水下無人預(yù)置平臺的發(fā)展現(xiàn)狀和啟示

張弛,蔡帆

(1. 海裝重大專項(xiàng)裝備項(xiàng)目管理中心，北京 100071;2. 北京機(jī)械設(shè)備研究所，北京 100854)

0 引言

近年來，隨著智能化、信息化的迅猛發(fā)展，戰(zhàn)爭無人化已成為重要的發(fā)展趨勢之一。2007—2016年間，美國國防部先后發(fā)布了4版《無人系統(tǒng)路線圖》[1]，對空、海、陸各類無人系統(tǒng)進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)劃并著重強(qiáng)調(diào)跨域協(xié)同作戰(zhàn)。2016年美國又針對水下無人系統(tǒng)進(jìn)行了補(bǔ)充說明，先后發(fā)布了《2025年自主水下航行器需求》[2]、《自主性》[3]和《下一代無人水下系統(tǒng)》[4]等指導(dǎo)性文件，從不同層面和角度給出了軍用水下無人系統(tǒng)的總體發(fā)展思路，旨在構(gòu)建系統(tǒng)的、完整的水下無人作戰(zhàn)體系。

水下無人預(yù)置平臺作為水下無人作戰(zhàn)體系中的重要一環(huán)，由于其隱蔽性好、遂行任務(wù)多樣及無人員傷亡等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)λ伦鲬?zhàn)力量形成有益補(bǔ)充，未來可能發(fā)展成為一類重要的主戰(zhàn)裝備。與僅能執(zhí)行簡單地偵察探測、排雷任務(wù)的傳統(tǒng)UUV相比，水下無人預(yù)置平臺一般是指配備有無人機(jī)、導(dǎo)彈、魚雷等武器載荷，可依據(jù)任務(wù)需求接受遠(yuǎn)程激活或按預(yù)定程序遂行潛伏、偵察、打擊、戰(zhàn)區(qū)封鎖等作戰(zhàn)任務(wù)的無人系統(tǒng)。

1 國外水下無人預(yù)置平臺發(fā)展現(xiàn)狀

水下無人預(yù)置平臺作為一種新型的水下攻擊武器裝備，其功能定位在性能優(yōu)越、遂行任務(wù)多樣等方面，其發(fā)展目標(biāo)是全部或部分地替代有人潛艇，具有較高的智能化和作戰(zhàn)打擊能力，受到美、俄等國的高度重視。其典型代表是美國的Hydra,Manta,LDUUV等水下機(jī)動潛行類無人預(yù)置平臺，以及美國“浮沉載荷UFP”、俄羅斯“賽艇”海底導(dǎo)彈系統(tǒng)為代表的水下升降類無人預(yù)置平臺。

1.1 水下潛伏式無人預(yù)置平臺發(fā)展現(xiàn)狀

1.1.1 UFP水下無人預(yù)置平臺

美國海軍針對海上部署各類武器平臺面臨的成本和保障問題，2013年，DARPA推出了一類可在關(guān)鍵海域長時(shí)間待機(jī)部署、能即時(shí)喚醒并執(zhí)行打擊任務(wù)的無人預(yù)置平臺，即UFP系統(tǒng)(可升降有效載荷系統(tǒng))[5],如圖1所示。該系統(tǒng)由任務(wù)載荷、遠(yuǎn)程通信裝置、浮筒發(fā)射裝置等組成。通過水面艦艇布放，可在水下4 000 m的深海中待機(jī)5年。執(zhí)行任務(wù)時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程喚醒，浮筒吊艙浮出水面，快速釋放導(dǎo)彈武器、無人機(jī)、偵察設(shè)備等載荷，執(zhí)行情報(bào)偵察和軍事打擊等任務(wù)。UFP項(xiàng)目自發(fā)布以來，已完成樣機(jī)研制、演示驗(yàn)證試驗(yàn)，目前正在開展實(shí)戰(zhàn)化演練工作，美海軍未來計(jì)劃將該型水下無人預(yù)置武器部署在全球軍事活動區(qū)域前沿，以應(yīng)對“區(qū)域拒止”類武器的威脅。

1.1.2 賽艇海底導(dǎo)彈系統(tǒng)

俄羅斯最新發(fā)布的《2018-2025年國家武器裝備計(jì)劃》中再次明確了核威懾為主要優(yōu)先發(fā)展目標(biāo)，各軍兵種也是圍繞這一國家戰(zhàn)略實(shí)施裝備升級換裝。俄羅斯海軍依靠多年的水下裝備技術(shù)積累，已具備構(gòu)建水下非對稱戰(zhàn)略核打擊優(yōu)勢的能力，計(jì)劃通過在俄領(lǐng)海海域部署配備有核武器的水下預(yù)置類無人作戰(zhàn)平臺，作為俄國家戰(zhàn)略打擊和防御圈的有效增益，其中典型代表是賽艇海底導(dǎo)彈系統(tǒng)[6]，如圖2所示。該系統(tǒng)通過潛艇隱蔽布放在指定海域并可長期待命，接受指令后可從海底發(fā)射導(dǎo)彈執(zhí)行攻擊任務(wù)。該武器系統(tǒng)裝備有俄P-29RM“輕舟”系列潛射彈道導(dǎo)彈,可配備10枚分導(dǎo)式核彈頭，射程可達(dá)8 300 km。早在2013年，俄海軍在白海已完成了賽艇導(dǎo)彈武器系統(tǒng)水下發(fā)射試驗(yàn)，據(jù)推測現(xiàn)已完成部分戰(zhàn)區(qū)部署。

圖1 UFP“可升降有效載荷系統(tǒng)”概念圖Fig.1 Concept map of upward falling payloads(UFP)

圖2 賽艇海底導(dǎo)彈系統(tǒng)發(fā)射試驗(yàn)Fig.2 Launch test of submarine missile system

1.2 水下機(jī)動潛行類無人預(yù)置平臺發(fā)展現(xiàn)狀

1.2.1 Hydra水下無人平臺

Hydra是DARPA在2013年研發(fā)的一種可在淺海部署的水下無人平臺[7]，該平臺自備動力，可進(jìn)行機(jī)動潛行，如圖3所示。平臺可搭載無人機(jī)、UUV等小型偵察裝備，也可裝載反艦導(dǎo)彈、對陸攻擊導(dǎo)彈、魚雷等多種武器載荷。能夠從水面艦艇、潛艇或飛機(jī)上投放，需要時(shí)快速喚醒，自主決策，依據(jù)任務(wù)需要釋放作戰(zhàn)載荷。

圖3 Hydra無人平臺概念圖Fig.3 Hydra unmanned platform

Hydra無人平臺功能強(qiáng)大，具備自主作戰(zhàn)和協(xié)同作戰(zhàn)能力。DARPA也圍繞Hydra制定了作戰(zhàn)系統(tǒng)構(gòu)架，可依據(jù)作戰(zhàn)需要發(fā)射無人機(jī)和小型UUV,執(zhí)行跟蹤探測任務(wù)；也可發(fā)射導(dǎo)彈或魚雷執(zhí)行打擊任務(wù)，還能夠快速將其他類無人設(shè)備隱蔽地運(yùn)送到指定作戰(zhàn)海域進(jìn)行部署和回收；也可接受來自空中戰(zhàn)術(shù)指揮機(jī)的控制，與戰(zhàn)場上其他類無人裝備協(xié)同作戰(zhàn)。2018年Hydra完成了演示驗(yàn)證，并配合美國海軍完成了環(huán)境對抗戰(zhàn)場演習(xí)，驗(yàn)證了水下網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通信和遠(yuǎn)程控制技術(shù)，這對美國水下無人裝備協(xié)同作戰(zhàn)系統(tǒng)構(gòu)架具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義,Hydra作戰(zhàn)系統(tǒng)如圖4所示。

圖4 Hydra作戰(zhàn)系統(tǒng)Fig.4 Hydra system operation

1.2.2 Manta水下無人平臺方案

美國在1996年提出了Manta水下無人平臺方案，該平臺可根據(jù)任務(wù)需要攜載不同的傳感器、武器及對抗設(shè)備，執(zhí)行情報(bào)搜集、偵察、監(jiān)測、反水雷及反潛等多種任務(wù)，完成任務(wù)后返回，可重復(fù)使用Manta的研制分2期進(jìn)行，排水量56.9 t，長度15 m，寬度5.8 m，高度1.7 m；遠(yuǎn)期排水量91.7 t，航程2 000 km[8]，如圖5所示。目前已完成樣機(jī)研制，Manta早期目標(biāo)在于驗(yàn)證平臺潛伏待機(jī)、遠(yuǎn)程追蹤以及與潛艇的協(xié)同作戰(zhàn)等“新概念”領(lǐng)域，目前主要是配合美海軍開展水下戰(zhàn)演練。

圖5 Manta水下無人平臺Fig.5 Underwater unmanned platform of Manta

1.2.3 LDUUV無人平臺方案

大排水量無人潛航器LDUUV項(xiàng)目是美國近期正在研發(fā)的一種新型水下無人平臺，該平臺具備很強(qiáng)的續(xù)航力和作戰(zhàn)范圍，能夠提供情報(bào)監(jiān)視與偵察、反潛戰(zhàn)、反水雷戰(zhàn)以及水面戰(zhàn)能力，具備自主航行決策、長航時(shí)潛伏待機(jī)等功能。LDUUV基于模塊化設(shè)計(jì)，能夠在多種平臺上進(jìn)行布放和回收，包括近海戰(zhàn)斗艦、“弗吉尼亞”級潛艇以及“俄亥俄”級潛艇等；其開放式架構(gòu)設(shè)計(jì)可允許美海軍根據(jù)任務(wù)需要配備包括導(dǎo)彈武器在內(nèi)的各種載荷。2015年LDUUV項(xiàng)目達(dá)到了“里程碑A”節(jié)點(diǎn)，驗(yàn)證了連續(xù)執(zhí)行 60 天部署任務(wù)的能力。未來美海軍將投入更多資源用于提高該項(xiàng)目的成熟度。該型無人平臺體現(xiàn)了美海軍對于能夠遂行多任務(wù)平臺的偏愛，未來有望成為美海軍潛艇的標(biāo)配。

綜上，美國研制以UFP和Hydra為代表的水下預(yù)置類無人平臺，目的在于確保其水下優(yōu)勢，水下戰(zhàn)中主要強(qiáng)調(diào)區(qū)域部署和多平臺協(xié)調(diào)作戰(zhàn)，依托自身技術(shù)優(yōu)勢抵消潛在對手的水下作戰(zhàn)能力。俄國的發(fā)展思路則更多的是服務(wù)于本國的戰(zhàn)略需要，基于自身水下裝備技術(shù)特點(diǎn)形成更加強(qiáng)大的威懾能力。

2 水下無人預(yù)置平臺的特點(diǎn)

美、俄等國對水下無人預(yù)置平臺類裝備的研究側(cè)重雖有不同，但都認(rèn)識到水下無人預(yù)置平臺在水下作戰(zhàn)方面的優(yōu)越性，如依托海洋的天然屏障，能夠?qū)崿F(xiàn)大潛深靜默式布置，隱蔽性較強(qiáng)。平臺無人值守，遂行任務(wù)靈活多樣等。其特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾方面：

(1) 無人員傷亡

水下無人預(yù)置平臺排除人的因素，僅以任務(wù)為中心，使得平臺性能有很大突破，許多受人體生命保障、生理或其他人為限制因素的技術(shù)都可以在水下無人預(yù)置平臺中大膽使用，比如：使用條件不受核輻射、生化輻射等惡劣戰(zhàn)場環(huán)境的限制，不需要考慮人員的傷亡和承受力，使戰(zhàn)爭損耗與政治風(fēng)險(xiǎn)降到最低，可有效替代潛艇和蛙人部隊(duì)等執(zhí)行危險(xiǎn)、枯燥和超越人體極限的任務(wù)。

(2) 隱蔽性好

水下無人預(yù)置平臺可依據(jù)任務(wù)需求在深海潛伏數(shù)月甚至數(shù)年，依托海洋復(fù)雜環(huán)境以及潛伏狀態(tài)下目標(biāo)特征小等優(yōu)點(diǎn)，具有較強(qiáng)的隱蔽性能?？稍陉P(guān)鍵戰(zhàn)區(qū)大量部署，長期值守，在接收到作戰(zhàn)指令后具備快速喚醒、遂行多種作戰(zhàn)任務(wù)的能力，平臺部署后作為潛在威脅，數(shù)量和位置不明，可對關(guān)鍵海域進(jìn)行戰(zhàn)區(qū)封鎖，具有較強(qiáng)的戰(zhàn)略威脅能力。

(3) 遂行作戰(zhàn)任務(wù)多樣

水下無人預(yù)置類平臺多采用模塊化設(shè)計(jì)，可依據(jù)任務(wù)需求，攜帶無人機(jī)、UUV和探測傳感器等設(shè)備執(zhí)行偵查、跟蹤、通信和數(shù)據(jù)中繼等任務(wù)，也可攜帶各類導(dǎo)彈、魚雷等執(zhí)行對陸打擊、反艦、防空、反潛等攻擊任務(wù)，甚至可發(fā)射潛射型洲際彈道導(dǎo)彈，執(zhí)行核反擊任務(wù)。另外，平臺還可配合其他無人系統(tǒng)或有人系統(tǒng)，協(xié)同作戰(zhàn)共同組成水下攻防作戰(zhàn)體系。

3 水下無人預(yù)置平臺的關(guān)鍵技術(shù)

未來，水下無人預(yù)置類平臺的發(fā)展更多的是要求平臺既能長時(shí)間潛伏又能夠有一定的機(jī)動能力，能夠勝任偵察、打擊、中繼、運(yùn)輸?shù)榷嘀亟巧?，平臺的功能強(qiáng)大會導(dǎo)致技術(shù)難度的急劇攀升，如需要考慮任務(wù)載荷的裝載釋放空間、動力系統(tǒng)空間、能源保障空間以及平臺的有效續(xù)航、機(jī)動航行和平臺隱身性能等因素之間的相互制約關(guān)系，平臺設(shè)計(jì)需要兼顧功能和性能的平衡。

現(xiàn)階段，水下無人預(yù)置平臺面臨的主要問題是對于協(xié)同作戰(zhàn)的概念尚未有全面和清晰的規(guī)劃，水下前沿技術(shù)在水下無人預(yù)置平臺上的應(yīng)用有待進(jìn)一步落地。上述問題主要涉及協(xié)同互操作技術(shù)、自主控制技術(shù)、能源自持及管理技術(shù)、遠(yuǎn)程通信技術(shù)、載荷發(fā)射技術(shù)以及深海環(huán)境適應(yīng)性技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，這些關(guān)鍵技術(shù)的突破有望給水下無人預(yù)置平臺帶來革命性的變化。

3.1 協(xié)同互操作性技術(shù)

協(xié)同互操作性技術(shù)是實(shí)現(xiàn)聯(lián)合作戰(zhàn)和網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)的前提。未來戰(zhàn)爭中體系化對抗將是主要形態(tài)，美國在2016年發(fā)布的無人系統(tǒng)發(fā)展路線圖中明確了各型無人系統(tǒng)聯(lián)合作戰(zhàn)模式，即通過綜合應(yīng)用空天、水面、水下、海底等立體多節(jié)點(diǎn)資源，構(gòu)建攻防兼?zhèn)洹f(xié)調(diào)一致的水下攻防力量體系。在信息化高度發(fā)達(dá)和日益強(qiáng)調(diào)聯(lián)合作戰(zhàn)的今天，多平臺之間的協(xié)同互操作性已成為水下戰(zhàn)致勝的關(guān)鍵因素。對于水下無人預(yù)置平臺而言，協(xié)同互操作性技術(shù)是其融入水下攻防作戰(zhàn)網(wǎng)的關(guān)鍵，水下無人預(yù)置類平臺可利用自身的作戰(zhàn)優(yōu)勢，與其他系統(tǒng)科學(xué)配組，形成單平臺所不具備的合力，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)感知、態(tài)勢共享，能夠提升配組平臺的生存力和持久作戰(zhàn)能力。水下無人預(yù)置平臺與其他平臺之間實(shí)現(xiàn)協(xié)同互操作性的途徑主要是通過建立數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、接口標(biāo)準(zhǔn)、通信標(biāo)準(zhǔn)以及控制標(biāo)準(zhǔn)，明確各個(gè)平臺在水下攻防作戰(zhàn)體系中的定位，提升水下無人預(yù)置平臺類裝備的協(xié)同互操作等級，打造可互操作、開放、可擴(kuò)展的、更加廣泛的網(wǎng)絡(luò)中心環(huán)境，實(shí)現(xiàn)未來信息化條件下的高效協(xié)同作戰(zhàn)。

3.2 自主控制技術(shù)

自主控制技術(shù)是確保多平臺協(xié)同作戰(zhàn)的核心技術(shù)之一。水下無人預(yù)置平臺受環(huán)境限制，其探測、導(dǎo)航以及通信等能力受限，需要通過多平臺的協(xié)同互操作實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的態(tài)勢感知，而自主控制技術(shù)將是其實(shí)現(xiàn)功能拓展的關(guān)鍵。自主控制技術(shù)可實(shí)現(xiàn)水下無人預(yù)置平臺自身的故障分析和自適應(yīng)，使平臺擁有容錯(cuò)、故障診斷和排除功能，具備對失效傳感器和錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的自適應(yīng)性；也可從外部信息中感知和推斷環(huán)境狀態(tài)，評估環(huán)境中其他行動者的意圖。這些功能的實(shí)現(xiàn)主要依靠多源傳感器識別、強(qiáng)大的信息處理能力以及科學(xué)的系統(tǒng)算法等。未來自主控制技術(shù)重要的方向是引入人工智能，使水下無人預(yù)置平臺的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)不局限于控制系統(tǒng)運(yùn)行，而是通過編制規(guī)則容許平臺自主決策，最終實(shí)現(xiàn)自主選擇并達(dá)到人工指定的目標(biāo)。

3.3 能源自持及管理技術(shù)

能源自持及保障技術(shù)是制約水下無人預(yù)置平臺長時(shí)間待機(jī)和遂行作戰(zhàn)任務(wù)的主要因素之一。水下無人預(yù)置平臺類裝備一直在尋求能量密度大、比能高、安全性好、能夠適應(yīng)復(fù)雜水下環(huán)境并且能夠長時(shí)間工作的高效能源，目前大規(guī)模使用的能源主要是燃料電池系列和鋰/鋰離子電池系列。對于水下無人預(yù)置平臺而言，未來有望廣泛采用的能源主要有金屬燃料電池、質(zhì)子交換膜燃料電池、微生物燃料電池等，這些電池能源由于其安靜性好、水下適應(yīng)性好以及維護(hù)成本低等特點(diǎn)與水下無人預(yù)置平臺的需求極為貼合，且部分能源技術(shù)有望在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)突破。另外，核電池技術(shù)[9]也是水下無人設(shè)備追求的高效能源之一，但是其在安全性、小型化等工程應(yīng)用方面的技術(shù)壁壘短時(shí)間內(nèi)無法克服。另外，海洋溫差能發(fā)電技術(shù)[10]、水下無線充電技術(shù)等外部能源補(bǔ)充方案也有望成為水下無人預(yù)置平臺的能源備選方案。

另外，在能源管理方面，平臺內(nèi)設(shè)備在待機(jī)休眠和正常工作時(shí)負(fù)載差異大，如何降低平臺內(nèi)軟硬件的能耗，最大程度提高電源的待機(jī)時(shí)間也是一項(xiàng)重要的研究方向。當(dāng)前主要是針對平臺內(nèi)部的電氣器件、組網(wǎng)、信息處理、傳輸以及決策算法等軟硬件的電源管理模塊進(jìn)行智能化分配，對待機(jī)與正常工作兩種狀態(tài)下的電源輸出特性進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，采用調(diào)節(jié)算法、分階段輸出等手段來實(shí)現(xiàn)能源管理分配的最優(yōu)化。另外，設(shè)計(jì)能耗更低的信息處理模塊和新的信息能源分配算法也是降低能耗的有效技術(shù)途徑。

3.4 遠(yuǎn)程通信技術(shù)

遠(yuǎn)程通信技術(shù)一直是制約水下無人預(yù)置平臺作戰(zhàn)信息鏈閉合的核心關(guān)鍵技術(shù)。由于海洋環(huán)境對數(shù)據(jù)信息的傳輸速率、誤碼率有較大影響，如何實(shí)現(xiàn)對深海環(huán)境下遠(yuǎn)距離、高速率以及鏈路可靠的水下信息傳輸一直是困擾各國的難題。目前，使用較為廣泛的是多節(jié)點(diǎn)中繼通信技術(shù)[11]，利用水下網(wǎng)絡(luò)-浮標(biāo)-衛(wèi)星中繼等方式，通過多個(gè)移動節(jié)點(diǎn)之間的相互通信,構(gòu)建水下移動聲學(xué)網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)水下無人預(yù)置平臺與衛(wèi)星/艦面/基地指揮的通信,從而實(shí)現(xiàn)海空天三位一體協(xié)同工作。典型代表是美國TUNA系統(tǒng)(水下戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu))[12]，該系統(tǒng)通過多個(gè)浮標(biāo)和光纜接力的方式，形成有線鏈路，跨越高對抗海區(qū)，將水下無人設(shè)備通過浮標(biāo)中繼與常規(guī)戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)連接，這種中繼通信方式數(shù)據(jù)率高，抗干擾能力強(qiáng)，但是存在大規(guī)模組網(wǎng)不便，節(jié)點(diǎn)較為脆弱等不利因素。對于水下無人預(yù)置平臺而言，高效的水聲通信仍是最為簡便的通信方式。當(dāng)前，隨著信號處理技術(shù)、調(diào)制與編碼技術(shù)、信道模型與仿真技術(shù)的不斷提高，新的前沿水聲通信技術(shù)如水下壓縮通信技術(shù)、水下激光通信技術(shù)[13]、中微子通信技術(shù)[14]、多入多出通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[15]以及遠(yuǎn)程高速動態(tài)通信技術(shù)等均取得了長足的進(jìn)步，這些技術(shù)距離工程應(yīng)用雖有一段距離，但是一旦實(shí)現(xiàn)，必將給基于水聲通信技術(shù)的水下體系化作戰(zhàn)帶來極大變革。

3.5 載荷發(fā)射技術(shù)

該技術(shù)是實(shí)現(xiàn)水下無人預(yù)置武器作戰(zhàn)效能的關(guān)鍵。水下無人預(yù)置平臺載荷發(fā)射一般采用2種方式，一種是平臺在待機(jī)深度直接釋放任務(wù)載荷，如俄羅斯的賽艇海底彈道導(dǎo)彈系統(tǒng)；另一種是平臺上浮至指定深度或浮出水面進(jìn)行發(fā)射，如UFP無人預(yù)置平臺。水下無人預(yù)置平臺的載荷發(fā)射技術(shù)面臨的核心問題是如何平衡壓差以及降低發(fā)射后坐力，以確保發(fā)射過程中平臺姿態(tài)的穩(wěn)定。當(dāng)前，水下無人預(yù)置平臺在大深度條件下實(shí)現(xiàn)載荷發(fā)射的主要途徑是海壓平衡發(fā)射、外置動力推動以及正浮力干式運(yùn)載器等手段。發(fā)射后坐力較小的載荷如深水炸彈、探測型UUV、小型聲誘餌以及攜帶小型無人機(jī)/防空導(dǎo)彈的干式運(yùn)載器等可選擇這一方式；對于發(fā)射后坐力可傳遞至海底任務(wù)載荷的也可采用，如海底固定式發(fā)射裝置等。部分發(fā)射后坐力較大的武器載荷，仍推薦近水面或上浮發(fā)射，采用自力熱發(fā)射或燃?xì)獍l(fā)生器冷彈射分離方案均可，如遠(yuǎn)程反艦、對陸打擊等攻擊型導(dǎo)彈武器。對于水下無人預(yù)置平臺而言，其待機(jī)深度通常在幾百甚至上千米，該條件下實(shí)施發(fā)射對于環(huán)境壓力的克服以及平臺、載荷的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求極為苛刻，從難易程度和成本等角度出發(fā)，平臺上浮至指定深度或浮出水面進(jìn)行發(fā)射仍將是未來一段時(shí)間的主流做法。

3.6 深海環(huán)境適應(yīng)性技術(shù)

該技術(shù)直接影響水下無人預(yù)置平臺的長時(shí)待機(jī)性能。水下預(yù)置武器長期潛伏布置在數(shù)百米甚至數(shù)千米的深海環(huán)境，且待機(jī)時(shí)間達(dá)數(shù)年之久。海水是天然的電解質(zhì)溶液，水下無人預(yù)置平臺的金屬殼體在電解質(zhì)溶液中容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，對結(jié)構(gòu)造成不可逆的腐蝕破壞。另外，海生物附著在設(shè)備殼體上，會分泌有機(jī)酸或還原形成二氧化硫、硫化氫等強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)，從而對水下無人預(yù)置平臺殼體造成從微觀到介觀、再到宏觀的跨尺度復(fù)合損傷，會出現(xiàn)設(shè)備結(jié)構(gòu)壁厚減薄，局部區(qū)域甚至?xí)霈F(xiàn)深坑或穿孔，將極大地影響平臺結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及剛度儲備。目前，主要的環(huán)境適應(yīng)性手段仍是從材料和防護(hù)兩方面著手，在材料上選用強(qiáng)度高、韌性高、焊接性好、耐海水腐蝕好的高性能材料。而最主要的還是選用合適的保護(hù)方案，如Al-Zn-In系犧牲陽極保護(hù)以及涂裝防護(hù)等，這也是艦船鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕的主要手段。目前深海環(huán)境適應(yīng)性技術(shù)中關(guān)于防腐防污課題仍是集中在涂料的性能研究方面。

4 發(fā)展趨勢

水下無人預(yù)置平臺涉及多學(xué)科交叉，需要大量的基礎(chǔ)科學(xué)和前沿技術(shù)支撐，其發(fā)展趨勢涉及因素較多難以完全囊括，以下僅從部分角度著手分析：

(1) 長航時(shí)自備動力將成趨勢

水下潛伏式無人預(yù)置平臺較機(jī)動式無人預(yù)置平臺相比，其控制區(qū)域能力和遂行任務(wù)的靈活性較差，而自備動力的無人預(yù)置平臺能夠進(jìn)一步將各種載荷運(yùn)輸、部署到需要的地方，擴(kuò)大了導(dǎo)彈類作戰(zhàn)武器的打擊范圍和戰(zhàn)術(shù)隱蔽性。具備機(jī)動能力有利于平臺主動配合艦面、空中力量，可提前進(jìn)行部署形成突然打擊能力，能夠更好地遂行目標(biāo)偵察、打擊、信息中繼、戰(zhàn)后評估等多樣化的任務(wù)，這也是美國繼UFP后大力推行LDUUV和Hydra等項(xiàng)目的原因之一。

(2) 應(yīng)用模式側(cè)重于體系作戰(zhàn)

當(dāng)前，隨著信息化和智能化的快速發(fā)展，包括水下無人預(yù)置類武器在類的各種新型武器裝備不斷涌現(xiàn)，武器裝備的發(fā)展也促進(jìn)了作戰(zhàn)理論的變化，催生了全新的作戰(zhàn)概念和作戰(zhàn)樣式。對于水下無人預(yù)置平臺類裝備，不能僅停留在單機(jī)執(zhí)行“枯燥、污染、危險(xiǎn)”任務(wù)的層面，更多是需要在規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段將其納入水下聯(lián)合作戰(zhàn)體系中，從體系的角度去審視它們的作用。對于目標(biāo)一致、跨域協(xié)同的作戰(zhàn)模式，體系的能力大于個(gè)體能力之和，多平臺融入體系作戰(zhàn)可成為戰(zhàn)場上的力量倍增器。對水下無人預(yù)置平臺類裝備應(yīng)用模式的探索，也是充分挖掘其作戰(zhàn)潛力和軍事效益的重要研究方向。

(3) 相關(guān)前沿技術(shù)的應(yīng)用會帶來全新變革

當(dāng)前，生物科學(xué)與工程、材料科學(xué)以及計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)等前沿科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展帶動了無人系統(tǒng)的發(fā)展。如上文提到的能源技術(shù)中的質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)有望在未來5-10年內(nèi)實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用，其高功率密度較現(xiàn)有鋰電池有數(shù)倍提升，該技術(shù)的突破意味著未來水下無人預(yù)置平臺可實(shí)現(xiàn)更長的潛伏待機(jī)時(shí)間、更遠(yuǎn)的活動距離以及更大的威懾范圍；部分水聲通信技術(shù)一旦實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)有中繼通信將會很快被替代，其高效的通信速率將為作戰(zhàn)模式帶來深遠(yuǎn)的影響；另外，人工智能技術(shù)將在未來扮演重要角色，這也許是未來實(shí)現(xiàn)彎道超車的技術(shù)突破點(diǎn)。相關(guān)基礎(chǔ)科學(xué)類的前沿技術(shù)發(fā)展應(yīng)用，也將給水下無人預(yù)置平臺類裝備帶來脫胎換骨的變革。

5 相關(guān)啟示

當(dāng)前，信息化帶來的軍事變革日益顯現(xiàn)。美國是發(fā)展水下無人預(yù)置平臺的引領(lǐng)者，美國依據(jù)自身戰(zhàn)略目的需求，多次修改水下無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃。2006年發(fā)布的執(zhí)行規(guī)劃中，明確將檢查/識別海域感知、反水雷以及反潛作為水下無人系統(tǒng)的優(yōu)先任務(wù)[16]，主要是在當(dāng)時(shí)的國際環(huán)境下，非國家主體造成的恐怖襲擊給美國帶來極大影響，因此在水下無人系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃中將反恐作為最優(yōu)先級別戰(zhàn)略目標(biāo)；而到了2013年左右，恐怖主義的威脅得到了有效抑制，加上水下平臺技術(shù)門檻高，來自水下的恐怖威脅幾乎沒有出現(xiàn)。另外，美國為遏制中國海軍力量擴(kuò)張，計(jì)劃通過水下戰(zhàn)進(jìn)一步加大島鏈封鎖力度。在這樣的國際背景下，美國發(fā)布了新一輪的水下無人平臺規(guī)劃，對水下無人平臺使命任務(wù)優(yōu)先級進(jìn)行了調(diào)整，將反水面戰(zhàn)、打擊、特種戰(zhàn)以及水雷戰(zhàn)等任務(wù)需求放在前列。結(jié)合作戰(zhàn)需求，美國重點(diǎn)扶持了UFP和Hydra等水下無人預(yù)置平臺裝備，計(jì)劃以強(qiáng)大的水下戰(zhàn)力量對我國實(shí)施近海壓制。相關(guān)計(jì)劃的順利執(zhí)行主要是依賴美國長年的技術(shù)積累，美國在水下高精度定位、深水載荷釋放、抗海水腐蝕、能源自持保障、遠(yuǎn)程喚醒激活以及可靠信息鏈路通信等水下無人預(yù)置平臺核心技術(shù)方面具有深厚的技術(shù)積累，并在不斷補(bǔ)齊能力短板，積極推行無人平臺自主能力提升、多系統(tǒng)間的互操作性等前沿技術(shù)的應(yīng)用。

綜上，針對我國的水下無人預(yù)置平臺規(guī)劃，在借鑒美國的發(fā)展規(guī)劃經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面著手準(zhǔn)備。

(1) 多平臺協(xié)同發(fā)展，將水下無人預(yù)置平臺納入水下攻防體系內(nèi)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃

應(yīng)及時(shí)將水下無人預(yù)置平臺等新型作戰(zhàn)力量納入我國海軍水下攻防作戰(zhàn)體系的總體戰(zhàn)略規(guī)劃中，開展頂層設(shè)計(jì)，將水下無人預(yù)置平臺、無人水面船、無人機(jī)等無人設(shè)備結(jié)合起來統(tǒng)籌考慮，制定各軍兵種協(xié)同發(fā)展的統(tǒng)一規(guī)劃以及水下攻防作戰(zhàn)體系標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)通用化、系列化和模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)水下攻防作戰(zhàn)體系內(nèi)各平臺之間的互聯(lián)、互通和互操作目標(biāo)。

(2) 把握戰(zhàn)略需求和武器裝備建設(shè)要求，規(guī)劃水下無人預(yù)置平臺的發(fā)展

海軍對于能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)固近海、突破島鏈封鎖以及實(shí)施區(qū)域制止的裝備需求迫切，而水下無人預(yù)置平臺類裝備憑借其自身隱蔽性、兵力零戰(zhàn)損、區(qū)域控制能力、遂行任務(wù)靈活多樣等優(yōu)點(diǎn)，有望成為未來水下攻防作戰(zhàn)中發(fā)揮重要作用，成為我海軍實(shí)現(xiàn)穩(wěn)固近海、突破島鏈、大洋存在、襲擊敵岸的重要助力。

(3) 進(jìn)一步加強(qiáng)前沿技術(shù)跟蹤研究，積累經(jīng)驗(yàn)，提升水下無人預(yù)置平臺技術(shù)儲備

應(yīng)以海軍戰(zhàn)略需求為主導(dǎo)，充分發(fā)揮國防工業(yè)部門的主力軍作用，對水下無人預(yù)置平臺類新型作戰(zhàn)裝備，探索其作戰(zhàn)概念，挖掘在水下攻防作戰(zhàn)體系中的應(yīng)用模式，加強(qiáng)對能源保障、通信技術(shù)、載荷發(fā)射、海洋防護(hù)等涉及能源科學(xué)、計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)以及材料科學(xué)等前沿科學(xué)領(lǐng)域的預(yù)先研究。既要對存在的技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān)，也要在人工智能、網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)等新的研究方向上開拓創(chuàng)新，力爭厚積薄發(fā)。

6 結(jié)束語

當(dāng)前，我國水下無人預(yù)置平臺技術(shù)已開展一些研究工作，部分科研單位和高校已取得一些水下無人預(yù)置平臺原理樣機(jī)、長時(shí)待機(jī)測試以及控制系統(tǒng)等方面的科研成果，但是缺乏大思路和頂層統(tǒng)籌規(guī)劃牽引，技術(shù)進(jìn)步較為緩慢，距離我國海軍未來體系化作戰(zhàn)的需要存在較大差距。

鑒如此，在借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，不能亦步亦趨，需要從自身戰(zhàn)略需求出發(fā)：開展頂層設(shè)計(jì)工作，將水下無人預(yù)置平臺納入水下攻防作戰(zhàn)體系中來統(tǒng)籌考慮；把握國內(nèi)戰(zhàn)略需求和武器裝備建設(shè)需求，整合國內(nèi)優(yōu)勢研發(fā)力量，形成合力；加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)重點(diǎn)攻關(guān)，開展前沿技術(shù)應(yīng)用轉(zhuǎn)化，牽引、推動我國海軍水下無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)水下無人預(yù)置平臺類裝備的實(shí)戰(zhàn)化部署。