美軍水下無人作戰力量發展趨勢及啟示

劉大慶，趙云飛，吳 超，王 驥

（1.海軍潛艇學院，山東 青島 266042；2.中國人民解放軍92667部隊，山東 青島 266042）

0 引言

隨著軍事智能技術的高速發展，越來越多的水下無人智能裝備不斷涌現并被廣泛使用，一種新型作戰力量——水下無人作戰力量應運而生。水下無人作戰力量具有零傷亡、隱蔽性能強、可重復使用和性價比高的特征，可通過搭載不同類型任務載荷，完成偵察預警、水下攻擊、深海救援、隱蔽投送等多種使命任務，應用前景十分廣闊，作為一支獨具特色的作戰力量，已經成為未來海戰的“倍增器”。

美國是研究水下無人作戰平臺時間最早、裝備型號最多、功能最強大、技術水平最高的國家，引領各國水下無人平臺的發展方向。自1994年以來，美國先后發布了14份無人作戰系統發展規劃文件。近年來，美國國防部又將“無人技術”定為“第3次抵消戰略”的6大顛覆性技術之一。經過幾十年的發展，美軍水下無人作戰力量建設在作戰能力、裝備發展以及部隊建設等方面不斷取得重大突破，逐漸建成一支裝備型號齊備、綜合功能強大、作戰樣式多樣的非對稱作戰力量。目前，美軍已研制或交付部隊使用達30多種水下無人作戰武器裝備，其正朝著集群化、網絡化和人機協同作戰不斷發展，我海軍作戰力量面臨嚴峻挑戰。隨著國家海外利益的不斷拓展和海軍戰略轉型的不斷深入，海軍水下無人作戰力量將成為海軍中一支不可或缺的新型作戰力量，已成為海軍現代化武器裝備建設的重要發展方向。倘若不加快水下無人作戰力量的全面建設進度，未來海戰將面臨“有人編隊對抗無人編隊”的嚴峻局面。為此，我們要認真學習借鑒美軍水下無人作戰力量建設經驗，深入研究發展趨勢，加強頂層設計規劃，以牽引、推動我國海軍水下無人作戰力量不斷向前發展。

1 美軍水下無人作戰力量發展規劃

為滿足美國海軍轉型軍事需求、規范和指導水下無人裝備發展，美軍非常重視水下無人裝備發展計劃研究、制定和實施。從1994年開始美國國防部（DoD）等相關軍事部門每隔2～3年便會發布或修訂無人作戰裝備發展規劃文件，如圖 1所示。

圖1 美國水下無人作戰力量發展計劃時間軸Fig.1 Timeline of the US unmanned underwater combat force development plans

水下無人裝備發展相關規劃文件和報告對美軍的水下無人裝備發展起到關鍵導向性作用。主要包括：編制路線目的、政府戰略構想和采辦政策、互操作性要求、關鍵技術領域及研發目標、無人裝備的任務能力需求、各軍種無人系統項目和型號簡介等。它們從不同層面和角度反映了美軍水下無人潛航器（UUV）等無人作戰力量的總體發展思路，是研究美軍水下無人作戰力量發展趨勢的基礎。

2 美軍水下無人作戰能力建設

2.1 美軍水下無人作戰能力建設概況

1994年，美海軍在《UUV科學技術規劃1995-2010年》中明確了水下無人航行器的優先使命和主要研究方向。主要使命為反水雷、監視情報搜集、戰術海洋學測量等，并將近期水雷偵察系統、遠期水雷偵察系統、戰術海洋學需要的小型高效水下無人航行器優先列入計劃。

2000年，美海軍發布《無人潛航器主計劃》第1版，明確了水下無人航行器在軍事應用方面的7種使命與4種作戰的特征能力[1]。2002年，美海軍頒布《美國海軍轉型路線圖》，提出了加強海軍新型無人飛機、水下無人潛航器等無人裝備的研制和使用，以發展和運用海軍持久的情報監視偵察能力、反潛戰能力和反水雷能力。

2004年，美軍公布的UUV的發展規劃報告中，為實現《21世紀海上力量》提出的 4種支柱能力目標，綜合考慮動力能源技術、指揮控制通信自動化技術、載荷/傳感器等技術的發展情況，按照優先級提出了UUV的9種“子支柱”能力及任務使命：情報、監視和偵察（ISR）、反水雷措施（MCM）、反潛戰（ASW）、檢查/識別、海洋學、通信/導航網絡節點（CN3）、載荷投送、信息戰（IO）以及時敏打擊（TCS）[2]。

2007年，美海軍在《2007-2032美國無人系統發展路線圖》中提出無人系統4大關鍵任務需求：偵察與監視；目標識別與指示；反水雷；核生化、輻射及爆炸物偵測[3]。2009年，美海軍在《2009-2034美國無人系統發展路線圖》中提出了5項聯合能力域中無人系統需求和2項性能發展需求。其中，聯合能力域中無人系統需求為：戰場感項聯合能力域中無人系統需求和2項性能發展需求。其中，聯合能力域中無人系統需求為：戰場感知能力、力量應用能力（布雷和反水雷、攻擊性武器）、防護能力（協助預防攻擊或減輕損害）、后勤能力、伙伴關系建設能力[4]。2011年的《2011-2036美國無人系統發展路線圖》將聯合能力域中無人系統需求調整為4項[5]。

2012年，美國推出“亞太再平衡戰略”，隨后在2013年推出新版無人系統發展路線圖《2013-2038美國無人系統發展路線圖》，在技術需求部分，將互操作性調整為互操作性與模塊化、自主性調整為自主性與認知行為、通信調整為通信系統/頻譜與恢復能力，增加了安全（研究與情報/技術保護）、持久的恢復能力[6]。美海軍部長和海軍作戰部長于2016年2月呈國會的報告《2025年自主水下航行器需求》主要圍繞潛艇作戰提出了AUV的軍事需求[7]。美國國防科學委員會在2016年10月發布的《下一代無人水下系統》執行摘要中提出了新型水下無人系統概念，給出了4項潛在參考任務：控制咽喉要道、阻斷水面作戰群、作戰欺騙、反潛戰[8]。

2.2 美軍水下無人作戰能力發展趨勢

通過梳理研究美軍水下無人作戰能力建設發展脈絡，從作戰空間來看，美軍水下無人作戰能力已具備從近淺海到深遠海的全海域空間水下作戰能力；從覆蓋領域來看，美軍水下無人作戰能力已涵蓋情報搜集、海洋調查、反水雷、通訊導航中繼、反潛戰、武器平臺、后勤支援等領域；從作戰任務來看，美軍無人潛航器已具備能偵、能探、能掃、能攻、能聯、能導、能抗、能藏等8大能力。美軍水下無人作戰能力從單一作戰能力，向綜合作戰能力、聯合作戰能力發展。

3 美軍水下無人作戰裝備發展

美軍水下無人作戰裝備發展主要呈現以下5個趨勢。

3.1 由ROV向AUV發展，智能化程度逐漸增強

20世紀50年代末期，美國華盛頓大學應用物理實驗室，研發了世界上第1艘無人無纜潛器——SPURV，但由于技術原因，無人無纜潛器并未發展起來。1960年，美國研制成功了世界上第 1艘半自主型遙控潛器（ROV），早期美軍的水下無人裝備主要是以拖帶電纜或者光纜的ROV為主[9]。例如：由美國諾斯羅普·格魯曼公司于1994年研制的近期水雷偵察系統，由2個拖帶56 km長光纜的ROV組成。

20世紀80年代以后，隨著微電子、計算機、人工智能以及能源技術的飛速發展，無人無纜潛器（AUV）再次引起軍內外關注。AUV不再依賴母船供電，自帶能源、自推進、自主控制，機動性大大改善，活動范圍明顯增大。鑒于AUV的技術優勢，美軍敏銳地注意到了其軍事應用潛力，大量 AUV裝備開始研制。1983年，美國先進無人搜索系統（AUSS）完成建造并下水。1999年，美軍開始改進近期水雷偵察系統，不再使用電纜或者光纜，裝備前視聲吶，并具備潛艇自導引和入塢能力。20世紀末，“萊姆斯”（Remus）系列航行器研制成功，陸續交付海軍。2006年，首套“金槍魚”（Bluefin）系列無人潛航器交付美海軍。

3.2 由專用化向通用化發展，功能逐漸多樣化

早期，美軍的水下無人裝備承擔任務比較單一，基本都是針對某一特定任務開發的，屬于專用型。例如：先進無人搜索系統（AUSS）主要承擔水下搜救任務，Odyssey AUV主要用于海洋科學和工程試驗，Caribou AUV主要用于海洋聲學測量[10]。2000年后交付的水下無人潛航器發展改進為通用型，一型水下無人裝備能夠承擔多項任務。例如：“萊姆斯”（Remus）與“金槍魚”（Bluefin）系列無人潛航器均采用模塊化設計，均可通過搭載不同類型任務載荷，完成多種作戰使命任務，如表1和表2所示。

表1 美國海軍“萊姆斯”（Remus）系列無人潛航器作戰功能Table 1 Operational functions of the US Navy Remus series UUVs

表2 美國海軍“金槍魚”（Bluefin）系列無人潛航器作戰功能Table 2 Operational functions of the US Navy Bluefin series UUVs

正是由于Remus 100的多功能性，其被廣泛應用于各國海事安全、海洋調查以及軍警系統。在此基礎之上，美國海軍又研發了功能更為強大的Remus 600，用于執行水文測量、反水雷作戰、港口安全防御、環境監測、海底搜救等多種任務。Remus 6000是一種深潛重型多功能無人潛航器，主要用于勘察海洋環境、數據搜集，利用側掃聲吶測量海底并繪制地圖[11]。

SandShark、Bluefin-9和Bluefin-12可以搭載多種傳感器負載，甚至可以搭載武器系統，具有多種作戰功能。Bluefin-21更是憑借其優異的性能，進行了多次改進，并出口多個北約國家。

3.3 由單一裝備向族系化發展，加快裝備更新換代速度

“萊姆斯”（Remus）和“金槍魚”（Bluefin）系列水下無人潛航器是美軍水下無人裝備族系化發展最為明顯的兩型裝備。

1）“萊姆斯”（Remus）族系水下無人航行器。

“萊姆斯”（Remus）族系水下無人航行器是美國伍茲霍爾海洋研究所設計、水螅蟲公司制造和銷售的水下無人航行器產品。主要包括Remus 100、Remus 600、Remus 6000這3種型號，如圖2所示。Remus 100最早于 20世紀 60年代開始研發，70年代正式交付。1993年開始在Remus 100的基礎之上研制軍用Remus 100，即后來的MK18 MOD1型水下無人航行器，2001年正式服役。按照族系化發展思路，隨后陸續研發了Remus 600和Remus 6000。在 Remus 60的基礎之上研制軍用 Remus 600，即后來的MK18 MOD2型水下無人航行器。目前，“萊姆斯”（Remus）族系水下無人航行器是美國列裝最多、應用最為廣泛的水下無人航行器，此外還大量出售給英國、澳大利亞、新西蘭、芬蘭、日本等國海軍。

圖2 美國海軍“萊姆斯”（Remus）族系無人潛航器Fig.2 Remus series UUVs of the US Navy

2）“金槍魚”（Bluefin）族系水下無人航行器。

“金槍魚”（Bluefin）族系水下無人航行器是由美國金槍魚（Bluefin）機器人公司研發的，共有 4個基本型號：Bluefin SandShark、“金槍魚”-9（Bluefin-9）、“金槍魚”-12（Bluefin-12）、“金槍魚”-21（Bluefin-21）。該族系無人潛航器的派生關系如圖3所示。其中，Bluefin SandShark是微型AUV，它是由“金槍魚”-21（Bluefin-21）作為母艇進行發射的。“金槍魚”-21（Bluefin-21）是“金槍魚”（Bluefin）族系水下無人航行器的核心，以該型號水下無人航行器為基礎研制了Bluefin-21 BPAUV（戰場準備水下無人航行器）、“刀魚”（Knifefish）水下無人航行器、Bluefin-21改（深海反潛 I）以及Bluefin-21改（深海反潛II）等水下無人航行器。

圖3 美國海軍“金槍魚”（Bluefin）族系水下無人航行器派生關系Fig.3 Family tree of the US Naval Bluefin series UUVs

3.4 由分散無序向體系化發展，協同作戰能力不斷增強

從美軍水下無人裝備發展規劃來看，2004年以前僅有“水下無人潛航器”，2007年以后開始出現“水下無人作戰系統”的概念，2010年提出水下無人裝備的聯合作戰融入能力。近幾年，美軍在發展 UUV裝備時，特別注重從構建完整的全球水下作戰體系出發，通過作戰體系建設牽引，配套發展相應的UUV。例如：美軍的水下無人區域監控項目。包括近海持久監視系統、深海監視網、分布式敏捷反潛系統，均是由大量異構 UUV配合水下固定節點和漂浮移動節點共同組成的不同網絡體系。

美軍的水下無人裝備從最初的設計概念上就被賦予了協同基因，單個裝備均可以成為整個打擊鏈中的一環[12]。另外，美軍還注重水下無人裝備的跨域協同信息互聯能力。2015年，美軍以反潛為背景，演示驗證了無人潛航器、無人艇和無人機之間的跨域信息互通能力。美軍的水下無人裝備正由分散無序化，不斷向系統化、體系化的有機融合發展。

3.5 由防御型裝備向反制型裝備發展，攻防性能更加全面

隨著人工智能和遠程控制技術的飛速發展，水下無人潛航器承擔越來越多的進攻性任務，世界各國海軍的水下無人作戰力量實力也在不斷提升，未來海戰，水下無人潛航器將面臨復雜的戰場環境和作戰對手的嚴重軍事威脅。美軍已然意識到這一問題，近幾年開始在水下無人潛航器反制方面加大投入：1）建立由蛙人探測聲吶構成的水下監視系統、“持久海洋生物傳感器”以及“海洋哺乳動物”系統等構成的探測識別系統，加強港口、艦艇周邊活動威脅的水下無人作戰平臺；2）加強水下無人潛航器軟殺傷技術研究，包括水下無人潛航器捕獲技術、欺騙干擾及網絡對抗等技術；3）利用超空泡子彈對水下無人潛航器直接硬殺傷[13]。

4 美軍水下無人作戰部隊建設

美軍水下無人潛航器作戰部隊建設時間軸如圖4所示。

圖4 美軍水下無人作戰部隊建設時間軸Fig.4 Timeline of the US unmanned underwater combat troep building

1997年，美軍成立了第1個水下無人艇分隊。2017年9月，在美國華盛頓組建了第1水下無人艇中隊（UUVRON-1），由第5潛艇發展中隊（DEVRON-5）指揮與管理。UUVRON-1的成立對美軍具有里程碑意義，展示了美國海軍對于未來水下無人作戰的期待。近期，美軍正準備建立第 2水下無人艇中隊（UUVRON-2）作為UUVRON-1的補充，并計劃將從第1水下無人艇中隊（UUVRON-1）第5潛艇發展中隊（DEVRON-5）分離出來，成為獨立的指揮力量，部署到圣地亞哥。如果說美軍UUVRON-1的主要任務是UUV的研究、開發和測試評估，那么UUVRON-2的組建必將具有實戰應用意義和目的。

未來美軍水下無人作戰部隊發展的趨勢是成立水下無人艦隊。早在1995年8月，美國五角大樓海軍戰略司令部就首次提出：“水下無人艦隊”這一概念，此后，美軍也一直在朝著這一目標努力，全力打造“水下無人艦隊”，甚至“海上無人艦隊”。

5 美軍水下無人作戰力量發展的啟示

5.1 計劃引導，明晰裝備發展方向

從1994年開始，美軍發布或修訂的無人作戰系統發展規劃文件展示了美軍無人作戰系統的頂層規劃全景圖，賦予了無人作戰系統所擔負的使命任務，明確了無人裝備的發展方向。例如：在1996年的《2000-2035年海軍技術規范》中，將水下無人艇技術列為重大項目，賦予水下無人艇支持潛艇作戰的任務。2011年水下戰綱要，強調水下無人艇代替一部分潛艇執行水下作戰任務[14]。美軍先后于2000年和2004年發布了2版《水下無人航行器總規劃》，《規劃》明確賦予了UUV在戰爭中所擔負的使命任務[15]。美軍Remus和Bluefin等UUV裝備則正是基于這樣的使命任務發展起來的。鑒于此，軍用UUV發展也應當從戰略全局給出清晰定位，以任務牽引裝備發展方向。同時，針對現有科研機構技術優長，科學賦予使命任務，為水下無人裝備發展規劃路線圖，引導國防科工部門有序合作、競爭與發展。

5.2 統一標準，加強頂層設計

美軍UUV發展的最大優勢在于其標準化、模塊化零部件良好的繼承性，我國也應當從全局高度、以法規形式確定UUV裝備發展的技術路線，以期實現通用化、模塊化、標準化的發展模式。例如，提出開放式平臺建設規范，明確標準型和異構型2個發展方向，對標準型按照不同排水量區分為便攜式、輕型、重型、巨型4個不同量級UUV，并對其口徑、長度、載荷、承壓能力等技術指標做出明確規定；建立統一的通信協議、統一的網絡結構、統一的能源組件；對UUV各類有效載荷規格、接口、性能下限等指標數據做出規范，確保不同族系UUV裝備之間的互操作性，以實現整體合力。

5.3 多軌并行，貫徹軍民融合

與傳統裝備相比，無人裝備有其自身特點：多數UUV為非致命武器裝備，任務多樣，種類豐富；多采用最新商用技術，產品升級更新快，可提供產品的企業多；產品概念新穎，探索性強，用戶需要在實踐中不斷摸索新的使用方法，產品實際效能需經過一段時間的應用實踐才能體現。目前，國內研發水下無人潛航器的機構眾多，主要包括：軍地科研院所、軍工企業、地方私企，整體來看，地方技術發展要快于裝備研發與應用。針對水下無人裝備特點，應當鼓勵軍地競爭與合作，貫徹軍民融合，控制研發成本，縮短研制周期，加速產業發展，有力推動我UUV裝備發展駛入快車道。

5.4 實戰引領，促進建用結合

在新形態武器裝備為代表的新型作戰力量興起過程中，以前瞻性的思維探索新的作戰理念和戰法十分重要[16]，但是，在研發新裝備的過程中，一定要著眼于實戰應用。對于無人系統作戰運用研究應建立在3個基本思想之上：1）在開發無人裝備的同時，應同步開展戰斗條令和戰術的開發，以加速無人作戰能力的形成；2）研發的新裝備要不斷參與部隊重大演習和訓練，尋找裝備部隊應用過程中存在的不足；3）應針對無人作戰力量的特點，積極探索新的作戰理念和戰法，避免因簡單套用有人作戰的概念和方法而埋沒無人作戰力量的巨大潛能。

5.5 統籌規劃，健全人才培養體系

從美軍水下無人作戰部隊建設來看，美軍的水下無人作戰部隊建設主要依托潛艇部隊進行實驗、培訓、演訓以及實戰應用，這也是由美軍水下無人潛航器的布放回收手段決定的，美軍水下無人潛航器的母艇主要是潛艇。美軍在培養水下無人作戰人才時，注重依托現役選調或者選拔相關專業人才的方式，這對美軍水下無人作戰能力快速生成至關重要。我國的無人裝備人才培養要統籌軍種、軍地、學校、研究院所的力量，以學歷教育院校為基礎，聯合部隊、任職教育院校、研究所和軍工企業等機構，構建學歷教育、任職培訓、繼續教育相銜接，短期培訓、全日制教育、模擬實踐、實戰訓練相結合的水下無人作戰人才培養體系。

6 結束語

美軍為了建立絕對的水下優勢，不斷提高水下無人裝備的智能化程度，特別注重水下無人裝備的族系化發展，加快裝備的更新換代速度。由一裝單用到一裝多用，水下無人裝備功能逐漸多樣化。通過水下無人作戰部隊的建設和裝備的實戰運用，不斷檢驗和優化裝備性能，提高水下無人作戰力量的協同和體系作戰能力。美軍的水下無人作戰力量發展趨勢和建設經驗啟示我們，要明確裝備發展方向，加強頂層設計，貫徹軍民融合發展，促進建用結合，健全人才培養體系，全方位地推進水下無人作戰力量建設和發展。