购6艘大型无人潜航器用于侦察行动。

此外,在作战支援平台方面,确定建造3艘130 米长的424型海上监视和侦察舰,建造和舾装任务于2021年6月交给 NVL 集团。

2、水下母船(MUM)项目。作为德国联邦经济事务和能源部支持创新海洋技术研究计划的一部分,由蒂森-克虏伯海洋系统公司(tkMS)牵头组建的联合研发联盟承担,旨在开发一种突破性的大型平台,命名为可改进的水下母船(MUM)。该平台不仅要满足民用海运业的各种需求,还可应用于军事领域。该联合研发联盟包括 Atlas Elektronik、EvoLogics、罗斯托克大学、柏林工业大学、弗劳恩霍夫研究所,以及德国航空航天中心和近海结构保护研究所。

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图11   tkMS 设计的德国 MUM 潜艇平台项目

据tkMS称,水下母船平台采用模块化结构,最宽部分采用“扁平鱼”式设计,将为无人水下作业设定新标准。无排放燃料电池和锂离子电池模块被用作推进和动力源。MUM将能够全年365天、每周7天、每天24小时持续运行,不受风力和天气的影响。它将可搭载数个小型无人潜航器、遥控潜水器和海底作业设备。根据 tkMS 公布的图片,该平台的模块化设计使其可以用于布雷、反潜战(ASW)或侦察等军事用途。

PART.06

瑞典海军的海底战

瑞典海军拥有现代化的反水雷舰、潜艇,如今它正在发展无人系统,欲从数量上增加舰队兵力并获得新的不对称作战能力。据悉,萨博-考库姆斯公司正在建造的下一代A26型AIP潜艇将为潜艇作战带来质的飞跃。这些潜艇具备与自主无人潜航器(AUV)和遥控潜水器(ROV)协同作战的能力。瑞典海军正在测试的自主潜航器和遥控潜航器一直处于领先地位,使其能够在拥挤的波罗的海战区进行海底勘测以及侦察行动。

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图12   多用途遥控潜航器SUBROV从鱼雷发射管发射

瑞典采购局已经确认在2019年为其潜艇加装多用途遥控潜航器SUBROV。SUBROV可以被当作重型鱼雷对待,使用相同的发射装置,能够从标准的533毫米口径鱼雷发射管中发射和回收。SUBROV长3.1米,重500公斤,配备了一个六自由度控制系统和锂离子电池,最大工作深度500米,持续作业时间可达6小时,可用于监视、检查/干预、海上反水雷等作战任务。

瑞典海军司令部目前正在考虑让新一代无人潜航器可以从目前和未来的A26型潜艇发射。通过在潜艇上配备一个大型灵活的有效载荷锁(FPL),既可以用于支持特种部队行动,也可以发射和回收更大的无人装备,如萨博Double Eagle 遥控潜航器/自主潜航器和“剑齿虎”(Sabertooth)无人潜航器。

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图13   萨博公司的“剑齿虎”无人潜航器

Sabertooth无人潜航器结合了萨博的军用和商用遥控潜水器/自主潜航器技术,由Saab Seaeye公司开发,最大潜深 3000 米。该潜航器可用于执行各种任务,并可利用海底的对接节点为电池充电,使其无需维护即可运行6个月。

萨博还在销售eWROV潜水器。这是Saab Seaeye公司水下商业的最新产品。该遥控潜水器是全电动的,能够在水下3000米深度作业,并且能够将这一深度扩展到5000米。

PART.07

挪威的水下计划

挪威皇家海军和国防部参与了康斯伯格海事公司现役HUGIN 自主潜航器的开发工作。该系列系统目前已在全球12个客户处服役,包括美国、法国、芬兰、波兰、意大利、德国、印度、印度尼西亚、秘鲁和挪威。如今,HUGIN自主潜航器被用于执行一系列的任务,包括搜索和救援、快速环境评估(REA)、海上反水雷、军事侦察和海底作战。

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图14   康斯伯格海事公司 HUGIN 自主无人潜航器

HUGIN自主无人潜水器有三个主要版本:基本型(设计深度为3000米、4500米和6000米)、HUGIN Superior和HUGIN Endurance。后者最快将于2023年晚些时候交付某国海军。HUGIN Endurance是该家族中最大的成员,连续工作时间长达15天,设计深度达6000米,配备了一系列传感器和任务载荷。

PART.08

意大利的海底战武库

意大利正致力于2022年12月批准的2023国家预算法,以建立“国家水下集群”。作为一个部际机构,它将汇集意大利海军和国防部控制下的企业、大学、研究机构和中心,以协调水下领域的活动。意大利海军和国防部在反水雷部件和水文海洋学舰船方面技术领先。在北溪号事故后,意大利利用其扫雷舰队(MCMV)加强了对事关国家利益的海底基础设施的勘测。2022 年 7 月,海军还与意大利全球网络公司 Sparkle 签署了一项协议,通过联合研究和操作程序加强对海底通信基础设施的保护。

2021年6月,意大利国防部海军军备局授予T.Mariotti造船厂一份合同,建造一艘新的特种部队和潜水行动潜艇救援船(SDO-SuRS),交付日期为2025年。除了由油气服务公司DRASS和Saipem 提供的潜水设备和能在600米水深作业的新一代潜艇船员救援系统外,SDO-SuRS还将能够发射和回收深海自主潜航器和遥控无人潜航器。

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图15   意大利海军未来的水下救援船 SDO-SuRS 草图

2023 年 2 月,意大利国防部海军军备局授予Fincantieri 公司建造一艘新的水文海洋学主力舰的合,计划于2026年交付。除水文海洋学设备外,该船还配有深水自主潜航器、无人水面艇和无人机,可用于执行快速环境评估(REA)任务。与此同时,意大利海军正在增加其3000米深的 HUGIN 自主潜航器队伍,与 Intermarine 公司和莱昂纳多公司合作对新型近海和近岸扫雷艇进行无人平台加装可行性研究。

L3Harris Calzoni 正在开发基于USV的无人海上扫雷系统 (MCM) ,包括一个侦察型无人自主潜航器和可扩展的水雷处置系统 (MDS)。其中,DRASS公司负责提供声纳和无人潜航器开放式架构(SDOA),能够对海底基础设施进行声学探测和监视;Saipem 提供商用系列作业平台,包括Hydrone(遥控潜水器/无人潜航器)和 FlatFish 系列深海作业系统和自主潜航器。后者能够潜入 3000 米深的海底,自主航行时间长达12小时。

意大利国防部最近正在组织研究如何将无人潜航器与现役和未来的潜艇(U212A/U212 NFS)进行整合。在无人侦察和水下作战平台方面,意大利国防部尚未对大型海上无人潜航器(LUUV)给与资助,相关活动主要由一些专业公司自行开展,主要包括Cabi Cattaneo公司(为意大利海军特种部队和潜水部队提供平台)、DRASS、莱昂纳多、Gem Elettronica、Elettronica、Avio、Calzoni L3Harris 和 Fincantieri NexTech,以及 Wsense 等。

PART.09

结语

随着世界百年未有之大变局的加速演进,未来战争形态可能发生重大变化。继网络、太空之后,海底也将成为大国竞争的新的逐鹿场。美、俄、英、法、德等国均加大了对海底战的重视程度,大力研发用于海底开发和作战的装备,强调无人系统的运用,探索未来新的水下作战模式,推进无人潜航器集群、有人舰艇兵力的集成,以适应深海、浅海等复杂环境,着力提升反水雷作战能力、水下设施防卫能力以及水下设施打击等能力。未来海底战将成为各国竞争的热点,如何快速提升本国的海底战场控制能力已成为各国迫切需要解决的重大问题。

END
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编译:彭传微

核对:梁莉

责编:胡志强  姜松

审核:张义胜

来源:智汇杰瑞公众号

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