水下无人作战平台现状及技术发展

徐晓强 宋佳平 郭东田

摘 要：本文分析了水下无人作战平台的概念及特点，介绍了几种典型的水下无人作战平台，对水下无人作战平台的现状和未来技术发展进行了分析研究。

关键词：水下;无人作战;平臺

近年来，随着人工智能技术的不断发展，无人作战系统在海上战争中发挥的作用越来越重要。水下无人作战平台被称为水下战场的黑马，随着水下电池、导航、传感器、控制等技术的不断突破，又使得水下无人作战平台具备更高的潜航和执行复杂任务的能力，成为水下无人作战系统中必不可少的重要组成部分，将在未来战争中发挥不可低估的作用。随着无人水下科技的快速发展，水下无人作战平台成为各国军事装备研发的重点方向，以实现人员伤亡的最小化，追求作战利益的最大化[1]。

1 水下无人作战平台的概念及特点

1.1 水下无人作战平台的概念

水下无人作战平台通常指装备了各型传感器和武器载荷，可远程操控或按预设程序自动遂行侦察监视、情报获取、信息分发和火力打击等作战使命的水下作战平台。与仅能执行简单地侦察、探测、排水雷等功能的传统UUV相比，水下无入作战平台的发展目标常常是全部或部分地替代潜艇，具备较高的智能化和作战打击能力。

1.2 水下无人作战平台的特点

水下无人作战平台相比较传统的有人作战平台最大特点是无人化和智能化。此外，还具有以下特点：

第一，作战效能高。水下无人作战平台具有大深潜、长航时、智能化等特点，大大拓展了水下无人作战平台的作战范围和作战能力。通过组合配置不同类型的任务模块，可以使无人作战平台能够独立或编组完成侦察监视、反潜、反水雷、信息中继、信号干扰、火力打击等不同作战任务。

第二，任务多样化。水下无人作战平台作战不受制海、制空以及核生化等环境限制，不需要考虑人员的伤亡和承受力，能够满足“非接触”、“非线性”、“非对称”等现代信息化战争的战争理念，能够最大限度的降低战争损耗，是执行长时间、高危险等级和极限任务的首选[2]。

第三，消耗比能低。水下无人作战平台可以代替有人平台执行搜索测量、信息处理、通信导航等任务，大大节省了人力、物力成本，使用效率很高但使用与保障费用却较低。

2 典型的水下无人作战平台

目前，世界上很多国家都在紧密研发水下无人作战平台。随着水下无人作战平台排水量增大、高能长效电源安全使用和水下持续能源补充等技术发展，无人平台将能够执行远海域、长时间、大范围作战任务。

2.1 情报监视与侦察型水下无人作战平台

如图1所示，“曼塔”为典型的情报监视与侦察型水下无人作战平台。“曼塔”采用了许多最先进的技术，装备有高能量密度的燃料电池和模块化的不同武器系统，以及先进的水下传感器。“曼塔”具有低速航行能力、高精度导航的能力、水声通信和无线电通信能力。通过装备的探测系统可获得海底地形和海洋深度，具有探测水雷和规避水下障碍物的能力，可以通过卫星或水下通信系统向水面船或岸基提供水下作战空间的详细信息[1]。

情报监视与侦察型水下无人作战平台可执行的任务包括：持续的、战术性的情报收集，包括信号，电子，测量和绘图，以及气象学和海洋学信息等;化学，生物，核能，放射和爆炸等环境或时间的检测和定位;濒海检测和港口检测;部署留存性的监视传感器或传感器阵列;指定的制图及对象检测定位任务等。

2.2反水雷型水下无人作战平台

典型反水雷型水下无人作战平台是由美国Bluefin机器人公司生产研制的“金枪鱼”系列，如图2所示，该系列水下无人作战平台能够在水下精确导航，长航时、远距离作业，作业区域范围广，能清除大范围内的爆炸威胁物，且可以灵活配置有效载荷力。“金枪鱼”系列包括潜艇艇载533毫米的BPAUV“金枪鱼-21”系统，水面舰艇艇载的324毫米的“金枪鱼-12”系统，以及适用于浅海和反水雷战使用的229毫米的便携式“金枪鱼-9”系统。

反水雷型水下无人作战平台可执行的任务包括：侦察阶段中的检测、分类、识别和定位;清除阶段中的消灭和清除;清扫阶段中的机械和影响;保护阶段中的欺骗和干扰。

2.3 有效载荷投送型水下无人作战平台

如图3所示，典型有效载荷投送型水下无人作战平台由瑞典萨伯·博福斯公司于2000年研制完成的62F型无人潜航器。该系统具有较强的水下续航力，通常可以水下连续航行达到7天以上，进而系统能够实现远距离投放反潜水雷，并对潜艇起到杀伤效果。因此，破坏力极强，作战效费比高。

有效载荷投送型水下无人作战平台可以投送的载荷类型包括：特种作战部队或潜水员任务的用品;跟随蛙人输送器作为货运舱;部署用于支持各类侦察任务的载荷;部署海洋勘测、通信导航任务的载荷;部署需预置的武器装置。

3 水下无人作战平台的技术发展

在水下无人作战平台的研发上，需要长期的技术积累和发展创新，也要十分注重直接应用国内外已经非常先进的成熟技术，这样可以有效降低研制成本和风险。

3.1 新能源技术

铿电池、燃料电池、热机系统以及核电池是目前具有较高发展潜力的能源。其中，燃料电池是一种非常适合于水下无人作战平台应用的新型电池，国外已有多型水下无人作战平台使用燃料电池做能源。闭式循环斯特林热气机具有体积小、效率高的优点，热管反应器和热气机可组成高能量密度的AIP热动力系统。将热芯燃烧室与斯特林发动机组合使用是水下无人作战平台极具潜力的能源突破性技术，据资料显示，其可提供的能源相当于银锌电池的10倍[3]。

3.2 潜艇发射及回收技术

潜艇对水下无人作战平台的布放采用标准鱼雷发射管发射或采用共形设计外挂布放等方法。水下无人作战平台回收时，通过遥控装置将其遥控到潜艇的捕捉装置，潜艇捕捉装置捕捉到平台后，由拖缆将其拖回至发射管。此外，还可以采用配属小型ROV的方法，通过ROV对水下无人作战平台进行捕捉，ROV捕捉到平台后，通过操作ROV将水下无人作战平台送入发射管。

3.3 声呐探测应用技术

声呐探测是水下无人作战平台主要的水下探测手段。侦察型水下平台通过携带各型主动、被动和拖曳声呐对敌方水面舰艇、潜艇和水下目标进行探测，从而确定目标的属性和运动态势。依靠装备的前视声呐和侧扫声呐，平台可以对海底地形、地貌进行探测。为了提高探测目标的分辨率，前视声呐通常向多波束聚焦和电子扫描发展;侧扫声呐则向着远距离高分辨的合成孔径声呐发展[4]。

3.4 深水导航应用技术

深海导航定位技术通过在海底上安装声音信号源，如声呐信标，组成类似于GPS的水下导航系统。通过深海导航系统，水下无人平台不必上浮至水面就可精确定位。系统以声音作为传输信号，在遍布海洋的信标上安装扬声器，可像GPS卫星一样播发时间;接收机能够在非常广阔的海域上接收到信号;接收机收到声音信号后，就可根据测量每个信标声音到达的时间差测算出位置，实现长距离和长时间的航行。

参考文献

[1] 聂卫东，马玲，张博，等.浅析美军水下无人作战系统及其关键技术[J].水下无人系统学报，2017（4）：310-318.

[2] 尚燕丽.海军发展无人作战平台的需求、现状与展望[J].国防技术基础，2009（1）：40-43.

[3] 李大鹏.无人作战系统将引发水下作战样式革命[J].中国社会科学报，2010（1）：1-2.

[4] 赵希庆，张志雄，李坡.海军无人作战平台的军事应用[J].国防科技，2014（6）：50-52.