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一般来说,未来世界各国海军的水面作战舰艇都有能力搭载无人作战系统。美国海军的“濒海战斗舰”(LCS)就是世界上第一级具备这样功能的水面作战舰艇。
美国海军的无人作战水面艇最大长度不超过12米,到目前为止还不具备远洋作战的能力,只适用于在近海海域及内河地区作战使用,通常都由护卫舰、扫雷艇、巡逻艇及其它作战功能的快艇搭载使用,操作方式为人工遥控,可以作为轻型水面作战舰艇非常有力的辅助作战系统使用。
无人作战水面艇艇体设计类型
目前,无人作战水面艇艇体设计类型最有希望的有四种。
常规深V型艇型设计 深V船型的剖面形状是直线或几乎是直线,舭部为尖舭即折角,剖面形状为V字形,故称为深V型。无人作战水面艇采用这设计可以在巡航速度(大于25节)、有效载重量和作战范围三个重要元素之间提供非常协调的比例关系。与其它艇型设计相比,深V型艇型设计具有耐波性好、风浪中能保持高速航行、建造工艺简单、技术风险小等特点、此外,深V型设计的无人作艇制造成本低廉,可以进行大量订购,更易部署于各种海军作战部队。
半滑行艇型设计采用半滑行艇型设计的无人艇在实现高航速的同时,也能很好地兼顾适航性,更适合在复杂的海况条件下执行任务。其巡航速度比深V型设计的无人艇更快,通常可达30节以上。但在有效载重能力方面却不如深V型,因此这种设计的无人作战水面艇更适合于用作传感器等电子设备平台,以及用于执行扫雷任务的猎雷型无人艇。
水翼艇艇型设计水翼艇具备非常好的稳定性,而且航速是这些艇型中最高的,达40节以上。不过它不适合进行拖拉等反水雷作战任务通常这种无人艇制造成本昂贵,动力推进系统设备的造价也非常高。
半潜水式设计采用这种设计的无人艇通常都载有无线电天线和电视摄像机,因此在外出执行任务期间,经过特殊设计且非常高大的桅杆都会非常明显地突出到海面上,它在面对非常复杂的海况条件时非常不稳定,其工作效率也易受到恶劣天气情况的影响。不过它的隐身性能非常好,除了具备最弱的雷达信号辐射外,在任务期间也很难用肉眼发现它。同时,它还具备非常好的浮力特性,因此其有效载重能力非常强大,执行扫雷任务时的拖拉能力也很优秀,甚至于还可搭载两枚鱼雷。半潜水式无人作战水面艇最大航速可达25节,可搭载侦察电子传感器、电子战装备、扫雷装备和其它相关运输设施。
美国海军四类无人作战水面艇
按照美国海军无人作战水面艇作战计划规定,完成所有的作战任务必须要由四种不同类型的水面艇来执行,这四种无人艇被称为X级、“通气管人”级、“港口”级、“舰队”级,它们的试验艇都已经通过了美国海军的测试
X级USV 该艇长约3米,主要用于执行近海的特种作战任务截止目前为止,X级无人作战水面艇的不同改进型号至少都处在概念阶段它的设计都非常小,最大长度不超过3米,因此单艇造价非常低此外,该无人艇还可以由11米长的有人驾驶水面侦察艇携带,执行海上情报截取和收集等方面的任务,还可通过艇载人员的操纵用于执行海上目标的侦察任务。
与其它具备模块化多种作战功能设计的无人作战水面艇不同,X级无人艇将只会用于特种作战目的,有效载重量很小,并且执行作战任务时其海上自持力也只有几小时而已。
自从2006年以来,X级无人艇的试验艇已经进行了大量的海上测试,预计从2010年起开始服役于美国海军,主要为美国海军特种作战部队承担特种侦察任务至于其它方面的作战能力,预计将于2015年以后开始正式形成。
“通气管人”级USV 按照美国海军计划,“通气管人”级艇将主要用于水雷探测与搜索的作战任务,此外美国海军还计划让该级艇具备反潜及电子战能力“通气管人”级艇最低巡航速度可达15节,持续作战时间可达24小时,艇全长7米,采用半潜水式设计,可在三种复杂海况下执行作战任务
该级艇的母舰通常为美国海军各种驱逐舰、护卫舰、“濒海战斗舰”和两栖登陆舰。
截止目前为止,美国海军设计的“通气管人”级无人作战水面艇只有一款名为AN/WLD-1)-1的远程遥控多任务水面艇(RMMV)它由美国洛克希德,马丁公司设计,配备AN/AOS-20型拖曳式探测声呐装置一套,还有拖曳式反潜战搜索声呐、壳体ABC声呐装置,并在水面艇的上层建筑上安装有水面探测摄像机RMMV型无人作战水面艇声呐与其它电子传感器系统所获取的数据通过无线电万式传送回给母舰
RMMV型艇设计巡航速度为16节,执行作战任务时航速为8节,自持力可达到24小时艇全长为7米,艇高(包括主桅杆)为6.75米,处于潜行状态下的吃水深度为4.6米,在与母舰进行联合作战时,RMMV型艇可以采取自主航行方式,并可以同样方式自主返回母舰在执行侦察与搜索任务期间,母舰的一名操作水兵可以通过母舰综合控制平台操作舰载无人机对该艇的行踪进行监控预计未来,RMMV型无人艇将具备完全自主的作战能力目前,美国海军已经为该型艇设计出总计96种作战模式。从2011年开始,它将部署到美国海军扫雷舰队上,并参与扫雷任务,2012年后,具备初始作战能力的该级艇将可执行反潜任务。
“港口”级USV 该级艇主要用于海上防御作战以及电子战,具备非常高的机动性能,操作也异常灵活,艇全长11米,最大航速可达到40节,最大有效载重量可达到1000千克。
目前的验证艇是“保护者”号无人作战水面艇,由美国海军和洛克希德·马丁公司、英国BAE系统公司、以色列拉斐尔公司共同检验。它以9米长的刚性充气艇为基础,航速超过30节,最大作战有效载荷1000千克。其载荷主要包括导航雷达和“托普拉伊特”光学系统
“保护者”号配备有不同作战能力的功能模块,并且可以在近海环境中执行防御作战、情报侦察、海上警戒、扫雷任务、电子战和攻击性作战等任务。“保护者”号除了可以搭载摄像机和激光目标探测装置外,还配备了由拉斐尔公司提供的“台风”武器系统平台,该武器系统平台由各种不同小口径遥控武器组成。
以“保护者”号为基础,美国海军目前所进行的测试工作主要是围绕完成海上安全作战展开的概念设计。
目前,“港口”级无人艇不携带任何武器装备,由母舰舰载人员采取遥控方式操作,装备有电子传感器和扩音器,主要承扫防御性作战,如情报收集、充当海上侦察平台等,曾在波斯湾进行过侦察任务。预计从2012年开始,它将会携带有武器装备,并会在海上承担起安全防护的作战任务。
“舰队”级USV 这是一种大型无人作战水面艇,它的主要任务是扫雷、反潜战、摧毁水面可疑目标和电子战等其基本技术参数为最大航速介于32~35节之 间,执行拖拉等扫雷任务时的巡航速度可达到20~25节,艇全长11~12米之间,海上自持力可达到48小时在四种无人艇中,“舰队”级尺寸最大,推进系统最强大,续航力也是最长的“舰队”级可为美国海军现役“濒海战斗舰”和两栖攻击舰提供作战支援能力。
在近海环境中,“舰队”级无人艇能够通过更换任务模块执行不同的作战任务,此外它还具备近防自卫能力。
自2002年以来,“舰队”级的作战概念一直在“斯巴达人”无人艇上进行验证。“斯巴达人”艇是由美国诺斯洛普·格鲁门公司研制的刚性充气艇,有两种规格,7米长的配备12.7毫米口径机枪,11米长的配备30毫米炮。
在该艇的设计与实践运用获得大量经验的基础上,美国海军研究办公室计划设计两种全新的无人驾驶海上水面艇,英文简称USSV。其中的一种USSV-HS,即高速型无人驾驶海上水面艇,主要用于非常复杂海况下的作战使用,艇型设计采用经过结构优化的水翼艇型。另一种USSV-HTF,即增强拖拉能力型,主要用于拖拉外部的重型作战武器,通常艇型设计为优化结构的半潜水型。
USSV基本设计为艇长11~12米,空艇重量4100~6800千克。类似于战斗机设计,对于每一种艇型,美国海军都为其设计出了试验艇。主要用于验证艇的作战性能和艇自身相关的技术及性能,此外还包括动力推进系统、有效载重量的布局方案、远距离操纵指挥系统和自动操作指挥系统等。值得强调的是,作为主要用于反水雷战的无人作战水面艇——USSV-HTF型(标准有效载重量为1800千克),它除了配备一些基本装备外,还要装备艇载反水雷武器,随“濒海战斗舰”出海作战。通常条件下,在布雷区执行反水雷作战任务时,USSV-HTF型无人艇将会配备磁性与声学复合扫雷系统,USSV-HTF型与USSV-HS型的试验艇都正在建造中。为了有效排除雷区中的水雷威胁,从长远考虑,美国海军计划今后将会设计出24种用于反水雷作战的无人作战水面艇。
目前,美国通用动力公司已经研制出一种专门用于反潜战的无人作战水面艇,这种艇具备潜艇探测能力,长12.3米,空艇全重为7800千克,有效载重量为2300千克。这种反潜型无人艇配备三种不同作战功能的水下声呐探测系统,以民用赛艇的艇型设计为基础,巡航速度可超过35节,能在三种复杂海况下执行任务,可进行长达24小时的连续作战。除了配备有反潜战声呐探测模块外,反潜型无人艇还携带有水面探测雷达。试验艇已经于2008年春季交付给了美国海军。
根据美国海军计划,从2011年开始,美国海军最大型的“舰队”级无人艇将会部署于“濒海战斗舰”上,初期主要承担扫雷任务,后期将会拥有反潜战能力。预计2012~2013年,它将可摧毁海面下可疑的目标,并可以执行情报截取的作战任务。
技术挑战
要让无人作战水面艇达到最佳的作战效果需要大量的先进技术做保障,然而,美国海军目前还没有足够的必要技术来保证这一点。
其中,无人作战水面艇自主式作战指挥系统的研制是这些技术开发中最重要的一个环节设计目标是让无人作战水面艇具备舰载计算机系统,预先编制有作战任务并在舰载环境下具备很好的稳定性该系统能根据当时战场环境的特定情形并依据所执行任务的需要采取适当的战术手段。因此,无人作战水面艇的作战指挥系统应该在复杂和不断变化的战场环境下作出合理选择。
另一个技术开发重点是无人作战水面艇之间的网络化作战能力,这将会使众多的无人艇互相联合并自主进行作战。尤其是反潜战、水雷战以及其它对信息要求特别高的海上与海下作战,都迫切需要拥有这种网络化的作战能力。
安全可靠并且具备非常高传输率的通信网络对于无人作战系统而言是另一个需要重点研究的技术领域。一方面,高速的通信网络可以把无人作战水面艇获得的情报信息向搭载的母舰传送:另一方面,母舰也要向无人作战水面艇传达指挥控制信息。同样,为了保护无人作战水面艇免受敌方的攻击和摧毁,配备安全可靠的通信网络也是必不可少的、一方面,安全可靠的通信网络系统可以阻止敌方的黑客非法侵入作战指挥系统,并且可以对无人作战水面艇的火力射击实施控制:另一方面,在不得已的情况下,母舰的指挥操控人员可以在作战时摧毁或击沉配备有先进技术装备的无人作战水面艇,这样可以避免敌方获得有关无人作战水面艇方面的先进技术。
其它需要重点进行研究的方面还包括无人作战水面艇的高效推进系统和电力系统,这两种系统可以让无人作战水面艇保持有尽可能长的海上自持力。同样,无人作战水面艇还将配备先进的武器和防弹装置。
在美国海军无人作战水面艇的总体规划中,无人作战水面艇将采取所谓螺旋式发展的模式。目前,美国海军的无人作战水面艇既可以通过母舰觇载人员进行遥控操作,也可以通过自身不太完善的自主式系统进行自动操作随着后续开发计划的不断进行,美国海军无人作战水面艇将会逐步配备其它独立性系统,如“猎鹰”自主系统等。
[编辑 严晓峰]
美国海军的无人作战水面艇最大长度不超过12米,到目前为止还不具备远洋作战的能力,只适用于在近海海域及内河地区作战使用,通常都由护卫舰、扫雷艇、巡逻艇及其它作战功能的快艇搭载使用,操作方式为人工遥控,可以作为轻型水面作战舰艇非常有力的辅助作战系统使用。
无人作战水面艇艇体设计类型
目前,无人作战水面艇艇体设计类型最有希望的有四种。
常规深V型艇型设计 深V船型的剖面形状是直线或几乎是直线,舭部为尖舭即折角,剖面形状为V字形,故称为深V型。无人作战水面艇采用这设计可以在巡航速度(大于25节)、有效载重量和作战范围三个重要元素之间提供非常协调的比例关系。与其它艇型设计相比,深V型艇型设计具有耐波性好、风浪中能保持高速航行、建造工艺简单、技术风险小等特点、此外,深V型设计的无人作艇制造成本低廉,可以进行大量订购,更易部署于各种海军作战部队。
半滑行艇型设计采用半滑行艇型设计的无人艇在实现高航速的同时,也能很好地兼顾适航性,更适合在复杂的海况条件下执行任务。其巡航速度比深V型设计的无人艇更快,通常可达30节以上。但在有效载重能力方面却不如深V型,因此这种设计的无人作战水面艇更适合于用作传感器等电子设备平台,以及用于执行扫雷任务的猎雷型无人艇。
水翼艇艇型设计水翼艇具备非常好的稳定性,而且航速是这些艇型中最高的,达40节以上。不过它不适合进行拖拉等反水雷作战任务通常这种无人艇制造成本昂贵,动力推进系统设备的造价也非常高。
半潜水式设计采用这种设计的无人艇通常都载有无线电天线和电视摄像机,因此在外出执行任务期间,经过特殊设计且非常高大的桅杆都会非常明显地突出到海面上,它在面对非常复杂的海况条件时非常不稳定,其工作效率也易受到恶劣天气情况的影响。不过它的隐身性能非常好,除了具备最弱的雷达信号辐射外,在任务期间也很难用肉眼发现它。同时,它还具备非常好的浮力特性,因此其有效载重能力非常强大,执行扫雷任务时的拖拉能力也很优秀,甚至于还可搭载两枚鱼雷。半潜水式无人作战水面艇最大航速可达25节,可搭载侦察电子传感器、电子战装备、扫雷装备和其它相关运输设施。
美国海军四类无人作战水面艇
按照美国海军无人作战水面艇作战计划规定,完成所有的作战任务必须要由四种不同类型的水面艇来执行,这四种无人艇被称为X级、“通气管人”级、“港口”级、“舰队”级,它们的试验艇都已经通过了美国海军的测试
X级USV 该艇长约3米,主要用于执行近海的特种作战任务截止目前为止,X级无人作战水面艇的不同改进型号至少都处在概念阶段它的设计都非常小,最大长度不超过3米,因此单艇造价非常低此外,该无人艇还可以由11米长的有人驾驶水面侦察艇携带,执行海上情报截取和收集等方面的任务,还可通过艇载人员的操纵用于执行海上目标的侦察任务。
与其它具备模块化多种作战功能设计的无人作战水面艇不同,X级无人艇将只会用于特种作战目的,有效载重量很小,并且执行作战任务时其海上自持力也只有几小时而已。
自从2006年以来,X级无人艇的试验艇已经进行了大量的海上测试,预计从2010年起开始服役于美国海军,主要为美国海军特种作战部队承担特种侦察任务至于其它方面的作战能力,预计将于2015年以后开始正式形成。
“通气管人”级USV 按照美国海军计划,“通气管人”级艇将主要用于水雷探测与搜索的作战任务,此外美国海军还计划让该级艇具备反潜及电子战能力“通气管人”级艇最低巡航速度可达15节,持续作战时间可达24小时,艇全长7米,采用半潜水式设计,可在三种复杂海况下执行作战任务
该级艇的母舰通常为美国海军各种驱逐舰、护卫舰、“濒海战斗舰”和两栖登陆舰。
截止目前为止,美国海军设计的“通气管人”级无人作战水面艇只有一款名为AN/WLD-1)-1的远程遥控多任务水面艇(RMMV)它由美国洛克希德,马丁公司设计,配备AN/AOS-20型拖曳式探测声呐装置一套,还有拖曳式反潜战搜索声呐、壳体ABC声呐装置,并在水面艇的上层建筑上安装有水面探测摄像机RMMV型无人作战水面艇声呐与其它电子传感器系统所获取的数据通过无线电万式传送回给母舰
RMMV型艇设计巡航速度为16节,执行作战任务时航速为8节,自持力可达到24小时艇全长为7米,艇高(包括主桅杆)为6.75米,处于潜行状态下的吃水深度为4.6米,在与母舰进行联合作战时,RMMV型艇可以采取自主航行方式,并可以同样方式自主返回母舰在执行侦察与搜索任务期间,母舰的一名操作水兵可以通过母舰综合控制平台操作舰载无人机对该艇的行踪进行监控预计未来,RMMV型无人艇将具备完全自主的作战能力目前,美国海军已经为该型艇设计出总计96种作战模式。从2011年开始,它将部署到美国海军扫雷舰队上,并参与扫雷任务,2012年后,具备初始作战能力的该级艇将可执行反潜任务。
“港口”级USV 该级艇主要用于海上防御作战以及电子战,具备非常高的机动性能,操作也异常灵活,艇全长11米,最大航速可达到40节,最大有效载重量可达到1000千克。
目前的验证艇是“保护者”号无人作战水面艇,由美国海军和洛克希德·马丁公司、英国BAE系统公司、以色列拉斐尔公司共同检验。它以9米长的刚性充气艇为基础,航速超过30节,最大作战有效载荷1000千克。其载荷主要包括导航雷达和“托普拉伊特”光学系统
“保护者”号配备有不同作战能力的功能模块,并且可以在近海环境中执行防御作战、情报侦察、海上警戒、扫雷任务、电子战和攻击性作战等任务。“保护者”号除了可以搭载摄像机和激光目标探测装置外,还配备了由拉斐尔公司提供的“台风”武器系统平台,该武器系统平台由各种不同小口径遥控武器组成。
以“保护者”号为基础,美国海军目前所进行的测试工作主要是围绕完成海上安全作战展开的概念设计。
目前,“港口”级无人艇不携带任何武器装备,由母舰舰载人员采取遥控方式操作,装备有电子传感器和扩音器,主要承扫防御性作战,如情报收集、充当海上侦察平台等,曾在波斯湾进行过侦察任务。预计从2012年开始,它将会携带有武器装备,并会在海上承担起安全防护的作战任务。
“舰队”级USV 这是一种大型无人作战水面艇,它的主要任务是扫雷、反潜战、摧毁水面可疑目标和电子战等其基本技术参数为最大航速介于32~35节之 间,执行拖拉等扫雷任务时的巡航速度可达到20~25节,艇全长11~12米之间,海上自持力可达到48小时在四种无人艇中,“舰队”级尺寸最大,推进系统最强大,续航力也是最长的“舰队”级可为美国海军现役“濒海战斗舰”和两栖攻击舰提供作战支援能力。
在近海环境中,“舰队”级无人艇能够通过更换任务模块执行不同的作战任务,此外它还具备近防自卫能力。
自2002年以来,“舰队”级的作战概念一直在“斯巴达人”无人艇上进行验证。“斯巴达人”艇是由美国诺斯洛普·格鲁门公司研制的刚性充气艇,有两种规格,7米长的配备12.7毫米口径机枪,11米长的配备30毫米炮。
在该艇的设计与实践运用获得大量经验的基础上,美国海军研究办公室计划设计两种全新的无人驾驶海上水面艇,英文简称USSV。其中的一种USSV-HS,即高速型无人驾驶海上水面艇,主要用于非常复杂海况下的作战使用,艇型设计采用经过结构优化的水翼艇型。另一种USSV-HTF,即增强拖拉能力型,主要用于拖拉外部的重型作战武器,通常艇型设计为优化结构的半潜水型。
USSV基本设计为艇长11~12米,空艇重量4100~6800千克。类似于战斗机设计,对于每一种艇型,美国海军都为其设计出了试验艇。主要用于验证艇的作战性能和艇自身相关的技术及性能,此外还包括动力推进系统、有效载重量的布局方案、远距离操纵指挥系统和自动操作指挥系统等。值得强调的是,作为主要用于反水雷战的无人作战水面艇——USSV-HTF型(标准有效载重量为1800千克),它除了配备一些基本装备外,还要装备艇载反水雷武器,随“濒海战斗舰”出海作战。通常条件下,在布雷区执行反水雷作战任务时,USSV-HTF型无人艇将会配备磁性与声学复合扫雷系统,USSV-HTF型与USSV-HS型的试验艇都正在建造中。为了有效排除雷区中的水雷威胁,从长远考虑,美国海军计划今后将会设计出24种用于反水雷作战的无人作战水面艇。
目前,美国通用动力公司已经研制出一种专门用于反潜战的无人作战水面艇,这种艇具备潜艇探测能力,长12.3米,空艇全重为7800千克,有效载重量为2300千克。这种反潜型无人艇配备三种不同作战功能的水下声呐探测系统,以民用赛艇的艇型设计为基础,巡航速度可超过35节,能在三种复杂海况下执行任务,可进行长达24小时的连续作战。除了配备有反潜战声呐探测模块外,反潜型无人艇还携带有水面探测雷达。试验艇已经于2008年春季交付给了美国海军。
根据美国海军计划,从2011年开始,美国海军最大型的“舰队”级无人艇将会部署于“濒海战斗舰”上,初期主要承担扫雷任务,后期将会拥有反潜战能力。预计2012~2013年,它将可摧毁海面下可疑的目标,并可以执行情报截取的作战任务。
技术挑战
要让无人作战水面艇达到最佳的作战效果需要大量的先进技术做保障,然而,美国海军目前还没有足够的必要技术来保证这一点。
其中,无人作战水面艇自主式作战指挥系统的研制是这些技术开发中最重要的一个环节设计目标是让无人作战水面艇具备舰载计算机系统,预先编制有作战任务并在舰载环境下具备很好的稳定性该系统能根据当时战场环境的特定情形并依据所执行任务的需要采取适当的战术手段。因此,无人作战水面艇的作战指挥系统应该在复杂和不断变化的战场环境下作出合理选择。
另一个技术开发重点是无人作战水面艇之间的网络化作战能力,这将会使众多的无人艇互相联合并自主进行作战。尤其是反潜战、水雷战以及其它对信息要求特别高的海上与海下作战,都迫切需要拥有这种网络化的作战能力。
安全可靠并且具备非常高传输率的通信网络对于无人作战系统而言是另一个需要重点研究的技术领域。一方面,高速的通信网络可以把无人作战水面艇获得的情报信息向搭载的母舰传送:另一方面,母舰也要向无人作战水面艇传达指挥控制信息。同样,为了保护无人作战水面艇免受敌方的攻击和摧毁,配备安全可靠的通信网络也是必不可少的、一方面,安全可靠的通信网络系统可以阻止敌方的黑客非法侵入作战指挥系统,并且可以对无人作战水面艇的火力射击实施控制:另一方面,在不得已的情况下,母舰的指挥操控人员可以在作战时摧毁或击沉配备有先进技术装备的无人作战水面艇,这样可以避免敌方获得有关无人作战水面艇方面的先进技术。
其它需要重点进行研究的方面还包括无人作战水面艇的高效推进系统和电力系统,这两种系统可以让无人作战水面艇保持有尽可能长的海上自持力。同样,无人作战水面艇还将配备先进的武器和防弹装置。
在美国海军无人作战水面艇的总体规划中,无人作战水面艇将采取所谓螺旋式发展的模式。目前,美国海军的无人作战水面艇既可以通过母舰觇载人员进行遥控操作,也可以通过自身不太完善的自主式系统进行自动操作随着后续开发计划的不断进行,美国海军无人作战水面艇将会逐步配备其它独立性系统,如“猎鹰”自主系统等。
[编辑 严晓峰]