許 彩 鄧 林

（1.海軍裝備部駐武漢地區(qū)第三軍事代表室 武漢 430205）（2.武漢第二船舶設(shè)計(jì)研究所 武漢 430205）

1 引言

潛艇傳統(tǒng)的作戰(zhàn)手段和作戰(zhàn)樣式已經(jīng)無法完全滿足現(xiàn)代化海戰(zhàn)的需要，為了更加充分地發(fā)揮潛艇在高技術(shù)局部海戰(zhàn)中的重要作用，各國正在積極研制和不斷更新潛艇的武器裝備，潛射無人機(jī)以其強(qiáng)大的偵察探測(cè)與信息中繼能力逐步進(jìn)入各國的視野。

無人機(jī)具有高隱蔽性、強(qiáng)機(jī)動(dòng)性和遠(yuǎn)航程的優(yōu)勢(shì)，使其能在無制空制海權(quán)的條件下，對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行隱蔽的偵察，使?jié)撏г跐摵綘顟B(tài)下即可獲取周邊的環(huán)境信息，搶占信息優(yōu)勢(shì)，從而大幅提升潛艇對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的感知能力和體系作戰(zhàn)能力，有效解決潛艇偵察能力弱、指揮協(xié)同難度大等問題，將潛艇融入海陸空天聯(lián)合作戰(zhàn)體系之中。

2 國外潛射無人機(jī)發(fā)展歷程

2.1 美國

20世紀(jì)90年代，諾思羅普·格魯曼公司和洛克希德·馬丁公司聯(lián)合研制了“海上搜索者”潛射無人機(jī)，采用折疊機(jī)翼，可從潛艇的533mm 魚雷發(fā)射管發(fā)射，潛航狀態(tài)下的潛艇通過露出水面的天線前段對(duì)其進(jìn)行控制，并攜帶有5kg～10kg 戰(zhàn)斗部，具備偵察預(yù)警、通信導(dǎo)航、目標(biāo)搜索和打擊能力，1996 年，美軍利用“阿什維爾”號(hào)潛艇成功發(fā)射“海上搜索者”潛射無人機(jī)。

20世紀(jì)90年代末，洛克希德·馬丁公司開始研制“鸕鶿”潛射可回收多用途無人機(jī)，“鸕鶿”無人機(jī)折疊后可采用“俄亥俄”級(jí)戰(zhàn)略核潛艇的三叉戟彈道導(dǎo)彈的2110mm 發(fā)射筒發(fā)射，提供情報(bào)監(jiān)視、武裝偵察和戰(zhàn)場(chǎng)毀傷評(píng)估等任務(wù)支持。2006 年11月，洛馬公司臭鼬工廠進(jìn)行了“鸕鶿”無人機(jī)的濺落與回收試驗(yàn)。

圖1 “鸕鶿”無人機(jī)發(fā)射想定圖

2002 年，美海軍開始對(duì)“俄亥俄”級(jí)戰(zhàn)略核潛艇進(jìn)行改裝，設(shè)想利用改裝后的“俄亥俄”級(jí)核潛艇發(fā)射波音公司的“掃描鷹”無人機(jī)，“掃描鷹”無人機(jī)翼展3.1m，最大可攜帶6kg 載荷，續(xù)航時(shí)間可達(dá)到15h，可作為通信中繼節(jié)點(diǎn)，并提供超視距偵察結(jié)果。

2009 年，為滿足偵察監(jiān)視與攻擊作戰(zhàn)需求，雷神公司完成“彈簧折刀”潛射無人機(jī)開發(fā)，“彈簧折刀”潛射無人機(jī)為單兵小型無人機(jī)，重量不足2kg，裝載于水下發(fā)射運(yùn)載器中，通過垃圾拋棄裝置投出艇外完成發(fā)射，“彈簧折刀”潛射無人機(jī)具備實(shí)時(shí)視頻傳輸能力，作戰(zhàn)半徑大于5km，續(xù)航時(shí)間大于5min，速度可達(dá)55kn～85kn，由于該機(jī)型具有極低的熱成像與噪聲痕跡，隱蔽性很強(qiáng)，當(dāng)前已開發(fā)“彈簧折刀”2.0無人機(jī)，其續(xù)航時(shí)間可達(dá)0.5h。

2013 年12 月5 日，美海軍“洛杉磯”級(jí)攻擊核潛艇“普羅維等斯”號(hào)利用“魴鮄”發(fā)射裝置成功發(fā)射XFC 無人機(jī)，XFC 可搭載光電探測(cè)載荷，續(xù)航時(shí)間超過6h，巡航速度可達(dá)55km/h，試驗(yàn)中XFC 無人機(jī)成功執(zhí)行了數(shù)小時(shí)任務(wù)，將實(shí)時(shí)偵察視頻畫面?zhèn)骰亓恕捌樟_維等斯”號(hào)核潛艇和其他水面艦艇。

表1 三型潛射無人機(jī)基本數(shù)據(jù)對(duì)比

2016 年5 月，美海軍計(jì)劃采購150 架“黑翼”潛射無人機(jī)，可通過攻擊型核潛艇、彈道導(dǎo)彈核潛艇、無人潛航器等平臺(tái)發(fā)射，該機(jī)型質(zhì)量約1.8kg，長度0.5m，并擁有著1h 的續(xù)航時(shí)間，巡航速度可達(dá)80km/h～160km/h，攜帶有先進(jìn)的微型傳感器，可執(zhí)行相應(yīng)的偵察任務(wù)。

圖2 黑翼無人機(jī)

2016 年8 月，洛克希德·馬丁公司在海軍演習(xí)時(shí)利用“槍魚MK2 型”無人潛航器發(fā)射微型固定翼無人機(jī)Vector Hawk，并對(duì)Vector Hawk 無人機(jī)的跨域通信和指揮控制能力進(jìn)行了驗(yàn)證。

2.2 德國

德國加貝勒機(jī)械制造有限公司與EMT 工程技術(shù)公司合作研制海軍空中光學(xué)偵察系統(tǒng)（VO?LANS），也被稱為飛魚座系統(tǒng)，安裝在升降桅桿頂端的密封耐壓容器內(nèi)，通過耐壓容器折合蓋的開閉控制無人機(jī)的彈射，同時(shí)最多可攜帶三架可自動(dòng)發(fā)射的無人機(jī)。

3 潛射無人機(jī)發(fā)展技術(shù)難點(diǎn)分析

潛射無人機(jī)發(fā)展的技術(shù)難點(diǎn)不在于無人機(jī)的飛行控制與作戰(zhàn)決策，而是如何將無人機(jī)系統(tǒng)完整集成到潛艇系統(tǒng)中，保證潛艇與無人機(jī)的適配性，包括潛射無人機(jī)的發(fā)射方式、發(fā)射裝置、干式發(fā)射的運(yùn)載裝置以及發(fā)射后的回收等。

圖3 飛魚座系統(tǒng)

3.1 發(fā)射方式

潛射無人機(jī)發(fā)展過程中的一大技術(shù)難點(diǎn)是其發(fā)射方式。根據(jù)無人機(jī)發(fā)射時(shí)所處的狀態(tài)可將潛射無人機(jī)的發(fā)射方式分為兩大類，水上發(fā)射和水下發(fā)射。水上發(fā)射方式分為兩種，一種直接將無人機(jī)從上浮的潛艇上發(fā)射出去，技術(shù)難度比較小，但極容易暴露潛艇目標(biāo)，降低潛艇的生存能力；另一種則是利用潛艇的模塊化桅桿將無人機(jī)與發(fā)射裝置送出水面，由于模塊化桅桿承載力有限，因此只能發(fā)射輕小型無人機(jī)，且潛艇的暴露幾率也很大。

水下發(fā)射方式隱蔽性相對(duì)較高，能夠有效提高潛艇的生存能力，因此受到各國重視，得到了迅速的發(fā)展。根據(jù)發(fā)射過程是否與水接觸又可將水下發(fā)射分為濕式發(fā)射與干式發(fā)射，濕式發(fā)射直接在水下發(fā)射無人機(jī)，因此對(duì)無人機(jī)的尺寸、重量等限制較少，但對(duì)無人機(jī)的密封性、耐腐蝕性和可靠性要求較高。干式發(fā)射方式即將無人機(jī)裝載在密封的運(yùn)載裝置內(nèi)，利用魚雷發(fā)射管等發(fā)射裝置將其發(fā)射出去脫離潛艇，運(yùn)載器出水后即可將無人機(jī)發(fā)射出去。

在以上幾種發(fā)射方式中，潛艇上浮至水面發(fā)射無人機(jī)的水上發(fā)射方式由于極不利于母艇的隱蔽與安全，正逐步淘汰；模塊化桅桿發(fā)射方式的難度最小，但其承載力的限制約束了潛射無人機(jī)的作戰(zhàn)效能；濕式發(fā)射方式存在眾多的技術(shù)難題，發(fā)射難度最大，但其作戰(zhàn)效能最好，且反應(yīng)速度快，發(fā)射出的無人機(jī)可回收，今后有很大的發(fā)展空間；干式發(fā)射方式解決了濕式發(fā)射的抗壓和密封問題，降低了對(duì)新型防水無人機(jī)的研發(fā)成本，提高了潛艇的隱蔽能力，因此應(yīng)用相對(duì)廣泛，但存在需要設(shè)計(jì)裝載無人機(jī)的運(yùn)載裝置和發(fā)射的無人機(jī)回收困難的問題。

3.2 發(fā)射裝置

理論上，潛艇的廢物拋棄裝置、對(duì)抗發(fā)射器等外孔道均可用來發(fā)射潛射無人機(jī)，當(dāng)前受廣泛認(rèn)可的發(fā)射裝置主要包括如下幾種：

潛艇魚雷發(fā)射管，可參考潛射反艦導(dǎo)彈發(fā)射技術(shù)，技術(shù)成熟度高，試驗(yàn)充分；導(dǎo)彈發(fā)射筒，“鸕鶿”無人機(jī)即通過此進(jìn)行發(fā)射；通用模塊式桅桿，可在潛望深度一次性發(fā)射多個(gè)潛射無人機(jī)；垃圾拋棄裝置，裝載“彈簧折刀”潛射無人機(jī)的運(yùn)載裝置即通過垃圾拋棄裝置發(fā)射。

3.3 運(yùn)載裝置

要完成無人機(jī)的水下潛射，需要考慮無人機(jī)從水下到空氣中的過度，應(yīng)用更為廣泛的干式發(fā)射需要將無人機(jī)裝載在具有良好密封性能的運(yùn)載艙內(nèi)，整個(gè)發(fā)射過程潛射無人機(jī)處在干燥的環(huán)境中，運(yùn)載裝置可以利用魚雷發(fā)射管、導(dǎo)彈發(fā)射管等發(fā)射裝置進(jìn)行釋放。如圖4 所示，為利用運(yùn)載裝置發(fā)射潛射無人機(jī)的過程，包括運(yùn)載裝置與潛艇分離、運(yùn)載裝置航行到水面、運(yùn)載裝置方向和角度調(diào)整、無人機(jī)與運(yùn)載裝置分離和無人機(jī)自主飛行。利用運(yùn)載裝置的干式發(fā)射能夠有效解決無人機(jī)的防水和抗壓問題，同時(shí)降低了發(fā)射成本，提高了發(fā)射安全性。運(yùn)載裝置需要滿足一定的技術(shù)要求。

圖4 潛射無人機(jī)干式發(fā)射流程示意圖

運(yùn)載裝置需要具備一定的機(jī)動(dòng)能力，能夠?qū)崿F(xiàn)與潛艇的分離，同時(shí)具備穩(wěn)定將潛射無人機(jī)運(yùn)送到水面的能力；運(yùn)載裝置需要具備一定的抵抗海流的能力，能夠在不良海況下保持較好的穩(wěn)定性，并能夠在發(fā)射過程中維持姿態(tài)穩(wěn)定；由于運(yùn)載裝置工作的海洋環(huán)境具備較強(qiáng)的腐蝕性，因此運(yùn)載裝置必須具備良好的耐腐蝕性和水密性，并具備一定的抗水壓能力。

3.4 回收系統(tǒng)

相較于空中、陸上或水面上的無人機(jī)攜載平臺(tái)，潛艇對(duì)無人機(jī)的回收相對(duì)困難，回收過程也極容易暴露母艇的位置。潛射無人機(jī)回收使用最為廣泛的為傘降回收方式，其傘降回收系統(tǒng)一般配有控制機(jī)構(gòu)、回收傘和開傘裝置。由于陸上回收對(duì)潛射無人機(jī)的戰(zhàn)術(shù)約束太多，潛射無人機(jī)回收系統(tǒng)一般需要能夠?qū)崿F(xiàn)海上回收，而海上回收還需配備能使無人機(jī)在水面漂浮規(guī)定時(shí)間的漂浮系統(tǒng)。為了避免回收時(shí)海水對(duì)無人機(jī)的侵蝕，潛射無人機(jī)需要采用密封結(jié)構(gòu)。大型潛射無人機(jī)例如“鸕鶿”的回收，先利用傘降回收系統(tǒng)幫助“鸕鶿”穩(wěn)定降落入水，然后利用潛艇的潛航器或水下機(jī)械臂搜尋并移動(dòng)“鸕鶿”無人機(jī)實(shí)現(xiàn)回收。小型潛射無人機(jī)的回收相比于一次性使用來說費(fèi)用高很多，回收技術(shù)復(fù)雜與耗時(shí)長也增添了其暴露風(fēng)險(xiǎn)，因此小型潛射無人機(jī)傾向于一次性使用。

4 潛射無人機(jī)作戰(zhàn)樣式分析

在當(dāng)前以潛為主的作戰(zhàn)體系中，潛艇的突出優(yōu)勢(shì)和戰(zhàn)術(shù)特性是其超高的隱蔽性，能夠給予敵方出其不意的打擊，但現(xiàn)代航空反潛技術(shù)發(fā)展迅速，對(duì)潛艇的隱蔽性能需求越來越高。潛射無人機(jī)的發(fā)射使用須以保持潛艇的隱蔽性為前提，但現(xiàn)今的大型、中型潛射無人機(jī)發(fā)射方式多為濕式發(fā)射，與潛射導(dǎo)彈發(fā)射類似，極易暴露母艇位置?？砂l(fā)展水下隱蔽發(fā)射小型潛射無人機(jī)技術(shù)，減小暴露目標(biāo)可能性的同時(shí)滿足潛艇偵察預(yù)警和打擊引導(dǎo)等需求?？傮w來說，潛射無人機(jī)用于海上作戰(zhàn)時(shí)主要包括以下三種作戰(zhàn)樣式。

4.1 情報(bào)搜集、偵察預(yù)警

潛射無人機(jī)擁有潛艇完全無法比擬的高度優(yōu)勢(shì)，在發(fā)射升空后，能夠充分發(fā)揮無人機(jī)的機(jī)動(dòng)性好的優(yōu)勢(shì)，減小潛艇偵察距離的限制，有效完成戰(zhàn)場(chǎng)情報(bào)搜集、目標(biāo)偵察預(yù)警任務(wù)，使?jié)撏г跐摵綘顟B(tài)下即可獲取周邊的環(huán)境信息，從而大幅提升潛艇對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的感知能力。當(dāng)前無人機(jī)熱成像與噪聲痕跡較低，很難用視覺手段對(duì)無人機(jī)進(jìn)行感知，具備較為優(yōu)越的隱身性能，使得其能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)目標(biāo)的“近距”偵察，也可對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)區(qū)域內(nèi)機(jī)動(dòng)的目標(biāo)進(jìn)行跟蹤監(jiān)視，必要的條件下還可對(duì)目標(biāo)的毀傷效果進(jìn)行評(píng)估，為之后打擊決策提供依據(jù)。

4.2 通信中繼、協(xié)同作戰(zhàn)

潛射無人機(jī)可通過衛(wèi)星或通用數(shù)據(jù)鏈終端接入戰(zhàn)場(chǎng)信息網(wǎng)絡(luò)，將無人機(jī)偵察到的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息、目標(biāo)信息，和潛艇收集到的情報(bào)信息發(fā)送至信息網(wǎng)絡(luò)，并從信息網(wǎng)絡(luò)獲取與其他作戰(zhàn)系統(tǒng)或作戰(zhàn)平臺(tái)協(xié)同作戰(zhàn)所需的各類信息，并將其轉(zhuǎn)發(fā)給潛艇。潛射無人機(jī)作為潛艇與戰(zhàn)場(chǎng)信息網(wǎng)絡(luò)的通信中繼，能夠有效實(shí)現(xiàn)潛艇與戰(zhàn)場(chǎng)信息網(wǎng)絡(luò)的通信銜接，在保持潛艇隱蔽性的同時(shí)提高潛艇通信距離。同時(shí)，潛射無人機(jī)高機(jī)動(dòng)能力以及高功能性，使其能夠很好地配合潛艇、水面艦艇之間的戰(zhàn)術(shù)協(xié)同。

4.3 遠(yuǎn)距引導(dǎo)、精準(zhǔn)打擊

潛射無人機(jī)對(duì)敵方目標(biāo)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距引導(dǎo)打擊主要包括以下幾個(gè)方面：

1）潛射無人機(jī)對(duì)敵方岸上重要軍事目標(biāo)進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)偵察，并將情報(bào)信息傳遞給潛艇，引導(dǎo)潛艇利用導(dǎo)航對(duì)敵方岸上重要軍事目標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)距離打擊，在保證打擊效果的同時(shí)保證潛艇的安全；

2）當(dāng)潛艇利用探測(cè)設(shè)備對(duì)敵方艦艇進(jìn)行探測(cè)時(shí)，經(jīng)常也會(huì)受到敵方的探測(cè)，而利用潛射無人機(jī)對(duì)敵方艦艇進(jìn)行探測(cè)偵察可以有效實(shí)現(xiàn)己方潛艇的隱蔽，并實(shí)時(shí)的將目標(biāo)數(shù)據(jù)傳給潛艇，實(shí)現(xiàn)對(duì)敵方艦艇的安全精準(zhǔn)打擊，使?jié)撏Ь邆溥h(yuǎn)程精準(zhǔn)打擊敵方機(jī)動(dòng)目標(biāo)的能力；

3）潛射無人機(jī)能對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)空域進(jìn)行偵察監(jiān)視，有效監(jiān)測(cè)敵方空中反潛力量，并及時(shí)向潛艇反饋敵機(jī)的信息，為潛艇對(duì)敵機(jī)打擊贏得時(shí)間。

5 結(jié)語

潛射無人機(jī)是潛艇技術(shù)和無人機(jī)技術(shù)發(fā)展結(jié)合的產(chǎn)物，是協(xié)同體系作戰(zhàn)對(duì)潛艇提出的迫切需求，可以提升潛艇的作戰(zhàn)能力并改善潛艇信息能力弱、對(duì)抗航空反潛兵力能力弱的劣勢(shì)，能夠較好滿足潛艇在未來海上作戰(zhàn)中的需求。