水下無人系統新趨勢：大型和超大型無人潛艇

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無人系統的使用在陸地、海洋和空中的各個領域都在增加。在海洋領域，無人水面艦艇和無人潛艇的使用顯著增加。其中，在無人潛艇領域，除了海洋數據觀測和探雷排雷之外，還能執行多種任務的大型和超大型無人潛艇的數量正在不斷增加。本文研究了外軍主要國家正在開發大型和超大型無人潛艇以及它們的建造目的。

關鍵詞：水下無人系統，無人潛艇

一、無人水下航行器（UUV）

海軍的海上武器系統主要分為水面艦艇和潛艇。由于最近的技術進步，無人技術已經融入其中，并且開始引入無人水面艦艇（USV）和無人水下航行器（UUV）。執行水下任務的無人潛航器執行多種任務，包括收集海洋數據、搜索和消除水雷，以及通過秘密接近載人潛艇難以進入的淺海地區和敵方設施附近進行偵察。

UUV大致可分為由人類遠程控制的遠程操作水下航行器（ROUV）和自行移動的自主水下航行器（AUV）。ROUV的主要目的是在水下條件困難的情況下代替人類進行水下作業。ROUV 設計用于執行訓練或工業任務，由操作員手動控制以執行包括監視和偵察在內的任務。

一般來說，ROUV 除了攝像頭、執行器和傳感器之外，通常還配備了可以抓取水下物體的機械手。由于它通過電纜連接到母線進行控制和供電，因此操作距離受到限制。

AUV正在被開發用于各種用途，本文所涉及的UUV指的是AUV。由于其獨立于母船移動，因此作業半徑更廣，可以比ROUV潛得更深。形狀也各不相同，例如類似魚雷的圓柱形或類似黃貂魚的形狀。

第一艘 AUV 于 1957 年在華盛頓大學建造，用于北冰洋研究，名為特殊用途水下研究船 (SPURV)。能夠長期運行的AUV始于20世紀80年代，當時俄羅斯海洋技術研究所開發了太陽能自主水下航行器（SAUV）。

隨著軍方開始廣泛使用UUV，事件也時有發生。2006年8月，朝鮮宣布在東海岸興南附近捕獲了一艘美國海軍偵察無人潛航器。隨后，朝鮮在平壤展示的無人潛航器照片被曝光，據透露，這是美國海軍的近期水雷偵察系統（NMRS）（HI Sutton，《謎團已解：朝鮮捕獲的潛艇間諜無人機）。韓國”，forbes.com，2020 年 3 月 11 日。

二、大型、超大型無人潛艇

各國UUV重量等級有所不同，但根據美國海軍標準，可分為四類。最小的 UUV 直徑范圍為 3 至 10 英寸（76.2 至 254 毫米）。它是便攜式的，因此操作員可以用手或從潛艇上發射它。

中型無人潛航器直徑在 10 至 21 英寸（533.4 毫米）之間，從水面艦艇或潛艇發射。大型UUV，稱為大排水量UUV，直徑為21至84英寸（2133.6毫米），可以從水面艦艇或潛艇發射。超大型無人潛航器是指直徑超過 84 英寸并從沿海碼頭發射的無人潛航器。

大型和超大型UUV可以利用大量的存儲空間攜帶多種有效載荷，并且具有較長的淹沒距離和較長的淹沒天數。有些可能會裝備地雷，悄悄潛入敵方領土，然后埋設并返回。

最近，引進大型和超大型無人潛航器的國家數量不斷增加，亞太地區國家的興趣也在不斷增長（Oishee Majumdar 和 Nishant Kumar，“做大：亞太地區越來越關注大型和超大型無人潛航器”。UUV”，janes.com，2022年11月22日。）亞太地區國家海軍的一個宏偉目標是克服人力資源有限造成的問題。

數字化和人工智能技術的進步正在使這成為可能，并且新的作戰概念（CONOP）也正在出現，可以完全無人地雷響應（MCM），這是人類難以執行的。

三、開發大型和超大型無人潛航器的國家

許多國家正在引進無人潛航器用于水下領域的態勢感知和軍事用途，最近，大型和超大型無人潛航器的引進不斷增加。

1.美國

美國海軍一直在進行 LUUV 和第一個是

2019年2月，Boeing-HII團隊提出的基于波音自主研發的Echo Voyager的產品最終被選中。Orca 計劃于 2023 年初開始部署到美國海軍。(4) Oishee Majumdar 和 Nishant Kumar，“做大：亞太地區對大型和超大型 UUV 的日益關注”，janes.com，2022.11.22。）

Orca 與 16m 長的 Echo Voyager 的基本設計相同，但增加了一個長達 10m、重 8 噸的任務有效載荷模塊，使其長 26m。美國海軍已明確規定逆戟鯨平臺能夠適應監視、水下、水面和電子戰以及掃雷等任務。

Orca 由混合柴油/鋰離子電池系統提供動力。潛水時，它使用電池供電，而在水面上時，柴油發電機為電池充電。最高航速為8節（15公里/小時），運行速度約為3節（5.6公里/小時），航程為6,500英里（10,500公里），可運行數月。

除了Orca XLUUV之外，美國海軍還計劃了一個名為Snakehead的LUUV計劃。Snakehead UUV 計劃擁有一個開放接口，以允許部署可重新配置的有效載荷。計劃將其回收并儲存在瀕海戰斗艦（LCS）、弗吉尼亞級潛艇和俄亥俄級潛艇上。

然而，眾所周知，拜登總統2023年1月簽署的2023財年國防支出計劃決定停止為“蛇頭”計劃提供資金。海軍部長表示，不應追求“蛇頭”計劃，而是應優先考慮自主性、續航力和多任務有效載荷能力的進步，并將商用 UUV 技術整合到海軍和海軍陸戰隊的作戰開發、資源配置、 （賈斯汀·卡茨，“在一年的懸而未決之后，撥款者似乎最終沉沒了大型無人子計劃”，defensenews.com，2023.1.3。）

預計美國海軍將重點關注虎鯨計劃，而不是在開發階段被取消的蛇頭計劃。2020年5月，美國國防部進行了一項內部研究，得出的結論是需要對機器人潛艇進行重大投資才能與中國競爭。國防部長的內部智囊團成本評估和計劃評估辦公室 (CAPE) 建議投資 50 架 XLUUV。

因此，從2023年開始采購5艘Orca XLUUV的計劃預計將被修改。然而，2022 年 9 月，政府問責辦公室 (GAO) 透露，該計劃超出預算 2.042 億美元，比計劃晚了三年（大衛·B·拉特 (David B. Larter)，“與中國競爭”），五角大樓的一項內部研究預計將投入資金。機器人潛艇”，defensenews.com，2020.6.1。）

2.俄羅斯

俄羅斯也在開發和運營各種類型的LUUV和XLUUV。俄羅斯于 20 世紀 90 年代末開始開發它用于海洋研究。俄羅斯海洋技術研究所運營的 Klavesin-1R 是一艘能夠潛入 6,000 米深度并配備低頻和高頻聲納的核動力破冰船 (http://www.navaldrones.

com/Klavesin-1R.html)

改進版本 Klavesin-2R-PM 于 2018 年在克里米亞和 2021 年在遠東開發和測試。Clavesin-2，也稱為2R52，據說長7m，直徑1m，重4噸。Klavesin-2 設計用于安裝在俄羅斯海軍潛艇上并在水下分離和回收（“最新海軍無人艇 Klavesin-2 試驗在克里米亞開始”，korabel.ru，2018 年 5 月 16 日）。

魯賓設計局研制的Vityaz-D長5.7 m，寬1.4 m，重5.7噸，潛水深度可達10,000 m。Vityaz-D 于 2019 年完成開發，并于 2020 年開始運營，記錄了東海 2,400 m 的潛水深度、菲律賓海 5,200 m 的潛水深度和馬里亞納海溝 10,028 m 的潛水深度（Dorian Archus，“Vityaz. -D，到達馬里亞納海溝最深點的俄羅斯無人潛航器”，navalpost.com，2020.6.11。）

此外，Lazurit中央設計局正在開發一種名為Sarma的長距離導航LUUV，長度為7.5 m，直徑為1.5 m。Sarma將配備不依賴空氣推進（AIP）模塊，用于長距離導航。Sarma 的開發目的是探索北極冰下的資源，但眾所周知，它將為在北冰洋運行的俄羅斯海軍潛艇執行航線探測任務（“俄羅斯為 Sarma UUV 開發 AIP 裝置的初步設計”，navalnews。com，2021年9月21日。）

之前推出的UUV供軍方使用，但沒有武裝。俄羅斯開發了“波塞冬”無人潛航器，這是一種攜帶核彈頭的無人潛航器，可以遠程攻擊美國大陸的港口。波塞冬是普京總統于 2018 年 3 月 1 日在聯邦議會上公布的六種超級武器之一。

2015 年，當俄羅斯廣播曝光該武器的示意圖時，波塞冬的存在就為人所知。當時的代號為Status-6，介紹為長24m，直徑1.6m，配備小型核反應堆，最大航程10000公里，能夠水下自主航行。由于它配備有核彈頭，因此可以歸類為魚雷，但也可以歸類為軍事用途的LUUV。

波塞冬安裝在潛艇上并在水下發射到目標。接近目標點，同時避開海底地形。09852別爾哥羅德號項目以949A奧斯卡級項目為基礎建造，并針對波塞冬行動進行了改裝，于2019年4月23日下水，并于2022年7月交付海軍。（“俄羅斯Sevmash造船廠交付了能夠“攜帶核UUV”的別爾哥羅德號潛艇，海軍認可.com，2022年7月11日。）2020年6月，可攜帶6具波塞冬發射器的09851“哈巴羅夫斯克”號項目下水（“俄羅斯特種潛艇'哈巴羅夫斯克’可能于6月下水”，海軍新聞，2020年5月11日。）

俄羅斯長期以來一直在研發各種無人潛航器，但隨著所需性能逐漸提高，有人預測僅憑自己的能力將很難開發它們。烏克蘭戰爭引發的西方制裁可能會導致獲得必要的零部件和裝備變得困難（Justin Katz，“俄羅斯的海軍學說可能要求挑戰西方，但它有造船廠嗎？”，打破防御。.com，2022年8月19日。）

3.英國

英國皇家海軍還將利用海上自治系統（MAS）進行未來的水下作戰。這項工作由國防部國防科學技術實驗室 (Dstl) 和國防與安全加速器 (DASA) 領導。他們通過對無人水下航行器、無人系統拖曳陣列以及導航、傳感和操作概念的投資，領導了技術研究，以實現和了解 MAS 對反潛戰角色的貢獻。

他們使用 XLUUV 試驗臺測試了 MAS 的概念，該試驗臺是將一艘名為 S201 的有人駕駛潛艇改裝成一艘無人潛艇。該測試臺長 9 米，重 9 噸，用于測試聲納和光學設備（“英國：Dstl 和 DASA 在 Msubs 未來的 XLUUV 中發揮關鍵作用”，navyrecognition.com，2023 年 1 月 31 日。） 

英國皇家海軍正計劃推出一種名為 Cetus 的 XLUUV。英國皇家海軍于 2022 年 11 月下旬選擇位于普利茅斯的 Msub 來建造 Cetus XLUUV。鯨魚座模塊化設計還允許改變有效載荷以適應不同的任務。對于運輸和儲存，將使用 40 英尺的集裝箱（“MSubs 贏得英國皇家海軍 Cetus XLUUV 合同”，navalnews.com，2022 年 12 月 1 日）。 

英國領先的國防公司 BAE Systems 也在開發自己的 XLUUV，名為 Herne，采用模塊化設計。該公司稱其為超大型自主無人水下航行器（XL-AUV），而不是 XLUUV。Herne 在 2022 年 10 月舉行的 Euronaval 2022 展覽會上展示了概念演示器的比例模型。該公司表示尚未最終確定設計。（Lee Willett 博士，“Euronaval 2022：BAE Systems 推出'Herne’ XLAUV 概念演示器”，navalnews.com，2022 年 10 月 20 日。）

4.澳大利亞 

澳大利亞在推行 XLUUV 計劃。2022年12月12日，澳大利亞海軍在悉尼港舉行命名儀式，將澳大利亞安杜里爾公司研制的XL-AUV命名為“幽靈鯊”。

Ghost Shark的研發將使用長5.8 m、重2.8噸的Dive-LD自主無人水下航行器作為試驗臺。Ghost Shark 計劃旨在開發一種經濟實惠、自主、遠程、多任務 XL-AUV。澳大利亞海軍計劃在三年的開發期后推出三架 Hooghost Shark XL-AUV（Min Cheol Gu，“澳大利亞皇家海軍將獲得新型隱形水下無人機”，defense-blog.com，2022.12.12。）

5.ETC

除了這些國家之外，英國BAE系統公司、法國海軍集團和德國蒂森克虜伯海洋系統公司（TKMS）也在進行自己的開發。

海軍集團在2021年10月第五屆創新日活動上推出了自主研發的LUUV技術演示機。該公司于 2016 年開始用自己的預算進行開發，并與提供傳感器設備的泰雷茲公司和人工智能專家 Delfox 合作，持續開發到 2020 年（海軍集團 5 日推出了新的 LUUV 等解決方案）。版海軍創新日”，edrmagazine.eu，2021 年 10 月 12 日。）

TKMS 正在開發一種名為“可改裝水下母艦”(MUM) 的大型潛水器。MUM將用于多種目的，包括深?？碧?、科學研究和海上安全。模塊化設計還計劃集成其他公司的模塊和其他用戶指定的設備，以滿足不同的任務需求。MUM 長約 25 米，將于 2023 年夏季開始組裝，并計劃于 2024 年中期進行海上試驗（HI Sutton，“德國建造的世界上最大的潛艇無人機”，navalnews.com，2023.2。.8.)

上文中，我們考察了正在開發或運營 LUUV 和 XLUUV 的國家，它們正在成為海洋強國的新趨勢。盡管 LUUV 的類型和

韓國成功完成了國防發展局（ADD）開發的反潛偵察無人水下航行器（ASWUUV）的演示。以該技術為墊腳石，我們期待開發各種 LUUV 或 XLUUV 并用它們來保護我們周圍的水域。