美國海軍對有人-無人系統協同作戰的演練

2021年3月，美國海軍發布《無人作戰框架》，旨在大國競爭的背景下推動在更廣闊區域內增加海軍能力的需求，對此美國海軍和海軍陸戰隊需加速交付更多的無人系統，使其與有人平臺共同進入艦隊。自主系統提供了額外的作戰能力和規模，可增強傳統作戰力量，允許選擇承擔更大的作戰風險同時保持戰術和戰略優勢。

美國海軍和海軍陸戰隊已經在使用部分無人系統，未來將尋求在所有領域內都實現有人-無人力量的無縫集成。因此，無人平臺的應用已是時間問題，而且需在資源有限的環境下考慮盡快部署使用。

為在競爭預算優先級的環境下以技術發展速度交付無人能力，美國海軍制訂了無人作戰計劃，將開展協同和可行的工作，重點是在未來海上作戰中實現和維持有人-無人編隊。對此美國海軍展開一系列演習演訓來對無人系統的應用進行驗證。

美國海軍近年的無人系統演習

“無人集成作戰問題”-21演習

2021年4月19日—26日，美國海軍在加州圣迭戈外海舉行了為期一周的“無人集成作戰問題”-21（UxS IBP 21）演習。這是該軍種首次舉行涉及多個作戰域的有人-無人系統大規模編隊協同演習，也是其在今年3月發布《無人作戰框架》后舉行的首次大型演習，動用數十型無人系統，目的是在真實、復雜的任務場景中探索有人與無人系統如何在空中、水面和水下實現密切跨域協同，使后者成為顛覆性的能力倍增器。該動向表明，美國海軍正扎實有序地推進無人作戰力量建設，力圖打造有人-無人協同體系優勢，對潛在對手的傳統海上對抗模式構成了全新挑戰。

此次演習中，有人系統主要選取現役裝備數量較多、代表性較強的型號，無人系統則在納入部分技術較為成熟的型號之外，還動用了部分在研甚至保密項目的階段性成果。

在有人系統方面，演習出動了涵蓋除大甲板艦艇（航母和兩棲攻擊艦）、彈道導彈核潛艇和作戰支援艦艇外的幾乎全部?？罩鲬鹌脚_。其中，包括一艘加裝有大型球形天線罩的“朱姆沃爾特”級導彈驅逐艦，該天線很可能用于無人系統指控任務；其他出動的軍艦包括裝有“海軍光學眩目攔截器”（ODIN）艦載低功率激光器的阿利·伯克級導彈驅逐艦、提康德羅加級導彈巡洋艦、自由級和獨立級瀕海戰斗艦等，以及部分軍用飛機和直升機。

在無人系統方面，演習共動用29型無人裝備，其中50%的型號為無人水面艇系統、30%為無人潛航器，其余20%為無人機系統。其典型裝備包括中型無人水面艇兩艘、“人魚海神”水面/水下雙模無人航行器、“伊弗”-4無人潛航器、MQ-8B艦載無人偵察直升機、MQ-9A Block 5無人機、“香草”無人機以及首次曝光的由海軍研究辦公室（ONR）開發的“超級蜂群”等。

“無人集成作戰問題”-21演習主要由三個場景組成，包括復雜的進攻性實彈發射演練、有人-無人協同的情報、監視和偵察（ISR）演練、有人-無人編組作戰概念演練，但就公布的信息中，僅進攻性實彈發射演練的場景得到部分披露，其他兩個場景保密程度較高，僅透露使用了“多域多型無人系統與有人艦機協同演練”。此外，美國海軍在該場景中還完成了無人蜂群系統反艦能力演示，演示中使用一艘無人水面艇作為ISR平臺，將目標數據發送至艦隊海上作戰中心（MOC），最終形成火控數據發射無人蜂群系統完成打擊。

“國際海上演習2022”

2022年1月31日—2月17日，美國海軍中央司令部在中東地區舉行了“國際海上演習2022”（IMX 2022）演習。演習由60多個國家和國際組織的9000余名人員和50余艘艦艇參與。本次演習是當時世界上最大的海上無人系統演習，涉及10個國家的80多型無人系統，進行了14個場景的演習，其中無人系統和人工智能技術得到演習的關注。美國海軍參加演習的無人系統主要包括以下型號。

（1）“魔鬼射線”T-38（Devil Ray T-38）無人艇。一種無人水面艦艇，設計速度超過150km/h，可以高速轉彎，可用作情報、監視和偵察平臺，用于集結和部署其他無人駕駛車輛和武器。

（2）“特里同”水面水下混合艇（Triton hybrid surface and undersea vessel）。一種水面和水下混合的無人系統，能夠水面航行3個月，水下航行8天。系統和有效載荷由安裝在船帆上的太陽能電池進行供電。該平臺能夠自主插入、回收、充電和重新部署REMUS無人水下航行器。

（3）“帆船探險家”（Saildrone Explorer USV）。一種高耐久性、太陽能和水力驅動的情報、監視和偵察無人水面艦艇，由風力驅動，單次工作時間長達12個月。其傳感器包括氣象儀器、底部掃描聲吶、自動識別檢測和360°情報、監視和偵察攝像機。1月27日，美國海軍中央司令部在巴林海岸附近的阿拉伯灣開始對該艇進行操作測試，以便把無人系統和人工智能整合到美國第五艦隊之中。

（4）“蝠鲼”無人艇（Martac Mantas USV）。一種多用途無人水面艦艇，能夠從陸地、載人艦艇或更大的無人艦艇上進行部署，采用模塊化設計，可以快速定制傳感器包以滿足特定的操作要求。

（5）“彈簧刀”300無人機。“彈簧刀”300是一種輕便型無人機，可以配備一個情報、監視和偵察相機，用于實時全動態視頻監測，也可以搭個爆炸性有效載荷，用于動能攻擊。在后來的俄烏沖突中，該機主要作為巡飛彈使用。

（6）“幽靈”4（Ghost 4）無人機。該機專為情報、監視和偵察任務設計的垂直起降無人機，配備情報、監視和偵察攝像頭，能夠提供長達85min的實時視頻。

“環太平洋”2022演習

2022年6月29日—8月4日進行的“環太平洋”2022演習也有較大規模無人系統參與。本次演習由26個國家參加，有38艘水面艦艇、4艘潛艇、9國陸軍部隊、170多架飛機和約2.5萬人參與演習。

演習共有30多套無人系統完成作戰演練，包括MQ-9“死神”無人機和4艘大中型無人艦艇。美國空軍在22天演習中，出動了32架次MQ-9無人機，這是MQ-9無人機首次參演。演習中，MQ-9無人機發射了16枚“海爾法”導彈，總續航時長316h，共執行了63次任務，包括25次海上作戰、7次人道救援、6次敵方作戰和6次情報、監視和偵察任務?！斑~克爾·蒙蘇爾”號驅逐艦搭載的V-Bat無人機進行海上巡邏，作為該艦遠程傳感器持續采集海上信息，提升艦艇態勢感知能力；“游騎兵”號與“游牧民”號大型無人艦在加州無人操作中心監控下，進行完全自主的海上巡邏（進出港除外）；“海鷹”號和“海上獵人”號中型無人艇分別與“菲茨杰拉德”號和“威廉·勞倫斯”號驅逐艦組成有人-無人混合編隊，進行了反潛戰與電子戰演習，重點試驗無人艇系統穩定性，評估導航、機電、電子戰、聲吶等系統效能，驗證有人-無人艦艇的協同作戰能力。

“數字地平線”演習

2022年11月23日—12月15日，美國海軍第五艦隊下屬的第59特遣部隊舉辦了“數字地平線”演習，演習有15個不同的無人系統參加，其中10個系統是首次由第五艦隊運行。在過去的一年里，第59特遣部隊在中東區域操作無人水面艦艇超過25000h。參加演習的一些系統包括多種無人機和無人船，除這些平臺以外，參與演習的公司還在演習中演示了人工智能和數據分析系統。這些系統增強了第59特遣部隊為無人駕駛系統建立網狀網絡的能力，以便在通信受阻的環境中向岸上和海上的指揮中心傳送ISR信息。第59特遣部隊已經在巴林和約旦建立了操作中心，該部隊正在將無人水面艦艇送到海上執行長距離的任務，以建立和保持持久的態勢感知并訓練人工智能。

美國海軍中央司令部正在創建一個配備人工智能的無人水面艦艇的網絡，這些艦艇攜帶攝像頭并通過云端傳輸數據，并在發現危險情況時提醒指揮官。這些無人艦船和使能技術預計將提高海軍在中東附近廣闊水域中的態勢感知能力。

無人機的海上反潛

相對于成本高昂的有人駕駛反潛機，大量使用成本相對低廉的無人機、無人艇和傳感器來實施反潛作戰，能夠以比目前有人系統低的多的成本覆蓋相同面積的海域。有分析表明，在某特定場景下，用包括P-8海上巡邏機在內的有人系統巡邏，每月的運營成本約為1.2億美元；而用MQ-9或其他無人系統巡邏，每月成本僅為0.4億美元。此外，使用無人系統節約的采購成本也十分可觀，諸如MQ-9A/B、MQ-8C等較大型的無人機均可執行反潛作戰的某些特定任務。

MQ-8C無人直升機反潛

在2020年10月的一次試驗中，諾斯羅普·格魯門公司和英國的Ultra公司利用貝爾407直升機進行了反潛作戰演示。在演示中，裝有聲吶浮標投放系統（SDS）吊艙的貝爾407攜載6枚G型聲吶浮標對拖有主、被動噪聲信號發生器的目標艇進行了探測。此次演習所布設的大面積G型聲吶浮標場探測到了所有主、被動聲信號，同時成功實現了多基址探測這一新功能。

之所以采用貝爾407主要是因為該機與美國海軍MQ-8C“火力偵察兵”無人直升機的大小相當，因此采用該機來模擬MQ-8C。MQ-8C目前部署在“瀕海戰斗艦”（LCS）上，裝備有光電和雷達傳感器，該機將配合艦上的MH-60R執行打擊任務，其中MH-60R負責投放魚雷。

MQ-8C在150km作戰半徑上面的留空時間可達12h，遠超載荷更大的MH-60R（其續航時間一般只有4h），因此可采用有人-無人混合編隊方式，由MQ-8C承擔長時間搜索任務，一旦探測到目標，再派出MH-60R直升機進行打擊。因此MQ-8C與MH-60R直升機配合使用時可以增加其反潛效能。MQ-8C的吊艙中攜帶40枚G型聲吶浮標，可對聲吶浮標的水聽器深度和工作時間進行射前預設定和實時更新，以適應水溫剖面的變化。

MQ-9A Block5和MQ-9B無人機反潛

通用原子航空系統公司于2020年11月演示了MQ-9A Block 5無人機執行反潛任務的能力。經過改裝的MQ-9A Block5裝備有“聲吶浮標管理和控制系統”，可監控聲吶浮標上傳的信號，該機也可安裝聲吶浮標投放系統（SDS）吊艙，每個吊艙可以可攜載10枚A型聲吶浮標或20枚較小的G型聲吶浮標。

此次演示試驗期間，MQ-9A Block5成功攜載并投放了多枚A型聲吶浮標，包括AN/SSQ-36溫深測量浮標、7枚AN/ SSQ-53G被動定向浮標、和2枚AN/ SSQ-62F指令激發主動定向浮標。浮標收集的溫深數據和聲學數據上傳到無人機，再通過衛星下傳至地面站。在演示期間，聲吶浮標實現了對模擬潛艇目標長達3h的持續跟蹤。

通用原子航空系統公司認為，此次試驗是無人機反潛作戰的首次演示試驗，它的成功為將來開發更強大的MQ-9無人機反潛能力鋪平了道路。

在該機的基礎上，通用原子航空系統公司開發了專門執行海上任務的MQ-9B“海洋衛士”無人機，以用于海上監視、偵察和反潛任務，可在規定的水域長時間巡邏并搜索各類目標。MQ-9B配備了與MQ-9A“死神”無人機類似的多通道光電系統，包括晝間/紅外攝像機和激光測距儀。而與執行陸地打擊任務的MQ-9A不同的是，MQ-9B能夠攜帶“Seaspray”雷達吊艙主動搜索水面目標。該雷達配備有源相控陣天線，能夠遠距離鎖定各類水面艦艇或潛艇的通氣管。

在執行反潛任務時，MQ-9B攜帶2個或4個聲吶浮標投放系統吊艙。該吊艙使用AN/SSQ-36B型無源聲吶浮標、AN/SSQ-53G無源定向浮標和AN/ SSQ-62F有源浮標。根據浮標規格的不同，每架MQ-9B按任務不同可攜帶20～80枚浮標起飛。無人機可從浮標獲取數據，并通過數據鏈向控制站發送目標數據，向反潛火力提供目標指示。在攜帶4個浮標投放系統時，MQ-9B可2000～2200km半徑上飛行8h，因此該機能夠在規定水域完成長時間巡邏，等待潛艇的出現。與有人機相比，完成同樣時間巡邏的花費只有幾分之一。

MQ-9B“海洋衛士”于2015年前后投入市場，雖然該機并未引起美國海軍的興趣，但已經得到了幾個海外用戶的注意。然而雖然該機具備反潛能力，但目前尚無用戶采購該機執行反潛任務，只是讓無人機攜帶光電系統和雷達以傳統方式搜索水面目標。對MQ-9B的反潛型別缺乏興趣可能有以下幾個原因：首先這是無人機的新能力，很多潛在用戶沒有決定是否需要傳統有人反潛機以外的新系統，其次無人機的載荷能力遠不如P-8A，而P-8A已被多個用戶用于反潛任務，這些用戶已不太可能采購配備浮標的無人機進行反潛。

使用MQ-9進行反潛任務實彈演練

在2021年4月的“無人集成作戰問題”-21演習中，演習項目之一是“進攻性實彈發射”演練。該演練內容包括使用有人-無人協同殺傷鏈，引導一艘導彈驅逐艦發射1枚“標準”-6導彈，對模擬潛艇的水面目標實施了超地平線打擊，有效射程超過400km。

在演練過程中，美國海軍采用天基系統負責對可疑海域實施廣域監視，采用中型無人水面艇等負責搜索與跟蹤，確定目標所在海域后由MQ-9A Block 5無人機從高空投放被動聲吶浮標，機載“自動識別系統”（AIS）完成精確定位和目標識別，隨即與巡邏的P-8A和MH-60R建立了Link 16數據鏈通信，并通過其他無人機搭載的“海軍全球指揮與控制系統”（GCCS-M）完成超地平線瞄準。將相關目標信息傳輸至導彈驅逐艦，驅逐艦發射“標準”-6打擊目標，從而實現了殺傷鏈閉環。在整個殺傷鏈全程未使用任何有源傳感器。此前MQ-9A無人機還協助一艘導彈巡洋艦對類似的目標實施了瞄準，但未發射實彈。