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军用无人艇

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埃尔比特系统公司生产的“银色马林鱼”水面无人艇

军用无人艇市场方兴未艾

过去人们常常将那些在海上行踪飘忽,却没有人驾驭的船称为“幽灵船”。不过,今后人们在海上遇到无人船只的机会可能会越来越多,它们的主人不是所谓的“幽灵”,而是一些国家的海军。

随着“全球鹰”等无人驾驶飞机和“魔爪”等遥控机器人在战争中发挥越来越重要的作用,各种无人系统如雨后春笋般蓬勃发展。如今,无人驾驶水面舰艇也开始崭露头角,逐渐应用于水雷侦察和战场环境评估,而且在港口护卫、传感器部署、情报、监视侦察、猎雷、反潜、后勤支援,甚至反舰作战等方面也表现出巨大的发展潜力。各国海军对于无人艇的一系列前沿应用表现出越来越浓厚的兴趣,军用无人艇研究项目持续推进,新船型逐渐增多,自主性不断提高,新型动力和推进装置也在开发。

美国新型无人艇即将下海

据美国媒体报道,美国达信系统公司最近宣布其“通用无人水面舰艇”(CUSV)成功完成由美国海军研究局主办的“小组互动式无人艇任务监管(SUMMIT)”演示工作。在为期10天的试验和演示中,这种无人艇在SUMMIT管理系统的控制下执行了为近海战斗舰清扫航道的反水雷任务。演示证明该无人艇的任务可用性超过90%,且具备与美国海军平台无缝整合的能力。

据介绍,“通用无人水面舰艇”采用开放式结构设计,使用商用级部件生产,可以快速更换适合不同任务的组件,用于执行情报、监视和侦察、拖曳作业、反水雷、反潜、反水面战、通信中继、发射和回收无人机等任务。

另外,一种外形奇特的无人驾驶帆船也将于今年秋天在美国圣迭戈湾附近现身。这艘“幽灵帆船”其实是美国海军最新型的三体无人快速侦察艇“X-2”号,用于完成海岸监视、禁毒、拦截、巡逻等任务。

“X-2”号无人艇长约15米,宽约12米,能以每小时28公里至55公里的航速在8级海浪中自主巡航。它的合成桅杆有6层楼高,借鉴了“美洲杯”帆船赛参赛船的“帆翼”设计。更巧妙的是,这个桅杆还是一根配置数据链和控制系统的天线。除了能依靠风帆航行,“X-2”号还配备了一台电动引擎作为后备动力,这让它可以在巡航中随意变换航线。

“X-2”号不需要艇员,其实是一种全自动无人驾驶水面概念艇,相当于一个水面机器人。通过无线电和全球定位卫星系统,控制人员可以在数百公里外的控制平台上输入指令,通过卫星传输指令,再通过桅杆形的天线传输到无人艇的控制系统。从输入指令开始到无人艇执行动作,只需要18秒,定位控制精度在3米以内。

为了解决“X-2”号无人艇的稳定、导航和避碰问题,美国海军曾拨款千万美元,在舰载直升机甲板运动预报系统的基础上,结合直升机和水下无人航行器的导航和稳定系统开发了专门的控制系统,它能通过处理雷达和甲板运动数据,指挥无人艇的推进装置和姿态控制系

统作出反应,从而改变无人艇的稳态或航向。

以色列是无人艇应用先驱

以色列武装部队是使用水面无人艇的先驱,而以色列的拉斐尔公司、埃尔比特系统公司和航空工业公司都出口水面无人艇。

拉斐尔公司把“保护者”水面无人艇描述成一个海上综合战斗系统。它采用9米长的刚性充气船体,搭载海上导航雷达、全景摄像机、可见光/红外传感器、目标传感器,以及一个固定式遥控武器站,可配备各种射程的小口径炮,能够满足海上反恐、部队警戒、保护海上安全和港口安全的任务要求。

以色列航空工业公司2006年出售的“海星”号无人艇同样采用刚性充气船体,长约11米,宽约3.5米,重达6000公斤,靠2台功率为470马力的船用柴油机提供动力,能以83千米/小时的航速巡航,能在550公里外连续10小时执行任务。凭借重达23.5吨的负载能力,“海星”号能安装一个功能全面的任务设备包,其中传感器套件包括可用于侦察、监视和目标搜索的昼夜红外/可见光传感器、声纳和可用于电子支援、电子对抗、电子侦察和通信侦察的电子战套件。它的主要攻击武器是一个带有独立目标传感器的炮座,而配备的其他非致命武器主要包括水枪、声音播放器、非放射性致晕设备等。

此外,埃尔比特系统公司生产的中型“银色马林鱼”和稍小的“海貂鱼”高速水面无人艇也是目前无人艇产品中的佼佼者。“银色马林鱼”的最大航程达550公里,能携带2500公斤重的任务载荷,可以18.5公里/小时的速度航行48小时,适合执行警戒保护、反恐、反水雷和搜救任务。“海貂鱼”水面无人艇重约700公斤,其中任务载荷重250公斤,最大航程550公里,活动半径25公里左右(使用视距内通信)。

除了美国和以色列,英国、法国、荷兰、瑞典等许多国家也早已开展军用无人水面舰艇的研制工作。许多私营防务公司也纷纷推出自己的无人艇型号,以便在逐渐兴起的军用无人艇市场中占据有利地位。

英国海军的“浅水漂浮扫雷系统”也已装备部队,并且在2003年3月北波斯湾的扫雷行动中用于实战。

英国国防部早在数年前就开始通过“海面效应”(MSE)项目研究无人艇在水上战场中的应用和效力,以评估军用无人艇在英国海军中可能担任的作战角色。

这项研究由英国国防部水面装备能力主管部门资助,由BEA系统公司下属的一家咨询机构领导。最初阶段实验于2007年上半年在苏格兰西海岸的英国水下测试和评估中心进行。参与实验的有英国奎奈蒂克公司的“卫兵”迷你无人艇、遥控“太平洋22”刚体充气艇、ASV 公司的“SASS 6M MkⅡ”无人艇,以及BEA系统公司的“护身符”自主潜航器。

其中的“卫兵”无人艇由英国奎奈蒂克公司开发,是一种模块化设计,满足海军军事设计要求的快速、低雷达截面积的侦察监视无人艇,采用基于滑行船体的紧凑型喷水推进。该艇时速可达90公里/小时,续航力约6小时,艇长3.5米,艇宽1.25米,水线以上高度仅1.1

米。一个简单的基于PC的远程控制台可以使操作人员在视距外完全控制无人艇和艇上设备。该艇能够携带多种有效载荷,执行海港巡逻和安全、侦察监视,以及拦截入侵者等任务。

瑞典海军在2008年7月和10月对“SAM3”无人扫雷艇进行了海试,该艇采用双体船型,长14.4米,宽6.7米,由2个190马力的柴油发动机提供动力,由非永磁复合材料制成,在3米至60米深的浅水区域作业,利用电磁信号模拟器和声信号效应器实现扫雷,可以在荷兰海军的“阿尔克马尔”级猎雷艇上进行遥控,也可以完全自主地执行扫雷任务。德国和丹麦海军也已经装备了“雷达控制无人艇”,应用于排雷作战。

随着无人系统技术的发展,水面无人舰艇也将成为兵器王国中的一支重要力量。

国外海军无人水面艇发展及关键技术

国外海军无人水面艇发展及关键技术 文/宋磊 有人水面舰艇相比,无人水面艇具有机动灵活、隐蔽性好、活动区域广、使用. 成本低等特点。目前,无人水面艇服役数量很少,主要用于执行海上情报、监视与侦察,反水雷战,电子战等军事任务。未来,随着智能化程度的不断提高,无人水面艇将具备遂行反潜、反舰作战等能力。 一、无人水面艇自主程度不断提升 与其他无人装备相比,无人水面艇发展相对滞后,但自主程度在不断提升。自主程度是衡量无人系统先进性的核心指标。无人水面艇按自主程度可分为遥控型、半自主型和全自主型三类。由于全自主控制方式对智能化程度要求较高、实现极为困难,尚处于研究探索阶段。目前,各国无人水面艇多采用半自主型。国外已服役或在研的无人水面艇主要装备型谱见图1。从装备型谱看,全自主型无人水面艇艇是未来无人水面艇的发展目标。 二、多功能无人水面艇发展备受关注 目前,开展无人水面艇研制的国家和地区主要包括美国、以色列、欧洲、日本等,但仅有美国、以色列的部分型号装备了部队。各国正在竞相发展集反水雷战、反潜战、电子战等能力于一体的多功能无人水面艇。 1.美国B研制并装备多种型号,且制定了明确的发展规划 美国正式服役的无入水面艇主要有“遥控猎雷系统”(RMS)、“海狐”和“斯巴达侦察兵”。其中,RMS由洛克希德·马丁公司在21世纪初研发成功,可对水雷进行快速侦察、探测、分类、识别并准确定位,也可用于反潜搜索、水面监视和沿海情报收集;“海狐”由美国西风海事公司研发,目前在美海军中服役的主要有“海狐”MKl和“海狐”MK2两型,美海军主要利用该艇进行江河地区的作战评估,以及远征部队的安全保障等;2002年,美海军水下战中心正式启动“斯巴达侦察兵”研制计划,2004年法国也加入其中,该艇备受各军种重视,海军陆战队计划将其用于执行远征后勤和再补给任务,特种部队计划将其用于水文调查及其他侦察、欺骗任务,陆军计划将“海尔法”等导弹装备该艇执行精确打击任务,协助内陆湖泊地带作战。目前,“遥控猎雷系统”和“斯巴达侦察兵”已装备美海军近海战斗舰,参与作战部署。此外,美国于2010年启动“反潜战持续跟踪无人水面艇”(ACTUV)研制计划。该艇设计长19米,排水量157吨,最高航速38节(7 0.4千米/小时),可持续工作30天,一次加油最多可航行6200千米,采用三体船型,可携带无人潜航器。上述指标均处于国际最领先的水平,同时也代表着无人水面艇的未来发展方向。 美国无入水面艇的发展思路和顶层规划也十分明确和清晰。21世纪初,美海军在《21世纪海上力量——海军设想》中提出,在201 5年前将新型无人平台引入未来网络化作战体系中。200 7年7月,美海军首次发布《海军无人水面艇主计划》,设定了无人水面艇的7项使命任务——反水雷战、反潜战、海上安全、反舰战、支持特种部队作战、电子战和支持海上封锁行动,指明了未来无入水面艇的发展重点及技术攻关方向。此后,美军方开始统筹各军种无人系统发展,并统一发布《无人系统路线图》,对无人水面艇的作战需求、关键技术领域以及与其他无人系统之间的互联互通性进行了总体规划。其中,2013年12月发布的最新版《无人系统路线图》对无人水面艇“近期(未来5年)、中期(未来10年)、远期(未来2 5年)”的技术发展重点和能力需求做出了更细致的说明:无人水面艇近期的技术发展重点将围绕增强型动力系统、通信系统和传感器系统等方面,中远期则将重点开发高效自主系统、障碍规避算法以及安全架构等;无人水面艇近期的能力需求是提高在本地受控区域执行特定任务的自主性并提高联网能力,中期将扩展行动范围并增加任务类型,远期则可在全球自主执行任务。《无人系统路线图》提出无入水面艇面临的技术挑战主要包括海上持久能力、恶劣环境中的生存能力等。同时还指出,为将无人系统潜能最大化,未来各类无人系统必须实现无缝互操作能力。2.以色列发展的型号种类仅次于美国,部分型号B装备不兑 以色列已开发多种型号,包括拉法尔公司和航空防务系统公司联合开发的“保护者”、埃尔比特系统公司的“黄貂鱼”和“银色马林鱼”、航空防务系统公司的“海星”等无人水面艇。其共同特点是充分借鉴无人机技术,并采用模块化设计。其中“保护者”项目开展最早,发展最为成熟,该艇隐身性高,装备现代化传感器系统和多样化武器系统,首批1 2艘已于2006年服役。 3.欧亚多国积极推进研制,产品尚未交付部队 英国在研无人水面艇主要包括“卫兵”、“哨兵”、“黑鱼”等。其中“卫兵”最为典型,由奎奈蒂克公司研制,采用先进的隐身设计和喷水推进技术,航速可达50节。法国在研型号主要包括“检察员”MK1、“罗德尔”和“巴西尔”等,其中“检察员”

美国海军发布无人水面艇主计划

美国海军发布无人水面艇主计划(上) 2007年7月23日,美国海军发布了《海军无人水面艇主计划》。该计划从满足美国海军战略计划、舰队发展以及国防部到2020年部队转型的需求等方面,详细介绍了美国海军未来无人水面艇(USV)的发展计划。全文共分5个部分,即无人水面艇发展设想,无人水面艇的作战使命,发展系列无人水面艇,无人水面艇的技术与工程问题,建议与结论。现将主要内容摘编如下: 一、USV的发展设想 USV的发展设想是:开发和装备成本节约型的USV,改善海军和联合作战能力,支持本土防御、全球反恐作战、非对称作战和常规战争。为提升USV稳定性和耐波能力,协助打击地区性、跨国界、以及全球范围内的敌人,USV将增大目前和未来的平台。USV将完全实现自动化,从而降低通信/数据交换的需求以及操控人员的负担。此外,USV可通过布放和回收仪器设备,收集、发送和处理各类信息,使美军及其盟军能够以最低的风险或代价攻击目标。 为了实现USV的发展设想,USV主计划确定了以下目标: (1)确定USV近期(5年)、中期(5年至10年)和未来(10年以上)的能力,具体包括:任务描述和优先性,每项任务的高层次作战概念(CONOPS),并通过对备选能力进行评估,确定这些能力是否适用于USV。 (2)建立USV的性能级别,使各级USV能够满足能力的需求:①推荐若干级别的水面艇,构建高效的、集团化的、互为补充的能力;②在海军项目中,界定USV类型和尺寸的具体范围;③审查各USV级别内部以及彼此之间的模块化和通用化水平。 (3)评估技术要求以及目前的技术准备情况,为USV平台和相关负载的研制提出相应的技术投资策略。 二、USV的作战使命 根据国防部和海军的指导性文件,这份主计划确定了USV优先发展的7个任务领域,按照优先级排列,包括:反水雷战(MCM);反潜作战(ASW);海上安全(MS);水面作战(SUW);支持特种部队作战(SOF);电子战(EW);支持海上拦截作战(MIO)。针对每一项任务领域,研究团队将开发一种USV 任务包,这个任务包包括平台尺寸/类型、负载和可能的应用描述等。 三、发展系列USV 在2006年举行的USV主计划专题学术讨论会中,一项重要的结论是,界定USV的类型和尺寸级别将有助于协调舰队和USV采办项目,特别是在舰队兼容性、促进民品开发、集中控制、标准化、通用化、模块化和人员系统集成等方面。对于USV来说,最为重要的技术条件是USV能够被海军现役舰艇搭载,或仅需进行较小的改装,因此,通用的海军船型和尺寸成为首先考虑的因素。USV主计划推荐了一个非标准级的USV和三个标准级的USV,这4种级别的USV能够完全满足美国海军USV优先发展的7个任务领域的能力需求,具体包括: “X-级”是一个长3米或更小的非标准级USV,采用非标准模块建造,能够支持特种部队作战、以及海上拦截作战任务。它将提供低层次的情报、侦察、监视能力,以及有限的续航力、有效载荷和适航性,支持有人操作。

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