近年來，美國海軍無人潛航器（UUV）發(fā)展迅速，這些小型水下機器人的出色表現給人留下深刻印象。不過，據美國防務內情網近日報道，美國海軍目前的發(fā)展重點是大直徑無人潛航器（LDUUV），長度從6米到14米，直徑從12米到18米。隨著平臺的發(fā)展及升級，其在水下停留或航行的時間將逐漸從1個月增加到4個月甚至以上，計劃2017年入役，2020年形成艦隊。
　　大直徑無人潛航器勢在必行
　　無人潛航器第一次吸引人們注意的經歷頗為驚險。20世紀60年代，美、蘇“確保相互摧毀”的恐怖核平衡籠罩世界。1966年1月17日，美空軍一架帶有4顆氫彈的B-52戰(zhàn)略轟炸機在地中海沿岸的西班牙巴洛麥利斯上空與一架加油機相撞爆炸。雖未引爆氫彈，但其中一枚掉進地中海。為防止氫彈落入別國以及引起核泄漏事故，美軍立即調動深潛器進行探測定位。無奈當地海下大陸架十分陡峭、水深流急，直到兩個月后，丟失氫彈的準確地點才在水深869米的海底找到。然而如何打撈卻十分棘手?！鞍栁摹碧栐噲D用鋼纜纏繞氫彈，但自身卻被纏住，差點造成兩名艇員遇難。為保證安全，軍方決定將打撈工作交由“柯沃”號遙控無人潛航器。在母船操縱人員的遙控下，身長5米、重15噸的“柯沃”號經過多次努力，終于將這枚當量145萬噸TNT的B-28型氫彈成功打撈出水。
　　眾所周知，水雷被譽為“窮國的原子彈”，相對廉價的水雷作戰(zhàn)效能經常讓人驚訝，而危機四伏的水中雷場正是無人潛航器一展身手的好地方。在較長的時間里，美國水下作戰(zhàn)平臺主要用于代替潛水員進行深水勘探、沉船打撈和水下電纜鋪設及維修。現今美國的無人水下航行器絕大多數是從潛艇上的魚雷發(fā)射管中發(fā)射的，這就限制了其作戰(zhàn)潛力的發(fā)揮。小型無人潛航器由于受到尺寸和重量的限制，動力不可能很大，續(xù)航力和載荷能力受到限制，不可能具備更強的情報、監(jiān)視和偵察能力，反水雷能力，及淺水反潛能力。只有“取消魚雷管的限制”，才能使未來由潛艇發(fā)射的無人水下航行器更適合水下環(huán)境。所以，大直徑無人潛航器便應運而生。
　　智能式“一招搞定水雷”
　　新規(guī)劃著力推進開發(fā)下一代完全自主LDUUV，不僅具有現在的無人潛航器的掃雷功能和情報偵察功能，還具備以下三大主要特點：在危險度很高、環(huán)境狀況隨時變化的淺海，長時間、自主地進行隱秘性工作；作為誘餌協(xié)助母艦艇獵殺敵方潛艇，或者對敵方潛艇進行長時間跟蹤；作為對抗時“撒手锏”武器，擁有智能化攻擊的能力，搭載各種類型的導彈、炸彈、甚至核彈進行自主攻擊。未來戰(zhàn)爭中，LDUUV可在多種平臺上部署，包括SSGN導彈潛艇、“弗吉尼亞”級攻擊核潛艇和水面艦艇，或用“海豹”輸送艇發(fā)射，同時也可作為自主式無人水下平臺獨立使用執(zhí)行海軍普通艦艇難以完成的作戰(zhàn)任務，極大地擴展了海軍的作戰(zhàn)能力。
　　據透露，LDUUV排水量可達10噸左右，是迄今為止美國研制的排水量最大的無人潛航器。它可以攜帶更多的武器，配備多種傳感器。它能為潛艇和水面艦艇提供“水下圖像”，為戰(zhàn)術決策和提高聲吶性能提供幫助。LDUUV適用于反潛戰(zhàn)、大范圍的海況研究、水雷戰(zhàn)、特種作戰(zhàn)以及執(zhí)行緊急攻擊任務。與常規(guī)水面艦艇，甚至潛艇相比，LDUUV在水下航行時，聲場和磁場特征低，幾乎不會被探測到。
　　此外，LDUUV在執(zhí)行任務時無需對其遙控，從承載平臺發(fā)射后，由任務管理軟件自行控制，確定航向、航速、潛深、規(guī)避機動。其相關技術指標要求之高，絕不亞于精密的航空航天儀器。無人潛航器不僅要實現“生存”，還要在如此復雜、惡劣的環(huán)境中進行下潛、上浮、航行、定位，并完成賦予它的各種使命。據悉，LDUUV殼體的設計和制造是由BAE系統(tǒng)公司的軍用飛機部的隱身飛機技術專家完成的。
　　水下無人艦隊的領跑者
　　20世紀90年代末，在對美軍無人潛航器系統(tǒng)的發(fā)展狀況進行重新評估后，美國海軍將其提高到與無人機、無人戰(zhàn)車和機器士兵研究同等重要的位置。2005年1月，美海軍按照新的水面與水下聯合作戰(zhàn)的思想要求，修訂了UUV發(fā)展規(guī)劃，強調提高UUV與潛艇、水面艦艇信息聯結的能力，明確要發(fā)展大型、重型、中型和便攜式四類無人潛航器，建設一支無人潛航器部隊。目前，美海軍UUV發(fā)展已顯現出“無人”、“模塊化”和“智能化”三大亮點，它們作為水下作戰(zhàn)力量的骨干，執(zhí)行跟蹤敵方潛艇、攻擊遠處目標、干擾敵方通信網絡等各種任務。據美軍專家的預測，到2020年前后，美軍將能夠擁有1000套以上的無人潛航器系統(tǒng)，從而組成一支龐大的水下無人艦隊。
　　美國海軍洛杉磯級攻擊型核潛艇水下排水量近7000噸，艇長超過110米，吃水近10米，很難在水深100米以下的近海淺水海域機動，隱蔽和作戰(zhàn)。然而，一旦攜帶幾個自主式無人潛航器，核潛艇就能大大擴展在近岸水域作戰(zhàn)的靈活性。自身帶有小型魚雷的LDUUV離開母艇后，自主地航行到控制海域，并長時間地潛伏，甚至能滲入敵方港灣，悄無聲息地向母艇發(fā)回探測情報，成為敵軍很難發(fā)現的水下“黑洞”。而在戰(zhàn)斗打響后，LDUUV一旦被指令激活，又能立即對特定目標運用自身攜帶的小型無人潛航器甚至魚雷等武器進行攻擊。
　　無人水下航行器的“本事”其實遠不止能進行情報搜集、勘測戰(zhàn)場、確定和跟蹤各種感興趣的目標、實施一體化排雷，它還是實施水下攻擊、反潛作戰(zhàn)的“能手”。其實，在完成所有這些任務以后，它們還可以作為遠程傳感器的節(jié)點，繼續(xù)提供有價值的情報，并通過網絡與其他節(jié)點共同分享情報資源，大大改善水下作戰(zhàn)的狀況。
　　需解決燃料和通信定位問題
　　由于LDUUV既不能采用太陽能電池，也沒有纜繩供電，只能靠自帶的蓄電池，限制了其水下工作時間。因此，開發(fā)燃料電池、熱離子等高效能源以及集成式電機、電熱混合推進器等高效推進系統(tǒng)，才可以滿足海軍長達4個月潛航時間需求。目前，美海軍正在尋找新型氫能源，為LDUUV不依賴空氣的燃料電池動力。2010年初，海軍將這一研究合同授予API公司。作為項目分承包商，API公司表示，將鋁粉和充當催化劑的添加劑裝在燃料盒中，插入生成器，之后通過注水，快速生成高純度氫和蒸汽。利用鋁粉與水產生化學反應生成熱這一獨特技術，提供的氫動力電池可比傳統(tǒng)鋰電池高5倍。此外，核電池技術已經能夠滿足這一要求，但等到實際運用還需時日。
　　沒有了電纜或光纜，與母船的通信也成了一個突出的問題。由于光波及無線電波均無到到達海底，因而聲波是唯一可用的通信方法。在海水中聲的傳遞速度為1．5公里／秒，母船上的控制指令從發(fā)出到被潛航器接收，需要幾秒甚至幾十秒。另外，水中聲信號的傳輸率極低，加上散射、傳輸的損耗以及回波干擾，使得水聲設備通信十分困難，這也是LDUUV面臨的難題之一。精確的導航定位能力是成功執(zhí)行任務的基本要素。由于LDUUV在水下作業(yè)的時間越來越長，慣性導航的累計誤差不能令人滿意，而又不能經常浮出水面使用GPS衛(wèi)星定位來修正慣性導航誤差，也可能會因上下往返而減少其執(zhí)行任務的時間或者造成暴露目標。因此，利用聲波定位及水下環(huán)境地形導航技術將成為LDUUV發(fā)展的主要方向。
　　盡管LDUUV的功能還未能如計劃設計的那樣完善，但我們有理由相信，在未來的海底戰(zhàn)場上，智能化的LDUUV指揮著眾多的水兵水將們將越來越多地替代有人潛水艇去沖鋒陷陣，就像今天的無人駕駛飛行器已開始替代有人戰(zhàn)斗機去執(zhí)行任務一樣，屆時一只強大的水下無人艦隊將幫助美軍繼續(xù)稱霸海洋。