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追趕HSU001無人潛航器,美國的無人潛航器研發(fā)史

 好了明理 2019-10-21

說到起了個(gè)大早,趕了個(gè)晚集系列,除了東風(fēng)17,還有無人潛航器,從1994年開始,美國海軍就認(rèn)為擔(dān)任情報(bào)、監(jiān)視與偵察任務(wù)的無人船只可能會(huì)改變未來海戰(zhàn)樣式,無人潛航器與有人潛艇相比體積小、特征小,難于發(fā)現(xiàn)和防范,可以進(jìn)入有人潛艇不宜進(jìn)入的地區(qū),承擔(dān)那些有人潛艇執(zhí)行成本過高不宜執(zhí)行的任務(wù),也可作為數(shù)據(jù)融合節(jié)點(diǎn),承擔(dān)行動(dòng)情報(bào)的收集和傳輸,可以顯著增強(qiáng)有人潛艇的生存能力,于是啟動(dòng)了相關(guān)研制,

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之后美國研制了型號(hào)繁多的無人潛航器,不過主要的用途不是為改變未來海戰(zhàn)樣式而研制,而是在用于在世界各重點(diǎn)海做海洋環(huán)境調(diào)查,對(duì)海洋環(huán)境的調(diào)查是為了反潛戰(zhàn)和對(duì)潛艇有更精確的海圖可用,另外,裝備高精度拾音器的潛航器也可以做為智能化的水下偵察器,在一小范圍海域或敵方潛艇基地附近進(jìn)行偵聽潛艇經(jīng)過的音響信息,不過這些無人潛航器尺寸很小,只相當(dāng)于一枚324毫米魚雷,活動(dòng)半徑很有限,

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2010年前后,美國海軍開始發(fā)現(xiàn)這個(gè)時(shí)期出現(xiàn)的靜音常規(guī)動(dòng)力潛艇對(duì)美軍構(gòu)成的威脅不斷加大,對(duì)手配備AIP系統(tǒng)的的靜音常規(guī)動(dòng)力潛艇已經(jīng)可以了無聲息地進(jìn)入美國海域,當(dāng)時(shí)的美國海軍水雷和反潛戰(zhàn)指揮官弗蘭克·德雷南少將公開表示,靜音常規(guī)動(dòng)力潛艇降噪技術(shù)突飛猛進(jìn),當(dāng)年對(duì)手的潛艇一出港口整個(gè)太平洋都可以聽見其發(fā)動(dòng)機(jī)的轟鳴聲,現(xiàn)在的發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)近乎無聲了,一旦對(duì)手噪音更低的無軸泵推潛艇服役,美軍在冷戰(zhàn)時(shí)期開發(fā)的各種反潛體系就幾乎全部失靈,

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在大洋中搜尋對(duì)手新服役的靜音常規(guī)動(dòng)力潛艇已經(jīng)像在一座喧囂的大城市監(jiān)聽一臺(tái)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的聲音一樣困難,而且美軍只能用造價(jià)昂貴數(shù)量有限的核動(dòng)力潛艇去追蹤對(duì)方的常規(guī)動(dòng)力潛艇,因此美國海軍希望開發(fā)一種成本只有潛艇的十分之一,可以大量建造,能夠在淺水區(qū)跟蹤敵方潛艇無人駕駛船只來執(zhí)行反潛終結(jié)這種威脅,這種無需由人操控的海軍船只,其設(shè)計(jì)和大小適合全球獨(dú)立部署,集中部署在沿海水域,可以一次在海上獨(dú)自巡航數(shù)月,以低于核動(dòng)力潛艇的使用成本持久搜尋并追蹤常規(guī)動(dòng)力潛艇,并將其逐出具有戰(zhàn)略意義的區(qū)域,抵銷對(duì)手的威脅,

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2010年開始,美國國防先進(jìn)研究計(jì)劃署就開始能夠在淺水區(qū)跟蹤敵方潛艇的無人駕駛船只開發(fā),首先開發(fā)出來是一個(gè)別名為海獵人的碳纖維復(fù)合材料無武裝無人艇,它采用模塊化設(shè),可輕易改裝為其他任務(wù)角色如情報(bào),監(jiān)觀和偵察任務(wù),可以通過雷達(dá)被動(dòng)式光電/紅外導(dǎo)航,配備駕駛感應(yīng)器,在遠(yuǎn)程監(jiān)控模式下航行數(shù)千公里。該航行器能把自己的情況進(jìn)行匯報(bào),并具有電腦確定其他船只并預(yù)測他們下一步會(huì)怎樣做。2014年11月18日,一艘配備了自主軟件和感應(yīng)器的測試船舶在海上完全人為干預(yù)及無預(yù)設(shè)的情況下,在42天的航行中以自主的導(dǎo)引系統(tǒng)避免一切障礙、浮標(biāo)、沿岸地貌淺灘通過在狹窄航道和未經(jīng)預(yù)先計(jì)劃和設(shè)定的航點(diǎn),同時(shí)避免碰撞其他水面艦艇;

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這種沒有武裝的無人艇設(shè)想是與P-8反潛巡邏機(jī)和MQ-4C無人機(jī)一起執(zhí)行任務(wù),當(dāng)海軍其他探測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)某海域出現(xiàn)一個(gè)可疑的目標(biāo)時(shí),海獵人會(huì)迅速趕到前往該海域,首先用兩側(cè)吊艙的主動(dòng)被動(dòng)聲納將作遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集并核實(shí)潛艇的存在,以確定其受威脅程度。在主船體的兩個(gè)較高頻率聲納將提高跟蹤的精度和任務(wù)的可靠性。一且確定目標(biāo)近在咫尺,總場磁力計(jì)數(shù)組將提供有關(guān)目標(biāo)活動(dòng)的更多信息以作不斷跟蹤。最后甚高類聲納會(huì)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別和分類,通過衛(wèi)星傳送給其它艦艇和飛機(jī),如果接觸到目標(biāo)被確定為不具威脅可以指令無人艇返回,所以如果偵測到敵方潛艇的話,它會(huì)通知其他海軍的戰(zhàn)斗系統(tǒng)進(jìn)行攻擊,或者一直尾隨跟蹤目標(biāo)。

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不過這個(gè)耗時(shí)15個(gè)月才建造完成的家伙一下水就己過時(shí),這種無人艇是建立在美國擁有絕對(duì)制海和制空權(quán)的環(huán)境前提下,隨著美國海軍日益衰落,對(duì)手海軍日益強(qiáng)大,美國海軍已經(jīng)不敢說在西太平洋上有絕對(duì)的勝算,這種沒有武裝的無人艇如果沒有絕對(duì)制海和制空權(quán)的保護(hù),連普通的小漁船也能收拾它,對(duì)手可是有幾十萬條虎視眈眈的漁船,美軍建造再多也不夠幾十萬條漁船拖走,美軍只能放棄這種沒有絕對(duì)制海和制空權(quán)就任人魚肉的無人艇,轉(zhuǎn)變?yōu)殡y以發(fā)現(xiàn)水下無人潛航器,

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首個(gè)轉(zhuǎn)變項(xiàng)目為「仿魚靈敏型近岸可變鰭自動(dòng)裝置」,也叫會(huì)飛的無人潛水艇,兼具飛行與潛水功能·,除了有一般飛行器所擁有的尾翼外,前后共裝上4個(gè)魚鰭,兩個(gè)裝在前面,另外兩個(gè)則位于機(jī)翼尾端,用以控制飛行或航行。該裝置根據(jù)周圍環(huán)境調(diào)整尾翼與鰭的角度控制運(yùn)動(dòng)方向。能像水上飛機(jī)一樣降落在目標(biāo)區(qū)域的水面上,然后過渡到潛航的水下航行器模式潛入水下。其飛行速度約91公里,

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過去在探測水下目標(biāo)時(shí),通??恐鄙龣C(jī)將聲納浮標(biāo)投入周圍海域,但如果目標(biāo)駛離偵測范圍就無法發(fā)揮作用,根據(jù)美國海軍的設(shè)想,這種會(huì)飛的無人潛水艇可以輕易解決這個(gè)狀況,但是這種會(huì)飛的無人潛水艇太小了,也飛不遠(yuǎn),在美國海軍艦艇日益減少的今天,這種東西無法象海獵人無人艇自主巡邏60到90天,達(dá)不到原來的獨(dú)自巡航數(shù)月,以低于核動(dòng)力潛艇的使用成本持久搜尋并追蹤常規(guī)動(dòng)力潛艇的要求。

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真正符合要求的是美國水下作戰(zhàn)中心2015年4月13日公開的代號(hào)“黑魚”大型無人潛航器,可以進(jìn)行電子戰(zhàn),水雷戰(zhàn),反潛戰(zhàn)、反水面戰(zhàn)等任務(wù),雖然還只是個(gè)模型,但被列入美國海軍“需要加速采購”的名單,美軍先投資6760萬美元,第二年投資7960萬,務(wù)求趕在2019年下水,以最快速度配備瀕海戰(zhàn)斗艦,“弗吉尼亞”和”俄亥俄”潛艇,并在此基礎(chǔ)上研發(fā)水下續(xù)航力至少要達(dá)到2000海里的超大型無人潛航器,不但可以偵察,還可搭載MK-48重型反潛反艦魚雷直接攻擊敵方目標(biāo)。

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但理想很豐滿,現(xiàn)實(shí)很骨感,水下情況相當(dāng)復(fù)雜,在水下高速機(jī)動(dòng)時(shí),不確定因素也很多,要實(shí)現(xiàn)水下高速機(jī)動(dòng),以及在超遠(yuǎn)距離機(jī)動(dòng)中的導(dǎo)航和定位不是一件容易的事,導(dǎo)航信息經(jīng)過積分產(chǎn)生,定位誤差也隨時(shí)間延長而增大,每次都需要較長的初始對(duì)準(zhǔn)時(shí)間,慣導(dǎo)有固定的漂移率,這樣會(huì)造成物體運(yùn)動(dòng)的誤差。在幾千甚至上萬公里的航程中,洋流、海流等影響很大,加上自身技術(shù)偏差,誤差也很大,人工智能駕駛感應(yīng)器無法完全取代人類,美軍大型無人潛航器至今無法解決這些問題,2019年裝備部隊(duì)的美好愿望破滅了,而對(duì)手的HSU001大型無人潛航器卻在2017年實(shí)打?qū)嵉默F(xiàn)身了,

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這意味著未來的作戰(zhàn)中,美軍部署的大范圍水聽探測系統(tǒng)將要失能,美國基本上等于國門洞開了,美軍迫切需發(fā)展一整套方法,技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)來進(jìn)行反制,心急如焚的美國海軍將問題歸咎于缺錢,美國海軍一次次向管錢的國會(huì)老爺們解釋無人潛航器是保持美國海軍水下優(yōu)勢的關(guān)鍵,需要很多錢來研發(fā),這筆錢必須花,因?yàn)橐詫?duì)手的工業(yè)實(shí)力,不出幾年,生產(chǎn)出來數(shù)量就能壓倒美軍現(xiàn)有的反潛裝備,蟻多咬死象的氣勢就象當(dāng)年蘇軍的坦克洪流,雖然美軍急迫之情流于言表,但也很無奈的承認(rèn),2025年之前只能做出試驗(yàn)艇,至于解決所有問題,大規(guī)模裝備部,可能遙遙無期了

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