又一把“水上快刀”

　　近年來，美海軍按照新的水面與水下聯(lián)合作戰(zhàn)的思想要求，修訂了無人航行器發(fā)展計劃，強調(diào)提高與潛艇、水面艦艇信息聯(lián)結(jié)的能力，全力推進海上無人作戰(zhàn)平臺的發(fā)展。近日，美國防部高級研究計劃局（DARPA）開始正式實施啟動“反潛戰(zhàn)持續(xù)跟蹤無人航行器”（ACTUV）計劃。據(jù)披露，這種無人智能艇可以連續(xù)數(shù)月在大洋中自動跟蹤敵方潛艇。
　　ACTUV長19.1米，寬5.8米，高10.1米，最大航速27節(jié)，滿載總重157噸，水面以上高度4.3米。采用碳纖維耐壓復(fù)合殼體，其設(shè)計和制造是由BAE系統(tǒng)公司的隱身飛機技術(shù)專家完成，因而其隱身特性出眾。尾部左右各裝有2個低噪聲推進電機，前部兩側(cè)的是導向鰭。艇內(nèi)配置各類偵察傳感器、GPS導航、衛(wèi)星通信系統(tǒng)和鋰電池組。為確保其一次性最長達數(shù)月的航行時間，主體燃料艙部分占據(jù)了艙體的大部分。為了增強ACTUV的動力，裝備了美軍高功率密度的壓燃重油發(fā)動機（CIHFE），為其提供更大航程、更高負載能力，延長其在航時間，使其獲得更高的航速和燃油經(jīng)濟性。ACTUV選用柴油或電力推進，其所有任務(wù)參數(shù)都可在出發(fā)前預(yù)先設(shè)定，遠程通信通過射頻或銥星通信，或通過聲通信系統(tǒng)完成。除了反潛，情報搜集、監(jiān)視、目標搜索和記錄也是它的主要用途，可實施自主監(jiān)視。ACTUV被認為是美海軍打海洋信息戰(zhàn)的又一把“快刀”，可由航空器投放，也可由人工海面投放，能為己方潛艇和水面艦艇提供高質(zhì)量的“水下圖像”。
　　
　　研制背景
　　現(xiàn)代潛艇擁有與水面艦艇相媲美的速度，高水平的安靜性以及極強的續(xù)航力，反潛作戰(zhàn)成為各國海軍危機性難題。空中反潛飛機、反潛水雷、深水炸彈以及太空反潛衛(wèi)星等等名目眾多的反潛裝備齊上陣。但實踐一次次證明，它們的反潛效果仍不能滿足作戰(zhàn)需求，潛艇與反潛的博弈中，潛艇一方明顯處于優(yōu)勢。僅在今年，就有兩次以上俄羅斯?jié)撏黄泼篮侥阜谰€的“爆料”。這也是美軍另尋方向，優(yōu)先發(fā)展無人反潛武器技術(shù)的動因之一。
　　根據(jù)美國海軍不久前公開的《無人駕駛運載工具總體規(guī)劃》，美國海軍的無人艦隊將包括4個級別的無人駕駛水下工具，可執(zhí)行9種作戰(zhàn)任務(wù)。首當其沖的就是無人偵察、反潛作戰(zhàn)、反恐作戰(zhàn)，防范可能從海上發(fā)起的針對美國的恐怖襲擊。很明顯，成本低、使用靈活有效和能有效減少人員傷亡的優(yōu)點，是促使美海軍大力發(fā)展它的主要動因。與此同時，海軍需要隱形的無人駕駛系統(tǒng)收集情報和攻擊目標；而開展非戰(zhàn)斗性的海軍活動，如搜集氣象和海洋數(shù)據(jù)等，使用無人駕駛系統(tǒng)可降低費用。無人水下航行器在這種情況下脫穎而出。
　　不依賴空氣推進裝置（AIP）技術(shù)的出現(xiàn)在潛艇發(fā)展史上具有劃時代意義，而美軍最為擔憂的是，這項技術(shù)在不久甚至已經(jīng)擴展至非美國盟國，這將對美軍構(gòu)成新的挑戰(zhàn)。因為，裝備了AIP裝置的潛艇可以緩慢、近乎無聲地在水下潛行數(shù)千英里。使用常規(guī)的有人操縱艦船或潛艇對其進行跟蹤，不但耗費大量的人力物力，更為重要的是，追蹤艦船需要十分小心地跟住潛艇，必須與其保持安全距離，難免“跟丟”。未來，ACTUV可以勝任這種跟蹤工作。根據(jù)合同，ACTUV將具備以下三大特點：在危險度高、環(huán)境狀況隨時變化及美軍無法到達的海域，長時間、自主進行工作，收集水中和水面情報；作為誘餌協(xié)助母艦艇獵殺敵方潛艇，或者對敵方潛艇進行長時間跟蹤；作為對抗時的“撒手锏”武器，擁有智能化引導攻擊能力。此外，ACTUV不僅具有強勁的動力，而且可以搭載多種探測儀器，甚至是小型魚雷等進行自主攻擊。
　　
　　性能特點
　　ACTUV可在潛艇正上方緊緊地跟蹤，不太需要擔心其遭到潛艇的魚雷攻擊。ACTUV是在水面航行，因此其可以使用柴油發(fā)動機或是燃氣輪機驅(qū)動，可以毫不費力地跟上電池或是AIP驅(qū)動的潛艇。同時，無人操控意味著ACTUV可以最大程度地按照性能優(yōu)先和最佳適航行性原則來設(shè)計，采用新型流體動力設(shè)計來減少阻力和降低噪聲。
　　ACTUV采用慣性導航系統(tǒng)和GPS系統(tǒng)及聲定位系統(tǒng)，確保ACTUV的正確航行和定位。由于它可裝備拖曳陣聲納和大功率低頻換能器，能模擬大型潛艇聲場特征，所以它又可在反潛和反潛訓練中發(fā)揮作用，這增加了它的軍事使用價值。
　　DARPA下一步目標是為ACTUV實現(xiàn)“海爾法”等導彈進行精確打擊的功能。在搜索偵察方面，ACTUV可作為艇外水聲或尾流傳感平臺進行區(qū)域監(jiān)視和情報收集。戰(zhàn)爭時期，還可為兩棲突擊隊偵察水雷、障礙等開辟水下進攻通道。此外，其還可用于尋找和打撈沉入海底的物體，比如魚雷、導彈、人造衛(wèi)星等。
　　據(jù)媒體披露，美海軍在開發(fā)ACTUV中借鑒了澳大利亞的水下通信先進技術(shù)。在美澳海軍一次聯(lián)合演習中，澳海軍獲取水下信息的速度曾讓美海軍驚訝——澳海軍“科林斯”潛艇上裝置了一種叫“聲學水下-水聲信息鏈”的水下通信系統(tǒng)，水下潛艇能直接與30公里外的指揮艦通信。美海軍隨即向澳方訂購了6套該系統(tǒng)，并加緊學習借鑒，并與澳方合作將這種水下通信技術(shù)擴延到聲納浮標和無人水下潛航器上。這也體現(xiàn)了美軍的務(wù)實的精神。此外還有一種被稱為VXZ成像的技術(shù)，其基礎(chǔ)是統(tǒng)稱“機器眼”的相關(guān)算法。根據(jù)數(shù)字攝像機提供的信息，“機器眼”能生成三維空間與目標模型。對于從不同角度獲取的圖像，“機器眼”能夠利用視差生成的圖像確定與目標的距離。
　　
　　技術(shù)難點需突破
　　目前，雖然美國海軍的ACTUV工程未來一片光明，但要實現(xiàn)上述功能需求還將面臨諸多挑戰(zhàn)。首先，ACTUV需要解決的一個主要問題是，避免在跟蹤水下航行的潛艇時撞上其他水面船只，尤其是這種跟蹤有時會持續(xù)數(shù)千英里。因此，美海軍目前正專門研究ACTUV的關(guān)鍵技術(shù)——用于解決無人水面艇的穩(wěn)定、導航和避碰問題。這種系統(tǒng)是在艦載直升機甲板運動預(yù)報系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合直升機和水下無人航行器的導航和穩(wěn)定系統(tǒng)開發(fā)。它通過處理雷達和甲板運動數(shù)據(jù)，指揮無人水面艇的推進裝置和姿態(tài)控制系統(tǒng)作出反應(yīng)，從而改變無人水面艇的穩(wěn)態(tài)或航向。不過目前的研制還處于攻堅階段。
　　其次，ACTUV主要功能設(shè)計是在水面航行，這導致了隱蔽性的下降。同時，ACTUV“聲學水下-水聲信息鏈”的水下通信系統(tǒng)還不能滿足遠距離的水下通信需求，這樣使得ACTUV很難離開平臺很遠距離，一定程度上限制了無人水下航行器在復(fù)雜海域執(zhí)行任務(wù)的能力。據(jù)美海軍專家預(yù)測，到2020年前后，美軍將擁有1000套各類水上及水下機器人，屆時將成為一支戰(zhàn)斗力不容小覷的無人艦隊，勢必對水面艦只及潛艇構(gòu)成新的威脅。對此，各國專家普遍認為，擁有全球絕對優(yōu)勢的美國海軍，在未來若干年內(nèi)仍將擁有世界各大洋的絕對制海權(quán)。然而，“道高一尺，魔高一丈”，歷經(jīng)近百年戰(zhàn)火考驗的海底霸主——潛艇，自然不甘心就這樣被輕易打敗，必然會以十倍、百倍的力量反擊，潛艇與無人反潛器之間的全面爭斗戰(zhàn)必將會繼續(xù)上演。