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面向体系作战的水下无人攻防装备发展构想

2020-07-22罗云虎

数字海洋与水下攻防 2020年3期
关键词:预置水雷远海

罗云虎

(中国船舶重工集团有限公司第七一○研究所,湖北 宜昌 443003)

0 引言

近10年来,随着美国国家战略调整,我国海上面临的安全威胁加剧,特别是水下安全形势严峻,“水下国门洞开”问题长期存在。水下战场是可与海面、空、天等作战空间相比拟的争夺制海权的重要作战空间,控制水下战场空间足可改变战争形态,影响战争全局。因此,当前世界各海军强国都在大力发展新型水下战装备和能力,水下无人攻防装备更是其中发展重点。

作为海军装备体系的重要组成部分,我国水下无人装备还处于以平台为中心、以传统水中兵器为主要手段的状态,难以适应当前“兵力分布、火力集中”等新型作战样式的作战需求。本文从体系化作战需求出发,分析了我国水下无人装备的现状和不足,提出了一种水下无人攻防装备体系发展的初步构想[1-2]。

1 美国水下无人装备发展特点

随着科技的发展,以无人机、无人潜航器(UUV)等为代表的无人作战装备已成功应用于实际战场上,极大地提高了作战效率,也成为了世界主要军事强国竞相发展的装备领域。

在水下无人系统方面,美国早在20世纪80年代就开始制定UUV发展规划,后来提出水下无人作战概念,现在已与空中无人机、地面无人装备等统筹到无人作战装备体系中。美国水下无人作战装备体系发展的主要特点如下。

1)长期坚持按照体系化作战愿景引导水下无人装备发展。

美国是全球最早、最广泛、最深入在UUV体系方面开展研究的国家,在其发布的 2000年版《UUV发展主计划》中,提出了便携式、轻型、重型、巨型4类UUV的发展需求,指导和规范其军用UUV的发展。2004年版《UUV主计划》报告明确了 UUV需要全方位融入和支撑海上力量体系,以“海上盾牌”“海上打击”“海上基地”“部队网络”4大支柱能力为目标,分析了UUV的使命任务和能力需求,衍生出UUV装备的作战能力需求、行动能力需求、装备形态需求等具体要求,构建了完备的 UUV体系构架并不断更新发展[3]。从2007年起,美海军将UUV纳入海上无人系统,持续按照支持体系化作战发展要求引导水下无人装备体系发展。美国海军在2016年提交的《2025年自主水下航行器需求》报告中提出了水下力量未来需要具备的5种新的任务领域,重点关注水下无人系统基于网络信息化的分布式组网及杀伤、联合作战、多域作战、协同作战等体系化作战能力建设[4]。

美国水下无人作战装备体系化发展主要体现在3个方面:

①发展装备类型全,基本覆盖美海军作战需要的能力类别。在无人装备能力谱系方面,欧洲和日本重点发展防御型装备,对应美国的4种支柱能力中的“海上盾牌”和“部队网络”,而美国则在很早就在开展攻击型 UUV(“曼塔”)和巨型投送型UUV(“海马”)等装备的研究。

②水下无人装备从概念设计上就被赋予了协同基因,单个装备的功能简单明确,但却是整个打击链中的一环。例如,美国在无人系统反水雷作业上更倾向于将发现和处理分开,采用高性能探测AUV进行区域搜索,发现有水雷目标后再发射一次性灭雷具进行处理。

③水下无人装备与当前作战体系平稳对接,可以较好地被纳入到现有作战体系中。为了让无人装备融入体系,美国很早就提出无人系统数据、通信、指挥控制等方面的标准,成立专门的机构负责水下无人装备事务,经常开展无人装备与有人平台协同作战测试。

2)围绕“潜艇风险控制”构建未来新型水下无人预警装备体系。

美国拥有全球绝对领先的海上力量,其航母战斗群长期在全球海域前沿部署,保持对潜在竞争对手抵近压制。凭借其强大的空天监视网络,竞争对手的海面和空中力量动态尽在其监控之下,难以对美国本土形成重大威胁。然而,由于水下环境的特殊性,目前美国也无法完全监控竞争对手的水下活动,潜艇等水下装备是能对美国本土形成巨大威胁的重要力量。因此,美国长期重视水下监视能力的发展,其水下无人作战体系的发展也是以反潜战为主要目的。

“潜艇风险控制”(Submarine Hold At RisK)是美国海军提出的一种反潜战法[3],是其“海上盾牌”支柱能力的一部分,其核心思想就是抵进监视,全程掌控,避免敌方潜艇进入大洋黑洞后无从探测而带来的风险。从早期的SOSUS系统到后来升级的海底固定式水下警戒监视系统(FSS)、可部署自动分布式系统(DADS)、海底战术网络系统(Seaweb)再到现在最新发展的分布式敏捷反潜系统(DASH)[5-6]、反潜持续跟踪无人艇(ACTUV)等项目,美国正在构建以分布式水下监控信息网为基础,多功能核潜艇和空中反潜平台为核心,水面/水下、无人/有人紧密对接的新型多兵种联合近中海攻势反潜战体系,保持对敌方潜艇全方位立体监视预警跟踪能力。

图1 分布式敏捷反潜系统(DASH)Fig. 1 Operational concept of the Distributed Agile Submarine Hunting(DASH)system

3)以潜艇为指控中心,水下无人系统为前出力量,强化拒止区域水下作战能力。

美国将潜艇作为水下战指挥中心和协同平台,大力推进无人系统上艇,搭载一系列的UUV和新型武器,增强潜艇水下感知和打击范围,提高潜艇安全性与拒止区域作战能力。近期水雷侦察系统(NMRS)是一种潜艇搭载的UUV系统,采用标准口径,通过鱼雷发射管发射,可以前出50 km遂行反水雷和战场环境侦察作业,目前已列装部队,作为攻击型核潜艇的配套装备。“曼塔”(MANTA)系统是一种可由潜艇保形搭载的攻击型 UUV,采用模块化结构设计,可根据不同的任务改变其配置,执行情报/监视/侦察、水雷侦察、战术海洋数据收集、在沿岸浅水域实施反潜作战等任务,所收集的情报经卫星或水声通信传回母艇。该项目经过了原型样机试验,推动了美海军后来攻击型 UUV的发展。近海持续监视网(PLUSNet)是美国最近提出的一种“俄亥俄”级巡航导弹核潜艇搭载的水下无人系统[7],该系统包含1个巨型“海马”UUV或“X射线”重型翼状滑行器、6个“金枪鱼”-21重型UUV、18个“深海滑行者”(Seaglider)轻型滑行器等装备,从潜艇导弹发射筒布放形成分布式探潜网络,可以在相关海域形成185 km×185 km的持续反潜探测区域,用于加强潜艇的探测范围和反潜能力,应对近海环境中的安静型常规潜艇。

4)发展长航时察打型无人潜航器、深海长期潜伏水下预置武器等新概念装备,增强水下无人系统“海上打击”能力,变革水下战作战模式。

图2 近海持续监视网(PLUSNet)作战概念Fig. 2 Operational concept of PLUSNet

为配合攻击型核潜艇的战略后撤,美国正在大力发展察打一体的长航时无人潜航器,发展了采用滑翔式无人潜航器本体加装鱼雷战斗部的“蓝狼”、“大排水量无人潜航器”(LDUUV)[8]、“超大型无人潜航器”(XLUUV)等具有敏捷部署和分布式打击能力的项目;为了强化前沿军力部署,同时尽量降低有人平台伤亡风险,美国开发了以“海德拉”(Hydra)[7,9]、“上浮式有效载荷”(UFP)、“深海SHARK系统”(DASH之深海子系统)等为代表的多种类型水下预置类无人作战武器系统,初步形成了覆盖近海和深远海且包括移动节点、固定节点、探测节点、打击节点等形态的水下无人装备体系,具备在潜在的作战区域构建水下分布式无人作战网的能力。近年来,美国将各种水下无人作战平台前沿部署在我近海海域,企图采用无人平台对有人平台的作战样式,反制我近海反介入/区域拒止能力,对我国家安全形成重大威胁。

图3 美国新概念“海上打击”装备Fig. 3 American new concept of “Sea Strike” equipment

2 体系化作战中水下无人攻防装备能力需求

作战体系是由功能上相互联系、相互作用、相互补充的各种作战要素、作战单元、作战系统等按照一定的指挥关系、组织关系和运行机制构成的有机整体。现代海战都将是呈现体系对抗特征的体系化战争,体系的作战效能、协同效率是制胜的关键,体系中的装备围绕作战能力需求进行构建。水下无人作战装备是海军作战装备体系中的一部分,须符合海军作战体系总体作战需求,融入联合指挥体系,成为打击链上特定作战环节,弥补现有作战体系能力不足,或提升已有能力的性能。

美国对水下无人装备能力需求开展了大量研究,经过多年发展,提出水下无人装备的作战能力需求:

1)战略威慑;

2)情报监视侦察(ISR);

3)反潜战(ASW);

4)反水面战(ASuW);

5)突击;

6)海军特种作战(NSW);

7)水雷战;

8)海床战;

9)反AUV战;

10)电磁机动战(EMMW);

11)欺骗战;

12)非杀伤海上控制等[4]。

这些能力需求有其普遍意义,也有些体现美海军特色。

我国现在推行海洋强国战略,海军“加快推进近海防御型向远海防卫型转变”[10],中远海将成为我国海军重要的作战海域,对我国周边的近海海域则提出了更高的作战要求。未来一段时期,我国需要考虑的海上作战样式包括“近海区域反侦察作战、反封锁作战和岛礁争夺战、中远海舰艇编队体系对抗作战和航道保护”等。

近10年来,我国在海军装备建设上取得了飞跃发展,双航母战斗群初步建成,远洋作战能力显著提升。但由于历史原因,我国现有海军装备体系在水下攻防能力、水下信息保障能力、远海作战装备与保障能力、对抗新型水下无人装备能力等方面均存在不足。传统海军装备体系主要靠水面舰船、潜艇等有人作战平台携带探测与打击武器系统实行水下攻防、水下信息探测等作战任务,存在空间时间覆盖率低、作用范围小等问题。另外,我国没有海外基地支撑,在中远海潜在战区作战力量数量不足,补给线漫长,无法长期保持力量存在。水下无人装备具有成本低、可大量部署、能全天候自主工作、长期战备值守等特点,适合用于弥补现有装备水下作战能力不足,还可以通过隐蔽部署在中远海敏感海域实现作战力量长期存在。

围绕“跟谁打、在哪打、怎么打”几个问题,从作战样式、作战对象、作战海域、作战方式等方面分析水下无人装备可以及适合承担的作战任务,归纳水下无人攻防装备的作战能力需求包括:

1)水下探测与警戒监视(近海常态化、远海大范围);

2)水雷战(反水雷、攻势布雷);

3)环境/地貌/电磁声侦察(远海长时、敌前隐蔽);

4)载荷投送与回收;

5)反潜/反水面舰船(近海、远海机动);

6)预置/反预置(预置对舰、对潜、对陆立体打击,探测处置深海水下装备);

7)信息战(干扰、诱骗、网络攻击);

8)通信导航;

9)反UUV/反蛙人(港口基地);

10)水下作业/战场建设(深远海);

11)能源补给(深远海);

12)水下救援;

13)非致命打击(潜艇、水面舰艇软杀伤,蛙人软杀伤)。

3 水下无人攻防装备体系发展初步构想

水下无人装备从形态可分为机动型和固定型,机动型包括水下无人航行器(UUV)、水下滑翔器(UGV)、巡航类武器等,固定型包括水下固定探测警戒网、通信导航节点、预置武器、水雷等。我国现有的水下无人装备主要是传统鱼雷、水雷、深弹等水中兵器,绝大部分武器系统不具备信息化能力,难以融入作战体系,UUV装备和预置武器系统等新型水下装备形态处于发展初期。水下无人作战力量建设长期缺乏顶层体系引领和规范,发展的装备存在板块分割、各自为战的现象。

根据第2章中的海上作战能力需求分析,远海条件、持续战力保持是关键要素。现有水下无人装备存在高度依赖作战平台的问题,虽然能在一定程度上提升整体作战效能,但还不能很好地满足“全天候自主工作、长期战备值守”和“中远海敏感海域作战力量长期存在”的需求。因此,未来水下无人装备体系发展应符合以下2个定位:

1)水下无人装备体系是近海防御的重要基石。要建设完备的近海水下无人攻防体系,全天候常态化对水下威胁进行监控,大幅提升近海水下作战响应速度,弥补我近海防御的短板,形成切实可信的空中、水面、水下立体防御纵深。

2)水下无人装备体系是中远海作战的战略支撑和战术支点。利用水下无人攻防装备在水下、海底建设广域持久的隐蔽前沿阵地,实现相关海域军事存在,可有效兼顾力量投射能力与经济性和国际影响的关系。通过合理布局,水下无人攻防体系可以成为中远海作战的战略支撑,不仅可以通过隐蔽部署在远洋作战区域形成长期军事存在,也可以构建有利的战场态势,协助有人平台开展作战行动。

按此总体发展定位,水下无人攻防装备体系由“近海水下无人作战装备、中远海水下无人作战装备、舰/艇载水下无人作战装备”组成,如图 4所示。强化水下无人攻防体系不仅可作为有人平台力量延伸,还可以作为联合作战中自成系统的独立力量构成。

图4 水下无人攻防装备系统构成图Fig. 4 Compositional diagram of underwater unmanned attack and defence equipment system

近海水下无人攻防装备主要包含反潜预警打击网、港口基地水下防御网、反水雷应急航道[11]保障系统等。反潜预警打击网以水下固定探测警戒系统为主体,以舰载、机载等机动探测系统为有效补充构成,可全天候监视水下潜艇活动,用于形成近海多层反潜拦截打击防御线;港口基地水下防御网主要由港口基地水下监视系统和小目标处置系统组成,主要用于反蛙人/反UUV,也可用于近距离反潜;反水雷应急航道保障系统由水下监控网、机动监测UUV、应急处置猎雷系统等组成,可全天候监视水下布雷信号,及时查证并销毁水雷,确保战时海上应急航道安全畅通。通过近海“两网一系统”的建设,在我周边海域形成全天候自动化的水下防御能力,可以有效应对敌水下侵扰和水雷封锁。

中远海水下无人攻防装备主要包含深海广域探测通信导航网、深海预置武器集群、水下无人机动作战集群(一网两群),以及战场快速构建与重构系统、反预置武器系统等。深海广域探测通信导航网由侦察型预置式系统、潜标、浮标等固定设施组成,可在中远海战区形成大范围网格化探测警戒、目标指示、通信导航能力,用于支撑战场信息保障;深海预置武器集群由深海预置式打击武器系统、预置式察打一体攻防系统、预置式信息作战系统、预置式软对抗系统等组成,采用标准通用化平台和模块化任务载荷的总体方案,便于鱼雷、导弹、特殊任务型UUV/UAV等载荷的适装,在作战指挥系统指控下,对水下/水面/空中/陆地目标实施火力打击、干扰诱骗、信息保障等任务;水下无人机动作战集群由多个具备目标探测、通信导航、软硬攻击的不同功能的UUV组成,可通过UUV集群、远海广域探测通信导航网、水下预置式武器集群、有人指挥平台等之间联网,实现水下协同探测、通信中继、打击等作战任务。通过中远海一网两群装备的发展,形成可以灵活部署、大范围深海海域控制无人作战能力,有效支撑作战编队远洋作战。

舰/艇载水下无人攻防装备主要用于为执行作战任务的有人作战平台提供必要的水下作战能力,可用于近海、远海、敌前等多种作战场景。主要由反潜、反水雷水中兵器及可舰布式UUV探测与打击武器系统等组成。

根据我国水下无人装备现状及需求的优先级,建议近期优先发展以下3类水下无人装备:

1)围绕远海防卫需求及水下长期侦测能力、水下立体快速响应多目标打击能力的建设,发展深海预置武器及反预置武器装备;

2)围绕近海防御及反潜、反水雷侦测能力、水下战术阵地建设与保障能力的建设,发展反潜预警和反水雷监控与处置装备;

3)围绕海域综合控制作战需求及水下装备快速隐蔽部署能力建设,发展具备超长自持能力、超大载荷能力、远程打击能力、战场构建能力的巨型UUV装备系列。

4 结束语

水下无人攻防装备是未来海战装备体系的重要组成部分,是新质作战力量的重要来源,已成为各国重点发展的方向。本文分析了美国海军水下无人装备体系发展特点,针对我国海军作战任务及现有作战体系存在的问题,提出了面向联合体系化作战的水下无人攻防装备发展初步构想,可以提升近海水下管控能力,弥补中远海水下区域作战能力不足。

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