“海上猎手”将使未来反潜作战样式发生重大改变
摘 要
随着水下和水面作战环境日益复杂，无人潜航器的出现，常规静音潜艇的大量服役，使得对水下目标的搜索更加耗时费力，反潜任务量和难度都空前加大。正是在这一背景下，美国海军开始研发一种被称为“海上猎手”的“反潜战持续追踪无人艇”。
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当地时间4月7日，美军在俄勒冈州波特兰市为处于测试阶段的一艘技术示范舰“无人驾驶”军舰“海上猎手”号举行洗礼命名仪式。“海上猎手”将会在海军战略领域引发革命，使未来反潜作战样式发生重大改变。
1反潜战持续追踪无人艇
进入21世纪以来，随着信息技术结合人工智能的飞速发展，无人驾驶技术已经从环境单一的太空、空中拓展到了环境复杂的水下、水面，出现了无人潜航器、无人水面艇等。
随着水下和水面作战环境日益复杂，尤其是大潜深、长航时的无人潜航器的出现，以及常规静音潜艇的大量服役，使得对水下目标的搜索更加耗时费力，反潜任务量和难度都空前加大。
正是在这一背景下，美国海军开始研发一种被称为“海上猎手”的“反潜战持续追踪无人艇”（ACTUV）。
美国无人驾驶反潜巡逻艇的研发启动分为概念定义、设计、建造、海试四个阶段实施。2010年初至2012年6月，美国先进防御技术研究项目代理局最终完成了无人驾驶反潜巡逻艇的概念定义阶段，并于8月选定美国科学应用国际工程公司（LDOS）承担后续3个阶段的工程实施，合同金额5800万美元。
“海上猎手”运行想象图。
第二阶段设计也已经在2013年12月完成，LDOS完成了三体船的设计方案，包括所有传感器、自动操纵系统、远程监控系统、软件系统、动力系统、通信系统等，并通过了最终的设计评估。
第三阶段建造工作从2014年初开始，2015年1月完成，现建造工作已经基本结束，舰只已经下水。第四阶段的海试从2015年第一季度开始，计划2016年年中完成整个项目。2015年初，ACTUV在密西西比州海域进行为期6周的测试，测试范围为35海里（约65千米）。
在此过程中，LDOS和美国国防部高级研究计划局（DARPA）的测试人员设置了100种不同的想定，测试ACTUV的系统。测试结果表明，ACTUV能在1千米范围内跟踪目标船只。
美国海军水雷和反潜战司令部指挥官、海军少将弗兰克·德伦南表示：“在繁忙海域搜寻静谧的柴电动力潜艇，就像在一座喧嚣的大城市中监听一辆汽车发动机的声音。”ACTUV并未装备武器，但它可使美军处于安全环境下。预计美国无人驾驶反潜巡逻艇最早于2018年开始部署投入现役。
“海上猎手”未来反潜作战模式图。
ACTUV采用三体船布局，全长约为40米、重140吨，船身用碳复合材料制成，使用模块化设计组装而成。装备有两台引擎，最高时速27节，具有很强的自持力（60～90昼夜）。
在俄勒冈州最近进行的一次测试中，它的航速达到31节，已超过当前任何常规潜艇的最高速度。ACTUV配有雷神公司的模块化可扩展声呐系统（MS3），这套系统是这种无人艇的主要搜索和发现声呐，作用是自动执行主动和被动声呐搜索任务，而且ACTUV已经成功利用该系统跟踪到目标。
美国DARPA还为ACTUV发明出一种非传统的传感器技术，以便正确识别水面舰艇和其他海上目标。“海上猎手”的其一体化综合探测系统的布局类似于F-35战斗机上的分布式孔径光电探测系统，具有很高的态势感知能力。
情报将传递至卫星、MQ-4C“法螺”无人侦察机、P-8A远程巡逻机和MH-60R“海鹰”反潜直升机。据报道，这种系统用于对付在浅海区和美国航母打击编队航行区域行动的潜艇特别有效。“海上猎手”携带的传感器和任务包，使其能够进行多种情报、监视和侦察等任务。
无人驾驶反潜巡逻艇在技术层面上，将有两项革命性突破。一是在世界海军声呐探测装备中首次取消了“人在回路”，实现了对水下物体探测和跟踪的自动化、无人化。声呐具备了人的智能判断能力，需要自主决策，自我执行搜索和跟踪任务。
声呐要开发出适合自动搜索跟踪的复杂算法，就要开发出准确判定目标性质、降低误警率的软件，包括各类水下目标的声纹数据库，综合集成这些硬件软件并确保声呐系统的顺畅运转，需要完成大量创新性的工作，并使用大量的海洋基础性实验数据作支撑，没有雄厚的技术积累是不可能完成的（美国民间公司海洋基础性工作的功底世界第一）。
“海上猎手”追踪潜艇想象图。
二是海上无人驾驶自主航行技术。无人驾驶自主航行与无人驾驶有人遥控是根本不同的两种技术，美国的无人驾驶反潜巡逻艇完全智能化，自主航行、自主避碰、自主决策，基本不需要人的参与，它的自动化操纵系统要求可靠性极高。
为拥有完成这些具体行动的能力，无人驾驶反潜巡逻艇还必须具备智能化通信能力、与海上相遇船只智能化语音互动识别能力等。为完成对常规静音潜艇连续跟踪的任务，无人驾驶反潜巡逻艇在航速上将具备压倒性优势。
“海上猎手”的出现，很大程度上得益于当前人工智能、自主控制系统、大数据、机器学习能力等领域的突破。
据称，“海上猎手”未来还可能像击败人类顶级棋手的人工智能系统AlphaGo一样，利用特殊算法不但能识别和避让附近船只、持续追踪水下目标，更能通过不断学习完善自身效能。
美国DARPA说，在命名仪式后的数月里，它将与海军研究处进行合作，全面检验该舰的性能和创新性装备，以便将该技术转化到美国海军的作战应用中。
2具备跨洋能力的全机器人战舰
“海上猎手”配备了十分先进的驾驶传感器、导航、光电技术和长短距离雷达，可进行连续数月的监测追踪，结合船舶架构和设计，能自主安全导航航行，在世界各海域执行各种任务。“海上猎手”之所以被寄予厚望，很大程度在于它的特殊性能。
第一，具有专业的发现和追踪柴电潜艇能力。ACTUV可以捕捉到柴电潜艇发出的引擎声，就好像在嘈杂的闹市内辨别其中一辆汽车的声音。这款素有“幽灵猎者”之称的无人艇，专门为跟踪寂静无声的柴电潜艇而设计，拥有体积小、隐蔽性好、噪声低、造价低等优点。
在执行任务期间，ACTUV会使用声呐系统的高频主动声呐对目标进行精确定位和跟踪，同时借助传感器技术进行信息搜集。
逼近到很近的距离时，ACTUV会通过声学图像，确定目标潜艇的型号等信息，再通过人工智能处理系统将搜集到的这些数据，通过卫星通信线路传输到美海军的反潜指挥中心，再由中心分派到就近的反潜平台，根据情况赶往目标海域现场并摧毁敌艇。
“海上猎手”。
第二，具备惊人的海上持续作战能力。“海上猎手”不仅具备惊人的海上持续作战能力，更重要的是，它还能与濒海战斗舰等新锐载人战舰联合作战，利用良好的隐形性能和强大的探测能力，作为美军舰队最前沿的“侦察尖刀”。
即便“海上猎手”遭到攻击，也不用担心会危及船上人员的安全。“海上猎手”采取集成大量现有民用技术的建造策略，配备各种民用导航和定位设备，不配备武器系统，使用了光纤水听器，五级海况（浪高3～4米，风速10～13米/秒）下可以在海上自动连续执行反潜任务至少70天，续航力3800英里（约6116千米），七级海况下可以生存。
第三，反潜作战海域范围广。美国此前曾提出一款名为USV的无人艇，配属濒海战斗舰，但USV的吨位小、自主能力弱，只能在母舰周边执行任务。
相比之下，ACTUV规划的作战半径达到了3000千米，加上很高的自主任务能力，ACTUV完全具备了传统反潜平台的作战能力。另外，与传统有人反潜平台相比，ACTUV的部署强度还不受人员体力的限制，遭受攻击时不会造成人员损失。
这就为美军降低反潜平台的部署成本、提高反潜体系的密度和强度带来了全新的契机。ACTUV部署后，美军有人反潜平台将从大量复杂、危险、枯燥、疲劳的搜索跟踪任务中解脱出来，集中精力去完成更重要的打击任务。
这将帮助美海军形成高效反潜模式，并弥补因攻击核潜艇和水面舰数量缩减后搜潜力量不足的问题。
“海上猎手”运行想象图。
第四，执行任务的运行成本极其低廉。与卓越性能对应的，则是该舰相对低廉的建造和运营成本。美国DARPA称，“海上猎手”号的工程造价约为2000万美元，由于以柴油和电力为动力，日均运行开支为1.5～2万美元。
美国海军无人作战系统负责人罗伯特·吉里尔说，这相当于拿出人工驾驶军舰开支的“一小部分”，制造出高效能的潜艇追踪无人舰。该船的耐力和自主性使其成为猎杀潜艇的最佳选择，而成本却只有海军人工操作舰只的一小部分。
美军之前采取的方式是用造价昂贵的核动力潜艇去追踪敌方潜艇，采用这种无人艇无疑将大大减少应用成本，为打造美军一整套“廉价猎潜无人船队”奠定基础。
3将对未来海战产生重大影响
ACTUV虽然只是一艘没有武装的原型舰，但其优异的战技术性能将使未来海战发生重大改变。
一是常规潜艇或丧失优势。美国作为科技大国和军事强国，之所以不发展常规潜艇，是因为军方明白，随着科技的飞速发展，只要美国未来建立了全球海洋信息栅格系统，提升了海洋监视卫星对海面下物体的探测能力，配备足够数量的水面和空中平台，反潜战模式将改变为：对潜艇早期发现预警由海洋信息栅格系统和卫星提供，而查证、识别、跟踪潜艇靠水面无人平台和反潜飞机，攻击潜艇主要使用P-8“海神”飞机。
这种未来新型反潜战的作战样式，对需要定期上浮充电的常规动力潜艇来说，将意味着上浮和暴露，继而面临无人驾驶反潜巡逻艇和P-3C、P-8的长时间不间断跟踪监视，潜艇的每一个行动都会在对手的掌控中，常规潜艇隐蔽性强这一制胜法宝将颠倒，优势变为劣势，未来海洋中可能只剩下核潜艇才有生存的机会。
美国国防部副部长罗伯特·沃克（右）接受记者采访。
二是将对亚太地区安全形势产生重大影响。作为对抗中国和俄罗斯海军投资的核心战略，ACTUV是美国在无人作战领域的一个“撒手锏”。柴电潜艇装有近乎无声的发动机，很难远距离探测和追踪。将柴电潜艇运到面积较小的不稳定国家的成本在2～3亿美元之间。
俄罗斯一直对外销售柴电潜艇以支撑其造船厂。因此，美国国防部副部长罗伯特·沃克对路透社表示，“（对美军而言）这是一大转折点”。沃克还表示，如经测试确认安全，他希望“海上猎手”号能够前往设在日本横须贺港的美国海军第七舰队作进一步测试。他期望美国海军能够研发更多的“无人驾驶”军舰，用以执行一系列任务，包括扫雷等人工受限的任务。
三是对未来我海军潜艇部队构成严峻挑战。美国亚太“再平衡”政策会使美海军军力向亚洲有所倾斜，无人驾驶反潜巡逻艇一旦成熟，将会首先部署在西北太平洋海域，对我潜艇生存力产生重大影响。
从目前世界国防科技水平看，除非在常规潜艇动力方面出现革命性的进步，否则按现有最高水平即15天充电一次（以潜艇平均航速2节耗费电量计算），15天机动范围1000多千米，依然逃不出美军无人驾驶反潜巡逻艇的跟踪。
因此，或许只有发展新一代大潜深的新型核潜艇，才能从根本上扭转局势。
四是将使未来海军作战样式发生重大改变。ACTUV部署后，将把士兵从以前反潜平台大量复杂、危险、枯燥、疲劳的搜索跟踪任务中解脱出来，集中精力去完成更重要的打击任务。
ACTUV的主要目标是跟踪浅海里的敌方潜艇，一艘ACTUV不仅可使美军节省数百人，还能降低搜索潜在威胁的人为误差。美国还将建成高效的海上航线和港区监视系统。
沃克在命名仪式上表示，未来的确可能会在“海上猎手”号上部署武器，但使用致命武器的任何操作决定，必须来自于人类。
作者：李大光 周勇 欧阳辉
国防大学
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