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探析美国水下战装备发展新思路

首席战略官2018-03-21 16:07:11

作者|朱鹏飞,蓝海星智库研究员

作者|王晓静,蓝海星智库研究员

作者|王国亮,蓝海星智库研究员

来源|蓝海星智库授权发布


近年来,美国国防先期研究计划局(DARPA)、海军研究署(ONR)等机构研发的“分布式敏捷反潜系统”、“反潜持续跟踪无人艇”、“上浮式有效载荷”等多个颠覆性反潜装备项目取得重大进展,成果频现。表明美国本世纪以来探索构建的以广域反潜探测、潜艇无人协同、水下保障、海底预置为代表的新型装备体系逐渐成形,将对水下战装备构成和作战模式产生重大影响。


一、美国水下战装备发展背景


水下一直是美海军不能完全掌控的战场空间,浪、流、温、海底地貌等限制水下声波的探测和通信,水下空间无法“透明”。随着潜艇主被动降噪技术的广泛应用,安静型潜艇低速航行时辐射噪声在100分贝以下,接近甚至低于海洋环境噪声水平,美海军反潜面临重大技术挑战。为此本世纪以来将反潜能力提升作为装备建设的重中之重,开启了创新概念和手段之路。此外,2010年以来美国国防预算缩减,直接影响潜艇部队规模,随着“洛杉矶”级潜艇的大量退役,2022年后攻击型核潜艇数量将不足50艘。美海军认为按传统水下战方式,未来潜艇规模存在巨大缺口,需寻求其他途径,建立新的水下优势。



由此,2011年美海军发布《水下战纲要》,明确指出用其他装备部分替代潜艇执行水下战任务,2014年美国防部启动“第三次抵消战略”后,立即将水下战作为征集、筛选“长期研发计划”颠覆性技术的五大领域之一,也是目前已确定的“第三次抵消战略”的六大颠覆性能力之一。


二、美国取得的主要成果


1、通过多种创新方式,实现对潜艇大范围跟踪和探测


无人系统适用海域广、架构灵活,美海军将无人系统作为弥补潜艇规模不足、创生新的水下战能力首选。


“分布式敏捷反潜系统”主要利用数十个无人潜航器组网,首创自下而上探潜模式,克服了海面、海底声散射的影响,在6千米潜深能仰视18万平方公里,保护己方航母打击群等高价值目标。DARPA于2010年开始研发,2013年完成大潜深测试,2016年完成海试。


“自主无人水面艇”搭载声学传感器,采用波浪能实现超长续航力,能探测安静型常规潜艇和UUV,还可与P-8A反潜机态势共享、协同作战。2016年“无人战士”演习期间,完成4艘无人艇的组网探潜试验。


“反潜持续跟踪无人艇”长40米,最大航速27节,可对敌方潜艇进行长达70天的贴身跟踪。DARPA于2010年开始研发,2016年6月首艇“海上猎人”号在完成航速、机动性、稳定性等性能试验,预计2018年服役。

“深海主动探测系统”为无人值守装备,由水面浮标、声源、体积阵组成,通过水面舰布放,探测范围近1万平方千米,多个组网可实现大范围探测。ONR于2007年开始研发,2009年完成样机开发和海试,2011年完成升级版海试。


2、采用潜布系统,形成新型水下集群作战能力


潜布系统以潜艇为母艇,布放后前出执行情报监视侦察和打击任务,美海军将其视为延伸潜艇“手眼”、扩大潜艇控制范围、保护潜艇安全的有效手段。发展的主要潜布系统包括“蓝鳍-21”无人潜航器、大排水量无人潜航器、“近海水下持久监视网”(PLUSNet)等。


PLUSNet包括固定式水听器阵、“蓝鳍-21”、“海马”、“水下滑翔者”等无人潜航器,由核潜艇搭载和布放,能对1万平方公里水域内的常规潜艇进行数月乃至数年的探测、识别、定位、跟踪。2005年,ONR开始样机研制,2012年完成样机开发,2013年完成样机海试。


大排量无人潜航器长13.5米,排水量10吨,续航力超过120天,具备察打一体能力,搭载声学传感器探测潜艇,可发射轻型鱼雷攻潜,还可搭载和布放多个小型无人潜航器。2015年4月,美国海军研究署首次展出“大排量无人潜航器样机”,8月通过低风险评审,按计划2017年服役。


2016年8月,在“年度海军技术演习”中,潜艇发射了一个“蓝鳍-21”无人潜航器,“蓝鳍-21”再释放两个微型“沙鲨”无人潜航器和一架“黑翼”无人机,执行情报监视侦察任务。演习中,由“黑翼”充当潜艇、“沙鲨”间的通信中继,实现了水下和水面的跨域通信和指控。

3、发展新型补给和导航技术,提高持续作战能力


为了弥补水下平台续航力的不足和减少对GPS的依赖,美国研发了“无人潜航器水下母港”和“深海定位导航系统”两种新型保障装备。前者可对无人潜航器进行无线数据中继和充电,波特罗公司于2007年开始研制该技术,2011年技术成熟度达到7级,2015年充电功率达到1700瓦。后者通过在深海中布放声源,使潜艇、无人潜航器等获得连续高精度导航信息,无需定期上浮修正累积误差,DARPA于2016年5月启动研发工作。


4、研制变革性海底预置装备,控制关键海区

海底预置装备是一种全新的水下装备,可以替代潜艇提前部署在关键海区的海底,长期待机。美海军研发了“上浮式有效载荷”和“海德拉”两种预置装备。前者预置在深海,由运载器、有效载荷、通信系统等组成,通过水面舰艇布放,可在4千米深待机5年,需要时远程唤醒,快速释放无人机、传感器、导弹等载荷,执行情报监视侦察和打击任务;DARPA于2013年开始研发,2016年6月完成运载器测试,按计划2017年完成第三阶段研制。后者预置在近海,可搭载数个小型无人机和无人潜航器,由水面舰、潜艇、飞机投放,在水下待机数月,需要时唤醒,自主指挥负载执行反潜任务;DARPA于2013年开始研发,预计2018年完成演示验证。


三、美国水下战装备的前景分析


1、美国反潜装备体系构成将发生结构性变革


目前美国反潜装备主要包括潜艇监视卫星、固定翼反潜巡逻机、反潜直升机、水面舰艇、核潜艇、水下固定式网络等。美国正在发展的新型反潜探测装备部署后,反潜装备体系构成将发生重大变革:空中将增加反潜无人机,水面将增加反潜无人艇,水下将增加海底预置装备、潜艇布放水下作战群、其他平台布放的水下探测网等新型装备。


2、新型反潜探测装备机动能力强,可实现大范围精确监视


在集群技术和自主技术的支持下,美国将实现水下情报保障从固定、局域监视为主,向机动性、大范围监视转变,并能够提供更加精确的情报信息。包括在近海海域针对性探测情报信息、在开放式水域形成大范围监控区域、形成以潜艇为中心的探测网络,以及通过持续跟踪的方式随时掌控目标潜艇的位置信息等。新型反潜探测装备部署机动灵活,并采用创新的探测方式,可提供持久情报保障,确保美军实现大范围的水下“透明”。


3、海底预置装备隐蔽性强,能对敌形成战略威慑


海底预置装备是美军构建未来水下非对称优势,实现战略突袭最为典型的一类装备,可在敌近海和远海要道预置攻击型无人机、无人潜航器、导弹,战时能“按需”在敌近海或战场前沿快速完成兵力部署,隐蔽形成探测网络和作战编队,对敌陆地、空中、海上和水下目标执行探测、打击、突袭等任务。这类装备部署后,难以探测和破坏。