大键琴|“水下幽行者”的潜力有多大？
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护身符无人潜航器；
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休金4500无人潜航器；
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大键琴无人潜航器；
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长尾鲛无人潜航器 。
（阳明 石峰供图）
今年5月 ， 俄罗斯有关媒体报道称 ， 波塞冬无人潜航器将于2020年秋季在北极海域进行首次发射 。
而在此前 ， 美国有退役军官称 ， 虎鲸无人潜航器应该在未来冲突中扮演布雷等进攻角色 ， 而非只是担负潜伏与侦察任务 。
来自美俄的这两则消息 ， 是当前各国日益重视无人潜航器发展与使用的集中体现 。
未来作战中 ， 随着无人系统和人工智能技术的发展 ， 在广阔的海洋中 ， 无人潜航器将发挥更大作用 。 那么 ， 无人潜航器这种被称为可能改变未来海战模式的装备 ， 它的发展现状与未来走向如何？请看本期专家解读——
近年来 ， 有一款外观酷似潜艇、体量却只相当于迷你版潜艇的水下无人装备 ， 越来越受到世人关注 。 它 ， 就是无人潜航器 。
无人潜航器 ， 是指无人驾驶、依靠遥控或自动控制系统在水下航行的作业平台 。
无人潜航器的研制工作始于上世纪50年代 ， 早期的水下无人潜航器只是用于民用领域 ， 用来代替潜水员进行沉船打捞、深水勘探以及铺设水下电缆等作业 。
上世纪90年代 ， 无人潜航器的军事价值开始受到重视 ， 并得到迅速发展 。
目前 ， 全世界已有10多个国家的1000多艘各种用途的无人潜航器投入使用 ， 一场悄无声息的无人潜航器研制竞争已经拉开帷幕 。
先天携带无人家族优良基因
作为无人装备系统的一个分支 ， 无人潜航器继承了无人家族的优良基因 。 与潜艇等传统有人装备相比 ， 它在许多方面具有明显优势 。
目标特征小 ， 隐蔽性好 。 无人潜航器可分为微型、轻型、中型和重型4种类型 。 其中微型无人潜航器重量只有几十千克 。 目前 ， 尺寸最大的无人潜航器也不过200吨左右 ， 核动力无人潜航器波塞冬的重量约100吨 ， 而常规潜艇的排水量动辄上千吨 。 相比之下 ， 无人潜航器的体积较小、重量较轻 。 一般而言 ， 水下平台吨位越小 ， 其产生的噪声和磁场也就越小 。 因此 ， 无人潜航器在水下航行时 ， 很难被探测发现 。
不惧伤亡 ， 可持续作战 。 由于是无人平台 ， 这类潜航器在设计和使用时可以不用考虑人的生理心理极限和伤亡问题 ， 非常适合在恶劣的水下环境中执行各种危险、枯燥的任务 。 挪威海军装备的休金4500无人潜航器能够以3.5节航速在400米水深处连续工作17个小时 。 波塞冬的最大工作深度据称可达1千米 。
成本较低 ， 使用效费比高 。 与有人潜航平台相比 ， 无人潜航器不用配备生命维持系统 ， 构造相对简单 ， 其研制、生产和保养经费相对较低 。 即便遭受损失 ， 它在战斗力恢复、后续梯队投入和新生力量补充等方面也比有人作战平台更具优势 。
布放方式多样 ， 使用灵活度高 。 无人潜航器可以从潜艇、水面舰艇、飞机等多种载具上布放 ， 部分无人潜航器甚至可以分段拆装后打包空运 ， 非常适合执行时间要求紧、事发地点距离远的应急救援和机动作战任务 。
无人潜航器诸多优势正在释放
【大键琴|“水下幽行者”的潜力有多大？】由于具有诸多优势 ， 无人潜航器目前已经应用于海洋调查、水雷对抗、海上侦察监视等领域 ， 正朝着模块化和多功能方向发展 。 它所蕴含的诸多能量正在不断释放 ， 对海上作战模式的转变产生着深刻影响 。
收集水文数据 。 海军作战高度依赖水文环境数据 ， 能否有效掌握海水的温度、盐度、密度以及潮汐、海浪、洋流等变化规律 ， 关系着海上作战的成败 。
传统上各国习惯使用海洋测量船收集水文数据 ， 但测量船毕竟数量有限 ， 并且容易受到沿岸国家的关注和干扰 。
因此 ， 近年来一些国家开始使用无人潜航器采集水文数据 。 俄罗斯海军研发的大键琴-1R无人潜航器 ， 借助侧向声呐勘察海洋、海底 ， 也可配备摄像机、海水状态传感器等 ， 用以提高所收集数据的质量 。 美鲍迪奇号海洋测量船投放的一种无人潜航器 ， 可借助海水浮力向前游动 ， 能持续工作4-6个月 ， 最大航程可达6000千米 。 下潜时 ， 它可利用声呐等传感器 ， 收集水下不同深度的海洋环境数据 ， 上浮时用无线电信号回传数据 。
高效对抗水雷 。 水雷具有隐蔽性好、易布难扫、作战效费比高等特点 。 传统的猎雷、扫雷方式存在很高的危险性 ， 操作者需要承受很大精神压力 。 使用无人潜航器不仅可以减少人员伤亡 ， 提高扫雷效率 ， 还可以在战前没有取得制空制海权的条件下 ， 对敌近岸水域的水雷进行摸排 ， 为两栖登陆作战时迅速清扫做好准备 。
目前 ， 无人潜航器扫雷技术已比较成熟 ， 德国、日本、法国等国海军都列装了用于扫雷作业的无人潜航器 。 德国的长尾鲛、澳大利亚的塞拉菲那都可以执行扫雷任务 。 法国研制的无人潜航器主要用于扫雷灭雷 ， 近些年还推出了自主扫雷式无人潜航器概念 。
英国BAE公司开发的护身符无人潜航器不仅可利用声呐系统对水雷进行定位 ， 而且可以发射自身携带的喷水鱼灭雷具排除水雷 。
实施水下侦察 。 随着制造工艺的提高 ， 现代潜艇噪声越来越小 ， 对其探测识别难度也越来越大 ， 尤其是具有高机动性和长自持力的核动力潜艇 ， 一旦进入深海大洋将很难觅其踪影 。 因此 ， 在核潜艇基地附近蹲守 ， 第一时间发现核潜艇出港动向是整个反潜作战的关键 。
但是 ， 核潜艇基地附近海域往往部署有比较完善的反潜体系 ， 有人水下平台很难渗透进去 。
无人潜航器具有隐蔽性好、持续作战能力强等特点 ， 可通过有人作战平台在一定位置施放 ， 自主航行到敌港口基地的关键区域监视潜艇动向 ， 并将潜艇出港信息及时传递给后方 。
目前此类无人潜航器大多处于概念验证阶段 ， 美亨廷顿·英格尔斯工业公司研发的一款名为海神的无人潜航器已于2017年完成对抗性战斗空间的任务测试 ， 据称该型无人潜航器可在预定水域巡逻 ， 隐蔽侦察弹道导弹核潜艇 。
除了上述领域 ， 美俄英法等国围绕无人潜航器还提出一系列新的构想 。 如俄罗斯的赝品无人潜航器可用于模拟真实潜艇的物理场 。 美国的曼塔无人潜航器在离开潜艇后 ， 能用所装载的鱼雷、导弹或水雷独立完成作战任务等 。
未来 ， 无人潜航器可能会像无人机一样具有通信中继、信息对抗甚至打击时敏目标的能力 。
今后发展仍需跨越沟沟坎坎
虽然近年来发展迅速 ， 但是水下特殊的作战环境 ， 使无人潜航器目前在动力、通信、载荷和自主作战等方面仍面临着一系列困难和挑战 。 对此 ， 各国正在积极攻关 。
加强动力系统 。 大多数无人潜航器依靠电池提供动力 ， 而现阶段电池的能量密度无法支撑无人潜航器长时间高速航行 。 多数无人潜航器只能以4到5节甚至更低的速度航行 。
目前各国科研人员正在尝试使用燃料电池、油电混合动力等方式提高无人潜航器的续航能力 。 采用核能作为动力的 波塞冬无人潜航器 ， 据称航程可达1万千米 。
突破载荷限制 。 无人潜航器的优势在于尺寸小 ， 其缺陷也在于尺寸小 。 无人潜航器多数通过潜艇的鱼雷发射管投放 ， 其直径一般不超过533毫米 ， 排水量大部分为1吨多 。 这样的尺寸和排水量导致无人潜航器的有效载荷十分有限 ， 作战效能受到限制 。 为此 ， 各国都在发展可以从水面舰艇、码头投放的大直径无人潜航器 。 如美军的虎鲸无人潜航器直径超过25米 。 同时受无人机组网的启发 ， 一些国家的科研人员还在考虑将多个功能各异的无人潜航器组成一个集群 ， 采用蜂群作战的方式来解决单个无人潜航器载荷不足的问题 。
克服水下通信障碍 。 由于水的特殊物理属性 ， 信息在水下传输要比在空气中传输困难得多 。 地面上常用的无线电通信手段无法在水下使用 ， 水声通信、光通信、微波通信等传统水下通信手段至今没有解决传输距离短、带宽有限的弊端 ， 无法支持复杂战场态势信息实时传输 。 光纤有线通信虽然传输容量大、速度快 ， 却是以牺牲无人潜航器的活动半径为代价 。 为此 ， 各国一方面正在加紧探索磁感应通信等新型通信手段 ， 另一方面 ， 也提出可适当降低无人潜航器的隐身性能 ， 允许其定期浮出水面与外界进行无线电通信 。
提高智商智能 。 水下通信障碍使得水下潜航器对自主性的需求比无人机更加迫切 。 遗憾的是 ， 当前人工智能的发展水平尚不足以支撑无人潜航器进行真正的自主作战 。 在相当长的一段时间内 ， 人在回路仍将是其基本模式 。 例如 ， 无人潜航器目前还无法自主规避渔网等水下障碍 ， 也无法自主实现与母舰的对接与回收 。 目前各国的科研人员正围绕环境自适应、编队的协同控制、协同导航定位等领域展开攻关 ， 助力无人潜航器在复杂的海洋环境中自主协同完成各项任务 。 （赵鹏 邓 维 作者单位：国防大学）
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