國外反水雷無人機(jī)發(fā)展探析

周磊 陳俊鋒

水雷具有隱蔽性好、打擊突然、易布難除、效費(fèi)比高、破壞力強(qiáng)、威脅期長等特點(diǎn)。第二次世界大戰(zhàn)以來，被水雷擊沉或擊傷的美軍艦艇數(shù)量超過由于其他因素而沉沒或受損的軍艦總數(shù)。為了有效對抗水雷的威脅，歐美等國家研發(fā)了大量反水雷裝備。作為近年來迅速發(fā)展的新質(zhì)作戰(zhàn)力量，無人機(jī)在多次局部戰(zhàn)爭中發(fā)揮了重要作用，其任務(wù)已從情報(bào)、監(jiān)視、偵察逐步拓展到目標(biāo)打擊、通信中繼、后勤保障等諸多領(lǐng)域。無人機(jī)具有零傷亡、機(jī)動(dòng)靈活、效費(fèi)比高等特點(diǎn)，在反水雷作戰(zhàn)中，可最大程度保證反水雷平臺(tái)和人員安全，凸顯了效率高、安全性高和機(jī)動(dòng)性強(qiáng)等優(yōu)勢，已經(jīng)成為海軍分布式多域協(xié)同反水雷作戰(zhàn)的重要裝備。歐美等軍事強(qiáng)國紛紛加大反水雷無人機(jī)技術(shù)與裝備研究的力度，期待反水雷無人機(jī)與無人水面艦艇（USV）、無人水下航行器（UUV）等裝備構(gòu)建一種無人化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化反水雷無人體系，提升未來艦艇編隊(duì)綜合反水雷作戰(zhàn)能力。

發(fā)展概況

美國反水雷無人機(jī)發(fā)展歷程

美國非常重視水雷與反水雷作戰(zhàn)，從越南戰(zhàn)爭開始，就意識到反水雷作戰(zhàn)必須集中利用各種空中、水面與水下反水雷資源，并于20世紀(jì)70年代建立了反水雷戰(zhàn)司令部，除獵掃雷水面艦艇外，還裝備了MH-53E“海龍”重型反水雷直升機(jī)。隨著水雷制造成本的不斷降低以及智能化水平的不斷提高，以專業(yè)獵掃雷水面艦艇為主的傳統(tǒng)獵掃雷手段已難以有效應(yīng)對水雷。2018年，美國海軍作戰(zhàn)部辦公室（OPNAVN 952）水雷作戰(zhàn)部副部長斯蒂芬·奧爾森表示，隨著美國海軍的前進(jìn)，對手的水雷正在變得更加復(fù)雜，水雷庫存量也在突飛猛進(jìn)地增長，無人空中、水面、水下平臺(tái)將在未來反水雷作戰(zhàn)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，而且能同時(shí)操作多個(gè)用于水雷探測、識別、定位和摧毀的傳感器，減少部隊(duì)的作業(yè)時(shí)間，降低部隊(duì)面臨的風(fēng)險(xiǎn)。

反水雷作戰(zhàn)理念已經(jīng)從專業(yè)獵掃雷艦艇運(yùn)用轉(zhuǎn)向建制式模塊化反水雷力量運(yùn)用。在此背景下，美國海軍已基本放棄專業(yè)獵掃雷艦艇研制，轉(zhuǎn)而發(fā)展具有模塊化反水雷能力的驅(qū)逐艦和瀕海戰(zhàn)斗艦（LCS）等裝備。根據(jù)美國反水雷發(fā)展規(guī)劃，未來美軍將主要依托瀕海戰(zhàn)斗艦來實(shí)現(xiàn)反水雷作戰(zhàn)能力，瀕海戰(zhàn)斗艦搭載的反水雷系統(tǒng)主要由MH-60S直升機(jī)，MQ-8B、MQ-8C“火力偵察兵”無人直升機(jī)和“刀魚”無人潛航器等裝備組成。

美軍反水雷無人直升機(jī)平臺(tái)

1.MQ-8B“火力偵察兵”無人直升機(jī)

MQ-8B無人直升機(jī)機(jī)長7.3m、機(jī)寬1.9m、機(jī)高2.9m、主旋翼直徑8.4m、最大起飛重量1429kg、最大任務(wù)載荷重量272kg、實(shí)用升限6095m、最大平飛速度232km/h、作戰(zhàn)半徑203km、續(xù)航時(shí)間5～8h，可選裝光電/紅外吊艙、“沿海戰(zhàn)場偵察與分析”（Coastal Battlefield Reconnaissance and Analysis，COBRA）水雷探測系統(tǒng)、通信中繼設(shè)備、多模式對海監(jiān)視雷達(dá)等任務(wù)載荷，以及“海爾法”（Hellfire）導(dǎo)彈、“蝰蛇打擊”（Viper Strike）激光制導(dǎo)炸彈、“先進(jìn)精確殺傷武器系統(tǒng)”（APKWS）等武器。

美國海軍遠(yuǎn)征部隊(duì)利用MQ-8B無人直升機(jī)“沿海戰(zhàn)場偵察與分析”機(jī)載水雷探測系統(tǒng)，能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程空中偵察，探測拍岸浪區(qū)和陸上雷場，提升美軍在拍岸浪區(qū)以及海灘區(qū)的反水雷作戰(zhàn)能力，以支持海上戰(zhàn)斗群展開從艦到目標(biāo)的作戰(zhàn)行動(dòng)。

2.MQ-8C“火力偵察兵”無人直升機(jī)

MQ-8C無人直升機(jī)由貝爾直升機(jī)公司407直升機(jī)改型而成，機(jī)長12.6m、機(jī)寬2.4m、機(jī)高3.3m、主旋翼直徑10.7m、最大起飛重量2722kg、最大任務(wù)載荷重量1200kg、實(shí)用升限5180m、最大平飛速度259km/h、可掛載光電/紅外吊艙、水雷探測系統(tǒng)、通信中繼設(shè)備、多模式對海監(jiān)視雷達(dá)、多功能吊艙（MCAP）等任務(wù)載荷。

美國海軍反水雷任務(wù)載荷設(shè)備發(fā)展歷程

“沿海戰(zhàn)場偵察與分析”是一種機(jī)載多光譜水雷探測系統(tǒng)，型號為AN/ DVS-1，作為MQ-8B“火力偵察兵”無人直升機(jī)反水雷作戰(zhàn)計(jì)劃中的裝備，主要探測并定位部署在海灘、淺水域的水雷和障礙物，在兩棲作戰(zhàn)時(shí)，保障海軍陸戰(zhàn)隊(duì)登陸部隊(duì)和瀕海戰(zhàn)斗艦的安全。

20世紀(jì)90年代，阿雷特合伙公司（Arete Associates）根據(jù)美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)先進(jìn)技術(shù)計(jì)劃，研制了COBRA系統(tǒng)。

2004年，為滿足海軍突擊防御系統(tǒng)（ABS）的需求，COBRA系統(tǒng)開始執(zhí)行探測任務(wù)。

2005年，第1批次COBRA系統(tǒng)達(dá)到里程碑節(jié)點(diǎn)B。

2010年10月，MQ-8B首次搭載第1批次COBRA系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)。

2013年，美國海軍授予BAE系統(tǒng)公司2000萬美元的合同，要求該公司研發(fā)一種先進(jìn)水雷探測系統(tǒng)原型機(jī)。作為COBRA項(xiàng)目的一部分內(nèi)容，該先進(jìn)系統(tǒng)采用了激光雷達(dá)（Light Detection And Ranging，LiDAR）技術(shù)。激光雷達(dá)利用激光脈沖而非無線電波獲取高分辨率海面目標(biāo)影像，完成小型水面水下威脅目標(biāo)探測、定位、分析。原型機(jī)使用了激光快速掃描設(shè)備、3D相機(jī)和目標(biāo)識別算法。

2014年11月，美國海軍水面戰(zhàn)中心授予阿雷特合伙公司第1批次COBRA系統(tǒng)低速率試生產(chǎn)合同，合同金額達(dá)1.17億美元。此后，美國海軍水面戰(zhàn)中心繼續(xù)支持阿雷特合伙公司研發(fā)COBRA系統(tǒng)。

2016年6月、2017年2月，美國海軍分別授予阿雷特合伙公司760萬美元、850萬美元的合同。

2017年7月，搭載第1批次COBRA系統(tǒng)的MQ-8B無人直升機(jī)完成初始作戰(zhàn)能力（IOC）評估，2017年10月，形成初始作戰(zhàn)能力。

2018年4月，MQ-8B無人直升機(jī)完成反水雷作戰(zhàn)試驗(yàn)。美國海軍采購了30套第1批次COBRA系統(tǒng)任務(wù)包，每個(gè)COBRA系統(tǒng)任務(wù)包由2臺(tái)機(jī)載任務(wù)載荷設(shè)備、1部艦載任務(wù)分析站組成。

2021年12月，美國海軍海上系統(tǒng)司令部發(fā)布第2批次COBRA系統(tǒng)招標(biāo)書，以升級MQ-8C無人直升機(jī)水雷探測能力。搭載第2批次COBRA系統(tǒng)的MQ-8C無人直升機(jī)能夠探測、定位拍岸浪區(qū)和海灘區(qū)內(nèi)的單個(gè)類雷物、雷區(qū)和障礙物，在淺水區(qū)、深水區(qū)水面漂浮的類雷物，在近水面錨泊的類雷物，將執(zhí)行近海戰(zhàn)場空中戰(zhàn)術(shù)偵察任務(wù)。

2022年2月，美軍第24空中測試與評估中隊(duì)（UX-24）在MQ-8C上安裝了重量、尺寸均與“單系統(tǒng)多任務(wù)機(jī)載水雷探測”（SMAMD）真系統(tǒng)相同的模型，模擬真系統(tǒng)開展飛行試驗(yàn)，并利用MQ-8C采集的數(shù)據(jù)，評估無人直升機(jī)的性能、操控性和安全性。

2022年3月，美國國防部透露，基于綜合激光水雷探測系統(tǒng)（ALMDS）和第2批次COBRA系統(tǒng)，海軍正在為MQ-8C無人直升機(jī)研制SMAMD系統(tǒng)，旨在進(jìn)一步提升MQ-8C無人直升機(jī)反水雷作戰(zhàn)能力和作戰(zhàn)適用性。SMAMD系統(tǒng)由BAE系統(tǒng)公司開發(fā)，是MQ-8C無人直升機(jī)首次測試的水雷探測系統(tǒng)，也是該機(jī)的最重任務(wù)載荷，利用機(jī)載光學(xué)傳感器套件處理探測信息，具有機(jī)載實(shí)時(shí)處理能力和低虛警率，確保作戰(zhàn)人員對探測到的威脅做出迅速反應(yīng)。而現(xiàn)有反水雷技術(shù)需要較長時(shí)間分析任務(wù)數(shù)據(jù)，不能及時(shí)應(yīng)對威脅。

“火力偵察兵”項(xiàng)目辦公室與海軍研究辦公室、小型無人作戰(zhàn)平臺(tái)項(xiàng)目執(zhí)行辦公室、美國海軍空戰(zhàn)中心飛機(jī)部（NAWCAD AIRWorks）、飛機(jī)原型系統(tǒng)部、韋伯斯特外場和第24空中測試與評估中隊(duì)合作，利用“單系統(tǒng)多任務(wù)機(jī)載水雷探測”系統(tǒng)開展未來海軍能力計(jì)劃最后階段的相關(guān)工作。“火力偵察兵”項(xiàng)目辦公室表示，未來作戰(zhàn)發(fā)生的場景可能位于水雷密布的沿海水域，水雷將對瀕海戰(zhàn)斗艦等艦艇造成嚴(yán)重威脅。因此，SMAMD系統(tǒng)的部署能夠有效降低水雷帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

2023年春季，聯(lián)合團(tuán)隊(duì)在佛羅里達(dá)州海軍水面戰(zhàn)中心進(jìn)行反水雷原型系統(tǒng)陸上試驗(yàn)，主要從海灘區(qū)開始，探測在淺水區(qū)和深水區(qū)漂浮、系泊的水雷，最遠(yuǎn)探測區(qū)域距離海岸10km，通過采集MQ-8C“火力偵察兵”和SMAMD系統(tǒng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為未來系統(tǒng)集成工作提供支撐。

歐洲反水雷無人機(jī)項(xiàng)目

早在2007年，法國海軍就已經(jīng)開始探討和研究未來反水雷裝備發(fā)展。從近10年的發(fā)展看，法國不僅大力推動(dòng)本國未來反水雷系統(tǒng)發(fā)展，還主持了歐洲防務(wù)局（EDA）海上反水雷計(jì)劃實(shí)施。根據(jù)法國未來反水雷系統(tǒng)計(jì)劃，反水雷作戰(zhàn)將采用多型反水雷裝備協(xié)同作戰(zhàn)模式。該協(xié)同作戰(zhàn)模式與傳統(tǒng)獵掃雷艦艇利用獵雷聲吶探測水雷，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后釋放滅雷具的模式截然不同。

1.ORKA-1200反水雷無人直升機(jī)

按照法國海軍的設(shè)想，法國、德國聯(lián)合研制的ORKA-1200無人直升機(jī)將與水面艦艇、無人水面艇、半潛式遙控獵雷系統(tǒng)、自主水下航行器、一次性滅雷系統(tǒng)、拖曳式反水雷裝置協(xié)同執(zhí)行反水雷戰(zhàn)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化反水雷作戰(zhàn)，進(jìn)一步提升海上作戰(zhàn)能力。ORKA-1200艦載無人直升機(jī)最大起飛重量680kg、任務(wù)載荷重量180kg、續(xù)航時(shí)間為8h。

2.下一代非接觸式反水雷系統(tǒng)

2019年5月，比利時(shí)和荷蘭海軍聯(lián)合簽訂合同，計(jì)劃采購下一代非接觸式反水雷（Mine Countermeasures，MCM）系統(tǒng)，擬使用薩博公司“斯科達(dá)”V-200（Skeldar V-200）無人直升機(jī)、“檢查者” 125（INSPECTOR 125）無人水面艦艇和A18M無人水下航行器等裝備組成的編隊(duì)執(zhí)行遠(yuǎn)程水雷探測和滅雷任務(wù)。其中，V-200無人直升機(jī)將配置水雷探測傳感器，遂行水雷探測任務(wù)，并為無人水面艦艇和無人水下航行器提供通信中繼服務(wù)。

3.“坎姆考普特” S-100反水雷無人直升機(jī)

奧地利西貝爾公司“坎姆考普特”S-100（Camcopter S-100）是近年熱銷的一款無人直升機(jī)。該機(jī)最大起飛重量200kg、最大任務(wù)載荷重量50kg、最大平飛速度222km/h、續(xù)航時(shí)間6h，可搭載多光譜相機(jī)開展淺水區(qū)水雷探測。

發(fā)展特點(diǎn)

歐美強(qiáng)國海軍不僅擁有豐富的水雷運(yùn)用實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，而且不惜投入巨資研制各型反水雷裝備，加快推進(jìn)反水雷無人機(jī)技術(shù)與裝備發(fā)展。縱觀近年國外反水雷無人機(jī)發(fā)展，本文總結(jié)幾方面特點(diǎn)。

基于反水雷作戰(zhàn)體系頂層設(shè)計(jì)，無人機(jī)充分發(fā)揮優(yōu)勢，與其他反水雷裝備構(gòu)建優(yōu)勢互補(bǔ)的反水雷作戰(zhàn)體系

反水雷戰(zhàn)專家普遍認(rèn)為，反水雷問題沒有任何單一的解決辦法，必須依賴優(yōu)勢可互補(bǔ)的裝備和技術(shù)手段。任何單一反水雷手段都難以完成反水雷作戰(zhàn)任務(wù)，反水雷作戰(zhàn)只有立足于多種反水雷手段配合使用，才能對抗各種技術(shù)層次的水雷，實(shí)現(xiàn)反水雷裝備體系對抗水雷裝備體系的目標(biāo)，保證空中、水面、水下多種平臺(tái)協(xié)調(diào)發(fā)展，構(gòu)建具有更強(qiáng)綜合反水雷作戰(zhàn)能力的反水雷裝備體系。因此，反水雷無人機(jī)不能單打獨(dú)斗，需基于反水雷作戰(zhàn)體系頂層設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，與艦載有人機(jī)、水面艦艇，無人艦船、無人水下航行器等其他反水雷裝備，構(gòu)成空中、水面、水下跨域有人-無人協(xié)同探雷、滅雷作戰(zhàn)體系。在反水雷作戰(zhàn)體系中，各種反水雷力量充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，相互取長補(bǔ)短，跨域協(xié)同作戰(zhàn)，形成體系作戰(zhàn)能力，提升編隊(duì)反水雷作戰(zhàn)能力。

無人機(jī)反水雷任務(wù)主要以瀕海區(qū)域水雷探測為主，隨著技術(shù)的發(fā)展，逐步向滅雷等任務(wù)域拓展

水深為3～12m的瀕海甚淺水區(qū)、水深3m至海水高潮線的拍岸浪區(qū)反水雷作戰(zhàn)要求無人機(jī)在低空作業(yè)、續(xù)航時(shí)間長，而在此環(huán)境下，無人機(jī)隨時(shí)面臨敵軍岸灘防空火力打擊，威脅性極大。無人機(jī)具有零傷亡、機(jī)動(dòng)靈活、效費(fèi)比高等優(yōu)勢，特別適合在瀕海區(qū)域開展反水雷作戰(zhàn)。從目前國外裝備發(fā)展看，無人機(jī)主要搭載多光譜相機(jī)、藍(lán)綠激光設(shè)備、聲吶、磁探設(shè)備等水雷探測載荷，對甚淺水區(qū)、拍岸浪區(qū)和海灘區(qū)中裸露、被泥沙掩埋的水雷進(jìn)行探測、識別和定位。隨著技術(shù)的進(jìn)步，國外發(fā)展了載重能力更大、續(xù)航能力更強(qiáng)的無人機(jī)平臺(tái)，如美國海軍MQ-8C無人直升機(jī)。該機(jī)可發(fā)射一種具有尾翼增穩(wěn)功能的超空泡穿甲彈，超空泡穿甲彈斜射入水后形成超空泡，利用動(dòng)能破壞水雷目標(biāo)；或搭載“空中快速滅雷系統(tǒng)”（Rapid Airborne Mine Clearance System，RAMICS）執(zhí)行反水雷任務(wù)，一旦探測到疑似水雷目標(biāo)，便發(fā)射遠(yuǎn)程遙控滅雷具，引爆水雷。

反水雷無人機(jī)主要使用技術(shù)成熟的通用無人直升機(jī)平臺(tái)，集成任務(wù)載荷包，逐步拓展作戰(zhàn)能力

無人直升機(jī)能在低空定點(diǎn)懸停，在水面艦艇甲板上垂直起降，適合用于雷區(qū)定點(diǎn)偵察與探測。因此，國外反水雷無人機(jī)主要使用無人直升機(jī)平臺(tái)。為充分提高投入效益，便于保障維修，國外一般不開發(fā)專用反水雷無人機(jī)平臺(tái)，而是將成熟的通用無人直升機(jī)改裝為反水雷無人直升機(jī)，如美國海軍基于MQ-8B、MQ-8C無人直升機(jī)的反水雷無人直升機(jī)，歐洲一些國家在“坎姆考普特”S-100、ORKA-1200無人直升機(jī)、薩博公司“斯科達(dá)”V-200等成熟無人直升機(jī)上安裝多光譜相機(jī)、藍(lán)綠激光設(shè)備等反水雷任務(wù)載荷，采用通用接口架構(gòu)、模塊化增量開發(fā)方法，滿足反水雷作戰(zhàn)任務(wù)的需求。

發(fā)展趨勢

協(xié)同化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化是反水雷無人機(jī)作戰(zhàn)的發(fā)展趨勢。反水雷作戰(zhàn)需要快速有效地探測和掃除水雷，在未來反水雷作戰(zhàn)中，無人機(jī)將與水面艦艇、無人水面艇、半潛式遙控獵雷系統(tǒng)、自主無人水下航行器、一次性滅雷系統(tǒng)、拖曳式反水雷裝置協(xié)作作戰(zhàn)。為安全、高效、快速、準(zhǔn)確地反水雷，美國海軍提出了“網(wǎng)絡(luò)中心反水雷戰(zhàn)”概念，即各種探雷、滅雷裝備基于通信網(wǎng)絡(luò)集于一體，通過高效指揮協(xié)同、信息融合與共享，實(shí)現(xiàn)一體化反水雷作戰(zhàn)。在“網(wǎng)絡(luò)中心反水雷戰(zhàn)”中，無人機(jī)需共享分布式動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，與其他反水雷裝備、作戰(zhàn)平臺(tái)協(xié)同執(zhí)行水雷探測、定位、分類、識別和滅雷任務(wù)，并使用人工智能技術(shù)整合不同平臺(tái)的探測信息，極大提高反水雷作戰(zhàn)的針對性、安全性和可靠性，實(shí)現(xiàn)反水雷作戰(zhàn)的自動(dòng)化與智能化，進(jìn)一步提升海上作戰(zhàn)能力。

結(jié)束語

在歷次海戰(zhàn)中，水雷被視為一種非對稱作戰(zhàn)武器，對戰(zhàn)爭進(jìn)程產(chǎn)生了重要影響。反水雷、反潛、反導(dǎo)被稱為海戰(zhàn)的三大難題，各國海軍極其重視水雷作戰(zhàn)與反水雷作戰(zhàn)裝備與能力發(fā)展。歐美軍事強(qiáng)國一直高度重視反水雷裝備建設(shè)，特別是美國海軍。從20世紀(jì)80年代的專業(yè)反水雷裝備，到90年代的建制式反水雷裝備，再到模塊化、通用化、網(wǎng)絡(luò)化反水雷無人系統(tǒng)，我們可以看出，反水雷裝備發(fā)展理念正從以平臺(tái)為中心轉(zhuǎn)向以能力為中心。無人機(jī)作為近年來迅速發(fā)展的新質(zhì)作戰(zhàn)力量，隨著需求的牽引和技術(shù)的推動(dòng)，已逐步成為反水雷作戰(zhàn)的重要裝備。國外反水雷無人機(jī)發(fā)展歷程及其作戰(zhàn)理念的轉(zhuǎn)變，為國內(nèi)裝備建設(shè)和技術(shù)發(fā)展提供了借鑒。