美军水下无人作战力量发展趋势及启示

刘大庆，赵云飞，吴 超，王 骥

（1.海军潜艇学院，山东 青岛 266042；2.中国人民解放军92667部队，山东 青岛 266042）

0 引言

随着军事智能技术的高速发展，越来越多的水下无人智能装备不断涌现并被广泛使用，一种新型作战力量——水下无人作战力量应运而生。水下无人作战力量具有零伤亡、隐蔽性能强、可重复使用和性价比高的特征，可通过搭载不同类型任务载荷，完成侦察预警、水下攻击、深海救援、隐蔽投送等多种使命任务，应用前景十分广阔，作为一支独具特色的作战力量，已经成为未来海战的“倍增器”。

美国是研究水下无人作战平台时间最早、装备型号最多、功能最强大、技术水平最高的国家，引领各国水下无人平台的发展方向。自1994年以来，美国先后发布了14份无人作战系统发展规划文件。近年来，美国国防部又将“无人技术”定为“第3次抵消战略”的6大颠覆性技术之一。经过几十年的发展，美军水下无人作战力量建设在作战能力、装备发展以及部队建设等方面不断取得重大突破，逐渐建成一支装备型号齐备、综合功能强大、作战样式多样的非对称作战力量。目前，美军已研制或交付部队使用达30多种水下无人作战武器装备，其正朝着集群化、网络化和人机协同作战不断发展，我海军作战力量面临严峻挑战。随着国家海外利益的不断拓展和海军战略转型的不断深入，海军水下无人作战力量将成为海军中一支不可或缺的新型作战力量，已成为海军现代化武器装备建设的重要发展方向。倘若不加快水下无人作战力量的全面建设进度，未来海战将面临“有人编队对抗无人编队”的严峻局面。为此，我们要认真学习借鉴美军水下无人作战力量建设经验，深入研究发展趋势，加强顶层设计规划，以牵引、推动我国海军水下无人作战力量不断向前发展。

1 美军水下无人作战力量发展规划

为满足美国海军转型军事需求、规范和指导水下无人装备发展，美军非常重视水下无人装备发展计划研究、制定和实施。从1994年开始美国国防部（DoD）等相关军事部门每隔2～3年便会发布或修订无人作战装备发展规划文件，如图 1所示。

图1 美国水下无人作战力量发展计划时间轴Fig.1 Timeline of the US unmanned underwater combat force development plans

水下无人装备发展相关规划文件和报告对美军的水下无人装备发展起到关键导向性作用。主要包括：编制路线目的、政府战略构想和采办政策、互操作性要求、关键技术领域及研发目标、无人装备的任务能力需求、各军种无人系统项目和型号简介等。它们从不同层面和角度反映了美军水下无人潜航器（UUV）等无人作战力量的总体发展思路，是研究美军水下无人作战力量发展趋势的基础。

2 美军水下无人作战能力建设

2.1 美军水下无人作战能力建设概况

1994年，美海军在《UUV科学技术规划1995-2010年》中明确了水下无人航行器的优先使命和主要研究方向。主要使命为反水雷、监视情报搜集、战术海洋学测量等，并将近期水雷侦察系统、远期水雷侦察系统、战术海洋学需要的小型高效水下无人航行器优先列入计划。

2000年，美海军发布《无人潜航器主计划》第1版，明确了水下无人航行器在军事应用方面的7种使命与4种作战的特征能力[1]。2002年，美海军颁布《美国海军转型路线图》，提出了加强海军新型无人飞机、水下无人潜航器等无人装备的研制和使用，以发展和运用海军持久的情报监视侦察能力、反潜战能力和反水雷能力。

2004年，美军公布的UUV的发展规划报告中，为实现《21世纪海上力量》提出的 4种支柱能力目标，综合考虑动力能源技术、指挥控制通信自动化技术、载荷/传感器等技术的发展情况，按照优先级提出了UUV的9种“子支柱”能力及任务使命：情报、监视和侦察（ISR）、反水雷措施（MCM）、反潜战（ASW）、检查/识别、海洋学、通信/导航网络节点（CN3）、载荷投送、信息战（IO）以及时敏打击（TCS）[2]。

2007年，美海军在《2007-2032美国无人系统发展路线图》中提出无人系统4大关键任务需求：侦察与监视；目标识别与指示；反水雷；核生化、辐射及爆炸物侦测[3]。2009年，美海军在《2009-2034美国无人系统发展路线图》中提出了5项联合能力域中无人系统需求和2项性能发展需求。其中，联合能力域中无人系统需求为：战场感项联合能力域中无人系统需求和2项性能发展需求。其中，联合能力域中无人系统需求为：战场感知能力、力量应用能力（布雷和反水雷、攻击性武器）、防护能力（协助预防攻击或减轻损害）、后勤能力、伙伴关系建设能力[4]。2011年的《2011-2036美国无人系统发展路线图》将联合能力域中无人系统需求调整为4项[5]。

2012年，美国推出“亚太再平衡战略”，随后在2013年推出新版无人系统发展路线图《2013-2038美国无人系统发展路线图》，在技术需求部分，将互操作性调整为互操作性与模块化、自主性调整为自主性与认知行为、通信调整为通信系统/频谱与恢复能力，增加了安全（研究与情报/技术保护）、持久的恢复能力[6]。美海军部长和海军作战部长于2016年2月呈国会的报告《2025年自主水下航行器需求》主要围绕潜艇作战提出了AUV的军事需求[7]。美国国防科学委员会在2016年10月发布的《下一代无人水下系统》执行摘要中提出了新型水下无人系统概念，给出了4项潜在参考任务：控制咽喉要道、阻断水面作战群、作战欺骗、反潜战[8]。

2.2 美军水下无人作战能力发展趋势

通过梳理研究美军水下无人作战能力建设发展脉络，从作战空间来看，美军水下无人作战能力已具备从近浅海到深远海的全海域空间水下作战能力；从覆盖领域来看，美军水下无人作战能力已涵盖情报搜集、海洋调查、反水雷、通讯导航中继、反潜战、武器平台、后勤支援等领域；从作战任务来看，美军无人潜航器已具备能侦、能探、能扫、能攻、能联、能导、能抗、能藏等8大能力。美军水下无人作战能力从单一作战能力，向综合作战能力、联合作战能力发展。

3 美军水下无人作战装备发展

美军水下无人作战装备发展主要呈现以下5个趋势。

3.1 由ROV向AUV发展，智能化程度逐渐增强

20世纪50年代末期，美国华盛顿大学应用物理实验室，研发了世界上第1艘无人无缆潜器——SPURV，但由于技术原因，无人无缆潜器并未发展起来。1960年，美国研制成功了世界上第 1艘半自主型遥控潜器（ROV），早期美军的水下无人装备主要是以拖带电缆或者光缆的ROV为主[9]。例如：由美国诺斯罗普·格鲁曼公司于1994年研制的近期水雷侦察系统，由2个拖带56 km长光缆的ROV组成。

20世纪80年代以后，随着微电子、计算机、人工智能以及能源技术的飞速发展，无人无缆潜器（AUV）再次引起军内外关注。AUV不再依赖母船供电，自带能源、自推进、自主控制，机动性大大改善，活动范围明显增大。鉴于AUV的技术优势，美军敏锐地注意到了其军事应用潜力，大量 AUV装备开始研制。1983年，美国先进无人搜索系统（AUSS）完成建造并下水。1999年，美军开始改进近期水雷侦察系统，不再使用电缆或者光缆，装备前视声呐，并具备潜艇自导引和入坞能力。20世纪末，“莱姆斯”（Remus）系列航行器研制成功，陆续交付海军。2006年，首套“金枪鱼”（Bluefin）系列无人潜航器交付美海军。

3.2 由专用化向通用化发展，功能逐渐多样化

早期，美军的水下无人装备承担任务比较单一，基本都是针对某一特定任务开发的，属于专用型。例如：先进无人搜索系统（AUSS）主要承担水下搜救任务，Odyssey AUV主要用于海洋科学和工程试验，Caribou AUV主要用于海洋声学测量[10]。2000年后交付的水下无人潜航器发展改进为通用型，一型水下无人装备能够承担多项任务。例如：“莱姆斯”（Remus）与“金枪鱼”（Bluefin）系列无人潜航器均采用模块化设计，均可通过搭载不同类型任务载荷，完成多种作战使命任务，如表1和表2所示。

表1 美国海军“莱姆斯”（Remus）系列无人潜航器作战功能Table 1 Operational functions of the US Navy Remus series UUVs

表2 美国海军“金枪鱼”（Bluefin）系列无人潜航器作战功能Table 2 Operational functions of the US Navy Bluefin series UUVs

正是由于Remus 100的多功能性，其被广泛应用于各国海事安全、海洋调查以及军警系统。在此基础之上，美国海军又研发了功能更为强大的Remus 600，用于执行水文测量、反水雷作战、港口安全防御、环境监测、海底搜救等多种任务。Remus 6000是一种深潜重型多功能无人潜航器，主要用于勘察海洋环境、数据搜集，利用侧扫声呐测量海底并绘制地图[11]。

SandShark、Bluefin-9和Bluefin-12可以搭载多种传感器负载，甚至可以搭载武器系统，具有多种作战功能。Bluefin-21更是凭借其优异的性能，进行了多次改进，并出口多个北约国家。

3.3 由单一装备向族系化发展，加快装备更新换代速度

“莱姆斯”（Remus）和“金枪鱼”（Bluefin）系列水下无人潜航器是美军水下无人装备族系化发展最为明显的两型装备。

1）“莱姆斯”（Remus）族系水下无人航行器。

“莱姆斯”（Remus）族系水下无人航行器是美国伍兹霍尔海洋研究所设计、水螅虫公司制造和销售的水下无人航行器产品。主要包括Remus 100、Remus 600、Remus 6000这3种型号，如图2所示。Remus 100最早于 20世纪 60年代开始研发，70年代正式交付。1993年开始在Remus 100的基础之上研制军用Remus 100，即后来的MK18 MOD1型水下无人航行器，2001年正式服役。按照族系化发展思路，随后陆续研发了Remus 600和Remus 6000。在 Remus 60的基础之上研制军用 Remus 600，即后来的MK18 MOD2型水下无人航行器。目前，“莱姆斯”（Remus）族系水下无人航行器是美国列装最多、应用最为广泛的水下无人航行器，此外还大量出售给英国、澳大利亚、新西兰、芬兰、日本等国海军。

图2 美国海军“莱姆斯”（Remus）族系无人潜航器Fig.2 Remus series UUVs of the US Navy

2）“金枪鱼”（Bluefin）族系水下无人航行器。

“金枪鱼”（Bluefin）族系水下无人航行器是由美国金枪鱼（Bluefin）机器人公司研发的，共有 4个基本型号：Bluefin SandShark、“金枪鱼”-9（Bluefin-9）、“金枪鱼”-12（Bluefin-12）、“金枪鱼”-21（Bluefin-21）。该族系无人潜航器的派生关系如图3所示。其中，Bluefin SandShark是微型AUV，它是由“金枪鱼”-21（Bluefin-21）作为母艇进行发射的。“金枪鱼”-21（Bluefin-21）是“金枪鱼”（Bluefin）族系水下无人航行器的核心，以该型号水下无人航行器为基础研制了Bluefin-21 BPAUV（战场准备水下无人航行器）、“刀鱼”（Knifefish）水下无人航行器、Bluefin-21改（深海反潜 I）以及Bluefin-21改（深海反潜II）等水下无人航行器。

图3 美国海军“金枪鱼”（Bluefin）族系水下无人航行器派生关系Fig.3 Family tree of the US Naval Bluefin series UUVs

3.4 由分散无序向体系化发展，协同作战能力不断增强

从美军水下无人装备发展规划来看，2004年以前仅有“水下无人潜航器”，2007年以后开始出现“水下无人作战系统”的概念，2010年提出水下无人装备的联合作战融入能力。近几年，美军在发展 UUV装备时，特别注重从构建完整的全球水下作战体系出发，通过作战体系建设牵引，配套发展相应的UUV。例如：美军的水下无人区域监控项目。包括近海持久监视系统、深海监视网、分布式敏捷反潜系统，均是由大量异构 UUV配合水下固定节点和漂浮移动节点共同组成的不同网络体系。

美军的水下无人装备从最初的设计概念上就被赋予了协同基因，单个装备均可以成为整个打击链中的一环[12]。另外，美军还注重水下无人装备的跨域协同信息互联能力。2015年，美军以反潜为背景，演示验证了无人潜航器、无人艇和无人机之间的跨域信息互通能力。美军的水下无人装备正由分散无序化，不断向系统化、体系化的有机融合发展。

3.5 由防御型装备向反制型装备发展，攻防性能更加全面

随着人工智能和远程控制技术的飞速发展，水下无人潜航器承担越来越多的进攻性任务，世界各国海军的水下无人作战力量实力也在不断提升，未来海战，水下无人潜航器将面临复杂的战场环境和作战对手的严重军事威胁。美军已然意识到这一问题，近几年开始在水下无人潜航器反制方面加大投入：1）建立由蛙人探测声呐构成的水下监视系统、“持久海洋生物传感器”以及“海洋哺乳动物”系统等构成的探测识别系统，加强港口、舰艇周边活动威胁的水下无人作战平台；2）加强水下无人潜航器软杀伤技术研究，包括水下无人潜航器捕获技术、欺骗干扰及网络对抗等技术；3）利用超空泡子弹对水下无人潜航器直接硬杀伤[13]。

4 美军水下无人作战部队建设

美军水下无人潜航器作战部队建设时间轴如图4所示。

图4 美军水下无人作战部队建设时间轴Fig.4 Timeline of the US unmanned underwater combat troep building

1997年，美军成立了第1个水下无人艇分队。2017年9月，在美国华盛顿组建了第1水下无人艇中队（UUVRON-1），由第5潜艇发展中队（DEVRON-5）指挥与管理。UUVRON-1的成立对美军具有里程碑意义，展示了美国海军对于未来水下无人作战的期待。近期，美军正准备建立第 2水下无人艇中队（UUVRON-2）作为UUVRON-1的补充，并计划将从第1水下无人艇中队（UUVRON-1）第5潜艇发展中队（DEVRON-5）分离出来，成为独立的指挥力量，部署到圣地亚哥。如果说美军UUVRON-1的主要任务是UUV的研究、开发和测试评估，那么UUVRON-2的组建必将具有实战应用意义和目的。

未来美军水下无人作战部队发展的趋势是成立水下无人舰队。早在1995年8月，美国五角大楼海军战略司令部就首次提出：“水下无人舰队”这一概念，此后，美军也一直在朝着这一目标努力，全力打造“水下无人舰队”，甚至“海上无人舰队”。

5 美军水下无人作战力量发展的启示

5.1 计划引导，明晰装备发展方向

从1994年开始，美军发布或修订的无人作战系统发展规划文件展示了美军无人作战系统的顶层规划全景图，赋予了无人作战系统所担负的使命任务，明确了无人装备的发展方向。例如：在1996年的《2000-2035年海军技术规范》中，将水下无人艇技术列为重大项目，赋予水下无人艇支持潜艇作战的任务。2011年水下战纲要，强调水下无人艇代替一部分潜艇执行水下作战任务[14]。美军先后于2000年和2004年发布了2版《水下无人航行器总规划》，《规划》明确赋予了UUV在战争中所担负的使命任务[15]。美军Remus和Bluefin等UUV装备则正是基于这样的使命任务发展起来的。鉴于此，军用UUV发展也应当从战略全局给出清晰定位，以任务牵引装备发展方向。同时，针对现有科研机构技术优长，科学赋予使命任务，为水下无人装备发展规划路线图，引导国防科工部门有序合作、竞争与发展。

5.2 统一标准，加强顶层设计

美军UUV发展的最大优势在于其标准化、模块化零部件良好的继承性，我国也应当从全局高度、以法规形式确定UUV装备发展的技术路线，以期实现通用化、模块化、标准化的发展模式。例如，提出开放式平台建设规范，明确标准型和异构型2个发展方向，对标准型按照不同排水量区分为便携式、轻型、重型、巨型4个不同量级UUV，并对其口径、长度、载荷、承压能力等技术指标做出明确规定；建立统一的通信协议、统一的网络结构、统一的能源组件；对UUV各类有效载荷规格、接口、性能下限等指标数据做出规范，确保不同族系UUV装备之间的互操作性，以实现整体合力。

5.3 多轨并行，贯彻军民融合

与传统装备相比，无人装备有其自身特点：多数UUV为非致命武器装备，任务多样，种类丰富；多采用最新商用技术，产品升级更新快，可提供产品的企业多；产品概念新颖，探索性强，用户需要在实践中不断摸索新的使用方法，产品实际效能需经过一段时间的应用实践才能体现。目前，国内研发水下无人潜航器的机构众多，主要包括：军地科研院所、军工企业、地方私企，整体来看，地方技术发展要快于装备研发与应用。针对水下无人装备特点，应当鼓励军地竞争与合作，贯彻军民融合，控制研发成本，缩短研制周期，加速产业发展，有力推动我UUV装备发展驶入快车道。

5.4 实战引领，促进建用结合

在新形态武器装备为代表的新型作战力量兴起过程中，以前瞻性的思维探索新的作战理念和战法十分重要[16]，但是，在研发新装备的过程中，一定要着眼于实战应用。对于无人系统作战运用研究应建立在3个基本思想之上：1）在开发无人装备的同时，应同步开展战斗条令和战术的开发，以加速无人作战能力的形成；2）研发的新装备要不断参与部队重大演习和训练，寻找装备部队应用过程中存在的不足；3）应针对无人作战力量的特点，积极探索新的作战理念和战法，避免因简单套用有人作战的概念和方法而埋没无人作战力量的巨大潜能。

5.5 统筹规划，健全人才培养体系

从美军水下无人作战部队建设来看，美军的水下无人作战部队建设主要依托潜艇部队进行实验、培训、演训以及实战应用，这也是由美军水下无人潜航器的布放回收手段决定的，美军水下无人潜航器的母艇主要是潜艇。美军在培养水下无人作战人才时，注重依托现役选调或者选拔相关专业人才的方式，这对美军水下无人作战能力快速生成至关重要。我国的无人装备人才培养要统筹军种、军地、学校、研究院所的力量，以学历教育院校为基础，联合部队、任职教育院校、研究所和军工企业等机构，构建学历教育、任职培训、继续教育相衔接，短期培训、全日制教育、模拟实践、实战训练相结合的水下无人作战人才培养体系。

6 结束语

美军为了建立绝对的水下优势，不断提高水下无人装备的智能化程度，特别注重水下无人装备的族系化发展，加快装备的更新换代速度。由一装单用到一装多用，水下无人装备功能逐渐多样化。通过水下无人作战部队的建设和装备的实战运用，不断检验和优化装备性能，提高水下无人作战力量的协同和体系作战能力。美军的水下无人作战力量发展趋势和建设经验启示我们，要明确装备发展方向，加强顶层设计，贯彻军民融合发展，促进建用结合，健全人才培养体系，全方位地推进水下无人作战力量建设和发展。