美國推進反潛戰體系建設

近年來，美國為應對日益增長的潛艇威脅，通過成立反潛戰特遣部隊，重視新型反潛裝備的研究，開展持續水下監視網絡研究，進一步發展反潛戰體系。

反潛戰傳統上是一種平臺密集型任務，需要大量的機載、水面與水下設備來組網，探測、跟蹤、定位敵方潛艇并在必要時對其進行截山。遠程傳感器、雙基地／多基地探測技術和先進的反潛戰術等都有助于反潛戰的實施。當前，反潛戰的力量重點分布在淺海以及情況復雜、聲信號很難鑒別的近海區域；主要的水下威脅已經從高航速、火潛深的核潛艇轉為裝備先進傳感器及武器系統的超靜音小型常規潛艇。由于對潛艇的跟蹤將消耗大量資源，如何利用有限的反潛資源滿足不斷增長的反潛戰需求，是美國目前面臨的最為棘手的問題。近年來，美國為應對日益增長的潛艇威脅，通過成立反潛戰特遣部隊，重視新型反潛裝備的研究，開展持續水下監視網絡研究，進一步發展反潛戰體系。

成立反潛戰特遣部隊

為應對21世紀作戰環境的挑戰，美海軍2004年成立了反潛戰特遣部隊，目的是形成一種新的作戰概念，制定未來的作戰原則和力量調配。21世紀的反潛戰概念表明，為維持作戰優勢，海軍必須以創新的形式不斷利用迅猛發展的先進技術來執行反潛戰任務。

美海軍的近期目標是利用先進的聲學處理、數據收集與共享、通信、協同規劃等技術，以及支持港口機動與精確攔截的能力來擴大水下優勢，其發展優先序是“傳感器優于武器系統，網絡優于平臺”。遠期目標是基于“網絡中心戰”思想，利用海上無人系統、通用作戰圖像及舷外精確武器來控制海上環境。基于這些優勢，實現傳感器網絡與舷外武器的聯接，進一步擴大在未來作戰概念下的持續性、速度與精度等方面的優勢。因此，海軍計劃建立一套包括自主感知傳感器、有人與無人平臺在內的反潛網絡，使反潛戰從“平臺密集型”向“傳感器密集型”轉變。

美海軍反潛戰轉型將實現兩個關鍵的作戰目標：第一，通過壓制敵方潛艇防御能力，保持在指定地點截獲敵方威脅潛艇的能力，使敵方艦隊處于風險中；第二，驅逐或摧毀敵方的水下威脅，保護海上作戰區域及盟國海軍的機動區域。未來，美國將打造一支具有持續性、全面感知、快速作戰及靈活運用能力的反潛力量，并裝備分布式網絡傳感器、快速攻擊武器、先進的數據中繼及綜合武器系統等。

構建新型反潛戰體系

開展水下持續監視網絡系統研究

美海軍發展一種自主、持續、前沿部署的，能夠探測、識別、定位敵方潛艇的系統計劃，促使海軍研究辦公室(ONR)開展了“近海水下持續監視”(PLUS)系統的研究工作。“近海水下持續監視網絡”(PLUSNet)是近海水下持續監視的子系統。

根據ONR計劃，美海軍確定了“風險控制”反潛戰略，力求具備“在100海里范圍內、長達數月、有效監視水下多個安靜型目標潛艇”的能力。這就需要利用自主、移動式、可控的傳感器／武器網絡，來形成非對稱的反潛戰能力。PLUS系統的創新點包括多臺移動傳感器之間的自主協作行為，通過反饋控制來滿足探測的國值，自適應目標合圍并產生有效的殺傷鏈。其他特征還包括自適應環境、目標與威脅，長達數月的秘密持續自主部署等。

PLUSNet項目計劃作為一套“系統簇”概念樣機，形成一種半自主、可控的、山海底固定式和移動的節點組成的網絡。當在淺海跟蹤艦船或安靜型常規潛艇時，系統每個節點之間可進行通信，并獨立作出某些決策。賓夕法尼亞大學采用新技術驗證新方法，包括：利用新型無人潛航器和新的部署技術，進行移動式持續監視；利用水下傳感器提升指向的靈敏性；利用自適應海上采樣、建模與預測形成自適應反饋；在操作人員極少干預的情況下自主探測、識別、定位與跟蹤水中目標。

PLUSNet采用海上無人系統進行分布式反潛監視，并采用大量成熟的技術形成具備自適應環境與戰術及自主決策能力、可升級的演示驗證樣機系統，包括無纜固定或移動式網絡節點。移動式節點主要基于“自主式無人潛航器”(AUV)提供環境評估和自適應部署的能力。這種結構利用多艘AUV來感知海洋環境，同時各AUV之間能夠進行通信，并具有足夠的自主能力來獨立地進行基本的決策。

基于固定或移動式傳感器節點的戰術傳感器部署工作主要由前沿部署的潛艇及水面艦艇完成，以達到最優的監視覆蓋范圍。這些AU V能夠進入半休眠狀態，作為臨時的固定節點或漂移節點。網絡中的移動傳感器節點能夠根據當時戰術及環境態勢進行重新部署。任何初始探測到的目標信息都要通過網絡(聲學通信或無線電射頻通信)進行共享，隨后組成移動的傳感器組接近目標，并進行探測、識別與定位，最終形成火力攻擊方案。

PLUSNet項目研制工作于2005財年開始，主要是研究多艘AUV之間的協作、聲學通信及“X—ray滑行者”無人潛航器樣機。隨后，ONR出資與海上物理實驗室、圣迭戈的斯克里普斯海洋學院合作開發一種基于翼身融合概念的具有較高浮力／阻力比的系統，能夠利用聲學與電磁監視傳感器執行長期、高能耗的任務。2006年7月開始，PLUSNeL項目在墨兩哥灣進行了為期兩個月的試驗。試驗中，數據從近100套不同的海洋學傳感器中篩選，再傳輸給蒙特里灣海洋研究所的中央計算機。4次獨立試驗主要包括“自適應采樣與預測”(ASAP)、“水下持續監視”(UPS)等內容。

ONR不斷資助PLUS項目的發展。例如，2010年中期，系統規劃與分析公司獲得研究合同，將利用美海軍授權的仿真軟件、模型及無人潛骯器，開展技術工程、研究探索及技術規范工作。

利用無人艇跟蹤目標潛艇

2010年2月，DARPA啟動“反潛戰持續跟蹤無人艇”(ACTUV)計劃。實施該計劃旨在開發并演示一型能夠“改變反潛模式”的、能夠對靜音柴電潛艇進行持續追蹤的無人水面艇平臺以及相應的傳感器系統。目前，已有6家公司獲得第一階段合同。諾斯羅普·格魯曼公司水下系統分部、奎奈蒂克公司北美技術公司以及科學應用國際公司的情報、安全與技術分部分別獲得了近2007J美元的合同，用于慨念開發、系統結構、系統概念及性能預估方面的研究。

ACTUV項目源自“超長航時無人水面艇”(ELEUSV)項目。ELEUSV項目是DARPA的一項概念構想，旨在利用先進的機器人技術與自動控制技術，探索發展一種具有極長續航時間的海軍先進無人水面艇，最大限度減少人力需求，使其一次部署可以長達數年時間在海上執行任務。ELEUSV集成了一些新的特征，例如：從外界環境獲取能源，為無人艇長達數年的工作提供能源，能夠支持全球遠程監控的指揮與控制系統，具有自主故障排除及其它自主維護能力，能夠進行連續操作的特殊有效載荷系統等，因此能夠在水雷戰、反潛戰和情報搜集方面具有潛在優勢。

ACTUV將是第一種采用這種設計的海軍無人艇，適合進行戰區及全球獨立部署。DARPA強調ACTUV不是提供反潛搜索能力，而是依靠傳統的反潛力量提供目標線索，然后利用其自身的聲納獲取目標航跡，達能夠將這些搜索設備從繁重的跟蹤任務中解放出來。根據技術的發展，ACTUV項日主要有3個目標：第一，藎于數字化方法設計、建造與演示一艘樣艇，在執行任務期間實現無人操作；第二，演示獨立部署的無人艇在極少的遠程監控情況下執行任務，使其成為新型的海上系統；第三，利用ACTUv特殊的平臺性能和無人系統特征，以及裝備的能夠跟蹤先進安靜型常規潛艇的新型傳感器組件，演示反潛作戰能力。DARPA表示，ACTUV不僅僅是一套無人系統，該項目還將充分利用不需要人員保障設施的情況，對水面艇進行重新設計，來定義新的平臺性能，目標是驗證平臺在速度、續航力、適航性及機動性等方面的能力。

開發新型深海傳感器網絡

PLUS不是美國開展的分布式網絡反潛方面的唯一項目。美國防高級研究計劃局(DARPA)正開發一種能夠提供長航時反潛監視能力的新型深海傳感器網絡，以有效保護美軍在“藍海”的航母打擊群。該項目名為“深海作戰計劃”(DSOP)，于2010年初啟動，目標是設計一種探測安靜型常規潛艇的深海監視系統。DSOP利用深海環境帶來的特殊傳播方式及信號優勢，使用持續監視技術與通信技術來實現非對稱優勢，并有效隱藏、保護海洋探測設備。

DSOP將開發采用可配置技術的系統，來滿足深海區域大量的反潛監視需求。該項目的特征包括：利用傳感器或接近海底的聲源；利用分布式節點的優勢；能夠在多種操作模式、環境及時間范圍內操作；適應水面艦艇的機動性及不斷升級的威脅。然而，這種創新的深海作戰項目也存在一定的難點，如遠程探測與識別的能力、水下遠程通信方式、長航時的能源管理等。

然而，極端的壓力、溫度及信號傳播等不利的因素，在很多領域對技術提出了挑戰。這些領域包括：開發實現長航時的能源系統；水下通信的替代方案，實現寬帶數據傳輸與指揮控制；充分利用特殊信號及深海環境，開發新的感知特征，包括克服聲學孔徑限制的先進合成孔徑聲納，以及用于高分辨探測與識別的可視激光水聽器。

此外，美國還通過不斷開展技術的先期研究來降低技術風險。美海軍授出3份價值各為507i美元的降低技術風險合同，由華盛頓大學應用物理實驗室測試高頻主動聲納，以探測目標潛艇航跡；空間綜合系統公司將承擔無人艇跟蹤目標潛艇的自主算法的開發與海上測試工作；Sonalysts公司將進行探索性的集群戰術仿真器的開發。