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【未来战场】无人作战哪家强?水面也要刚一刚:世界无人水面舰艇(USV)发展

张卫京 肖雯 轻兵器 2021-08-07

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核心内容提要      


美国“海狐”无人艇


当今,在水面无人艇领域,美国、以色列两国的发展走在前列,其他各国竞相投入研发。可以想见,未来战争中,水面无人艇将协同无人飞行器、无人潜航器和无人车辆,共同构筑一个完整的无人化战场……


与其他无人装备相比,水面无人艇(USV,unmanned surface vessel)发展相对滞后,已开展水面无人艇研制的国家主要有美国、以色列、英国、法国、德国、日本等,其中,美国和以色列一直处于领先地位,欧洲部分国家在迎头赶上,但仅有美国、以色列的部分型号装备部队。


美军2013年12月发布的《无人系统路线图》


美国水面无人艇的发展思路和顶层规划十分明确和清晰。美海军曾在《21世纪海上力量——海军设想》中提出,在2015年前将新型无人平台引入未来网络化作战体系中。2007年7月,美海军首次发布《海军水面无人艇主计划》,设定了水面无人艇的7项使命任务——反水雷战、反潜水战、海上安全、反舰战、支持特种部队作战、电子战和支持海上封锁行动,指明了未来水面无人艇的发展重点及技术攻关方向。2013年12月发布的《无人系统路线图》则对水面无人艇“近期(未来5年)、中期(未来10年)、远期(未来25年)”的技术发展重点和能力需求作出了更细致的说明,同时指出,为将无人系统潜能最大化,未来各类无人系统必须实现无缝互操作能力。

“斯巴达侦察兵”无人艇是“美国先期技术概念演示项目”之一



Part.1  美国:水面无人艇世界领先



在水面无人艇方面,美国始终站在技术发展的制高点,代表着这一领域的发展方向。美国正式服役的水面无人艇主要有“海上猫头鹰”、“斯巴达侦察兵”、“X-2”号、“幽灵卫士”、“海狐”等。


“海上猫头鹰”
“海上猫头鹰”是美海军开发水面无人艇的首次尝试。该艇长3m,最大航速45节(83km/h),续航力为10小时(航速22km/h)或24小时(艇速9km/h),吃水仅18cm,可在近岸非常浅的水域活动。
该艇可携200kg的有效载荷,包括前视和侧扫声纳、星光/日光/红外摄像机、激光测距仪等,可由长度11m以上的舰船携载、投放和回收。改进型“海上猫头鹰”可用作载舰侦察艇,为其他武器(如舰炮)标示海上或岛礁附近的目标,必要时还可为载舰兵力提供保护,甚至还拥有对水下无人潜航器实施控制的能力。1997年参加“河流穿插引动演习98”,2002年参加Juliet舰队作战试验。

“海上猫头鹰”是美海军开发水面无人艇的首次尝试,其可在近岸非常浅的水域活动


“斯巴达侦察兵”

该艇是美国近年来研制的水面无人艇的典型代表,它是“美国先期技术概念演示项目”之一。该艇针对美国海军的需求,由美国海军水下作战中心、诺斯罗普·格鲁曼公司、雷声公司以及洛克希德·马丁公司联合研制。海军陆战队用它执行远征后勤和再补给等任务,特种部队认为该艇可用于水文调查或其他侦察和欺骗任务,陆军认为该艇可以配备“地狱火”导弹等武器执行精确打击任务,协助陆军在内陆湖泊地带作战。

该艇有两种型号,分别长7m、11m,各自可携带1 360kg、2360kg的有效负载。其具有遥控和自主运行两种模式,具备半自主能力,能够根据不同的任务需求更换任务模块。2003年8月首次海试,2005年4月首次参加实弹射击试验。已被正式部署到“葛底斯堡号”巡洋舰上,参加过“持久自由行动”和“伊拉克自由行动”。

“X-2”号

美国海军新型三体无人快艇“X-2”号,能够配备雷达、声纳、摄像机、导航系统和防撞系统,还安装有先进的网络通信系统和情报侦察监视系统。

“X-2”号长约15m,宽约12m,能以28~55节(52~102km/h)的航速在8级海浪中自主巡航。通过无线电和全球定位系统,控制人员可以在数百千米外通过控制平台下达指令,从指令发送到无人艇执行动作只需18秒,定位控制精度可达3m以内。


“X-2”号三体无人快艇


“幽灵卫士”
美国“幽灵卫士”主要用于海上警戒和防护、运送货物(<150kg)、收集情报和海上监测等。其最大功率为266马力(196千瓦),可按预定程序自动行驶,并可随时更改航路,2003年9月首次海试。

美国“幽灵卫士”无人艇可按预定程序自动行驶,并可随时更改航路


“海狐”

“海狐”由美国西风海事公司研发,目前在美国海军中服役的主要有“海狐”MK1和“海狐”MK2两型,其可搭载雷达、声纳、摄像机、目标跟踪与防抖软件系统、数字变焦红外照相机、数字变焦日光彩色照相机、导航照相机、4个波段(军民各2个)的增强型通信系统。美国海军主要利用该艇进行江河地区的作战评估以及远征部队的安全保障等,2006年首次海试。



Part.2  以色列:多款型号显实力



以色列已开发多种型号的水面无人艇,包括拉斐尔先进防御系统公司和航空防御系统公司联合开发的“保护者”、埃尔比特系统公司的“银色马林鱼”和“黄貂鱼”、航空防御系统公司的“海星”等无人水面艇。其中,“保护者”无人艇首批12艘已于2006年服役。

“保护者”

“保护者”由以色列拉斐尔先进防御系统公司与以色列航空防御系统公司联合研发。其以9m长的刚性充气艇为基础,喷水推进,航速超过30节(56km/h),最高40节(74km/h),最大有效载荷1 000kg。其载荷主要包括导航雷达和“托普拉伊特”光学系统。“托普拉伊特”光学系统包括第三代前视红外摄像机、黑白/彩色CCD摄像机、激光测距仪、先进关联跟踪器和激光指示器等。


以色列“保护者”无人艇以9m长的刚性充气艇为基础,喷水推进

 “银色马林鱼”

“银色马林鱼”无人艇艇长10.7m,质量为4 000kg,可携带2 500kg的载荷,最大航速45节(83km/h),最大航程500海里(926km),续航时间24小时。分遥控和自主操作两种模式。其自主控制系统“自主舵手系统”设计用于底层控制,以保持最佳转向速度、最佳燃油消耗率等最佳性能。该艇使用巡航传感器及稳定系统进行精准航行和导航,以防止倾覆。它具有自适应的特点,能针对环境或任务的变化自动调节控制系统。


“银色马林鱼”被称为第二代无人艇,其分遥控和自主操作两种模式

“海星”

“海星”是一种硬壳充气式水面无人艇。该艇长11m,有效载荷2 500kg,最大航程300海里(556km)。主要用于监视、侦察、反水雷战和电子战等。“海星”采用开放式体系结构,装有光电传感器、目标搜捕传感器、通信情报系统等,武器配置为一门带稳定装置的小口径舰炮,其水上操作可由陆基、海基甚至空基平台实施控制。据称“海星”无人艇将是“保护者”的强劲竞争对手。


以色列“海星”无人艇是一种硬壳充气式水面无人艇,主要用于监视、侦察、反水雷战和电子战等


“黄貂鱼”

“黄貂鱼”水面无人艇在2005年土耳其国际防务展上首次公开亮相。该艇采用喷水推进,最大航速40节(74km/h),有效载荷150kg,续航力可达8小时以上,具有自主导航能力和定位能力,可由岸基平台或舰上控制台对其实施遥控,艇上装有多种探测传感设备(包括前视红外摄像机、电视摄像机、光电探测系统等),主要用于近岸情报侦察与监视、电子战和电子侦察等。


“黄貂鱼”无人艇采用喷水推进,本身具有自主导航能力和定位能力



Part.3 欧亚多国:积极推进水面无人艇研制


英国在研的水面无人艇主要包括“卫兵”、“哨兵”、“黑鱼”等。其中,“卫兵”最为典型,由康奈蒂克公司研制,采用先进的隐形设计和喷水推进技术,航速可达50节(93km/h)


英国“黑鱼”无人艇


英国“哨兵”无人艇


法国在研型号主要包括“检察员”MK1、“罗德尔”、FDS-3和“巴西尔”等,其中,FDS-3无人猎雷艇全长8.3m,质量为6 700kg,采用柴油动力推进,航速12节(22km/h),续航力20小时,通过载舰天线实施遥控,利用全球定位系统,按预定航线自主航行。其曾参加过航道清扫、港口搜索等行动。


法国FDS-3无人猎雷艇

德国在研型号为“哨兵”和“近岸攻击”无人艇,其中“哨兵”无人艇采用模块化结构,全长4.67m,外形设计和艇体材料使之具有优良的隐形能力和抗沉性能,艇上装有声纳或雷达,另有光电传感器、化学传感器模块可供选用,目前已投入海试。

日本发展的水面无人艇主要有UMV-H(高速型)、UMV-0(海洋型)和OT-91型。其中,OT-91型为最新研制型号,采用喷水推进,最高航速40节(74km/h),主要用于海上情报侦察和反水雷等。

日本Eco Marine Power公司于2014年5月对外发布了Aquarius无人艇,该艇采用三体船结构,长5m,翼展8m,吃水1m,船体使用轻量级复合铝制材料,采用太阳能和电力混合动力,巡航时速最高6节(11km/h),非常适合在浅水水域进行操作。


日本Aquarius无人艇采用三体船结构,非常适合在浅水水域进行操作


Part.4 未来展望


国外水面无人艇研制、生产走过了10多年的历程,随着无人化、智能化技术的不断进步,水面无人艇任务领域将不断拓展。“发展自主决策能力、多艇编队智能协同”已成为未来水面无人艇发展清晰的目标图像。

现阶段我国地面和空中无人作战系统的发展已初见成效,无人装备技术的发展有了较大的提高,而我国水面无人作战装备仍以大型舰艇为主,辅助有人的小型突击作战艇,在轻型水面无人作战领域还尚属空白。未来,我国应加大投入研制轻型水面无人作战艇,使我国水面武器装备建设体系更加完善。伴随着武器水面发射控制、多传感器信息融合、互联互通和防撞、自扶正等关键技术的发展不断突破,必将推动我国水面武器装备无人化发展上到一个新台阶。

无人作战平台将会是未来战争中侦察、监视、探测、情报收集、阵地防护、武装打击、执行特殊任务、实现零伤亡的重要手段。军事专家相信,无人艇这一海上新概念作战平台,将会在未来的战争中协同无人飞行器、无人潜航器和无人车辆等,共同构筑一个完整的无人化战场。







 
 

(本文发表于《轻兵器》2017年12(下)期,公众号文有删改)


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编辑:刘玉珍 李昊


校对:魏开功



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