探索多系統協同作戰概念，從全作戰域加強海洋控制能力

為了維持美海軍在對抗激烈廣闊海域的海上優勢，DARPA通過推動跨域海上監視與瞄準（CDMaST）項目來探索新型海洋系統之系統（Systems of Systems，SoS）作戰概念。2017年9月DARPA發布了CDMaST項目第二階段廣泛機構告知書（BAA），將開展工程化研究。該項目旨在促進空中、水面、水下的指揮、控制、導航定位和授時、通信、傳感、武器和后勤等領域的發展，并將這些功能分散到多種低成本、可升級的空中/水下平臺，構建一個由有人和無人系統組成的分布式跨域作戰網絡架構，以此來維持美軍對作戰海域的控制權。CDMaST項目于2015年11月啟動，通過第一階段工作，DARPA已經完成了海上SoS概念體系架構開發；第二階段將對技術和作戰的可行性進行試驗分析，并重點對反潛戰和反水面作戰架構進行開發和驗證。

此外，美海軍還依靠黑翼潛射無人機作為通信中繼，拓展水下無人系統跨域感知能力。黑翼無人機是美國航空環境公司在彈簧刀無人機基礎上研發的一種管式發射小型無人機，配有先進的微型光電／紅外傳感器、一體化慣性／GPS自動駕駛儀系統和Link 16數據鏈，能夠為潛艇、UUV和其它飛行器提供信息中繼，可從水下由潛艇或UUV發射。近年來美國海軍不斷推動黑翼無人機的研發和采購工作，以期實現水下無人系統跨域獲取目指信息的能力。美海軍水下戰中心于2017年10月授予美國航空環境公司一份250萬美元的合同，用于采購黑翼無人機，首批預計2018年5月交付。

黑翼無人機通信中繼示意圖

03 攻關水下關鍵技術，提升水下無人系統作戰效能

大力發展水下通信技術，增強水下無人系統信息獲取能力

由于海洋水體的特殊性，水下作戰平臺之間以及與水面上平臺和中心的通信都存在許多問題，很難滿足未來水下作戰對信息傳遞的需求。美軍近年來連續啟動水下通信技術研發項目，推動水下光學、聲學和無線電通信技術發展。

模塊化光學通信（OCOMMS）載荷項目旨在尋求一種光學全雙工通信載荷實現空中水下平臺間的跨介質通信和水下平臺間的通信，這種光學通信方式的數據通信速率高，且具有低截獲概率和低探測概率（LPI/LPD）特性。美海軍空間與海戰系統司令部于2017年3月發布模塊化光學通信（OCOMMS）載荷項目公告。

水下多聲傳感器可靠配置異構集成網絡（SEA-URCHIN）項目將先進物理層算法引入水下通信調制解調器，使用多種網絡協議將傳感器信息及時傳送到信息中心，以提高水下聲通信的可靠性和覆蓋范圍。DARPA于2017年3月選擇以色列航空工業公司（IAI）開發SEA-URCHIN項目。

機械天線（AMEBA）項目旨在利用特低頻（ULF）和甚低頻（VLF）無線電波能夠水、土壤、巖石、金屬和建筑材料的優異穿透與繞射性能，實現軍用遠程通信。ULF通信將使在水下作業的有人和無人平臺之間進行直接通信以及發送數據、文本甚至語音成為可能。2017年8月，DARPA陸續向6家承包商授出了AMEBA項目第一階段研發合同，標志著該項目正式啟動。

機械天線項目示意圖

研發水下充電技術，延長水下無人系統工作時間

美國海軍于2017年3月向航空噴氣洛克達因公司授出合同，發展用于UUV水下無線充電的電力與能源管理系統，該合同美海軍研究局（ONR）前沿部署能源與通信前哨（FDECO）項目的一部分。該管理系統能使UUV不必航行至港口或艦艇附近就能進行無線充電和數據的上傳下載。

美海軍空間與海戰系統司令部太平洋中心于2017年8月底表示正在研發可以在水下為UUV無線充電的技術。該技術以共振無線充電為基礎，利用共振的方式傳遞能量，可以為一個擁有相同頻率接收器的物體充電，不過在水下充電需要考慮海水傳導能力較弱的問題。該中心還在研發可為不同尺寸UUV充電標準化的水下充電站。該技術的成功應用將延長UUV的工作時間，極大拓展UUV的任務范圍并更好的保障其安全。

利用水下無人系統探潛，保障己方作戰平臺的安全性

隨著潛艇隱蔽性的不斷提高，水下探潛也成為UUV的主要作戰任務之一。2017年7月，DARPA授予BAE系統公司移動舷外隱蔽通信和方法（MOCCA）項目第一階段合同，用以發展利用UUV的新型聲吶探潛技術。

MOCCA項目將研發一種主動聲吶系統，由UUV攜載小型主動聲源發射聲波，再利用潛艇檢測設備監聽回波信號；同時，為了實現潛艇位置隱藏、遠距離的探測跟蹤潛艇對UUV的指揮控制，項目還將研發潛艇與UUV間可靠的隱蔽通信技術。DARPA于2016年1月公布MOCCA項目，第一階段將主要進行聲吶系統及通信概念的初始設計。

結束語

2017年，美國從部署、裝備和技術等多方面促進自身水下無人系統的發展，尤其是成立專門的水下無人系統作戰編隊并參與實戰應用，表明其水下無人系統已具備較成熟的作戰能力。未來，美國將在繼續發展裝備和技術的基礎上更多地研究水下無人系統的作戰使用，探索新型水下無人作戰模式，這將為水下作戰和海上作戰帶來革命性的變化。

作者：北京海鷹科技情報研究所 王雅琳 文蘇麗 來源:《無人系統技術》2017年第6期

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