港媒:中国开发人工智能无人潜艇 可能采用核动力装置做动力-千龙网·中国首都网

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水下力量是当前在“反介入/区域拒止”环境下搜集情报、实施力量投送的最有效手段之一。各军事大国试图通过大力发展以自主潜航器为主体的水下战无人装备来构建或保持水下优势,打造新型水下作战体系。

原标题:美国军用无人作战系统预算达96亿美元

资料图:上海交通大学中海龙水下防务研究中心有限公司在第四届中国(北京)军民融合技术装备博览会展出的“海马”4500深潜器模型。

近几年来,以无人车、无人机和无人潜航器为主体的无人作战装备逐渐在军事应用中崭露头角,特别是UUV已成为世界各国海军装备的一个重点研究方向。

来源:中国青年报、智能巅峰

近些年,各大国对于水下优势的争夺日益激烈,这种竞争尤其体现在了无人潜航器的研制上,各大国密集推出了各种动力、不同尺寸以及功能各异的无人潜航器,以期占领未来水下战的先机。

UUV在军事领域的运用主要包括:水下搜索、监视、侦察、猎雷、通信、导航和反潜作战等。目前,世界上已有十多个国家进行UUV研究,其中,美国、俄罗斯、欧洲、日本等国家处于领先地位。随着科技的进步,尤其是小型化模块技术、高性能电池、通信导航以及控制技术的发展,世界UUV发展水平迈上了新台阶。

近日,国际无人系统协会(AUVSI)发布分析报告称,美国军用无人作战系统2019年财政预算总计96亿美元,比2018年增加28%。其中,海军财政需求在所有军种中增长最多,与2018年相比,增加了约10亿美元。而在海军研发的无人系统中,无人潜航器是其中的亮点。

近日香港《南华早报》报道称,中国正在开发大型人工智能无人潜艇。这种大型智能无人潜艇,可以用于侦察、部署水雷,甚至发动对敌舰的自杀袭击等任务。其实早在年初港媒就曾猜测,中国未来的无人潜艇有可能是核动力的。

无人潜航器的发展背景

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目前各大国正在使用的无人潜航器多是体型“娇小”且功能相对单一,多是用于搜集情报、监视和侦察等。无人潜航器能够深入到其他平台无法进入的危险海域(海况复杂或者是交战海域),并利用自身携带的传感器,长时间自主搜集和传输各类情报。

UUV是一种主要以潜艇或水面舰船为支援平台、能长时间在水下自主远程航行的智能化装置。水下无人潜航器分为遥控无人潜航器和自主无人潜航器,它可以携带多种传感器、专用设备或武器,执行特定的使命和任务,被视为现代海军的“力量倍增器”,其军事用途已经受到世界许多国家的广泛重视。

随着无人水下科技的快速发展,在现代战争追求人员零伤亡的需求下,作为无人作战系统重要组成部分的无人潜航器,已经成为世界各国军事装备的研发“热点”。无人潜航器被称为水下战场的黑马,将在未来战争中发挥不可低估的作用。

美国是世界上水下无人潜航器发展最全面、最成熟的国家。早在2007年,美军就成功试验了核潜艇发射和回收无人潜航器(通过鱼雷管),该无人潜航器大小跟一枚鱼雷差不多,配备有侧扫声呐、前视声呐、猎雷和靠泊声呐、声通信装置等设备,可以离开“母舰”135公里,连续运行40小时,当时这样一套无人潜航器系统(2个无人潜航器、回收臂和其他装置)成本要超过1亿美元。

现代海军的“力量倍增器”——无人潜航器

美俄研发了多型无人潜航器

在“反介入/拒止”战略风靡的当下,尤其是反潜以及反舰技术日益精进的背景下,无人潜航器为“有人母舰”拓展出来的广阔“安全区”就显得尤其意义重大。例如用于猎雷的美军“长刀鱼”无人潜航器,在2017年初的一次关键开发测试中的表现远远超过预期,美国《国家利益》双月刊盛赞这种无人潜航器将终结令海军舰艇头疼的水雷威胁。

1994年,美海军正式将无人潜航器发展列入计划,提出优先发展无人潜航器的水雷侦察、情报监视侦察和海洋调查能力。2000年、2004年、2011年美海军先后发布了三版《无人潜航器主计划》,为水下无人潜航器的发展确定了多层次、全方位、体系性的基本框架。

无人潜航器,英文名叫做“Unmanned Underwater
Vehicle”,简称UUV。这是一种无人驾驶,通过自主控制或遥控方式在水下航行,可代替潜水员或小型潜艇执行深海探测、救生、侦察、排雷等高危险性水下任务的智能化系统。一般来说,军用无人潜航器根据排水量大小可分为便携式、轻型、大型、超大型四类。目前国际上研发使用无人潜航器的主要国家有美国、德国、俄罗斯、英国、法国等。

而无人潜航器的发展趋势也逐步转向廉价化、大型化、多任务综合作战能力方向。2017年9月,美国著名智库发布《恢复美国制海权》报告,要求美海军未来装备超大型和智能型无人潜航器。

2011年美海军发布的《水下战纲要》,提出要加强对大型UUV、特种部队航行器、分布式水下网络、全球快速打击系统等有效负载的利用;2017年1月,美国公布了《下一代无人水下系统》报告,提出近、中期无人水下系统构想,建议采用商用无人潜航器扩展水下竞争优势;2017年9月,美国著名智库发布《恢复美国制海权》报告,要求美海军未来装备超大型和智能型无人潜航器。

美国研发了众多型号的军用无人潜航器。美国“金枪鱼”机器人公司生产的“金枪鱼”系列无人潜航器主要用于反水雷、海洋环境调查等,包括便携式“金枪鱼9”“金枪鱼12”和在濒海作战舰上应用的“金枪鱼21”无人潜航器。

洛马在2017年底获得了美国海军最大无人潜航器“虎鲸”的设计阶段合同。该超大型无人潜航器将是一款多用途自主潜航器,其装备有一个可重新配置有效载荷舱,拥有非常诱人的应用潜力。

国外无人潜航器的最新发展现状

“金枪鱼9”2006年研制完成,长1.65米,直径0.24米,重50公斤,无载荷续航时间12小时。它是一款手持式鱼雷型航行器,可由两人便捷操作、布放和回收,主要用于执行极浅水环境下的近海岸和港口防御与反水雷战任务。

比如成为小型潜航器的“母舰”,充当海军编队的“耳目”。或者是装备对海、对陆攻击武器(甚至包括核武器)以及输送蛙人等,充当“攻击先锋”。

军用无人潜航器具有自主性、低风险性、隐蔽性、可部署性、环境适应性等特点,具有重要的军事价值,目前正成为各军事大国海洋技术研究的前沿。

“金枪鱼21”无人航行器是一种鱼雷型无人潜航器,长4.93米,直径0.53米,重750公斤,最大工作深度4500米,最大航速4.5节,由岸基或水面船只的起吊机构进行布放和回收,执行战场勘测和水雷探测等任务。

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美国
美国是世界上水下无人潜航器发展最全面、最成熟的国家。目前,美海军在役或在研的无人潜航器主要有远程环境测量系统、半自主型水文勘测潜航器、刀鱼反水雷潜航器、战场预置式自主潜航器、大排水量无人潜航器等。

美国海军一直致力于大型和超大型无人潜航器的研发。这种潜航器的排水量可达舰艇级别,续航能力、装载能力都更为强大。比如“曼塔”潜航器、“回声-巡逻者”无人潜航器、“虎鲸”无人潜航器等。

美海军近期公布了未来几年开发大型和超大型无人潜航器计划,2017年投入巨资进行研发,大型无人潜航器被赋予了多种作战任务,包括反潜、监视、侦察、反鱼雷以及其他任务。超大型无人潜航器将比大排量无人潜航器拥有更大的承载能力,其不仅在建造模式上采用模块化建造,同时还拥有容纳各类任务模块的能力。

美国海军早在1996年就提出了“曼塔”攻击型无人潜航器方案,其主要任务是:侦察和探测敌潜艇、攻击敌潜艇。在两栖作战中,它由攻击型核潜艇携带,在沿海浅水区隐蔽进行各种探测、侦察。美国海军水下作战中心于1999年研制出了“曼塔”试验艇。

2017年7月,美国国防高级研究计划局授权BAE系统公司460万美元的合同,研制“机动式艇外秘密通信和进入”水下无人潜航器。该UUV由攻击型核潜艇运载投放,有两大特点:一是装备主动声呐而非被动声呐,可远离母艇进行探测,既保证了母艇的安全,又延伸了反潜搜索半径;二是可将探测信息实时传回母艇。这相对于由人工回收后对其载荷舱内收集的数据进行下载和分析,或者上浮至水面,通过天线将数据传输回母艇的传统方式而言是一项重大突破。

“曼塔”试验艇是一款多功能全自主型潜航器,长10.4米,重7吨,最大工作深度244米,最大航速10节,续航时间5小时。它可悬挂在潜艇外部,必要时布放出去自主执行任务;也可作为母艇平台,搭载小型潜航器和各种武器装备,自身具有攻击能力和对抗能力;且每艘“曼塔”试验艇都可作为网络中心站的节点,利用声学、无线电或铱星通信系统,为前方部署的探测设备与战斗群之间提供联络。

2017年8月,亨廷顿·英格尔斯工业公司研制的海神双模式水下无人潜航器成功完成了对抗性战斗空间的无人任务测试。该水下无人潜航器也是美海军大型水下无人潜航器的选项之一。所谓“双模”,是指既可以完全自主运作,也可以由人来驾驶行动。该型UUV载荷包括声学通信系统、铱卫星通信系统以及语音和无线电系统、一体化导航系统,使用GPS进行基础定位可以执行多种任务:从预定水域巡逻到隐蔽跟踪弹道导弹核潜艇。还可以携带MK67水下机动水雷或MK54鱼雷,在必要时能对所跟踪的目标实施打击。

2016年3月,美国波音综合防务系统公司又发布展示了“回声-航行者”超大型无人潜航器。该型潜航器长16米,重50吨,最大工作深度3300米,续航时间可达6个月。它具备任务重构能力,采用混合式可充电电力系统,并装配有一个长达34英尺的模块化有效载重舱,与传统的无人潜航器相比,拥有更大的续航力与装载能力。

俄罗斯
俄罗斯对无人系统研制工作可以追溯到苏联时期,但解体后由于缺乏经费等原因发展降速。近年来,俄军方不断加大对无人系统研发的投入,依仗其雄厚的工业基础和技术实力,取得了很大的发展,UUV产品已经达到世界一流水平。代表型号有状况-6、朱诺、护身符水下无人潜航器。

2017年10月,美国海军授予洛克希德·马丁公司43.2亿美元的“虎鲸”超大型无人潜航器研发合同。该无人潜航器具有超大的活动范围及超长的续航力,同时具有自主执行任务的能力,可发射、回收有效载荷,并与其建立周期性的通信。操作人员在基地就可发射、回收“虎鲸”超大型无人潜航器,并与其通信,操作其执行任务。

海神双模水下无人潜航器

俄罗斯也非常重视无人潜航器的研发。2015年11月10日,俄罗斯官方“第一频道”电视台向外界披露了红宝石设计局正在研制“状态-6”核动力鱼雷的消息。2018年7月19日,俄罗斯国防部首次公开了“状态-6”核动力无人潜航器测试阶段的画面。

欧洲
欧洲主要有挪威、英国、法国、德国以及瑞士等国研究UUV,并在锂电池、导航等相关技术领域与美国水平相当或接近。欧洲各国研发的一系列UUV产品包括:挪威先后研发的休金系列、REMUS系列3型;法国的Alister系列,Alister-9型为军用UUV;德国的3型UUV;瑞典的2型UUV等。

这款大续航力、大潜深、大航速的武器最终被命名为“波塞冬”。它长24米,宽1.6米,高1.6米,最大工作深度1000米,航程超过1万公里,速度可达56节,其战斗部长度约6米,可搭载常规武器或100兆吨TNT当量的核弹头,用于打击敌方大型战舰及重要军事港口和经济区域。“状态-6”核动力鱼雷的供能装置为小型核反应堆。它还可在冰下航行。该核动力鱼雷如从俄罗斯发射,可攻击任意北约国家的港口。

近年来,瑞典萨博公司致力于无人潜航器的研究,在2015年的英国防务展上,该公司展出了该领域的多项研发成果。其中包括:水雷探测系统AUV62-MR;多功能水下潜航器SUBROV;多点水雷排除系统MuMNS;水下非常规爆炸处理装置海黄蜂SEA
WASP等。

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在2017年9月英国防务展上,德国ATLAS
ELEKTRONIK公司展出了一种混合型自主水下潜航器SeaCat,该型UUV长3700毫米,直径324毫米,速度6节,潜深为3~300米,可用于水下目标的在线处理、自动目标识别、可移动数据存储、扫描声呐前视等,具有卓越的操纵性能及出色的机动性和快速响应能力,在适应性、环境感知等方面也有良好的表现,采用多频段通信,在目标探测识别、海战水文观测、海域侦察测绘中具有广泛应用前景。

无人潜航器可执行哪些任务

日本
近年来,日本军事战略从“专守防卫”转变为“动态防卫”“机动防卫”,日本持续增加防卫预算,特别是2013财年—2017财年防卫预算总额都有较大幅度的增加,日本将有限资源集中于包括无人潜航器技术等关键技术创新在内的重点项目与核心技术,以满足其增强军事能力,成为军事强国的野心。

早期的无人潜航器主要应用于民用领域,代替潜水员执行沉船打捞、深水勘探和水下电缆铺设等作业。随着无人潜航器技术的日趋成熟,其在军事领域的重要价值越来越受到各国海军重视。1957年,华盛顿大学应用物理学实验室研发出了一种用于研究声扩散和潜艇尾迹的特殊用途水下载具,这是世界上第一个军用无人潜航器。

在过去十几年中,日本已经为无人潜航器的研制投入了数亿美元的资金,其无人潜航器技术已达到世界领先水平,但日本的UUV目前主要用于民用的深海开发,极少用于军事领域。

发展到今天,军用无人潜航器的用途已经可以用“神通广大”来形容。无人潜航器可通过配备大量传感器设备绘制海床图,为潜艇作战和两栖作战计划提供重要的数据。

当今世界局势风云变幻莫测,日本发布了多项战略计划,拟全面提升包括海洋在内的情报、监视与侦察能力,开展了多项相关研发。其中,日本舰艇装备研究所于2015年研发了一款水下滑翔机型UUV,该型UUV不带螺旋桨推进器,通过排水量控制姿态进行航行,是优良的安静型低成本UUV;日本电气公司也提出了建立无人潜航器水下无线充电站系统的建议。

由于无人潜航器不受恶劣的水文环境和高危险海底环境影响,能够突破人体极限,长时间地侦察和搜集水中的各种情报,各国海军还利用无人潜航器执行搜救、情报收集、监视和侦察等任务。2014年4月,美国曾用“金枪鱼21”无人潜航器搜索马航MH370失事客机。

无人潜航器在水下作战中的效能分析

由于无人潜航器在反水雷任务中的出色表现,世界各国研制出了多种反水雷无人潜航器。法国研制出的“阿里斯特300”潜航器就是其中的厉害角色。这种量产型号造价近100万美元的潜航器可以下潜至水下300米,配备声呐或水雷销毁设备。为了销毁水下各种型号的水雷,法国海军还装备了一种一次性遥控潜航器“科斯特”。它的最大特点是携带战斗部的前舱可垂直180度旋转,从而保证聚能流以最佳角度攻击水雷。

水下无人潜航器技术的进步将给海战带来革命性变化,将极大地增强水下行动的能力。根据近期及未来作战需求,以及续航能力、指挥控制通信自动化、负载/传感器等技术发展情况,其担负的任务包括情报监视与侦察、反潜战/水面战、水雷战、海军特种作战、海床作战、电子机动战以及军事欺骗等,旨在维持水下优势。随着各种关键技术的攻克,其作战效能将得到进一步增强,成为未来水下作战的利器。具体表现在以下领域。

除此之外,一些主要国家海军正在研制一种深海无人潜航器,用于跟踪敌方潜艇,并具有打击能力,通过远程或自主式操作,可参与舰队行动,发挥海上封锁作用,控制重要的海洋航线。这些无人潜航器也可以充当诱饵,将敌潜艇诱离其所在的舰艇编队后围歼之,可深入敌方布设的水雷区绘制雷区图,引导已方舰艇安全通过,或为已方扫雷舰艇提供支援。

情报、监视与侦察
无人潜航器能够到危险度很高或其他平台无法进入的水域,利用自身携带的各种传感器,长时间自主收集和传输各类信息等。

不仅如此,无人潜航器还可以作为一个武器平台,携带鱼雷或导弹,以隐蔽的方式进攻敌方战略目标,出其不意,攻敌不备。

时敏目标打击
无人潜航器不仅能够自身携带武器,还能投送浮动导弹发射舱等装置,可用于迅速接近目标并对时间敏感目标实施快速打击行动。

可以预见,无人潜航器未来可执行的任务将越来越复杂。如果无人潜艇投入实战,必将开创海洋战争的新篇章。

反潜战
无人潜航器在反潜战中可作为潜艇的外部水声传感器平台,执行情报、监视与侦察任务;并可将敌军潜艇引诱至火力攻击范围内增强打击能力;还可作为潜艇远距离的通信中继站。

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态势感知
无人潜航器可长时间、大范围地收集海洋水文、环境和气象等各种数据,为夺取战争的胜利赢得先机。

无人潜航器的发展趋势

通信/导航网络节点
无人潜航器可搭载或者向海洋中投放通信和导航等装备,成为前方部署网络中心的水下节点,为多种平台提供横向网络连接和导航服务。

目前,世界上至少有10多个国家在从事无人潜航器的研发工作。随着无人潜航器排水量增大,各国海军目前正在加快解决无人潜航器面临的高能长效电源安全使用和水下持续能源补充等难点问题。随着这些问题的逐步解决,无人潜航器将能够执行远海域、长时间、大范围作战任务。

军事欺骗干扰
无人潜航器可作为通信干扰器,在濒海水域对敌方发出虚假信号实施干扰;还可以作为潜艇诱饵发布虚假信息,以达到克敌制胜、遏制敌方军事行动的目的。

目前大多数航行器对于环境及任务的动态变化,还不具备完全自主决策能力。各国正加大研发力度,通过应用智能化、通用化的指挥控制技术,强化航行器动态任务规划、综合任务管理等功能,提升航行器自主执行任务的能力。

水雷对抗能力
无人潜航器通过配备前视声呐、侧扫声呐和海底绘图仪、海底剖面仪等设备,提高潜航器声呐探测宽度和探测速度,在没有猎雷声呐的条件下也能独立完成水雷探测识别任务。

美国海军现已经将大型无人航行器纳入了作战力量网络中,利用多个无人航行器构成的群组覆盖一定的海域,并与该海域内的其他水下固定传感器和传感器阵列、舰艇平台以及海上飞机和卫星实现行动的高度协同、信息共享和无缝对接。

有效载荷投送
无人潜航器可将需要的各种有效载荷秘密投送到指定区域,为水雷战、反潜战、特种作战、海洋勘测等提供支持和保障。

国外无人潜航器的现状和发展趋势,给了我们诸多启示。国外海军近年来不断加大新型无人潜航器的研发力度,并同步开展无人化作战、水下分布式协同打击等全新作战理念的设计和检验。为了维护海洋安全,以历史和现实为鉴,我们需要加快无人潜航器的发展,并根据需要,制定我们自己的无人潜航器发展规划。

UUV与USV进行联合通信试验

美俄等国海军在发展无人潜航器时,十分注重国内外先进成熟技术的直接应用,以有效降低研制成本和风险,提高研制起点。我们可以在军民融合的大背景下,积极与相关研究机构开展技术交流和合作,大力发展我们自己的无人潜航器装备。

检测/识别
无人潜航器能够为反恐行动和本土安全提供支持。如对码头可疑船只进行检查或港口周边海域巡查等。

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未来发展趋势

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近年来,水下无人潜航器性能稳步提升,作战应用范围和深度不断拓展,开始登上战争舞台,受到越来越高的关注和重视。无人潜航器在水下作战中的应用,将改变传统水下作战模式,催生新型作战力量,模糊战争与非战争界限,对未来战争产生深远影响。未来无人潜航器的发展趋势主要集中在以下几个方面。

向大型化、综合型、多任务作战能力方向发展。随着未来水下战场的需要,现正向具备执行侦察和探测移动目标、快速环境评估、区域控制、中继通信/中继导航甚至火力打击等综合型、多任务能力方向发展。多任务需求,使UUV成为水下信息交换、指控中心,大型化是UUV发展的必然趋势。

向分布式组网、跨域集群编队和协同作战方向发展。多个无人潜航器编队、无人潜航器与潜艇和无人机之间协同作战技术成为研究重点,依托人工智能理论、数据融合与数据管理技术、高续航力的先进推进技术、水下自主导航通信等相关理论技术支撑,由海底声呐节点、无人潜航器和无人机进行分布式组网,实现无人潜航器集群作战,形成广域监察能力,使敌方潜艇失去作战效能。

向“体系化”“智能化”“模块化”和“通用化”方向发展。加强体系化建设,针对不同的水下环境和作战需求,发展成体系的水下无人潜航器,匹配相应的多种平台;提升智能化水平,提高UUV执行任务时的自主性、交互能力、探测能力或完成各种人力无法胜任的水下工作;注重单元模块化和软件模块化,便于系统重组重构;强调通用化设计,提升系统应用的灵活性,并最大程度地减少水下无人潜航器的种类。

新型水下定位导航网络为水下精确导航开辟新途径。水下高精度导航目前已成为各国的发展热点。美国推出的深海定位导航系统项目及俄罗斯研发的水下格洛纳斯系统,将增加水下作战空间的透明性,提升水下作战力量的生存能力,使UUV看得更远,为水下无人潜航器导航提供新的方式。

开发新能源,提高UUV的续航能力。安全好、高能量密度的新型蓄电池、燃料电池是未来发展的重点。目前正在研发的锂硫电池、锂空气电池等,未来将可能取代锂离子电池。新型铝-海水燃料电池、氢燃料电池等高能量密度电池有望为UUV及其他平台提供更加持久、安全的能源。

结 语

随着水下无人潜航器的快速发展,水下战场将呈现无人化趋势。虽然各国发展无人潜航器普遍受到缺乏高能长效电池、指挥控制技术障碍以及回收过程复杂等问题的困扰,但是近年来无人潜航器在军事应用上迸发出了巨大的潜力与广阔的应用前景。

可以预见,随着相关技术的不断发展,续航能力更强、多种技能集成于一身的水下无人潜航器,必将得到更加飞速的发展。水下无人潜航器必将在未来战争中发挥巨大作用,深刻改变未来海洋作战的具体模式,正加速成为未来水下战场的主角。

版权声明:本文刊载于《军事文摘》杂志2018年第3期,如需转载请务必注明“转自军事文摘微信号”。

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