張衛(wèi)京等

美國無人水下機(jī)器人發(fā)展及作戰(zhàn)使命

2007～2013年間，美國國防部先后發(fā)布了4版《無人系統(tǒng)（一體化）路線圖》，將天、空、海、陸各類無人系統(tǒng)集成在統(tǒng)一的發(fā)展規(guī)劃中。此后，美國于2016年發(fā)布了《2025年自主水下機(jī)器人需求》報告，報告對無人水下機(jī)器人的作戰(zhàn)使命、當(dāng)前作戰(zhàn)任務(wù)、未來任務(wù)挑戰(zhàn)、后續(xù)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行了闡述，提出了海床戰(zhàn)、反AUV戰(zhàn)等新興作戰(zhàn)概念，旨在通過無人水下機(jī)器人的系列發(fā)展，構(gòu)建新型完整的水下無人作戰(zhàn)體系。

美軍水下無人作戰(zhàn)體系

美國無人水下裝備的4個發(fā)展階段：首先發(fā)展的無人水下機(jī)器人系統(tǒng)，為戰(zhàn)區(qū)指揮官提供了一種有限能力的水雷偵察，是一種由潛艇實施的秘密偵察水雷陣系統(tǒng)。其次演進(jìn)的無入水下機(jī)器人系統(tǒng)，使得水雷陣秘密偵察能力和水雷躲避能力有極大地提高和改進(jìn)。隨后發(fā)展的無人水下機(jī)器人系統(tǒng)，滿足海軍的偵察、情報收集、軍事海洋學(xué)的需要。最后，探索先進(jìn)的無人水下機(jī)器人設(shè)計，為未來更大的需求作準(zhǔn)備。

對于無人水下機(jī)器人（UUV），美國賦予它若干項作戰(zhàn)使命。

在潛艇戰(zhàn)中，無人水下機(jī)器人是水下作戰(zhàn)最理想的裝備，它不必像載人潛艇那樣冒巨大的風(fēng)險。利用無人水下機(jī)器人上裝備的探測設(shè)備和攻擊武器，跟蹤和攻擊敵方潛艇，支持己方潛艇作戰(zhàn)，可作為誘餌把敵方潛艇引開、騙走，甚至可將敵潛艇騙至埋伏區(qū)，然后協(xié)同圍殲之。美國將無人水下機(jī)器人作為潛艇遠(yuǎn)距離水下通信的中繼站，增加母艇的隱蔽性和生存能力。其還能為艇外水聲或尾流傳感平臺進(jìn)行區(qū)域偵察，以擴(kuò)大潛艇的搜索范圍。如在敵人經(jīng)常出人的潛艇基地、港口或運輸區(qū)域附近，秘密進(jìn)行水下跟蹤，隨時將可靠數(shù)據(jù)源源不斷傳輸回來，進(jìn)行專門的情報收集。

在反潛戰(zhàn)中，無人水下機(jī)器人可執(zhí)行警戒任務(wù)，組成警戒線。無人水下機(jī)器人攜帶水聽器陣，探測和跟蹤敵潛艇，把獲取的情報自動傳送給己方潛艇、水面艦艇或衛(wèi)星。

在海洋偵察中，在交戰(zhàn)海域、政治敏感海域或敵方水域進(jìn)行偵察、水下測量、繪制海圖、布設(shè)水聲應(yīng)答器等。無入水下機(jī)器人用被動聲吶按預(yù)定程序在上述海域或其他海域進(jìn)行巡邏和偵察，通過其布放的水聲應(yīng)答器或無人水下機(jī)器人自身作為主動聲吶源，用固定式水聲監(jiān)視系統(tǒng)或水聲拖曳陣監(jiān)視系統(tǒng)來監(jiān)視無人水下機(jī)器人（或水聲應(yīng)答器）發(fā)出聲脈沖遇到的物體反射信號而進(jìn)行偵察。

美國REMUS-100微小型智能水下機(jī)器人系統(tǒng)

在水雷戰(zhàn)中，裝有特殊探測裝置的自主式無人水下機(jī)器人，能安然無恙地穿越敵人布雷區(qū)，繪制出敵方布雷區(qū)圖并存儲下來，引導(dǎo)己方或友方潛艇和水面艦艇通過雷區(qū)以及供以后獵、掃該雷區(qū)之用。無人水下機(jī)器人能進(jìn)行“航路維護(hù)”，定期穿越己方雷區(qū)，以確保敵潛艇沒有在己方潛艇使用的安全航道上布雷。

無人水下機(jī)器人還可以執(zhí)行特殊使命，在己方重要港口、基地周圍以及近岸水域進(jìn)行巡邏、偵察和防御，防止敵方潛艇進(jìn)入上述區(qū)域進(jìn)行偵察和破壞。另外，無人水下機(jī)器人能承擔(dān)對敵方的海上破壞活動，暗中切斷敵電纜，破壞其重要通信干線和供電電路;對敵方水下通信進(jìn)行監(jiān)視和干擾，干擾敵方的水聲陣列，干擾敵方導(dǎo)航應(yīng)答等等。

在水中兵器的試驗、鑒定、操練中，無人水下機(jī)器人可充當(dāng)目標(biāo)靶（又稱靶雷）。在無人水下機(jī)器人上裝上靶雷相關(guān)設(shè)備，以執(zhí)行專用靶雷任務(wù)。

無人水下機(jī)器人亦可執(zhí)行非作戰(zhàn)使命，尋找和回收己方或敵方沉入海底的物件，包括導(dǎo)彈、魚雷等各種先進(jìn)武器及人造衛(wèi)星等。

美國無人水下裝備世界領(lǐng)先

美國無人水下裝備發(fā)展較早，技術(shù)先進(jìn)，處于世界領(lǐng)先水平，以下就是其4種典型的無人水下裝備。

Hydroid公司REMUS-100微小型智能水下機(jī)器人

美國Hydroid公司研制出REMUS（Remote Environmental Monitoring）智能水下機(jī)器人系列，其中有REMUS-100（微小型）、REMUS 600（小型）、REMUS-6000（中型）3個型號。REMUS-100是目前知名度最高也是最成功的超小型水下機(jī)器人，最大直徑0.19m，長1.6m，質(zhì)量約37kg，最大潛深100m，其上的傳感器可搜集3～150m水深中的聲吶信號、環(huán)境數(shù)據(jù)，特別適用于3～60m水深中的目標(biāo)。REMUS 100可在淺水區(qū)進(jìn)行快速的水雷偵察，對水雷進(jìn)行識別和定位，將數(shù)據(jù)傳送給控制人員用于評估。REMUS

100不僅降低了人員探測的風(fēng)險，還可用于支持港口和碼頭防恐怖襲擊，施行搜索和救援行動等。2003年伊拉克戰(zhàn)爭中，REMUS-100水下機(jī)器人成功地執(zhí)行了反水雷任務(wù)。

“藍(lán)鰭金槍魚”Bluefin-21無人水下機(jī)器人

在2014年馬來西亞航空公司失事客機(jī)的搜尋工作中，美軍的“藍(lán)鰭金槍魚”Bluefin-21很好地展示了無人水下機(jī)器人在海洋領(lǐng)域的作用，引起各國高度關(guān)注。“藍(lán)鰭金槍魚”Bluefine-21是一種高度模塊化的螺旋槳推動自主式無人水下機(jī)器人，可搭載多種傳感器，具有相當(dāng)強(qiáng)的攜帶能力。其可完成海底勘測、海洋地理研究、掃雷等工作。在3節(jié)（5.6km/h）的速度和標(biāo)準(zhǔn)載重下，續(xù)航能力可達(dá)25小時，最大下潛深度達(dá)到4500m，由于電池組實現(xiàn)了模塊化，可進(jìn)行快速更換，提高了作業(yè)效率。

“海神”（Proteus）無人水下機(jī)器人

美國“ 藍(lán)鰭金槍魚” 參與海上事故搜救

美國“海神”無人水下機(jī)器人

美國“斯洛克姆”G2水下滑翔機(jī)器人

俄羅斯“ 視野”-600小型無人水下機(jī)器人

“海神”無人水下機(jī)器人由金槍魚機(jī)器人公司和哥倫比亞集團(tuán)公司聯(lián)合研制，質(zhì)量3.7噸，有效載荷1.6噸，航速6節(jié)（11km/h）時持續(xù)工作時間為92小時，以5～9節(jié)（9～17km/h）的平均速度航行時續(xù)航里程達(dá)600km，最大航速10節(jié)（18.5km/h），計劃2020年開始試生產(chǎn)10臺?！昂Ｉ瘛迸渲糜胸浥?，可搭載180kg載荷，包括各種傳感器、通信設(shè)備、爆炸裝置（物）等。還可以攜帶MK67水下機(jī)動水雷或MK54魚雷，必要時能對所跟蹤的目標(biāo)實施打擊。

“斯洛克姆”G2水下滑翔機(jī)器人

美國特立達(dá)因公司研制的“斯洛克姆”水下滑翔機(jī)器人，質(zhì)量為52kg，全長1.5m，直徑213mm，2組堿性蓄電池供電，裝備2種動力裝置（電動力裝置和熱動力裝置）。下水時，潛水器沿平緩傾斜軌跡以0.8節(jié)（1.5km/h）的平均速度下潛至200m以內(nèi)深度，然后沿上升軌跡上浮，周而復(fù)始。其自持力20～30天（取決于所搭載的設(shè)備），在沿1500km的航線航行時可向岸上傳輸信息。系統(tǒng)由其搭載的處理器程序控制。每2～3小時上浮至半潛狀態(tài)，用“銥”星系統(tǒng)設(shè)備與岸上信息收集與處理中心交換數(shù)據(jù)，并根據(jù)“導(dǎo)航星”空間導(dǎo)航系統(tǒng)（GPS）的數(shù)據(jù)校正位置?？臻g導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)的天線裝置和無線電通信設(shè)備安裝在垂直穩(wěn)定鰭上。

蘇聯(lián)/俄羅斯：世界上最早研制無人水下機(jī)器人

1976～1979年，蘇聯(lián)科學(xué)院遠(yuǎn)東分院技術(shù)控制部研發(fā)了一系列無人水下機(jī)器人，包括潛深2000m的L-1和潛深6000m的L-2樣機(jī)，為后續(xù)研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。1980～1981年，L-1和L-2無人水下機(jī)器人完成海試后交付海軍。1982～1989年，L-2系統(tǒng)完成了157次潛水作業(yè)，包括在比斯開灣4680m深度搜索K-8核潛艇，在馬尾藻海5000多米搜索K-219戰(zhàn)略核潛艇等。蘇聯(lián)解體導(dǎo)致研發(fā)受阻，后俄羅斯繼續(xù)研發(fā)無人水下機(jī)器人。其典型的水下機(jī)器人包括：“大鍵琴-2”、“視野”-600、馬爾林”-350無人水下機(jī)器人系統(tǒng)。

“大鍵琴-2”無人水下機(jī)器人系統(tǒng)

“大鍵琴-2”無人水下機(jī)器人系統(tǒng)研制于1980年代。俄羅斯海軍司令部稱，“大鍵琴-2”是國內(nèi)第二代自動無人水下機(jī)器人系統(tǒng)，軍事代號2P52。其看起來更像是一艘微型潛艇。系統(tǒng)長約7m，直徑約1m，質(zhì)量約4噸，上面還有一個小型凸起部分，可深潛水下6000m。該機(jī)器人系統(tǒng)比其上一代更現(xiàn)代化，也更加完善。2P52系統(tǒng)可用經(jīng)過現(xiàn)代化改裝的949AM型核潛艇及BS64“波德莫斯科維耶”號核潛艇攜帶。到達(dá)預(yù)定區(qū)域后，水下機(jī)器人系統(tǒng)與母艇分離，并根據(jù)預(yù)先編制的程序工作，活動范圍約50km。如有必要，操作員可給水下機(jī)器人下達(dá)新任務(wù)。其可攜帶包括聲吶、電磁傳感器和攝像機(jī)等多種設(shè)備。未來，該水下機(jī)器人系統(tǒng)將在大西洋海底進(jìn)行活動，可切斷特種通信電纜，并可能切斷半個世界的互聯(lián)網(wǎng)。

“視野”-600小型無人水下機(jī)器人

“視野”-600屬于小型無人水下機(jī)器人，由俄羅斯地中海公司研制，2011年9月加入黑海艦隊服役，潛深600m，質(zhì)量15kg，配備的機(jī)械手可持重20kg，最大航速3.5節(jié)（6.5km/h），裝備聲吶設(shè)備，可探測100m外的水下目標(biāo)，并可傳輸彩色或黑白圖像。因其小巧、靈活，適用于復(fù)雜或狹窄水下環(huán)境。

“馬爾林”-350遠(yuǎn)程控制無人水下機(jī)器人

俄羅斯“大鍵琴-2”自動無人水下機(jī)器人系統(tǒng)

俄羅斯“ 馬爾林”-350遠(yuǎn)程控制無人水下機(jī)器人

英國“ 泰利斯曼” 無人水下機(jī)器人

德國Sea Fox無人水下機(jī)器人

2016年，俄羅斯特提斯集團(tuán)向海軍交付5艘“馬爾林”-350遠(yuǎn)程控制無人水下機(jī)器人，用于替換此前從英國采購的虎型水下機(jī)器人。該水下機(jī)器人可在350m水下搜索目標(biāo)和勘察作業(yè)，航速2.5節(jié)，質(zhì)量50kg。

歐亞多國積極推進(jìn)無人水下機(jī)器人研制

歐亞國家根據(jù)本國的技術(shù)情況，有選擇性地發(fā)展無人水下作戰(zhàn)系統(tǒng)，形成了局部技術(shù)優(yōu)勢。如挪威、瑞典等北歐國家為了在波羅的海周邊復(fù)雜的淺海峽灣里高效率地執(zhí)行各種水下任務(wù)，開發(fā)了“休金”系列、“雙鷹”系列等多種中小型水下機(jī)器人。

此外，典型水下機(jī)器人還包括德國開發(fā)的“海狐”（SeaFox）和英國研制的“泰利斯曼”水下機(jī)器人，以及日本研制的Tam-egg水下機(jī)器人等。

挪威“休金”1000便攜型自主無人水下機(jī)器人

挪威“休金”1000便攜型自主無人水下機(jī)器人系統(tǒng)

“休金”1000便攜型自主無人水下機(jī)器人由挪威國防研究所和康斯堡西姆拉德公司研制，該系統(tǒng)將儲存、電池管理、航行器維修、發(fā)射和回收功能部件完全集裝到一個6m的標(biāo)準(zhǔn)箱體中，而將任務(wù)計劃、航行器測試、任務(wù)執(zhí)行、任務(wù)后期分析（PMA）功能部件集裝到一個3m的標(biāo)準(zhǔn)箱體中。其可執(zhí)行一系列作戰(zhàn)任務(wù)，如反水雷（MCM）、路線調(diào)查和高質(zhì)量測探繪圖。由于其具備ISO標(biāo)準(zhǔn)化接口，并且配備有自給自足的特性，可快速便捷地上艦。系統(tǒng)配備康斯伯格公司的高精度水聲定位（HiPAP）350系統(tǒng)和拖魚轉(zhuǎn)換器用于聲通信，并配備康斯伯格公司的SeaPath定位系統(tǒng)，用于艦船精確定位。6m箱體中還配有“毒刺”兩級發(fā)射回收系統(tǒng)。

德國SeaFox無人水下機(jī)器人

德國ATLAS公司開發(fā)的SeaFox無人水下機(jī)器人由原“長尾鮫”半自主水下機(jī)器人，經(jīng)過多年的改進(jìn)形成，是用于反水雷和水面船舶船體檢測的微小型水下機(jī)器人。其中SeaFox-A全長1.30m，寬0.4m，質(zhì)量40kg，潛深300m，續(xù)航時間為6小時。該水下機(jī)器人具有水下攻擊能力，用于打擊潛水艇。

英國“泰利斯曼”無人水下機(jī)器人

英國BAE系統(tǒng)公司的“泰利斯曼”（Talisman）無人水下機(jī)器人于2005年8月進(jìn)行首次試驗。系統(tǒng)包括水下航行器、一個開放式結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)、一個遙控臺、通信模塊、軟件以及支持設(shè)備。系統(tǒng)質(zhì)量1800kg，長約4.5m，寬約2.5m。外殼由一些用合成纖維制成的小平板組成，這種結(jié)構(gòu)用于分散主動聲吶發(fā)出的聲波，減小目標(biāo)回波強(qiáng)度。

日本東京大學(xué)研制的Tam-egg微小型無人水下機(jī)器人

“泰利斯曼”通過6個矢量推進(jìn)器來控制系統(tǒng)的前進(jìn)和機(jī)動，推進(jìn)器可以提供5節(jié)（9.3km/h）的航速。其具有零速度懸浮的能力，導(dǎo)航設(shè)備包括慣性測量單元、多普勒速度計以及測深和測高傳感器。當(dāng)其浮出水面時，能進(jìn)行GPS位置數(shù)據(jù)更新。水上聯(lián)系通過WiFi數(shù)據(jù)鏈和衛(wèi)星通信實現(xiàn)，還安裝了水聲通信鏈用于水下通信。可以攜帶超過500kg的有效載荷，既可以裝在殼體內(nèi)也可以掛載在殼體外。采用自主導(dǎo)航和感知試驗研究（ANSER）技術(shù)，這項技術(shù)由BAE系統(tǒng)公司澳大利亞分公司開發(fā)。ANSER技術(shù)允許在多個無人系統(tǒng)之間共享傳感器和地圖信息，因此可以允許多個無人水下機(jī)器人像“蜂群”一樣行動。

日本Tam-egg無人水下機(jī)器人

日本東京大學(xué)研制的微小型無人水下機(jī)器人“Tam-egg”，長1.22m，寬0.58m，高0.5m，質(zhì)量為131kg，潛深100m，裝配有4個100W的推進(jìn)器，搭載有磁羅經(jīng)、壓力傳感器、光纖陀螺、2臺攝像頭、4個聲學(xué)搜索傳感器、2臺LED照明燈，適用于對海底復(fù)雜環(huán)境進(jìn)行勘查。

未來無人水下機(jī)器人展望

隨著無人地面戰(zhàn)車、無人機(jī)和無人水面艇等逐漸在戰(zhàn)場上顯示出越來越高的作戰(zhàn)效能，無人化作戰(zhàn)平臺將在未來現(xiàn)代化戰(zhàn)爭中發(fā)揮重要的作用。無人水下機(jī)器人是無人平臺的一個重要發(fā)展方向。美國戰(zhàn)略與預(yù)算評估中心的高級分析家羅伯特·沃克認(rèn)為，未來美軍對海權(quán)的掌握，將通過無人水下機(jī)器人實現(xiàn)，而非傳統(tǒng)認(rèn)為的靜音潛艇?？梢姛o人水下機(jī)器人在未來海戰(zhàn)中的重大意義越來越得到軍事專家的認(rèn)可。加快發(fā)展無人水下機(jī)器人，占據(jù)戰(zhàn)略制高點，對于取得未來戰(zhàn)爭局部優(yōu)勢至關(guān)重要。

編輯/高燕燕