美国海军“海豹”特种作战部队投放系统

闵瑞红，郭燕舞

(武汉第二船舶设计研究所，湖北 武汉 430064)

1 ASDS研制背景

1.1 研制背景

长期以来，美国海军一直使用“海豹”特种作战部队(Sea-Air－Land Team，SEAL)投放艇或蛙人运送艇(Swimmer Delivery Vehicle，SDV)等“湿式”潜航器执行中程水下运输任务［1］。这种“湿式”运送法存在一些明显的缺陷:首先，使用湿式蛙人运载器对人员进行培训的费用昂贵;其次，当蛙人到达预定位置准备登陆时，长时间的水下潮湿和寒冷环境使他们备感疲惫，不得不在海滩上恢复体力后才能继续执行任务［2］。为此，美国特种作战司令部决定为SEAL寻求一种新型隐蔽运载工具，以取代现有的“湿式”蛙人运载器。

新型隐蔽运载工具是采用“干式”运送方法的ASDS，其结构更复杂，尺寸更大，造价更高，是世界上最先进且最昂贵的蛙人运载系统。ASDS可通过潜艇进行部署，性能卓越，在航程、装载量、可靠性、续航力、舒适性和通信/探测能力等方面均具有出色性能［2］。

ASDS是一种有人驾驶的“干式”常压微型作战潜器，能在高危环境中隐蔽投放SEAL队员及其装备，降低SEAL队员登陆风险。ASDS可为特种作战部队远程行动提供支持，母艇将ASDS运抵任务海区后，ASDS离开母艇，将SEAL队员投放到预定海域，待完成任务后再返回母艇［1］，从而使美国海军的SEAL队员可秘密进入敌方近海或警戒海域执行军事任务［3］。该系统配备有1个高压闸舱，使SEAL队员在运载过程中处于温暖而干燥的环境中。在海水温度过低或远程航渡条件下，ASDS可提高作战任务的执行能力［4］。

1.2 研制计划的提出

ASDS计划由美国特种作战司令部制定［1］，由海军海上系统司令部深潜计划处负责实施［3］。特种作战司令部对ASDS提出了设计要求，海军海上系统司令部对该系统提供了大力支持［2］。ASDS具有水下远程运输能力，可投放执行秘密任务的特种作战部队。它可由“洛杉矶”、“海狼”和“弗吉尼亚”级核潜艇搭载运抵到指定任务区域。此外，亦可使用C－5或C－17运输机等，以空运方式将ASDS投放和部署到世界各沿海战场［5］。

2 ASDS战术技术性能指标

2.1 基本性能指标

ASDS航速高，航程远，可在离岸较远处下水，也可作为SEAL队员的前沿活动基地在近岸水域坐沉海底长达数天之久［6］。

ASDS的外形呈雪茄状［6］，主尺度为19.81 m×2.44 m，吃水2.66 m，水面排水量55 t，水下排水量60 t［3］，潜深超过 60 m［2］，在高于 8 kn 的航速下可航行125 n mile［3］。ASDS采用蓄电池作为动力，驱动1个主螺旋桨和4个辅推器。4个辅推器一前一后分设在左右两侧，在水下低速机动时辅推器伸出艇外，高速机动时则缩回，以减少阻力。ASDS装有尾方向舵和尾、首水平舵［6］(见图1)。最初，用作动力的14个银－锌电池安装在单独的钛制圆筒中，但其后不久就被电力更为持久的锂离子电池所替换［1］。

图1 ASDS结构示意图Fig.1 The structure of ASDS

ASDS的钢制耐压壳体由伊利诺斯州坎卡基的芝加哥桥梁与钢铁公司制造，其耐压壳体和半球面封头由HY－80钢制成。压载水舱布置在耐压壳体的首尾2端［1］。ASDS搭载于美海军攻击型核潜艇指挥室围壳后部上甲板处(见图2)，需要达到与搭载平台同样的减振要求。其圆柱形耐压壳体内部被分成前后对称的控制舱和输送舱，中部由球形水下进出闸舱隔开。高压水下进出闸舱用于潜水员在近水面和各种水深时由底部出口进出［6］。ASDS运载器可在海底0.6～58 m深度范围停泊［3］。当搭载在母艇上甲板时，底部出口构成与母艇联通的通道［6］。

图2 ASDS搭载在指挥室围壳后部的甲板上Fig.2 ASDS mounted piggyback on the after deck

ASDS的设计重点是保持与特种作战部队的机动性相适应，为SEAL队员提供温暖干爽的长途运送环境。ASDS尾部设有高压氧舱［2］，可为水下进出闸舱加压［6］;配备有完备的供氧系统和空调系统［2］，可进行内部空气监控和净化［6］;ASDS还具有抗水下冲击、低噪声、易于运输(除可用陆、海、空运输方式外，还能由潜艇隐蔽搭载和投放)等特点。此外，ASDS配备的其他系统还包括1组综合通信设备［2］;1套与F/A－18“大黄蜂”舰载机相同的惯性导航系统［7］;由英国通用电力－马可尼有限公司研制的非穿透双桅杆系统，惯性导航和全球卫星定位导航接收机(见图3和图4);马萨诸塞州坎布里奇市德雷珀实验室研制的前视探测、导航和避碰声呐系统［3］。

ASDS由领航员和驾驶员共同操纵［1］。操作人员并肩坐在控制舱，通过显示与控制系统操纵台实施操作，该系统包括1个操纵杆和4个多功能显示器［6］。除了2名操作人员外，根据装备情况，ASDS还可容纳8～16名SEAL队员［1］。

2.2 主要性能数据

ASDS的主要性能数据见表1和表2。

表1 ASDS的技术参数［1］Tab.1 The technical parameter of ASDS

表2 ASDS 主要配置［1］Tab.2 The major arrangement of ASDS

2.3 性能试验与评估

2002年6月，ASDS－1运载器成功完成了12项与母艇平台模拟器独立对接试验。该母艇平台模拟器是潜艇干舷部位的复制品，并装有锁紧机构，设置在夏威夷海岸外的海底。在独立对接试验中，曾在1天内连续多次完成对接和释放，显示了ASDS系统在各种水下环境中的工作性能。

2002年8月1日，在夏威夷外海进行的投放演习中，ASDS－1运载器完成了SEAL及其装备的投放任务(见图5)，其中包括成功实施加压舱操作以及秘密投放与回收SEAL队员及其装备。

图5 夏威夷珍珠港外，搭载在“洛杉矶”级“格林维尔”号潜艇上的ASDS－1运载器Fig.5 ASDS-1 seen aboard the Los Angeles class submarine USS Greeneville off the coast of Pearl Harbor，Havaii

2002年9月中旬，ASDS－1运载器在夏威夷附近海域的“格林维尔”号核潜艇上反复进行了对接和释放试验(见图6)。从2002年12月开始，美国海军针对ASDS－1运载器又进行了大量试验，试验表明该系统的设计是成功的，并且在2003年春季海军适用性试验与评估之前达到了最终要求［3］。

2003年4～5月，美国作战试验与评估部门对ASDS的设计进行了为期2周的使用评估。由于时间和实际海况的限制，除了ASDS的个别性能之外，对其他性能均进行了测试。通过对测试数据进行分析，ASDS的投放能力、续航性、装载性和抗冲击性均得到了良好的体现［2］。虽然官方对评估结果ASDS保密，但海洋和海上系统分公司却透露试验结果达到了要求［3］。

图6 “格林维尔”号攻击型核潜艇驶往夏威夷海域进行ASDS－1运载器的对接和水下试验Fig.6 USS Greeneville was set to sea off Hawaii for docking and underwater tests of ASDS－1

2003年6月26日，海军海上系统司令部的代表签署了美国防部DD250号文件，这份文件的签署表明ASDS－1已正式交付美国海军［5］。

3 ASDS计划及其执行过程中存在的问题

3.1 计划执行时间表

ASDS计划执行分为以下3个阶段:第1阶段从1994年8月至2000年5月，主要完成了ASDS的设计和建造工作;第2阶段从2002年8月至2006年4月，主要完成ASDS海上试验，进行性能验证;第3阶段从2007年11月至2009年1月，对ASDS－1首艇进一步试验，研究启动ASDS的替代计划——联合多任务潜艇(Joint Multimission Submarine，JMMS)。

3.2 计划管理不力

ASDS计划执行中曾遭遇危机［3］，在研发、制造和测试过程中经常遇到技术和管理上的困难［2］。这个计划最初的合同签订于1994年9月［3］。1994年8月在拟定研制ASDS之前，各方存在着不同意见——美国防部监察长指出该计划存在严重问题，而当时的采购主管部门对此并不认同，从其他消息来源看，包括海军海上系统司令部的评估，都认为该计划在技术上是合理可行的。于是，海军与威斯汀豪斯电气公司签订了ASDS工程及生产研发合同［1］。

ASDS－1原定于1997年7月交付使用。然而，大量问题影响了关键子系统的研制，导致设计指标难以实现、进度延迟及费用超支［2］。1997年和1999年，海军组建的2个独立评估小组对ASDS计划进行了研究，认为政府和承包商对ASDS计划存在管理不力的问题［1］，而造成这一点的主要原因如下:① 承包商在潜艇设计和建造方面缺乏经验;②政府对承包商和分包商之间存在的问题不够关注;③无论是计划办公室还是承包商，均偏重于对技术的关注，对管理缺乏应有的重视;④计划办公室疏忽了对承包商财政能力的审核;⑤承包商项目管理小组的频繁变更。

为了协助处理ASDS计划存在的问题，海军专门成立了产品综合管理小组，ASDS－1最终得以建成。ASDS－1的系泊试验从1999年9月持续到2000年4月。在系泊试验期间测试了ASDS－1的密封性、浮性以及推进器的操作性能，评估了它的纵倾和压载性能，并检验了声呐传感器以及辐射噪声特性［1］。

2001年8月，海军海上系统司令部对诺斯罗普·格鲁曼公司研制的ASDS－1进行了有条件的初步验收，并要求承包商在未来12个月内对ASDS－1的某些系统做进一步改进以满足设计要求，然而承包商未能在规定时间内完成改进任务［2］。

3.3 蓄电池和螺旋桨问题

从2001年12月起，ASDS－1顺利完成了一系列性能测试，包括与模拟母艇对接固定和释放试验、水下锚定能力试验、潜水员进/出潜器操作试验等［1］。

美国作战试验与评估部门对ASDS的评价是“操纵性能满足一定特种作战环境下的需求”，另外对电池、传感器和保障性等提出了改进意见。在评估中指出:由于电池使用寿命较短，电池容量、冷却速度和电位较低，致使ASDS的维修性和可靠性较差。在进行使用评估期间，由于主推进控制器电位过低致使续航力和巡航速度减小，并造成推进器出现动力损失。通过随艇人员及时修理，评估才得以完成。然而，一旦艇员不能在海上有效排除故障，ASDS将面临瘫痪并只能等待救援［2］。

电池性能是ASDS项目存在的最大问题。最初采用的银－锌电池出现了很多问题，限制了ASDS的使用性能。首先，电池的电力丧失过快，发生电气短路［2］。造成短路的原因之一是运行环境温度过高;其次，充放电寿命过短，尽管预期的电池充放电寿命可达20次，可实际上2～3次充放电后电池就无法继续正常工作［2］，从而极大地影响了ASDS的有效使用和运行成本［1］;另外，电池维修不便，由于电池安装在ASDS的非耐压和耐压壳体之间，导致更换电池时必须拆除部分结构［2］。

为解决这一难题，海军一方面努力完善ASDS－1上使用的银－锌电池技术，另一方面也在抓紧研发新型锂离子电池［1］。相比之下，锂离子电池提供的电力更充足，充电时间更短且性能更好［2］。但正如银－锌电池一样，锂离子电池也要面临适应ASDS尺寸和运行环境［1］的技术挑战。

螺旋桨噪声是ASDS早期研制中的另外一个难题。ASDS螺旋桨的噪声已超过了人员秘密投放、返航时不暴露母艇所要求噪声等级的极限。为了解决这一问题，宾夕法尼亚州州立大学应用研究实验室对螺旋桨进行了重新设计。

不难知道，柱面坐标下三重积分的体积微元dv=rdrdθdz，因此可将一般形式的三重积分转化为柱面坐标下的三重积分，即：

ASDS－1在后续的操作测试和评估中，还出现了推进方面的故障。一系列故障都出现在尾部/推进装置区域。“2003年12月，当ASDS与潜艇对接时，尾部区域包括螺旋桨部件和尾部结构严重受损，海军调查认为，朴茨茅斯海军造船厂员工装配和维护方法不当是发生此次事故的主要原因。”美国审计总署的报告还指出:“螺旋桨系统和尾水平舵的设计已得到改进，并且对维护方法也进行了调整。然而，在2004年6月进行维修测试时，ASDS－1的螺旋桨又发生故障并造成损坏，经调查发现，事故原因是由于分包商制造的螺旋桨未达到设计要求。”

后来，“海军委托诺斯罗普·格鲁曼公司对尾部进行了修复。2005年10月，在接下来的评估测试中，由于新的钛制尾部安装不当，ASDS－1又出现了推进系统故障”［2］。

2003年初，美国审计总署在一份报告中指出，在使用评估中，ASDS的16项关键性能参数中仅有3项符合要求，还有8项仅部分符合要求，有4项仍在测试中，另有1项还未进行测试。审计总署还指出，在ASDS－1的试验中发现电池和螺旋桨方面存在的关键问题，远远超过了在分系统或子系统试验时发现的问题［1］，“如果能在设备测试或者分系统测试阶段就发现电池和噪声问题，对研发周期和经费造成的影响会降至最低”［2］。

3.4 经费超支

ASDS计划包括6艘ASDS运载器和2个岸基保障设施，最初估价为5.27亿美元。然而，美国审计总署对其最终估价大约为20亿美元。

2003年3月，美国政府预算办公室发布了一份有关ASDS计划的国防采购报告。报告指出，在ASDS未满足所有性能需求以及各技术难题未得到解决并完成相关测试之前，ASDS的最终设计仍将存在不确定性;报告还指出，ASDS能否满足成本及进度预测要求值得怀疑;该计划进度严重拖延和成本大大超支，已落后预定计划达6年之久。

据美国审计总署预测，该计划的成本将超过预计的3倍。一些潜在因素是造成ASDS发展困难的原因。回顾过去，ASDS所需的性能超过了开发者在专业知识、时间和经费方面所拥有的资源。另外，政府和承包商管理不善致使计划蒙受损失，错过了在过程中纠正偏差的机会［1］。

2008年11月9日，ASDS－1发生电池火灾和爆炸，给了风雨飘摇的ASDS计划致命一击。当时动用了7辆消防车和25名联邦消防员，花了6个小时才将电池舱中的大火扑灭。这样严重的火灾对壳体钢材的影响是致命的，而且几乎是无法弥补的［1］。调查结果虽然没有确定火灾原因，但美国海军估计对其完成维修需要花费2.37亿美元，比其运行预算超出1.8亿美元，而且需要3年时间［8］。据报道，在发生电池起火爆炸事故之后，ASDS－1被长期搁置，处于停用待修状态。这场事故直接导致了ASDS后续计划的最终完成［1］。

3.5 设计存在致命缺陷

针对ASDS存在问题的一项更为深入的调查显示，计划从一开始就存在着引发这些问题的因素。这些是概念性的问题，而并非设计或工程方面的缺陷。

第1个问题是:ASDS的技术规格书制定得不够完善和明确，使得电池和发动机的设计受到许多限制。ASDS既不是现役SEAL投放艇的一个大比例版本，也不是常规动力潜艇的一个缩尺版本，而是一种全新级别的运载器，在设计和建造方面存在自身特有的问题。

第2个问题是:ASDS是一种严格优化为单一、高度特定功能的运载器。长期以来，美国海军一直认为，建造功能单一、任务高度特定的舰艇是不明智的。经验显示，将1艘多任务潜艇改装成为特定任务潜艇，比起将特定设计的舰艇改装为多任务舰艇要容易得多。如果设计师给出比较宽范围的设计说明，在一个领域内的优势可能弥补其他领域的不足，那么ASDS的设计理应更加成功。可惜ASDS没有这样的设计灵活性，它缺乏这样的权衡以至于最后走向了失败的命运。

最终，ASDS计划实施过程得到一个重要的教训——舰船设计中的妥协意味着简单、递增的改变是不存在的。最初看起来似乎是一个简单的进化发展，可能最终会导致朝着未知领域的一次巨大而不可预知的飞跃。实践证明，ASDS是朝着未知领域的一次飞跃，它所存在的缺陷直到设计师们切实遇到后才得以确认［1］，但是，到了这一阶段再去弥补为时已晚。

4 ASDS的未来替代计划

接二连三的故障促使国防部取消了ASDS的后续订货［2］。到2006年4月，ASDS计划仍然没有进展的迹象，参议院军事委员会因而放弃了努力，所有对未来的投资调整为0［1］。取而代之的是改装现役蛙人运载器计划，并制定了一个折中的方案来完成余下的研制工作［2］。不过，对现役ASDS－1的工作并未终止，一直寻求找到解决问题的办法［1］。

2006年5月，美国国会要求美国审计总署再次对ASDS项目进行审查［2］。美国审计总署在2007年6月提出了一份关于ASDS的报告，对海军实施ASDS计划提出了严厉批评。这份报告的结论是，在维护保养、维修和升级ASDS－1方面，海军没有有效地对合同进行管理，而且没有使承包商对结果负责。这份报告里暗示了ASDS的替代计划正在规划之中［1］。

2007年11月，美国海军宣布执行一项新的计划，被称作“浅水作战潜水器”(Shallow Water Combat Submersible，SWCS)计划，SWCS上配备2名艇员，其专用载货区超过180立方英尺，这几乎是ASDS的2倍。SWCS的艇员可戴着生命支持系统“水下呼吸器”对潜水器进行操纵。该潜水器还将装备精确导航和通信设备。实际上，它是介于现役SDV和ASDS之间的一个产品，但运送能力比SDV更强。

SWCS计划的正式执行表明了ASDS计划的终止。但SWCS可能只是一个过渡性计划。SWCS采用的自由浸水艇体设计，使艇员疲劳问题无法得到有效解决。目前已证实，SWCS作为一种短程、高性能的投放系统，或许更可能是SDV的替代品，而不是ASDS 的替代品［1］。

真正替代ASDS的是2009年1月启动的新型JMMS计划，JMMS作为一种微型潜艇，其性能将超过ASDS［1］。它是1个有人驾驶的、干式的、能提供秘密机动的水下平台。根据提交的2010国防预算，JMMS将会在ASDS的基础上进行改进［8］，它将能在广阔的沿海海域和危险环境下运行，还可通过特别改装的潜艇进行战术运输。美国海军计划建造3艘JMMS，首艇将于2016 年服役［1］。

微型潜艇近年来之所以备受青睐，在于它具有更好地隐蔽性和机动灵活性。未来的微型潜艇性能将日臻完善，隐蔽性会更高，必将逞威于21世纪水下战场［9］。作为微型潜艇的JMMS，在未来必将以崭新的姿态出现在世界海上军事舞台，充分发挥出美国海军期待的作用。

［1］Advanced Seal Delivery System［J］.Warships Forecast，2009，(9):1 －9.

［2］SCOTT R.Special delivery:SDVs offer covert conveyance from ship to shore［J］.Jane's international defence review，2008，(11):42 －47.

［3］JACOBS K.Advanced swimmer delivery system(ASDS)of the U.S.Navy［J］.Naval Forces，2003，(3):107 －109.

［4］KLOSE J P.SDV Units in Great Demand as Speed，Range Improve［J］.Sea Power，2003，(7):24 －26.

［5］GOURLEY S R.To come unseen:special forces delivery from submarines［J］.Jane'S Navy International，2003，(2):10－15.

［6］WEST L.The ASDS advantage［J］.Sea Power，1998，(7):39－42.

［7］HOOTON E R.BY sea ＆ stealth［J］. Armada International，2005，(6):28 －34.

［8］杨龙塾.美国放弃维修先进海豹输送系统转而研究联合多任务潜艇［EB/OL］.http://www.cnki.net.

［9］李杰.“游刃有余”的微型潜艇［J］.现代舰船，2000，(2～3):73－74.