國外反水雷無人機發(fā)展探析

周磊 陳俊鋒

水雷具有隱蔽性好、打擊突然、易布難除、效費比高、破壞力強、威脅期長等特點。第二次世界大戰(zhàn)以來，被水雷擊沉或擊傷的美軍艦艇數(shù)量超過由于其他因素而沉沒或受損的軍艦總數(shù)。為了有效對抗水雷的威脅，歐美等國家研發(fā)了大量反水雷裝備。作為近年來迅速發(fā)展的新質(zhì)作戰(zhàn)力量，無人機在多次局部戰(zhàn)爭中發(fā)揮了重要作用，其任務(wù)已從情報、監(jiān)視、偵察逐步拓展到目標打擊、通信中繼、后勤保障等諸多領(lǐng)域。無人機具有零傷亡、機動靈活、效費比高等特點，在反水雷作戰(zhàn)中，可最大程度保證反水雷平臺和人員安全，凸顯了效率高、安全性高和機動性強等優(yōu)勢，已經(jīng)成為海軍分布式多域協(xié)同反水雷作戰(zhàn)的重要裝備。歐美等軍事強國紛紛加大反水雷無人機技術(shù)與裝備研究的力度，期待反水雷無人機與無人水面艦艇（USV）、無人水下航行器（UUV）等裝備構(gòu)建一種無人化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化反水雷無人體系，提升未來艦艇編隊綜合反水雷作戰(zhàn)能力。

發(fā)展概況

美國反水雷無人機發(fā)展歷程

美國非常重視水雷與反水雷作戰(zhàn)，從越南戰(zhàn)爭開始，就意識到反水雷作戰(zhàn)必須集中利用各種空中、水面與水下反水雷資源，并于20世紀70年代建立了反水雷戰(zhàn)司令部，除獵掃雷水面艦艇外，還裝備了MH-53E“海龍”重型反水雷直升機。隨著水雷制造成本的不斷降低以及智能化水平的不斷提高，以專業(yè)獵掃雷水面艦艇為主的傳統(tǒng)獵掃雷手段已難以有效應對水雷。2018年，美國海軍作戰(zhàn)部辦公室（OPNAVN 952）水雷作戰(zhàn)部副部長斯蒂芬·奧爾森表示，隨著美國海軍的前進，對手的水雷正在變得更加復雜，水雷庫存量也在突飛猛進地增長，無人空中、水面、水下平臺將在未來反水雷作戰(zhàn)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，而且能同時操作多個用于水雷探測、識別、定位和摧毀的傳感器，減少部隊的作業(yè)時間，降低部隊面臨的風險。

反水雷作戰(zhàn)理念已經(jīng)從專業(yè)獵掃雷艦艇運用轉(zhuǎn)向建制式模塊化反水雷力量運用。在此背景下，美國海軍已基本放棄專業(yè)獵掃雷艦艇研制，轉(zhuǎn)而發(fā)展具有模塊化反水雷能力的驅(qū)逐艦和瀕海戰(zhàn)斗艦（LCS）等裝備。根據(jù)美國反水雷發(fā)展規(guī)劃，未來美軍將主要依托瀕海戰(zhàn)斗艦來實現(xiàn)反水雷作戰(zhàn)能力，瀕海戰(zhàn)斗艦搭載的反水雷系統(tǒng)主要由MH-60S直升機，MQ-8B、MQ-8C“火力偵察兵”無人直升機和“刀魚”無人潛航器等裝備組成。

美軍反水雷無人直升機平臺

1.MQ-8B“火力偵察兵”無人直升機

MQ-8B無人直升機機長7.3m、機寬1.9m、機高2.9m、主旋翼直徑8.4m、最大起飛重量1429kg、最大任務(wù)載荷重量272kg、實用升限6095m、最大平飛速度232km/h、作戰(zhàn)半徑203km、續(xù)航時間5～8h，可選裝光電/紅外吊艙、“沿海戰(zhàn)場偵察與分析”（Coastal Battlefield Reconnaissance and Analysis，COBRA）水雷探測系統(tǒng)、通信中繼設(shè)備、多模式對海監(jiān)視雷達等任務(wù)載荷，以及“海爾法”（Hellfire）導彈、“蝰蛇打擊”（Viper Strike）激光制導炸彈、“先進精確殺傷武器系統(tǒng)”（APKWS）等武器。

美國海軍遠征部隊利用MQ-8B無人直升機“沿海戰(zhàn)場偵察與分析”機載水雷探測系統(tǒng)，能夠進行遠程空中偵察，探測拍岸浪區(qū)和陸上雷場，提升美軍在拍岸浪區(qū)以及海灘區(qū)的反水雷作戰(zhàn)能力，以支持海上戰(zhàn)斗群展開從艦到目標的作戰(zhàn)行動。

2.MQ-8C“火力偵察兵”無人直升機

MQ-8C無人直升機由貝爾直升機公司407直升機改型而成，機長12.6m、機寬2.4m、機高3.3m、主旋翼直徑10.7m、最大起飛重量2722kg、最大任務(wù)載荷重量1200kg、實用升限5180m、最大平飛速度259km/h、可掛載光電/紅外吊艙、水雷探測系統(tǒng)、通信中繼設(shè)備、多模式對海監(jiān)視雷達、多功能吊艙（MCAP）等任務(wù)載荷。

美國海軍反水雷任務(wù)載荷設(shè)備發(fā)展歷程

“沿海戰(zhàn)場偵察與分析”是一種機載多光譜水雷探測系統(tǒng)，型號為AN/ DVS-1，作為MQ-8B“火力偵察兵”無人直升機反水雷作戰(zhàn)計劃中的裝備，主要探測并定位部署在海灘、淺水域的水雷和障礙物，在兩棲作戰(zhàn)時，保障海軍陸戰(zhàn)隊登陸部隊和瀕海戰(zhàn)斗艦的安全。

20世紀90年代，阿雷特合伙公司（Arete Associates）根據(jù)美國海軍陸戰(zhàn)隊先進技術(shù)計劃，研制了COBRA系統(tǒng)。

2004年，為滿足海軍突擊防御系統(tǒng)（ABS）的需求，COBRA系統(tǒng)開始執(zhí)行探測任務(wù)。

2005年，第1批次COBRA系統(tǒng)達到里程碑節(jié)點B。

2010年10月，MQ-8B首次搭載第1批次COBRA系統(tǒng)進行試驗。

2013年，美國海軍授予BAE系統(tǒng)公司2000萬美元的合同，要求該公司研發(fā)一種先進水雷探測系統(tǒng)原型機。作為COBRA項目的一部分內(nèi)容，該先進系統(tǒng)采用了激光雷達（Light Detection And Ranging，LiDAR）技術(shù)。激光雷達利用激光脈沖而非無線電波獲取高分辨率海面目標影像，完成小型水面水下威脅目標探測、定位、分析。原型機使用了激光快速掃描設(shè)備、3D相機和目標識別算法。

2014年11月，美國海軍水面戰(zhàn)中心授予阿雷特合伙公司第1批次COBRA系統(tǒng)低速率試生產(chǎn)合同，合同金額達1.17億美元。此后，美國海軍水面戰(zhàn)中心繼續(xù)支持阿雷特合伙公司研發(fā)COBRA系統(tǒng)。

2016年6月、2017年2月，美國海軍分別授予阿雷特合伙公司760萬美元、850萬美元的合同。

2017年7月，搭載第1批次COBRA系統(tǒng)的MQ-8B無人直升機完成初始作戰(zhàn)能力（IOC）評估，2017年10月，形成初始作戰(zhàn)能力。

2018年4月，MQ-8B無人直升機完成反水雷作戰(zhàn)試驗。美國海軍采購了30套第1批次COBRA系統(tǒng)任務(wù)包，每個COBRA系統(tǒng)任務(wù)包由2臺機載任務(wù)載荷設(shè)備、1部艦載任務(wù)分析站組成。

2021年12月，美國海軍海上系統(tǒng)司令部發(fā)布第2批次COBRA系統(tǒng)招標書，以升級MQ-8C無人直升機水雷探測能力。搭載第2批次COBRA系統(tǒng)的MQ-8C無人直升機能夠探測、定位拍岸浪區(qū)和海灘區(qū)內(nèi)的單個類雷物、雷區(qū)和障礙物，在淺水區(qū)、深水區(qū)水面漂浮的類雷物，在近水面錨泊的類雷物，將執(zhí)行近海戰(zhàn)場空中戰(zhàn)術(shù)偵察任務(wù)。

2022年2月，美軍第24空中測試與評估中隊（UX-24）在MQ-8C上安裝了重量、尺寸均與“單系統(tǒng)多任務(wù)機載水雷探測”（SMAMD）真系統(tǒng)相同的模型，模擬真系統(tǒng)開展飛行試驗，并利用MQ-8C采集的數(shù)據(jù)，評估無人直升機的性能、操控性和安全性。

2022年3月，美國國防部透露，基于綜合激光水雷探測系統(tǒng)（ALMDS）和第2批次COBRA系統(tǒng)，海軍正在為MQ-8C無人直升機研制SMAMD系統(tǒng)，旨在進一步提升MQ-8C無人直升機反水雷作戰(zhàn)能力和作戰(zhàn)適用性。SMAMD系統(tǒng)由BAE系統(tǒng)公司開發(fā)，是MQ-8C無人直升機首次測試的水雷探測系統(tǒng)，也是該機的最重任務(wù)載荷，利用機載光學傳感器套件處理探測信息，具有機載實時處理能力和低虛警率，確保作戰(zhàn)人員對探測到的威脅做出迅速反應。而現(xiàn)有反水雷技術(shù)需要較長時間分析任務(wù)數(shù)據(jù)，不能及時應對威脅。

“火力偵察兵”項目辦公室與海軍研究辦公室、小型無人作戰(zhàn)平臺項目執(zhí)行辦公室、美國海軍空戰(zhàn)中心飛機部（NAWCAD AIRWorks）、飛機原型系統(tǒng)部、韋伯斯特外場和第24空中測試與評估中隊合作，利用“單系統(tǒng)多任務(wù)機載水雷探測”系統(tǒng)開展未來海軍能力計劃最后階段的相關(guān)工作?！盎鹆刹毂表椖哭k公室表示，未來作戰(zhàn)發(fā)生的場景可能位于水雷密布的沿海水域，水雷將對瀕海戰(zhàn)斗艦等艦艇造成嚴重威脅。因此，SMAMD系統(tǒng)的部署能夠有效降低水雷帶來的風險。

2023年春季，聯(lián)合團隊在佛羅里達州海軍水面戰(zhàn)中心進行反水雷原型系統(tǒng)陸上試驗，主要從海灘區(qū)開始，探測在淺水區(qū)和深水區(qū)漂浮、系泊的水雷，最遠探測區(qū)域距離海岸10km，通過采集MQ-8C“火力偵察兵”和SMAMD系統(tǒng)的試驗數(shù)據(jù)，為未來系統(tǒng)集成工作提供支撐。

歐洲反水雷無人機項目

早在2007年，法國海軍就已經(jīng)開始探討和研究未來反水雷裝備發(fā)展。從近10年的發(fā)展看，法國不僅大力推動本國未來反水雷系統(tǒng)發(fā)展，還主持了歐洲防務(wù)局（EDA）海上反水雷計劃實施。根據(jù)法國未來反水雷系統(tǒng)計劃，反水雷作戰(zhàn)將采用多型反水雷裝備協(xié)同作戰(zhàn)模式。該協(xié)同作戰(zhàn)模式與傳統(tǒng)獵掃雷艦艇利用獵雷聲吶探測水雷，發(fā)現(xiàn)目標后釋放滅雷具的模式截然不同。

1.ORKA-1200反水雷無人直升機

按照法國海軍的設(shè)想，法國、德國聯(lián)合研制的ORKA-1200無人直升機將與水面艦艇、無人水面艇、半潛式遙控獵雷系統(tǒng)、自主水下航行器、一次性滅雷系統(tǒng)、拖曳式反水雷裝置協(xié)同執(zhí)行反水雷戰(zhàn)任務(wù)，實現(xiàn)自動化、智能化反水雷作戰(zhàn)，進一步提升海上作戰(zhàn)能力。ORKA-1200艦載無人直升機最大起飛重量680kg、任務(wù)載荷重量180kg、續(xù)航時間為8h。

2.下一代非接觸式反水雷系統(tǒng)

2019年5月，比利時和荷蘭海軍聯(lián)合簽訂合同，計劃采購下一代非接觸式反水雷（Mine Countermeasures，MCM）系統(tǒng)，擬使用薩博公司“斯科達”V-200（Skeldar V-200）無人直升機、“檢查者” 125（INSPECTOR 125）無人水面艦艇和A18M無人水下航行器等裝備組成的編隊執(zhí)行遠程水雷探測和滅雷任務(wù)。其中，V-200無人直升機將配置水雷探測傳感器，遂行水雷探測任務(wù)，并為無人水面艦艇和無人水下航行器提供通信中繼服務(wù)。

3.“坎姆考普特” S-100反水雷無人直升機

奧地利西貝爾公司“坎姆考普特”S-100（Camcopter S-100）是近年熱銷的一款無人直升機。該機最大起飛重量200kg、最大任務(wù)載荷重量50kg、最大平飛速度222km/h、續(xù)航時間6h，可搭載多光譜相機開展淺水區(qū)水雷探測。

發(fā)展特點

歐美強國海軍不僅擁有豐富的水雷運用實戰(zhàn)經(jīng)驗，而且不惜投入巨資研制各型反水雷裝備，加快推進反水雷無人機技術(shù)與裝備發(fā)展?？v觀近年國外反水雷無人機發(fā)展，本文總結(jié)幾方面特點。

基于反水雷作戰(zhàn)體系頂層設(shè)計，無人機充分發(fā)揮優(yōu)勢，與其他反水雷裝備構(gòu)建優(yōu)勢互補的反水雷作戰(zhàn)體系

反水雷戰(zhàn)專家普遍認為，反水雷問題沒有任何單一的解決辦法，必須依賴優(yōu)勢可互補的裝備和技術(shù)手段。任何單一反水雷手段都難以完成反水雷作戰(zhàn)任務(wù)，反水雷作戰(zhàn)只有立足于多種反水雷手段配合使用，才能對抗各種技術(shù)層次的水雷，實現(xiàn)反水雷裝備體系對抗水雷裝備體系的目標，保證空中、水面、水下多種平臺協(xié)調(diào)發(fā)展，構(gòu)建具有更強綜合反水雷作戰(zhàn)能力的反水雷裝備體系。因此，反水雷無人機不能單打獨斗，需基于反水雷作戰(zhàn)體系頂層設(shè)計，充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，與艦載有人機、水面艦艇，無人艦船、無人水下航行器等其他反水雷裝備，構(gòu)成空中、水面、水下跨域有人-無人協(xié)同探雷、滅雷作戰(zhàn)體系。在反水雷作戰(zhàn)體系中，各種反水雷力量充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，相互取長補短，跨域協(xié)同作戰(zhàn)，形成體系作戰(zhàn)能力，提升編隊反水雷作戰(zhàn)能力。

無人機反水雷任務(wù)主要以瀕海區(qū)域水雷探測為主，隨著技術(shù)的發(fā)展，逐步向滅雷等任務(wù)域拓展

水深為3～12m的瀕海甚淺水區(qū)、水深3m至海水高潮線的拍岸浪區(qū)反水雷作戰(zhàn)要求無人機在低空作業(yè)、續(xù)航時間長，而在此環(huán)境下，無人機隨時面臨敵軍岸灘防空火力打擊，威脅性極大。無人機具有零傷亡、機動靈活、效費比高等優(yōu)勢，特別適合在瀕海區(qū)域開展反水雷作戰(zhàn)。從目前國外裝備發(fā)展看，無人機主要搭載多光譜相機、藍綠激光設(shè)備、聲吶、磁探設(shè)備等水雷探測載荷，對甚淺水區(qū)、拍岸浪區(qū)和海灘區(qū)中裸露、被泥沙掩埋的水雷進行探測、識別和定位。隨著技術(shù)的進步，國外發(fā)展了載重能力更大、續(xù)航能力更強的無人機平臺，如美國海軍MQ-8C無人直升機。該機可發(fā)射一種具有尾翼增穩(wěn)功能的超空泡穿甲彈，超空泡穿甲彈斜射入水后形成超空泡，利用動能破壞水雷目標；或搭載“空中快速滅雷系統(tǒng)”（Rapid Airborne Mine Clearance System，RAMICS）執(zhí)行反水雷任務(wù)，一旦探測到疑似水雷目標，便發(fā)射遠程遙控滅雷具，引爆水雷。

反水雷無人機主要使用技術(shù)成熟的通用無人直升機平臺，集成任務(wù)載荷包，逐步拓展作戰(zhàn)能力

無人直升機能在低空定點懸停，在水面艦艇甲板上垂直起降，適合用于雷區(qū)定點偵察與探測。因此，國外反水雷無人機主要使用無人直升機平臺。為充分提高投入效益，便于保障維修，國外一般不開發(fā)專用反水雷無人機平臺，而是將成熟的通用無人直升機改裝為反水雷無人直升機，如美國海軍基于MQ-8B、MQ-8C無人直升機的反水雷無人直升機，歐洲一些國家在“坎姆考普特”S-100、ORKA-1200無人直升機、薩博公司“斯科達”V-200等成熟無人直升機上安裝多光譜相機、藍綠激光設(shè)備等反水雷任務(wù)載荷，采用通用接口架構(gòu)、模塊化增量開發(fā)方法，滿足反水雷作戰(zhàn)任務(wù)的需求。

發(fā)展趨勢

協(xié)同化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化是反水雷無人機作戰(zhàn)的發(fā)展趨勢。反水雷作戰(zhàn)需要快速有效地探測和掃除水雷，在未來反水雷作戰(zhàn)中，無人機將與水面艦艇、無人水面艇、半潛式遙控獵雷系統(tǒng)、自主無人水下航行器、一次性滅雷系統(tǒng)、拖曳式反水雷裝置協(xié)作作戰(zhàn)。為安全、高效、快速、準確地反水雷，美國海軍提出了“網(wǎng)絡(luò)中心反水雷戰(zhàn)”概念，即各種探雷、滅雷裝備基于通信網(wǎng)絡(luò)集于一體，通過高效指揮協(xié)同、信息融合與共享，實現(xiàn)一體化反水雷作戰(zhàn)。在“網(wǎng)絡(luò)中心反水雷戰(zhàn)”中，無人機需共享分布式動態(tài)數(shù)據(jù)，與其他反水雷裝備、作戰(zhàn)平臺協(xié)同執(zhí)行水雷探測、定位、分類、識別和滅雷任務(wù)，并使用人工智能技術(shù)整合不同平臺的探測信息，極大提高反水雷作戰(zhàn)的針對性、安全性和可靠性，實現(xiàn)反水雷作戰(zhàn)的自動化與智能化，進一步提升海上作戰(zhàn)能力。

結(jié)束語

在歷次海戰(zhàn)中，水雷被視為一種非對稱作戰(zhàn)武器，對戰(zhàn)爭進程產(chǎn)生了重要影響。反水雷、反潛、反導被稱為海戰(zhàn)的三大難題，各國海軍極其重視水雷作戰(zhàn)與反水雷作戰(zhàn)裝備與能力發(fā)展。歐美軍事強國一直高度重視反水雷裝備建設(shè)，特別是美國海軍。從20世紀80年代的專業(yè)反水雷裝備，到90年代的建制式反水雷裝備，再到模塊化、通用化、網(wǎng)絡(luò)化反水雷無人系統(tǒng)，我們可以看出，反水雷裝備發(fā)展理念正從以平臺為中心轉(zhuǎn)向以能力為中心。無人機作為近年來迅速發(fā)展的新質(zhì)作戰(zhàn)力量，隨著需求的牽引和技術(shù)的推動，已逐步成為反水雷作戰(zhàn)的重要裝備。國外反水雷無人機發(fā)展歷程及其作戰(zhàn)理念的轉(zhuǎn)變，為國內(nèi)裝備建設(shè)和技術(shù)發(fā)展提供了借鑒。