【防务评论】无人作战平台如何称霸水下世界？
作者：刘晓明 蒋琪
美国海军在2016年1月宣布，已经在华盛顿州普吉特湾的海军水下作战中心基波特分部开展了一系列测试和演示。为“大排水量潜航器”开发的通用控制系统（CCS）软件结构通过了系列测试，表明CCS软件具备对“大排水量无人潜航器”（LDUUV）进行指挥控制的能力。
LDUUV属于美国近期正在研发的一种新型水下无人潜航器，新型水下无人作战平台将“无人”、“水下”、“平台”三个要素紧密结合，将功能聚焦于载荷的部署发射，其创新的作战概念获得了广泛的关注。作为一个潜在的导弹发射/运输、作战平台，新型水下无人作战平台将给未来战争带来不可忽视的影响。
水下无人作战平台一般是指配备了各种传感器和武器载荷，可远程操控或按预设程序自动遂行侦察、监视、打击等作战使命的水下作战平台，可认为是一种“高端”的UUV。与仅能执行简单地侦察、探测、排水雷等功能的传统UUV相比，水下无人作战平台的发展目标常常是全部或部分地替代潜艇，具备较高的智能化和作战打击能力。
水下无人作战平台部署及发射有效载荷假想图
水下无人作战平台的概念已提出多年，最初是以功能丰富完备、性能指标高、可执行的使命任务多样为主要特点。以1996年美海军水下作战中心提出的Manta水下无人作战平台方案为典型代表。但直到2012年英国提出新型水下无人作战平台概念后才迎来了一个小小的发展高峰。英国国防部明确提出将潜伏隐蔽，即时发射导弹等载荷作为核心功能。自此，水下无人作战平台的发展迅速转向。包括UFP、“九头蛇”、赛艇海底导弹系统等项目均是以战区部署、长期值守、即时唤醒、快速发射载荷为主要功能特点。其作战概念和使命任务更加明确，可作为当前海战场武器装备体系有益的补充，未来可能发展为一类重要的海上主战装备。
1996年，美国海军水下作战中心提出Manta水下无人作战平台方案。Manta呈扁平魟鱼状，长近15m，航速约9.26km/h，水下续航力8h，航程50km，装有模块化武器系统和传感器系统，可与母艇、其他无人潜航器和水面平台的协同配合作战。可潜入危险水域或敌方港湾，监视水下动态，搜捕水下目标，进行侦察和情报收集，实时将探测到的敌情发回舰艇；作为网络中心战中的一个节点，发挥战场前置传感器的作用，建立与舰艇和己方战斗群的通信联络，扩大战斗群的预警范围，甚至可使局部水下作战空间可视化；尾随已发现的目标，在适当距离用自带的武器发起攻击；还可携载并发送其它小型无人潜航器。为了便于研制，已制造了名为“系统技术演示潜器”（MTV）的试验艇，用于演示所需关键技术及评估作战概念平台。
Manta概念图
针对海上作战时前线部署各类平台和武器面临的成本问题和保障问题，美国DARPA提出可在深海预先部署无人值守式传感器或者非致命性武器等载荷的概念，并于2013年1月11日发布了关于“可升降有效载荷”（Upward Falling Payloads，UFP）项目的招标通告，并在1月25日举行行业研讨会。目标是演示一种可以在海底极端压力下长时间潜伏、在防区外激活并迅速上浮、配置传感器和非致命性武器的水下无人作战平台。项目旨在研发低成本无人分布式系统，替代传统昂贵的飞机、舰船和潜艇等平台。在前线区域预先部署节点，需要的时候指挥并启动这些节点，为军方提供跨洋连接，节约成本，同时也为军方突击海上目标提供机会。
UFP项目第一阶段进行概念性设计和可行性评估，重点进行通信系统的研发。第二阶段将研发主要子系统，演示上升装置和通信功能，各子系统技术成熟度可达到TRL4。第三阶段将进行通信和UFP的集成，各子系统技术成熟度可达到TRL6。
2013年7月份，美国国防高级研究计划局授予斯帕顿公司UFP项目的第一个阶段的合同，价值17.7697万美元，第一阶段的工作主要是进行概念设计和可行性评估。2014年5月，该项目结束了第一阶段的研发工作。
2013年7月，美国DARPA发布了研发“九头蛇”无人母艇项目的公告。旨在借助成熟技术和新的构件技术研发和演示一种高效费比的模块化水下发射平台，可以混合搭载UAV和UUV等各种有效载荷，能够快速将无人设备隐蔽地运送到战场范围内部署、回收。
“九头蛇”无人母艇想象图
“九头蛇”项目采用标准化的外壳及模块化负载，可根据需要混合搭载UAV和UUV。技术领域包括模块化封装、UAV载荷、UUV载荷、作战概念和支持技术。模块化封装技术将能够提供运输、储藏、发射多种不同类型的有效载荷，并可快速重置，以实现最大的空间来容纳有效载荷。
DARPA将根据本地区开发整个系统的作战概念，进行相关的整体系统架构的研究。例如包括发展创新概念的“九头蛇”部署和搜索可以利用的飞机的和空中战术飞机。鉴定的首选指挥、控制、通信架构。无缝集成到现有的战斗管理系统，或评估“九头蛇”在水面和海底载荷的作战的影响。
“九头蛇”项目将包括3个阶段，第一阶段包括在不同技术领域定义概念、开发部件能力、降低子系统风险；后续阶段将开发和测试全系统。根据DARPA于2013年4月发布的2014财年预算，“九头蛇”项目计划在2014财年完成以下工作：
1）作战空间细化，确定现有技术局限性，发展新的技术途径；
2）启动封装容器和可用载荷方案设计；
3）发展革命性的关键技术，包括能源存储、通信和部署等；
4）关键技术演示验证；
5）调研布局方案，启动系统方案设计。
“九头蛇”项目作战概念图
与英国国防部需求方案和俄罗斯赛艇海底导弹系统明确提出主要载荷为导弹不同，美国UFP和“九头蛇”项目只是提到其载荷为UAV和UUV等，可用于侦察、干扰，甚至强调载荷应为非致命武器。但多方分析认为，UFP和“九头蛇”也完全具备发射导弹的能力。尤其是从功能设计来看，战区部署、长期值守、即时唤醒、快速发射等特点，简直就是为发射导弹遂行打击任务而量身定做的。
LDUUV是美国海军水下作战中心的一项名为“大排水量无人潜航器”的项目。LDUUV是新型大排水量无人潜航器，可大幅提高无人潜航器的自持力、续航力和有效载荷能力。该项目主要用于情报监视和反水雷领域，其基于模块化的开放架构设计可允许美海军根据任务需要安装新的任务组件。
LDUUV将能够在多种平台上布放和回收，包括近海战斗舰（LCS）、“弗吉尼亚”级潜艇以及“俄亥俄”级巡航导弹潜艇等。LDUUV由无人海上系统项目办公室（UMSPO）组织开发，该办公室隶属于近海战斗舰项目执行办公室（PEO LCS）
2013年，来自美国海上系统司令部的海军水下作战中心纽波特分布的无人潜航器专家定于10月16日在华盛顿特区的Alion科技公司向工业界介绍LDUUV的项目，该无人潜航器可在港口释放与回收，可在港口、浅海及公开海域执行超过70天的超视距情报、监视和侦查任务。可以长航时自主航行并且具有隐身性。
美国海军透露，海上系统司令部已于2015年8月17日批准LDUUV项目的风险降低决议，即该项目达到了“里程碑A”，标志着该项目获得了进入下一个开发阶段的授权。美海军将投入更多资源用于提高该项目的成熟度，以减少项目生产与装备阶段之前的风险。
新型水下无人作战平台发展特点
水下无人作战平台，一方面依托海洋提供的天然屏障大大提高了平台的生存能力；另一方面，它具有无人值守、保障费用低、作战手段灵活多样等优点。水下无人作战平台可以胜任海上打击、海上防御、海上基地等多重角色，是未来海-陆-空-天全维打击网中一个重要节点。其发展具有如下特点：
大势所趋——新型水下无人作战平台顺应了现代战争中交战空间立体化、多维化，参战力量无人化的整体发展趋势。其技术发展和应用还将为更复杂的水下无人作战平台的发展打下一定的技术基础和作战理论基础。
相辅相成——作为一种新的无人武器平台，与潜艇相比，在设计的时候可以排除人的因素，而仅以任务为中心设计。这可有效减少人员伤亡，可以独立作战也可配合潜艇作战。可以拓展潜艇的反潜任务海域、增强潜艇的预警能力、提高潜艇的通信能力与防御能力。
实战威力——新型水下无人作战平台拓展了导弹发射（运载）平台的种类，可在水下长期隐蔽、远程实时操控，有助于达成各类导弹作战的战术突然性。既可以组成防御网，也可提前部署遂行进攻性打击。通过搭载多种载荷，可以遂行目标侦察、战场中继、战后评估等多样化的任务，作战更加灵活。
战略威慑——与传统平台相比，新型水下无人作战平台相对廉价，可在关键战区大量部署，长期值守。对敌方来说，潜在威胁的数量不明，位置不明，其搭载的导弹武器本身就具备技术成熟、威力大、作战半径大的特点，因此，该类武器具备很强的战略威慑潜力。
拐点临近——2013年8月，美国波音公司宣称，历经多年的发展后，制约水下无人作战平台大型化、长时工作的多项关键技术突破在即。在未来两年，能够长时持久工作、搭载多种有效载荷的水下无人作战平台即将进入“爆发性”的发展阶段。是否真如波音公司所说，技术发展的拐点已经临近？
新型水下无人作战平台技术分析
1999年，美国海军首次提出完整的UUV发展计划，自此水下导航、控制、电池、材料等相关技术得到了长足的发展，为新型水下无人作战平台奠定了良好的基础。然而，新型水下无人作战平台有与传统UUV相比具有迥然不同的特点，为其技术实现带来了新的难度。
根据机动能力的不同，可将目前主要发展的水下无人作战平台归为两类：潜伏时固定在海底某一深度，接收信号后只能上浮发射载荷的升降平台（以UFP和赛艇海底导弹为代表）和能够水下机动潜行的水下母艇（以Manta、“九头蛇”为代表）。
赛艇导弹发射试验
升降平台类新型水下无人作战平台必须由舰船、飞机或潜艇部署，潜至一定深度，然后在极端环境中待命数年，随时能够接收远距指令可靠触发，并迅速上升到发射高度，成功完成导弹及其他载荷的部署。这些任务要求/功能特点，对技术实现提出了挑战，主要可归纳为以下三方面：
长时间海底潜伏——水下值守时间不能过短，潜伏深度不能过浅，位置不能大幅度偏离基点，因此要解决长时水下定位、抗高压、抗腐蚀问题，还对可靠性、可回收性、环境无害性提出了较高的要求。此外，为了避免暴露，需对其部署位置、隐身以及异常时自毁等方面进行精心的设计。
远距且实时的通讯——为实现更佳的作战突然性，占据有利位置，升降平台类的新型水下无人作战平台将主要部署在距己方距离远，距敌方距离近的交战区域。因而，必须解决远程实时操控的问题，确保能够在战时由很远的距离之外激活并按指令遂行攻击。
通用化的载荷发射系统——在接收到指令信息后，要能够将携带的有效载荷准确、没有延迟地发射到作战海域。由于远离己方支援，很可能需要自行发射多种载荷完成目标侦察、战场中继、毁伤评估的工作，故应配备通用化的载荷发射系统，适用于无人机、中继弹、侦察UUV等多种载荷。
水下母艇类新型水下无人作战平台具备一定的水下潜航能力，可以进一步地将各种载荷运输、部署到需要的地方，甚至可以搭载UFP，与升降平台类相比其功能更加强大。
然而，过于“强大”的功能将导致技术难度急剧攀升，而且需要进一步明确水下母艇类平台的作战概念，此处依据其主要概念就技术实现难点进行分析。
功能与性能的平衡——水下母艇类平台具备一定的航程和作战灵活性。然而，水下平台的有效载荷空间、推进系统空间、能量存储系统、隐蔽/隐身能力、有效航程等几个因素是复杂关联、相互制约的。水下母艇必须牺牲载荷空间用于安置推进系统（还可能有更多的电池），可能导致载荷空间不足，抑或增大体积、导致系统复杂、难以实现且面临更大的暴露危险。
作战概念/样式的设计——作战概念/样式的设计与功能性能的设计是相互牵引、支撑的。与升降类平台相比，水下母艇的作战概念还不够明晰。DARPA“九头蛇”项目也明确提出要进行相关的整体系统架构的研究。包括探讨可用于部署和搜索的飞机，适用于该类武器的控制、通信架构，将其无缝集成到现有的战斗管理系统，评估其在水面和海底发射载荷作战的影响等。
多种载荷装载能力——与升降平台类新型水下无人作战平台相比，由于具备一定的机动能力，其潜伏的时间和远距实时通讯距离可能都可以有一定的缩减，但载荷发射系统预计要能够装载多种的不同载荷，载荷模块的封装及发射、回收都是需要解决的技术。
新型水下无人作战平台作为一种全新的导弹发射/运输平台，其发展与部署将给未来战场带来巨大的变化。尽管其发展还面临着诸多技术难题，水下母艇类平台的作战概念甚至还不明晰。但该类武器在1年的时间里已获得了3个军事强国的关注，已有3个项目正式启动，其发展速度不可小觑。
近年来，美国战略东移高调“重返”亚太，大大增加了我军“反介入/区域拒止”的压力。反舰导弹和巡航导弹作为精确打击的利器，客观上要求提升导弹作战（装载）平台的数量和生存能力。从新技术可行性和对系统的掌握程度而言，水下无人作战平台无疑具有较高的军事价值和应用前景。
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