全球自主：國外無人水面艇未來發(fā)展及關鍵技術(shù)

與有人水面艇相比，無人水面艇具有機動靈活、隱蔽性好、活動區(qū)域廣、使用成本低等特點。目前，無人水面艇服役數(shù)量很少，主要用于執(zhí)行海上監(jiān)視偵察、反水雷戰(zhàn)、電子戰(zhàn)等軍事任務。未來，隨著智能化程度的不斷提高，無人水面艇將具備遂行反潛、反艦作戰(zhàn)等能力。

無人水面艇自主程度不斷提升

與其他無人裝備相比，無人水面艇的發(fā)展相對滯后，但自主程度在不斷提升。自主程度是衡量無人系統(tǒng)先進性的核心指標。無人水面艇按自主程度可分為遙控型、半自主型和全自主型3類。由于全自主控制方式對智能化程度要求較高，實現(xiàn)極為困難，尚處于研究探索階段。目前，各國無人水面艇多采用半自主型。但是，從國外已服役或在研的無人水面艇主要型譜看，全自主型無人水面艇是未來無人水面艇的發(fā)展目標。

多功能無人水面艇發(fā)展備受關注

目前，開展無人水面艇研制的國家和地區(qū)主要包括美國、以色列、歐洲、日本等，但僅有美國和以色列的部分無人水面艇型號裝備了部隊。各國正在競相發(fā)展集反水雷戰(zhàn)、反潛戰(zhàn)、電子戰(zhàn)等能力于一體的多功能無人水面艇。

美國已研制并裝備多種型號，且制定了明確的發(fā)展規(guī)劃。美國正式服役的無人水面艇主要有“遙控獵雷系統(tǒng)”“海狐”和“斯巴達偵察兵”。其中，“遙控獵雷系統(tǒng)”由洛克希德·馬丁公司在21世紀初研發(fā)成功，可對水雷進行快速偵察、探測、分類、識別并準確定位，也可用于反潛搜索、水面監(jiān)視和沿海情報收集?！昂：庇擅绹黠L海事公司研發(fā)，目前在美國海軍中服役的主要有“海狐”MK1和“海狐”MK2兩型，美國海軍主要利用該艇進行江河地區(qū)的作戰(zhàn)評估，以及遠征部隊的安全保障等。2002年，美國海軍水下戰(zhàn)中心正式啟動“斯巴達偵察兵”無人水面艇的研制工作，2004年法國也加入其中。該艇備受各軍種重視，美國海軍陸戰(zhàn)隊將其用于執(zhí)行遠征后勤和再補給任務，特種部隊將其用于水文調(diào)查及其他偵察、欺騙任務，陸軍將“海爾法”等導彈裝備該艇執(zhí)行精確打擊任務，協(xié)助內(nèi)陸湖泊地帶的作戰(zhàn)。目前，“遙控獵雷系統(tǒng)”和“斯巴達偵察兵”已裝備美國海軍近海戰(zhàn)斗艦，參與作戰(zhàn)部署。此外，美國于2010年啟動“反潛戰(zhàn)持續(xù)跟蹤無人水面艇”研制計劃。該艇設計長19米，排水量157噸，最高航速38節(jié)，可持續(xù)工作30天，一次加油最多可航行6200千米，采用三體船型，可攜帶無人潛航器。上述指標均處于國際最高水平，同時也代表著無人水面艇的未來發(fā)展方向。

國外無人水面艇主要型譜

美國“海狐”無人水面艇

美國無人水面艇的發(fā)展思路和頂層規(guī)劃也十分明確和清晰。21世紀初，美國海軍在《21世紀海上力量——海軍設想》中提出，在2015年前將新型無人平臺引入未來網(wǎng)絡化作戰(zhàn)體系中。2007年7月，美國海軍首次發(fā)布《海軍無人水面艇主計劃》，設定了無人水面艇的7項使命任務——反水雷戰(zhàn)、反潛戰(zhàn)、海上安全、反艦戰(zhàn)、支持特種部隊作戰(zhàn)、電子戰(zhàn)、支持海上封鎖行動，為美國工業(yè)界、學術(shù)界和國際合作伙伴指明了未來無人水面艇的發(fā)展重點及技術(shù)攻關方向。此后，美國軍方開始統(tǒng)籌各軍種無人系統(tǒng)發(fā)展，并統(tǒng)一發(fā)布《無人系統(tǒng)路線圖》，對無人水面艇的作戰(zhàn)需求、關鍵技術(shù)領域以及與其他無人系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通性進行了總體規(guī)劃。其中，2013年12月發(fā)布的最新版《無人系統(tǒng)路線圖》對無人水面艇未來5年（近期）、10年（中期）、25年（遠期）的技術(shù)發(fā)展重點和能力需求做出了更細致的說明：無人水面艇近期的技術(shù)發(fā)展重點將圍繞增強型動力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)等方面，中遠期則將重點開發(fā)高效自主系統(tǒng)、障礙規(guī)避算法以及安全架構(gòu)等；無人水面艇近期的能力需求是提高在本地受控區(qū)域執(zhí)行特定任務的自主性并提高聯(lián)網(wǎng)能力，中期將擴展行動范圍并增加任務類型，遠期則實現(xiàn)在全球自主執(zhí)行任務。《無人系統(tǒng)路線圖》提出無人水面艇面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)主要包括海上持久能力、惡劣環(huán)境中的生存能力等。同時還指出，為將無人系統(tǒng)潛能最大化，未來各類無人系統(tǒng)必須實現(xiàn)無縫互操作技術(shù)。

以色列發(fā)展的無人水面艇型號種類僅次于美國。目前，以色列開發(fā)的無人水面艇包括拉法爾公司和航空防務系統(tǒng)公司聯(lián)合開發(fā)的“保護者”、埃爾比特系統(tǒng)公司的“黃貂魚”和“銀色馬林魚”、航空防務系統(tǒng)公司的“海星”等無人水面艇。其共同特點是充分借鑒無人機技術(shù)，并采用模塊化設計。其中“保護者”項目開展最早，發(fā)展最為成熟，該艇隱身性高，裝備有現(xiàn)代化傳感器系統(tǒng)和多樣化武器系統(tǒng)，首批12艘已于2006年服役。

歐亞多國積極推進研制，產(chǎn)品尚未交付部隊。英國在研的無人水面艇主要包括“衛(wèi)兵”“哨兵”“黑魚”等。其中“衛(wèi)兵”最為典型，由奎奈蒂克公司研制，采用先進的隱身設計和噴水推進技術(shù)，航速可達50節(jié)。法國在研型號主要包括“檢察員”MK1、“羅德爾”和“巴西爾”等，其中“檢察員”MK1采用雙柴油機噴水推進，最高航速達35節(jié)。德國在研型號為“哨兵”和“近岸攻擊無人艇”，其中“哨兵”采用模塊化設計，隱身性和抗沉性好，目前已投入海試。日本發(fā)展的無人水面艇主要是UMV-H（高速型）、UMV-O（海洋型）和OT-91型無人水面艇。其中，OT-91型為最新研制型號，采用噴水推進，最高航速40節(jié)，主要用于海上情報偵察和反水雷等。

無人水面艇關鍵技術(shù)有待提高

無人水面艇的關鍵技術(shù)主要包括自主規(guī)劃與控制技術(shù)、艇型技術(shù)、武器發(fā)射控制技術(shù)、布放回收技術(shù)等，這些技術(shù)都有待進一步提高。而無人水面艇的通信技術(shù)和動力系統(tǒng)可借鑒有人水面艇的成熟技術(shù)。

自主規(guī)劃與控制技術(shù)自主規(guī)劃與控制技術(shù)是無人水面艇的核心技術(shù)，能夠降低無人水面艇對于操控人員和通信帶寬的需求，同時擴展超視距作戰(zhàn)的戰(zhàn)術(shù)應用范圍。通過自主技術(shù)，可使無人水面艇在海上安全、反潛戰(zhàn)和反水雷戰(zhàn)等任務中，長期獨立地執(zhí)行遠程航行、探測、評估、危險規(guī)避和信息收集等任務，也可使多個無人水面艇進行協(xié)同作業(yè)，提高其在大規(guī)模反潛戰(zhàn)和反水雷戰(zhàn)中的作戰(zhàn)效能。目前，美國海軍正在發(fā)展的無人水面艇自主程度依然較低，需保持與操控人員之間的通信才能順利工作。自主水平的提高需要更先進的信號處理和決策技術(shù)的支持。就當前的技術(shù)水平而言，無人水面艇的預編程任務尚無法適應外界環(huán)境的動態(tài)變化。未來面臨的挑戰(zhàn)是發(fā)展具備自適應能力的無人水面艇，以及多無人水面艇之間的自主、協(xié)同作業(yè)。

艇型技術(shù)艇型技術(shù)是提升無人水面艇快速性和穩(wěn)定性的關鍵技術(shù)。國外海軍裝備的無人水面艇主要采用了半潛式、常規(guī)滑行、半滑行、水翼等艇型，但在研型號多采用常規(guī)滑行和半滑行兩種艇型。半潛式無人水面艇的大部分艇體在水下，與常規(guī)船體設計相比，興波阻力較小，平臺穩(wěn)定性高，速度在25節(jié)以下；常規(guī)滑行無人水面艇通常采用V型、深V型或M型，綜合性能好，拖曳能力強，速度超過20節(jié)，但其艇體阻力對負載分布非常敏感，穩(wěn)定性較差；半滑行無人水面艇與常規(guī)滑行無人水面艇相比，具有較低的阻力和較高的適航性，耐波性好，是一種效費比高、穩(wěn)定的無人水面平臺，航速超過30節(jié)；水翼艇在所有艇型中阻力最小、適航性最好，是中等海況下比較穩(wěn)定的平臺，航速超過40節(jié)，但缺點是不適合拖曳且成本較高。其他艇型主要包括純排水型、小水線面雙體船型、穿浪型和多體艇型等，這些艇型適合特定需求，通用性較差。美國正在研制的反潛戰(zhàn)持續(xù)跟蹤無人水面艇采用了三體船型，以實現(xiàn)其預期航速和作戰(zhàn)任務需求。

武器發(fā)射控制技術(shù)為執(zhí)行反水雷戰(zhàn)、反潛戰(zhàn)、水面戰(zhàn)等任務，要求無人水面艇能夠攜載和投送武器。目前，無人水面艇武器發(fā)射控制面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)是：要求其在各種海況下都能夠可靠地跟蹤、瞄準目標并實施攻擊。惡劣海況將給無人水面艇帶來姿態(tài)難以確定的問題，影響其目標瞄準。從各國技術(shù)發(fā)展情況來看，目前武器發(fā)射主要通過遙控武器站進行控制。如以色列“保護者”無人水面艇裝備有小型“臺風”遙控武器站，可使用12.7毫米艦炮和40毫米自動榴彈發(fā)射器，同時配備全自動火控系統(tǒng)和可用于晝夜作戰(zhàn)的相機，形成了一套完整、全天時的綜合無人作戰(zhàn)系統(tǒng)。為滿足作戰(zhàn)任務需求，無人水面艇的武器發(fā)射控制技術(shù)需進一步提高。

英國“黑魚”無人艇

布放回收技術(shù)布放回收技術(shù)是無人水面艇能否成功運行的關鍵。當前使用的無人水面艇，大多是以搭載在大型艦艇上的剛性充氣艇為基礎發(fā)展而來，其布放與回收需利用母艦上現(xiàn)成的吊艇架或坡道進行。該方法適用于低航速、低海況情形，需要人力參與（如操縱起重機、掛接無人艇等），效率低、危險性大。無人水面艇布放回收技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)包括布放回收作業(yè)的安全和可操作性，系統(tǒng)的通用、自主與可移植性，無人艇與母平臺接口間潛在的沖突等。目前，美國在無人水面艇的布放回收技術(shù)方面水平最高，發(fā)展最快。美國海軍已開發(fā)了用于布放回收的助力拖曳吊艙，以及自動導引鉤錨系統(tǒng)。美國物理科學公司開發(fā)出新型布放回收系統(tǒng)，可使“斯巴達偵察兵”無人水面艇在母艦以速度15～20節(jié)航行時實現(xiàn)布放回收操作。另外，密歇根州航空公司開發(fā)的近海戰(zhàn)斗艦充氣式布放回收系統(tǒng)，可實現(xiàn)高海況、高航速下對無人水面艇的布放回收。

結(jié)語

隨著無人技術(shù)的快速發(fā)展，無人水面艇執(zhí)行的任務領域已由傳統(tǒng)的情報、監(jiān)視、偵察，向反潛、反艦等打擊任務領域拓展。未來一旦突破隱身、導航、自主性等關鍵技術(shù)，將成為水面艦艇作戰(zhàn)力量的重要組成部分，改變傳統(tǒng)的水面戰(zhàn)裝備體系構(gòu)成，成為有人平臺減少風險的替身，使水面戰(zhàn)的作戰(zhàn)樣式發(fā)生革命性變化。