水下攻防作战体系研究

熊鹏俊，刘 智，张 昊，张向东，陈 虹

(1. 海军驻中国船舶重工集团公司第七一九研究所军事代表室，湖北 武汉 430205；2. 武汉第二船舶设计研究所，湖北 武汉 430205)

水下攻防作战体系研究

熊鹏俊1，刘 智2，张 昊2，张向东2，陈 虹2

(1. 海军驻中国船舶重工集团公司第七一九研究所军事代表室，湖北 武汉 430205；2. 武汉第二船舶设计研究所，湖北 武汉 430205)

体系化对抗是未来海战的重要发展方向。通过调研国外水下作战体系的研究进展，对水下攻防体系进行定义、研究和分解，初步形成其主要的装备组成、系统划分及功能等，并对于攻防体系的典型任务进行分析，提出相关启示与建议，为我国未来的海上装备发展规划提供借鉴。

水下攻防；作战体系；协同作战；无人装备

0 引 言

当前，发达国家凭借其水下装备优异的隐蔽性能，使其免于其他国家反介入/区域拒止的限制，伴随着探测技术的不断提升，未来单纯依赖平台对抗模式的水下体系将逐步丧失优势，水下装备需要变革才能适应新的体系化样式。水下无人装备蓬勃发展以及水下装备基础技术的不断突破推动水下作战模式的转变[1,2]。信息化的发展使得未来战争的形态更加多样化，海战将由平台对抗走向体系对抗。未来的作战样式将呈现“信息主导，体系对抗，资源共享”的新格局[3,4]。

2015 年 1 月 22 日，美国智库组织-战略与预算评估中心（CSBA：Center for Strategic and Budgetary Assessments）发布《The Emerging Erain in Undersea Warfare（水下战新纪元）》[1]报告指出，未来潜艇将可能从类似飞机的前沿战术平台转变为类似于航母的协同作战平台，大型水下航行器和其他可部署的系统将更多地成为在敌海域执行情报收集、对陆攻击或反舰作战等战术行动的主力单元，并同时提出构建新型水下战装备体系和作战模式的战略思考。

1 水下攻防体系的概念与组成

1.1 概念内涵

水下攻防体系是为了完成水下军事任务要求，由功能上相互联系、相互作用，性能上相互补充的各种武器装备系统组成的更高层次的系统。一般由机动有人/无人装备、固定节点、基础设施等单元组成，根据实际作战海域不同、作战对象不同、作战使命任务的差距，配置不同的系统组成来满足实际作战需求，体系内所有单元在进行作战时，统一接受水下攻防体系平台的指挥控制[5–7]。

根据定义，水下攻防体系的特点主要表现在以下几个方面：1）体系构成单元随战场环境时间、空间及战争意图的变化而变化；2）体系的各组成单元之间，必须在保证隐蔽性要求的同时，最充分地实现信息共享；3）体系化手段将大幅提升水下武器装备的综合作战效能；4）体系与体系之间的战争对抗呈现非对称、非接触、快速响应的特点。

1.2 国外现状

美国在“空海一体战”、“水下协同作战”等战略思想的牵引下，开展了大量的基础设施建设、指控通信技术攻关、装备性能提升等工作。

1.2.1 基础设施方面

美国海军近年来建立了相当庞大的水下监听网络系统。正在实施的项目中比较典型的主要包括海网（Seaweb）水声网络、自主式分布传感器（DADS）系统、近海持续监视网（PLUSNet）计划、自主海洋学采样网络（AOSN）。

由美国国防高级研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）在 2010 年发起分布式灵活猎潜项目（Distributed Agile Submarine Hunting，DASH）。DASH 项目通过发展无人系统，在开放海域的重要深度布置深海声呐节点，大范围内探测在其上方的潜艇目标。深海节点的大视场，以及大深度下的低噪声环境带来的优势，随传感器平台数量的增加，可探测和跟踪广大海域内的潜艇，构成海军水下攻防体系先进的反潜预警网络系统[7]。

1.2.2 指控通信方面

美国国防高级研究计划局（DARPA）在 2015 年开展战术水下网络结构（Tactical Undersea Network Architecture，TUNA）研究，针对激烈作战环境中作战网络容易被攻击，导致部分网络连接丢失，以及水下通讯长期的能源供给等水下网络限制障碍，发展自动化、可靠和安全的水下能源和数据传输技术，实现水下攻防体系中有人/无人装备可靠的即插即用和操作标准，快速、高效费比部署和维持技术，快速恢复战场中被破坏的战术数据网络，构造可靠网络连接对于兵力协同自适应通信系统，适应水下体系对抗需求[7]。

为将各种反潜装备纳入统一作战指挥体系，美国开发水下武器决策支持系统（USW-DSS）可用于网络中心战的分布式网络框架，分享潜艇跟踪图像、改进反潜战术决策支持、优化反潜搜索计划以及分享战术覆盖图。该系统通过将已有的反潜作战指令系统（包括战场反潜指挥系统（TASWC）、海洋战斗指挥系统（SCC）和反潜作战指挥系统（ASWC））利用网络手段进行有机的交叉和整合，实现信息交换与合作，使系统操作指挥官、舰船指挥官以及其他参与反潜作战的指挥人员随时掌握反潜态势以及整个战场的情况。

1.2.3 装备建设方面

美国制定发展新型潜艇发展技术，在协同指挥、火力打击、战场投送等方面配合未来体系化作战需求，比较典型的是弹道导弹核潜艇 SSBN（X）计划及美国海军和国防预先研究计划局共同发起提出 Tango Bravo 计划。未来潜艇将进一步提升搭载通用性和灵活性，导弹发射筒除可以水下发射弹道导弹之外，还可以发射多种有效负载，包括巡航导弹、无人潜航器、无人机等。

同时，美国非常重视将无人装备作为水下攻防体系的重要节点。比较有代表性的是美国重型无人潜航器mANTA、LDUUV 和鸬鹚无人机[8–9]。MANTA 是实现潜艇共形布放，能够在浅海水域及其高危险海域中隐蔽的自主航行，执行反水雷、反潜、监视等多种任务，并且具备攻击能力。LDUUV 是察打一体化大直径无人潜航器，续航时间突破 60 d，自主等级将达到 8级，可以携带轻型鱼雷、水听器阵列等多种负载，适应近海复杂环境作战。2006 年开始研制“鸬鹚”可回收多用途水下发射重型无人机，该无人机采用导弹发射筒的湿发射方式，可对战舰和“三叉戟”核动力弹道导弹潜艇提供近程空中支援，被认为是攻防体系的重要组成部分，将提高潜艇平台的战斗能力。

1.2.4 俄罗斯的发展

俄罗斯提出过一种“水下火力网”的新型水下无人探测打击一体化系统。该系统通过在海底布置一系列串联的声学传感器和导弹组成，可以形成对海峡、航道的侦听和火力封锁，声学传感器阵可以覆盖约1 000 km，用于探测经过其布放区域的水面舰艇，一旦确定攻击，导弹通过相关机构释放后浮出水面，二次点火后攻击敌方目标。

1.3 功能组成

图1 水下攻防体系的装备组成Fig. 1 The structure of undersea attack-defense warfare system

从美俄的发展情况不难看出，水下攻防体系的作战功能主要包括攻击、防守、机动、侦察、指控、传感、投送、通信及保障等，以实现己方的战争意志、破坏敌方的战争意志为最终目的。其中，攻击、防守、机动、投放等功能主要由潜艇及与其协同作战的无人装备实现，传感功能由水下监听网络、无人潜航器等实现，保障、通信功能主要由水下基础设施实现，指控功能主要由潜艇平台实现。多种武器装备通过信息网络有机融合，受平台的统一指挥控制，形成了水下攻防体系的整体。

1.3.1 机动装备

1）舰艇

舰艇是整个水下攻防体系的核心，是能量支援中心和指挥中心，负责水下攻防体系的整体指挥决策、兵种投送、火力打击等重要职能，并可为其他潜航器等无人装备提供能源。既担负着水下攻防体系的统一指挥控制功能，又是集火力打击、战略威慑、兵力投送等为一体的大型综合作战装备。

2）水下无人装备

水下无人装备包括多种可在水下工作的海上无人化装备，受水下攻防体系指控平台的协同指挥，在加装传感器、轻型水中兵器等各种模块化载荷后，执行情报/监视/侦察、反水雷、隐蔽攻击等多种任务。典型的水下无人装备可包括无人潜航器、水下滑翔机、水下发射无人机等。

无人潜航器是一种可在水下长时间潜航工作的海上无人化装备，具有自主控制、隐蔽性强、安全可靠、高效灵活等特点。

水下滑翔机主要从事战区海洋环境隐蔽探测与侦察任务，进行水下战场环境信息长时间的搜集，形成重要区域进行大深度远距离长期隐蔽探测作业的实战应用能力。

水下发射无人机系统从水下快速隐蔽地发射无人机，基于无人机所携带的载荷能够较为独立地承担探测、中继制导、通信中继和电子干扰等任务，为舰艇提供信息支援。

3）水中兵器

水中兵器指各种水下使用、发射、控制的武器系统，包括鱼水雷、水下发射巡航导弹、水下发射战略弹、水下诱饵、蛙人运输艇、深水炸弹等，是实现各种打击、欺骗、特种作战的关键。

1.3.2 基础设施

水下基础设施包括水下监听网络系统、水下导航网络、水下声学通信网络、浮标网络、水下充电站等。

水下监听网络系统是将水下监听器用电缆串联成为探测阵列，执行水下预警、侦察、情报任务。

水下无源导航网络通过布置水下信标为水下装备提供精度导航定位支持。

水下声学通信网络解决水下高带宽通信问题，能为水下装备提供任务战场情报信息。

浮标网络提供执行海域水上、水下的环境信息，并作为导航、通信的节点连入为对抗体系提供互联互通。

水下充电站为水下无人潜航器等水下装备提供能源，并实现信息交换。

2 系统划分方法

水下攻防体系的建设必须贴近军事需求，有时间分布、空间分布、功能分布等特点。

2.1 时间分布原则

所谓时间分布，是根据军事需求在时间上的不同，分为短期、中期、长期三类。短期水下攻防体系包括实现海军对某据点实行快速突击等；中期水下攻防体系包括实现在一段时间内，确保或破坏某一航道的正常运行等；长期水下攻防体系包括实现领海的军事安全所建设的体系等。

2.2 空间分布原则

所谓空间分布，是根据作战海域的不同，分为近海、中海、远海三类。近海水下攻防体系根据近海岸附近的海洋特征所建设的装备体系，有近海防御的重要特征；中海水下攻防体系是指为实现特殊军事需求所建设的装备体系，有隐蔽协同的重要特征；远海水下攻防体系是指在敌方海岸线附近建设的装备体系，有精确侦察、远程通信、濒海攻击的重要特征。美国在其盟国近海建立的军事基地，对其盟国而言具有近海防御的特征，对美国自身则具有中远海协同、侦察的特征。

2.3 功能分布原则

所谓功能分布，是根据作战功能和军事逻辑的不同，分为侦察系统、指控系统、火力系统、投送系统和保障系统等。

侦察系统是由搭载在舰艇、无人潜航器和部署的多类型水下传感器网络阵，通过某种有线或无线通信协议联结而成的传感器网。侦察系统主要实现对敌方水下兵器的感知，并结合海洋环境和实际作战情况，对各种侦察到的物理量进行数据融合和分析后，向指控系统提供包括敌方兵种、位置等在内的综合分析结果。例如美国的近海持续监视网。

指控系统是水下攻防体系的神经中枢，一般均以舰艇为指挥节点，通过保障系统中的基础设施，将水下监听网、无人潜航器、水下发射无人机等多种兵器装备连结成有机整体，实现一体化协同作战。例如美国拥有协同作战指控能力的“弗吉尼亚”级核潜艇。

火力系统在水下攻防体系中，负责对敌兵种的攻击、破坏、欺骗、威慑等功能。主要由各种舰艇、潜航器等装载鱼雷、导弹、干扰机、机械手等来实现。例如美国已经服役和正在研制的各种水下无人装备。

投送系统主要负责将小型机动装备、固定装备、特种作战人员、基础设施节点等，运输至指定地点进行投放。一般由舰艇等大型水下机动装备来实现。例如美国“弗吉尼亚”级核潜艇拥有的负载投送能力。

保障系统主要包括用于传输各种信息的网络硬件节点，以及包括水下充电站在内的能源供给单元等，是实现信息及能源共享的基础设施。例如美国的海网水声网络、自主式分布传感器（DADS）系统等。

图2 美国构筑的协同作战体系Fig. 2 The cooperative combat systemconstructed by USA

3 水下攻防体系的典型任务分析

美国为了维护其全球霸权地位，依托自身海军强大的装备体系和盟国的海军基地，构筑了以潜艇为核心，联合其他舰艇、飞机、卫星、无人装备和地面部队的反潜协同作战体系。

在上述体系当中，将核潜艇作为指挥控制中心，并以信息型无人潜航器、水下无人滑翔机进行航线探测、监视，由卫星、中继型无人潜航器作为通信网络传递指控命令，可对敌方水下装备实施跟踪、打击等多种作战任务。

根据功能划分原则，相关的系统配置如下：

侦察系统 采用侦察型无人潜航器、水下滑翔机对水下周边区域进行预警、侦察。

指控系统 舰艇获取传感器网络提供的态势信息，并做出作战决策。

火力系统 舰艇、攻击型无人潜航器进入威胁水域发射鱼雷，迫使敌方舰艇、舰船规避，攻击干扰敌方的无人潜航器。

投送系统 由舰艇向航线战场投送特种兵力。

保障系统 水下装备通过中继型无人潜航器、声学通信中继等联网，水下滑翔机在水面可以与卫星通信，在水下与无人潜航器等通信。

根据敌方潜艇的信息情况，典型的反潜战术可能如下：在察觉有潜艇活动但不掌握具体位置的情况下，通过其侦察系统大海域搜索；在掌握潜艇位置的情况下，在重点海域开展空海一体搜索；一旦侦察发现潜艇，美及盟军将联合多方、多兵力对潜艇实施精确定位，并进行持续高强度的跟踪与监视。

图3 美军作战体系的装备构成及功能分布Fig. 3 The systemdivision and function distribution of American warfare system

4 结 语

体系对抗模式将是未来的水下攻防的重要发展方向，我国在对抗体系方面与发达国家相比还存在着一定差距。水下攻防作战体系的研究建议包含以下几点：

1）水下攻防装备体系的顶层设计

结合当前信息化、无人化、体系化作战模式及作战装备的发展趋势，做好装备体系发展的顶层规划设计，对于传统装备引入先进设计理念进行升级，充分重视无人系统作为提升传统作战效能的倍增器作用，注重水下通信网络、水下导航网络系统等基础设计的建设，通过基于网络信息战的新型对抗方式，牵引装备的技术发展。

2）水下先进装备及关键基础技术的攻关

大力开展具备多样化搭载[10]和协同指挥能力舰艇、高速高性能无人潜航器、多功能水下机器人、隐蔽部署的空海无人系统等先进武器装备的研发，并针对影响水下装备性能的关键性技术，如无人系统搭载与回收技术，环境态势感知，高速水下通信，自适应导航、定位、授时技术，高性能能源技术，智能规划控制等重点技术开展深入研究和验证，并且加强水下装备的多平台的快速设计与验证，缩短研发周期，提升水下装备作战性能。

3）加快水下攻防系统成果转化

充分吸收当前美国在水声网络、无人潜航器、无人机等装备的经验，突破传统的装备研发设计理念，采取“边发展、边应用”的模式，在项目的前期便考虑未来的需求，在项目实施阶段中制定相应的技术转化计划，促进先进的水下装备及关键技术能够迅速转化成产品，推动无人系统的军民融合发展，在加快技术集成及验证的同时，为装备技术的成功提供足够的资金。

[1]CLARK B. The emerging era in undersea warfare[R]. CSBA: Center for Strategic and Budgetary Assessments, 2015.

[2]Unmanned systems integrated roadmap FY 2013-2038[R]. The Department of Defense and America of United States, 2014.

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[6]徐浩军, 郭辉, 刘凌, 等. 空中力量体系对抗数学建模与效能评估[M]. 北京: 国防工业出版社, 2010.

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[10]曹和云, 倪先胜, 何利勇, 等. 国外潜载UUV布放与回收技术研究综述[J]. 中国造船, 2014, 55(2): 200-208. CAO He-yun, NI Xian-sheng, HE Li-yong, et al. Review on UUV launch and recovery technology fromsubmarine[J]. Shipbuilding of China, 2014, 55(2): 200-208.

The development of undersea attack-defense warfare system

XIONG Peng-jun1, LIU Zhi2, ZHANG Hao2, ZHANG Xiang-dong2, CHEN Hong2

(1. Navy Representative Office in the 719 Research Institute of CSIC, Wuhan 430205, China; 2. The Second Ship Design and Research Institute of Wuhan, Wuhan 430205, China)

Systemcountermeasure is an important direction of undersea warfare in future. With the review of foreign research progress, we propose the conception of undersea attack-defense warfare system, including the equipment structure and systemdivision and function description. The typical task of undersea attack-defense warfare systemis analyzed and research advice is proposed, which can be used as the reference for the undersea warfare design and the equipment development plan in future.

undersea attack-defense；systemcountermeasure；cooperative combat；unmanned system

U622

A

1672–7619(2016)10–0145–05

10.3404/j.issn.1672-7619.2016.10.030

2016–06–27

熊鹏俊(1968–)，男，高级工程师，主要从事武备电子专业研究。