王 進,王 慧
(海軍裝備部 裝備審價中心,北京 100071)
水雷由于隱蔽性好、威力巨大、效費比高等優(yōu)點,被許多國家用作一種重要的水中兵器。據不完全統(tǒng)計,當今世界至少有21個國家可以生產水雷,其中13個國家可出口水雷,而具備布雷能力的國家有近50個[1]。歷史戰(zhàn)例表明,水雷可有效威懾和鉗制敵方兵力行動、癱瘓敵方海上運輸,是強國封鎖對手、弱國對抗強敵的有力武器[2]。為了解決面臨的水雷威脅,各國均研制了大量的反水雷裝備。
傳統(tǒng)的反水雷作戰(zhàn)基本上還是由人來操縱駕駛平臺進入雷區(qū)使用反水雷裝備的模式。這種模式主要存在2個方面的問題:1)水雷爆炸將很有可能對作戰(zhàn)人員造成嚴重傷害,這顯然與當前越來越重視人員生命的價值觀相背離;2)未爆水雷產生的巨大心里威懾,會使作戰(zhàn)人員一直處在極端緊張的情況下,極易產生誤判、誤操作,從而又會增大被炸、被打擊的可能性??傊?,使用傳統(tǒng)裝備進行反水雷作戰(zhàn)是一項極其危險的任務。因此,反水雷作戰(zhàn)及裝備研發(fā)人員一直致力于提高反水雷作戰(zhàn)的安全性,其中,研發(fā)無人操縱的反水雷裝備和遠程(雷區(qū)外)遙控反水水雷裝備是未來發(fā)展的主要方向[3-4]。
無人水面艇由于綜合性能優(yōu)良,就最為適合反水雷作業(yè)的無人平臺,因此,國外越來越重視無人水面艇在反水雷作戰(zhàn)中的應用。同國外發(fā)達國家一樣,我軍也正在進行反水雷裝備的升級更新,正在向無人化反水雷邁進。各種無人航行器是無人化反水雷裝備的主體,我國現(xiàn)已有多家單位正在進行反水雷USV的研制。鑒于無人水面艇在未來反水雷裝備中的重要作用,我軍應合理規(guī)劃反水雷USV的發(fā)展路線,為反水雷USV未來的發(fā)展提供指導[5-7]。
進入21世紀以后,由于“零傷亡”的戰(zhàn)爭理念日趨深入人心、科技的長足進步、國防經費的不斷縮減以及原有反水雷裝備亟需升級更新的需要,歐美等國都紛紛制定了反水雷中長期計劃,掀起了反水雷作戰(zhàn)指導思想的重大變革[8]。
以美國瀕海戰(zhàn)斗艦(LCS)、英國多功能艦MHPC、日本HMSOV三體船為代表的反水雷艦船搭載模塊化、通用化的反水雷武器系統(tǒng),如無人水面獵掃雷系統(tǒng)、遙控獵雷系統(tǒng)、AUV獵雷系統(tǒng)、直升機反水雷系統(tǒng)等,實現(xiàn)雷區(qū)無人化反水雷。
未來美軍反水雷能力將主要依托瀕海戰(zhàn)斗艦來實現(xiàn),根據美國的反水雷發(fā)展規(guī)劃,反水雷任務包的任務系統(tǒng)包含1艘水面無人艇(攜帶1套無人水面掃雷系統(tǒng))、2套遙控獵雷系統(tǒng)、1套建制式機載/艦載非接觸掃雷系統(tǒng)、1套機載激光探雷系統(tǒng)、3部獵雷聲吶、1套機載滅雷系統(tǒng)、1套機載快速水雷清除系統(tǒng)以及其它輔助設備,如垂直起降無人飛行器、集裝箱、標準接口、任務包計算環(huán)境的硬件和軟件。
英國的FMCMC計劃中,多功能艦MHPC將逐漸取代現(xiàn)有專業(yè)反水雷艦艇、水文監(jiān)測船和漁政船,該型艦滿載排水量約為2 700 t,最高航速可達23~24 kn,具有供直升機起降的大型甲板、任務隔艙以及集成布放/回收系統(tǒng)的艉滑道,可配裝具有反水雷功能的水面無人艇和水下無人航行器。
法國制定了未來反水雷計劃(SLAM-F計劃),該計劃的目標就是要通過用以能力為中心的發(fā)展思路促進裝備的通用化和模塊化,從而增強法國海軍的反水雷作戰(zhàn)能力。根據計劃,未來法國海軍反水雷力量將以5艘排水量為2 000~3 000 t的大型雙體船為依托,共計裝載11個具有最終作戰(zhàn)能力的模塊和6個便攜式模塊。一個具有最終作戰(zhàn)能力的模塊包含 1艘史蒂倫都 USV、1個大型 AUV、1艘半潛航行器、1個可布放拖曳聲吶的便攜式模塊、1艘Alister-100 AUV和1枚K-Ster滅雷具。
在東京舉辦的2017亞洲海上航空系統(tǒng)與技術展會上,日本采購技術與后勤局(ATLA)公布了HMSOV三體船概念設計。HMSOV三體船是一艘全鋁制船,排水量1 500 t,最高速度超過35 kn,以15 kn的航速行駛航程可達3 500 n mile,其可執(zhí)行反水雷任務、救災任務、海上巡邏、特種作戰(zhàn)支援等任務。反水雷(MCM)任務中,該艦可安裝2個12 m的集裝箱、2艘11 m的反水雷無人水面艇、1架垂直起降無人機和1架反水雷直升機。此外,多功能任務艙中還能容納16艘反水雷無人潛航器。
從國外最新的反水雷發(fā)展規(guī)劃可以看出,雷區(qū)無人化成為最顯著的特點,利用各種無人航行器(無人水下航行器、無人水面艇、無人機)將反水雷艦船平臺與反水雷武器裝備分離開來,達到真正的作業(yè)安全,是無人化的精髓。通過水面、水下、空中3種用于反水雷的無人平臺在續(xù)航能力、載荷搭載能力、實時通信能力等多方面進行比較發(fā)現(xiàn),USV是一種綜合性能較優(yōu)的無人平臺,特別是其強大的續(xù)航能力、載荷搭載能力以及良好的控制精度,使其在新一代無人反水雷裝備中占據著重要的位置,在未來反水雷作戰(zhàn)中具有重要的作用。因此,美、英、法等發(fā)達國家均在大力發(fā)展反水雷 USV裝備。
由于反水雷的危險性,無人作業(yè)是最適合反水雷的方式,為此,歐洲國家在70年代研制了反水雷遙控艇,其中最為知名的有德國“特洛依卡”遙控掃雷艇和瑞典“SAM 1”遙控掃雷艇。由于遙控艇在反水雷作戰(zhàn)中的高效性和安全性,將其應用于反水雷領域,得到各國海軍的廣泛認可。21世紀以來,隨著無人技術的發(fā)展,為了適應新時期反水雷裝備體系的建設,進一步拓展無人艇在反水雷作戰(zhàn)中的應用,歐美等國均在開展反水雷無人艇的研制工作。
1)CUSV反水雷無人艇。
2004年美國海軍委托ITT公司研制UISS型水面無人掃雷系統(tǒng),該系統(tǒng)由磁掃電纜和改進型MK104組成。為了給UISS水面無人掃雷系統(tǒng)提供性能更優(yōu)的搭載平臺,美國研制了CUSV反水雷無人艇。該艇長11.3 m,吃水0.66 m,海況適應性5級,最大拖曳力2 260 kg(20 kn航速),可模塊化換裝掃雷、探雷以及滅雷,艇尾安裝回收裝置實現(xiàn)聲、磁掃雷具以及拖曳聲吶的安全回收。美海軍將其裝備到瀕海戰(zhàn)斗艦(LCS)上,以實現(xiàn)其“由海到陸”的戰(zhàn)略方針,在淺水和瀕海水域的反水雷作戰(zhàn)中發(fā)揮作用。美軍第1艘UISS在2018財年正式加入到LCS進行相關測試,根據計劃,美軍將總共建造52套UISS系統(tǒng),其中24套為LCS反水雷任務包每包配1套,6套用于訓練,22套用于更換。
2)遠程遙控獵雷系統(tǒng)。
遠程遙控獵雷系統(tǒng)主要由5個子系統(tǒng)組成:半潛式航行器、可變深聲吶、布放回收系統(tǒng)、實時通信系統(tǒng)、指控顯示系統(tǒng)??稍?00 m水深執(zhí)行探雷作業(yè),記錄被探測到的水下目標的位置,引導艦艇規(guī)避水雷或執(zhí)行后續(xù)的滅雷任務。半潛式航行器由柴油機驅動,全長約 7 m,直徑 1.2 m,質量7 260 kg,在水下的最高航速為16 kn,系統(tǒng)可攜帶的有效載荷質量可達1 135 kg。
阿特拉斯電子公司推出一種模塊化的FAST無人水面反水雷系統(tǒng),可執(zhí)行獵雷和非接觸掃雷等任務,主要包括集裝箱式指揮和武器控制系統(tǒng)(包括便攜式作戰(zhàn)管理系統(tǒng)和 CLASSIPHI分析軟件)、FAST無人水面艇、拖曳式非接觸掃雷系統(tǒng)、“海獺MKII”自主水下航行器以及“長尾鯊”一次性滅雷具,利用集裝箱式指揮和武器控制系統(tǒng)籌劃、監(jiān)視和評估反水雷武器系統(tǒng)的使命任務。FAST無人水面反水雷系統(tǒng)可搭載于水面作戰(zhàn)艦艇上,為艦艇編隊提供反水雷能力。
1)“檢查者”MK2 USV。
法國的“檢查者”MK2型無人水面艇采用鋁合金剛性殼體,外形尺寸為8 400 mm×2 950 mm(運輸時為 2 550 mm),吃水 0.5 m,質量高達4 700 kg(含有效載荷1 000 kg),推進裝置為2臺由柴油機驅動的噴水推進器(功率 2×170~215 kW),航速0~25 kn,續(xù)航力6 kn時為20 h,操縱模式可采用全自動、遙控或手動。
“檢查者”MK2型無人水面艇的后部裝有2臺“凱斯特”ROV,一臺是“凱斯特”I型水雷探測航行器,另一臺是“凱斯特”C型一次性滅雷具。USV利用艇首安裝的水聲傳感器探測水雷,發(fā)現(xiàn)水雷目標后,可以利用艇上裝備的2臺“凱斯特”一次性滅雷具實施滅雷作戰(zhàn)。
2)“劍魚”。
“劍魚”由DCNS、泰利斯和ECA公司共同研制,是一種新型雙體無人水面艇,長17 m,寬7.5 m,排水量25 t,主要用途是執(zhí)行自主獵雷使命。它可攜帶拖曳聲吶和自主水下航行器探測水雷和滅雷?!皠︳~”可以回收 AUV,包括阿里斯特自主水下航行器,通過獨特的拖曳捕捉裝置進行充電和上傳數(shù)據?!皠︳~”無人水面艇的有效載荷能力大于現(xiàn)有的各種類型的USV,它具備拖曳和收放大型DUBM44型拖曳聲吶、半潛式獵雷系統(tǒng)、AUV、USV以及ROV的能力,是法國未來反水雷系統(tǒng)的一部分。
21世紀初,瑞典海軍為適應未來海上戰(zhàn)場空間,研發(fā)新一代SAM3遙控掃雷系統(tǒng)。SAM3遙控掃雷系統(tǒng)由遙控艇、聲掃雷具、磁掃雷具等組成。遙控艇長度14.4 m,寬度6.7 m,吃水1.2 m,排水量14 t,續(xù)航力400 n mile(5 kn航速),掃雷持續(xù)時間高達80 h,最高航速12 kn。與SAM1系統(tǒng)相比,SAM3速度快、掃雷效率高;無人操作,遙控或半自主控制;抗沖擊能力強,容易操縱和利用。這些特性可使SAM3成為反水雷艦艇的補充,其降低了反水雷作業(yè)的時間,提高了對艦員和艦艇的安全性,對于目前缺少現(xiàn)代化反水雷艦艇或掃雷艦的國家是一種效費比極佳的選擇。
除上述國家,以色列、瑞典、新加坡、荷蘭等均結合自身海軍反水雷建設需求,開發(fā)了具有鮮明特色的USV系統(tǒng),如以色列“海鷗”無人艇、新加坡“Venus”無人艇、意大利“U-RANGER”無人艇。
1)根據國外反水雷無人艇的發(fā)展情況可知,其有2種發(fā)展思路:①以反水雷使命任務為主,同時,也具備執(zhí)行偵察、監(jiān)視、海洋環(huán)境探測等任務,即專業(yè)型反水雷無人艇,如CUSV反水雷無人艇、遠程遙控獵雷系統(tǒng)、SAM3遙控掃雷系統(tǒng)等,其更注重反水雷的性能。②無人艇的多任務能力。反水雷任務只是其使命任務之一,如“檢查者”MK2 USV、“海鷗”、Venus等,即通用型反水雷無人艇,與專業(yè)型反水雷無人艇相比,其反水雷能力相對較弱。
2)獵掃結合,均衡發(fā)展掃雷無人艇以及獵雷無人艇。由于現(xiàn)代水雷品種繁多,不但引信多種多樣,還有各種對抗獵、掃雷措施,導致任何一種單一手段都不足以完成反水雷作戰(zhàn)任務。因此,國外同時發(fā)展掃雷無人艇和獵雷無人艇,兩種裝備優(yōu)勢互補。
3)通用化、模塊化是技術發(fā)展的方向:①注重直接利用其他裝備的成熟技術和民用技術的最新成果;②強調模塊化、通用化技術的研究和推廣。這樣的技術發(fā)展路線,一方面縮短了新機型的研發(fā)周期,節(jié)約了成本,提高了改造升級和生成戰(zhàn)斗力的效率;另一方面由于采用了相同的標準和開放式體系結構設計,不同級別無人系統(tǒng)之間可以共享各種負載、導航系統(tǒng)、能源與動力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、傳感器、布放與回收系統(tǒng)等,從而為與部隊網中其他系統(tǒng)的融合和無縫連接奠定了基礎。
4)注重多個 USV的協(xié)同,由于單個反水雷USV的能力相對較弱,隨著使命需求的不斷復雜化和多樣化,僅通過追求單個性能最優(yōu)已經遠遠不能滿足要求。多USV協(xié)同具有空間分布、功能分布、時間分布的特點,能夠擴展單體USV反水雷系統(tǒng)的感知范圍,提高工作效率,實現(xiàn)單體 USV反水雷系統(tǒng)無法或難以完成的復雜任務。
以無人水下航行器、無人水面艇等無人平臺為載體,實現(xiàn)雷區(qū)無人化是反水雷發(fā)展的趨勢。隨著我國國力持續(xù)增強并日益走向世界舞臺中心,國家利益向海外拓展的速度和規(guī)模將進一步增大。海上方向已成為我國戰(zhàn)略利益拓展、確保國家長治久安和可持續(xù)發(fā)展必爭必保的戰(zhàn)略空間。根據海軍裝備發(fā)展戰(zhàn)略,今后一段時期反水雷裝備將在提升近岸及近海反水雷作戰(zhàn)能力的基礎上,進一步發(fā)展中遠海反水雷能力?;谖覈姆此仔枨?,結合國際上反水雷技術裝備發(fā)展方向,我國應大力發(fā)展反水雷無人艇裝備,提升我國的反水雷能力,為艦艇編隊的航行自由提供支撐和保障。