美军试验新装备:中国常规潜艇作战优势基本丧失

据美国媒体报道,美国海军正在试验一种无人驾驶反潜巡逻艇。根据设计,这种反潜无人艇的主要用途是追踪敌方的静音柴电动力潜艇,由于这类潜艇配备的是几乎无声的发动机,因此很难对其实施远距离探测和追踪。据称,新型反潜无人艇经过全面海试后将首先担负起在美国沿海搜寻敌方潜艇的使命。

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反潜巡逻艇追踪监测潜艇示意图。

实际上,美国较早之前就已经开始了反潜无人艇的研发工作。早在2008年,通用电力公司就向美国近海战斗舰项目反潜任务模块交付了首批两艘“舰队”级无人水面艇,用于执行海上防御、通道保护、港口侦察和浅水领域的反潜作战。紧接着在2009年,美国国防高级研究计划局提出了极长航时无人水面艇计划。2011年,该局将此计划更名为“反潜持续跟踪无人艇”,并明确其任务是在没有人为干预的情况下全程跟踪静音柴电动力潜艇,此次试验的反潜无人艇正是这一项目。

  据美国媒体报道,美国海军正在试验一种创新性的反潜平台——无人驾驶反潜巡逻艇。如果试验成功,将对未来海上常规动力潜艇产生压倒性威胁,常规静音潜艇的作战优势将基本丧失。

“反潜持续跟踪无人艇”是一款132英尺长的无人巡逻艇,航程最大可至上千公里,续航时间最长可达3个月。与有人舰艇和潜艇相比,使用该艇进行反潜作战有着诸多明显的优势。首先是有较强的隐蔽性。该艇在航行时,艇身主体潜行在水下10米处,只有用作传感器和通信功能的通气管桅杆露在水面,且使用电力推进。因此,它很难被敌方发现;其次是作战效费比较高。按照评估,使用“反潜持续跟踪无人艇”可以为美国海军带来不对称的优势,即利用建造潜艇十分之一的成本就可以消除敌方潜艇的威胁;最后是自主化程度高。由于具备了高精确的态势感知能力,使其在巡航过程中可较少人为干预,在任务区隐蔽待命,接收到指令后即自主识别跟踪敌方潜艇。即使人工指令中途中断也可继续执行任务,在航行中自主规避未识别目标。

  威胁加大 催生需求

具备了如此之多优势的反潜无人艇将可能大幅改变美军传统反潜作战的基本模式。一是改变美军传统反潜兵力的组成结构。在当前美国军费开支不断削减的大背景下,反潜无人艇的出现对于以价格昂贵的反潜巡逻机、攻击型核潜艇和大型水面舰艇为主要力量的反潜作战体系来说,无疑是一个具有极高性价比的补充;二是减轻己方潜艇反潜作战的负担。未来,在固定部署的水下监听网、空中反潜巡逻机和高机动性反潜无人艇对敌方静音柴电潜艇实施大范围持续跟踪的配合下,己方潜艇可以从耗时、耗力的潜艇追踪任务中解脱出来,成为专门实施反潜攻击的平台。这对己方潜艇来说,既能极大提升反潜效力,也可大大降低被发现和遭受攻击的风险。更为重要的是,该项目的成功还将为未来美国海军的无人系统奠定技术基础,是美国海军打造无人舰队的一个雏形。

  进入21世纪以来,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。

应该说,美军研发反潜无人艇有着明确的作战环境和作战对象。早在今年4月8日,美国《国际财经时报》就报道称面对来自俄罗斯、中国等国的潜在威胁,美军计划于今年秋季部署“反潜持续跟踪无人艇”。而在美军构想的以西太平洋为主战场的“空海一体战”中,针对中国常规潜艇部队实施的大区域反潜战则是美军保持海上生命线最重要的方式,也是战争取胜最关键的一个环节。因此,美军一直以来都极为重视在亚太地区通过构建和保持强大的反潜能力来确保其海上优势地位。

  美国现有的反潜兵力数量出现了大幅下降,从上世纪90年代的90多艘攻击型核潜艇、300多架P-3C反潜巡逻机,削减至现在的54艘攻击型核潜艇、120多架P-3C反潜巡逻机、100架新的P-8飞机。在军费开支削减的大背景下,无法建造更多的有人操纵反潜平台,以应对越来越繁重的对潜搜索跟踪任务。因此,使用无人驾驶平台实施不间断的反潜巡逻成为必然选择。

特别是近年来,美国提出“重返亚太”战略之后,为封堵中国的第一岛链周边海域,美军对日本、新加坡、澳大利亚等亚太前沿军事基地周边海域,以及中国东海和南海等亚太敏感地区海上控制的重视程度进一步加深。而在当前提出第三次“抵消”军事战略的思路下,运用新型的反潜无人艇压制先进的静音柴电潜艇,夺取对重要海域主要水面和水下航道的控制权,正是以领先技术优势“抵消”潜在对手传统优势的重要体现。可以预见,在不远的将来,具有相当规模的反潜无人艇将与空中反潜巡逻机一道成为美军在亚太地区实施反潜巡航的主力,以支撑美军夺取和保持在亚太地区的制海权。

  无人驾驶有许多优势,如可以不考虑人的生理和心理极限长时间连续工作,能有效避免人员伤亡等等,美海军正是基于无人驾驶技术和定位导航技术、卫星通信技术的成熟,看中了无人舰艇的诸多长处,决定开展无人驾驶连续跟踪反潜巡逻艇的研制工作。以期研发一种“无人操纵的,一次可以自动在海上几千平方公里海域范围内,连续搜寻跟踪2至3个月的安静型柴电潜艇式的无人舰艇”。

  人工智能 独步世界

  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,自我执行复杂困难的搜索和跟踪任务。

  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艰苦工作,并使用大量的海洋基础性实验数据做支撑,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)。

  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,在海上必须自动服从各类海洋法规,自动遵守安全航行习惯,自动遵守船舶避碰规则。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,在航速上无人驾驶反潜巡逻艇将具备压倒性优势。

  研发顺畅 海试在即

  美国无人驾驶反潜巡逻艇的研发2010年初启动,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月选定美国国际科技应用公司(SAIC)承担后续3个阶段的工程实施,合同金额
5800万美元。

  SAIC必须完成7项具体任务,分别是整体设计、软件开发、设备选定与集成、各任务系统设计和测试、所有软件汇总和形成标准文档、舰船建造、海上测试及保障。第二阶段设计也已经在2013年12月完成,SAIC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。

  第四阶段海试2015年一季度开始,计划一年半时间,2016年年中结束,整个项目完成。当初美军设立能连续跟踪无人驾驶反潜巡逻艇项目的理由是:“能够建造并使用安静型柴电潜艇的对手国家正不断增多,美国及其盟国海上安全受到的威胁持续扩大”。而现实是美国的国力财力又在下降,这就决定了无人驾驶反潜巡逻艇的建设思路,即不可能高大上和小而全,只突出了无人驾驶、海上长时间、自动搜索跟踪三项主要功能。

  无人驾驶反潜巡逻艇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公里),七级海况下可以生存。

  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。

  延伸阅读 常规潜艇或丧失优势

  目前,常规静音潜艇之所以可以在海洋中大显身手,美国跟踪其活动相对困难,主要原因有三个,一是美国可以在全球威胁海域持续搜索的水面平台数量严重不足;二是美国建立全球海洋信息栅格的工作还远未完成,只在全球重点水道、重要威胁海域建立了水下声学监视网;三是海洋监视卫星的技术能力还未达到发现水下常规潜艇的水准,还有相当的空白和盲区。

  这三个原因的解决办法中,花费最少、见效最快的是增加水面平台数量。美国作为世界第一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,未来只要美国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的长时间连续、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,可能围绕我第一岛链靠前部署在新加坡、日本冲绳、菲律宾、澳大利亚等美军前沿基地,对我潜艇进出的水道、航道和我东海海域、海南岛以东海域实施重点“关照”,将会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多公里,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。 (作者为知远战略与防务研究所研究员
徐坚)

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