科技周刊丨无人水面艇：海战场上崭露头角

  在2023年拉斯佩齐亚SeaFuture展会上，意大利一家公司研制的SAND无人水面艇受到关注。该水面艇航速12节时可自主航行48小时，今年5月，该无人水面艇在增加新系统后进行了发射、回收无人潜艇器的测试，有望在未来遂行水雷战、反潜战任务，且还在增强协作自主任务能力。

  同一展会上，美国一家公司展示了以无人水面艇为中心的“水中猎手”猎雷系统。该无人水面艇可拖带一个集成有侧扫声呐的无人潜航器扫描水下情况，再用一次性声学制导灭雷设备完成对水雷的处理。

  结合近年来埃尔比特系统公司英国分部向英国国防部展示其研制的具有自主扫雷能力的“海鸥”无人水面艇、法国舰艇装备集团测试其无人水面艇布放和回收系统、土耳其国防工业公司研发的武装无人水面艇Marlin SIDA成功发射制导导弹等，各国在无人水面艇研制方面的角力可谓愈演愈烈。

  从一定程度上来说，集现代船舶工程、智能无人技术和先进作战理念于一身的无人水面艇，正日益成为海战场上一支不可忽视的新兴力量。

  那么，无人水面艇为何引发各国普遍关注？它有哪些优点与特长？今后的海战场上，它能发挥什么样的作用？请看本期解读。

  如果简单以海面作为分界线，海洋无人装备可大致分为两大类：即水面以上的无人水面艇（USV）和水面以下的无人潜航器（UUV）。无人水面艇（以下简称“无人艇”）通常以有动力的船体为平台，搭载任务载荷，可自主或半自主地航行并完成多种任务。

  人们对无人艇的设想早已有之。1898年，发明家尼古拉·特斯拉发明了名为“无线机器人”的遥控艇。但直到二战期间，无人艇才被正式用于作战。德国海军研制的无人摩托艇FL-Boote装载大量炸药，可用无线电控制，对盟军舰艇实施自杀式攻击。受损的盟军也以其人之道还治其人之身。诺曼底登陆中，美国海军投入“豪猪”“长橇”等数种无人艇，装载大量炸药，炸毁德军布置在滩头的大量地雷、水雷等，完成了部分浅滩破障任务。

  随着二战的落幕，无人艇的发展进入低速运行阶段。很长一段时期，无人艇只被用于清除战争遗留水雷、战场损伤评估以及环境检验测试等任务。到了20世纪七八十年代，无人艇多用作军事演习中的海上靶标，如美国的“火鱼”靶船、苏联的1784型靶船等。此时的无人艇大多由电缆发送导航信号或依托母船进行无线控制，自主能力非常有限。

  20世纪九十年代后期，微电子、信息技术加快速度进行发展，无人艇研发迎来新机遇。例如，声波和磁场扫描技术的应用，使无人艇具备海上监视和侦察能力；远程控制和探测技术的应用，奠定了无人艇遂行海域探索、目标搜救等任务的基础。由此，具有一定自主能力的无人艇慢慢的出现，在有人舰艇难以作业的海域充当人类的眼睛和耳朵，并在反舰、反恐、舰艇防护等领域崭露头角。

  时间进入21世纪，随着人工智能、自主行驶、高速通信等技术的应用，无人艇发展的部分瓶颈得以突破。各国有一定代表性的无人艇纷纷问世，如美国“斯巴达侦察兵”于2003年进行首次海试、以色列“保护者”于2006年服役、法国的“检验者”于2006年服役。与此同时，德国、意大利、瑞典、丹麦等国也开始研制、使用无人艇。

  总的来说，美国在这方面起步较早，研究体制相对完备，发展路线明确；以色列的无人艇发展速度较快，列装型号较多，部分已出口外销；法国、英国、日本、葡萄牙、意大利等国家也依据自身需求推进相关研究。

  当前，无人艇处于快速地发展时期，各国纷纷通过顶层规划，持续推进体系化、高性能先进无人艇研发，有的产品已正式列装。

  总体来看，在无人装备家族中，与无人机、无人战车的发展相比，无人艇因应用环境特殊，前期发展相对较慢。但当前，无人艇的发展已进入快车道。

  轻巧高速，部署灵活。与排水量动辄上千数万吨的水面舰相比，无人艇的体格较小，排水量通常在几吨到几十吨之间，总长度多为5～25米。身形轻巧加上动力充沛，无人艇航行速度很快且“耐力”超群，可灵活编组和长时间部署。

  如英国2013年研制的C-Enduro无人艇，采用碳纤维材质，重约350千克，长度只有4米多，能以7节的航速连续几个月不间断执行任务。无人艇的造价相比来说较低，不少在战争中能作为消耗品使用，可按指挥员设想部署到更多任务环境中，且不用考虑人员伤亡。

  隐蔽自主，生存力强。在广阔的海洋中，发现海面目标较难。无人艇本来个头就小，再加上一些无人艇采用隐身设计，能有效躲避对手的侦察与搜索，混迹于茫茫大海中。近年来，人工智能技术的应用进一步强化了无人艇的“大脑”，使其具备更强的环境适应能力，能像“船长”一样处理航行过程中的特情。例如，以色列“银色马林鱼”和“黄貂鱼”无人艇配置了“无人水面艇自主舵手系统”，能结合环境和任务的变化，帮助无人艇自主调整到最佳行驶状态，根据风浪情况航行。无人艇采用的抗海浪倾覆、倾覆后自恢复等设计，使其海上生存力进一步增强。

  航时较长，适应能力强。人存在生理极限，随船漂浮在海上执行任务时间太长，就会产生不良情绪，甚至影响健康。而且，在一些岛礁密布区域、吃水较浅的狭窄航道、生化污染的环境和状况不明的复杂海域，有人舰艇行驶时危险性会大幅增加。

  无人艇能在以上情况下长期连续工作，大幅拓展海上作业时间和空间。比如，冷战期间，美国曾经用无人艇在和氢弹爆炸试验海域采集放射性水样。近年来，随着全电能、风能、太阳能甚至波浪能等新能源技术的发展与成熟，无人艇正被赋予多样化动力推进方式，如澳大利亚研发的“蓝瓶”无人艇，可同时利用太阳能和波浪俯仰运动所产生的能量来获得推力。

  经过各国近30年来的探索与研发，无人艇的作战功能进一步拓展。如今，在型号增多的同时，其功能已扩展到侦察、猎雷、反潜、反舰、舰艇防卫、反恐、精确打击及支持特种作战等众多领域，并集中体现在以下几个方面：

  搜集情报、监视和侦察。用无人艇携带电子设备到达目标海域，搜集情报和获取数据，进行秘密监视、通信中继、电子干扰、电子欺骗等任务，是无人艇应用较早也最为广泛的用途。比如，美国海军的“海上猫头鹰”、以色列军队于2005年开始装备的“保护者”、法国的“检验者”、日本的OT-91等无人艇都长期执行此类任务。美军在“持久自由行动”和“伊拉克自由行动”中，曾经使用“斯巴达侦察兵”无人艇执行过此类任务。

  反潜作战。在反制水下潜艇方面，无人艇正成为一种新选择。搭载有反潜模块的无人艇可以由舰船携带到目标海域前出探潜；或在主力舰队周围投放，由多个无人艇形成向外延伸的移动反潜“保护圈”。有的国家已服役的无人艇，能持续数月追踪目标潜艇的动向。

  反水雷作战。以往，清除水雷是有人扫雷舰艇的任务。现在，以无人艇为平台反水雷正成为各国新选择。有人扫雷作业耗时费力风险性大，尤其面对大面积雷区，有人扫雷力量常捉襟见肘，无人艇却可以凭借其建造使用成本相比来说较低、可以大量列装、行动部署精准快速等特点，在较大面积水域高效费比地扫除更多水雷。不少国家都在发展扫雷无人艇，如英国的“翡翠鸟”等，专为清扫水雷任务而设计。

  海域巡逻拦截作战。有的无人艇“察打一体”，可胜任轻量级拦阻打击、海上封锁等任务。以色列“海上骑士”“海星”都属于此类无人艇。“海上骑士”艇体长11米，时速约75千米/小时，能在大浪中获取周边实时情况，并配有火炮和多枚“长钉”导弹，可持续对码头、港口等目标进行巡逻监视，及时辨别、拦截、清除身份不明的可疑目标。

  通过搭载不同的任务模块，无人艇还能“七十二变”，遂行更多任务。一些军事热点地区，还出现了用无人艇携带爆炸物来攻击舰艇、桥梁的战例。

  总而言之，集态势感知、火力打击、信息/电子战等多种功能于一体的现代无人艇，已成为各国当前研发的重点。

  无人化作战浪潮中，无人艇为海战开启新模式奠定了基础，而战争今后的走向也牵引着无人艇继续发展，并呈现出一些新趋势：

  借力科技发展，提升平台性能。当前，以无人艇为核心来遂行一些任务，已成为反水雷作业的新形态。今后，无人艇作为作业平台，其性能在很多方面还会促进提升。比如，改用新能源动力，朝着更长航时、更远航程方向迈进；应用新材料、先进芯片技术，使无人艇更轻巧、更结实、更易于布放回收，也更加难以发现等。在科技发展支撑下，制造长度超过30米的中型无人艇甚至超过50米的大型无人艇已成为可能。一些国家在规划未来无人艇发展时，已明确将发展中型和大型无人艇列为重点。一些国家则计划研制超高速无人艇。

  在平台性能提升的同时，无人艇的任务载荷将进一步模块化和综合化，以往对单一任务模块的发展有可能转变为今后对通用任务模块的重视，以便无人艇能在加载同一任务模块时遂行更多任务。

  强调自主控制，继续“补脑健脑”。无人艇遂行任务难免长期面对复杂恶劣的水面环境，强调自主控制能力非常必要。当前，有的国家研制的无人艇，已实现某些特定的程度上的自主航行，操作人员只需远距离监视其工作情况，给出任务指令，具体航行则由无人艇自行控制。今后的无人艇只有拥有更高阶的自主控制能力，才能适应未来战场的需求。在这方面，人工智能技术的发展为无人艇“补脑健脑”提供了条件。通过知识图谱、高效算法、大数据融合等途径，无人艇可大幅度的提高环境感知与目标识别能力，更智能地进行任务规划与决策，通过深度学习训练快速完成迭代，从而进一步释放出作战能力与潜力。

  着眼作战协同，不断融入体系。对无人艇来说，无论是充当“耳目”，还是用于直接攻击，要在未来战场上得到发展，必须持续不断的增加融入体系的深度。

  在融入作战体系方面，无人艇按其地位作用大体可区分为3种模式：一是无人艇集群攻击的“鲨群”模式，即由多艘无人艇协同，在自主组网与智能化决策的基础上，各负其责、各有重点地对目标“群起而攻之”，在体系对抗中取得以小博大的效果；二是有人舰艇与无人艇组合下的“猎犬”模式，即在有人舰艇的控制下，让大量无人艇更大程度地肩负起作战攻击、防护、补给等任务，在降低有人舰艇风险同时，有效提升海上作战效能；三是与其他无人化装备协同的“无人组合”模式，即在今后的海战中深度融入“无人机+无人水面艇+无人潜航器”的小编队，在护卫舰、驱逐舰、常规潜艇等有人舰艇缺位的情况下，长时间遂行情报、监视、侦察、攻击等任务。