又一把“水上快刀”

　　近年來，美海軍按照新的水面與水下聯(lián)合作戰(zhàn)的思想要求，修訂了無人航行器發(fā)展計劃，強調(diào)提高與潛艇、水面艦艇信息聯(lián)結的能力，全力推進海上無人作戰(zhàn)平臺的發(fā)展。近日，美國防部高級研究計劃局（DARPA）開始正式實施啟動“反潛戰(zhàn)持續(xù)跟蹤無人航行器”（ACTUV）計劃。據(jù)披露，這種無人智能艇可以連續(xù)數(shù)月在大洋中自動跟蹤敵方潛艇。
　　ACTUV長19.1米，寬5.8米，高10.1米，最大航速27節(jié)，滿載總重157噸，水面以上高度4.3米。采用碳纖維耐壓復合殼體，其設計和制造是由BAE系統(tǒng)公司的隱身飛機技術專家完成，因而其隱身特性出眾。尾部左右各裝有2個低噪聲推進電機，前部兩側的是導向鰭。艇內(nèi)配置各類偵察傳感器、GPS導航、衛(wèi)星通信系統(tǒng)和鋰電池組。為確保其一次性最長達數(shù)月的航行時間，主體燃料艙部分占據(jù)了艙體的大部分。為了增強ACTUV的動力，裝備了美軍高功率密度的壓燃重油發(fā)動機（CIHFE），為其提供更大航程、更高負載能力，延長其在航時間，使其獲得更高的航速和燃油經(jīng)濟性。ACTUV選用柴油或電力推進，其所有任務參數(shù)都可在出發(fā)前預先設定，遠程通信通過射頻或銥星通信，或通過聲通信系統(tǒng)完成。除了反潛，情報搜集、監(jiān)視、目標搜索和記錄也是它的主要用途，可實施自主監(jiān)視。ACTUV被認為是美海軍打海洋信息戰(zhàn)的又一把“快刀”，可由航空器投放，也可由人工海面投放，能為己方潛艇和水面艦艇提供高質(zhì)量的“水下圖像”。
　　
　　研制背景
　　現(xiàn)代潛艇擁有與水面艦艇相媲美的速度，高水平的安靜性以及極強的續(xù)航力，反潛作戰(zhàn)成為各國海軍危機性難題?？罩蟹礉擄w機、反潛水雷、深水炸彈以及太空反潛衛(wèi)星等等名目眾多的反潛裝備齊上陣。但實踐一次次證明，它們的反潛效果仍不能滿足作戰(zhàn)需求，潛艇與反潛的博弈中，潛艇一方明顯處于優(yōu)勢。僅在今年，就有兩次以上俄羅斯?jié)撏黄泼篮侥阜谰€的“爆料”。這也是美軍另尋方向，優(yōu)先發(fā)展無人反潛武器技術的動因之一。
　　根據(jù)美國海軍不久前公開的《無人駕駛運載工具總體規(guī)劃》，美國海軍的無人艦隊將包括4個級別的無人駕駛水下工具，可執(zhí)行9種作戰(zhàn)任務。首當其沖的就是無人偵察、反潛作戰(zhàn)、反恐作戰(zhàn)，防范可能從海上發(fā)起的針對美國的恐怖襲擊。很明顯，成本低、使用靈活有效和能有效減少人員傷亡的優(yōu)點，是促使美海軍大力發(fā)展它的主要動因。與此同時，海軍需要隱形的無人駕駛系統(tǒng)收集情報和攻擊目標；而開展非戰(zhàn)斗性的海軍活動，如搜集氣象和海洋數(shù)據(jù)等，使用無人駕駛系統(tǒng)可降低費用。無人水下航行器在這種情況下脫穎而出。
　　不依賴空氣推進裝置（AIP）技術的出現(xiàn)在潛艇發(fā)展史上具有劃時代意義，而美軍最為擔憂的是，這項技術在不久甚至已經(jīng)擴展至非美國盟國，這將對美軍構成新的挑戰(zhàn)。因為，裝備了AIP裝置的潛艇可以緩慢、近乎無聲地在水下潛行數(shù)千英里。使用常規(guī)的有人操縱艦船或潛艇對其進行跟蹤，不但耗費大量的人力物力，更為重要的是，追蹤艦船需要十分小心地跟住潛艇，必須與其保持安全距離，難免“跟丟”。未來，ACTUV可以勝任這種跟蹤工作。根據(jù)合同，ACTUV將具備以下三大特點：在危險度高、環(huán)境狀況隨時變化及美軍無法到達的海域，長時間、自主進行工作，收集水中和水面情報；作為誘餌協(xié)助母艦艇獵殺敵方潛艇，或者對敵方潛艇進行長時間跟蹤；作為對抗時的“撒手锏”武器，擁有智能化引導攻擊能力。此外，ACTUV不僅具有強勁的動力，而且可以搭載多種探測儀器，甚至是小型魚雷等進行自主攻擊。
　　
　　性能特點
　　ACTUV可在潛艇正上方緊緊地跟蹤，不太需要擔心其遭到潛艇的魚雷攻擊。ACTUV是在水面航行，因此其可以使用柴油發(fā)動機或是燃氣輪機驅(qū)動，可以毫不費力地跟上電池或是AIP驅(qū)動的潛艇。同時，無人操控意味著ACTUV可以最大程度地按照性能優(yōu)先和最佳適航行性原則來設計，采用新型流體動力設計來減少阻力和降低噪聲。
　　ACTUV采用慣性導航系統(tǒng)和GPS系統(tǒng)及聲定位系統(tǒng)，確保ACTUV的正確航行和定位。由于它可裝備拖曳陣聲納和大功率低頻換能器，能模擬大型潛艇聲場特征，所以它又可在反潛和反潛訓練中發(fā)揮作用，這增加了它的軍事使用價值。
　　DARPA下一步目標是為ACTUV實現(xiàn)“海爾法”等導彈進行精確打擊的功能。在搜索偵察方面，ACTUV可作為艇外水聲或尾流傳感平臺進行區(qū)域監(jiān)視和情報收集。戰(zhàn)爭時期，還可為兩棲突擊隊偵察水雷、障礙等開辟水下進攻通道。此外，其還可用于尋找和打撈沉入海底的物體，比如魚雷、導彈、人造衛(wèi)星等。
　　據(jù)媒體披露，美海軍在開發(fā)ACTUV中借鑒了澳大利亞的水下通信先進技術。在美澳海軍一次聯(lián)合演習中，澳海軍獲取水下信息的速度曾讓美海軍驚訝——澳海軍“科林斯”潛艇上裝置了一種叫“聲學水下-水聲信息鏈”的水下通信系統(tǒng)，水下潛艇能直接與30公里外的指揮艦通信。美海軍隨即向澳方訂購了6套該系統(tǒng)，并加緊學習借鑒，并與澳方合作將這種水下通信技術擴延到聲納浮標和無人水下潛航器上。這也體現(xiàn)了美軍的務實的精神。此外還有一種被稱為VXZ成像的技術，其基礎是統(tǒng)稱“機器眼”的相關算法。根據(jù)數(shù)字攝像機提供的信息，“機器眼”能生成三維空間與目標模型。對于從不同角度獲取的圖像，“機器眼”能夠利用視差生成的圖像確定與目標的距離。
　　
　　技術難點需突破
　　目前，雖然美國海軍的ACTUV工程未來一片光明，但要實現(xiàn)上述功能需求還將面臨諸多挑戰(zhàn)。首先，ACTUV需要解決的一個主要問題是，避免在跟蹤水下航行的潛艇時撞上其他水面船只，尤其是這種跟蹤有時會持續(xù)數(shù)千英里。因此，美海軍目前正專門研究ACTUV的關鍵技術——用于解決無人水面艇的穩(wěn)定、導航和避碰問題。這種系統(tǒng)是在艦載直升機甲板運動預報系統(tǒng)的基礎上，結合直升機和水下無人航行器的導航和穩(wěn)定系統(tǒng)開發(fā)。它通過處理雷達和甲板運動數(shù)據(jù)，指揮無人水面艇的推進裝置和姿態(tài)控制系統(tǒng)作出反應，從而改變無人水面艇的穩(wěn)態(tài)或航向。不過目前的研制還處于攻堅階段。
　　其次，ACTUV主要功能設計是在水面航行，這導致了隱蔽性的下降。同時，ACTUV“聲學水下-水聲信息鏈”的水下通信系統(tǒng)還不能滿足遠距離的水下通信需求，這樣使得ACTUV很難離開平臺很遠距離，一定程度上限制了無人水下航行器在復雜海域執(zhí)行任務的能力。據(jù)美海軍專家預測，到2020年前后，美軍將擁有1000套各類水上及水下機器人，屆時將成為一支戰(zhàn)斗力不容小覷的無人艦隊，勢必對水面艦只及潛艇構成新的威脅。對此，各國專家普遍認為，擁有全球絕對優(yōu)勢的美國海軍，在未來若干年內(nèi)仍將擁有世界各大洋的絕對制海權。然而，“道高一尺，魔高一丈”，歷經(jīng)近百年戰(zhàn)火考驗的海底霸主——潛艇，自然不甘心就這樣被輕易打敗，必然會以十倍、百倍的力量反擊，潛艇與無人反潛器之間的全面爭斗戰(zhàn)必將會繼續(xù)上演。