armyunion 2006-11-12 04:32 PM
美国新型无人水面艇
冷战结束后，由于强大的海上对手不复存在，拥有大量人口且对各国经济发展关系重大的近海地带便成为美国和众多西方国家海军关注的焦点。近海水域靠近陆地，环境复杂，在这里作战将面临更加多种多样的威胁。不仅要与对方的水面舰艇和潜艇交战，还要当心不知布放在何处的水雷，陆基航空兵和岸基导弹发射装置也是不可忽视的威胁。出于提高效率和减少伤亡等原因，无人水面艇受到越来越多国家的重视，成为有人平台的补充或替代品之一。美国近年来在近海作战无人水面艇的发展上取得了一定的进展，本文将主要向读者介绍美海军正在发展的几款无人水面艇。
主打产品：“斯巴达人”
在美国海军的无人水面艇研究中，将相当多的精力都放在“斯巴达人”无人水面艇上，而且它的应用前景也十分“灿烂”。美海军陆战队考虑用它执行远征后勤保障和再补给等任务，而美特种部队认为该艇可用于水文调查或其它侦察和欺骗任务。美陆军也不落人后，认为该艇可以配备“海尔法”等导弹进行精确打击，协助陆军在内陆湖泊地带作战。不仅如此，法国和新加坡也表示了对它的关注。法国参加了反潜型“斯巴达人”的研究，新加坡则对“斯巴达人”在浅海反潜、反水雷、兵力保护和海岸巡逻／打击海盗等领域的应用均感兴趣。
美海军现有两种长度的刚性充气艇（一种船体坚硬、外围还有一层充气式外壳的小艇），分别长7米和13米，可负载1360 千克和2270千克，它们使用可互换的任务模块，能够执行各种任务，已配备在美国海军水面舰艇和大甲板两栖舰艇上。当然它们是载人小艇。“斯巴达人”便以这两种刚性充气艇为基础研制，这样既保证了“斯巴达人”核心系统的模块化设计，又很好地解决了上舰问题。
“斯巴达人”将主要发展情报、侦察和监视（ISR）、兵力保护、水雷战和反潜战（ASW）能力。它的基本传感器包括导航和控制用的摄像机，一部导航雷达，一都全球定位系统接收器以及视距和超视距通信设备。最先开发的三种任务模块是ISR/兵力保护模块、反水雷模块、精确打击／反舰战模块。目前，反潜模块的开发也在进行当中。
ISR/兵力保护模块的基本配备包括高保真热成像仪和 CCD电视摄像机，生化探测器，一挺GAU－17A 型7.62毫米机枪。自2002年12月以来，这种配置的“斯巴达人”已进行了一系列演示试验。2003年1月，它开始海上试验。
在“企业”号航母打击群前往波斯湾部署期间，“斯巴达人”就搭载在“葛底斯堡”号巡洋舰上、这是以7米长的刚性充气艇为基础上改造的一种“斯巴达人” , 上面装有光电／红外监视器、对海搜索雷达、数字图像传输系统和无人指控设施。这些设备使母舰能够通过“斯巴达人”获得周围的海上图像，对受保护舰艇周围的环境进行实时监视。
2004年4月，伊拉克海上石油站遭袭事件使美国海军作战部长决心加速ISR/兵力保护模块的部署。配备这种模块的“斯巴达人”将成为美国海军兵力保护措施的一部分，为活动于近海地带的美国海军舰艇提供保护。
配备反水雷模块的“斯巴达人”以11米长的刚性充气艇为基础，已于2003年9～12月间在得克萨斯州科帕斯克里斯蒂的海军水面战司令部进行了一系列试验，包括：远程施放、拖曳、回收AN / AQS－24 猎雷声呐；清查航道，提供海底图像的细节；将视频图像和AQS－24声呐数据传给反水雷舰，为反水雷舰艇进出港口提供港口护卫；以遥控或半自主的模式作业。
在试验中，从美国海军基地港口到墨西哥湾入口，“斯巴达人”利用声呐扫描了一条165米宽、1.4米深、13千米长的航道，并将数据实时传递出去。
反水雷模块除可配备AQS－24猎雷声呐之外，还可换装AQS―14/20X侧扫声呐。模块还可经过扩展，配备扫雷设备，如在两个滑撬上安装Mk104声扫和一种开环磁扫设备。承担扫雷任务的“斯巴达人”将安装燃气轮机，以提供扫雷所需的强大动力。使用反水雷模块的“斯巴达人”最高航速为20节，可持续作业6小时。从2005财年开始，美海军计划在“褐雨燕”号（HSV－2）上进行反水雷“斯巴达人”的试验。“褐雨燕”号是租借自澳大利亚的穿浪双体船。 2007 财年开始，美国将生产反水雷模块。
由于无人水面艇尺寸的限制，精确打击／反舰战模块除了探测和指控设备之外，配备的武器主要是类似“海尔法”的小型导弹，由于“海尔法”是一种发射后不管的导弹，因而特别适合装备于探测跟踪能力相对较差的无人水面艇。“海尔法”的海军型重约45千克，长度不足两米，一艘“斯巴达人”可以携带数枚这种导弹。
反潜任务模块将包括单基地声呐或吊放声呐、声呐浮标、鱼雷。由于法国参与了反潜型“斯巴达人”研究，法国国防采办局已授命泰利斯水下系统公司向美国提供包括吊放声呐及其绞车、核生化探测设备和避碰声呐的设备。反潜型“斯巴达人”可能装备于法国和意大利联合研制的 FREMM 级多功能护卫舰上。
为了增强“斯巴达人”的动力，美国还在研制一种高功率密度的压燃重油发动机（CIHFE），为“斯巴达人”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。
更多新意：其它无人水面艇
美国海军水面战中心是无人水面艇的另一主要研究机构，近几年来做了大量工作。其中之一是在11米长的刚性充气艇基础上研制的一种无人水面艇，可用于浅海和极浅水域的水雷侦察和扫雷行动。这种无人水面艇采用两台柴油机直接驱动喷水推进器，在平静水面可获得37节的最高航速，可连续工作6.7小时，其负载能力可达2吨左右。它将主要搭载在两栖舰艇上，成为美国海军未来制式反水雷装备的一部分。
另外一项重要工作就是“海上无人水面艇” （USSV）计划，主要对无人水面艇的艇体设计、收放技术、自主／协作能力和负载配置方案等四个领域进行全面系统的研究。
第一阶段主要是满足无人水面艇搭载于近海战斗舰（LCS）上的要求。美国海军水面战中心初步研究筛选出 7 种候选方案：3种低速方案，适于反潜、反舰和水雷战；另外3种较高速的方案可用于反潜和反舰；还有一种方案专用于ISR 。最终美国海军水面战中心选出两种在航速上存在明显差别的方案。
低速无人水面艇能够在4级海况下承载较重的负载，长11.9米，两个相对较大的螺旋桨嵌入在船体下面两个凹槽中。其满载排水量8200千克，拖曳航速19～21节，19节时最大拖曳重量12300千克，21节时最大拖曳重量 9550千克。其设想的反舰战范围为200海里，自持力28天。
第二种方案是一种水翼艇，平时在海上游弋，遇到情况可高速机动，伺机作战。该艇长10.5 米，满载排水量9300千克，最大航速超过45节。当携带的负载为 1500 千克时，作战范围300海里，自持力5天。
在无人水面艇的收放领域，USSV致力于在更高海况和航速下进行收放作业。目前考虑的方案包括采用一个拖曳体辅助无人水面艇的收放，并以自动导航和捕获系统来辅助无人水面艇与回收系统结合，对于无人水面艇的指控系统， USSV目前的研究方向主要是对其它无人平台的指控软硬件进行修改，以适应无人水面艇的要求。
另外，美国海军水面战中心2000年成立的无人航行器办公室也出资进行了可互换任务模块的无人水面艇研究。其中一种艇长6.1米，可用标准集装箱运输。另一种是8.23米长的多功能艇，功能比前者更强大。对包括三体船在内的各种船型进行比较之后，无人航行器办公室选择了深V船型。 6.1米长的无人水面艇选用沃尔沃250马力柴油机驱动一对对转螺旋桨，提供矢量推力。8.23米长的无人水面艇选用的则是额定功率315马力的日本洋马柴油机，采用喷水推进。
美海军另外一种比较有特点的无人水面艇就是“海狐”，也是在刚性充气艇的基础上设计，可用于蛙人探测（浅海作战时防止蛙人袭击被美国海军当作兵力保护的重要内容）、核生化武器探测、ISR和搜救。美国海军作战发展司令部将在2004年晚些时候试验“海狐”的网络中心战能力。
“猫头鹰” Mk IV 是“猫头鹰”系列无人水面艇的最新产品，由Mk II型衍生而来，采用120乌力的柴油机和喷水推进装置。其模块化设计和开放式体系结构使其能够轻易地集成不同的使命模块和其它设备。“猫头鹰” Mk IV能够负载550千克，如昼夜或红外摄像机，还可以配备反恐或兵力保护设备、致命或非致命武器、电子战设备、探照灯、麦克风扬声器等，甚至可以用来控制水下无人航行器。
技术推动：无人水面艇技术
除了对无人水面艇进行总体设计之外，为了加快发展速度，美国海军还专门出资研究无人水面艇的关键技术，其中之一就是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。
在无人水面艇的动力方面，由于柴油机的可靠性好，油料热效率高，因而应用比较广泛。美国海军无人水面艇发动机的主要供应商是洋马海事公司。该公司提供一系列柴油机，单机最大输出功率达720马力。该公司最新型柴油机采用电子发动机管理系统监视和调节发动机转速、涡轮增压、冷却温度和节流阀，并调整电喷时间和油料流量，确保工作环境下油料完全燃烧并获得最大的燃油热效率。此外，美国还在研究一种高能量密度动力源，推进柴油机作为混合系统中的一部分，再辅以锂电池组和其它可能的动力源，为无人水面艇提供高可靠性、低维护量的发动机，保证它能够在海洋环境和恶劣海况下，无需再加油连续运转2周。
在自主海上导航系统中，美国将三维数字成像、人工智能和传感器融合技术集成进来，提高无人水面艇单独作业或与其它平台协作时的自主能力。这种产品使用一些CCD传感器和多维数字处理算法来决定无人水面艇所处的位置，探测和识别附近目标，并提供其它态势感知信息。
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。
应该说，时至今日，无人水面艇刚步入快速发展的通道。随着技术的进步，无人水面艇必将引起更多国家的重视，在日渐热闹的近海战场上发挥越来越重要的作用。