国内水下无人潜航器研究现状（水下无人作战时代或来临）

今年2月，美国海军授予波音公司“虎鲸”无人潜航器研制合同，标志着世界上首艘超大型无人潜航器（XLUUV）研制工作正式启动。“虎鲸”无人潜航器作为一种超大排水量长航程自主平台，具有高自主性、高隐身性、长续航、多模块化等特点，是美国海军构建新型有人/无人协同作战装备体系的重要装备，将对未来海战形式产生重大影响。

世界首艘超大型无人潜航器“虎鲸”概念图

水下无人潜航器（UUV）是一种以潜艇或水面舰船为支援平台，能够在水下自主远程航行的新型作战平台。UUV分为遥控无人潜航器（ROV）和自主无人潜航器（AUV），作战用途广、智能化程度高、隐身性能好、机动能力强、效费比值高，是一种独特的作战力量，一直受到美国海军的高度重视。这是因为，美国海军长期以来对于水下无人系统的研发和应用更多看重其执行情报、监视与侦察（ISR）和反水雷等作战辅助的能力。

随着美国海军水下无人系统能力的提升和作战需求的变化，美海军正重新审视水下无人系统在联合作战中的地位与作用。美国海军构想的水下无人系统家族包括小型、中型、大型和超大型UUV，以执行各项军事任务。XLUUV项目以美国“联合紧急作战需求”（JEON）为背景，其将作为未来水下无人体系的关键节点，为联合作战提供重要支撑。美国海军正在加速发展XLUUV，以进一步巩固水下军事优势。

美国海军构想的水下无人系统家族

XLUUV的发展分为三个阶段，第一阶段主要开展试验研究，使其具备一定的自主性和续航能力，可搭载有效载荷；第二阶段开展作战概念研究，实现有效载荷集成，使其具备水雷探测能力；第三阶段在上述研究基础上，实现作战运用部署，使其可执行情报、监视与ISR、军事欺骗等任务，具备执行水雷战、反潜战、反水面作战、电子战和打击任务的能力。“虎鲸”是XLUUV发展第二阶段的关键装备。

2017年1月，美国海军宣布启动XLUUV研制，基本招标要求包括长度超过38米，容积大于9.2立方米，航程不低于2000海里；2017年10月，美国海军分别授予洛克希德·马丁公司4320万美元、波音公司4230万美元的合同，用于开展XLUUV原型设计；2018年2月，美国海军为XLUUV申请3018万美元技术研究经费，研究领域包括发射、通信、指挥和控制、导航、续航力、回收、有效载荷可行性以及任务规划和执行等；2019年2月13日，美海军授予波音公司价值4300万美元的固定价格加激励的修订合同，用于制造、测试和交付4艘“虎鲸”XLUUV，波音正与英格尔斯公司合作，计划于2022年12月完成交付；3月27日，美国海军海上系统司令部（NAVSEA）将合同总奖励金额增加到了2.74亿美元，用以建造总计5艘“虎鲸”XLUUV以及相关支持项的开发；6月7日，美国国会研究服务部发布《海军大型水面无人艇和水下无人潜航器背景和相关问题》报告，指出美海军希望加速大型无人系统的研制和装备，其中，“虎鲸”XLUUV是关注重点之一；7月17日，NAVSEA授予洛克希德·马丁公司一份价值960万美元的合同，用于增强XLUUV项目的无人潜航器子系统的导航、自主性和载荷部署能力。

根据美国海军的设想，超大型无人水下潜航器总体长度超过38米，模块化载荷舱长度不小于18米，航程远达2000海里，可搭载传感器载荷，进行海洋环境观测和情报收集；可搭载战斗载荷，进行布雷/反舰作战，甚至直接威胁到潜艇；可搭载通信设备，构建美军的水下传感器和通信网络，为水下作战服务。

“虎鲸”XLUUV将以波音公司“回声旅行者”号柴电型无人潜航器为母型设计。“回声旅行者”号总长15.5米，排水量50吨，采用柴电动力，最大水下速度每小时约14公里，最大潜深达3300米，可在电池驱动下以每小时4.8公里的速度持续潜航超过240公里，然后浮出水面用吸气式柴油发电机对电池充电。“回声旅行者”号内载大量燃油，每次部署可持续水下航行6个月之久，总航程达到12000公里。根据美国海军的作战需求，“虎鲸”将进一步提高排水量和有效载荷能力，以搭载更多的传感器、武器和装备。“虎鲸”还将配备更高效的动力系统，以进一步提高海上自持力。“虎鲸”总体设计采用模块化和开放式架构，核心模块包括制导和控制、导航、自主、态势感知、通信、功率分配、能源和动力、推进和机动以及任务传感器等。

“虎鲸”剖面图

根据美国海军预算文件要求，“虎鲸”关键技术研究包括：一是适用于XLUUV的先进能源解决方案的研究、开发、试验鉴定，以提高能源效率和平台续航力，扩大作战范围；二是“先进水中兵器载荷”原型的集成设计，包括设计新的硬件，调查和开发新的接口/系统，以增加对水下和水面目标的杀伤力，同时为先进目标定位开发新的指挥控制算法；三是自主系统和架构的研究，包括开发支持跨域应用的通用标准、接口和系统，以促进海军跨域（水面和水下、空中和水下）作战所需的技术通用性及互操作能力的设计和开发；四是水下武器及非致命有效载荷发射技术研究，以支持情报、监视、侦察和打击任务，非致命有效载荷包括干扰和光电红外对抗系统。

“虎鲸”XLUUV具有如下特点：一是可扩展性强。沿用“回声旅行者”号的箱型艇身，中段增加长约10米的有效载荷模块，提供约57立方米的内部有效载荷体积，并支持开发跨域应用的通用标准、接口和系统，未来可快速实现技术升级，以应对威胁变化。二是高效的推进效率和隐身性。改用泵喷推进器取代螺旋桨推进方式，以提高推进效率并降低水流绕流噪声，在进一步提升机动性和隐身性的同时，增强“潜伏”能力。三是具有自主水平高、多功能的特点。配置可重构多任务载荷舱，岸基布放，可自主航行至指定区域后执行巡逻、建立通信系统、部署载荷等任务，完成任务后自主返回基地，其发射、回收、操作和通信仅在基地即可完成，大幅降低危险。四是操作简易，集群作战优势明显。通过开发研制新型指控方式，建立远程控制系统，提升了指挥系统链路的集成性能，保证了无人系统与母舰之间无缝实时的连接。载人母船上的一名技术船员可同时操控数艘“虎鲸”XLUUV，在一定程度上可实现常规潜艇难以企及的火力打击效果。

“虎鲸”具有更广泛的作战用途，将具备执行“水雷战、反潜战、反水面作战、电子战和打击任务”的能力。“虎鲸”可与其他有人无人装备协同，具有自主执行任务的能力，可发射、回收、修复有效载荷，并与其建立周期性的通信，完成侦察、探测、诱饵、打击、评估等一系列作战任务。

水雷战。“虎鲸”通过搭载先进有效载荷，包括各型UUV系统,成功定位并区分在不同深度和海底的水雷目标（沉底雷和锚雷），使猎雷系统在精确度和清晰度方面得到巨大跃升，在大幅提升水雷探测能力的同时，具备自主实施进攻性布雷的能力。

反潜战。“虎鲸”凭借其先进柴油动力系统，可远程航行并“潜伏”在敌方重要军事海岸线附近，构建起高效的预警体系，并与美海军潜艇合作，紧盯敌方潜艇，充当诱饵，让攻击潜艇伺机伏击，必要时可主动发起攻击，实现“火力支援”“精确打击”的作战目标。

新型作战样式。“虎鲸”等XLUUV的研制发展，将促使水下无人系统任务边界进一步扩展。如海床战，综合利用攻击型核潜艇、“虎鲸”等水下装备，针对潜在对手的海床设施、无人反潜传感器及系统等军事目标，达到降效、诱骗、摧毁的目的；反无人潜航器战，通过将“虎鲸”部署至敌方UUV经过的关键节点，采用多种手段致使敌方难以运用UUV等水下无人系统进行有效作战；非杀伤性海域控制，利用“虎鲸”建立察打一体水下作战系统，在保证隐蔽性的同时可采取威慑性行动，对海上敏感区形成实时控制，并避免有人作战平台引发的对抗升级。

“虎鲸”作为一种母船型、反潜型、情报型、指挥控制型和火力打击型的XLUUV平台，将进一步完善美国海军UUV体系，催生新型水下作战样式，提升水下无人系统的协同作战能力，为美海军维持水下优势、实现“重回制海”战略目标提供重要的装备技术保障。

（中国船舶工业综合技术经济研究院 王洪树 史腾飞 李仲铀）