鐘宏偉，馮煒云，徐 翔

(中國船舶重工集團(tuán)公司第七〇五研究所昆明分部，云南 昆明 650101)

美國水下機(jī)動(dòng)無人系統(tǒng)能力發(fā)展新構(gòu)想

鐘宏偉，馮煒云，徐 翔

(中國船舶重工集團(tuán)公司第七〇五研究所昆明分部，云南 昆明 650101)

美軍試圖通過大力發(fā)展以機(jī)動(dòng)無人系統(tǒng)為主體的水下戰(zhàn)無人裝備，加強(qiáng)前沿水下無人系統(tǒng)預(yù)置，全力推進(jìn)水下無人區(qū)域機(jī)動(dòng)預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)布建，重點(diǎn)攻關(guān)水下自主通信組網(wǎng)、自主協(xié)同、自主探測(cè)預(yù)警等先進(jìn)技術(shù)，打造新型水下作戰(zhàn)體系能力。本文通過解讀美軍近年發(fā)布的《未來海軍》、海上項(xiàng)目增補(bǔ)計(jì)劃、顛覆性技術(shù)領(lǐng)域發(fā)布的項(xiàng)目文件，及水下機(jī)動(dòng)無人系統(tǒng)與技術(shù)新發(fā)展項(xiàng)目研發(fā)和試驗(yàn)中取得的一些成果，初探了未來機(jī)動(dòng)無人系統(tǒng)能力的發(fā)展設(shè)想。

無人系統(tǒng)；水下機(jī)動(dòng)；構(gòu)想

0 引言

近年來，美國國防先期研究計(jì)劃局（DARPA）、海軍研究局（ONR）等機(jī)構(gòu)研發(fā)的關(guān)于海上“分布式敏捷反潛系統(tǒng)”、“反潛持續(xù)跟蹤無人艇”、“上浮式有效載荷”等多個(gè)顛覆性水下無人系統(tǒng)項(xiàng)目取得重大進(jìn)展，成果頻現(xiàn)。表明美國在21世紀(jì)探索構(gòu)建的廣域反潛探測(cè)、多維平臺(tái)無人協(xié)同、水下探測(cè)預(yù)警（保障）、海底預(yù)置為代表的新型水下機(jī)動(dòng)無人系統(tǒng)項(xiàng)目逐漸成形，將對(duì)未來水下無人裝備體系的構(gòu)成和作戰(zhàn)模式產(chǎn)生重大影響。

1 水下機(jī)動(dòng)無人系統(tǒng)發(fā)展背景

自2010年以來，美海軍為建立新的水下優(yōu)勢(shì)，不斷應(yīng)用先進(jìn)降噪技術(shù)，提升安靜型低速航行體（含微型潛艇）噪聲輻射等級(jí)，大量發(fā)展無人潛航器等新興水下平臺(tái)，這種體積小、航速低、噪聲小的水下機(jī)動(dòng)無人系統(tǒng)未來將大量裝備美海軍，在大洋中執(zhí)行各種作戰(zhàn)任務(wù)；2011年美海軍發(fā)布《水下戰(zhàn)綱要》，明確指出水下無人系統(tǒng)將部分替代潛艇執(zhí)行水下作戰(zhàn)任務(wù)；2014年美國防部啟動(dòng)“第3次抵消戰(zhàn)略”，將機(jī)動(dòng)水下系統(tǒng)作為“長期研發(fā)計(jì)劃”的顛覆性技術(shù)五大領(lǐng)域之一，定為“第3次抵消戰(zhàn)略”的六大顛覆性能力之一；2017年美軍已將水下機(jī)動(dòng)無人探測(cè)系統(tǒng)作為作戰(zhàn)能力提升建設(shè)的重中之重，啟動(dòng)了一系列創(chuàng)新概念和方法的項(xiàng)目探索。

2 水下機(jī)動(dòng)無人系統(tǒng)發(fā)展新思路

2.1 推動(dòng)機(jī)動(dòng)水下無人系統(tǒng)承擔(dān)更多角色

1）基于模塊化思想快速重構(gòu)生成水下機(jī)動(dòng)無人系統(tǒng)新裝備

隨著2015年在“弗吉尼亞”級(jí)攻擊核潛艇上部署并發(fā)射機(jī)動(dòng)型無人系統(tǒng)（REMUS 600UUV）的成功，美軍決定將無人系統(tǒng)作為潛艇的標(biāo)配裝備。特別是在淺水區(qū)域，搭載多型水下傳感器或其他任務(wù)功能模塊形成的機(jī)動(dòng)無人系統(tǒng)可能會(huì)成為潛艇的替代者，生成水下快速作戰(zhàn)能力。這種多功能模塊化的全海深無人系統(tǒng)通過搭載不同有效載荷或傳感器，可收集海洋數(shù)據(jù)、測(cè)繪海底地形及感知水中環(huán)境，具有極大的商用、學(xué)術(shù)和軍事價(jià)值，既能生成某種適應(yīng)淺水特定環(huán)境的戰(zhàn)場(chǎng)空間感知型自主無人系統(tǒng)（AUV），又能實(shí)現(xiàn)全海深水域下執(zhí)行美海軍無人系統(tǒng)規(guī)劃的九大任務(wù)。這種機(jī)動(dòng)無人系統(tǒng)無需專門對(duì)原有平臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行重大改進(jìn)，僅需對(duì)平臺(tái)的前半段進(jìn)行各種模塊化任務(wù)載荷重構(gòu)即可派生出如掃雷型無人系統(tǒng)（如Mk18Mod 2 UUV），以及滿足水下攻防作戰(zhàn)需要的其他任務(wù)功能無人系統(tǒng)（如基地型UUV）。

對(duì)于機(jī)動(dòng)無人系統(tǒng)平臺(tái)上搭載載荷而言，僅是受到體積空間的限制，模塊化的水下無人系統(tǒng)不僅可用于軍用的水下攻防作戰(zhàn)或其他特定任務(wù)，還可用于大學(xué)或其他研究機(jī)構(gòu)的特定科學(xué)試驗(yàn)，科學(xué)家們要解決的難題是如何把所制造的新型傳感器模塊化組件安裝到相應(yīng)口徑的容器內(nèi)（如 180mm，324mm，534mm，650mm，860mm等），以及機(jī)動(dòng)無人系統(tǒng)航行時(shí)的縱傾角、浮心、重心等問題。另外，航行體在總體結(jié)構(gòu)和軟件層面設(shè)計(jì)上均采用開放式架構(gòu)，以便無人系統(tǒng)易將各類傳感器和載荷重構(gòu)成水下的另一種輸送工具，為海軍或潛艇部隊(duì)提供前置遠(yuǎn)離作戰(zhàn)水域的某種遠(yuǎn)程水下能力。

隨著無人系統(tǒng)概念和某些傳感器技術(shù)在水下領(lǐng)域的快速發(fā)展，把新研發(fā)的前沿技術(shù)變成軍事能力的倍增器，美軍正采用把特定領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)形成的系統(tǒng)與早期反復(fù)驗(yàn)證的成熟共用技術(shù)相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)降低技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，減少成本，快速向完美裝備的轉(zhuǎn)變，更快地形成水下作戰(zhàn)能力。如：采用將水下無人系統(tǒng)從攻擊型核潛艇的干式甲板艙（DDS）發(fā)射，讓具備高度自主性的無人系統(tǒng)可靈活采用多種方法進(jìn)行發(fā)射與回收，排除了海況的影響，使無人系統(tǒng)能在水下完成發(fā)射與回收變得很簡單。

在指揮和控制的連通性方面，水下無人系統(tǒng)可通過天線、水聲信道及光纖高效地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，既可與人操平臺(tái)或其他無人系統(tǒng)進(jìn)行通信，也可通過人在回路與人操潛艇進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)指揮。

在作為基地型使用時(shí)，可擴(kuò)展為一種干濕式隱蔽無人系統(tǒng)（如Proteus），這種大型排量基地型無人系統(tǒng)具有非常獨(dú)特的性能，既可用作輸送蛙人的人操裝備，也可用作無人值守的水下能源補(bǔ)給基站。在近500立方英尺的內(nèi)部空間，既可搭載有效載荷，也可搭載8名作戰(zhàn)蛙人。采用在有效載荷艙段正下方布設(shè)開艙門，需要投送或釋放載荷時(shí)，打開航行器下腹艙門，便可進(jìn)行投放作戰(zhàn)隊(duì)員或無人潛器；可在海床上實(shí)施連續(xù)布放傳感器、水雷或其他物體；該系統(tǒng)配有前后向、水平和垂直向推進(jìn)器，具備在水中可懸停能力。

2）基于水下遠(yuǎn)航程、長續(xù)航能力構(gòu)建遠(yuǎn)程試驗(yàn)平臺(tái)

水下機(jī)動(dòng)無人系統(tǒng)平臺(tái)因采用安全性較高的鋰聚合物電池，具有可靠性高、航程遠(yuǎn)（可航渡距離大于350 nm ile）、續(xù)航時(shí)間長的特性。如果在無人平臺(tái)載荷艙內(nèi)配置更多的電池，上述平臺(tái)可達(dá)到900 nm ile的航程。同時(shí)，隨著電池系統(tǒng)的“技術(shù)跨越”，這種平臺(tái)未來可作為水下充電補(bǔ)給站。理由是：此前平臺(tái)內(nèi)每個(gè)單體電池容量僅約1.5 kWh，技術(shù)突破后，每個(gè)單體電池可實(shí)現(xiàn)7.5 kWh，如按同等容量電池計(jì)算，電池體積可縮小至以前的1/5，這樣同等體積大小的電池容量可擴(kuò)展20倍，而電池管理系統(tǒng)便可實(shí)現(xiàn)同等量單體電池的控制，這就大大增加了電池使用的可選量。未來隨著更大容量電池的出現(xiàn)，水下大型無人機(jī)動(dòng)平臺(tái)將具有更大功率、更持久性和可靠性。目前美海軍已將此類大型無人系統(tǒng)作為其主要的水下試驗(yàn)平臺(tái)，以支持不同項(xiàng)目的水下傳感器技術(shù)、水下武器系統(tǒng)以及相關(guān)水下作戰(zhàn)概念的開發(fā)，同時(shí)也為海軍提供了模擬和目標(biāo)的實(shí)訓(xùn)能力；因其裝備的主動(dòng)聲吶上具有明顯的各種聲學(xué)特征，因此在水下作戰(zhàn)訓(xùn)練中，它可以成為柴電潛艇的替身。另外，憑借其超遠(yuǎn)程和大載荷的輸送能力，可為海上打擊秘密提供急需的反潛裝備，及時(shí)破解戰(zhàn)場(chǎng)危機(jī)。

3）基于水下成熟技術(shù)快速重構(gòu)先進(jìn)水下攻擊平臺(tái)

美海軍已考慮基于M k48潛用魚雷改造成各種UUV的可行性，以便能根據(jù)任務(wù)需求，快速生產(chǎn)出用于執(zhí)行其他任務(wù)的無人系統(tǒng)。一旦采用這種成熟及具有先進(jìn)能力的重型魚雷改進(jìn)成無人裝備，將使機(jī)動(dòng)水下無人系統(tǒng)成為某種高度專業(yè)化的無人系統(tǒng)（UUV）?；诖嗽O(shè)想，如果具有長航時(shí)及持久力、配上精確導(dǎo)航、定位及通信能力的話，所形成的遠(yuǎn)程長航時(shí)水下無人系統(tǒng)將成為極為高效的遠(yuǎn)程巡航魚雷，這是很有意義的一種設(shè)想。目前美海軍正在主動(dòng)追求這方面的發(fā)展。

4）基于無人系統(tǒng)構(gòu)建分布式機(jī)動(dòng)水下預(yù)警探測(cè)節(jié)點(diǎn)

美海軍期待能有一種可搭載寄宿載荷的大型水下無人系統(tǒng)，以便在全球全海域部署各種各樣的水下無人潛航器（UUV）或無人機(jī)（UAV），以提升潛艇部隊(duì)秘密安全地進(jìn)入作戰(zhàn)海域的安全性。這種寄宿式大型無人水下系統(tǒng)具備能自身發(fā)射微小型無人潛航器或空中無人機(jī)，以形成以母平臺(tái)為中心的水下機(jī)動(dòng)組網(wǎng)探測(cè)網(wǎng)，同時(shí)也可與從潛艇干式甲板遮蔽艙或魚雷發(fā)射管發(fā)射出的浮標(biāo)、潛標(biāo)等信標(biāo)形成固定+機(jī)動(dòng)的區(qū)域水下機(jī)動(dòng)集群組網(wǎng)，使?jié)撏Аo人系統(tǒng)搭載平臺(tái)、水下各種無人潛航器、無人機(jī)、母船成為多維空間中作戰(zhàn)攻防體系中的一個(gè)探測(cè)節(jié)點(diǎn)，起到具有智能、敏捷性能的水下探測(cè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)能力。

5）基于大型水下無人平臺(tái)構(gòu)建特種作戰(zhàn)輸送平臺(tái)

美海軍正在開發(fā)可用于輸送蛙人并可從潛艇上發(fā)射并回收的新一代潛航器，以滿足海軍特戰(zhàn)隊(duì)全方位的特種作戰(zhàn)、執(zhí)法、反恐、海洋保護(hù)以及掃雷等任務(wù)的需求，增強(qiáng)支持特戰(zhàn)部隊(duì)進(jìn)行秘密收集情報(bào)、實(shí)施外科手術(shù)式隱秘打擊的能力。這種機(jī)動(dòng)無人系統(tǒng)包括能運(yùn)載特戰(zhàn)隊(duì)員有人+無人大型潛航器（或稱蛙人運(yùn)載器）、單兵運(yùn)載器、水下特種作戰(zhàn)裝備、裝具等。機(jī)動(dòng)無人系統(tǒng)要既適宜與潛艇對(duì)接，又適于與其他平臺(tái)進(jìn)行綜合集成和開發(fā)。目前已形成的解決方案是采用已有的大型無人潛航器搭載平臺(tái)，在平臺(tái)上留足為新一代研發(fā)或正進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)所形成的系統(tǒng)空間，無人系統(tǒng)平臺(tái)中各種相關(guān)系統(tǒng)都采用可集成的模式，在大系統(tǒng)集成前，分階段對(duì)特戰(zhàn)隊(duì)員進(jìn)行先期培訓(xùn)，防止復(fù)雜的無人系統(tǒng)隨各分系統(tǒng)集成后，裝備的總體功能不會(huì)降低的風(fēng)險(xiǎn)。主要開展以下兩方面研究：

①對(duì)適用于特種作戰(zhàn)的水下無人潛航器進(jìn)行設(shè)計(jì)。如開展對(duì)一種具備濕式潛航能力、能夠搭載2名駕駛員和6名作戰(zhàn)蛙人的潛航器進(jìn)行設(shè)計(jì)。要求這種潛航器或運(yùn)載器能與潛艇進(jìn)行互操作，除具有固定的安全設(shè)施外，潛航器與潛艇間配有3個(gè)轉(zhuǎn)換器：1個(gè)用于電池充電，1個(gè)用于可供呼吸氣體的儲(chǔ)備，另1個(gè)用于數(shù)據(jù)通信鏈接。采用電力推進(jìn)來操縱潛航器的平移和轉(zhuǎn)向，自主式浮沉平衡系統(tǒng)調(diào)姿；潛航器配有用于蛙人的內(nèi)部通話器及包括可折疊式無線電桅桿在內(nèi)的外部通信系統(tǒng)和水聲通信系統(tǒng)。多臺(tái)微小型潛航器置于無人系統(tǒng)母艦平臺(tái)兩側(cè)的寄宿載荷容器中，平臺(tái)可連接到潛艇指揮塔一側(cè)蛙人進(jìn)出的地方，作戰(zhàn)時(shí)蛙人游到選用潛航器所處容器處，打開寄宿容器蓋子，蛙人取出寄宿在容器內(nèi)的潛航器或蛙人運(yùn)載器，蛙人啟動(dòng)航行器上的螺旋槳推進(jìn)電機(jī)，使之從容器內(nèi)釋放，并呈漂浮態(tài)，蛙人可匍匐在潛航器上駛向作戰(zhàn)區(qū)域。由于這種潛航器配有一個(gè)可依不同任務(wù)需求設(shè)置的功能艙段（如一種創(chuàng)新型的濕式蛙人運(yùn)載器（SDV）功能艙段），未來只需考慮設(shè)計(jì)不同任務(wù)功能的載荷模塊，可使?jié)摵狡骶哂欣硐氲娜珘壑芷诩跋到y(tǒng)成本優(yōu)勢(shì)。

②用于評(píng)估其他潛航器及水下戰(zhàn)裝備。美國海軍除繼續(xù)開展大量潛航器研究項(xiàng)目外，還利用潛航器承擔(dān)對(duì)新型潛航器、水下蛙人運(yùn)載器輸送能力及用戶水下作戰(zhàn)系統(tǒng)的能力的評(píng)估。如美海軍已用一系列商用潛航器對(duì)如有人+無人系統(tǒng)（UOES系列）的裝備進(jìn)行評(píng)估，降低了該項(xiàng)目在各階段存在的研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。目前利用潛航器已完成了對(duì)搭載8名特戰(zhàn)隊(duì)員和2名領(lǐng)航及駕駛員水下有人+無人系統(tǒng)的潛航器整體能力的評(píng)估，通過評(píng)估，最終實(shí)現(xiàn)把濕式潛航器改進(jìn)成干式潛航器，使其具備能從戰(zhàn)區(qū)外將特戰(zhàn)隊(duì)員和/或有效載荷輸送到拒止區(qū)域外的能力。

2.2 采用跨域協(xié)同概念融合構(gòu)建各維無人平臺(tái)的水下作戰(zhàn)能力

2017年3月，美國海軍空間與海戰(zhàn)系統(tǒng)司令部C4I項(xiàng)目水下集成辦公室發(fā)布“模塊化光學(xué)通信”載荷項(xiàng)目需求公告，提出項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求，欲研發(fā)潛-空全雙工通信系統(tǒng)，解決水下無人航行器跨介質(zhì)通信問題。在這種跨域協(xié)同作戰(zhàn)概念中，不同作戰(zhàn)域的無人平臺(tái)互聯(lián)互通顯得尤為重要。目前無人機(jī)和潛航器間的通信主要通過潛航器浮出水面，利用自帶天線與無人機(jī)進(jìn)行通信，或是通過水面平臺(tái)或浮標(biāo)進(jìn)行中繼；前者容易暴露潛航器目標(biāo)，后者通信速率有限，需依賴水面節(jié)點(diǎn)。為此，美國海軍項(xiàng)目辦公室為空中-水下平臺(tái)設(shè)備建立了AW I通信鏈路。在水下，利用光通信鏈路進(jìn)行通信，這種AW I通信鏈路具有低截獲概率和低探測(cè)概率（LPI/LPD）特性，且數(shù)據(jù)通信速率潛力巨大。這種潛-空光學(xué)通信系統(tǒng)將解決海上跨介質(zhì)通信問題，通信速率有望達(dá)到 1 kb/s，覆蓋范圍可超過 15 nm ile，深度超過30m，使?jié)?空通信可擺脫對(duì)水面平臺(tái)、浮標(biāo)的依賴，無需潛航器浮出水面，為跨域協(xié)同作戰(zhàn)開辟新的通信保障途徑，具有改變水下通信的革命意義。

2.3 重點(diǎn)發(fā)展水下機(jī)動(dòng)無人系統(tǒng)探測(cè)能力

在水下戰(zhàn)中，探測(cè)是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，一旦能探測(cè)出敵方潛艇和無人潛航器，它們將很難逃脫，短時(shí)間內(nèi)可被消滅。為此，21世紀(jì)以來美海軍以創(chuàng)新的思路，力求驅(qū)動(dòng)水下探測(cè)技術(shù)發(fā)展，生成水下探測(cè)新能力，采用了多種新型水下探測(cè)技術(shù)并行的發(fā)展模式。主要表現(xiàn)在：

1）大力發(fā)展多基地聲吶探測(cè)技術(shù)，大幅提高主動(dòng)聲吶隱蔽性探潛的水下能力

在水下作戰(zhàn)探測(cè)過程中，早期主要是應(yīng)用被動(dòng)聲吶探測(cè)技術(shù)，但隨著水下裝備變得越來越安靜，被動(dòng)聲吶探測(cè)距離大幅縮短，探測(cè)效能不足以滿足作戰(zhàn)需求。主動(dòng)聲吶探測(cè)技術(shù)逐漸被重視并取得突破性進(jìn)展，但主動(dòng)聲吶使用過程中容易暴露水下裝備自身的位置，對(duì)自身安全造成極大威脅，也限制了其應(yīng)用。多基地主動(dòng)聲吶探測(cè)技術(shù)將主動(dòng)聲吶發(fā)射機(jī)和接收機(jī)分別搭載于不同的作戰(zhàn)平臺(tái)，發(fā)射機(jī)發(fā)射聲波監(jiān)測(cè)海域，接收機(jī)以被動(dòng)監(jiān)聽的模式實(shí)施目標(biāo)探測(cè)，可有效解決上述問題。2016年，美國國防先期研究計(jì)劃局發(fā)布“移動(dòng)舷外指揮、控制、途徑”（MOCCA）項(xiàng)目公告，項(xiàng)目研發(fā)的雙基地探測(cè)聲吶，由無人潛航器攜帶主動(dòng)聲源發(fā)射聲波，用潛艇監(jiān)測(cè)聲波信號(hào)。這種方式充分利用潛航器的機(jī)動(dòng)性和主動(dòng)聲吶的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)確保潛艇的隱蔽性。

2）發(fā)展新型持久機(jī)動(dòng)+固定式水下網(wǎng)絡(luò)探測(cè)技術(shù)，加強(qiáng)交通要道監(jiān)控能力

將機(jī)動(dòng)無人水下探測(cè)系統(tǒng)+固定式水下網(wǎng)絡(luò)部署在交通要道、熱點(diǎn)作戰(zhàn)區(qū)域，長期監(jiān)視敵方往來的潛艇，平時(shí)利用2種網(wǎng)絡(luò)傳感器收集潛艇特征信號(hào)和行動(dòng)規(guī)律，戰(zhàn)時(shí)可作為遠(yuǎn)程預(yù)警探測(cè)防線，能有效提升水下戰(zhàn)場(chǎng)的掌控能力。21世紀(jì)初，美海軍改造了SOSUS系統(tǒng)，使其能夠探測(cè)艦艇的低頻聲波，探測(cè)能力和覆蓋范圍均有大幅提高，但具體的技術(shù)細(xì)節(jié)處于保密狀態(tài)。此外，美國正在研發(fā)能在淺水區(qū)域（水深不超過183m）及時(shí)、精確地探測(cè)、分類、定位安靜型機(jī)動(dòng)無人潛航器移動(dòng)集群（DASH），可及時(shí)向指揮中心發(fā)送淺水監(jiān)視系統(tǒng)獲得的監(jiān)視報(bào)告，預(yù)計(jì)2018年完成研發(fā)工作，未來將大幅改善淺水環(huán)境的探測(cè)能力。

3）發(fā)展無人系統(tǒng)組網(wǎng)探測(cè)技術(shù)，提升大范圍持久機(jī)動(dòng)多維網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視偵察能力

無人系統(tǒng)具有機(jī)動(dòng)靈活、成本低廉、無傷亡、適合大規(guī)模生產(chǎn)、可在各種環(huán)境甚至高危海域執(zhí)行任務(wù)等優(yōu)點(diǎn)，可攜帶多種類型的傳感器或武器，執(zhí)行探測(cè)、打擊任務(wù)。美海軍也充分發(fā)揮無人系統(tǒng)平臺(tái)的這些優(yōu)勢(shì)進(jìn)行水下探測(cè)，在2016年“無人戰(zhàn)士”演習(xí)期間，4艘“攜帶傳感器的自主無人水面艇”（SHARC）成功探測(cè)到常規(guī)潛艇和無人潛航器，展示了無人水面艇可持久、高效的探測(cè)能力。美國還設(shè)計(jì)了數(shù)十個(gè)無人機(jī)搭載磁探儀等非聲傳感器自上而下探潛、數(shù)十個(gè)無人潛航器攜帶主動(dòng)聲吶自下而上探潛的技術(shù)方案，目前研發(fā)和試驗(yàn)工作已經(jīng)接近尾聲。

4）加強(qiáng)有人+無人系統(tǒng)平臺(tái)協(xié)同探測(cè)技術(shù)，建立多維空間網(wǎng)絡(luò)無人值守能力

美海軍以潛艇等有人平臺(tái)為母艇，布放后前出執(zhí)行情報(bào)監(jiān)視偵察和打擊任務(wù)的無人潛航器或無人機(jī)，將其視為延伸有人平臺(tái)“手眼”、擴(kuò)大其控制范圍、保護(hù)其安全的有效手段。充分利用潛艇續(xù)航力高、能源充足、通信能力強(qiáng)等大平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，將其作為無人系統(tǒng)搭載和布放、充電、通信、指控平臺(tái)。這種協(xié)同作戰(zhàn)模式不僅可以將有人平臺(tái)和無人系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到極致，還能彌補(bǔ)彼此的不足，大幅提升探測(cè)能力。例如，在2016年“海軍技術(shù)演習(xí)”中，潛艇發(fā)射了1個(gè)“藍(lán)鰭”-21無人潛航器，“藍(lán)鰭”-21再釋放2個(gè)微型“沙鯊”無人潛航器和1架“黑翼”無人機(jī)，實(shí)現(xiàn)了三維度執(zhí)行情報(bào)監(jiān)視偵察任務(wù)。演習(xí)中，由“黑翼”充當(dāng)潛艇、“沙鯊”間的通信中繼，實(shí)現(xiàn)了水下和水面的跨域通信和指控。此外，近海持久水下監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)（PLUSNet）、LDUUV等也是有人平臺(tái)和無人系統(tǒng)協(xié)同的典范。

3 水下機(jī)動(dòng)無人系統(tǒng)的能力發(fā)展

3.1 通過多種創(chuàng)新方式，以實(shí)現(xiàn)對(duì)潛艇大范圍跟蹤和探測(cè)能力

機(jī)動(dòng)無人系統(tǒng)適用海域廣、架構(gòu)靈活，可作為彌補(bǔ)潛艇規(guī)模的不足，是創(chuàng)生新的水下作戰(zhàn)能力首選。

“分布式敏捷反潛系統(tǒng)”將是未來海戰(zhàn)場(chǎng)機(jī)動(dòng)無人系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展方向。即利用數(shù)十個(gè)無人潛航器組網(wǎng)，自下而上探潛模式，以克服海面、海底聲散射的影響，大潛深仰視探測(cè)數(shù)十萬平方千米海域，保護(hù)己方航母打擊群等高價(jià)值目標(biāo)。

“自主無人水面艇”也是未來機(jī)動(dòng)無人系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展方向。即通過搭載聲學(xué)傳感器，采用波浪能實(shí)現(xiàn)超長續(xù)航力，共享戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，以探測(cè)安靜型常規(guī)潛艇和水下無人航行體，與空中反潛機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)。

“深海主動(dòng)預(yù)置探測(cè)系統(tǒng)”也是機(jī)動(dòng)無人系統(tǒng)的發(fā)展方向之一。作為一種無人值守裝備，由水面浮標(biāo)、聲源、體積陣組成，通過水面艦布放，靠自身動(dòng)力航渡至指定位置，坐沉至海底，可實(shí)時(shí)探測(cè)自身坐底范圍近1萬平方千米海域，融入多維網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)大范圍探測(cè)。

3.2 用基地型機(jī)動(dòng)無人系統(tǒng)，形成新型水下無人集群作戰(zhàn)能力

基地型機(jī)動(dòng)無人系統(tǒng)以大型自主無人平臺(tái)為母艇，布放后前出執(zhí)行情報(bào)監(jiān)視偵察和打擊任務(wù)，擴(kuò)大水下控制范圍、保護(hù)潛艇安全?；匦蜋C(jī)動(dòng)無人系統(tǒng)發(fā)展包括大排水量無人潛航器（母艦平臺(tái)）、機(jī)動(dòng)無人潛航器（如“藍(lán)鰭金槍魚”系列）、“近海水下持久監(jiān)視網(wǎng)”（PLUSNet）等。

大排量無人潛航器具備察打一體能力，搭載聲學(xué)傳感器探測(cè)潛艇，可發(fā)射輕型魚雷攻潛，還可搭載和布放多個(gè)小型無人潛航器?？砷L期在水下靜默、也可自身續(xù)航數(shù)百天；作戰(zhàn)時(shí)，可釋放數(shù)十具微小型無人潛航器、浮標(biāo)、攻擊型武器，形成以母艦平臺(tái)為中心的無人集群。包括固定式水聽器陣、“藍(lán)鰭”-21、“海馬”、“水下滑翔者”等無人潛航器，由潛艇搭載和布放，能對(duì)數(shù)萬平方千米水域內(nèi)的常規(guī)潛艇進(jìn)行數(shù)月乃至數(shù)年的探測(cè)、識(shí)別、定位、跟蹤。戰(zhàn)時(shí)，母艦平臺(tái)無人集群與PLUSNet的無人集群形成更大的機(jī)動(dòng)無人集群進(jìn)行作戰(zhàn)。

3.3 重點(diǎn)發(fā)展水下機(jī)動(dòng)無人系統(tǒng)探潛能力

作為水下戰(zhàn)中“千里眼”、“順風(fēng)耳”的水下探測(cè)技術(shù)，一直是水下機(jī)動(dòng)無人系統(tǒng)中的發(fā)展重點(diǎn)。美海軍在此技術(shù)領(lǐng)域投入了大量人力、物力，力求以創(chuàng)新的思維突破原有水下探測(cè)技術(shù)的壁壘，創(chuàng)生新型、有效、可靠的水下探測(cè)能力。主要?jiǎng)?chuàng)新思路為：

1）在相同原理?xiàng)l件下新技術(shù)的創(chuàng)新性應(yīng)用。水下探測(cè)技術(shù)發(fā)展方向之一是以現(xiàn)有的技術(shù)原理為基礎(chǔ)，通過創(chuàng)新聲吶應(yīng)用體制，發(fā)展新的顛覆性作戰(zhàn)能力。美海軍創(chuàng)新了雙基地聲吶的應(yīng)用領(lǐng)域，欲在潛艇和機(jī)動(dòng)無人系統(tǒng)間形成雙基地主動(dòng)聲吶探測(cè)系統(tǒng)，不僅增強(qiáng)了安靜型目標(biāo)的探測(cè)能力，而且降低了潛艇暴露自身的風(fēng)險(xiǎn)。

2）利用無人系統(tǒng)平臺(tái)搭載各種快速發(fā)展的傳感器生成新的水下探測(cè)能力。美海軍研發(fā)了潛艇、水面艦、飛機(jī)等多種搭載和布放方式，發(fā)展了深、淺海預(yù)置裝備，提前在前沿戰(zhàn)場(chǎng)和熱點(diǎn)區(qū)域布放攜帶有效探測(cè)載荷的無人系統(tǒng)，并且取得了豐碩成果，加速了新的水下探測(cè)、識(shí)別、目標(biāo)結(jié)算能力的形成。

3）將傳感器形成適用于各種環(huán)境條件的分布式水下網(wǎng)絡(luò)。美海軍除利用陸、海、空、天的大小平臺(tái)搭載傳感器形成探測(cè)能力外，利用水聽器、浮標(biāo)等傳感器形成的分布式水下網(wǎng)絡(luò)是未來水下探測(cè)、識(shí)別、通信技術(shù)重點(diǎn)發(fā)展方向，尤其是移動(dòng)式水下網(wǎng)絡(luò)，采用飛機(jī)、水面艦、潛艇搭載和布放，以形成快速部署探測(cè)，搜索識(shí)別敵方水下目標(biāo)，保護(hù)己方高價(jià)值裝備，獲得數(shù)據(jù)通信快速傳送能力。

4）水下非聲探測(cè)技術(shù)將成為水下聲學(xué)探測(cè)、識(shí)別技術(shù)的有力補(bǔ)充。美海軍在嘗試非聲傳感器和無人系統(tǒng)平臺(tái)的結(jié)合，形成能廣域覆蓋的網(wǎng)絡(luò)探測(cè)能力。例如分布式敏捷反潛系統(tǒng)的淺海子系統(tǒng)是由數(shù)十個(gè)無人機(jī)通過搭載非聲傳感器進(jìn)行組網(wǎng)，形成快速預(yù)警探潛能力。

[1]DoN.The Naval S&TStrategy[DoN Policy Directive].2015.

[2]DoN.U.S.NAVY PROGRAM GUIDE 2015[DoN Policy Directive].2015.

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A brief analysis of the new survey of maneuverable UUS in the united states

ZHONG Hong-wei,FENGWei-yun,XU Xiang
(Kunm ing Branch of the 705 Research Institute of CSIC,Kunm ing 650101,China)

USN attempts to develop maneuverable underwater unmanned system UUS as a main equipmentof underwater unmanned warfare,strengthen to preset UUS in battlefield frontier,establish maneuverable early warning detection system in the underwater unmanned area,especially research technology on underwater autonomous communications network and autonomous early warning and detection networkto create the new ability of underwater warfare system.This essay briefly introduces the developing conceive ofmaneuverable UUS in the future through analyzing the‘The future Navy’,‘The Naval S&T Strategy’,Supplement plans of sea project,project documents in the field of disruptive technology as well as some achievements gained during the process of R&D and sea trail of UUS and new technology development project.

underwater unmanned system；underwater maneuverable；survey

TV36

A

1672–7649(2017)12–0001–05

10.3404/j.issn.1672–7649.2017.12.001

2017–06–15；

2017–09–15

鐘宏偉(1964–)，男，碩士，高級(jí)工程師，主要從事魚雷及水下航行器前瞻性技術(shù)跟蹤研究。