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追赶HSU001无人潜航器,美国的无人潜航器研发史

说到起了个大早,赶了个晚集系列,除了东风17,还有无人潜航器,从1994年开始,美国海军就认为担任情报、监视与侦察任务的无人船只可能会改变未来海战样式,无人潜航器与有人潜艇相比体积小、特征小,难于发现和防范,可以进入有人潜艇不宜进入的地区,承担那些有人潜艇执行成本过高不宜执行的任务,也可作为数据融合节点,承担行动情报的收集和传输,可以显著增强有人潜艇的生存能力,于是启动了相关研制,

之后美国研制了型号繁多的无人潜航器,不过主要的用途不是为改变未来海战样式而研制,而是在用于在世界各重点海做海洋环境调查,对海洋环境的调查是为了反潜战和对潜艇有更精确的海图可用,另外,装备高精度拾音器的潜航器也可以做为智能化的水下侦察器,在一小范围海域或敌方潜艇基地附近进行侦听潜艇经过的音响信息,不过这些无人潜航器尺寸很小,只相当于一枚324毫米鱼雷,活动半径很有限,

2010年前后,美国海军开始发现这个时期出现的静音常规动力潜艇对美军构成的威胁不断加大,对手配备AIP系统的的静音常规动力潜艇已经可以了无声息地进入美国海域,当时的美国海军水雷和反潜战指挥官弗兰克·德雷南少将公开表示,静音常规动力潜艇降噪技术突飞猛进,当年对手的潜艇一出港口整个太平洋都可以听见其发动机的轰鸣声,现在的发动机已经近乎无声了,一旦对手噪音更低的无轴泵推潜艇服役,美军在冷战时期开发的各种反潜体系就几乎全部失灵,

在大洋中搜寻对手新服役的静音常规动力潜艇已经像在一座喧嚣的大城市监听一台汽车发动机的声音一样困难,而且美军只能用造价昂贵数量有限的核动力潜艇去追踪对方的常规动力潜艇,因此美国海军希望开发一种成本只有潜艇的十分之一,可以大量建造,能够在浅水区跟踪敌方潜艇无人驾驶船只来执行反潜终结这种威胁,这种无需由人操控的海军船只,其设计和大小适合全球独立部署,集中部署在沿海水域,可以一次在海上独自巡航数月,以低于核动力潜艇的使用成本持久搜寻并追踪常规动力潜艇,并将其逐出具有战略意义的区域,抵销对手的威胁,

2010年开始,美国国防先进研究计划署就开始能够在浅水区跟踪敌方潜艇的无人驾驶船只开发,首先开发出来是一个别名为海猎人的碳纤维复合材料无武装无人艇,它采用模块化设,可轻易改装为其他任务角色如情报,监观和侦察任务,可以通过雷达被动式光电/红外导航,配备驾驶感应器,在远程监控模式下航行数千公里。该航行器能把自己的情况进行汇报,并具有电脑确定其他船只并预测他们下一步会怎样做。2014年11月18日,一艘配备了自主软件和感应器的测试船舶在海上完全人为干预及无预设的情况下,在42天的航行中以自主的导引系统避免一切障碍、浮标、沿岸地貌浅滩通过在狭窄航道和未经预先计划和设定的航点,同时避免碰撞其他水面舰艇;

这种没有武装的无人艇设想是与P-8反潜巡逻机和MQ-4C无人机一起执行任务,当海军其他探测系统发现某海域出现一个可疑的目标时,海猎人会迅速赶到前往该海域,首先用两侧吊舱的主动被动声纳将作远程数据采集并核实潜艇的存在,以确定其受威胁程度。在主船体的两个较高频率声纳将提高跟踪的精度和任务的可靠性。一且确定目标近在咫尺,总场磁力计数组将提供有关目标活动的更多信息以作不断跟踪。最后甚高类声纳会对目标进行识别和分类,通过卫星传送给其它舰艇和飞机,如果接触到目标被确定为不具威胁可以指令无人艇返回,所以如果侦测到敌方潜艇的话,它会通知其他海军的战斗系统进行攻击,或者一直尾随跟踪目标。

不过这个耗时15个月才建造完成的家伙一下水就己过时,这种无人艇是建立在美国拥有绝对制海和制空权的环境前提下,随着美国海军日益衰落,对手海军日益强大,美国海军已经不敢说在西太平洋上有绝对的胜算,这种没有武装的无人艇如果没有绝对制海和制空权的保护,连普通的小渔船也能收拾它,对手可是有几十万条虎视眈眈的渔船,美军建造再多也不够几十万条渔船拖走,美军只能放弃这种没有绝对制海和制空权就任人鱼肉的无人艇,转变为难以发现水下无人潜航器,

首个转变项目为「仿鱼灵敏型近岸可变鳍自动装置」,也叫会飞的无人潜水艇,兼具飞行与潜水功能·,除了有一般飞行器所拥有的尾翼外,前后共装上4个鱼鳍,两个装在前面,另外两个则位于机翼尾端,用以控制飞行或航行。该装置根据周围环境调整尾翼与鳍的角度控制运动方向。能像水上飞机一样降落在目标区域的水面上,然后过渡到潜航的水下航行器模式潜入水下。其飞行速度约91公里,

过去在探测水下目标时,通常靠直升机将声纳浮标投入周围海域,但如果目标驶离侦测范围就无法发挥作用,根据美国海军的设想,这种会飞的无人潜水艇可以轻易解决这个状况,但是这种会飞的无人潜水艇太小了,也飞不远,在美国海军舰艇日益减少的今天,这种东西无法象海猎人无人艇自主巡逻60到90天,达不到原来的独自巡航数月,以低于核动力潜艇的使用成本持久搜寻并追踪常规动力潜艇的要求。

真正符合要求的是美国水下作战中心2015年4月13日公开的代号“黑鱼”大型无人潜航器,可以进行电子战,水雷战,反潜战、反水面战等任务,虽然还只是个模型,但被列入美国海军“需要加速采购”的名单,美军先投资6760万美元,第二年投资7960万,务求赶在2019年下水,以最快速度配备濒海战斗舰,“弗吉尼亚”和”俄亥俄”潜艇,并在此基础上研发水下续航力至少要达到2000海里的超大型无人潜航器,不但可以侦察,还可搭载MK-48重型反潜反舰鱼雷直接攻击敌方目标。

但理想很丰满,现实很骨感,水下情况相当复杂,在水下高速机动时,不确定因素也很多,要实现水下高速机动,以及在超远距离机动中的导航和定位不是一件容易的事,导航信息经过积分产生,定位误差也随时间延长而增大,每次都需要较长的初始对准时间,惯导有固定的漂移率,这样会造成物体运动的误差。在几千甚至上万公里的航程中,洋流、海流等影响很大,加上自身技术偏差,误差也很大,人工智能驾驶感应器无法完全取代人类,美军大型无人潜航器至今无法解决这些问题,2019年装备部队的美好愿望破灭了,而对手的HSU001大型无人潜航器却在2017年实打实的现身了,

这意味着未来的作战中,美军部署的大范围水听探测系统将要失能,美国基本上等于国门洞开了,美军迫切需发展一整套方法,技术和战术来进行反制,心急如焚的美国海军将问题归咎于缺钱,美国海军一次次向管钱的国会老爷们解释无人潜航器是保持美国海军水下优势的关键,需要很多钱来研发,这笔钱必须花,因为以对手的工业实力,不出几年,生产出来数量就能压倒美军现有的反潜装备,蚁多咬死象的气势就象当年苏军的坦克洪流,虽然美军急迫之情流于言表,但也很无奈的承认,2025年之前只能做出试验艇,至于解决所有问题,大规模装备部,可能遥遥无期了

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