无人艇:唯有系统体系方可抗衡

B站影视 内地电影 2025-05-14 15:57 2

摘要:随着全球军事强国加速推进无人艇(USV)多域火力集成,其装备谱系已涵盖近程防空、反舰及精确打击能力。在此背景下,传统武装直升机执行反无人艇任务面临战术效能瓶颈。本文从无人艇作战特性、探测技术瓶颈及体系化对抗需求出发,提出构建"探测-搜索-打击"三位一体的综合解

作者:王智杰 郝钰博 张亦涵

随着全球军事强国加速推进无人艇(USV)多域火力集成,其装备谱系已涵盖近程防空、反舰及精确打击能力。在此背景下,传统武装直升机执行反无人艇任务面临战术效能瓶颈。本文从无人艇作战特性、探测技术瓶颈及体系化对抗需求出发,提出构建"探测-搜索-打击"三位一体的综合解决方案,为海上非对称威胁应对提供理论参考。

主动权与隐蔽性:影响无人艇战场效能的核心要素

在现代化海战场景中,主动权与隐蔽性已成为决定无人艇战场成败的关键性因素。敌方所运用的无人艇本质上属于攻击性武器装备,其具备显著的小型化与高隐蔽性特征。在水面作战环境下,这类无人艇的探测难度极大,尤其当遭遇恶劣海况时,其隐蔽特性更为突出,几乎难以被有效察觉。

从作战主动权的角度分析,敌方在无人艇作战运用中占据着主导地位。敌方能够依据战场态势、自身战略意图以及可能获取的作战优势,自主选择攻击的时间节点与目标区域。这种对作战主动权的掌控,使得敌方无人艇能够在最有利于己方的条件下发动攻击,极大地增加了防御方的应对难度。

在技术层面,无人艇的隐蔽性提升手段不断演进。例如,采用舷外水冷却发动机技术,可有效降低无人艇的热辐射特征。从技术发展趋势来看,敌方全面启用全电动或混合动力无人艇的时间节点已日益临近。全电动或混合动力系统的应用,将显著提升无人艇的航程性能,同时进一步削弱其热信号特征,使得无人艇在战场上的隐蔽性得到质的提升。

在无人艇探测方面,雷达站作为传统探测手段,面临着诸多严峻挑战。利用雷达探测无人艇本就是一项极具难度的任务,而海况的恶劣程度会进一步加剧探测难度。特别是对于那些部署高度较低的雷达而言,受地球曲率、海杂波以及无人艇自身低可探测性等多重因素影响,对无人艇的有效探测变得愈发困难。

与此同时,无人艇自身的技术性能也在持续优化升级。未来无人艇将在速度、机动性和航程等关键性能指标上实现显著提升,其外形轮廓将进一步降低,直至仅卫星通信天线和光电系统(OES)露出水面。此外,无人艇配备的武器系统将赋予其一定的反击能力,使其在遭受攻击时能够实施有效的自卫反击行动。

面对无人艇在主动权与隐蔽性方面带来的严峻挑战,如何实现对其的有效发现与摧毁成为亟待解决的关键问题。为应对这一挑战,构建一个综合性的“系统体系”成为必然选择。该系统体系应涵盖无人艇探测、搜索和打击等多个关键子系统,通过各子系统之间的协同运作,实现对无人艇的全方位、多层次防御与打击,以维护海上作战的安全与稳定。

探测子系统

为有效应对远程自杀式无人机带来的安全威胁,本研究提出构建“全球耳朵”子系统。该子系统涵盖一系列基于无人机声音特征进行三角定位以实现探测功能的软硬件解决方案。值得注意的是,乌克兰在数年前已部署了类似的探测系统,为相关技术的实践应用提供了早期范例。

在俄罗斯,NPPO 公司正与 NIIRP 公司开展合作,致力于研发基于水听器的无人机航路声学侦察系统。此系统规划设置近区和远区两道防线,旨在构建多层次的防御体系,提升对无人机目标的探测与预警能力。

据 NPPO 公司官方发言人伊戈尔·波塔波夫披露,该探测系统采用光纤声学矢量传感器(即矢量水听器)进行构建。这类传感器最初是为水下环境量身定制的,但经过技术改进后,能够适应水面工作环境。矢量水听器具备同时测量声压和粒子速度的能力,基于这一特性,可精确确定声源的方向,为无人机目标的定位提供关键参数。

从技术实现角度来看,该探测系统的构建涉及复杂的声学原理与信号处理技术。然而,在俄罗斯欧洲部分地区,此类系统的部署速度与规模成为亟待探讨的问题。在此,我们暂且将关注点聚焦于矢量水听器的应用特性,即“这些传感器最初是为水下环境设计的”。这一特性在探测无人艇方面具有潜在的重要意义。

理论上,可基于矢量水听器开发水声浮标。此类浮标通过缆绳固定,包含水上部分、水下部分以及通信设备。在功能设计上,水声浮标应具备根据敌方无人艇在水下及水中的声学特征进行初步探测的能力。不仅如此,它还应能够探测其他水下、水面甚至可能处于飞行状态的物体,如远程自杀式无人机和巡航导弹等。这种多目标探测能力有助于构建更为全面的海洋安全监测网络。

除固定式浮标外,水声探测系统在理论层面还可部署于俄罗斯正在研发的无人艇上。尽管目前俄罗斯在该领域尚未大规模应用相关技术,但无人艇作为新兴的海上作战平台,为水声探测系统的部署提供了新的可能性。然而,受限于当前俄罗斯缺乏国产高速卫星通信系统的现状,这一发展方向在短期内难以取得显著进展。

在构建水声探测技术体系的过程中,除了水声浮标的开发与部署,建立基于人工智能(AI)算法或简单神经网络的数据处理中心(DPC)和专用软件(SPS)成为关键环节。以《外交政策》和《IEEE Spectrum》的联合分析为例,该研究详细阐述了人工智能系统如何处理从分布于广阔海洋空间的传感器网络中收集到的大规模数据。经过训练的人工智能算法能够识别数据集中的微小异常,例如检测到潜艇等水下目标引起的微小水下位移等异常情况。这一技术发展表明,在不久的将来,传统设计潜艇的隐蔽性将面临严峻挑战。

实际上,在解决远程自杀式无人机探测问题的过程中,本研究同样强调了建立具备人工智能功能的数据处理中心的必要性。通过引入人工智能技术,可实现对海量探测数据的高效处理与分析,提升对目标威胁的识别与预警能力,为海上安全防御提供更为坚实的技术支撑。

搜索和打击子系统

当“猎户座”无人机成功发现敌方无人艇后,有两种可行的后续处置方式。其一,将目标信息传递给后续打击平台;其二,利用自身配备的制导武器直接对敌方无人艇实施打击。直接从“猎户座”无人机上摧毁目标,可最大程度降低目标丢失的风险。然而,这一操作模式存在显著弊端,即弹药的携带需求将直接减少“猎户座”无人机的有效巡逻时间,影响其持续作战能力。

若能将“柳叶刀”类自杀式无人机集成至“猎户座”无人机载机平台,这种组合在猎杀敌方自杀式无人艇方面可能展现出极高的作战效能。从技术可行性角度分析,从无人机载机上发射自杀式无人机的方案,已为敌方和俄军在实际作战中主动采用,这充分证明该方案在技术层面完全可行。

俄罗斯的无人艇猎手是另一类用于摧毁敌方无人艇的重要平台。鉴于当前缺乏国产高速卫星通信网络,为保障无人艇猎手的作战效能,不得不借助中继器设备。否则,这些无人艇的作战范围将受到严重制约,这一限制同样适用于“猎户座”无人机。

俄罗斯无人艇猎手平台的显著优势在于能够在公海区域长时间待命,等待探测子系统提供目标信息。为提升搜索无人艇的效率,该平台可配备可升降桅杆,桅杆上安装轻型光电系统,或采用所谓的“准桅杆”设计——即一根带有供电和控制电缆的系留无人机。这种设计能够使探测视野超越任何刚性桅杆,显著扩大搜索范围。

在打击敌方无人艇方面,俄罗斯无人艇猎手应部署自杀式无人机,如FPV无人机。为提高打击的效率与灵活性,可考虑采用无线电控制或光纤电缆控制的FPV无人机。然而,有消息指出,使用FPV无人机打击敌方高机动性无人艇存在一定困难。针对这一问题,可探索使用定向装药,并由FPV无人机操作员进行远程引爆的作战模式。鉴于敌方无人艇的防护能力远低于装甲车辆,无需精确实现聚能射流的直接命中,因此需要研发适用于此类目标的新型战斗部和引信算法。

IMPULS 82公司的“ADEBRA”无人机水陆两栖飞机是另一具有潜在应用价值的猎杀敌方无人艇平台。据开发商介绍,该无人机的现役原型机具备在水面巡逻长达24小时的能力,并可实现定期起飞和降落。

“ADEBRA”无人机的现役原型机

目前,开发商正在研究在“ADEBRA”无人机上集成小型声纳的可能性。该声纳可通过缆绳下潜至70米深的水下,用于执行水域监控任务。基于这一技术思路,可推测同样方式可用于安装探测敌方无人艇的设备。在打击手段方面,可考虑使用相同的FPV无人机,这一技术方案目前也处于研究阶段。

使用水面舰艇猎杀敌方无人艇是否有意义?

恐怕没有——关于使用水面舰艇猎杀敌方无人艇的可行性,存在诸多限制因素。水面舰艇的位置极易被“第三方”情报手段发现,而目前针对此类情报威胁缺乏有效的应对手段。一旦水面舰艇的位置暴露,其自身将成为敌方攻击的首要目标。

有观点认为美国海军在亚丁湾和红海成功防御了胡塞武装的自杀式无人艇,但这一论点难以令人信服。胡塞武装使用的自杀式无人艇在数量和质量上与美国海军舰艇相比存在巨大差距。此外,若胡塞武装的自杀式无人艇未配备“星链”通信系统,其航程将受到严重限制,且可被美国海军的无线电技术侦察(RTR)手段探测到,并利用无线电电子战(REC)手段进行压制。若配备“星链”系统,该地区所有“星链”终端的位置数据可由SpaceX公司直接传输给美国海军。在公海上,终端数量有限,至少可通过分析坐标和移动方向对所有终端进行检查。

再次强调,缺乏自主的高速卫星通信系统将极大限制无人艇和无人机的作战能力。实际上,在当前冲突格局下,如俄罗斯与乌克兰之间、胡塞武装与美国之间,围绕卫星通信系统的竞争已成为一种“单方面的比赛”。在此背景下,美国海军舰艇仍尽量远离海岸航行,以降低被敌方探测和攻击的风险。

结论

若不能加快推进无人艇防御“系统体系”的建设,用于无人艇的初步探测、搜索和摧毁,俄罗斯可能面临在黑海区域丧失战略主动权的严峻风险。在特别军事行动(SVO)初期,俄罗斯在黑海区域拥有一定的优势,但随着敌方无人艇技术的不断发展和应用,这一优势正逐渐受到挑战。敌方无人艇可能对俄罗斯的海上交通线、军事基地等重要目标构成威胁,影响特别军事行动的进程和结果。

文章来源:国防科技大学党的创新理论研究中心

指导教师:马建光

来源:中华网军事视频

相关推荐