“水下幽行者”的潛力有多大？

今年5月，俄羅斯有關(guān)媒體報道稱，“波塞冬”無人潛航器將于2020年秋季在北極海域進行首次發(fā)射。

而在此前，美國有退役軍官稱，“虎鯨”無人潛航器應(yīng)該在未來沖突中扮演布雷等進攻角色，而非只是擔(dān)負(fù)潛伏與偵察任務(wù)。

來自美俄的這兩則消息，是當(dāng)前各國日益重視無人潛航器發(fā)展與使用的集中體現(xiàn)。

近年來，有一款外觀酷似潛艇、體量卻只相當(dāng)于“迷你版”潛艇的水下無人裝備，越來越受到世人關(guān)注。它，就是無人潛航器。

無人潛航器，是指無人駕駛、依靠遙控或自動控制系統(tǒng)在水下航行的作業(yè)平臺。

無人潛航器的研制工作始于上世紀(jì)50年代，早期的水下無人潛航器只是用于民用領(lǐng)域，用來代替潛水員進行沉船打撈、深水勘探以及鋪設(shè)水下電纜等作業(yè)。

上世紀(jì)90年代，無人潛航器的軍事價值開始受到重視，并得到迅速發(fā)展。

目前，全世界已有10多個國家的1000多艘各種用途的無人潛航器投入使用，一場悄無聲息的無人潛航器研制競爭已經(jīng)拉開帷幕。

先天攜帶無人家族優(yōu)良基因

作為無人裝備系統(tǒng)的一個分支，無人潛航器繼承了無人家族的優(yōu)良基因。與潛艇等傳統(tǒng)有人裝備相比，它在許多方面具有明顯優(yōu)勢。

目標(biāo)特征小，隱蔽性好。無人潛航器可分為微型、輕型、中型和重型4種類型。其中微型無人潛航器重量只有幾十千克。目前，尺寸最大的無人潛航器也不過200噸左右，核動力無人潛航器“波塞冬”的重量約100噸，而常規(guī)潛艇的排水量動輒上千噸。相比之下，無人潛航器的體積較小、重量較輕。一般而言，水下平臺噸位越小，其產(chǎn)生的噪聲和磁場也就越小。因此，無人潛航器在水下航行時，很難被探測發(fā)現(xiàn)。

不懼傷亡，可持續(xù)作戰(zhàn)。由于是無人平臺，這類潛航器在設(shè)計和使用時可以不用考慮人的生理心理極限和傷亡問題，非常適合在惡劣的水下環(huán)境中執(zhí)行各種危險、枯燥的任務(wù)。挪威海軍裝備的“休金4500”無人潛航器能夠以3.5節(jié)航速在400米水深處連續(xù)工作17個小時?！安ㄈ钡淖畲蠊ぷ魃疃葥?jù)稱可達(dá)1千米。

成本較低，使用效費比高。與有人潛航平臺相比，無人潛航器不用配備生命維持系統(tǒng)，構(gòu)造相對簡單，其研制、生產(chǎn)和保養(yǎng)經(jīng)費相對較低。即便遭受損失，它在戰(zhàn)斗力恢復(fù)、后續(xù)梯隊投入和新生力量補充等方面也比有人作戰(zhàn)平臺更具優(yōu)勢。

布放方式多樣，使用靈活度高。無人潛航器可以從潛艇、水面艦艇、飛機等多種載具上布放，部分無人潛航器甚至可以分段拆裝后打包空運，非常適合執(zhí)行時間要求緊、事發(fā)地點距離遠(yuǎn)的應(yīng)急救援和機動作戰(zhàn)任務(wù)。

無人潛航器諸多優(yōu)勢正在釋放

由于具有諸多優(yōu)勢，無人潛航器目前已經(jīng)應(yīng)用于海洋調(diào)查、水雷對抗、海上偵察監(jiān)視等領(lǐng)域，正朝著模塊化和多功能方向發(fā)展。它所蘊含的諸多能量正在不斷釋放，對海上作戰(zhàn)模式的轉(zhuǎn)變產(chǎn)生著深刻影響。

收集水文數(shù)據(jù)。海軍作戰(zhàn)高度依賴水文環(huán)境數(shù)據(jù)，能否有效掌握海水的溫度、鹽度、密度以及潮汐、海浪、洋流等變化規(guī)律，關(guān)系著海上作戰(zhàn)的成敗。

傳統(tǒng)上各國習(xí)慣使用海洋測量船收集水文數(shù)據(jù)，但測量船畢竟數(shù)量有限，并且容易受到沿岸國家的關(guān)注和干擾。

因此，近年來一些國家開始使用無人潛航器采集水文數(shù)據(jù)。俄羅斯海軍研發(fā)的“大鍵琴-1R”無人潛航器，借助側(cè)向聲吶勘察海洋、海底，也可配備攝像機、海水狀態(tài)傳感器等，用以提高所收集數(shù)據(jù)的質(zhì)量。美“鮑迪奇”號海洋測量船投放的一種無人潛航器，可借助海水浮力向前游動，能持續(xù)工作4-6個月，最大航程可達(dá)6000千米。下潛時，它可利用聲吶等傳感器，收集水下不同深度的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)，上浮時用無線電信號回傳數(shù)據(jù)。

高效對抗水雷。水雷具有隱蔽性好、易布難掃、作戰(zhàn)效費比高等特點。傳統(tǒng)的獵雷、掃雷方式存在很高的危險性，操作者需要承受很大精神壓力。使用無人潛航器不僅可以減少人員傷亡，提高掃雷效率，還可以在戰(zhàn)前沒有取得制空制海權(quán)的條件下，對敵近岸水域的水雷進行摸排，為兩棲登陸作戰(zhàn)時迅速清掃做好準(zhǔn)備。

目前，無人潛航器掃雷技術(shù)已比較成熟，德國、日本、法國等國海軍都列裝了用于掃雷作業(yè)的無人潛航器。德國的“長尾鮫”、澳大利亞的“塞拉菲那”都可以執(zhí)行掃雷任務(wù)。法國研制的無人潛航器主要用于掃雷滅雷，近些年還推出了自主掃雷式無人潛航器概念。

英國BAE公司開發(fā)的“護身符”無人潛航器不僅可利用聲吶系統(tǒng)對水雷進行定位，而且可以發(fā)射自身攜帶的“噴水魚”滅雷具排除水雷。

實施水下偵察。隨著制造工藝的提高，現(xiàn)代潛艇噪聲越來越小，對其探測識別難度也越來越大，尤其是具有高機動性和長自持力的核動力潛艇，一旦進入深海大洋將很難覓其蹤影。因此，在核潛艇基地附近蹲守，第一時間發(fā)現(xiàn)核潛艇出港動向是整個反潛作戰(zhàn)的關(guān)鍵。

但是，核潛艇基地附近海域往往部署有比較完善的反潛體系，有人水下平臺很難滲透進去。

無人潛航器具有隱蔽性好、持續(xù)作戰(zhàn)能力強等特點，可通過有人作戰(zhàn)平臺在一定位置施放，自主航行到敵港口基地的關(guān)鍵區(qū)域監(jiān)視潛艇動向，并將潛艇出港信息及時傳遞給后方。

目前此類無人潛航器大多處于概念驗證階段，美亨廷頓·英格爾斯工業(yè)公司研發(fā)的一款名為“海神”的無人潛航器已于2017年完成對抗性戰(zhàn)斗空間的任務(wù)測試，據(jù)稱該型無人潛航器可在預(yù)定水域巡邏，隱蔽偵察彈道導(dǎo)彈核潛艇。

除了上述領(lǐng)域，美俄英法等國圍繞無人潛航器還提出一系列新的構(gòu)想。如俄羅斯的“贗品”無人潛航器可用于模擬真實潛艇的物理場。美國的“曼塔”無人潛航器在離開潛艇后，能用所裝載的魚雷、導(dǎo)彈或水雷獨立完成作戰(zhàn)任務(wù)等。

未來，無人潛航器可能會像無人機一樣具有通信中繼、信息對抗甚至打擊目標(biāo)的能力。

今后發(fā)展仍需跨越溝溝坎坎

雖然近年來發(fā)展迅速，但是水下特殊的作戰(zhàn)環(huán)境，使無人潛航器目前在動力、通信、載荷和自主作戰(zhàn)等方面仍面臨著一系列困難和挑戰(zhàn)。對此，各國正在積極攻關(guān)。

加強動力系統(tǒng)。大多數(shù)無人潛航器依靠電池提供動力，而現(xiàn)階段電池的能量密度無法支撐無人潛航器長時間高速航行。多數(shù)無人潛航器只能以4到5節(jié)甚至更低的速度航行。

目前各國科研人員正在嘗試使用燃料電池、油電混合動力等方式提高無人潛航器的續(xù)航能力。采用核能作為動力的 “波塞冬”無人潛航器，據(jù)稱航程可達(dá)1萬千米。

突破載荷限制。無人潛航器的優(yōu)勢在于尺寸小，其缺陷也在于尺寸小。無人潛航器多數(shù)通過潛艇的魚雷發(fā)射管投放，其直徑一般不超過533毫米，排水量大部分為1噸多。這樣的尺寸和排水量導(dǎo)致無人潛航器的有效載荷十分有限，作戰(zhàn)效能受到限制。為此，各國都在發(fā)展可以從水面艦艇、碼頭投放的大直徑無人潛航器。如美軍的“虎鯨”無人潛航器直徑超過25米。同時受無人機組網(wǎng)的啟發(fā)，一些國家的科研人員還在考慮將多個功能各異的無人潛航器組成一個集群，采用蜂群作戰(zhàn)的方式來解決單個無人潛航器載荷不足的問題。

克服水下通信障礙。由于水的特殊物理屬性，信息在水下傳輸要比在空氣中傳輸困難得多。地面上常用的無線電通信手段無法在水下使用，水聲通信、光通信、微波通信等傳統(tǒng)水下通信手段至今沒有解決傳輸距離短、帶寬有限的弊端，無法支持復(fù)雜戰(zhàn)場態(tài)勢信息實時傳輸。光纖有線通信雖然傳輸容量大、速度快，卻是以犧牲無人潛航器的活動半徑為代價。為此，各國一方面正在加緊探索磁感應(yīng)通信等新型通信手段，另一方面，也提出可適當(dāng)降低無人潛航器的隱身性能，允許其定期浮出水面與外界進行無線電通信。

提高“智商智能”。水下通信障礙使得水下潛航器對自主性的需求比無人機更加迫切。遺憾的是，當(dāng)前人工智能的發(fā)展水平尚不足以支撐無人潛航器進行真正的自主作戰(zhàn)。在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，“人在回路”仍將是其基本模式。例如，無人潛航器目前還無法自主規(guī)避漁網(wǎng)等水下障礙，也無法自主實現(xiàn)與母艦的對接與回收。目前各國的科研人員正圍繞環(huán)境自適應(yīng)、編隊的協(xié)同控制、協(xié)同導(dǎo)航定位等領(lǐng)域展開攻關(guān)，助力無人潛航器在復(fù)雜的海洋環(huán)境中自主協(xié)同完成各項任務(wù)。