美國(guó)和俄羅斯大型無(wú)人潛航器現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)*

任 奕

（中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司第七一〇研究所 宜昌 443003）

1 引言

當(dāng)今世界，各國(guó)海軍越來(lái)越多地將各種用途的無(wú)人潛航器整合到其武器庫(kù)中。無(wú)人潛航器的發(fā)展呈現(xiàn)出以下發(fā)展趨勢(shì)：更大的自主性，更長(zhǎng)的續(xù)航時(shí)間，更通用的有效載荷，更大的應(yīng)用范圍等。由于具有較強(qiáng)的續(xù)航能力、有效載荷搭載能力和自主能力，因此大型及超大型無(wú)人潛航器具有諸多作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)。在未來(lái)海戰(zhàn)中，將是奪取水下作戰(zhàn)勝利的力量倍增器［1］。

當(dāng)今世界各國(guó)在大型及超大型無(wú)人潛航器的裝備方面均有一定發(fā)展，其中美國(guó)在此領(lǐng)域的發(fā)展最為迅速，其發(fā)展重點(diǎn)針對(duì)滿足大型及超大型無(wú)人潛航器功能需求的各種先進(jìn)技術(shù)的研發(fā)，已研制多型原理樣機(jī)，并已進(jìn)入實(shí)質(zhì)采辦階段。另外，俄羅斯也在大型及超大型無(wú)人潛航器原理樣機(jī)研制領(lǐng)域擁有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。無(wú)人潛航器的大型化發(fā)展已成為水下武器裝備研發(fā)的必然趨勢(shì)［2～5］。

2 美國(guó)大型及超大型無(wú)人潛航器發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 “回聲旅行者”（Echo Voyager）

“回聲旅行者”是波音公司為美國(guó)海軍開(kāi)發(fā)的一型無(wú)人潛航器?！盎芈暵眯姓摺笨諝庵亓?5360 kg，長(zhǎng)度為25.9m，最大深度3000m，最高時(shí)速14.8km/h。“回聲旅行者”能夠在美國(guó)海軍中執(zhí)行各種任務(wù)。特別是進(jìn)行自主探測(cè)并可以跟蹤潛在對(duì)手的潛艇。由于采用模塊化設(shè)計(jì)，該裝備能夠解決交付給它的其他任務(wù)?！盎芈暵眯姓摺钡脑胍舯瘸Ｒ?guī)潛艇小，其還可為特定區(qū)域運(yùn)載反潛水雷、電子設(shè)備或偵察系統(tǒng)［6］。

“回聲旅行者”可進(jìn)行長(zhǎng)期續(xù)航，其無(wú)需從支援船下水或回收至支援船，也不需要支援船進(jìn)行操作?！盎芈暵眯姓摺庇呻姵睾痛貌裼桶l(fā)電機(jī)提供混合動(dòng)力，是真正改變游戲規(guī)則的平臺(tái)，能夠作為多任務(wù)系統(tǒng)執(zhí)行任務(wù)，并在未來(lái)部隊(duì)結(jié)構(gòu)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

圖1 “回聲旅行者”大型無(wú)人潛航器

2.2 “大直徑創(chuàng)新原理樣機(jī)”（LDUUV-INP）

“大直徑創(chuàng)新原理樣機(jī)”是一款新型的大排量無(wú)人潛航器，將提供更高的續(xù)航力和有效載荷能力。該裝備是為情報(bào)搜集、監(jiān)視和反水雷任務(wù)而設(shè)計(jì)的，它基于模塊化的開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)，這將使海軍能夠?yàn)樵摑摵狡髦鸩介_(kāi)發(fā)新的任務(wù)包。該裝備將使海軍平臺(tái)感測(cè)能力得到擴(kuò)展，并擴(kuò)大其影響力?！按笾睆絼?chuàng)新原理樣機(jī)”支持反水面艦和反潛作戰(zhàn)活動(dòng)，例如幫助追捕敵艦和潛艇。該潛航器還可以提供電子戰(zhàn)能力，通過(guò)連接支持電子戰(zhàn)的有人和無(wú)人駕駛飛機(jī)、艦船和潛艇在整個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)上協(xié)同工作。

2.3 “蝠鲼”（Manta Ray）

DARPA 的“蝠鲼”項(xiàng)目旨在展示新型長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間、遠(yuǎn)程、具有有效載荷能力的無(wú)人潛航器的關(guān)鍵技術(shù)。無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)人力后勤支持或維護(hù)，具有長(zhǎng)期持續(xù)運(yùn)行的潛力。該項(xiàng)目能夠提高作戰(zhàn)指揮官的海上作戰(zhàn)能力，部署后保持與載人船只和港口之間的獨(dú)立關(guān)系，從而最大限度地減少對(duì)當(dāng)前行動(dòng)的干擾，這種新型無(wú)人潛航器將提升操作靈活性并減輕傳統(tǒng)母船和服務(wù)港口的工作量?！膀瘀鳌表?xiàng)目包含3個(gè)技術(shù)領(lǐng)域：1）大載荷、低功耗潛航器開(kāi)發(fā)；2）延長(zhǎng)潛航器續(xù)航力；3）導(dǎo)航及通信（C3）。最終，“蝠鲼”和新型水下能源技術(shù)的開(kāi)發(fā)可能成為現(xiàn)代海軍歷史上最大的游戲規(guī)則改變者之一。

圖2 “蝠鲼”設(shè)計(jì)概念圖

2.4 “海神”（Proteus）

“海神”是由Battelle 子公司Bluefin Robotics 和哥倫比亞集團(tuán)開(kāi)發(fā)的雙模式潛航器（DMUV），它既可以作為載有潛水員和導(dǎo)航員的常規(guī)SDV（海豹突擊艇）來(lái)運(yùn)行，也可以作為大排量無(wú)人潛航器（LDUUV）來(lái)運(yùn)行。“海神”長(zhǎng)度為7.82m，寬1.61m，高1.62m，排水量4120kg，最大速度10kn，最大工作深度70m（無(wú)人值守）?！昂Ｉ瘛笨捎糜诟鞣N任務(wù)，包括：有效載荷的集成、測(cè)試和比較，先進(jìn)的自主開(kāi)發(fā)，遠(yuǎn)程和防區(qū)外試驗(yàn)，海底運(yùn)輸和設(shè)備安裝，運(yùn)載潛水員和貨物，反水雷行動(dòng)等。

2.5 “虎鯨”（Orca XLUUV）

2022年4月28日，美國(guó)海軍對(duì)“虎鯨”的測(cè)試艇進(jìn)行了命名和首次水下測(cè)試，標(biāo)志著美國(guó)海軍在發(fā)展可靠的水下技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)了重要的里程碑。“虎鯨”采用模塊化結(jié)構(gòu)，包含制導(dǎo)和控制、導(dǎo)航、自主、態(tài)勢(shì)感知、核心通信、配電、能源和動(dòng)力、推進(jìn)和機(jī)動(dòng)以及任務(wù)傳感器。

圖3 “虎鯨”超大型無(wú)人潛航器

“虎鯨”將能夠從根本上改變海上戰(zhàn)爭(zhēng)?！盎ⅥL”可能配備輕型魚雷Mk 46、重型魚雷Mk 48 及反艦導(dǎo)彈，以此來(lái)打擊水面艦艇；在未來(lái)的戰(zhàn)爭(zhēng)中，“虎鯨”還可以穿透敵方水域并布設(shè)“錘頭”水雷；為了與敵方潛艇作戰(zhàn)，可以建造數(shù)十艘“虎鯨”，相比一艘水面戰(zhàn)斗艦或一艘配備人員的常規(guī)潛艇，它可以更好地保護(hù)和巡邏該地區(qū)；有消息稱，“虎鯨”可能是美國(guó)海軍針對(duì)俄羅斯“波塞冬”無(wú)人潛航器的一種反應(yīng)。潛航器成為一種“報(bào)復(fù)武器”，旨在發(fā)生全面核戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)打擊敵人。

3 俄羅斯大型及超大型無(wú)人潛航器發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 “波塞冬”（Poseidon）

“波塞冬”核動(dòng)力無(wú)人潛航器由魯賓中央設(shè)計(jì)局與馬卡耶夫國(guó)家導(dǎo)彈中心及俄羅斯軍工聯(lián)合體的其他企業(yè)合作研制?！安ㄈ庇蓱?zhàn)斗部、核動(dòng)力系統(tǒng)、推進(jìn)器、電子設(shè)備等艙段組成，直徑約1.6m，長(zhǎng)約24m，載重量不小于1.5t，航速超過(guò)60kn，最大潛深1000m，最大航程可達(dá)18520km 以上，采用泵噴推進(jìn)、大幅度擺舵以及艇艏3D 聲吶等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，可配備常規(guī)彈藥或核彈藥，能夠摧毀敵方基礎(chǔ)設(shè)施以及航空母艦群［7］。

“波塞冬”是一種核威懾，可達(dá)到對(duì)美國(guó)海岸的“零時(shí)間接近”。事實(shí)上，無(wú)人潛航器可以提前部署到指定位置。一旦到位，它可以等待開(kāi)戰(zhàn)的信號(hào)。從這個(gè)意義上說(shuō)，它是一種“即時(shí)武器”，而不需要浪費(fèi)時(shí)間跨越海洋并克服敵人的導(dǎo)彈防御系統(tǒng)。

圖4 “波塞冬”無(wú)人潛航器

3.2 “大鍵琴”-2R-PM（Klavesin-2R-PM）

魯賓中央設(shè)計(jì)局研制了“大鍵琴”-2R-PM 無(wú)人潛航器，它是俄羅斯最大、最先進(jìn)的潛航器之一?！按箧I琴”-2R-PM 長(zhǎng)度為6.5m，直徑1m，重量約3700kg，續(xù)航力50km，最大下潛深度6000m?！按箧I琴”-2R-PM 是一種兩用裝備，可用于偵察目的，以海軍的利益為出發(fā)點(diǎn)，或用于海軍的科學(xué)研究?！按箧I琴”-2R-PM 可以攜帶一系列聲吶，包括側(cè)掃聲吶，并且能夠詳細(xì)繪制海底地圖并找到諸如殘骸和傳感器陣列之類的物品［8］。

3.3 “替代者”（Replacer）

2020年6月，魯賓中央設(shè)計(jì)局宣布“替代者”的研究工作完成?！疤娲摺贝笮蜔o(wú)人潛航器能夠模擬核潛艇和非核潛艇?！疤娲摺遍L(zhǎng)度17m，排水量40t，巡航距離約965.6km（5kn 的速度），最大速度超過(guò)24kn，最大下潛深度600m。該潛航器可在演習(xí)中使用，模擬任何必要的北約潛艇。此外，“替代者”可以在戰(zhàn)斗條件下用作反潛潛艇的誘餌。企圖攻擊這艘潛航器會(huì)暴露敵人的位置，然后伏擊的俄羅斯?jié)撏Э伤艡C(jī)報(bào)復(fù)。

圖5 從“別爾哥羅德”上發(fā)射“大鍵琴”-2R-PM

圖6 “替代者”的外觀

3.4 “頭足類”（Cephalopod）

2015年，“頭足類”與“波塞冬”同時(shí)被披露給外界。據(jù)推測(cè)，“頭足類”無(wú)人潛航器上配備一個(gè)具有足夠功率的小型核反應(yīng)堆，因此潛航器將能夠在海上停留至少幾個(gè)月并執(zhí)行指定任務(wù)。在這種情況下，證明“頭足類”是一種作戰(zhàn)戰(zhàn)略系統(tǒng)，不只是在其基地或運(yùn)輸艦的區(qū)域?qū)橙藰?gòu)成威脅。

“頭足類”的可能應(yīng)用領(lǐng)域之一是戰(zhàn)斗任務(wù)期間為水下戰(zhàn)略導(dǎo)彈潛艇護(hù)航?！邦^足類”可能會(huì)對(duì)美國(guó)核潛艇造成不對(duì)稱威脅，這是對(duì)俄羅斯其他計(jì)劃的補(bǔ)充。2021年5月，互聯(lián)網(wǎng)流出疑似“頭足類”的最新設(shè)計(jì)草圖。從該草圖推測(cè)，魚雷艙長(zhǎng)約1.8m，潛航器全長(zhǎng)6.75m。

4 大型及超大型無(wú)人潛航器發(fā)展趨勢(shì)

4.1 支持分布式作戰(zhàn)概念

美國(guó)海軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)認(rèn)為，海面和水下運(yùn)行的無(wú)人平臺(tái)對(duì)海軍的未來(lái)行動(dòng)越來(lái)越重要，無(wú)人平臺(tái)未來(lái)將轉(zhuǎn)向更分散的部隊(duì)架構(gòu)，支持實(shí)施海軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)新的總體作戰(zhàn)概念，稱為分布式海上作戰(zhàn)（DMO）。美國(guó)在2021年8月3日發(fā)布了國(guó)會(huì)研究服務(wù)處報(bào)告《海軍大型無(wú)人水面艇與潛航器：背景及國(guó)會(huì)需要考慮的問(wèn)題》。報(bào)告稱：海軍希望獲得這些大型無(wú)人裝備，作為將海軍轉(zhuǎn)變?yōu)楦臃稚⒌呐炾?duì)架構(gòu)的計(jì)劃的一部分［9］。

4.2 模塊化、開(kāi)放式架構(gòu)設(shè)計(jì)便于集成新的有效載荷和其他功能

“大直徑創(chuàng)新原理樣機(jī)”、“虎鯨”等大型潛航器都具有開(kāi)放式架構(gòu)和重新配置的潛力，它們將提供制導(dǎo)和控制、自主、導(dǎo)航和機(jī)動(dòng)能力。大型潛航器將與接口集成，以允許未來(lái)升級(jí)以適應(yīng)最新技術(shù)并應(yīng)對(duì)不斷變化的威脅。

4.3 發(fā)揮持久性和自主性的優(yōu)勢(shì)

作為無(wú)人平臺(tái)，不載人或需要在固定時(shí)間后返回，顯然會(huì)帶來(lái)更長(zhǎng)的任務(wù)時(shí)間，這是不言而喻的。此外，更大的外形結(jié)構(gòu)可能會(huì)提高推進(jìn)系統(tǒng)的技術(shù)能力，從而實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的任務(wù)和駐留時(shí)間。自主性可以實(shí)現(xiàn)以前不可能實(shí)現(xiàn)的任務(wù)范圍，例如更遠(yuǎn)距離的海底攻擊和監(jiān)視。先進(jìn)的自主性和指揮控制可以在潛航器和母艦之間實(shí)現(xiàn)更無(wú)縫、實(shí)時(shí)的連接。

5 結(jié)語(yǔ)

美國(guó)海軍利用大型及超大型無(wú)人潛航器可實(shí)現(xiàn)包括水雷戰(zhàn)、反潛戰(zhàn)、電子站、反水面戰(zhàn)等多種軍事用途?！安ㄈ焙汀邦^足類”這兩種核動(dòng)力潛航器的研發(fā)則表明俄羅斯正在積極推進(jìn)大型無(wú)人裝備獨(dú)立承擔(dān)作戰(zhàn)任務(wù)的進(jìn)程。

大型及超大型無(wú)人潛航器代表了自主無(wú)人海上裝備技術(shù)的前沿，作為一種顛覆性技術(shù)，必將深刻改變未來(lái)的海戰(zhàn)模式。我國(guó)應(yīng)在此領(lǐng)域積極謀劃，從而達(dá)到提升裝備發(fā)展、保護(hù)自身利益之目的。