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“海上猎手”如何改变未来反潜模式
http://www.100md.com 2016年6月15日 《百科知识》2016年第12期
“海上猎手”如何改变未来反潜模式

     4月6日,美军为一艘处于测试阶段的“无人驾驶”技术示范舰艇举行了命名仪式,将其命名为“海上猎手”,官方名称则为“反潜持续追踪无人艇(ACTUV)”,它将会在海军战略领域引发革命,使未来反潜作战模式发生彻底改变。

    从上天到下海的无人驾驶技术

    进入21世纪以来,信息技术结合人工智能的飞速发展,无人驾驶技术已经从环境单一的太空、空中拓展到了环境复杂的水下、水面,出现了无人潜航器、无人水面艇等。随着水下和水面作战环境日益复杂,尤其是大潜深、长航时的无人潜航器的出现,以及常规静音潜艇的大量服役,使得对水下目标的搜索更加耗时费力,反潜任务量和难度都空前加大。正是在这一背景下,美国海军开始研发一种无人驾驶持续跟踪反潜巡逻艇。

    ACTUV采用三体船布局,全长约为40米、高4.3米,重量约140吨,船身用碳复合材料制成,使用模块化设计组装而成。装备有两台引擎,航速27节(50千米/小时)。在最近的一次测试中,它的航速达到31节,已超过当前所有常规潜艇的最高速度。

    ACTUV配备的模块化可扩展声呐系统,可自动执行主动和被动声呐搜索任务,并且已经成功利用该系统跟踪到目标。ACTUV装备最先进的传感器——多种型号的雷达、用于全昼夜监视海面的光电系统、无线电电子战系统、能自动确定目标并将其与水下目标数据库对比的强大的龙骨下回声定位仪和能将所获情报传输数千千米的通信系统。

    无人驾驶反潜巡逻艇在技术层面上,将有两项革命性突破。一是在世界海军声呐探测装备中首次取消了“人在回路”,实现了对水下物体探测和跟踪的自动化、无人化。声呐具备了人的智能判断能力,需要自主决策,自我执行复杂困难的搜索和跟踪任务。声呐要开发出适合自动搜索跟踪的复杂算法,就要开发出准确判定目标性质、降低误警率的软件,包括各类水下目标的声纹数据库,综合集成这些硬件软件并确保声呐系统的顺畅运转,需要有大量的海洋基础性实验数据予以支撑。二是海上无人驾驶自主航行技术。无人驾驶自主航行与无人驾驶有人遥控是根本不同的两种技术,美国的无人驾驶反潜巡逻艇完全智能化,自主航行、自主避碰、自主决策,基本不需要人的参与。它的自动化操纵系统要求可靠性极高,在海上必须自动服从各类海洋法规,自动遵守安全航行习惯,自动遵守船舶避碰规则。为拥有完成这些具体行动的能力,无人驾驶反潜巡逻艇还必须具备智能化通信能力、与海上相遇船只智能化语音互动识别能力等。为完成对常规静音潜艇连续跟踪的任务,在航速上无人驾驶反潜巡逻艇将具备压倒性优势。

    据称,“海上猎手”未来还可能像击败人类顶级棋手的“阿尔法围棋”一样,利用特殊算法不但能识别和避让附近船只、持续追踪水下目标,更能通过不断学习完善自身效能。

    具备跨洋能力的全机器人战舰

    “海上猎手”之所以被寄予厚望,很大程度在于它的特殊性能。

    第一,具有专业发现和追踪柴电潜艇的能力。柴电潜艇装有近乎无声的发动机,这种静谧的柴电动力潜艇悄无声息,很难远距离探测和追踪,特别是新一代柴电潜艇配备了不依赖空气的推进系统和先进的锂离子电池,更加难以追踪。而ACTUV 则可以捕捉到柴电潜艇发出的引擎声,就好像在嘈杂的闹市中辨别出一辆汽车的声音。在执行任务期间,ACTUV一旦发现目标的蛛丝马迹,会使用声呐系统的高频主动声呐对目标进行精确定位和跟踪,同时借助传感器技术进行信息搜集。逼近到很近的距离时,ACTUV会通过声学图像,确定目标潜艇的型号等信息,再通过人工智能处理系统将搜集到的这些数据,通过卫星通信线路传输到美海军的反潜指挥中心,再由中心指派就近的反潜平台赶往目标海域,摧毁敌艇。

    第二,具备惊人的海上持续作战能力。ACTUV在无人驾驶或远程操纵的方式下,在大洋水面可连续60~90天自主操作,在12节的巡航速度下,它甚至可以航行1万海里,巡查大片海域,一旦发现敌方潜艇便召来其他美军舰船予以摧毁(ACTUV本身不配备武器)。更重要的是,它还能与濒海战斗舰等新锐载人战舰联合作战,利用良好的隐形性能和强大的探测能力,成为美军舰队最前沿的“侦察尖刀”。即便“海上猎手”遭到敌人攻击,也不用担心会危及船上人员的安全。

    第三,反潜作战海域范围广。美国此前曾提出一款名为USV的无人艇,配属濒海战斗舰,但USV的吨位小、自主能力弱,只能在母舰周边执行任务。相比之下,ACTUV规划的作战半径达到了3000千米,加上很高的自主任务能力,ACTUV完全具备了传统反潜平台,如水面舰、潜艇、航空反潜机等同的大范围作战能力。

    第四,执行任务的运行成本极其低廉。与卓越性能对应的,则是该舰相对低廉的建造和运营成本,这将为美军打造一整套“廉价猎潜无人舰队”奠定基础。

    对未来海战产生重大影响

    ACTUV虽然只是一艘没有武装的无人驾驶反潜原型舰,但其优异的技术性能将使未来海战发生重大改变。

    目前,常规静音潜艇之所以可以在海洋中大显身手,主要原因在于:一是可在全球威胁海域持续搜索的水面平台的数量严重不足;二是建立全球海洋信息栅格的工作还远未完成,如美国只在全球重要水道、重点威胁海域建立了水下声学监视网;三是海洋监视卫星的技术能力还未达到发现水下常规潜艇的水准,还有相当的空白和盲区。这三个原因的解决办法中,花费最少、见效最快的是增加水面平台数量。

    未来反潜战模式将改变为:对潜艇早期发现预警由海洋信息栅格系统和卫星提供,而查证、识别、跟踪潜艇靠无人驾驶反潜巡逻艇和反潜飞机,攻击潜艇主要使用反潜飞机。这种未来新型反潜战的作战模式,对需要定期上浮充电的常规动力潜艇来说,意味着上浮即暴露,潜艇的每一个行动都将会在对手的掌控中,常规潜艇隐蔽性强这一制胜法宝将颠倒,优势变为劣势。未来海洋中可能只剩下核潜艇才有生存的机会,发展新一代大潜深的新型核潜艇,才有可能从根本上扭转局势。

    【责任编辑】庞 云 (李大光)