美海军无人水面艇发展现状与趋势简析

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来源：海鹰资讯

作者：许彪 张宇 范鹏程

刊载自《飞航导弹》2018年第1期

随着冷战的结束，美海军军事战略逐渐由远洋主力舰队决战转变为在敌近岸浅水海域机动作战和对岸精确打击。近岸浅水海域，环境复杂、威胁多样，不仅有潜艇、水雷、岸舰导弹、空舰导弹袭击的威胁，还有非常规的自杀小艇恐怖袭击的威胁。大型舰艇由于体积过大、反应迟钝，非常容易遭受攻击。2000年10月，美国“科尔”号驱逐舰在也门亚丁港补给时遭到一艘携带炸药的自杀小艇袭击，爆炸使驱逐舰产生一个大洞，造成17名美海军士兵丧生，另有39人受伤。因而，美海军开始重视发展小型、快速、灵活、高效的无人作战平台。其中，无人水面艇是美海军重点发展领域。无人水面艇（Unmanned Surface Vehicle）是一种无人驾驶、依靠遥控或自主方式在水面航行的智能化系统，它可以携带多种传感器、专用设备或武器在目标海域执行反水雷、反潜、反舰、海上安全以及电子战等任务。当今，世界上已有美国、英国、法国、日本、以色列等十多个国家正在进行无人水面艇的研究。其中，美国无人水面艇的发展与运用处于世界领先地位。

1.美海军无人水面艇的发展历程与规划

美海军无人水面艇的发展历程

早在诺曼底登陆战役期间，盟军为了达到战略欺骗和作战掩护的目的，就设计过一种装载烟幕剂的可按预定航向自动驶往任务海域施放烟幕的无人艇。二战后期，美海军研制出一系列通过无线电控制的无人火箭扫雷艇，用于执行浅海扫雷任务。二战结束后至五六十年代，美海军开发的无人艇主要用于搜集海上核试验后的各种辐射数据。六十年代后期，美国将V- 8汽油机驱动的7米长玻璃钢小艇改装为“拖链式”遥控扫雷艇，以执行越南境内的扫雷作业。20世纪七八十年代，由于技术的限制，无人水面艇的发展并未获得很大进步，虽然也有一些新的型号不断出现，但大多数是用于海军实弹射击的海上靶标。20世纪90年代，随着微电子技术、信息处理技术以及人工智能技术的发展，美海军逐渐意识到无人水面艇在反舰、反潜、反水雷、海上侦察监视及目标搜索等方面的潜能，加快了无人水面艇的研发。期间，美海军研发了“海上猫头鹰”和无人远程猎雷艇（AN/WLD-1）等现代无人水面艇。进入21世纪，美海军无人水面艇的发展更是进入了快车道，多型先进无人水面艇研制成功以及多个无人水面艇项目正在进行研发。

美海军无人水面艇的发展规划

2007年7月美海军首次发布《海军无人水面艇主计划》，明确了水面无人艇的7项使命任务和5大重点发展技术，为美海军无人水面艇的研发与运用指明了方向。其中，7大任务使命包括反水雷（MCM）、反潜（ASW）、海上安全（MS）、反舰（MSW）、支持特种部队作战（SOF）、电子战（EW）、支持海上封锁行动（MIO），5大重点发展技术包括自主技术、障碍规避技术、载荷/武器耦合技术、施放与回收技术以及先进的船体/机械/电气/系统技术。之后，美国防部为了统筹各军种的无人机系统、无人地面系统以及无人海上系统的发展，统一制定了无人系统发展路线图。美国防部先后于2007年、 2009年、2011年、2013年制定了《2007-2032年无人系统发展路线图》、 《2009-2034年无人系统发展路线图》、《2011-2036年无人系统发展路线图》、《2013-2038年无人系统发展路线图》，都进一步明确了无人水面艇技术发展方向及时间节点。

2.美海军无人水面艇发展现状

美海军从上个世纪90年代就开始了大量的无人水面艇的研究与试验，至今已经30多年，积累了大量的技术与经验。当今，各军事强国都在研制无人水面艇，但下水服役的只有美国和以色列。美海军现役与在研的无人水面艇数量、种类众多，根据美海军2007年发布的《海军无人水面艇主计划》，主要分为4类，分别是X级、港口级、通气管级和舰队级，如图所示。

X级无人水面艇

X级无人水面艇，体积小，长度为3米（或更小），携带的有效载荷有限，耐波性差，只能在低海况的时候使用，续航时间只有几个小时。X级无人水面艇可由长度大于11米的任何舰船携带、施放与回收，主要执行支援特种部队作战和海上封锁等任务。“海上猫头鹰”无人水面艇是美海军上个世纪90年代研制的X级无人水面艇艇，是美海军开发现代无人水面艇的首次尝试。“海上猫头鹰”基本参数是长3米，最大航速45节，可在近岸浅水海域执行情报/监视/侦察（ISR）、反水雷以及海上拦截等任务。美海军曾将“海上猫头鹰”部署到波斯湾，进行了一系列海上试验，多次参加反水雷演习，展示了其可靠的性能。近些年，美海军根据“海上猫头鹰”实际运用暴露出的问题（如携带载荷小、通信能力差、防御能力差等），不断对其进行改进，并研制出了“海上猫头鹰”改进型。此外，美海军X级无人水面艇还有“幽灵卫士”和“海虎鱼”无人摩托艇。“幽灵卫士”主要用于执行海上安全和情报侦察任务，“海虎鱼”则主要作用是充当海军实弹射击的靶标。

港口级无人水面艇

根据美海军2007年发布的《海军无人水面艇主计划》，港口级无人水面艇长7米，最高航速可达35节，续航时间为12小时，可由巡洋舰和驱逐舰携带、施放与回收，主要执行情报/监视/侦察（ISR）和海上安全任务。“斯巴达侦察兵”无人水面艇是典型的港口级无人水面艇。早在2002年美海军无人水面艇办公室就提出了“斯巴达侦察兵”无人水面艇项目。“斯巴达侦察兵”无人水面艇采用了模块化设计，在7米（也有11米）刚性平底充气艇的基座上可加装多达4种任务模块，分别是情报/监视/侦察/兵力保护模块、反水雷模块、精确打击/反舰模块和反潜模块。“斯巴达侦察兵”无人水面艇设计航速为28节，续航时间为8小时，航程150海里，可携带1350~2300千克的有效载荷，有遥控操作和自主任务两种模式。2003年，美海军就将其部署到波斯湾，执行“伊拉克自由”作战行动。鉴于“斯巴达侦察兵”无人水面艇在试验中的优秀表现，法国和新加坡先后加入该项目的研发。

通气管级无人水面艇

通气管级无人水面艇是一个长为7米、航速为15节的半潜水面艇，主要执行反水雷和反潜任务。其典型特征是，艇体被淹没在水下，只有发动机的通气管和通信/导航设备露在水面。这种设计提供了一个更加稳定的平台，能在高海况下执行任务。无人远程猎雷艇（AN/WLD-1）是美海军在上个世纪90年代末研制的一型通气管级无人水面艇。其基本参数是长7米，航速10节，续航时间为20~40小时，工作深度可达30英尺。AN/WLD-1采用柴油发动机驱动，最大推进功率达370马力，而且柴油机的通气管露在水面，省去复杂昂贵的蓄电池组，降低了使用成本。该艇能够携带变深声呐、一次性灭雷具、导航雷达、光电传感器以及信号侦察装置，可自主执行超视距猎雷任务。美海军还在不断对AN/WLD-1进行改进，希望其能够携带鱼雷与导弹执行反潜和反舰任务。

舰队级无人水面艇

舰队级无人水面艇是一种大型无人水面艇，续航时间长，耐波性好，能够携带多种设备，执行多样化任务。根据美海军2007年发布的《海军无人水面艇主计划》，舰队级无人水面艇长11米（或更长），航速为32~35节，续航时间为48小时以上，可由滨海战斗舰（LCS）携带、施放与回收，主要执行反水雷、反潜以及反舰任务。美海军设想研制“蓝色骑士”舰队级无人水面艇，用来充当无人化高机动火力单元。根据美海军设想，“蓝色骑士”长40.4米，最大航速达50节，可在3级海况下正常工作。“蓝色骑士”采用模块化设计，可以更换不同任务模块，执行反潜、反舰和防空任务。此外，美海军于2010年提出的反潜持续跟踪无人艇（ACTUV）也是一型舰队级无人水面艇。根据项目规划，ACTUV长19.1米、宽5.8米、航速为27节，能够在不补充燃料的情况下巡航30天。ACTUV能够携带先进的声呐以及其它传感器设备，未来将会是潜艇的克星。

3.美海军无人水面艇发展趋势

美海军通过多次的试验、演习与实战运用，意识到无人水面艇将会是未来海战的“力量倍增器”。根据《2013-2038年无人系统发展路线图》，美海军投入到无人水面艇的国防预算稳中有增，这也客观上为无人水面艇的研发创造了条件。

采用模块化、开放式结构，执行多样化任务

有效载荷、传感器、软件和算法的发展速度远比无人水面艇的艇体发展快，提高模块化和创建开放式组件/子系统接口，能够使无人水面艇迅速获取新的可用技术和有效应对不断变化的威胁，极大的提高无人水面艇的服役周期。采用统一的模块化和接口，还能使不同无人水面艇的组件和子系统进行互换，这对提高装备维修效率与降低后勤保障压力具有非常大的意义。《2013-2038年无人系统发展路线图》将模块化、开放式结构列无人系统重要发展技术之一，并明确了其短期（5年）、中期（10年）和长期（15年）的发展目标。其中，短期目标是发展标准媒介接口和通用的有效载荷，中期目标是发展软件可编程接口和联合任务计算机，远期目标是发展多输入/多输出组件和子系统。“斯巴达侦察兵”就采用了模块化设计，现已研发出4种可以快速换装的任务模块。此外，“海上猫头鹰”改进型、“蓝色骑士”以及ACTUV都采用了模块化、开放式结构设计理念。

增强智能控制技术，进行自主作战

无人系统控制技术发展方向是由遥控到半自主，最后是自主。现在美海军无人水面艇几乎都需要操作人员进行遥控作业或者是按照预先设定的程序作业，不仅占用了很多人力资源和通信带宽，而且不能及时处理新情况和应对新威胁。美海军希望提高无人水面艇的自主能力，使其能够在遇到新情况时进行任务重编程与自主决策，实时处理各种侦察到的情报与有效应对新威胁，把握住稍纵即逝的战机。此外，自主技术还能降低无人水面艇对宝贵的人力资源与通信带宽的依赖。自主技术还能扩大无人水面艇的活动范围，使其能够执行超视距的反水雷、反潜、反舰任务，这样可以极大的减少对人员与母舰的损伤。无人水面艇自主能力的提高关依赖于动态可变的任务规划技术、精确的导航与定时技术、信号处理和决策技术的发展。

提升互操作性，进行“蜂群”作战

互操作性是指无人系统在执行和完成任务时的协同能力。在复杂的近岸浅水海域，威胁多样，单一无人水面艇并不能有效应对，所以美海军采用“蜂群”作战思想，将无人水面艇进行协同组网作战。2014年8月，美海军在弗吉尼亚州尤斯蒂斯堡附近詹姆士河举行的一次演习中测试了13艘无人水面艇的协同组网作战。试验中，这13艘无人艇群的传感器网络发现了模拟的敌方小艇，艇群随即做出反应，拦截和包围敌方船只，有效阻止威胁小艇逼近己方重要目标。美海军希望这种协同组网不仅是无人水面艇之间的协同，还包括与其他有人、无人系统的协同，甚至是与民用系统、盟国系统间的协同，最终目标是融入全球信息栅格。

无人水面艇这一新概念武器会对未来海战产生深刻影响，将会成为未来海战的主角。美海军正在积极研发无人水面艇和无人潜航器，在不久的将来，美海军将会拥有一支由无人水面艇和无人潜航器组成的庞大的无人舰队。通过对美海军无人水面艇的发展研究，了解其发展规律与趋势，积极吸收其发展经验与先进技术，对我军无人水面艇的发展有重要的启示作用。