在大國競爭背景下,美海軍認為自己面臨的海上新威脅越來越多,為此大力推動“幽靈艦隊”(無人載具艦隊)發展計劃。
在美海軍要求將“杜魯門”號航母提前退役遭到國會質疑時,美海軍領導人稱,“航母退役可節省大量經費用於開發新的技術,對保持海軍在未來戰爭中的優勢不可或缺。海軍未來的航母編隊將包括有人駕駛和無人駕駛的飛機、水面及水下有人和無人作戰艦艇,方可應對更多的海上高科技威脅。”主管預算的海軍部助理部長幫辦蘭迪·克里斯表示:“大型無人水面艦艇既可以充當感測器,也可以用作武器平臺。由於它們遠小於傳統艦艇,造價和成本也會低很多。”
在美國紐約,美國海軍“聖哈辛托”號導彈巡洋艦參加紐約艦隊周艦船巡遊活動
2020年10月,美海軍大型無人水面艦艇“遊騎兵”號完成了穿越巴拿馬運河的首次航測。這之後,美海軍第二艘大型無人水面艦艇“流浪者”號穿過巴拿馬運河進入太平洋水域執行自主航行。美國防部宣稱:此次穿越航行代表著美軍無人水面艦艇發展里程碑式進展,意味著無人水面作戰艦艇正向實戰化邁進。
9月3日,美國防部公佈了由“流浪者”號所搭載模組化垂直髮射系統發射“標準-6”導彈成功的測驗。這是美海軍無人水面作戰艦艇向實戰化邁進的最新步驟,表明美海軍“幽靈艦隊”專案發展有了最新進展。
這個受到多方關注的美國“幽靈艦隊”,具體將駛向何方?
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“幽靈艦隊”專案最先由美國海軍研究處和海軍海洋系統司令部提出,現在真正的主導者是美國防部戰略能力辦公室。2009年,美國海軍研究處開始“無人水面艇(USV)”的研發,當時定下的目標是能搭載最多4000磅(1磅約合0.45千克)載荷(包括探測水雷的聲吶及“無人感應掃雷系統”等),以20節的速度行駛20個小時以上。美國防部戰略能力辦公室為其確立的研發目標,是打造由無人攻擊艦艇構成,具有完善的指揮控制系統,獨立自主而又透過網路互聯的水面無人攻擊艦隊。
至2019年初,美海軍又推出建設一支包括10艘無人艦艇的“幽靈艦隊”計劃。在已有研究的基礎上,美海軍開始評估和研製大型無人水面艦艇。在編列2020財年預算時,美海軍提出斥資4億美元建造兩艘大型無人水面艦艇,並在5年內再斥資27億美元建造10艘此類艦艇。
負責研發和採辦事務的海軍部助理部長詹姆斯·格爾茨在國會聽證會上表示,美海軍已經完成大型無人水面艦艇的第一階段測試工作,一艘長達132英尺長的“海上獵手”號中型無人艇完成了海試驗證,以自主狀態從加利福尼亞航行至夏威夷並安全返回。格爾茨還透露,進一步的工作集中在大型無人水面艦艇的自主性、決策許可權和控制模式等方面的研發、測試與評估等。
“幽靈艦隊”專案於2019年9月進入第二階段,並在2020年10月後由“遊騎兵”號和“流浪者”號先後執行自主航測任務。其中,“流浪者”號在今年6月完成了從墨西哥沿岸至聖地亞哥8188千米的航行試驗,航行過程中98%的時間是自主航行,整個測試的內容包括續航能力、艦體機械、電氣系統、自主操作,以及指揮、控制、通訊、計算機和情報系統等。
另外,由美海軍海上系統司令部無人海上系統專案辦公室主導完成的無人艦艇研發,除“海上獵手”中型無人水面艇外,還有“刀魚”水下探雷機器人、未來無人水面艇等,並已就超大型無人艦艇發展提出計劃和建議書。
根據美軍計劃,“幽靈艦隊”專案的第二階段研發與測試將轉向“流浪者”號與“遊騎兵”號的雙艇測試,進一步驗證其可靠性,並探索與有人水面作戰艦艇的協同方式和聯合作戰能力。整個第二階段測試預計在2022年初結束。同時,“幽靈艦隊”專案的另外兩艘艇正在建造之中,將用來進行“幽靈艦隊”專案的多艇技術驗證和戰術演練,以加快美海軍無人作戰水面艦隊作戰能力的形成。
美國軍艦駛過霍爾木茲海峽進入海灣
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無人作戰系統與平臺的出現,緣於智慧化技術在軍事領域的廣泛運用及其取得的顯著作戰效果。由於海軍作戰存在環境不穩定、涵蓋技術複雜多樣、指揮控制難度大等原因,相比陸上無人作戰平臺和空中無人機,水面無人作戰平臺的發展應用相對落後。即使是佔有軍力優勢和技術優勢的美國海軍,也面臨這種境況。
在美軍大國競爭海戰構想中,要想在高技術化、智慧化的海上高強度對抗中儘可能減少人員傷亡,必須借重無人作戰水面艦艇和無人化的“幽靈艦隊”。未來“幽靈艦隊”的可能應用,可從作戰功能和作戰編成兩方面進行考察。
從作戰功能上說,“幽靈艦隊”可執行戰場偵察、監視、預警和目標發現、定位等功能。“幽靈艦隊”可充當現有艦隊的前出艦隊,部署在整個作戰編隊的外圍和最前沿,搭載各種預警、探測和偵察載荷,形成感測器網路,進行戰場實時情報獲取和處理,將目標情報傳遞給部署在後方的有人艦隊。美海軍用作偵察平臺的無人艦船主要有“海上貓頭鷹”“斯巴達偵察兵”“海狐”“X-2”等。
與此同時,隨著通訊和網路技術的快速發展,無人水面艦艇透過搭載通訊裝置,可在水面和水下進行跨領域通訊,“幽靈艦隊”的無人平臺還可作為戰場通訊中繼,為指揮控制提供輔助手段。
陸上、空中無人系統用作攻擊平臺已經司空見慣,在準確獲取戰場情報和目標定位資訊的基礎上,無人水面艦艇同樣可以用作攻擊平臺。在美海軍的設計中,“幽靈艦隊”已經被作為攻擊行動的“先鋒”角色進行部署。“幽靈艦隊”在發現威脅後,可將威脅的定位資料傳輸給航母編隊等有人作戰艦艇,在某些條件下也可自主發起攻擊。
為此,美軍考慮將“幽靈艦隊”的無人艇發展成為攻擊艦,加裝Mk-41導彈垂直髮射系統或Mk-57先進垂直髮射系統,即讓這些無人艦艇具備發射從“標準-2”到“標準-6”防空導彈、新型遠端反艦導彈、“海軍打擊導彈”到反潛魚雷等幾乎所有水面作戰彈藥的能力。由於無人艇造價相對較低並可大量部署,這無疑將大大增強水面艦隊的火力打擊能力。9月3日,“流浪者”號使用所搭載的模組化垂直髮射系統成功發射“標準-6”導彈,說明這一打擊功能已經透過實驗驗證。
從作戰編成上說,既可將“幽靈艦隊”與有人艦隊混合編成,也可將“幽靈艦隊”的無人艦艇以叢集式系統編成。
9月9日,美中央司令部宣佈將在美海軍第五艦隊組建應用智慧無人艦船的第五十九特遣部隊。這將是一個將智慧技術應用到海上編隊中的裝備和戰術實驗單位,職能是負責測試與海上無人作戰系統相關的新技術和進行系統整合,將智慧技術整合到各類海上作戰無人系統中。依據中央司令部的計劃,在2022年初舉行的國際海事演習中,將會有此類技術和戰術驗證內容。
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儘管“幽靈艦隊”的發展是戰爭形態無人化、智慧化的趨勢,美國海軍和國防部對此也非常積極,但總的來說,“幽靈艦隊”的發展也仍面臨諸多一時可能難以突破的重大問題。
首先是海戰場環境特殊複雜的問題。在陸、海、空三維戰場中,陸戰場環境相對穩定,對地形地貌的人為改變不僅需要付出大量的勞動,而且並非倉促間可就。空戰場因為雲層、大氣、光照等因素的變幻,比陸戰場環境更復雜些。與前二者相比,海戰場環境最為複雜,不僅涉及潮汐、風浪、光的反射以及不同海域的水深等複雜因素,而且隨天候、時間、空間瞬息萬變。
美海軍在發展航母艦載預警機時,面臨的最複雜的技術問題,就是不同時間、海域、風浪等海況因素造成預警機雷達雜波難以識別和過濾。水面無人艦艇因為作戰功能和所涉技術因素的多種多樣,面對的環境問題更多也更難解決。
其次是技術複雜所造成的不確定性問題。美海軍和國防部對發展無人水面艦艇和“幽靈艦隊”非常積極。2020年5月6日,美國防部高階研究專案局戰術技術辦公室主任邁克·萊希表示,“幽靈艦隊”專案可將美國海軍無人水面艦艇發展向前推進10年。但國會對此非常謹慎。
美國會眾議院海上力量與力量投送委員會呼籲,在海軍能夠證明它“已經設計出合適的船體、機械和電氣系統,並可以連續自主執行達到30天”以前,國會限制為其任何大型水面無人艇的採購提供資金。很明顯,美海軍的無人水面艦艇“流浪者”和“遊騎兵”號都沒有達到這樣的指標,“流浪者”號在穿過巴拿馬運河時還是由人工操控的。
由於國會對海軍“幽靈艦隊”發展計劃存在技術方面的擔憂,直接造成資源分配上的大幅度縮水。在已經過去的2020財年,海軍申請4億美元,國會批准款項只有2.592億美元,其中2.092億美元用於計劃中的無人水面艦艇開發,0.5億美元用於無垂直髮射系統的無人水面艦艇開發,以讓二者互為補充和進行效能對比。在2021財年的此項撥款中,國會參議院確立了“無人水面艦艇的主發動機和發電機具備技術成熟資格”的限定。
第三,“幽靈艦隊”的發展仍將坎坷。即使解決了無人水面艦艇單艦的所有技術和戰術問題,也要面臨叢集使用的複雜性。無人水面艦艇叢集使用是各單艦的有機結合、協同作戰,涉及目標探測與識別、資訊處理、叢集控制、智慧網路等高層次、高複雜性的技術整合問題,以及大量無人水面艦艇的叢集集結、隊形保持、動態任務分配、隊形自主變換、協同避障和容錯控制等戰術難題。破解這些難題,不僅需要大量資源投入,而且需要時間。
因此,儘管“幽靈艦隊”的測試已經進入第二階段,但也僅僅是單艦98%時間的自主航行和“流浪者”號、“遊騎兵”號的雙艦合練。另外兩艘無人艦艇尚在建造之中。可見,小型“幽靈艦隊”的合練尚需時日,大規模“幽靈艦隊”的叢集編練更為遙遠。
目前,“印太”區域是美國軍事戰略的重點地區,也是美海軍力量的重心所在。6月9日,美海軍“印太”戰區進行了以太平洋艦隊為主導的“無人綜合作戰問題21”海上聯合演習,無人水面艦艇參與了演習,並在演習後對其作用進行了綜合評估,以之為推進太平洋艦隊無人系統發展和運用提供建議。美軍“幽靈艦隊”專案的快速進展已經達到走向實戰的臨界點,這無論如何都值得關注和重視。(作者單位:國防科技大學資訊通訊學院)
來源:環球雜誌社