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    DARPA開始測試反潛持續跟蹤無人船

    4月7日,美國國防部副部長鮑勃·沃克專程來到俄勒岡州波特蘭市,參加了全新“海上獵手”(Sea Hunter)無人駕駛船的命名儀式,標志著“反潛戰持續追蹤無人船”(ACTUV)項目的建造工作已經結束,即將開始海上試驗。美國國防預先研究計劃局(DARPA)表示,ACTUV代表著自主導航和操作方面的突破,有可能徹底改變美國海上作戰方式。按照計劃,這艘無人船將在兩周內離開波特蘭,駛向圣地亞哥,在那里將開始一個為期兩年的擴展測試階段。




    研制背景

    近年來,隨著潛艇靜音技術的不斷發展和作戰性能的不斷提高,美國海軍逐漸感到追蹤潛艇的任務變得更加困難。一些柴電動力潛艇能夠對一些傳統的潛艇追蹤手段進行有效規避,這對美國未來在水下戰場構成了威脅。為解決這一問題,DARPA在2010年8月正式啟動了ACTUV項目。

    ACTUV作戰概念基于一艘獨立部署的無人駕駛水面船,能夠對靜音潛艇進行持續地追蹤。該項目希望在ACTUV執行遠程遙控戰術任務時,通過發展自主作戰技術來實現與安全導航需求完全匹配的目標。其后,ACTUV將利用其攜帶的一系列新式傳感器所具備的獨特性能來追蹤靜音的柴電動力潛艇,從而具備改變戰局的作戰能力,這種能力會為美國帶來戰術和經濟方面非對稱的優勢。

    DARPA表示,ACTUV整個執行任務過程中,船上不會搭載任何人員。ACTUV將通過獨特的結構來實現穩定的平臺性能,進而執行一系列常規和非常規任務,同時ACTUV的生產成本也將相對低廉。

    在ACTUV項目的第一階段,諾斯羅普·格魯門水下系統公司、科學應用國際公司(SAIC)情報、安全與技術分部和奎奈蒂克北美技術解決方案集團分別提出了各自的系統概念設計方案,完成了與潛艇追蹤傳感器和海上自主控制等相關的風險降低測試工作。在參與關鍵技術研究和驗證的技術團隊中,華盛頓大學應用物理實驗室對捕獲并跟蹤潛艇目標的高頻主動聲吶進行相關試驗,空間綜合系統公司對無人船追蹤潛艇的自主算法以及航道的匹配規則進行了研究和演示。

    基于為期6個月的第一階段研究,DARPA制定出ACTUV系統的性能規格參數,并以此規格參數作為樣機系統設計、建造以及海上演示等后續競爭的基礎。在經過全面評估后,DARPA認可了科學應用國際公司的模塊化設計方案,向其授予了ACTUV項目第2至4階段的合同,用于設計、建造并驗證了一架ACTUV驗證船。不久,科學應用國際公司更名為雷多斯公司(Leidos)。

    設計特點

    經過近4年的研制,ACTUV在今年1月正式下水,開始準備接下來的自主航行試驗。從目前公布的畫面來看,“海上獵手”采用了三體船的總體構型,頗具未來感,主要由三個部分組成:采用復合材料的細長船體和兩側通過舷外支架連接的浮筒。它的最大長度為39.6米,滿載時重量約147.5噸,成為全球最大的無人駕駛水面艦船。

    盡管總體尺寸不大,但“海上獵手”能夠裝載40噸燃油,因此的續航能力十分出眾,可以在海上持續航行約70天,完全具備了現役反潛機、水面戰艦和潛艇的廣域作戰能力,甚至可以在無人維護的條件下長期部署。同時,ACTUV項目的目標之一就是研發航行速度堪比柴電潛艇的無人駕駛艦船。據介紹,“海上獵手”的最大速度50千米/時,可以在5級海況下穩定航行,甚至可以在7級海況下不會傾覆。

    “海上獵手”不依賴于母艦來入水與回收,對自主航行能力提出了更高要求。DARPA不希望簡單地建造一艘遙控船,真正想要的是一種能夠遵守海上航行規則和完成復雜任務的自主無人船,只需很少的監督和控制。因此,這種無人船的關鍵特征和技術包括先進軟件、可根據海洋法的要求執行自主式安全行動任務以及可持續追蹤靜音潛艇目標的創新型傳感器。

    “海上獵手”無人船配備了聲吶、光電傳感器和近距、遠程雷達系統來實現導航或識別船只,其中包括美國雷神公司研制的可擴展模塊化聲吶系統(MS3)。該系統是2015年11月交付的,可只需執行主動與被動搜索、探測魚雷、分析威脅、定位追蹤潛艇、過濾小目標。

    同時,雷多斯公司為“海上獵手”研制了導航軟件,使“海上獵手”的計算機可以進行導航、識別并自動避開其他船只和目標。此前,DARPA曾經采用一艘12.19米長的模擬船測試過“海上獵手”的自主軟件,在海上試驗中成功驗證了這套系統可以遵守國際海事章程中有關預防海上碰撞的航行規則。

    主要角色

    從作戰用途來看,“海上獵手”將主要承擔反潛戰任務。在執行任務時,這種無人船一旦發現敵方潛艇,便可持續跟蹤,并通過衛星向附近的水面艦船發射潛艇的實時坐標,以引導打擊行動。

    但是,DARPA也可能為其配備其他類型的任務載荷,以執行其他一些戰術任務。它憑借著較大的總體尺寸,具有更多的空間和承載能力,甚至可以安裝一種為多種任務載荷提供電力的發電設備。作為與美國海軍研究部合作計劃的一部分,DARPA還在尋求一些反水雷任務載荷,特別是一種可以掃雷的載荷。

    DARPA還希望“海上獵手”無人船可以與其他的無人船和有人駕駛艦船協同作戰。目前,有人/無人協同作戰的概念是美國國防部正在嘗試達到的高度,DARPA認為“海上獵手”是一個優秀的平臺,可以用于學習如何與有人駕駛艦船協同作戰。盡管這種無人船不適合放置在瀕海戰斗艦(LCS)的內部,但它可以作為LCS的任務模塊使用,而LCS可以作為母艦來控制它。

    “海上獵手”的最大優勢在于性價比高。從裝備使用來看,“海上獵手”的每天使用成本大約為1.5~2萬美元,遠遠低于現役驅逐艦的每天70萬美元。采購方面,DARPA在ACTUV項目啟動之初希望能以每艘無人船2000萬美元的成本實現批生產,與現役P-8A反潛巡邏機的2.5億美元相比,可謂天壤之別。

    目前,這艘原型船的制造成本大約在2200~2300萬美元之間,不包括設計和軟件的費用。可見,DARPA基本將成本控制在預定目標,下一步借助于批生產的規模效應和精益生產,完全能夠實現這一目標,對于美國海軍來說具有極大的吸引力。

    到2016年底,DARPA在完成“海上獵手”的初步測試后,將把ACTUV項目移交給美國海軍研究部,為將這一驗證項目轉化為海上反潛裝備提供技術支持。按照計劃,“海上獵手”驗證船的全部測試工作將持續到2018年9月。

    未來,“海上獵手”有可能發展成為在全球緊盯各國潛艇的“哨兵”。在美國“亞太再平衡”戰略下,美國海軍為監視中國潛艇,很可能在亞太地區率先大量部署這種反潛無人船,對中國海軍的潛艇和軍艦的重要進出水道和海峽實施24小時跟蹤。

    美國國防部副部長沃克在命名儀式上說:“為了這一天,我們已經等了很久。我們正處于令人難以置信的技術飛躍階段。”甚至,他還毫無掩飾地直言,新型無人船在完成安全性驗證后,可能在美國海軍第七艦隊轄區內繼續測試,希望美國海軍在5年內組建一支無人艦隊,隨時部署到西太平洋和波斯灣。

    來源:中國航空報

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