美国海军大力发展无人水面艇
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发布时间:2025-07-08 13:53:12

无人水面艇在执行危险任务方面具有与生俱来的优势,而且它不需要考虑人员上舰保障,比有人舰船更加便宜。无人水面艇的发展催生了海上作战样式的转变,而海上作战样式的变化反过来又牵引无人水面艇的发展。进入21世纪以来,美国海军开始重视发展小型、快速、灵活、高效的无人作战平台。其中无人水面艇是美国海军重点发展领域。

一、美国海军无人水面艇的发展计划

无人水面艇是一种无人驾驶、依靠遥控或自主方式在水面航行的智能化系统。它可以携带多种传感器、专用设备或武器在目标海域执行反水雷、反潜、反舰、海上安全以及电子战等任务。当今世界上已有美国、英国、法国、日本、以色列等十几个国家正在进行无人水面艇的研制工作。其中美国无人水面艇的发展与运用处于世界领先地位。

鉴于维持一支全部由大型有人驾驶舰艇组成的舰队的成本急速上升,美国海军积极探讨构建以低成本舰艇和无人平台为支柱的“分布式兵力结构”。20世纪90年代,随着微电子技术、信息处理技术以及人工智能技术的发展,美国海军逐渐意识到无人水面艇在反舰、反潜、反水雷、海上侦察监视及目标搜索等方面的潜能,加快了无人水面艇的研发。期间,美海军研发了“海上猫头鹰”和无人远程猎雷艇等现代无人水面艇。进入21世纪,美国海军无人水面艇的发展进入了快车道,多型先进无人水面艇研制成功以及多个无人水面艇项目启动研发。

2007年7月美国海军发布了《海军无人水面艇主计划》,从满足美国海军战略计划、舰队发展以及国防部到2020年部队转型的需求等方面,详细介绍了美国海军无人水面艇的未来发展计划,为无人水面艇赋予了反水雷战、反潜作战、海上安全、水面作战、支持特种部队作战、电子战、支持海上拦截作战等7项任务,同时界定了无人水面艇的船型、尺寸和标准等要素,标志着美国海军无人系统走上了正规发展阶段。美国海军最新发布的《海军部无人系统战略路线图》,为海军将无人水面艇纳入全域作战力量提供了重要指南。

美国海军无人水面艇主计划推荐了一个非标准级的无人水面艇和三个标准级的无人水面艇,具体包括:“X-级”无人水面艇是长3米或更小的非标准级无人水面艇,采用非标准模块建造,能够支持特种部队作战和海上拦截作战任务,提供低层次的情报、侦察、监视能力以及有限的续航力、有效载荷和适航性;“海港”级无人水面艇主要是在海军标准7米刚性充气艇基础上研制的,可由多型舰艇部署,具有中等续航力,主要执行海上安全任务,具备较强的情报、监视和侦察能力,并装备了致命和非致命性武器,具有7米充气艇的标准接口;“斯诺科勒”级无人水面艇是一艘7米的半潜式水面艇,在航行过程中,除通气管之外船体其余部分均在水下,可在7级海况下提供稳定平台,支持反水雷战拖曳(搜寻)/灭雷任务、反潜作战,利用相对隐蔽的外形支持特种作战任务;“舰队”级无人水面艇是一个11米的滑行或半滑行水面艇,在拖曳扫雷具时具有中等航速/续航力,在支持反潜战、水面战或电子战作战时能够提供较长的续航力。

美国海军对集群式无人水面艇的关键技术进行了多次演示验证。美国海军计划在2020年至2024年投入约40亿美元,购买10艘大型无人水面艇和9艘大型无人潜艇。2017财年美国国防部投入81亿美元研究水下无人作战,并计划未来五年在该领域投入400亿美元。美国海军发布的新版《兵力结构评估》报告呼吁进一步加大无人舰艇采购力度,以帮助开发新的战术。

美国海军已经对集群式无人水面艇的相关技术进行了多次演示验证,并设想利用基地型机动无人系统,形成新型无人集群作战能力。美国海军代号“海洋猎手”的无人水面艇已经完成了海试,将来很快配属给“朱姆沃尔特”级驱逐舰,在驱逐舰的指挥引导下进行外围作战。美国海军的第一个无人舰队已列入规划,其“反潜战持续跟踪无人艇”项目,可自动识别并连续数月跟踪监视敌方安静型常规潜艇,将改变传统反潜作战方式,实现常态化反潜。

2019年6月7日,美国国会研究服务处发布《海军大型无人水面艇和水下无人潜航器:背景和相关问题》报告,指出美国海军希望在2020财年及之后研发和采购三种新型无人系统,即“大型无人水面艇”“中型无人水面艇”和“超大型无人潜航器”。2020年美国海军首先安排6.28亿美元作为研发资金,2020-2024年研发和采购费累计将达到45亿,并强调了这类无人系统的重要性,将采取加速采办策略使其尽快服役,表明美国海军迫切希望通过部署这类大型无人系统以应对未来来自中俄等国的军事挑战,改进美国海军的兵力结构,形成更为灵活的兵力部署。从未来发展趋势看,美国海军将逐步减少驱逐舰等大型水面战斗舰艇,配属一定比例的中小型战斗舰艇,增加相当数量的无人水面艇。

美国海军2017年9月启动“幽灵舰队霸主”计划,旨在开发具备作战能力的中型和大型水面无人船,这些无人船应具备高度的自主性、持久的任务执行能力和强大的载荷搭载能力。“幽灵舰队霸主”的无人船可搭载至多40吨的任务载荷,并能够在5级海况条件下独立作业90天,而无需任何外部支持或维护。此外,这些无人船在执行任务期间几乎无需人工介入控制,甚至海上加油作业也不需要在船上部署人员。它们还可以与其他有人和无人船只组成战斗群,并保持与其他船只的实时沟通。幽灵舰队霸主”计划分为两个阶段。第一阶段已于2019年9月结束。在这一阶段,美国海军将两艘商用补给船改装为无人水面艇,分别命名为“游骑兵”号和“游牧者”号,并由其承担后续试验。目前该计划进入第二阶段,两艘无人艇先后于2020年10月、2021年6月完成从墨西哥湾到美国西海岸的航行,全程超过7000千米,其中98%的航程处于自动驾驶状态。

2020年到2024年期间,美国海军将每年采购两艘大型无人艇,并希望这些大型无人艇采用民船规范设计,具有低价格,长期部署的优势,能够携带各种任务模块,特别是反潜战和配置反舰、对陆打击武器。预计该大型无人艇长60-90米,满载排水量约2000吨。中型无人艇的采购项目从2019年开始,美国海军计划2019年采购第一艘中型无人艇,2023年采购第二艘艇。该中型无人艇主要配置情报、监视、侦察系统和电子战系统,艇长在12-50米之间。

2022年7月26日,美国海军作战部长迈克·吉尔戴上将发布了宏大的2045年海军导航计划。他明确指出,未来的美国海军必须拥有六大核心作战能力:远距离打击、欺骗策略、坚不可摧的防御、分布式杀伤力的增强、紧密的互联性以及决策上的绝对优势。为实现这一目标,吉尔戴设想了一支由523艘各类型舰艇构成的超级舰队。他进一步强调,随着人工智能、无处不在的传感器、无人系统以及远程精确武器的全球扩散,争议海域将变得更为透明和危险,这无疑将深刻改变美国海军的作战模式。因此,无人舰队建设成为了重中之重。在2045年的规划中,有150艘是各种类型的无人舰艇和无人潜航器。与2020年的规划相比,这一数字增加了整整10艘,凸显了无人技术在海军战略中的重要地位。

无人驾驶和自主技术是美国海军发展分布式海上作战框架的关键。未来一个由三艘驱逐舰组成的水面行动组,通过增加一定数量的无人艇,可将其转化为三个水面行动组,覆盖三、四或五倍的水域。通过扩大作战力量在太平洋的存在范围并提高舰队的态势感知和杀伤力,美国海军为自己提供了更多选择,以便各级指挥层做出更好的决策。

二、美国海军未来的兵力结构优化

美国海军将无人舰船分为大型、中型、小型和微型。小型和微型主要由其他舰船携带,作为母舰兵力延伸的补充。采用无人舰船后,美国海军的兵力结构将从大型主力舰船为主的力量集中型,向分布式节点兵力转变。通过减少大型驱逐舰的数量,增加护卫舰等中型舰船比例,并配置相当数量的大中型无人水面艇,进一步优化海军的兵力结构。

美国海军兵力结构调整后,驱逐舰主要担负指挥控制任务,大型无人水面艇担负火力打击任务,中型无人水面艇则担负侦察监视任务。大型驱逐舰上的武器系统,将部分转移到无人水面艇上,而中型无人水面艇则作为作战网络中的传感器节点,最终构成以驱逐舰为指挥、无人水面艇为耳目和腿脚,层次清晰、分工明确的海上编队作战体系。与目前的舰队体系结构相比,这种分布更广的体系结构将包括比例较少的大型水面作战人员(即巡洋舰和驱逐舰),比例更小的水面作战人员(即护卫舰和濒海战斗舰等),以及大量的大型水面舰艇。

2019年10月1日,美国国会研究服务处发布了新版的《海军兵力结构及造舰计划:背景与相关问题》报告,透露美海军新一轮兵力结构评估将于今年底或更早完成,可能改变之前提出的355艘舰艇总数目标,并可能将无人水面艇纳入美海军舰艇总数。2016年12月15日,美国海军发布了兵力结构目标,计划建立和维持一支由不同类型舰艇组成总数为355艘的舰队,其中航母、驱逐舰等大型作战舰104艘,护卫舰等中小型舰艇52艘,比例是2:1。而美国海军未来的这一比例关系将颠倒过来,大型舰与中小型舰艇的比例为1:2。假定目前单个舰队有30艘舰艇(包括20艘大型舰,10艘中小型舰艇),美国海军的未来舰队将转变成100艘舰艇(包括10艘大型舰,20艘中小型舰艇,30艘大型无人水面艇,40艘小型无人水面艇),也就是说,从“20+10+0+0”的组合,将变成“10+20+30+40”的组合,美国海军的整个兵力结构将发生根本性改变。有关分析人士认为,美国海军水面作战力量将调整为更加分布式的舰队架构,即减少大型水面舰艇(巡洋舰、驱逐舰)比例,增加小型水面舰艇(护卫舰、濒海战斗舰)比例,除了包括攻击型核潜艇和海底传感器,还将包括无人水面艇。

采用这样的兵力结构,有利于降低美国海军在濒海作战的风险,避免将鸡蛋放在一个篮子里,减少航母等主力舰船所受威胁。更重要的是,体现了信息化战争向智能化战争演变与转型的需要。以有人与无人装备混合编成,形成分布式网络化的海上作战体系。通过规模数量的无人水面艇,进行前沿部署,大幅提高美国海军的警戒、侦察、探测和跟踪能力。同时,通过海军舰队作战舰艇的模块化组合,适应更广泛的作战任务需求。据美国海军有关部门分析,美国海军的兵力结构调整后,整个装备采购经费将不高于现有的舰队。

三、美国海军无人水面艇的研发与建造

美国海军提出的未来30年舰船建造计划,将贯彻分布式海上作战新概念。美国海军部长指出,美国海军将不断深化完善作战概念,并设计和应用新的作战架构和力量体系,以支持分布式海上作战概念实施,发展大型和中型无人水面艇是其中的关键。

美国海军将在加快技术研发的同时,大量采购大型无人水面艇,其费用列入海军研发专项经费,而不是通常的装备采购费。考虑到技术成熟度以及与海军舰队应用的融合,美国海军对大型无人水面艇的前期采购速度不会很快,到2024年前,将采购10艘大型无人水面艇。美国国防部高级研究计划局已经在无人水面艇的自主航行、持续部署、指挥控制和任务载荷等方面,开展了多年的研发和实尺度验证试验,为无人水面艇的型号研制采购提供了较好的基础。美国海军提出了无人水面艇应具备和提高的五类关键能力:一是持续部署力:增加可靠性、安全性;提高持续部署能力和续航力。二是自主航行和精确导航:增加自主航行和决策的能力水平;增加精确性和可靠性。三是指挥、控制和通信:安全、自主和可靠的部署和回收;标准化的指挥、控制、通信。四是任务载荷和传感器:增加传感器和任务载荷的容量;提升可用性。五是平台的综合集成:增加平台部署和回收能力;增加与主控作战平台的协同。

美国海军大型无人水面艇将具有低成本、长期部署的特性,在民船设计基础上,具备携带多种模块化载荷的能力,能够兼容美海军现有传感器和武器发射装置,可根据任务需要灵活配置反舰和对陆攻击导弹;可独立作战或联合水面战斗人员执行作战任务,能够实现人在回路控制,或是半自主,或是完全自主航行。更准确地讲,它应该是优化的、有少量舰员的战舰,特别是在近期概念研发阶段。美国海军未来的大型无人水面艇长60-90米,满载排水量约2000吨。为了实现这一计划,大型无人水面艇项目将以国防部战略能力办公室研发的无人水面艇为基础。国防部战略能力办公室研发无人水面艇项目即是“幽灵舰队”计划,其中大型无人水面艇研发工作被称为“领主”。2020年9月,作为大型无人水面艇竞争的一部分,洛克希德•马丁公司与维戈尔公司组成的合作团队获得一份价值700万美元的合同,为美国海军研究一种能够长时间巡逻、具有综合有效载荷能力的大型无人水面艇。洛克希德•马丁公司作为总承包商,将负责项目的运行管理、平台集成、系统工程、作战管理、自动化和网络解决方案。美国海军计划将大型无人水面艇与宙斯盾作战系统以及其它传感器相结合,从而与载人舰艇上的指挥和控制基础设施相连接。

美国海军的中型无人水面艇同样是以民船为基础,搭载情报、监视、识别以及电子战模块。美国海军认为,中型无人水面艇应该是一种低成本,在战争中能够消耗得起的资产;能在作战初始发挥作用,具备人在回路的控制,或是半自主的初始作战能力;艇长12-50米。中型无人水面艇将在美国国防部高级研究计划局和美国海军研究局的“反潜战持续跟踪无人艇”项目基础上进行。为尽快实现中型无人水面艇的部署,美国海军计划在国防部高级研究计划局正在研发的海上猎手无人艇的基础上进行改进。美国海军未来的中型无人水面艇长40米,排水量约140吨。

2024年1月,美国奥斯塔美国造船厂的一艘名为“先锋”号的大型无人水面艇正式下水,这不仅是“幽灵舰队霸主”计划中的最新成员,更是美国海军首次完全为无人作业而从头设计的水面艇。这一里程碑事件象征着美国海军在无人技术领域的又一次重大突破。这艘无人水面艇不仅在设计上采用了全新的理念,更在功能上进行了前所未有的创新。在完成所有舾装和严格测试之后,“先锋”号将踏上自主航行的旅程,从莫比尔港出发,穿越墨西哥湾,最终抵达西海岸的圣迭戈海军基地,成为美国海军第1无人水面艇分队的崭新成员。这一旅程不仅是对“先锋”号性能的全面检验,更是对其未来在海军中扮演角色的重要预演。美军计划在“幽灵舰队霸主”完成技术测试后,开始正式采购名为“大型无人水面船”(LUSV)的量产型号。这些LUSV的长度将在60至100米之间,排水量约1000至2000吨。它们将配备MK41垂直发射系统和先进的电子战装备,以增强其作战能力。“先锋”号的下水无疑是美海军在无人水面艇领域迈出的重要一步。

智能化无人系统的发展,将促使战争形态和作战样式发生颠覆性变化。未来30年,航母战斗打击群仍将是美军海上作战力量的核心,其空海一体的优势没有其它兵力可以取代。但是,美国海军以大型作战舰艇为主的趋势正在逐步调整,分布式作战将成为海、陆、空、天作战的典型模式,指挥决策、侦察警戒与火力打击,都将由人和机器各司其职,以最小的代价实现作战效能的最优化,无人水面艇将会以惊人的速度发展。美国海军希望提高无人水面艇的自主能力,使其能够在遇到新情况时进行任务重编程与自主决策,实时处理各种侦察到的情报与有效应对新威胁,把握住稍纵即逝的战机。无人水面艇这一新概念武器会对未来海战产生深刻影响,将会成为未来海战的主角。美国海军积极研发无人水面艇和无人潜航器,预计不久的将来,美国海军将会拥有一支由无人水面艇和无人潜航器组成的庞大的无人舰队。

 

(来源于上海市军民融合发展研究会公众号)