試驗性燃料電池無人機可被無人水下潛航器發射到敵方海岸。美軍試驗已經成功。
在亞洲各國紛紛投入大量資金打造潛艇部隊并力求在數量上取得更大突破之時,美國有人已經開始從技術和實戰角度對海軍水下作戰方式進行反省,思考今天看來仍然先進的潛艇一旦“過時”之后—如“大數據和新探測方法的發展”對美國潛艇的水下隱身性構成致命威脅—如何能夠確保“美國無人匹敵的水下主導時代”不會突然終結。
在近期發布的一份名為《水下戰爭的新時代》的報告中,美國智庫戰略和預算評估中心(CSBA)高級研究員及海軍分析家布萊恩·克拉克(Bryan Clark)提出,盡管美國有機會搶占先機,在水下戰爭的新興領域樹立領導者地位,但是考慮到今天主要水下平臺—載人潛艇—的脆弱性,美國海軍將必須放棄現有的水下戰斗理念,研發新的水下裝備系統家族。
從實戰任務角度而言,報告給出的預判之一是,載人潛艇可能需要從前沿戰術平臺(如同戰機)轉變成為和航母一樣的指揮和協調平臺。這意味著,新一代載人潛艇可能需要比今天的“弗吉尼亞級”潛艇大得多,以容納一系列新的反探測、通信及指揮和控制系統,并裝載一系列的無人機和武器。
技術層面上,計算機處理能力的迅速增強和小型化趨勢,將對水下感應、通信和“水下戰斗網絡”帶來巨大的突破。加之能量產生和儲存技術的進展推動了無人水下潛航器在續航、速度及戰斗力上的重大提升,這些技術上的進步將迫使戰略家們對長期秉持的水下戰斗基礎性假設進行全面重新評估,這包括實戰操作層面,也有戰術層面。而水下系統的未來設計也將被重新評估。
報告發布機構美國智庫戰略和預算評估中心(CSBA)在過去十年里起草了多份含金量頗高的軍事研究報告,因應了美國國家安全面臨的最為緊迫的挑戰,因著眼于未來戰爭而極具前瞻性。如曾經轟動一時的“空海一體化”概念最早便由該智庫拋出,但最近也未能逃脫“被軍事現代化迅猛步伐所淘汰”的命運。
這份不到20頁的“水下戰爭”報告對水下軍事技術發展的現狀和趨勢作出了精當的歸納和分析。相較于預測性和前瞻性觀點,報告對當今水下軍事技術如何進行專業的評估更具有價值。以下是報告該部分的要點整理。
大數據提高反潛能力
推動使用無人潛航器
計算機處理能力(即大數據)的快速提升推動了技術諸多方面的進步,將有可能激發新一輪水下戰爭的劇烈變化,這些新技術歸納成三方面:1.尋找和攻擊水下平臺的新反潛能力;2.提升巡航能力和隱身性的水下平臺技術進展;3.新水下武器、感應器和通信技術。
新探測技術捕捉環境現象的變化,而不再只依賴潛艇發出的聲音加以探測。這種技術在計算機處理器速度過慢時還無法使用,因為無法運行精細的數據模型以識別一艘安靜型潛艇帶來的微小環境變化。如今,“大數據”正在提供實時運用復雜的海洋學模式的能力。同時,隨著計算機處理器越發走向小型化,艦船、飛機、無人機以及放置在海床的可部署系統都將能安裝足夠小的數據處理器。這些系統將使得沿海區域對載人潛艇構成巨大的危險,可能推動對無人水下潛航器(UUV)前往敵方沿海執行戰術任務的更大依賴。
目前艦艇上的絕大多數主動聲吶都是“中頻”(MF),即聲音在1000-10000赫茲之間傳播。而低于1000赫茲的“低頻”(LF)聲吶擁有更大的傳播范圍,因為聲音受到的弱化更小,不過,提供的精確定位和范圍等信息則更少。建模和計算機處理技術的進步將提升目標信息,這使得“低頻”聲吶在戰術和作戰層面作為反潛戰傳感器大有用武之地。“大數據”還能通過與海洋生物、浪潮、地震等產生的周圍噪音進行比較,可能辨別出聲音從潛艇反射或是被船體所淹沒的位置,進而探測到潛艇。
新涌現的非聲學探測技術包括對潛艇釋放的放射性或化學物質進行探測,這種方法在冷戰時期就被想到了,但同樣受益于“大數據”帶來的敏感性的提升方能真正發揮作用。
至關重要的是,反潛部隊改變了今天人員和技術密集型的戰術,這種戰術的由來與足夠支撐反潛交戰的短程探測感應器密切相關。局限在于反潛艦艇及戰機需要在一片廣闊區域有條理地搜索潛艇,之后追蹤到武器射程范圍之內。新的感應器和搜尋能力則推崇一種“即發即棄”的辦法,反潛力量可以在遠程范圍探測到潛艇,并應用計算機數據處理能力獲取打擊目標的準確位置,之后采用遠程導彈加魚雷彈頭發動襲擊。這種襲擊并不會擊沉潛艇,而是可能迫使潛艇至少逃避,破壞其原有計劃,使得敵方潛艇更容易被探測到。
無人潛航器可續航兩月
攜帶魚雷
電化電池和燃料電池技術的進步有望實現非核動力潛艇、無人水下潛航器(UUV)以及其他水下系統在遠離友好水域之外進行遠距離續航軍事作戰任務。譬如,最新的日本“蒼龍”級潛艇在潛入水下時將使用鋰離子電池而不再是裝備氫氧燃料電池AIP系統獲取動力。大型無人水下潛航器混合使用燃料電池、電化電池和傳統的推進動力來源,有望在未來兩年內實現1到2個月的續航時間。這些潛航器可以攜帶感應器執行沿海偵察任務,或者攜帶大型武器如魚雷和地雷,執行一些當下由載人潛艇實施的任務。
潛艇探測技術上的進展同樣可能推動新一代復雜的反探測技術和戰術。應對被動聲吶、潛艇或無人水下潛航器可能發出聲音以淹沒自身釋放的噪音,或者釋放誘餌以制造虛假目標。針對主動聲吶,水下平臺可以—靠自身或聯合無人水下潛航器及其他聲音釋放器—進行聲音干擾,如同空中電子戰系統針對雷達采取的技術。不論積極還是被動的反探測系統都將受益于計算機處理和海洋模擬技術上的不斷改進,這使得這些系統可以實時控制并且調整他們的任務行動,作為整體水下欺詐行動的一部分。新隱形增強能力的影響之一可能是,載人潛艇將需要增加體積以容納額外的艦上和可部署系統。
無人潛航器
可載小型無人偵察機
引入新武器、傳感器和通信系統之后,大型無人水下潛航器和潛艇執行和協調實戰任務的能力將提升。譬如,美國海軍正在投放通用超輕型魚雷(CVLWT)到戰場,比現在艦隊使用的最小魚雷的三分之一還要小。盡管射程是短程,大型無人水下潛航器可以裝配大額數量的通用超輕型魚雷用作攻擊性武器,并利用無人水下潛航器的安靜性把魚雷送達接近目標的位置。通用超輕型魚雷同樣可以作為潛艇的積極防御武器加以應用。同樣的,小型無人機,如海軍的試驗性燃料電池 (XFC) 無人機擁有相對較短的續航能力,但可以被潛艇或無人水下潛航器發射到敵方的海岸。 它們可以利用目前電子光學、紅外線和雷達傳感器的小型化執行偵察或電子戰任務,將目標信息通過直接視距提供給附近的潛艇或攻擊性戰機。這些系統甚至可以攜帶彈頭,用作巡弋抗輻射制導武器,攻擊敵方防空雷達。
新技術同樣將解決水下平臺在通信方面長期存在的脆弱性問題。在過去的競爭中,潛艇在任務執行相關距離之外進行信息傳輸通常都會置自身最大的優勢—隱身性—于危險之中。新的反潛技術將使得水下平臺面臨被探測到的風險,即便是在臨近水面時被動地接受通信。這些風險未來可能將降低。隨著新的或改善了的水下通信方式的到來,水下平臺之間、水下平臺與海床上的系統以及和水上聯合部隊之間將實現直接通信,同時保持潛水深度。