無人水面艇：海戰(zhàn)場(chǎng)上嶄露頭角

無人水面艇：海戰(zhàn)場(chǎng)上嶄露頭角

■雷　蕾　張　媛　范　霖

在2023年拉斯佩齊亞SeaFuture展會(huì)上，意大利一家公司研制的SAND無人水面艇受到關(guān)注。該水面艇航速12節(jié)時(shí)可自主航行48小時(shí)，今年5月，該無人水面艇在增加新系統(tǒng)后進(jìn)行了發(fā)射、回收無人潛艇器的測(cè)試，有望在未來遂行水雷戰(zhàn)、反潛戰(zhàn)任務(wù)，且還在增強(qiáng)協(xié)作自主任務(wù)能力。

同一展會(huì)上，美國(guó)一家公司展示了以無人水面艇為中心的“水中獵手”獵雷系統(tǒng)。該無人水面艇可拖帶一個(gè)集成有側(cè)掃聲吶的無人潛航器掃描水下情況，再用一次性聲學(xué)制導(dǎo)滅雷設(shè)備完成對(duì)水雷的處理。

結(jié)合近年來埃爾比特系統(tǒng)公司英國(guó)分部向英國(guó)國(guó)防部展示其研制的具有自主掃雷能力的“海鷗”無人水面艇、法國(guó)艦艇裝備集團(tuán)測(cè)試其無人水面艇布放和回收系統(tǒng)、土耳其國(guó)防工業(yè)公司研發(fā)的武裝無人水面艇Marlin SIDA成功發(fā)射制導(dǎo)導(dǎo)彈等，各國(guó)在無人水面艇研制方面的角力可謂愈演愈烈。

從一定程度上來說，集現(xiàn)代船舶工程、智能無人技術(shù)和先進(jìn)作戰(zhàn)理念于一身的無人水面艇，正日益成為海戰(zhàn)場(chǎng)上一支不可忽視的新興力量。

那么，無人水面艇為何引發(fā)各國(guó)普遍關(guān)注？它有哪些優(yōu)點(diǎn)與特長(zhǎng)？今后的海戰(zhàn)場(chǎng)上，它能發(fā)揮什么樣的作用？請(qǐng)看本期解讀。

“保護(hù)者”無人艇

需求牽引，技術(shù)助力

如果簡(jiǎn)單以海面作為分界線，海洋無人裝備可大致分為兩大類：即水面以上的無人水面艇（USV）和水面以下的無人潛航器（UUV）。無人水面艇（以下簡(jiǎn)稱“無人艇”）通常以有動(dòng)力的船體為平臺(tái)，搭載任務(wù)載荷，可自主或半自主地航行并完成多種任務(wù)。

人們對(duì)無人艇的設(shè)想早已有之。1898年，發(fā)明家尼古拉·特斯拉發(fā)明了名為“無線機(jī)器人”的遙控艇。但直到二戰(zhàn)期間，無人艇才被正式用于作戰(zhàn)。德國(guó)海軍研制的無人摩托艇FL-Boote裝載大量炸藥，可用無線電控制，對(duì)盟軍艦艇實(shí)施自殺式攻擊。受損的盟軍也以其人之道還治其人之身。諾曼底登陸中，美國(guó)海軍投入“豪豬”“長(zhǎng)橇”等數(shù)種無人艇，裝載大量炸藥，炸毀德軍布置在灘頭的大量地雷、水雷等，完成了部分淺灘破障任務(wù)。

隨著二戰(zhàn)的落幕，無人艇的發(fā)展進(jìn)入低速運(yùn)行階段。很長(zhǎng)一段時(shí)期，無人艇只被用于清除戰(zhàn)爭(zhēng)遺留水雷、戰(zhàn)場(chǎng)損傷評(píng)估以及環(huán)境檢測(cè)等任務(wù)。到了20世紀(jì)七八十年代，無人艇多用作軍事演習(xí)中的海上靶標(biāo)，如美國(guó)的“火魚”靶船、蘇聯(lián)的1784型靶船等。此時(shí)的無人艇大多由電纜發(fā)送導(dǎo)航信號(hào)或依托母船進(jìn)行無線控制，自主能力非常有限。

20世紀(jì)九十年代后期，微電子、信息技術(shù)快速發(fā)展，無人艇研發(fā)迎來新機(jī)遇。例如，聲波和磁場(chǎng)掃描技術(shù)的應(yīng)用，使無人艇具備海上監(jiān)視和偵察能力；遠(yuǎn)程控制和探測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，奠定了無人艇遂行海域探索、目標(biāo)搜救等任務(wù)的基礎(chǔ)。由此，具有一定自主能力的無人艇開始出現(xiàn)，在有人艦艇難以作業(yè)的海域充當(dāng)人類的眼睛和耳朵，并在反艦、反恐、艦艇防護(hù)等領(lǐng)域嶄露頭角。

時(shí)間進(jìn)入21世紀(jì)，隨著人工智能、自主行駛、高速通信等技術(shù)的應(yīng)用，無人艇發(fā)展的部分瓶頸得以突破。各國(guó)有一定代表性的無人艇紛紛問世，如美國(guó)“斯巴達(dá)偵察兵”于2003年進(jìn)行首次海試、以色列“保護(hù)者”于2006年服役、法國(guó)的“檢驗(yàn)者”于2006年服役。與此同時(shí)，德國(guó)、意大利、瑞典、丹麥等國(guó)也開始研制、使用無人艇。

總的來說，美國(guó)在這方面起步較早，研究體制相對(duì)完備，發(fā)展路線明確；以色列的無人艇發(fā)展速度較快，列裝型號(hào)較多，部分已出口外銷；法國(guó)、英國(guó)、日本、葡萄牙、意大利等國(guó)家也依據(jù)自身需求推進(jìn)相關(guān)研究。

當(dāng)前，無人艇處于高速發(fā)展時(shí)期，各國(guó)紛紛通過頂層規(guī)劃，持續(xù)推進(jìn)體系化、高性能先進(jìn)無人艇研發(fā)，有的產(chǎn)品已正式列裝。

“海鷗”無人艇

SAND無人艇

后發(fā)優(yōu)勢(shì)，特征鮮明

總體來看，在無人裝備家族中，與無人機(jī)、無人戰(zhàn)車的發(fā)展相比，無人艇因應(yīng)用環(huán)境特殊，前期發(fā)展相對(duì)較慢。但當(dāng)前，無人艇的發(fā)展已進(jìn)入快車道。

這是因?yàn)椋陀腥伺炌啾?，無人艇有著前者無法比擬的一些優(yōu)勢(shì)。

輕巧高速，部署靈活。與排水量動(dòng)輒上千數(shù)萬噸的水面艦相比，無人艇的體格較小，排水量通常在幾噸到幾十噸之間，總長(zhǎng)度多為5～25米。身形輕巧加上動(dòng)力充沛，無人艇航行速度很快且“耐力”超群，可靈活編組和長(zhǎng)時(shí)間部署。

如英國(guó)2013年研制的C-Enduro無人艇，采用碳纖維材質(zhì)，重約350千克，長(zhǎng)度只有4米多，能以7節(jié)的航速連續(xù)幾個(gè)月不間斷執(zhí)行任務(wù)。無人艇的造價(jià)相對(duì)較低，不少在戰(zhàn)爭(zhēng)中能作為消耗品使用，可按指揮員設(shè)想部署到更多任務(wù)環(huán)境中，且不用考慮人員傷亡。

隱蔽自主，生存力強(qiáng)。在廣闊的海洋中，發(fā)現(xiàn)海面目標(biāo)較難。無人艇本來個(gè)頭就小，再加上一些無人艇采用隱身設(shè)計(jì)，能有效躲避對(duì)手的偵察與搜索，混跡于茫茫大海中。近年來，人工智能技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步強(qiáng)化了無人艇的“大腦”，使其具備更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，能像“船長(zhǎng)”一樣處理航行過程中的特情。例如，以色列“銀色馬林魚”和“黃貂魚”無人艇配置了“無人水面艇自主舵手系統(tǒng)”，能結(jié)合環(huán)境和任務(wù)的變化，幫助無人艇自主調(diào)整到最佳行駛狀態(tài)，根據(jù)風(fēng)浪情況航行。無人艇采用的抗海浪傾覆、傾覆后自恢復(fù)等設(shè)計(jì)，使其海上生存力進(jìn)一步增強(qiáng)。

航時(shí)較長(zhǎng)，適應(yīng)性強(qiáng)。人存在生理極限，隨船漂浮在海上執(zhí)行任務(wù)時(shí)間太長(zhǎng)，就會(huì)產(chǎn)生不良情緒，甚至影響健康。而且，在一些島礁密布區(qū)域、吃水較淺的狹窄航道、生化污染的環(huán)境以及狀況不明的復(fù)雜海域，有人艦艇行駛時(shí)危險(xiǎn)性會(huì)大幅增加。

無人艇能在以上情況下長(zhǎng)期連續(xù)工作，大幅拓展海上作業(yè)時(shí)間和空間。比如，冷戰(zhàn)期間，美國(guó)曾經(jīng)用無人艇在原子彈和氫彈爆炸試驗(yàn)海域采集放射性水樣。近年來，隨著全電能、風(fēng)能、太陽能甚至波浪能等新能源技術(shù)的發(fā)展與成熟，無人艇正被賦予多樣化動(dòng)力推進(jìn)方式，如澳大利亞研發(fā)的“藍(lán)瓶”無人艇，可同時(shí)利用太陽能和波浪俯仰運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的能量來獲得推力。

“檢驗(yàn)者”無人艇

C-Enduro無人艇

功能多樣，攻擊凌厲

經(jīng)過各國(guó)近30年來的探索與研發(fā)，無人艇的作戰(zhàn)功能進(jìn)一步拓展。如今，在型號(hào)增多的同時(shí)，其功能已擴(kuò)展到偵察、獵雷、反潛、反艦、艦艇防衛(wèi)、反恐、精確打擊及支持特種作戰(zhàn)等眾多領(lǐng)域，并集中體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

搜集情報(bào)、監(jiān)視和偵察。用無人艇攜帶電子設(shè)備到達(dá)目標(biāo)海域，搜集情報(bào)和獲取數(shù)據(jù)，進(jìn)行秘密監(jiān)視、通信中繼、電子干擾、電子欺騙等任務(wù)，是無人艇應(yīng)用較早也最為廣泛的用途。比如，美國(guó)海軍的“海上貓頭鷹”、以色列軍隊(duì)于2005年開始裝備的“保護(hù)者”、法國(guó)的“檢驗(yàn)者”、日本的OT-91等無人艇都長(zhǎng)期執(zhí)行此類任務(wù)。美軍在“持久自由行動(dòng)”和“伊拉克自由行動(dòng)”中，曾經(jīng)使用“斯巴達(dá)偵察兵”無人艇執(zhí)行過此類任務(wù)。

反潛作戰(zhàn)。在反制水下潛艇方面，無人艇正成為一種新選擇。搭載有反潛模塊的無人艇可以由艦船攜帶到目標(biāo)海域前出探潛；或在主力艦隊(duì)周圍投放，由多個(gè)無人艇形成向外延伸的移動(dòng)反潛“保護(hù)圈”。有的國(guó)家已服役的無人艇，可以持續(xù)數(shù)月追蹤目標(biāo)潛艇的動(dòng)向。

反水雷作戰(zhàn)。以往，清除水雷是有人掃雷艦艇的任務(wù)?，F(xiàn)在，以無人艇為平臺(tái)反水雷正成為各國(guó)新選擇。有人掃雷作業(yè)耗時(shí)費(fèi)力風(fēng)險(xiǎn)性大，尤其面對(duì)大面積雷區(qū)，有人掃雷力量常捉襟見肘，無人艇卻可以憑借其建造使用成本相對(duì)較低、可以大量列裝、行動(dòng)部署精準(zhǔn)快速等特點(diǎn)，在較大面積水域高效費(fèi)比地掃除更多水雷。不少國(guó)家都在發(fā)展掃雷無人艇，如英國(guó)的“翡翠鳥”等，專為清掃水雷任務(wù)而設(shè)計(jì)。

海域巡邏攔截作戰(zhàn)。有的無人艇“察打一體”，可勝任輕量級(jí)攔阻打擊、海上封鎖等任務(wù)。以色列“海上騎士”“海星”都屬于此類無人艇?！昂Ｉ向T士”艇體長(zhǎng)11米，時(shí)速約75千米/小時(shí)，能在大浪中獲取周邊實(shí)時(shí)情況，并配有火炮和多枚“長(zhǎng)釘”導(dǎo)彈，可持續(xù)對(duì)碼頭、港口等目標(biāo)進(jìn)行巡邏監(jiān)視，及時(shí)辨別、攔截、清除身份不明的可疑目標(biāo)。

通過搭載不同的任務(wù)模塊，無人艇還能“七十二變”，遂行更多任務(wù)。一些軍事熱點(diǎn)地區(qū)，還出現(xiàn)了用無人艇攜帶爆炸物來攻擊艦艇、橋梁的戰(zhàn)例。

總而言之，集態(tài)勢(shì)感知、火力打擊、信息/電子戰(zhàn)等多種功能于一體的現(xiàn)代無人艇，已成為各國(guó)當(dāng)前研發(fā)的重點(diǎn)。

多維集力，融入體系

無人化作戰(zhàn)浪潮中，無人艇為海戰(zhàn)開啟新模式奠定了基礎(chǔ)，而戰(zhàn)爭(zhēng)今后的走向也牽引著無人艇繼續(xù)發(fā)展，并呈現(xiàn)出一些新趨勢(shì)：

借力科技發(fā)展，提升平臺(tái)性能。當(dāng)前，以無人艇為核心來遂行一些任務(wù)，已成為反水雷作業(yè)的新形態(tài)。今后，無人艇作為作業(yè)平臺(tái)，其性能在很多方面還會(huì)進(jìn)一步提升。比如，改用新能源動(dòng)力，朝著更長(zhǎng)航時(shí)、更遠(yuǎn)航程方向邁進(jìn)；應(yīng)用新材料、先進(jìn)芯片技術(shù)，使無人艇更輕巧、更結(jié)實(shí)、更易于布放回收，也更加難以發(fā)現(xiàn)等。在科技發(fā)展支撐下，制造長(zhǎng)度超過30米的中型無人艇甚至超過50米的大型無人艇已成為可能。一些國(guó)家在規(guī)劃未來無人艇發(fā)展時(shí)，已明確將發(fā)展中型和大型無人艇列為重點(diǎn)。一些國(guó)家則計(jì)劃研制超高速無人艇。

在平臺(tái)性能提升的同時(shí)，無人艇的任務(wù)載荷將進(jìn)一步模塊化和綜合化，以往對(duì)單一任務(wù)模塊的發(fā)展有可能轉(zhuǎn)變?yōu)榻窈髮?duì)通用任務(wù)模塊的重視，以便無人艇能在加載同一任務(wù)模塊時(shí)遂行更多任務(wù)。

強(qiáng)調(diào)自主控制，繼續(xù)“補(bǔ)腦健腦”。無人艇遂行任務(wù)難免長(zhǎng)期面對(duì)復(fù)雜惡劣的水面環(huán)境，強(qiáng)調(diào)自主控制能力非常必要。當(dāng)前，有的國(guó)家研制的無人艇，已實(shí)現(xiàn)一定程度上的自主航行，操作人員只需遠(yuǎn)距離監(jiān)視其工作情況，給出任務(wù)指令，具體航行則由無人艇自行控制。今后的無人艇只有擁有更高階的自主控制能力，才能適應(yīng)未來戰(zhàn)場(chǎng)的需求。在這方面，人工智能技術(shù)的發(fā)展為無人艇“補(bǔ)腦健腦”提供了條件。通過知識(shí)圖譜、高效算法、大數(shù)據(jù)融合等途徑，無人艇可大幅提升環(huán)境感知與目標(biāo)識(shí)別能力，更智能地進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃與決策，通過深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練快速完成迭代，從而進(jìn)一步釋放出作戰(zhàn)能力與潛力。

著眼作戰(zhàn)協(xié)同，不斷融入體系。對(duì)無人艇來說，無論是充當(dāng)“耳目”，還是用于直接攻擊，要在未來戰(zhàn)場(chǎng)上得到發(fā)展，必須不斷增加融入體系的深度。

在融入作戰(zhàn)體系方面，無人艇按其地位作用大體可區(qū)分為3種模式：一是無人艇集群攻擊的“鯊群”模式，即由多艘無人艇協(xié)同，在自主組網(wǎng)與智能化決策的基礎(chǔ)上，各負(fù)其責(zé)、各有重點(diǎn)地對(duì)目標(biāo)“群起而攻之”，在體系對(duì)抗中取得以小博大的效果；二是有人艦艇與無人艇組合下的“獵犬”模式，即在有人艦艇的控制下，讓大量無人艇更大程度地肩負(fù)起作戰(zhàn)攻擊、防護(hù)、補(bǔ)給等任務(wù)，在降低有人艦艇風(fēng)險(xiǎn)同時(shí)，有效提升海上作戰(zhàn)效能；三是與其他無人化裝備協(xié)同的“無人組合”模式，即在今后的海戰(zhàn)中深度融入“無人機(jī)+無人水面艇+無人潛航器”的小編隊(duì)，在護(hù)衛(wèi)艦、驅(qū)逐艦、常規(guī)潛艇等有人艦艇缺位的情況下，長(zhǎng)時(shí)間遂行情報(bào)、監(jiān)視、偵察、攻擊等任務(wù)。

（本文圖片為資料圖片   供圖：陽  明）