將改變未來反潛作戰(zhàn)模式的“海上獵手”

李大光 周 勇 歐陽輝

將改變未來反潛作戰(zhàn)模式的“海上獵手”

李大光 周 勇 歐陽輝

2016年4月6日，美軍在俄勒岡州波特蘭市為一艘技術(shù)示范艦——無人駕駛的“海上獵手”號舉行命名儀式。“海上獵手”將會(huì)在海軍戰(zhàn)略領(lǐng)域引發(fā)革命，使未來反潛作戰(zhàn)發(fā)生徹底改變。

反潛持續(xù)追蹤無人艇

進(jìn)入21世紀(jì)，信息技術(shù)結(jié)合人工智能的飛速發(fā)展，使無人駕駛技術(shù)已從太空、空中拓展到環(huán)境復(fù)雜的水域，出現(xiàn)了無人潛航器、無人水面艇等。隨著作戰(zhàn)環(huán)境日益復(fù)雜，尤其是大潛深、長航時(shí)的無人潛航器的出現(xiàn)，以及常規(guī)靜音潛艇大量服役，使對水下目標(biāo)的搜索更加耗時(shí)費(fèi)力，反潛任務(wù)量和難度都空前加大。正是在這一背景下，美國海軍開始研發(fā)一種被稱為“海上獵手”的“反潛持續(xù)追蹤無人艇”（ACTUV）。

無人駕駛有許多優(yōu)勢，如不用考慮人的生理和心理極限、有效避免人員傷亡等。基于無人艦艇的這些優(yōu)勢，美國海軍決定開展無人駕駛連續(xù)跟蹤反潛巡邏艇的研制。“海上獵手”的官方名稱為“反潛持續(xù)追蹤無人艇 ”，由美國國防高級研究計(jì)劃局（DARPA）和海軍作戰(zhàn)部設(shè)計(jì)并建造。

該項(xiàng)目于2010年初啟動(dòng)，2012 年8月確定由美國科學(xué)應(yīng)用國際工程公司承擔(dān)工程實(shí)施，合同金額5800萬美元。2013年12月設(shè)計(jì)方案通過評估，2014年初開始建造，2015年1月艦只下水，在密西西比州海域進(jìn)行為期6周的測試，結(jié)果表明ACTUV能在1公里范圍內(nèi)跟蹤目標(biāo)船只。預(yù)計(jì)將于2018年投入現(xiàn)役。

ACTUV采用三體船布局，全長約為40米、重140噸，船身用碳復(fù)合材料制成，裝有兩臺(tái)引擎，最高時(shí)速可達(dá)50公里，具有60至90晝夜的自持力：在俄勒岡州進(jìn)行的一次測試中，航速達(dá)到31節(jié)，已超過當(dāng)前任何常規(guī)潛艇的最高速度。ACTUV配備的模塊化可擴(kuò)展聲吶系統(tǒng)（MS3），是雷神公司生產(chǎn)的自動(dòng)執(zhí)行主動(dòng)和被動(dòng)聲吶搜索任務(wù)的第五代聲吶系統(tǒng)。

ACTUV采用一種非傳統(tǒng)的傳感器技術(shù)，裝備了最先進(jìn)的傳感器——多型號雷達(dá)、全晝夜海面監(jiān)視光電系統(tǒng)、無線電子戰(zhàn)系統(tǒng)，以及自動(dòng)確定目標(biāo)并將其與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對比的回聲定位儀和將所獲情報(bào)傳輸數(shù)千公里的通信系統(tǒng)。

“海上獵手”的一體化綜合探測系統(tǒng)具有很高的態(tài)勢感知能力，可將情報(bào)將傳遞至衛(wèi)星、MQ-4C“法螺”無人偵察機(jī)、P-8A遠(yuǎn)程巡邏機(jī)和MH-60R“海鷹”反潛直升機(jī)。這種系統(tǒng)用于對付在淺海區(qū)和美國航母打擊編隊(duì)航行區(qū)域行動(dòng)的潛艇特別有效。“海上獵手”攜帶的傳感器和任務(wù)包，使其能夠執(zhí)行多種情報(bào)、監(jiān)視和偵察等任務(wù)。

無人駕駛反潛巡邏艇在技術(shù)層面上將有兩項(xiàng)革命性突破：一是在世界海軍聲吶探測裝備中首次取消了“人在回路”，實(shí)現(xiàn)了對水下物體探測和跟蹤的自動(dòng)化、無人化。聲吶具備了人的智能判斷能力，可以自主決策，自主執(zhí)行復(fù)雜困難的搜索和跟蹤任務(wù)。聲吶要開發(fā)出適合自動(dòng)搜索跟蹤的復(fù)雜算法，就要開發(fā)出準(zhǔn)確判定目標(biāo)性質(zhì)、降低誤警率的軟件，包括各類水下目標(biāo)的聲紋數(shù)據(jù)庫，綜合集成這些硬件軟件并確保聲吶系統(tǒng)的順暢運(yùn)轉(zhuǎn)，需要完成大量艱苦創(chuàng)新性的工作，并使用大量的海洋基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做支撐，沒有雄厚的技術(shù)積累是不可能完成的。

二是海上無人駕駛自主航行技術(shù)。無人駕駛自主航行與無人駕駛有人遙控是截然不同的兩種技術(shù)，美國的無人駕駛反潛巡邏艇完全智能化，自主航行、自主避碰、自主決策，基本不需要人的參與。它的自動(dòng)化操縱系統(tǒng)要求可靠性極高，在海上必須自動(dòng)服從各類海洋法規(guī)，自動(dòng)遵守安全航行習(xí)慣，自動(dòng)遵守船舶避碰規(guī)則。為擁有完成這些具體行動(dòng)的能力，無人駕駛反潛巡邏艇還必須具備智能化通信能力、與海上相遇船只智能化語音互動(dòng)識別能力等。為完成對常規(guī)靜音潛艇連續(xù)跟蹤的任務(wù)，在航速上無人駕駛反潛巡邏艇要具備壓倒性優(yōu)勢。

“海上獵手”的出現(xiàn)，很大程度上得益于當(dāng)前人工智能、自主控制系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)能力等領(lǐng)域的突破。據(jù)稱，“海上獵手”未來還可能像擊敗人類頂級棋手的圍棋軟件“阿爾法狗”一樣，利用特殊算法不但能識別和避讓附近船只、持續(xù)追蹤水下目標(biāo)，更能通過不斷學(xué)習(xí)完善自身效能。DARPA表示，在命名儀式后的數(shù)月里，它將與海軍研究處進(jìn)行合作，全面檢驗(yàn)該艦的性能和創(chuàng)新性裝備，以便將該技術(shù)轉(zhuǎn)化到美國海軍的作戰(zhàn)應(yīng)用中。這艘軍艦預(yù)計(jì)需要大約兩年的時(shí)間測試，內(nèi)容包括確認(rèn)其能夠在遵從海洋國際慣例的前提下安全運(yùn)作。不過，美軍首先也是最重要的海試項(xiàng)目，就是確保這艘反潛無人機(jī)械船能使用雷達(dá)和照相機(jī)避開其他船只。

具備跨洋能力的全機(jī)器人戰(zhàn)艦

“海上獵手”配備了十分先進(jìn)的駕駛傳感器等裝備，可進(jìn)行連續(xù)數(shù)月的監(jiān)測追蹤，能自主安全導(dǎo)航，在各海域執(zhí)行各種任務(wù)。它不僅能進(jìn)行反潛作戰(zhàn)，還能被改裝用于情報(bào)、監(jiān)視和偵察任務(wù)。此外，它還能根據(jù)情報(bào)，預(yù)測其他船只下一步將會(huì)做什么。這是一種功能較多、性能優(yōu)越的先進(jìn)無人反潛利器，“海上獵手”之所以被寄予厚望，很大程度在于它的特殊性能。

具有專業(yè)發(fā)現(xiàn)和追蹤柴電潛艇能力。柴電潛艇裝有近乎無聲的發(fā)動(dòng)機(jī)，這種靜謐的柴電動(dòng)力潛艇悄無聲息，很難遠(yuǎn)距離探測和追蹤。特別是新一代柴電潛艇配備了不依賴空氣的推進(jìn)系統(tǒng)和先進(jìn)的鋰離子電池，更加難以追蹤，在發(fā)生海上沖突時(shí)更加難以摧毀。對此，美國海軍希望無人潛艇獵手的服役能夠終結(jié)這種威脅。美國國防高級研究計(jì)劃局項(xiàng)目經(jīng)理埃里森·烏爾班介紹，研發(fā)“幽靈獵者”主要是為了“ 提供一種能擊敗柴電動(dòng)力潛艇的技術(shù)”；而ACTUV 作為“反潛持續(xù)追蹤無人艇”可以捕捉到柴電潛艇發(fā)出的引擎聲，就好像在嘈雜的鬧市內(nèi)辨別其中一輛汽車的聲音。 在執(zhí)行任務(wù)期間，ACTUV一旦發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的蛛絲馬跡，便會(huì)使用聲吶系統(tǒng)的高頻主動(dòng)聲吶對目標(biāo)進(jìn)行精確定位和跟蹤，同時(shí)借助傳感器技術(shù)進(jìn)行信息搜集。逼近到很近的距離時(shí)，ACTUV會(huì)通過聲學(xué)圖像，確定目標(biāo)潛艇的型號等信息，再將這些數(shù)據(jù)通過衛(wèi)星傳輸?shù)矫绹＼姷姆礉撝笓]中心，由其分派就近的反潛平臺(tái)趕往目標(biāo)海域現(xiàn)場并摧毀敵艇。

具備驚人的海上持續(xù)作戰(zhàn)能力。“海上獵手”在無人駕駛或遠(yuǎn)程操縱方式下，可連續(xù)60至90天自主操作，在12節(jié)航速下航行1萬海里，一旦發(fā)現(xiàn)敵方潛艇便召來其他美軍艦船予以摧毀。更重要的是，它還能與瀕海戰(zhàn)斗艦等新銳載人戰(zhàn)艦聯(lián)合作戰(zhàn)，利用良好的隱形性能和強(qiáng)大的探測能力，成為美軍艦隊(duì)最前沿的“偵察尖刀”，即便遭到敵人攻擊，也不用擔(dān)心會(huì)危及船上人員的安全。“海上獵手”采取集成大量現(xiàn)有民用技術(shù)的建造策略，配備各種民用導(dǎo)航和定位設(shè)備，不配備武器系統(tǒng)，使用了光纖水聽器，五級海況（浪高3～4米，風(fēng)速10～13米/秒）下可以在海上自動(dòng)連續(xù)執(zhí)行反潛任務(wù)至少70天，續(xù)航力3800英里（約6116公里），七級海況下亦可以生存。

反潛作戰(zhàn)海域范圍廣。美國此前曾推出一款名為USV的無人艇，配屬瀕海戰(zhàn)斗艦，但USV的噸位小、自主能力弱，只能在母艦周邊執(zhí)行任務(wù)。相比之下，ACTUV規(guī)劃的作戰(zhàn)半徑達(dá)到了3000公里，加上很高的自主任務(wù)能力，完全具備了傳統(tǒng)反潛平臺(tái)，如水面艦、潛艇、航空反潛機(jī)等相同的大范圍作戰(zhàn)能力。另外，與傳統(tǒng)有人反潛平臺(tái)相比，其部署強(qiáng)度不受人員體力的限制，遭受攻擊時(shí)不會(huì)造成人員損失。ACTUV部署后，美軍反潛平臺(tái)將從大量復(fù)雜、危險(xiǎn)、枯燥、疲勞的搜索跟蹤任務(wù)中解脫出來，集中精力去完成更重要的打擊任務(wù)，幫助美海軍形成高效反潛模式，并彌補(bǔ)美海軍因攻擊核潛艇和水面艦數(shù)量縮減后搜潛力量不足的問題。

執(zhí)行任務(wù)的運(yùn)行成本極其低廉。與卓越性能對應(yīng)的是該艦相對低廉的建造和運(yùn)營成本。美國國防高級研究計(jì)劃局稱，“海上獵手”的工程造價(jià)約為2000萬美元，由于以柴油和電力為動(dòng)力，日均運(yùn)行開支約為2萬美元，相當(dāng)于拿出人工駕駛軍艦開支的“一小部分”，制造出高效能的潛艇追蹤無人艦。美軍之前采取的方式是用造價(jià)昂貴的核動(dòng)力潛艇去追蹤敵方潛艇，而采用這種無人艇無疑將大大減少應(yīng)用成本。

對未來海戰(zhàn)產(chǎn)生重大影響

ACTUV雖然只是一艘沒有武裝的原型艦，但其優(yōu)異的戰(zhàn)技術(shù)性能將使未來海戰(zhàn)發(fā)生重大改變。

一是常規(guī)潛艇或喪失優(yōu)勢。目前，常規(guī)靜音潛艇之所以可以在海洋中大顯身手，美國跟蹤其活動(dòng)相對困難，主要原因有三個(gè)：美國可以在全球威脅海域持續(xù)搜索的水面平臺(tái)數(shù)量嚴(yán)重不足；美國建立全球海洋信息柵格的工作還遠(yuǎn)未完成，只在全球重點(diǎn)水道、重要威脅海域建立了水下聲學(xué)監(jiān)視網(wǎng)；海洋監(jiān)視衛(wèi)星的技術(shù)能力還未達(dá)到發(fā)現(xiàn)水下常規(guī)潛艇的水準(zhǔn)，還有相當(dāng)?shù)目瞻缀兔^(qū)。解決這些問題花費(fèi)最少、見效最快的方法是增加水面平臺(tái)數(shù)量。美國軍方明白，隨著科技的飛速發(fā)展，未來只要建立起全球海洋信息柵格系統(tǒng)，提升海洋監(jiān)視衛(wèi)星對海面下物體的探測能力，配備足夠數(shù)量的水面和空中平臺(tái)，反潛戰(zhàn)模式就將改變?yōu)椋簩撏г缙诎l(fā)現(xiàn)預(yù)警由海洋信息柵格系統(tǒng)和衛(wèi)星提供，而查證、識別、跟蹤潛艇靠水面無人平臺(tái)和反潛飛機(jī)，攻擊潛艇主要使用P-8“海神”飛機(jī)。這種新型反潛戰(zhàn)模式，對需要定期上浮充電的常規(guī)動(dòng)力潛艇來說，意味著上浮就是暴露，面對無人駕駛反潛巡邏艇等不間斷地跟蹤監(jiān)視，常規(guī)潛艇隱蔽性強(qiáng)這一優(yōu)勢將變?yōu)榱觿荩磥砗Ｑ笾锌赡苤皇Ｏ潞藵撏Р庞猩娴臋C(jī)會(huì)。

二是將對亞太地區(qū)安全形勢產(chǎn)生重大影響。美國智庫“新美國基金會(huì)”機(jī)器人戰(zhàn)爭專家彼得·辛格表示，“研發(fā)反潛技術(shù)并非因?yàn)檫@些戰(zhàn)艦看起來很酷，而是因?yàn)槲覀儗χ袊投砹_斯在這一領(lǐng)域所取得的成就深切關(guān)注”。可見，作為對抗中國和俄羅斯海軍投資的核心戰(zhàn)略，ACTUV是美國在無人作戰(zhàn)領(lǐng)域的“殺手锏”。柴電潛艇裝有近乎無聲的發(fā)動(dòng)機(jī)，很難遠(yuǎn)距離探測和追蹤。將柴電潛艇運(yùn)到面積較小的不穩(wěn)定國家的成本在2億美元到3億美元之間。美國國防部副部長羅伯特·沃克希望這種無人艦五年內(nèi)可在西太平洋找到自己的位置，因?yàn)樗鼈兌际敲绹S持在西太平洋軍力優(yōu)勢的關(guān)鍵。沃克表示，如經(jīng)測試確認(rèn)安全，他希望“海上獵手”號能夠前往設(shè)在日本橫須賀港的美國海軍第七艦隊(duì)作進(jìn)一步測試。

三是對未來我海軍潛艇部隊(duì)構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。無人駕駛反潛巡邏艇一旦成熟，將會(huì)首先部署在西北太平洋海域，可能圍繞我第一島鏈靠前部署在新加坡、日本沖繩、菲律賓、澳大利亞等美軍前沿基地，對我潛艇進(jìn)出的水道、航道和我東海海域、海南島以東海域?qū)嵤┲攸c(diǎn)“關(guān)照”，將會(huì)對我潛艇生存力產(chǎn)生重大影響。從目前世界國防科技水平看，除非常規(guī)潛艇動(dòng)力出現(xiàn)革命性進(jìn)步，否則按現(xiàn)有最高水平即每15天充電一次（以潛艇平均航速2節(jié)耗費(fèi)電量計(jì)算），15天機(jī)動(dòng)范圍1000多公里，依然逃不出美軍無人駕駛反潛巡邏艇的跟蹤。因此，或許只有發(fā)展新一代大潛深的新型核潛艇，才能從根本上扭轉(zhuǎn)局勢。

四是將使未來海軍作戰(zhàn)樣式發(fā)生重大改變。ACTUV部署后，將幫助美海軍形成由ACTUV負(fù)責(zé)搜索和跟蹤——有人平臺(tái)負(fù)責(zé)精確摧毀的高效反潛模式，并彌補(bǔ)美國海軍因攻擊核潛艇和水面艦數(shù)量縮減后，搜潛力量不足的問題。ACTUV的主要目標(biāo)是跟蹤淺海里的敵方潛艇，一艘ACTUV不僅可使美軍節(jié)省數(shù)百人，還能降低搜索潛在威脅的人為誤差。由“海上獵手”群為航母打擊編隊(duì)護(hù)航的時(shí)代很快就要到來。

此外，除了“無人駕駛”軍艦的亮相外，美國海軍還在6日宣布，計(jì)劃未來5年內(nèi)建造38艘船艦，其中包括9艘“弗吉尼亞”級核潛艇和10艘“阿利·伯克”級驅(qū)逐艦。這項(xiàng)計(jì)劃的核心支出則是一艘新一代核動(dòng)力航空母艦。美軍計(jì)劃投資135億美元用以建造這艘航母。根據(jù)這項(xiàng)計(jì)劃，到2021財(cái)年前，美國海軍擁有的船艦數(shù)量將增至308艘，兩棲攻擊艦數(shù)量增加10%。（國防大學(xué)）