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美国海军首次“无人集成作战问题”演习特点分析

2022-05-20廖南杰

无人机 2022年2期
关键词:无人协同海军

廖南杰

美国海军在2021年举行了“无人集成作战问题”-21演习,这是其首次举行涉及多个作战域的有人-无人系统大规模编组协同演习,目的是在真实、复杂的任务场景中探索有人-无人系统的密切跨域协同,为构建未来的有人-无人协同体系探路。

美国海军于2021年4月19—26日,在加州圣迭戈外海举行了为期一周的“无人集成作战问题”-21(UxS IBP 21)演习。这是美国海军首次举行涉及多个作战域的有人-无人系统大规模编组协同演习,也是其在2021年3月发布《无人作战框架》后举行的首次大型演习。

此次演习动用了数十型无人系统,目的是在真实、复杂的任务场景中探索有人与无人系统如何在空中、水面和水下实现密切跨域协同,使无人系统成为颠覆性的能力倍增器。该动向表明,美国海军正扎实有序地推进无人作战力量建设,力图打造有人-无人协同体系优势,对我国的传统海上对抗模式构成全新的挑战。

相关背景

2018年,美国海军部先后出台《无人系统目标》《无人系统战略路线图》等文件,提出了“建设一支有人-无人系统无缝集成部队”的愿景。但随着新版《国防战略》聚焦大国竞争、财年预算逐渐收紧、“烟囱式”研发造成重复采办等因素造成的巨大挑战,美国海军迫切需要对无人系统的总体策略进行针对性调整。

美国海军正扎实有序地推进无人作战力量建设,打造有人-无人协同体系优势。

2020年12月,美国海军部颁布《海上优势:以一体化全域海上力量制胜》战略文件,首次将中国列为唯一长期战略竞争对手,明确将中美海上关系定义为“对抗”,强调由海军、海军陆战队和海岸警卫队组成的“海上三军”必须作为一个整体进行建设和运用,形成从深海到太空、从远洋到陆地、从网络空间到电磁频谱的全域优势。

该文件特别指出:综合运用新兴与传统手段,以实现决策和行动优势;综合运用武器、平台、传感器等,以实现杀伤力集成与分配;综合开展各种计划和演习,以验证新型作战概念、鉴定新型武器系统。

2021年3月,美国海军部又公开《无人作战框架》文件(简称《框架》),要求海军和海军陆战队加速交付可信和可靠的无人系统,使其成为海上兵力结构中可靠、可持续的力量,通过与有人系统快速整合,提升两个军种的杀伤力、兵力规模、生存力、行动速度、威慑和战备。该文件提出了从传统兵力结构向有人-无人混合力量转型的愿景,明确了“少造、少试、多学”的理念,旨在通过发展和部署经验证的能力,实现所有作战域中有人-无人力量的无缝集成,保持战略和战术优势。

《框架》提出了5大发展目标,包括:①全面发展有人-无人编组协同作战能力,支持海上和联合作战;②构建数字基础,推进无人系统快速集成和规模化应用;③激励快速增量式开发和试验无人系统;④识别和解决共性问题,并跨域、跨平台推广;⑤发展思路从“以平台为中心”向“以能力为中心”转变。

《框架》将网络、基础设施、数据与自主性、接口与标准、指挥与控制等划定为共性技术,将通信、导航定位授时、人工智能、网络安全、边缘计算等划定为核心技术,要求一方面增加投资力度、整合研发力量,一方面采用模块化开放系统架构、持续高频升级。《框架》还特别指出,作战部署、演习训练和演示验证是弥补能力短板、降低技术风险、修正概念条令、完善战术战法的有效手段。

演习情况

“无人集成作战问题”-21演习由美国太平洋舰队负责整体规划,第3舰队具体组织实施。

参演装备种类多样、阵容庞杂

此次演习中,有人系统主要选取现役装备数量较多、代表性较强的型号,无人系统则在纳入部分技术较为成熟的型号之外,还动用了部分在研甚至保密项目的阶段性成果。

有人系统方面,涵盖除大甲板舰艇(航母和两栖攻击舰)、弹道导弹核潜艇和作战支援舰艇外的几乎全部海空主战平台。

舰艇装备包括:朱姆沃尔特级导弹驱逐舰1艘,舰艉的直升机甲板加装了大型球形天线罩,结合美国海军此前透露有意将该级舰等改装为无人系统指控母舰分析,该天线很可能用于相关任务;阿利·伯克级导弹驱逐舰4艘,其中至少1艘搭载有“海军光学眩目拦截器”(ODIN)舰载低功率激光器;提康德罗加级导弹巡洋舰1艘;自由级和独立级近海战斗舰各1艘;圣安东尼奥级两栖船坞运输舰1艘;洛杉矶级攻击型核潜艇1艘。

演习期间的“海鹰”中排量无人水面舰艇。

“香草”无人机的成本仅为当前主流长航时无人机的1/3,可架设于皮卡货厢的支架上发射。

空中装备有P-8A海上巡逻机、E-2C舰载预警机、EA-18G电子战飞机以及MH-60R/S舰载直升机等。

无人系统方面,共动用29型,其中50%为无人水面艇系统,30%为无人潜航器系统,20%为无人机系统。

典型装备包括:中型无人水面艇2艘、“人鱼海神”水面/水下双模无人航行器、“伊弗”-4无人潜航器、MQ-8B舰载无人侦察直升机、MQ-9A Block 5中空长航时察打一体无人机,以及“香草”超长航时无人机和首次曝光的海军研究办公室(ONR)“超级蜂群”计划等。

“香草”无人机采用模块化设计,成本仅为当前主流长航时无人机的1/3。该机翼展长11m,可架设于皮卡车货厢的支架上,在行驶状态下使用可抛弃式线缆放飞,最大飞行高度4600m,最大航程超过34000km,续航时间最长可达10昼夜,有效载荷45kg。

“超级蜂群”计划源于美国海军研究生院工程系于2016年提出的初步设想,旨在研发由水面、水下和空中无人系统,甚至多模无人系统组成,规模超过10000艘/架的巨型无人蜂群系统,从而彻底瘫毁对手的态势感知和判断决策能力。美国海军认为这已属于大规模杀伤性武器。

2020年,据ONR官方出版物披露,美国海军已于当年进行了“近战隐蔽自主一次性飞机”(CiCADA)实验,使用1架C-130运输机空投了1000架蜂群无人机。这一数量较2016年国防部战略能力办公室使用F/A-18E/F战斗机空投100架“山鹑”微型无人机的实验提高了10倍。

无人水下航行器(UUV)第1中队的CARINA 无人水下滑翔机发射。

MQ-9A Block 5 挂载声纳浮标撒布器等吊舱后,具备与MQ-9B“海上卫士”无人机相当的反潜作战能力。

演习内容紧贴实战、注重协同

美国海军称,“无人集成作战问题”-21演习主要由3个场景组成。包括:复杂的进攻性实弹发射演练;有人-无人协同情/监/侦(ISR)演练;有人-无人编组作战概念演练。

美国海军及相关媒体仅对第一个场景的内容作了不同程度的披露,另外两个则严格保密,仅表示使用了多域多型无人系统与有人舰/机进行了协同演练。

在进攻性实弹发射演练方面,2021年4月25日,美国海军使用有人-无人协同杀伤链,引导1艘导弹驱逐舰发射1枚“标准”-6导弹,对模拟潜艇的水面目标(装有小型角反射器和信号转发器)实施了超地平线精确打击,有效射程超过400km。

演练过程中,1型天基系统负责对可疑海域实施广域监视,中型无人水面艇等负责搜索与跟踪,确定目标所在海域后由MQ-9A Block 5无人机从高空投放被动声呐浮标,机载“自动识别系统”(AIS)完成精确定位和目标识别,随即与巡弋的P-8A巡逻机和MH-60R舰载直升机建立Link 16数据链通信,并通过其他无人机搭载的“海军全球指挥与控制系统”(GCCS-M)完成超地平线瞄准,将相关信息传输至导弹驱逐舰,实现了杀伤链闭环,全程未使用任何有源传感器。此前,美国海军曾在4月22日使用MQ-9A无人机协助1艘导弹巡洋舰对类似目标实施了瞄准,但未发射实弹。

此外,美国海军在该场景中还完成了无人机“蜂群”系统的反舰能力演示。该演示使用1艘无人水面艇作为ISR平台,通过“电子支援手段”(ESM)将目标坐标等信息传输至舰队海上作战中心(MOC),后者新设的信息战指挥官(IWC)主持生成火控数据,最终由水面战指挥官(SWC)核准并下达攻击指令,发射无人蜂群系统完成打击。

分析与看法

美国海军无人作战力量建设取得初步成效。虽然美国海军至今仍未透露“无人集成作战问题”-21演习的大部分内容及具体细节,但综合相关信息研判,该军种至少达成了以下目的:再次验证了“标准”-6导弹的反舰能力;首次证明MQ-9A Block 5无人机在挂载声呐浮标撒布器等吊舱后,具备与MQ-9B “海上卫士”无人机相当的反潜作战能力;初步证明其有能力构建有人-无人协同杀伤链;初步证明其有能力构建横跨水面、水下、空中和太空的复杂混合无源探测网,对现有有源探测体系形成强力补充;初步证明信息战指挥官可显著提升舰艇编队杀伤力和生存力,该职位主要负责收集和整理各种平台、系统获取的信息,并遂行全域火控数据分发;有助于其在《无人作战框架》指导下,深入开发可行可靠的新型作战概念。

演习试验性质浓厚,依托一体化试验鉴定提升装备实战效能。此次演习的实验性质极为浓厚,美国海军希望通过类似活动尽快明确当前兵力结构与理想的“未来混合舰队”之间存在的差距,并初步制定有人-无人编组的战术、技术和操作规程(TTP)。值得注意的是,美国海军官员强调通过“试能”与“试不能”,在演习中不断探索装备能力边界、形成全新战术战法,并以“验证一批交付一批”的形式向一线部队扩散。这与美国空军创建的“黑旗”演习的根本目的高度一致,即通过研制试验与作战试验的一体化,持续、快速、可靠地创新作战能力,不断提升武器装备的实战效能。

补齐短板加速演变,美国海军谋求建立并掌控全面作战优势。随着美国海军强调在保持强大对陆攻击、水下作战和两栖投送能力的同时“重回制海”,其愿景已调整为广域分散作战平台、机动部署作战力量,以制海制空为核心,以制陆为目的,通过远程、隐蔽、精确的手段对对手实施压倒性、摧毁性打击,最终建立并掌控全面作战优势。从“无人集成作战问题”-21演习情况看,美国海军希望在新作战概念、新作战力量和新装备技术的牵引下,打造立体感知、远程突袭、高效致命的全新作战样式,其地理分布更广、体系连通更好、敏捷抗毁更强,将赋予该军种非对称优势。■

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