潛射無人機發展歷程與作戰樣式分析?

許 彩 鄧 林

（1.海軍裝備部駐武漢地區第三軍事代表室 武漢 430205）（2.武漢第二船舶設計研究所 武漢 430205）

1 引言

潛艇傳統的作戰手段和作戰樣式已經無法完全滿足現代化海戰的需要，為了更加充分地發揮潛艇在高技術局部海戰中的重要作用，各國正在積極研制和不斷更新潛艇的武器裝備，潛射無人機以其強大的偵察探測與信息中繼能力逐步進入各國的視野。

無人機具有高隱蔽性、強機動性和遠航程的優勢，使其能在無制空制海權的條件下，對戰場環境進行隱蔽的偵察，使潛艇在潛航狀態下即可獲取周邊的環境信息，搶占信息優勢，從而大幅提升潛艇對戰場環境的感知能力和體系作戰能力，有效解決潛艇偵察能力弱、指揮協同難度大等問題，將潛艇融入海陸空天聯合作戰體系之中。

2 國外潛射無人機發展歷程

2.1 美國

20世紀90年代，諾思羅普·格魯曼公司和洛克希德·馬丁公司聯合研制了“海上搜索者”潛射無人機，采用折疊機翼，可從潛艇的533mm 魚雷發射管發射，潛航狀態下的潛艇通過露出水面的天線前段對其進行控制，并攜帶有5kg～10kg 戰斗部，具備偵察預警、通信導航、目標搜索和打擊能力，1996 年，美軍利用“阿什維爾”號潛艇成功發射“海上搜索者”潛射無人機。

20世紀90年代末，洛克希德·馬丁公司開始研制“鸕鶿”潛射可回收多用途無人機，“鸕鶿”無人機折疊后可采用“俄亥俄”級戰略核潛艇的三叉戟彈道導彈的2110mm 發射筒發射，提供情報監視、武裝偵察和戰場毀傷評估等任務支持。2006 年11月，洛馬公司臭鼬工廠進行了“鸕鶿”無人機的濺落與回收試驗。

圖1 “鸕鶿”無人機發射想定圖

2002 年，美海軍開始對“俄亥俄”級戰略核潛艇進行改裝，設想利用改裝后的“俄亥俄”級核潛艇發射波音公司的“掃描鷹”無人機，“掃描鷹”無人機翼展3.1m，最大可攜帶6kg 載荷，續航時間可達到15h，可作為通信中繼節點，并提供超視距偵察結果。

2009 年，為滿足偵察監視與攻擊作戰需求，雷神公司完成“彈簧折刀”潛射無人機開發，“彈簧折刀”潛射無人機為單兵小型無人機，重量不足2kg，裝載于水下發射運載器中，通過垃圾拋棄裝置投出艇外完成發射，“彈簧折刀”潛射無人機具備實時視頻傳輸能力，作戰半徑大于5km，續航時間大于5min，速度可達55kn～85kn，由于該機型具有極低的熱成像與噪聲痕跡，隱蔽性很強，當前已開發“彈簧折刀”2.0無人機，其續航時間可達0.5h。

2013 年12 月5 日，美海軍“洛杉磯”級攻擊核潛艇“普羅維等斯”號利用“魴鮄”發射裝置成功發射XFC 無人機，XFC 可搭載光電探測載荷，續航時間超過6h，巡航速度可達55km/h，試驗中XFC 無人機成功執行了數小時任務，將實時偵察視頻畫面傳回了“普羅維等斯”號核潛艇和其他水面艦艇。

表1 三型潛射無人機基本數據對比

2016 年5 月，美海軍計劃采購150 架“黑翼”潛射無人機，可通過攻擊型核潛艇、彈道導彈核潛艇、無人潛航器等平臺發射，該機型質量約1.8kg，長度0.5m，并擁有著1h 的續航時間，巡航速度可達80km/h～160km/h，攜帶有先進的微型傳感器，可執行相應的偵察任務。

圖2 黑翼無人機

2016 年8 月，洛克希德·馬丁公司在海軍演習時利用“槍魚MK2 型”無人潛航器發射微型固定翼無人機Vector Hawk，并對Vector Hawk 無人機的跨域通信和指揮控制能力進行了驗證。

2.2 德國

德國加貝勒機械制造有限公司與EMT 工程技術公司合作研制海軍空中光學偵察系統（VO?LANS），也被稱為飛魚座系統，安裝在升降桅桿頂端的密封耐壓容器內，通過耐壓容器折合蓋的開閉控制無人機的彈射，同時最多可攜帶三架可自動發射的無人機。

3 潛射無人機發展技術難點分析

潛射無人機發展的技術難點不在于無人機的飛行控制與作戰決策，而是如何將無人機系統完整集成到潛艇系統中，保證潛艇與無人機的適配性，包括潛射無人機的發射方式、發射裝置、干式發射的運載裝置以及發射后的回收等。

圖3 飛魚座系統

3.1 發射方式

潛射無人機發展過程中的一大技術難點是其發射方式。根據無人機發射時所處的狀態可將潛射無人機的發射方式分為兩大類，水上發射和水下發射。水上發射方式分為兩種，一種直接將無人機從上浮的潛艇上發射出去，技術難度比較小，但極容易暴露潛艇目標，降低潛艇的生存能力；另一種則是利用潛艇的模塊化桅桿將無人機與發射裝置送出水面，由于模塊化桅桿承載力有限，因此只能發射輕小型無人機，且潛艇的暴露幾率也很大。

水下發射方式隱蔽性相對較高，能夠有效提高潛艇的生存能力，因此受到各國重視，得到了迅速的發展。根據發射過程是否與水接觸又可將水下發射分為濕式發射與干式發射，濕式發射直接在水下發射無人機，因此對無人機的尺寸、重量等限制較少，但對無人機的密封性、耐腐蝕性和可靠性要求較高。干式發射方式即將無人機裝載在密封的運載裝置內，利用魚雷發射管等發射裝置將其發射出去脫離潛艇，運載器出水后即可將無人機發射出去。

在以上幾種發射方式中，潛艇上浮至水面發射無人機的水上發射方式由于極不利于母艇的隱蔽與安全，正逐步淘汰；模塊化桅桿發射方式的難度最小，但其承載力的限制約束了潛射無人機的作戰效能；濕式發射方式存在眾多的技術難題，發射難度最大，但其作戰效能最好，且反應速度快，發射出的無人機可回收，今后有很大的發展空間；干式發射方式解決了濕式發射的抗壓和密封問題，降低了對新型防水無人機的研發成本，提高了潛艇的隱蔽能力，因此應用相對廣泛，但存在需要設計裝載無人機的運載裝置和發射的無人機回收困難的問題。

3.2 發射裝置

理論上，潛艇的廢物拋棄裝置、對抗發射器等外孔道均可用來發射潛射無人機，當前受廣泛認可的發射裝置主要包括如下幾種：

潛艇魚雷發射管，可參考潛射反艦導彈發射技術，技術成熟度高，試驗充分；導彈發射筒，“鸕鶿”無人機即通過此進行發射；通用模塊式桅桿，可在潛望深度一次性發射多個潛射無人機；垃圾拋棄裝置，裝載“彈簧折刀”潛射無人機的運載裝置即通過垃圾拋棄裝置發射。

3.3 運載裝置

要完成無人機的水下潛射，需要考慮無人機從水下到空氣中的過度，應用更為廣泛的干式發射需要將無人機裝載在具有良好密封性能的運載艙內，整個發射過程潛射無人機處在干燥的環境中，運載裝置可以利用魚雷發射管、導彈發射管等發射裝置進行釋放。如圖4 所示，為利用運載裝置發射潛射無人機的過程，包括運載裝置與潛艇分離、運載裝置航行到水面、運載裝置方向和角度調整、無人機與運載裝置分離和無人機自主飛行。利用運載裝置的干式發射能夠有效解決無人機的防水和抗壓問題，同時降低了發射成本，提高了發射安全性。運載裝置需要滿足一定的技術要求。

圖4 潛射無人機干式發射流程示意圖

運載裝置需要具備一定的機動能力，能夠實現與潛艇的分離，同時具備穩定將潛射無人機運送到水面的能力；運載裝置需要具備一定的抵抗海流的能力，能夠在不良海況下保持較好的穩定性，并能夠在發射過程中維持姿態穩定；由于運載裝置工作的海洋環境具備較強的腐蝕性，因此運載裝置必須具備良好的耐腐蝕性和水密性，并具備一定的抗水壓能力。

3.4 回收系統

相較于空中、陸上或水面上的無人機攜載平臺，潛艇對無人機的回收相對困難，回收過程也極容易暴露母艇的位置。潛射無人機回收使用最為廣泛的為傘降回收方式，其傘降回收系統一般配有控制機構、回收傘和開傘裝置。由于陸上回收對潛射無人機的戰術約束太多，潛射無人機回收系統一般需要能夠實現海上回收，而海上回收還需配備能使無人機在水面漂浮規定時間的漂浮系統。為了避免回收時海水對無人機的侵蝕，潛射無人機需要采用密封結構。大型潛射無人機例如“鸕鶿”的回收，先利用傘降回收系統幫助“鸕鶿”穩定降落入水，然后利用潛艇的潛航器或水下機械臂搜尋并移動“鸕鶿”無人機實現回收。小型潛射無人機的回收相比于一次性使用來說費用高很多，回收技術復雜與耗時長也增添了其暴露風險，因此小型潛射無人機傾向于一次性使用。

4 潛射無人機作戰樣式分析

在當前以潛為主的作戰體系中，潛艇的突出優勢和戰術特性是其超高的隱蔽性，能夠給予敵方出其不意的打擊，但現代航空反潛技術發展迅速，對潛艇的隱蔽性能需求越來越高。潛射無人機的發射使用須以保持潛艇的隱蔽性為前提，但現今的大型、中型潛射無人機發射方式多為濕式發射，與潛射導彈發射類似，極易暴露母艇位置。可發展水下隱蔽發射小型潛射無人機技術，減小暴露目標可能性的同時滿足潛艇偵察預警和打擊引導等需求。總體來說，潛射無人機用于海上作戰時主要包括以下三種作戰樣式。

4.1 情報搜集、偵察預警

潛射無人機擁有潛艇完全無法比擬的高度優勢，在發射升空后，能夠充分發揮無人機的機動性好的優勢，減小潛艇偵察距離的限制，有效完成戰場情報搜集、目標偵察預警任務，使潛艇在潛航狀態下即可獲取周邊的環境信息，從而大幅提升潛艇對戰場環境的感知能力。當前無人機熱成像與噪聲痕跡較低，很難用視覺手段對無人機進行感知，具備較為優越的隱身性能，使得其能夠實現對目標的“近距”偵察，也可對戰場區域內機動的目標進行跟蹤監視，必要的條件下還可對目標的毀傷效果進行評估，為之后打擊決策提供依據。

4.2 通信中繼、協同作戰

潛射無人機可通過衛星或通用數據鏈終端接入戰場信息網絡，將無人機偵察到的戰場態勢信息、目標信息，和潛艇收集到的情報信息發送至信息網絡，并從信息網絡獲取與其他作戰系統或作戰平臺協同作戰所需的各類信息，并將其轉發給潛艇。潛射無人機作為潛艇與戰場信息網絡的通信中繼，能夠有效實現潛艇與戰場信息網絡的通信銜接，在保持潛艇隱蔽性的同時提高潛艇通信距離。同時，潛射無人機高機動能力以及高功能性，使其能夠很好地配合潛艇、水面艦艇之間的戰術協同。

4.3 遠距引導、精準打擊

潛射無人機對敵方目標實現遠距引導打擊主要包括以下幾個方面：

1）潛射無人機對敵方岸上重要軍事目標進行戰術偵察，并將情報信息傳遞給潛艇，引導潛艇利用導航對敵方岸上重要軍事目標進行遠距離打擊，在保證打擊效果的同時保證潛艇的安全；

2）當潛艇利用探測設備對敵方艦艇進行探測時，經常也會受到敵方的探測，而利用潛射無人機對敵方艦艇進行探測偵察可以有效實現己方潛艇的隱蔽，并實時的將目標數據傳給潛艇，實現對敵方艦艇的安全精準打擊，使潛艇具備遠程精準打擊敵方機動目標的能力；

3）潛射無人機能對戰場空域進行偵察監視，有效監測敵方空中反潛力量，并及時向潛艇反饋敵機的信息，為潛艇對敵機打擊贏得時間。

5 結語

潛射無人機是潛艇技術和無人機技術發展結合的產物，是協同體系作戰對潛艇提出的迫切需求，可以提升潛艇的作戰能力并改善潛艇信息能力弱、對抗航空反潛兵力能力弱的劣勢，能夠較好滿足潛艇在未來海上作戰中的需求。