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【防务资讯】美海军提交《2025年自主潜航器需求》报告

2016-04-13 战略前沿技术


来源:中国国防科技信息中心,作者:申淼


  [美国海军学会2016年3月24日报道] 美国海军于2016年2月18日向国会武装力量委员会提交一份报告,题为《2025年自主潜航器需求》,报告全文15页。

  报告主要阐述三个方面的问题:第一,不同种类的自主潜航器(AUV)预计将要执行的任务及该任务如何与当前和未来的潜艇任务相关联;第二,在该时间框架内(2025年)所需的不同种类的AUV和其他可部署的水下传感器与通信系统及其合适的搭载平台;第三,对每种AUV需求的数量及其对潜艇军力结构需求的影响。

  (一)报告摘要

  AUV是海军提升和扩大水下优势工作中一项重要组成部分。无人潜航器可独立作战或与载人舰船协同作战,为情报、监视与侦察(ISR)、海床战和欺骗作战等海上任务提供支持。扩大水下优势也将依靠固定的水下传感器和系统。AUV以及水下固定系统可在载人潜艇和舰船不能或不应作战的地方进行作战。

  当前,许多AUV在人工参与监视下执行海上感知和鱼雷对抗任务。通过开展研制工作可增强AUV的续航能力、自主性以及传感器/有效载荷作战能力,并将最终使AUV在需求最少人工参与的情况下可运行数日或数周,以确保成功完成任务。除增强独立性外,技术发展也将使AUV开展最前沿作战并能增加其可执行的任务数量。

  尽管2025年的军力结构需求尚未决定,但是海军致力于实现AUV军力在规模和组成两方面的增长。海军水面舰船和潜艇具有多任务能力、灵活性并可搭载受过专门训练的船员。近期来看,AUV具有增强水下优势和抵消敌人优势的能力,但在可预见的将来将不可能替代海军军力结构。

  (二)水下战任务(当前及对2025年的预测)

  (1)当前水下战任务

  当前,水下战力量通过隐蔽和最前沿保障介入方式执行多种任务:

  • 战略威慑

  • 情报监视与侦察(ISR)

  • 反潜战

  • 反水面战

  • 打击

  • 海军特种作战

  • 鱼雷战


  这些任务未来将继续相互关联,同时也将不断发展和拓展,因此在执行未来水下战任务时需要实现更远航程、更高精度和更强杀伤性。为应对作战风险和缓解军力结构不足,需要增加新型工具、外置传感器(off-board sensor)和诱饵,以增强潜艇的状态感知能力和目标瞄准能力,使敌人的反舰战变得更加复杂。

  (2)2025年水下战任务预测

  几项新兴的任务在关联性和重要性方面继续增长,预计2025年将成为海军水下战中关键组成部分。新任务领域包括:


  • 海床战

  • 反AUV战

  • 电磁机动战

  • 欺骗战

  • 非杀伤海上控制


  (三)AUV分类

   AUV也称为无人潜航器(UUV),是指具有以下共同特性的各种水下航行器:


  • 水中作战

  • 不需要人工参与指挥控制

  • 在执行任务中具有推进力


  AUV可以分为三大类:
  

  • 自推进型

  • 环境动力型

  • 其他系统
     
     (1)自推进型AUV

  超大型AUV:是指直径超过84英寸(合2.1米)的AUV,可通过吊车和甲板等从岸上或舰上发射。

  大型AUV:直径在21~24英寸(合53~61厘米)之间。可通过“干式甲板换乘舱”(DryDeckShelter,DDS)、“弗吉尼亚”有效载荷管、“弗吉尼亚”级核潜艇(SSGN)有效载荷管、“弗吉尼亚”有效载荷模块和其他合适的水面舰船布放。大型AUV也可通过操作设备进行岸射或舰射。

  中型AUV:直径在10~12英寸(约合25~30厘米)之间,可通过潜艇标准鱼雷管、大型鱼雷管、垂直发射系统管布放,也可通过DDS布放。中型AUV可通过岸上或水面舰船发射,并利用操作设备回收。

  小型AUV:直径在3~10英寸(约7.6~25厘米)之间。可以是便携式AUV,也可通过各种平台(包括较大型AUV)布放,还可通过潜艇布放。

  (2)环境动力型AUV(波浪滑翔机也属于无人水面舰船)

  浮力滑翔机:通常这些AUV是通过固定翼将浮力转换为前进动力的小到中型AUV。但是此种推进方式在速度能力方面非常受限。通常将保留动力用于传感器有效载荷和通信需求,以确保AUV可以运行数月。大多数该类型AUV可通过小型船只/RHIB进行发射和回收。

  波浪滑翔机:该类AUV由一个类似冲浪板的漂流物组成。通过波浪运动可以产生1~2节的推进力。除电池外,漂流物的上面覆盖着太阳能面板,可为滑翔机电池充电。此类AUV可运行数月之久,并且已经演示验证了跨洋运行的能力。波浪滑翔机可以舰射和岸射,可回收。

  (3)其他可以布放的水下传感器和通信系统:包括不被注意的探测系统;能源补给、数据管理和通信基础设施等。

  (四)AUV的任务

  关于AUV,需要首先明确一下“任务”和“行动”的区别。根据《联合条令》的定义,“任务”是指带有目的的行动,并清楚地阐释将要采取的行动及原因。“行动”是指为了完成某种任务需要采取的具体行动。

  (1)AUV具体任务

  AUV将被赋予具体的行动任务。通过AUV执行行动将提升整个水下战的效能和作战能力;扩大搭载AUV的舰船在视觉、声学和电子传感器的覆盖范围,以探测在当前作用范围之外的目标并极大促进搭载平台同时执行多项任务(包括最终实现AUV多任务自主性)的能力。

  通过独自作战或与载人潜艇合作作战,AUV可使水下战更加有效,例如:

  AUV可以介入对载人平台而言花费昂贵、耗时较多或者危险很大的地区。该介入将包括有效载荷投送以及在AUV上布放传感器/有效载荷,包括在一些目前无法进行作战的地区布放实时远距离“超视距目标瞄准”有效载荷。

  AUV可执行具有高效费比、重要的或者明确定义的重复性行动任务。与独自使用载人系统相比,AUV可提供更大范围和更持续的覆盖。

  AUV可弥补美国在控制海床方面的能力差距,这一领域将发展为对无人水下系统而言独特的重要任务。海床具有快速增长的经济和军事重要性。美国和盟国的海床系统需要监视能力,同时也必须对敌人的海床系统予以探测、勘查和攻击。

  作为诱饵,AUV将增强潜艇的生存能力,并为欺骗战和其他作战任务提供支持。

  AUV将作为“数据融合”节点,将情报交付至连接作战人员水下网络和舰队战术/作战通信中心的系统中,确保做出正确的决定。

  AUV可应对新型的水下威胁,包括敌人的无人舰船、传感器、系统和基础设施。


  (2)2025年AUV任务预测

  2025年,AUV将在核动力潜艇目前作战的区域或者临近区域执行任务,以支持水下战(USW)。它们可能在更深的海域或者拒止海域执行任务。因此,AUV将需要更长的续航能力以及增强的可靠性和生存能力。此外,还需为多个行动/传感器提供支持,实现更加被动的语音传输以及提高自主性以降低对远程控制站和通信网络的依赖。

  AUV的作战能力将主要取决于以下四个主要特征:

  •   续航能力(AUV可运行多远、多快以及需要为多少传感器提供支持)

  •   传感器/有效载荷(AUV可感知到什么以及有何影响)

  •   自主性(AUV基于其掌握的何种信息可作出何种决定,以及如何进行通信)

  •   指挥、控制和通信

  (五)AUV的发射和回收

  AUV旨在在国内港口和运输航线上、海上水域、咽喉要道或者前沿竞争性水域作战。部署的AUV将从发射位置运行至预定作战位置而后再返回回收位置。发射和回收将通过海上的水面舰船或者潜艇或者从岸上实施。AUV的效力通常直接与用于布放的发射点/平台相关。

  (六)AUV库存需求

  2016年尚无法准确掌握2025年对AUV具体库存的需求。对AUV的需求将主要取决于AUV的作战能力及其搭载平台的处理能力。美国海军已经掌握了相关技术,未来1~5年将主要发展小型和中型AUV。此外,敌人在海上特别是水下领域的发展也会影响2025年对AUV的需求。新设立的海军无人系统助理副部长将根据海军部长指示于2016年领导完成一份综合的无人系统路线图战略。它也将成为海军首份无人系统路线图战略,将有助于海军决定未来的库存需求以及投入决定。

  核动力潜艇(SSN)军力结构将于未来15年减少25%,这成为对前沿作战的AUV需求的主要推动因素。SSN是可以高度利用的多任务平台,有着经验丰富作战人员,2025年AUV不会替代SSN。但是,前沿部署的AUV将提升现有SSN在和平时期和战争时期的性能。


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