潜射无人机发展历程与作战样式分析∗

许 彩 邓 林

（1.海军装备部驻武汉地区第三军事代表室 武汉 430205）（2.武汉第二船舶设计研究所 武汉 430205）

1 引言

潜艇传统的作战手段和作战样式已经无法完全满足现代化海战的需要，为了更加充分地发挥潜艇在高技术局部海战中的重要作用，各国正在积极研制和不断更新潜艇的武器装备，潜射无人机以其强大的侦察探测与信息中继能力逐步进入各国的视野。

无人机具有高隐蔽性、强机动性和远航程的优势，使其能在无制空制海权的条件下，对战场环境进行隐蔽的侦察，使潜艇在潜航状态下即可获取周边的环境信息，抢占信息优势，从而大幅提升潜艇对战场环境的感知能力和体系作战能力，有效解决潜艇侦察能力弱、指挥协同难度大等问题，将潜艇融入海陆空天联合作战体系之中。

2 国外潜射无人机发展历程

2.1 美国

20世纪90年代，诺思罗普·格鲁曼公司和洛克希德·马丁公司联合研制了“海上搜索者”潜射无人机，采用折叠机翼，可从潜艇的533mm 鱼雷发射管发射，潜航状态下的潜艇通过露出水面的天线前段对其进行控制，并携带有5kg～10kg 战斗部，具备侦察预警、通信导航、目标搜索和打击能力，1996 年，美军利用“阿什维尔”号潜艇成功发射“海上搜索者”潜射无人机。

20世纪90年代末，洛克希德·马丁公司开始研制“鸬鹚”潜射可回收多用途无人机，“鸬鹚”无人机折叠后可采用“俄亥俄”级战略核潜艇的三叉戟弹道导弹的2110mm 发射筒发射，提供情报监视、武装侦察和战场毁伤评估等任务支持。2006 年11月，洛马公司臭鼬工厂进行了“鸬鹚”无人机的溅落与回收试验。

图1 “鸬鹚”无人机发射想定图

2002 年，美海军开始对“俄亥俄”级战略核潜艇进行改装，设想利用改装后的“俄亥俄”级核潜艇发射波音公司的“扫描鹰”无人机，“扫描鹰”无人机翼展3.1m，最大可携带6kg 载荷，续航时间可达到15h，可作为通信中继节点，并提供超视距侦察结果。

2009 年，为满足侦察监视与攻击作战需求，雷神公司完成“弹簧折刀”潜射无人机开发，“弹簧折刀”潜射无人机为单兵小型无人机，重量不足2kg，装载于水下发射运载器中，通过垃圾抛弃装置投出艇外完成发射，“弹簧折刀”潜射无人机具备实时视频传输能力，作战半径大于5km，续航时间大于5min，速度可达55kn～85kn，由于该机型具有极低的热成像与噪声痕迹，隐蔽性很强，当前已开发“弹簧折刀”2.0无人机，其续航时间可达0.5h。

2013 年12 月5 日，美海军“洛杉矶”级攻击核潜艇“普罗维等斯”号利用“鲂鮄”发射装置成功发射XFC 无人机，XFC 可搭载光电探测载荷，续航时间超过6h，巡航速度可达55km/h，试验中XFC 无人机成功执行了数小时任务，将实时侦察视频画面传回了“普罗维等斯”号核潜艇和其他水面舰艇。

表1 三型潜射无人机基本数据对比

2016 年5 月，美海军计划采购150 架“黑翼”潜射无人机，可通过攻击型核潜艇、弹道导弹核潜艇、无人潜航器等平台发射，该机型质量约1.8kg，长度0.5m，并拥有着1h 的续航时间，巡航速度可达80km/h～160km/h，携带有先进的微型传感器，可执行相应的侦察任务。

图2 黑翼无人机

2016 年8 月，洛克希德·马丁公司在海军演习时利用“枪鱼MK2 型”无人潜航器发射微型固定翼无人机Vector Hawk，并对Vector Hawk 无人机的跨域通信和指挥控制能力进行了验证。

2.2 德国

德国加贝勒机械制造有限公司与EMT 工程技术公司合作研制海军空中光学侦察系统（VO⁃LANS），也被称为飞鱼座系统，安装在升降桅杆顶端的密封耐压容器内，通过耐压容器折合盖的开闭控制无人机的弹射，同时最多可携带三架可自动发射的无人机。

3 潜射无人机发展技术难点分析

潜射无人机发展的技术难点不在于无人机的飞行控制与作战决策，而是如何将无人机系统完整集成到潜艇系统中，保证潜艇与无人机的适配性，包括潜射无人机的发射方式、发射装置、干式发射的运载装置以及发射后的回收等。

图3 飞鱼座系统

3.1 发射方式

潜射无人机发展过程中的一大技术难点是其发射方式。根据无人机发射时所处的状态可将潜射无人机的发射方式分为两大类，水上发射和水下发射。水上发射方式分为两种，一种直接将无人机从上浮的潜艇上发射出去，技术难度比较小，但极容易暴露潜艇目标，降低潜艇的生存能力；另一种则是利用潜艇的模块化桅杆将无人机与发射装置送出水面，由于模块化桅杆承载力有限，因此只能发射轻小型无人机，且潜艇的暴露几率也很大。

水下发射方式隐蔽性相对较高，能够有效提高潜艇的生存能力，因此受到各国重视，得到了迅速的发展。根据发射过程是否与水接触又可将水下发射分为湿式发射与干式发射，湿式发射直接在水下发射无人机，因此对无人机的尺寸、重量等限制较少，但对无人机的密封性、耐腐蚀性和可靠性要求较高。干式发射方式即将无人机装载在密封的运载装置内，利用鱼雷发射管等发射装置将其发射出去脱离潜艇，运载器出水后即可将无人机发射出去。

在以上几种发射方式中，潜艇上浮至水面发射无人机的水上发射方式由于极不利于母艇的隐蔽与安全，正逐步淘汰；模块化桅杆发射方式的难度最小，但其承载力的限制约束了潜射无人机的作战效能；湿式发射方式存在众多的技术难题，发射难度最大，但其作战效能最好，且反应速度快，发射出的无人机可回收，今后有很大的发展空间；干式发射方式解决了湿式发射的抗压和密封问题，降低了对新型防水无人机的研发成本，提高了潜艇的隐蔽能力，因此应用相对广泛，但存在需要设计装载无人机的运载装置和发射的无人机回收困难的问题。

3.2 发射装置

理论上，潜艇的废物抛弃装置、对抗发射器等外孔道均可用来发射潜射无人机，当前受广泛认可的发射装置主要包括如下几种：

潜艇鱼雷发射管，可参考潜射反舰导弹发射技术，技术成熟度高，试验充分；导弹发射筒，“鸬鹚”无人机即通过此进行发射；通用模块式桅杆，可在潜望深度一次性发射多个潜射无人机；垃圾抛弃装置，装载“弹簧折刀”潜射无人机的运载装置即通过垃圾抛弃装置发射。

3.3 运载装置

要完成无人机的水下潜射，需要考虑无人机从水下到空气中的过度，应用更为广泛的干式发射需要将无人机装载在具有良好密封性能的运载舱内，整个发射过程潜射无人机处在干燥的环境中，运载装置可以利用鱼雷发射管、导弹发射管等发射装置进行释放。如图4 所示，为利用运载装置发射潜射无人机的过程，包括运载装置与潜艇分离、运载装置航行到水面、运载装置方向和角度调整、无人机与运载装置分离和无人机自主飞行。利用运载装置的干式发射能够有效解决无人机的防水和抗压问题，同时降低了发射成本，提高了发射安全性。运载装置需要满足一定的技术要求。

图4 潜射无人机干式发射流程示意图

运载装置需要具备一定的机动能力，能够实现与潜艇的分离，同时具备稳定将潜射无人机运送到水面的能力；运载装置需要具备一定的抵抗海流的能力，能够在不良海况下保持较好的稳定性，并能够在发射过程中维持姿态稳定；由于运载装置工作的海洋环境具备较强的腐蚀性，因此运载装置必须具备良好的耐腐蚀性和水密性，并具备一定的抗水压能力。

3.4 回收系统

相较于空中、陆上或水面上的无人机携载平台，潜艇对无人机的回收相对困难，回收过程也极容易暴露母艇的位置。潜射无人机回收使用最为广泛的为伞降回收方式，其伞降回收系统一般配有控制机构、回收伞和开伞装置。由于陆上回收对潜射无人机的战术约束太多，潜射无人机回收系统一般需要能够实现海上回收，而海上回收还需配备能使无人机在水面漂浮规定时间的漂浮系统。为了避免回收时海水对无人机的侵蚀，潜射无人机需要采用密封结构。大型潜射无人机例如“鸬鹚”的回收，先利用伞降回收系统帮助“鸬鹚”稳定降落入水，然后利用潜艇的潜航器或水下机械臂搜寻并移动“鸬鹚”无人机实现回收。小型潜射无人机的回收相比于一次性使用来说费用高很多，回收技术复杂与耗时长也增添了其暴露风险，因此小型潜射无人机倾向于一次性使用。

4 潜射无人机作战样式分析

在当前以潜为主的作战体系中，潜艇的突出优势和战术特性是其超高的隐蔽性，能够给予敌方出其不意的打击，但现代航空反潜技术发展迅速，对潜艇的隐蔽性能需求越来越高。潜射无人机的发射使用须以保持潜艇的隐蔽性为前提，但现今的大型、中型潜射无人机发射方式多为湿式发射，与潜射导弹发射类似，极易暴露母艇位置。可发展水下隐蔽发射小型潜射无人机技术，减小暴露目标可能性的同时满足潜艇侦察预警和打击引导等需求。总体来说，潜射无人机用于海上作战时主要包括以下三种作战样式。

4.1 情报搜集、侦察预警

潜射无人机拥有潜艇完全无法比拟的高度优势，在发射升空后，能够充分发挥无人机的机动性好的优势，减小潜艇侦察距离的限制，有效完成战场情报搜集、目标侦察预警任务，使潜艇在潜航状态下即可获取周边的环境信息，从而大幅提升潜艇对战场环境的感知能力。当前无人机热成像与噪声痕迹较低，很难用视觉手段对无人机进行感知，具备较为优越的隐身性能，使得其能够实现对目标的“近距”侦察，也可对战场区域内机动的目标进行跟踪监视，必要的条件下还可对目标的毁伤效果进行评估，为之后打击决策提供依据。

4.2 通信中继、协同作战

潜射无人机可通过卫星或通用数据链终端接入战场信息网络，将无人机侦察到的战场态势信息、目标信息，和潜艇收集到的情报信息发送至信息网络，并从信息网络获取与其他作战系统或作战平台协同作战所需的各类信息，并将其转发给潜艇。潜射无人机作为潜艇与战场信息网络的通信中继，能够有效实现潜艇与战场信息网络的通信衔接，在保持潜艇隐蔽性的同时提高潜艇通信距离。同时，潜射无人机高机动能力以及高功能性，使其能够很好地配合潜艇、水面舰艇之间的战术协同。

4.3 远距引导、精准打击

潜射无人机对敌方目标实现远距引导打击主要包括以下几个方面：

1）潜射无人机对敌方岸上重要军事目标进行战术侦察，并将情报信息传递给潜艇，引导潜艇利用导航对敌方岸上重要军事目标进行远距离打击，在保证打击效果的同时保证潜艇的安全；

2）当潜艇利用探测设备对敌方舰艇进行探测时，经常也会受到敌方的探测，而利用潜射无人机对敌方舰艇进行探测侦察可以有效实现己方潜艇的隐蔽，并实时的将目标数据传给潜艇，实现对敌方舰艇的安全精准打击，使潜艇具备远程精准打击敌方机动目标的能力；

3）潜射无人机能对战场空域进行侦察监视，有效监测敌方空中反潜力量，并及时向潜艇反馈敌机的信息，为潜艇对敌机打击赢得时间。

5 结语

潜射无人机是潜艇技术和无人机技术发展结合的产物，是协同体系作战对潜艇提出的迫切需求，可以提升潜艇的作战能力并改善潜艇信息能力弱、对抗航空反潜兵力能力弱的劣势，能够较好满足潜艇在未来海上作战中的需求。