2016年,美國防高級研究計劃局(DARPA)、海軍研究辦公室(ONR)等研發(fā)的“分布式敏捷反潛系統(tǒng)”、“反潛戰(zhàn)持續(xù)跟蹤無人艇”、“深海浮沉有效載荷”等多個顛覆性反潛裝備項目取得重大進展。這些項目是美國近些年推進新型水下戰(zhàn)技術(shù)發(fā)展成果的一部分。近年來,美海軍積極與DARPA開展合作,探索構(gòu)建以廣域反潛探測、潛艇無人協(xié)同、水下保障、海底預(yù)置等為代表的新型裝備體系,創(chuàng)新理念和技術(shù)成果頻現(xiàn),可能會對未來水下戰(zhàn)裝備構(gòu)成和作戰(zhàn)模式產(chǎn)生重大影響。

“海上獵人”最大航速27節(jié)，可對敵方潛艇進行長達70天的持續(xù)跟蹤

發(fā)展背景

受浪、流、溫、海底地貌等影響,水下聲波探測和通信距離、精度、可靠性受到極大影響,客觀上使得水下難以實現(xiàn)“透明化”,從而也就成為美海軍不能完全掌控的作戰(zhàn)空間。而隨著潛艇主、被動降噪技術(shù)的廣泛應(yīng)用,先進的安靜型潛艇在低速航行時,輻射噪聲接近甚至低于海洋環(huán)境噪聲水平,被美海軍視為巨大的威脅。為此,本世紀(jì)以來,美海軍將發(fā)展新型水下戰(zhàn)能力作為裝備建設(shè)重點,開啟了水下戰(zhàn)概念和手段的創(chuàng)新之路。

同時,裝備建設(shè)經(jīng)費投入不足也是促進美海軍水下戰(zhàn)能力創(chuàng)新的另一個重要原因。美海軍一貫依托其先進而龐大的攻擊型核潛艇部隊控制全球關(guān)鍵海域和要點海峽。冷戰(zhàn)結(jié)束后的前五年,美海軍攻擊型核潛艇總規(guī)模保持在大約90艘的水平,之后,由于建造和運行經(jīng)費不足,這一規(guī)模一路下滑,本世紀(jì)初降到55艘的水平。此后幾年,美海軍試圖將55艘作為其攻擊型核潛艇長期保有的底線目標(biāo),認(rèn)為低于這個水平,就難以有效承擔(dān)水下戰(zhàn)使命。但是,由于作為水下戰(zhàn)主力的“洛杉磯”級核潛艇進入批量退役期,替代艇“弗吉尼亞”級受制于經(jīng)費不足,建造速度難以加快,從2006年起,美海軍將攻擊型核潛艇保有底線調(diào)減為48艘,并一直延續(xù)至今。目前,美海軍現(xiàn)役攻擊型核潛艇雖仍有52艘,但根據(jù)造艦計劃安排,2022年預(yù)計會降到48艘這個底線,2025～2036年的12年間將低于這個水平,最低時將降到接近40艘。面對這種情況,美海軍認(rèn)為,按照傳統(tǒng)水下戰(zhàn)能力建設(shè)方式,不僅無法解決核潛艇規(guī)模存在缺口這一問題,而且這一缺口還會繼續(xù)擴大,必須尋求新的途徑,建立全新的水下優(yōu)勢。為此,美海軍2011年發(fā)布《水下戰(zhàn)綱要》,強調(diào)必須用其他裝備部分替代核潛艇執(zhí)行水下戰(zhàn)任務(wù),隨后加大了新型水下戰(zhàn)能力的方案論證和裝備技術(shù)研發(fā)驗證。

美海軍新型水下戰(zhàn)能力的建設(shè)思路得到國防部的認(rèn)可,在2014年啟動“第三次抵消戰(zhàn)略”后,美國防部立即將水下戰(zhàn)能力確立為重點關(guān)注領(lǐng)域之一,目前已納入“第三次抵消戰(zhàn)略”初步確定的六大顛覆性能力之列。

“藍鰭-21”自主水下無人潛航器根據(jù)任務(wù)形式不同可搭載不同的載荷,如情報、監(jiān)視和偵察傳感器，可增強海上網(wǎng)絡(luò)通信能力的通信節(jié)點

主要成就

研發(fā)新型水下戰(zhàn)裝備和技術(shù),難度極高,必須依靠創(chuàng)新的思維和顛覆性技術(shù),才能取得突破;同時,發(fā)展新型水下戰(zhàn)能力,直接關(guān)系到美國對全球海洋的控制力。基于這兩個原因,DARPA成為水下戰(zhàn)裝備技術(shù)創(chuàng)新的主力,主管美海軍基礎(chǔ)科技工作的海軍研究辦公室也開展了大量研究工作,一些企業(yè)也參與其中,近兩年以較快的頻次推出一批創(chuàng)新成果。

通過多種創(chuàng)新方式,實現(xiàn)對潛艇的大范圍跟蹤探測

由于無人系統(tǒng)適用海域廣,美海軍將之作為彌補潛艇規(guī)模不足、研發(fā)新型水下戰(zhàn)能力的首選,開展多個項目以實現(xiàn)水下大范圍的跟蹤探測能力。

DARPA先后開展了“分布式敏捷反潛系統(tǒng)”和“反潛戰(zhàn)持續(xù)跟蹤無人艇”兩個重點項目,研究驗證利用水下和水面無人系統(tǒng)進行反潛作戰(zhàn)的方式。前一方案是利用數(shù)十個無人潛航器潛伏海底組成網(wǎng)絡(luò),向上仰視監(jiān)測大面積海域。這個方案首創(chuàng)了自下而上探潛的模式,可以克服海面、海底散射對聲探測的不利影響。理論上,潛伏在水下6千米的無人潛航器網(wǎng)絡(luò)能夠監(jiān)視18萬平方公里水域內(nèi)敵方潛艇的活動。該項目于2010年啟動,2013年完成大潛深試驗,2016年完成組網(wǎng)海試。后一方案旨在利用無人水面艇貼身跟蹤目標(biāo)潛艇。DARPA委托美國科學(xué)應(yīng)用國際公司研制一型三體無人艇進行概念和技術(shù)驗證,艇長40米,最大航速27節(jié),可對敵方潛艇進行長達70天的持續(xù)跟蹤,首創(chuàng)持續(xù)貼身跟蹤的反潛模式;該艇2010年開始研發(fā),2016年6月首艇“海上獵人”號完成航速、機動性、穩(wěn)定性等性能的海上試驗,預(yù)計2018年服役,此后可能將批量建造。

美海軍研究辦公室2007年啟動“深海主動探測系統(tǒng)”研發(fā)項目,旨在研發(fā)一套無人值守探測系統(tǒng),通過水面艦布放,一套系統(tǒng)可探測近1萬平方千米的海域,多套系統(tǒng)組網(wǎng),可實現(xiàn)更大范圍的探測。2009年,系統(tǒng)完成樣機海試,2011年完成升級型海試。

液力機器人和波音公司聯(lián)合開展了“自主無人水面艇”項目,目標(biāo)是用滑翔式無人艇,將波浪的上下起伏轉(zhuǎn)化為前進的動力,實現(xiàn)超長續(xù)航力。艇上搭載先進傳感器,能有效探測安靜型常規(guī)潛艇和無人潛航器。應(yīng)用設(shè)想是:與P-8A反潛巡邏機協(xié)同探潛,或由多個水面艇組網(wǎng)探潛。在2015年完成與P-8A反潛機的聯(lián)合應(yīng)用試驗;2016年“無人戰(zhàn)士”演習(xí)期間,完成4艘無人艇的組網(wǎng)探潛試驗。

采用潛布系統(tǒng),形成新型水下集群作戰(zhàn)能力

潛布系統(tǒng)以潛艇為母艇,布放后前出執(zhí)行情報監(jiān)視偵察和打擊任務(wù),美海軍將其視為延伸潛艇“手眼”、擴大潛艇控制范圍、保護潛艇安全的有效手段。目前發(fā)展的主要潛布系統(tǒng)包括“近海水下持久監(jiān)視網(wǎng)”、大排水量無人潛航器、“藍鰭-21”無人潛航器等。

“近海水下持久監(jiān)視網(wǎng)”是美海軍研究辦公室的項目。該方案利用核潛艇搭載和布放固定式水聽器陣、多種無人潛航器,確保眾多裝備各司其職,形成作戰(zhàn)集群,對1萬平方公里水域內(nèi)的常規(guī)潛艇進行數(shù)月乃至數(shù)年的探測、識別、定位、跟蹤。2005年開始樣機研發(fā),2012年完成樣機研發(fā),2013年完成樣機海試,現(xiàn)在正處于艦隊轉(zhuǎn)化階段。

大排水量無人潛航器也是美海軍研究辦公室的項目。該方案旨在研發(fā)長13.5米、排水量10噸、續(xù)航力超過120天的察打一體化無人潛航器,搭載聲學(xué)傳感器組網(wǎng)探測潛艇,可發(fā)射輕型魚雷攻潛,還可搭載和布放多個小型無人潛航器。2015年4月,美海軍研究辦公室首次展出大排水量無人潛航器樣機,8月通過低風(fēng)險評審,按計劃2017年服役。

2016年“海軍技術(shù)演習(xí)”中,金槍魚機器人公司研發(fā)的“藍鰭-21”和“沙鯊”無人潛航器、航空環(huán)境公司研發(fā)的“黑翼”無人機參與其中。演習(xí)中,潛艇發(fā)射了一個“藍鰭-21”無人潛航器,“藍鰭-21”再釋放兩個微型“沙鯊”無人潛航器和一架“黑翼”無人機,執(zhí)行情報、監(jiān)視與偵察任務(wù)。演習(xí)中,由“黑翼”無人機完成潛艇與“沙鯊”間的通信中繼,實現(xiàn)水下和水面的跨域通信和指控。

發(fā)展新型補給和導(dǎo)航技術(shù),提高持續(xù)作戰(zhàn)能力

為彌補水下平臺續(xù)航力的不足并減少對GPS的依賴,DARPA于2016年5月啟動了“深海定位導(dǎo)航系統(tǒng)”項目,方案是通過在深海中布放可連續(xù)高精度定位的聲源,使?jié)撏Аo人潛航器等獲得連續(xù)高精度的導(dǎo)航信息,無需定期上浮修正累積誤差。此前,在美國海軍研究辦公室的支持下,波特羅公司開展了“無人潛航器水下母港”研究工作,研發(fā)對無人潛航器進行無線數(shù)據(jù)中繼和充電的技術(shù)。方案是布放數(shù)個“無人潛航器水下母港”,對無人潛航器進行補給,提高其持續(xù)作戰(zhàn)能力。2007年開始研制該技術(shù),2011年技術(shù)成熟度達到7級,2015年充電功率達到1700瓦。

轉(zhuǎn)載請注明：北緯40° » 美軍顛覆性反潛項目取得重大進展，裝備體系將發(fā)生結(jié)構(gòu)性變革