无人艇军事应用展望与思考
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源自:《远望要报》
作者:赵国安
俄罗斯与乌克兰的冲突已近两年,但仍毫无结束的迹象。在观察和分析俄乌这场旷日持久的战争中,与以往不同和引人注目的当属无人作战装备和自主无人作战系统的大量应用。而最亮眼和将推动装备迅速发展的无疑是无人艇在战争中突出而优异的表现。面向未来与发展,深入研究无人艇在军事领域的应用,加大无人艇的研发投入和加速无人艇的研制步伐,将成为各国军队现代化建设的重点,无人艇已经掀起海军装备发展的新浪潮,迎来蓬勃发展的新时期。
一、无人艇作战使用场景
使用无人装备作战具有低成本、避免已方人员伤亡、可在恶劣环境和极端条件下执行任务等特点,因而倍受各国海军的青睐,已成为战争的一种趋势。随着无人艇功能的完善和性能的优化,可以预见,无人艇在军事领域的应用将越来越广泛,优势越来越明显。
一是担负巡逻、警戒、防御任务。在岛屿、港口、船舶锚地、钻井平台周围部署无人艇担任巡逻、警戒、防御任务;可充分发挥无人艇全天候全时段值守的优势,而勿需考虑因人员疲劳、单调和枯燥产生的警惕性放松、精力分散等因素。
二是担负侦察、监视、情报收集、电子干扰等任务。充分利用无人艇隐身、隐蔽、体积小不易被发现和快速机动性强等特点,前出抵近敌港口、码头、锚地、近岸等敏感目标区域,进行侦察、监视、情报收集和电子干扰活动。
三是担负探潜反潜、通信中继任务。利用无人艇进行探潜反潜已成为世界各国无人艇军事应用的典型样式;可将无人艇预置或机动至通信盲区,充当跨域通信中继,使水下、水面、空中通信链路畅通,因此,研发探潜反潜通信型无人艇已成为无人艇发展的普遍趋势。
四是担负补给运输任务。根据值守部队人员编组,在岸—岛、岸—舰、舰—岛、舰—舰间进行定制化无人运输补给,可在减少人力的同时,增加补给运输的灵活性,机动性和应急情况下响应的快速性,弥补大型补给船只对远、小、散岛礁补给的不便。
五是攻击时敏目标、桥梁、港口、码头设施。利用自杀式小型无人艇成本低、隐蔽性好、速度快、突防能力强,可在夜间及恶劣气象,对方不易发觉和阻击的环境下使用等特点,对驻泊港口、锚地的大型舰艇、桥梁、港口、码头设施等目标实施攻击,可形成不对称作战优势,取得出其不意的效果。
六是扫雷、猎雷和破障。扫雷、猎雷和破障,不论平时和战时都是极具危险的任务。利用无人艇进行扫雷、猎雷和破障,可避免人员伤亡和克服扫雷猎雷部队人员的恐惧心理,提高扫雷猎雷效率和效果,从而为重塑新的对已方有利的战场态势提供有力支撑。
七是海上应急抢险救援。天有不测风云,随着海运、海军海上行动、以及地震、海啸、台风等海洋自然灾害的增多,海上抢险救灾的任务也日益增多。无人艇具有准备时间短,出动率高、不惧恶劣环境和危险条件、可快速赶往灾区进行现场堪察,并根据情况和指令实施救援任务。
八是担当靶船、假目标和电子杀手,对敌进行伪装欺骗和电子攻击等。平时,以无人艇充当靶船、靶标,可提高训练的实战化程度,同时,也能极大节约成本;战时,可通过特殊设计,使无人艇呈现特殊目标特征,对敌进行伪装欺骗;以天然的灵敏性、隐秘性最大限度接敌并展开电子战。
九是海洋环境调查与测量。平时利用无人船开展海洋环境调查与测量是军民最常使用的方法;战时对关键水道、重点区域、特殊时段进行海洋环境调查与测量,是快速正确构设海战场的前提,是无人艇的基本使用样式和有效途径。
十是反海盗,反走私,反偷渡,反恐怖等海上安全执法。一般海盗、走私、偷渡多发生在夜间、或气象恶劣,执法人员难以识别、发现或因疲劳放松警惕时段,而无人艇则可极大弥补执法人员的这一不足,可以做到24小时不间断地巡航,发现可疑目标迅速出击,并不受干扰地持续追踪,直至将可疑船只捕获。
上述十种,仅仅是无人艇军事应用的基本样式,实际上远远不止这些。随着无人艇关键技术的发展和不断突破,无人艇的军事应用将越来越宽广,无人艇的军事应用场景也将随着科技的发展而发展,但有一条基本的规律是不变的,即:无人装备的生命力取决于它代替有人装备的程度。无人装备代替有人装备既是无人装备发展的趋势,也是无人装备发展的根本方向,实现有人装备的功能和使命,永远是无人装备发展的最好牵引、最高追求和标准。
二、军用无人艇的发展趋势
2022年10月,乌克兰使用无人艇和无人机协同,攻击了克里米亚半岛塞瓦斯托波尔港的俄军黑海舰队。这被认为是世界军事史上无人艇首次开始用于实战,既引人注目,也发人深思。之后,乌军开始频频使用无人艇对俄黑海舰队、克里米亚大桥等重要目标进行攻击,一度给俄军带来不小的损失,特别是对俄海军心理上的重创。战争是最好的催化剂,无人艇在战争中表现出的“一两拨千斤”、“以小搏大”的极不对称的作战效能,必将极大催生军用无人艇的研发,无人艇的发展必将更加快速并呈现以下趋势:
一是规模化。无人机“蜂群”、无人车“狼群”不仅正在现代战争中崭露头角,尽显锋芒,而且预示着未来海战,也一定是无人艇“鱼群”“鲨群”的颠峰对决,无人艇将成为海战场主角。“群”的概念和作用将更加突出。大力发展和规模化研制低成本、高性能的无人艇,组建无人艇舰队、形成无人艇群,开展无人艇协同作战研究,注重规模化发展,已成为世界主要海军国家的普遍选择。
二是型谱化。同有人舰队要有完善的装备体系一样,无人舰队也首先要求科学构建无人艇装备体系。必须以作战需求牵引体系设计,以体系结构要求确定艇型及其规模,走型谱化体系发展道路,形成体系结构合理、功能特色鲜明、性能指标先进、数量规模适当的无人艇装备体系将成为无人艇装备发展的基本方向。
三是远程化。长航程是舰艇总体性能先进性的重要指标,同时也是形成舰艇作战能力的重要体现。不具备长航程能力的无人艇的军事应用是有局限性的。但与常规有人舰艇比,实现无人艇的远程化和高海况的适航性更具挑战性、更有难度,因而也就更为迫切,是世界各国军用无人艇发展必须优先考虑、重点突破的难题。
四是大型化。目前小型无人艇技术基本成熟,相关成果和产品也很丰富,已广泛应用于民用领域。但由于平台小、航程近、适航性差,在军事领域的应用十分有限。发展搭载满足各种军事任务功能的大中型无人艇,成为无人艇向军事领域转化应用的前提,也无疑是各国海军无人装备建设的重点。
五是隐身化。装备的隐身性是装备作战能力、生存能力、突防能力的重要因素。强化隐身设计,研制隐形舰艇,实现雷达散射截面和舰艇目标特性指标的最小化,不仅是现代舰艇设计、制造必须考虑的问题、也无疑是无人艇设计、制造的不懈追求。
六是自主化。是指根据指令通过自主或者半自主方式完成指定任务及作业的程度,是衡量无人艇先进性的重要指标,是智能化的基础或低级阶段。它包括航行自主化、作业自主化两方面的内容,涉及自动化、机器人、人工智能、远程控制等多领域的关键技术,随着科技的发展和战争形态的演变,对军用无人艇自主化程度的要求将越来越高。
七是智能化。是指无人艇不仅能按指令自主航行、自主作业,而且还具备自主判断、自主决策、自主遂行任务的能力。它是自主化不断演进的必然结果,是无人艇发展的最高级形态。无人艇智能化的能力和水平将决定它代替人员的能力和水平。尽管现阶段智能化的发展还有漫长的路要走,但显然,由于人工智能技术的迅速突破,世界对无人艇智能化的期许和热情正有增无减。
八是组合化。增强无人艇平台的通用性、组合性,实现一个无人平台,根据任务需求配载不同的任务载荷,组合成不同的任务单元,执行不同的任务,能够提高无人艇平台的利用率、在航率,节约平台建造成本;同时,因在同一时段增加了航次、航程,也缩短了平台考核验证周期,无人艇平台组合化的这些显著特点,已引起各国海军的重视并成为军用无人艇发展的一种趋势。
九是集群化。无人艇集群作战将是未来海上无人作战的主要样式之一。发展无人舰“鱼群”、无人艇“鲨群”正成为各国海军无人装备建设的重要方向。着眼于集群化无人艇体系建设,加强无人艇装备顶层设计,发展无人艇集群技术,实现从集群协同自主控制向智能群体控制的跃升,成为世界各国海军持续攻关的重点课题。
十是市场化。最先进的技术总是首先用于军事领域,这一规律已被当代科技的迅速发展打破。无人艇由于成本少、门槛低、市场潜力大,已在船舶民用行业形成了巨大的供应链产业链创新链,发展十分迅速,明显走在了军事领域的前面。这是当代高新科技发展呈现的新特点,也是无人艇军事转化应用的坚实基础。军用无人艇的发展应正视这一历史现实,遵循市场化和现代科技发展规律,主动吸收民用先进成果,向市场要技术,以购买的方式发展军用无人艇已成为各国军队加快军用无人艇发展的重要途径。
无人艇是科技发展的必然产物,也是未来智能化海战的迫切需要。无人艇军事应用的发展趋势,为军用无人艇的发展明确了方向,也无疑是军用无人艇装备技术的发展方向。加速无人艇的军事应用,必须坚持科技先行,科技主导,在突破无人艇关键技术上功夫。
三、军用无人艇的关键技术
随着人工智能、大数据技术的发展,无人艇发展十分迅速,并在民用领域得到了广泛的应用。俄乌战争中使用无人艇发动袭击的现实展现了无人艇军事应用的广阔前景,同时,也揭示了军用无人艇还有许多关键技术亟待突破。
一是中大型无人艇总体技术。无人艇平台的尺寸越大,搭载的任务载荷越多,实现的功能就越强。但大中型无人艇的研制要比微小型复杂的多,目前世界上百吨级的无人艇还只有美国装备了部队,形成了初始战斗能力,其他国家还都探索中。百吨级以上的大中型无人艇总体技术成为无人艇领域仍在攻克的重点方向。
二是动力技术。舰船动力是舰船的心脏。强大、稳定、可靠的动力是无人艇长航程、远距离、全时段遂行任务的根本保障,也是实现无人艇大载荷和高速度的重要因素。目前动力技术仍然是制约无人艇、特别是中大型无人艇发展的难点。同时,军事上对无人艇续航力的要求总是越远越好,这些都决定了无人艇动力技术的研发永无止境。
三是自主控制技术。自主控制是无人艇的基本指标,它要求无人艇能进行航路自主规划、循迹自主航行、自主识别判定目标,并进行有效规避障碍,自主进行相关作业。自主控制涉及通信、导航、定位、信息、目标识别等多学科,技术复杂,目前小型无人艇自主控制技术已基本成熟,但对远程、高海况、复杂海情的大中型无人艇,自主控制仍有许多技术空白尚未突破,严重制约了中大型军用无人艇的发展。
四是智能技术。理想的智能无人艇应该是在完全自主控制的基础上,具备能够根据指挥部的总体决心和指令,自主进行任务规划、自主航行至任务区域,自主判断威胁程度、自主决策进行攻击等任务,智能技术涵盖人工智能、大数据、大模型、脑科学等众多学科,智能无止境,智能技术的发展也无止境,船舶智能化永远在路上。
五是综合隐身技术。让自己看见敌人而敌人看不见自己,这是研发武器装备的基本指导原则,也是提高武器装备生存力、战斗力的内在要求。提高无人艇的隐身性能有很多途径,比如通过优化船体结构布局、采用新型隐身涂料,以及先进主动隐藏与屏蔽技术来降低雷达散射截面、减少红外辐射信号特征等,都对提高舰艇的隐身性有一定贡献,但又没有哪一种单项技术能够实现无人艇的全向全频隐身指标,而必须采用综合隐身技术,这同样是道需要持续攻关、不断解决的难题。无人艇吨位越大,隐身难度越大。随着无人艇吨位的增加,对无人艇的综合隐身技术也会提出更高的要求。
六是集群协同技术。要求无人艇在形成编队执行任务时,能够自主进行任务分配,相互间可以自主进行实时信息交互;自主根据环境信息、威胁程度变化,调整变化队形和航速、航向;对目标进行攻击时,能够根据指定方式对目标实施打击。这既是无人艇向实战化应用发展的基本要求,也是无人艇发展面临的必须持续深化研究的课题。
七跨域协同技术。实现无人集群作战,具备跨域协同能力是关键和前提。跨域协同技术是指水面无人艇与空中无人机、水下无人潜航器在空中、水下、水面等多域实现信息共享与组网控制,形成覆盖空、海、潜空间的跨域通信指控、协同作战的关键技术,技术难度大,挑战性强,目前很多技术还在探索中,离形成作战能力还有很长的路要走。
八是高海况适航性。海洋环境瞬息万变,具备在复杂海情、高海况下的适航能力是无人艇的发展方向,是无人艇形成实战能力的重要体现。提高无人艇的适航性不仅涉及总体设计技术、也包括各分系统技术和各种任务载荷、设备、仪器仪表性能,必须贯穿于无人艇研发全过程、全系统。
九是智能健康监测管理技术。是指对无人艇运行状况以及结构的强度、刚度、形变、疲劳等健康状态进行实时监控和智能管理的技术,要求其能够在无人艇的受损或者即将出现破坏时发出警示,自动诊断、评估并修复自愈,或自行航至预定可修理地点,提高无人艇使用寿命及作业过程中的安全性可靠性。
十是新材料新能源技术。提升无人艇动力效率和可靠性,实现更轻、更隐身、更坚固耐用,更远、更低耗、更持久航行,对新材料、新能源技术提出了更高要求。加强新材料、新能源技术的开发和在无人艇上的应用,成为各国无人艇发展进程中同步推进的重要方向。
四、世界主要国家无人艇发展动态
当2024新年的钟声在俄乌冲突的爆炸声中悄然散去的时候,世界各国无人艇的发展和军事应用的浪潮却汹涌而至。继乌克兰无人艇在黑海不断袭扰俄罗斯舰队向世人展示“以小搏大”战争的新面貌外,在红海胡塞武装又拉开了无人艇袭击美西方大国保护商船的序幕,无人艇的发展正步入一个新的阶段。据国际船舶网报道,新年伊始,韩国国会就召开全体会议表决通过了“自主航行船舶开发及商用化促进法案(自主航行船舶法)”。该法案明确将于2025年1月起开始实施。这表明,随着“自主航行船舶法”越过国会门槛,韩国政府将为自主航行船舶基础设施和供应链建设等提供支援,同时在自主航行船舶领域的技术开发必将加快速度;另有消息报道,俄罗斯金吉谢普机械制造厂为俄国防部生产的首艘军用无人艇已建造完成,并将被送往特别军事行动区进行试验。首艇的工作名称为“蒲公英BBKN”,缩写的意思为“快速无人载艇”,目前已建造完成10艘这样的快艇。而作为世界海军强国的美国,则是一如既往地强势推进无人艇的实战化部署和应用。据美国《防务新闻》周刊网站2024年1月17日报导,美国海军已完成了四艘无人舰艇的首次部署任务。这些舰艇——“海上猎手”号、“海鹰”号、“水手”号和“游骑兵”号,在去年8月7日离开南加利福尼亚州,并于今年1月15日返回,历时5个月总共在在太平洋航行了46651海里,全面测试了其与载人舰艇作战的协同能力,期间每种无人舰艇都曾在海上“几乎完全”以自主模式作业长达50天。1月22日综合防务新闻又报道,美国海军中央司令部近日于第59特遣部队之下成立第59.1特遣大队,任务就是将第59特遣部队确定部署的无人驾驶和人工智能装备投入实战。本月网上还有另一值得关注的消息说,美国海军最新的“幽灵舰队霸主”计划中的“先锋”号大型无人水面艇于去年12月13日在阿拉巴马州莫比尔的奥斯塔美国造船厂下水。这是一艘一开始就以无人作业设计的无人水面艇,具备之前所有无人艇所不具备的全新功能,艇长62米,排水量可能会在1000吨以上,能携带更多的燃料,航行里程更远,武器和雷达传感器更多。预计舾装及各项测试完成后自主航行驶离莫比尔港及墨西哥湾,抵达西海岸的圣迭戈海军基地,加入美国海军第1无人水面艇分队(USVDIV-1)。有专家称“先锋”号代表了当今世界无人水面战斗艇的水平,它的下水标志着2030年代后的海战样式发生了变化。显然,美国海军无人艇的军事应用已经远远走在了世界的前面,并朝着大型化、集群化、实战化方向继续引领世界各国无人艇的发展。
结束语
有句久传不衰的名言:一个民族对自己的主权看得有多重,它对国防的投入就有多大。
英国罗罗集团总裁MIKAEL MEKINEN表示:“无人驾驶船舶是船舶行业的未来,智能船舶具有如同智能手机一样的颠覆性,将彻底改变船舶设计和运营的格局。”同样,俄乌战争中无人艇实战的表现表明,智能无人艇将改变未来海战的样式。拥有智能无人艇“艇群”、无人艇舰队的一方,将取得海战场上的不对称优势。正如英国“爱新闻”网站称:“乌克兰海军利用自杀无人艇发动攻击的模式,将开启未来海战的新篇章。”毋庸置疑,后俄乌战争时代,智能无人艇将成为世界海军国家装备发展的重中之重。
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