将改变未来反潜作战模式的“海上猎手”

李大光 周 勇 欧阳辉

将改变未来反潜作战模式的“海上猎手”

李大光 周 勇 欧阳辉

2016年4月6日，美军在俄勒冈州波特兰市为一艘技术示范舰——无人驾驶的“海上猎手”号举行命名仪式。“海上猎手”将会在海军战略领域引发革命，使未来反潜作战发生彻底改变。

反潜持续追踪无人艇

进入21世纪，信息技术结合人工智能的飞速发展，使无人驾驶技术已从太空、空中拓展到环境复杂的水域，出现了无人潜航器、无人水面艇等。随着作战环境日益复杂，尤其是大潜深、长航时的无人潜航器的出现，以及常规静音潜艇大量服役，使对水下目标的搜索更加耗时费力，反潜任务量和难度都空前加大。正是在这一背景下，美国海军开始研发一种被称为“海上猎手”的“反潜持续追踪无人艇”（ACTUV）。

无人驾驶有许多优势，如不用考虑人的生理和心理极限、有效避免人员伤亡等。基于无人舰艇的这些优势，美国海军决定开展无人驾驶连续跟踪反潜巡逻艇的研制。“海上猎手”的官方名称为“反潜持续追踪无人艇 ”，由美国国防高级研究计划局（DARPA）和海军作战部设计并建造。

该项目于2010年初启动，2012 年8月确定由美国科学应用国际工程公司承担工程实施，合同金额5800万美元。2013年12月设计方案通过评估，2014年初开始建造，2015年1月舰只下水，在密西西比州海域进行为期6周的测试，结果表明ACTUV能在1公里范围内跟踪目标船只。预计将于2018年投入现役。

ACTUV采用三体船布局，全长约为40米、重140吨，船身用碳复合材料制成，装有两台引擎，最高时速可达50公里，具有60至90昼夜的自持力：在俄勒冈州进行的一次测试中，航速达到31节，已超过当前任何常规潜艇的最高速度。ACTUV配备的模块化可扩展声呐系统（MS3），是雷神公司生产的自动执行主动和被动声呐搜索任务的第五代声呐系统。

ACTUV采用一种非传统的传感器技术，装备了最先进的传感器——多型号雷达、全昼夜海面监视光电系统、无线电子战系统，以及自动确定目标并将其与数据库进行对比的回声定位仪和将所获情报传输数千公里的通信系统。

“海上猎手”的一体化综合探测系统具有很高的态势感知能力，可将情报将传递至卫星、MQ-4C“法螺”无人侦察机、P-8A远程巡逻机和MH-60R“海鹰”反潜直升机。这种系统用于对付在浅海区和美国航母打击编队航行区域行动的潜艇特别有效。“海上猎手”携带的传感器和任务包，使其能够执行多种情报、监视和侦察等任务。

无人驾驶反潜巡逻艇在技术层面上将有两项革命性突破：一是在世界海军声呐探测装备中首次取消了“人在回路”，实现了对水下物体探测和跟踪的自动化、无人化。声呐具备了人的智能判断能力，可以自主决策，自主执行复杂困难的搜索和跟踪任务。声呐要开发出适合自动搜索跟踪的复杂算法，就要开发出准确判定目标性质、降低误警率的软件，包括各类水下目标的声纹数据库，综合集成这些硬件软件并确保声呐系统的顺畅运转，需要完成大量艰苦创新性的工作，并使用大量的海洋基础性实验数据做支撑，没有雄厚的技术积累是不可能完成的。

二是海上无人驾驶自主航行技术。无人驾驶自主航行与无人驾驶有人遥控是截然不同的两种技术，美国的无人驾驶反潜巡逻艇完全智能化，自主航行、自主避碰、自主决策，基本不需要人的参与。它的自动化操纵系统要求可靠性极高，在海上必须自动服从各类海洋法规，自动遵守安全航行习惯，自动遵守船舶避碰规则。为拥有完成这些具体行动的能力，无人驾驶反潜巡逻艇还必须具备智能化通信能力、与海上相遇船只智能化语音互动识别能力等。为完成对常规静音潜艇连续跟踪的任务，在航速上无人驾驶反潜巡逻艇要具备压倒性优势。

“海上猎手”的出现，很大程度上得益于当前人工智能、自主控制系统、大数据、机器学习能力等领域的突破。据称，“海上猎手”未来还可能像击败人类顶级棋手的围棋软件“阿尔法狗”一样，利用特殊算法不但能识别和避让附近船只、持续追踪水下目标，更能通过不断学习完善自身效能。DARPA表示，在命名仪式后的数月里，它将与海军研究处进行合作，全面检验该舰的性能和创新性装备，以便将该技术转化到美国海军的作战应用中。这艘军舰预计需要大约两年的时间测试，内容包括确认其能够在遵从海洋国际惯例的前提下安全运作。不过，美军首先也是最重要的海试项目，就是确保这艘反潜无人机械船能使用雷达和照相机避开其他船只。

具备跨洋能力的全机器人战舰

“海上猎手”配备了十分先进的驾驶传感器等装备，可进行连续数月的监测追踪，能自主安全导航，在各海域执行各种任务。它不仅能进行反潜作战，还能被改装用于情报、监视和侦察任务。此外，它还能根据情报，预测其他船只下一步将会做什么。这是一种功能较多、性能优越的先进无人反潜利器，“海上猎手”之所以被寄予厚望，很大程度在于它的特殊性能。

具有专业发现和追踪柴电潜艇能力。柴电潜艇装有近乎无声的发动机，这种静谧的柴电动力潜艇悄无声息，很难远距离探测和追踪。特别是新一代柴电潜艇配备了不依赖空气的推进系统和先进的锂离子电池，更加难以追踪，在发生海上冲突时更加难以摧毁。对此，美国海军希望无人潜艇猎手的服役能够终结这种威胁。美国国防高级研究计划局项目经理埃里森·乌尔班介绍，研发“幽灵猎者”主要是为了“ 提供一种能击败柴电动力潜艇的技术”；而ACTUV 作为“反潜持续追踪无人艇”可以捕捉到柴电潜艇发出的引擎声，就好像在嘈杂的闹市内辨别其中一辆汽车的声音。 在执行任务期间，ACTUV一旦发现目标的蛛丝马迹，便会使用声呐系统的高频主动声呐对目标进行精确定位和跟踪，同时借助传感器技术进行信息搜集。逼近到很近的距离时，ACTUV会通过声学图像，确定目标潜艇的型号等信息，再将这些数据通过卫星传输到美国海军的反潜指挥中心，由其分派就近的反潜平台赶往目标海域现场并摧毁敌艇。

具备惊人的海上持续作战能力。“海上猎手”在无人驾驶或远程操纵方式下，可连续60至90天自主操作，在12节航速下航行1万海里，一旦发现敌方潜艇便召来其他美军舰船予以摧毁。更重要的是，它还能与濒海战斗舰等新锐载人战舰联合作战，利用良好的隐形性能和强大的探测能力，成为美军舰队最前沿的“侦察尖刀”，即便遭到敌人攻击，也不用担心会危及船上人员的安全。“海上猎手”采取集成大量现有民用技术的建造策略，配备各种民用导航和定位设备，不配备武器系统，使用了光纤水听器，五级海况（浪高3～4米，风速10～13米/秒）下可以在海上自动连续执行反潜任务至少70天，续航力3800英里（约6116公里），七级海况下亦可以生存。

反潜作战海域范围广。美国此前曾推出一款名为USV的无人艇，配属濒海战斗舰，但USV的吨位小、自主能力弱，只能在母舰周边执行任务。相比之下，ACTUV规划的作战半径达到了3000公里，加上很高的自主任务能力，完全具备了传统反潜平台，如水面舰、潜艇、航空反潜机等相同的大范围作战能力。另外，与传统有人反潜平台相比，其部署强度不受人员体力的限制，遭受攻击时不会造成人员损失。ACTUV部署后，美军反潜平台将从大量复杂、危险、枯燥、疲劳的搜索跟踪任务中解脱出来，集中精力去完成更重要的打击任务，帮助美海军形成高效反潜模式，并弥补美海军因攻击核潜艇和水面舰数量缩减后搜潜力量不足的问题。

执行任务的运行成本极其低廉。与卓越性能对应的是该舰相对低廉的建造和运营成本。美国国防高级研究计划局称，“海上猎手”的工程造价约为2000万美元，由于以柴油和电力为动力，日均运行开支约为2万美元，相当于拿出人工驾驶军舰开支的“一小部分”，制造出高效能的潜艇追踪无人舰。美军之前采取的方式是用造价昂贵的核动力潜艇去追踪敌方潜艇，而采用这种无人艇无疑将大大减少应用成本。

对未来海战产生重大影响

ACTUV虽然只是一艘没有武装的原型舰，但其优异的战技术性能将使未来海战发生重大改变。

一是常规潜艇或丧失优势。目前，常规静音潜艇之所以可以在海洋中大显身手，美国跟踪其活动相对困难，主要原因有三个：美国可以在全球威胁海域持续搜索的水面平台数量严重不足；美国建立全球海洋信息栅格的工作还远未完成，只在全球重点水道、重要威胁海域建立了水下声学监视网；海洋监视卫星的技术能力还未达到发现水下常规潜艇的水准，还有相当的空白和盲区。解决这些问题花费最少、见效最快的方法是增加水面平台数量。美国军方明白，随着科技的飞速发展，未来只要建立起全球海洋信息栅格系统，提升海洋监视卫星对海面下物体的探测能力，配备足够数量的水面和空中平台，反潜战模式就将改变为：对潜艇早期发现预警由海洋信息栅格系统和卫星提供，而查证、识别、跟踪潜艇靠水面无人平台和反潜飞机，攻击潜艇主要使用P-8“海神”飞机。这种新型反潜战模式，对需要定期上浮充电的常规动力潜艇来说，意味着上浮就是暴露，面对无人驾驶反潜巡逻艇等不间断地跟踪监视，常规潜艇隐蔽性强这一优势将变为劣势，未来海洋中可能只剩下核潜艇才有生存的机会。

二是将对亚太地区安全形势产生重大影响。美国智库“新美国基金会”机器人战争专家彼得·辛格表示，“研发反潜技术并非因为这些战舰看起来很酷，而是因为我们对中国和俄罗斯在这一领域所取得的成就深切关注”。可见，作为对抗中国和俄罗斯海军投资的核心战略，ACTUV是美国在无人作战领域的“杀手锏”。柴电潜艇装有近乎无声的发动机，很难远距离探测和追踪。将柴电潜艇运到面积较小的不稳定国家的成本在2亿美元到3亿美元之间。美国国防部副部长罗伯特·沃克希望这种无人舰五年内可在西太平洋找到自己的位置，因为它们都是美国维持在西太平洋军力优势的关键。沃克表示，如经测试确认安全，他希望“海上猎手”号能够前往设在日本横须贺港的美国海军第七舰队作进一步测试。

三是对未来我海军潜艇部队构成严峻挑战。无人驾驶反潜巡逻艇一旦成熟，将会首先部署在西北太平洋海域，可能围绕我第一岛链靠前部署在新加坡、日本冲绳、菲律宾、澳大利亚等美军前沿基地，对我潜艇进出的水道、航道和我东海海域、海南岛以东海域实施重点“关照”，将会对我潜艇生存力产生重大影响。从目前世界国防科技水平看，除非常规潜艇动力出现革命性进步，否则按现有最高水平即每15天充电一次（以潜艇平均航速2节耗费电量计算），15天机动范围1000多公里，依然逃不出美军无人驾驶反潜巡逻艇的跟踪。因此，或许只有发展新一代大潜深的新型核潜艇，才能从根本上扭转局势。

四是将使未来海军作战样式发生重大改变。ACTUV部署后，将帮助美海军形成由ACTUV负责搜索和跟踪——有人平台负责精确摧毁的高效反潜模式，并弥补美国海军因攻击核潜艇和水面舰数量缩减后，搜潜力量不足的问题。ACTUV的主要目标是跟踪浅海里的敌方潜艇，一艘ACTUV不仅可使美军节省数百人，还能降低搜索潜在威胁的人为误差。由“海上猎手”群为航母打击编队护航的时代很快就要到来。

此外，除了“无人驾驶”军舰的亮相外，美国海军还在6日宣布，计划未来5年内建造38艘船舰，其中包括9艘“弗吉尼亚”级核潜艇和10艘“阿利·伯克”级驱逐舰。这项计划的核心支出则是一艘新一代核动力航空母舰。美军计划投资135亿美元用以建造这艘航母。根据这项计划，到2021财年前，美国海军拥有的船舰数量将增至308艘，两栖攻击舰数量增加10%。（国防大学）