又一把“水上快刀”

　　近年来，美海军按照新的水面与水下联合作战的思想要求，修订了无人航行器发展计划，强调提高与潜艇、水面舰艇信息联结的能力，全力推进海上无人作战平台的发展。近日，美国防部高级研究计划局（DARPA）开始正式实施启动“反潜战持续跟踪无人航行器”（ACTUV）计划。据披露，这种无人智能艇可以连续数月在大洋中自动跟踪敌方潜艇。
　　ACTUV长19.1米，宽5.8米，高10.1米，最大航速27节，满载总重157吨，水面以上高度4.3米。采用碳纤维耐压复合壳体，其设计和制造是由BAE系统公司的隐身飞机技术专家完成，因而其隐身特性出众。尾部左右各装有2个低噪声推进电机，前部两侧的是导向鳍。艇内配置各类侦察传感器、GPS导航、卫星通信系统和锂电池组。为确保其一次性最长达数月的航行时间，主体燃料舱部分占据了舱体的大部分。为了增强ACTUV的动力，装备了美军高功率密度的压燃重油发动机（CIHFE），为其提供更大航程、更高负载能力，延长其在航时间，使其获得更高的航速和燃油经济性。ACTUV选用柴油或电力推进，其所有任务参数都可在出发前预先设定，远程通信通过射频或铱星通信，或通过声通信系统完成。除了反潜，情报搜集、监视、目标搜索和记录也是它的主要用途，可实施自主监视。ACTUV被认为是美海军打海洋信息战的又一把“快刀”，可由航空器投放，也可由人工海面投放，能为己方潜艇和水面舰艇提供高质量的“水下图像”。
　　
　　研制背景
　　现代潜艇拥有与水面舰艇相媲美的速度，高水平的安静性以及极强的续航力，反潜作战成为各国海军危机性难题。空中反潜飞机、反潜水雷、深水炸弹以及太空反潜卫星等等名目众多的反潜装备齐上阵。但实践一次次证明，它们的反潜效果仍不能满足作战需求，潜艇与反潜的博弈中，潜艇一方明显处于优势。仅在今年，就有两次以上俄罗斯潜艇突破美航母防线的“爆料”。这也是美军另寻方向，优先发展无人反潜武器技术的动因之一。
　　根据美国海军不久前公开的《无人驾驶运载工具总体规划》，美国海军的无人舰队将包括4个级别的无人驾驶水下工具，可执行9种作战任务。首当其冲的就是无人侦察、反潜作战、反恐作战，防范可能从海上发起的针对美国的恐怖袭击。很明显，成本低、使用灵活有效和能有效减少人员伤亡的优点，是促使美海军大力发展它的主要动因。与此同时，海军需要隐形的无人驾驶系统收集情报和攻击目标；而开展非战斗性的海军活动，如搜集气象和海洋数据等，使用无人驾驶系统可降低费用。无人水下航行器在这种情况下脱颖而出。
　　不依赖空气推进装置（AIP）技术的出现在潜艇发展史上具有划时代意义，而美军最为担忧的是，这项技术在不久甚至已经扩展至非美国盟国，这将对美军构成新的挑战。因为，装备了AIP装置的潜艇可以缓慢、近乎无声地在水下潜行数千英里。使用常规的有人操纵舰船或潜艇对其进行跟踪，不但耗费大量的人力物力，更为重要的是，追踪舰船需要十分小心地跟住潜艇，必须与其保持安全距离，难免“跟丢”。未来，ACTUV可以胜任这种跟踪工作。根据合同，ACTUV将具备以下三大特点：在危险度高、环境状况随时变化及美军无法到达的海域，长时间、自主进行工作，收集水中和水面情报；作为诱饵协助母舰艇猎杀敌方潜艇，或者对敌方潜艇进行长时间跟踪；作为对抗时的“撒手锏”武器，拥有智能化引导攻击能力。此外，ACTUV不仅具有强劲的动力，而且可以搭载多种探测仪器，甚至是小型鱼雷等进行自主攻击。
　　
　　性能特点
　　ACTUV可在潜艇正上方紧紧地跟踪，不太需要担心其遭到潜艇的鱼雷攻击。ACTUV是在水面航行，因此其可以使用柴油发动机或是燃气轮机驱动，可以毫不费力地跟上电池或是AIP驱动的潜艇。同时，无人操控意味着ACTUV可以最大程度地按照性能优先和最佳适航行性原则来设计，采用新型流体动力设计来减少阻力和降低噪声。
　　ACTUV采用惯性导航系统和GPS系统及声定位系统，确保ACTUV的正确航行和定位。由于它可装备拖曳阵声纳和大功率低频换能器，能模拟大型潜艇声场特征，所以它又可在反潜和反潜训练中发挥作用，这增加了它的军事使用价值。
　　DARPA下一步目标是为ACTUV实现“海尔法”等导弹进行精确打击的功能。在搜索侦察方面，ACTUV可作为艇外水声或尾流传感平台进行区域监视和情报收集。战争时期，还可为两栖突击队侦察水雷、障碍等开辟水下进攻通道。此外，其还可用于寻找和打捞沉入海底的物体，比如鱼雷、导弹、人造卫星等。
　　据媒体披露，美海军在开发ACTUV中借鉴了澳大利亚的水下通信先进技术。在美澳海军一次联合演习中，澳海军获取水下信息的速度曾让美海军惊讶——澳海军“科林斯”潜艇上装置了一种叫“声学水下-水声信息链”的水下通信系统，水下潜艇能直接与30公里外的指挥舰通信。美海军随即向澳方订购了6套该系统，并加紧学习借鉴，并与澳方合作将这种水下通信技术扩延到声纳浮标和无人水下潜航器上。这也体现了美军的务实的精神。此外还有一种被称为VXZ成像的技术，其基础是统称“机器眼”的相关算法。根据数字摄像机提供的信息，“机器眼”能生成三维空间与目标模型。对于从不同角度获取的图像，“机器眼”能够利用视差生成的图像确定与目标的距离。
　　
　　技术难点需突破
　　目前，虽然美国海军的ACTUV工程未来一片光明，但要实现上述功能需求还将面临诸多挑战。首先，ACTUV需要解决的一个主要问题是，避免在跟踪水下航行的潜艇时撞上其他水面船只，尤其是这种跟踪有时会持续数千英里。因此，美海军目前正专门研究ACTUV的关键技术——用于解决无人水面艇的稳定、导航和避碰问题。这种系统是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。它通过处理雷达和甲板运动数据，指挥无人水面艇的推进装置和姿态控制系统作出反应，从而改变无人水面艇的稳态或航向。不过目前的研制还处于攻坚阶段。
　　其次，ACTUV主要功能设计是在水面航行，这导致了隐蔽性的下降。同时，ACTUV“声学水下-水声信息链”的水下通信系统还不能满足远距离的水下通信需求，这样使得ACTUV很难离开平台很远距离，一定程度上限制了无人水下航行器在复杂海域执行任务的能力。据美海军专家预测，到2020年前后，美军将拥有1000套各类水上及水下机器人，届时将成为一支战斗力不容小觑的无人舰队，势必对水面舰只及潜艇构成新的威胁。对此，各国专家普遍认为，拥有全球绝对优势的美国海军，在未来若干年内仍将拥有世界各大洋的绝对制海权。然而，“道高一尺，魔高一丈”，历经近百年战火考验的海底霸主——潜艇，自然不甘心就这样被轻易打败，必然会以十倍、百倍的力量反击，潜艇与无人反潜器之间的全面争斗战必将会继续上演。