陳和彬　周木蘭

在馬來西亞宣布失聯(lián)的馬航客機最終墜毀南印度洋后的數(shù)小時，美國即向澳大利亞海域派出裝備有定位聲吶系統(tǒng)的無人潛航器，以幫助尋找和打撈殘骸。中國和澳大利亞通過黑匣子搜尋儀多次偵聽到頻率與黑匣子發(fā)信相似的脈沖信號，然而，它們與失聯(lián)客機是否關(guān)聯(lián)，最有效的做法是投入無人潛航器開展海底成像搜索。

無人潛航器成為這次事件中人們的一個關(guān)注點，其實它在軍事上的應(yīng)用也很廣泛，可攜帶各種傳感器和武器，能執(zhí)行多樣化軍事支援任務(wù)。由于海洋安全環(huán)境日趨復雜且軍事沖突不斷發(fā)生，全部使用價格昂貴的有人潛艇既耗費財力，還會造成人員傷亡，因此加速研制和使用無人潛航器已被各國海軍提到議事日程。目前世界上至少有10個國家、近40個機構(gòu)在從事軍用或民用無人水下航行器的研究工作。

無人潛航器的分類

動力傳送式潛航器這種潛航器由水面操作控制臺、電纜絞車、吊放系統(tǒng)、主纜、中繼器、系纜以及水下載體等基本單元組成。通常情況下，由水面支持母船通過電纜向水下載體提供動力，位于母船控制臺上的操作者，根據(jù)水下載體傳回來的電視或聲吶圖像及各種狀態(tài)數(shù)據(jù)，作出判斷并發(fā)出操控指令和數(shù)據(jù)，控制水下載體執(zhí)行相應(yīng)的動作，由此構(gòu)成人機閉環(huán)系統(tǒng)。通過機動完成觀察、探測、檢查等工作，還能通過機械手或作業(yè)工具完成回收海底物體、水下切割、拆卸部件和安裝設(shè)備等復雜工作，相當于將人的四肢和視覺功能向水下延伸，使之能執(zhí)行復雜的水下作業(yè)。

動力傳送式潛航器一般采用模塊化開放式框架結(jié)構(gòu)，提供幾十到上百千克的載荷能力，便于加裝、更換載荷或換裝不同工具。1990年，日本海事科學技術(shù)中心研制出“海溝”號纜控式遙控潛航器，全長3米，重5.4噸，耗資5000萬美元，裝備有復雜的攝像機、聲吶和一對采集海底樣品的機械手。1995年3月24日，“海溝”號歷時3個半小時下潛到馬里亞納海溝最底部，重新標定了那里的水深為10911.4米，改寫了世界深潛紀錄。

信號控制式潛航器 這種潛航器突出的特征是細纜僅傳送信息不傳送動力，所用電纜或光纜的直徑一般在10厘米以下，屬于中小型潛航器，軍事上主要用于反水雷作戰(zhàn)，其作業(yè)半徑一般不超過1000米，攜帶聲吶和攝像機進行遠、近距離探測，送回圖像供操作者識別目標，使用攜帶的切割工具或炸藥包清除水雷。國外有多種型號，有代表性的是法國ECA SA的PAP-104，后來發(fā)展到Mk5型，世界上20多個國家的海軍購買了該裝備，總銷量已經(jīng)超過500臺。另一型出色的滅雷具是意大利蓋馬林公司的Pluto，以及后來發(fā)展的Pluto Gigas、Pluto Plus，現(xiàn)在已經(jīng)生產(chǎn)約1000臺。美國、俄羅斯、英國、德國、挪威、瑞典和瑞士等國也都裝備有同類設(shè)備，型號多達數(shù)十個，是軍用潛航器的主要類型。當前和今后

段時間內(nèi)，有人參與的細纜遙控方式，仍將是軍用潛航器發(fā)展的重要方向。

智能自主式潛航器智能自主式無人潛航器在執(zhí)行任務(wù)時無需對其遙控，它從承載平臺發(fā)射后，由任務(wù)管理軟件自行控制，確定航向、航速、潛深、規(guī)避機動，能遠離母艦，獨立活動。這種潛航器最近10多年得到了迅速發(fā)展，代表著無人潛艇發(fā)展的未來趨勢。自主潛航器執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)時，無需人員在場，從而避免了傷亡問題，適合承擔高風險任務(wù)，使有人作戰(zhàn)平臺居于低風險區(qū)。所謂的自主是指自主潛航器在限定的時間和空間中，不需要人的干預執(zhí)行預定使命。自主潛航器一次補充燃料后，可連續(xù)航行幾百至幾千千米。自主潛航器可由多種平臺運載和投放，如潛艇、直升機、艦船、適當改裝的民船以及岸基平臺等，投放設(shè)備簡單，不像魚雷需要專用發(fā)射裝置，也不像潛艇需要專用基地，出航靈活，易偽裝。有報道稱，美國的一艘自主潛航器曾橫跨大西洋到達西班牙。自主潛航器體積小，目標特征小，易于實現(xiàn)低噪聲和隱身，因而很難被敵發(fā)現(xiàn)，極易隱蔽進入戰(zhàn)場。

無人潛航器身手不凡

掃雷高手軍用潛航器能深入敵方水雷區(qū)繪制雷區(qū)圖，以便引導己方潛艇和水面艦艇安全通過。它可以通過光纖電纜或音響信息把雷區(qū)圖傳送給己方部隊，或者返航后再提供雷區(qū)圖，為下一步滅雷掃雷行動提供情報支援。軍用潛航器可用主動式聲吶探測水雷，并使用海底地形匹配導航聲吶，測出實際的海水深度，與己方已存數(shù)據(jù)進行比對，根據(jù)深度差進行水下導航。同時，與所載慣性導航系統(tǒng)相結(jié)合，提供精確的位置數(shù)據(jù)，有助于繪制出精確的雷區(qū)圖或海底地圖。軍用潛航器還可為己方的水雷區(qū)提供巡邏保護，使之不至于被敵方破壞，防止敵潛艇利用水雷區(qū)中的間隙通道通過，預防敵潛艇在己方安全航道上布雷。對于那些情況不明的海峽和水道，通常也可以派出軍用潛航器進行預先偵察，搜集有關(guān)海域海底地形的分布情況和海底海流等水文資料，以及海底水雷的布放狀況和種類數(shù)量等，從而決定己方水面艦艇或潛艇是否能夠通過，必要時可適時組織具體掃雷作業(yè)。美國海軍自動化程度很高的“曼塔”軍用潛航器，攜帶有一個多波束主動搜索聲吶和一個側(cè)掃分類聲吶，可在水下進行初步搜索，判定是否存在水雷：也可用于精確勘測，對類似水雷的物體實施進一步的定位并分類，具有非常出色的反水雷本領(lǐng)。

反潛專家軍用潛航器不僅能實施對水雷的偵察與探測，還是反潛作戰(zhàn)的高手。軍用潛航器可探測和跟蹤駛離港口、穿越警戒線的敵潛艇。作為潛艇的外部水聲傳感器平臺，軍用潛航器可以進行區(qū)域性搜索和偵察，以擴大潛艇的搜索和偵察范圍。如果在敵經(jīng)常出入的潛艇基地、港口和運輸線附近水域秘密埋伏軍用潛航器，進行水下監(jiān)視和跟蹤，即可獲取大量第一手情報，并源源不斷地傳送給己方部隊。作為反潛戰(zhàn)工具，軍用潛航器除了上述用途外，還可執(zhí)行水下警戒任務(wù)，組成警戒線以對付敵潛艇；可作為誘餌把敵潛艇引開或誘騙，然后在其它兵力的協(xié)同下圍殲敵艦艇。

美國海軍在冷戰(zhàn)時期就在太平洋地區(qū)部署了針對蘇聯(lián)潛艇的水下偵聽系統(tǒng)，目前正在開發(fā)可執(zhí)行攻擊任務(wù)的無人潛艇。這種無人潛艇載有多種先進的攻擊型裝備，能在危險的前沿海區(qū)執(zhí)行此前有人潛水器才能完成的任務(wù)，如將水聲傳感器部署到高危險的淺水帶，通過它對敵潛艇進行跟蹤，在敵潛艇沖入己方戰(zhàn)斗群之前用小型超空泡武器進行攻擊等。endprint

網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)效能倍增器

美國海軍認為，軍用潛航器在未來海戰(zhàn)中，特別是在網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)條件下，網(wǎng)絡(luò)中的任何一艘大中型潛艇只要它擁有發(fā)射和回收軍用潛航器的能力，就能使作戰(zhàn)范圍明顯擴大和增加。每艘軍用潛航器在執(zhí)行任務(wù)時，均能充當未來網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)中的信息交換節(jié)點。一艘可釋放和回收若干艘軍用港航器的母艇，足以形成以母艇為中心、各個軍用潛骯器為節(jié)點的作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)。軍用潛航器可拖帶一個被動式聲吶基陣前去探測敵潛艇，并將情報自動地傳送給別的反潛平臺。大型潛艇遠距離航渡可將軍用潛航器作為通信中繼站，使?jié)撏Р辉贋橥ㄐ怕?lián)絡(luò)而浮至海面，從而提高潛艇的隱蔽性。軍用潛航器還可以作為遠程傳感器的節(jié)點，提供連續(xù)不斷的、有價值的情報信息，并通過網(wǎng)絡(luò)與其它節(jié)點共享情報資源，構(gòu)成一體化的指揮、控制和信息系統(tǒng)，從而大大改善水下作戰(zhàn)的態(tài)勢。數(shù)個軍用潛航器通過各自艇上的水下聲吶、水面光學和水面電磁波探頭等傳感器，來搜集游弋海域的情報信息，通過對海水中化學痕跡、尾流及其它的海水擾動情況判斷威脅物的特征信號，并將搜集到的情報通過高效率的通信手段匯集到母艇上，以供指揮員做出正確的判斷。每艘軍用潛航器在其執(zhí)行任務(wù)時都能夠作為一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，通過水聲、無線電或衛(wèi)星通信，為前沿部署的其它傳感器和戰(zhàn)斗部隊之間提供鏈接。

水下營救、海底測量、打撈能手軍用潛航器在海底救撈方面有其它任何技術(shù)裝備無可比擬的技術(shù)優(yōu)勢，無論在沉船打撈、飛機黑匣子搜索還是危險品打撈和工程搶險等方面，均有出色的表現(xiàn)。改進軍用潛航器的重點是提升其動力和耐久性，使其在執(zhí)行任務(wù)的惡劣海洋環(huán)境下性能更加可靠。而對于要在海里執(zhí)行幾天甚至幾周任務(wù)的精密電子儀器來說，也面臨著巨大挑戰(zhàn)。

1986年1月28目，美國“挑戰(zhàn)者”號航天飛機發(fā)生爆炸，美海軍迅即派出軍用潛航器，組織搜尋、打撈“挑戰(zhàn)者”號的碎片。當時天氣惡劣，導致多數(shù)殘骸沉在305米深的海底，使得通常的潛水作業(yè)極其困難。但是，三臺軍用潛航器機敏地在這些殘骸中穿梭游弋。先是超小型軍用潛航器“探索4號”和重109千克的“短跑”號拍攝到了大量照片，幫助確定了聲吶所測到殘骸的具體位置，發(fā)現(xiàn)了機組成員座艙的部分殘骸。一臺重1135千克、名叫“天蝎座”的遙控潛航器，則利用兩只機械手抓住航天飛機的部分殘骸，把它們送出海面。

法航447航班失事后，搜索工作隨即展開，雖然發(fā)現(xiàn)了一些海上漂浮的殘骸，卻未收到黑匣子的聲信號。于是搜索人員根據(jù)“貝葉斯搜索方法”進行搜索?！柏惾~斯搜索方法”是一種根據(jù)概率學尋找未知位置物體的數(shù)學方法。最終，在3800米到4000米水下用側(cè)掃聲吶找到了飛機的一大塊殘骸，包括引擎、起落架和部分機身。此后，開始使用美國制造的Renmra 6000遙控潛航器對殘骸進行探摸。操作這臺潛航器的是鳳凰國際公司的專家，他們曾經(jīng)為美國海軍搜尋失事飛機。2011年4月26日，無人潛航器首次下潛，找到了黑匣子的外殼，卻沒有找到存儲數(shù)據(jù)的記錄器。5月1日，無人潛航器終于撈起了記錄器。

據(jù)悉，美軍這次將出動“金槍魚”號水下無人潛航器幫助搜尋馬航失聯(lián)客機。“金槍魚”號無人潛航器長僅5米，重約800千克，可潛入海底4570多米處展開搜索?！敖饦岕~”號擅長在水下尋找殘骸，當以緩慢的速度行進時，可持續(xù)搜尋1天多，主要依靠高頻側(cè)掃聲吶（工作頻率在100KHz左右）對海底進行較高分辨率的成像，來搜索沉入海底的物體?！敖饦岕~”號還裝有水下攝像機，可在近距離拍攝海底物體影像，確認度比側(cè)掃聲吶更高?！敖饦岕~”能夠利用側(cè)掃聲吶和攝像機下潛搜尋黑匣子，但一次只能裝配一種設(shè)備。通常情況下，它首先使用聲吶探測，發(fā)現(xiàn)可疑目標后回升至水面，改裝上攝像機后再次下潛，為搜尋人員提供水下畫面?！敖饦岕~”號依靠聲吶設(shè)備在海底掃描，但一天只能搜尋相當于一個足球場大小的區(qū)域，搜尋一平方千米可能需要一個月，工作時速度只有5千米小時左右，所以它最終能否發(fā)現(xiàn)馬航失聯(lián)客機仍需要給予耐心。

據(jù)稱，美海軍將利用無人潛航器替代部分海洋監(jiān)測船。無人潛航器執(zhí)行任務(wù)的時間可長達一年，可自主收集水下環(huán)境的鹽度和溫度等多種信息，每隔一小時左右會浮上水面，通過衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈向后方傳輸數(shù)據(jù)，可改善美軍艦艇聲吶的作戰(zhàn)效能和精度。無人潛航器任重而道遠

無人潛航器的體積不大，艇內(nèi)空間有限，因此裝載的動力裝置功率有限，航程受到比較大的限制。無人潛航器的探測與搜尋能力也受到裝載設(shè)備的很大限制，無法與大中型潛艇相比。為了投放、回收一個無人潛航器，主控平臺不得不改變其正常操作，因而將承受很大風險。如果由潛艇進行投放、回收，則更加危險。在發(fā)射管有限的情況下，是否將魚雷換成潛航器將是個艱難的選擇。迄今，軍用潛航器的一些關(guān)鍵性技術(shù)尚待解決和完善。比如，軍用潛航器的通信如何能確保低截獲率、潛艇的儲能技術(shù)如何提高等等。如果軍用潛航器的通信聯(lián)絡(luò)不能提高保密性，那么敵方就很容易發(fā)現(xiàn)它，甚至可向它發(fā)出假情報加以迷惑，或進行打擊。有纜遙控潛航器的電纜限制了潛航器的活動范圍；母船難以在潛航器作業(yè)期間執(zhí)行其它任務(wù)：母船在潛水作業(yè)期間必須處于動力定位或多錨定位狀態(tài)，這就對母船性能提出了較高的要求，且動力定位狀態(tài)的油耗也比正常航行有所增加，導致總運行成本顯著增加。目前，適合潛航器使用的傳感器品種極少，其中一些還不是專用產(chǎn)品，總體性能如體積、精度、響應(yīng)速度和功耗等技術(shù)指標均不能滿足要求，今后仍有很大的發(fā)展空間。

未來，軍用潛航器不但裝配有前視聲吶，還裝配側(cè)掃聲吶和海底繪圖儀、海底剖面儀等設(shè)備，使?jié)摵狡髀晠忍綔y寬度和探測速度增加，在沒有艦殼獵雷聲吶的條件下也能獨立完成水雷探測、識別任務(wù)，從而使?jié)摵狡飨到y(tǒng)適應(yīng)不同的艦艇使用，而不需專門的獵雷艦艇，擴大了使用范圍。感知是潛航器實現(xiàn)自主的前提，感知的前提是傳感器。自主潛航器對傳感器的需求數(shù)量、種類很多，大量傳感器的原始信息需要通過信息融合技術(shù)，轉(zhuǎn)變?yōu)閷τ趦?nèi)外環(huán)境、戰(zhàn)場態(tài)勢的認知。由“感”到“知”，需要大力發(fā)展相關(guān)的理論和方法。

更加隱蔽、無人化的武器裝備是未來海軍武器系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢，號稱“海底殺手“的軍用無人潛航器將成為未來海戰(zhàn)場上的新星。軍用潛航器能淺能深、可遠可近、攻防兼?zhèn)洹⒁鄦我嗳汉涂芍骺奢o的特點，使其作戰(zhàn)功能多樣化，不僅可以是有人作戰(zhàn)平臺的輔助手段，亦可獨立成軍，承擔戰(zhàn)役或戰(zhàn)術(shù)使命，甚至在未來承擔戰(zhàn)略使命亦是可能的。endprint