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全球無人艇:美國「斯巴達偵察兵" | 「海上貓頭鷹」無人水面艇

全球無人艇:美國「斯巴達偵察兵" | 「海上貓頭鷹」無人水面艇

提起無人平台,人們首先會想到幽靈般的無人機、神秘的無人地面車輛和詭異的水下無人潛航器,通常會忽略無人系統家族的另一位十分重要且正在旭日東升的成員,這就是無人水面艇。

自20世紀90年代以來,美國、以色列、法國、英國、德國等在研發無人艇方面投入了不菲的人力和物力,新船型、新動力、新控制方法等不斷湧現,無人艇的任務領域也得到明顯拓展。美、以兩國憑藉在無人系統領域強大的技術優勢,開發了多種型號的無人艇,其中美國的研究體制完備,發展目標和路線明確,研發產品出現系列化。以色列由於擁有豐富的無人機研製經驗,因此在無人艇領域也是得天獨厚,通過轉化先進的無人機技術,其研發的無人艇同樣處於世界先進行列,產品得到了實際應用並已出口海外。其他國家如英、法、德等在歐盟內部就開發無人艇積極開展技術合作。本期支點給大家介紹的就是」斯巴達偵察兵」無人艇項目。

基本特性

7米長「斯巴達偵察兵」無人艇

11米長「斯巴達偵察兵」無人艇

美國海軍現役水面艦艇和大甲板兩棲艦均配備有兩種長度的剛性充氣艇,即一種船體堅硬、外圍還包有一層充氣式外殼的小艇,其長度分別為7米和11米,船體上安裝有標準設備基座和具有可互換特徵的工作任務模塊設備,可分別負載1350千克和2250千克。「斯巴達偵察兵」正是在這兩種小艇的基礎上通過模塊化設計,成為一種由標準組件構成,可進行重新配置的多功能、高速半自動水面無人快艇。一艘基本型「斯巴達偵察兵」無人艇,可在一小時內完成配裝多種「即插即用」型任務模塊,不僅可以承擔多種任務,而且加快了研發進度、降低了成本,並且很好地解決了上艦問題。

根據美國國防部頒布的《2007-2032年美國無人系統發展路線圖》,艇長11米的「斯巴達偵察兵」,吃水0.91米,重1674千克,工作深度61米。按照設計要求,該艇的航速(3級海情下)為28節(最大達50節),自持力8小時(最大為48小時),航程150海里(最大達1000海里),可在夜間行動,既能遙控操作也可自主活動。其標準配置包括無人駕駛系統、電光/紅外搜索轉塔、控制用視頻攝像機、導航雷達、水面搜索雷達、全球定位系統接收機、視距/超視距通訊系統等。

「斯巴達偵察兵」雖小,但是其戰鬥力可與某些大型軍艦相媲美。它可以搭載艦炮、反艦導彈及反潛感應器等武器,執行監視與偵察、反水雷或反潛等任務。如果裝備「海爾法」或「標槍」導彈,它甚至可以對地面目標進行精確打擊。此外,「斯巴達偵察兵」的先進之處還在於其高帶寬通信系統,通過使用類似無線區域網技術,可以實現與己方飛機、艦艇和潛艇高速傳輸實時戰鬥信息。

主要特點

「斯巴達偵察兵」採用了模塊化設計理念,可按需要進行多種組合,執行不同的使命。目前已經或正在開發的任務模塊主要有四種:

一是情報、監視、偵察/兵力保護模塊。模塊中裝備有光電系統和小口徑機關炮等,可執行情報收集、戰場監視、目標跟蹤、局部海區有限封鎖、警告性射擊、檢查附近過往船隻、監測生物污染水域等任務。法國負責將核化沾染探測器集成到該模塊的任務。

「斯巴達偵察兵」無人艇上的模塊化組合電子設備。

通過「斯巴達偵察兵」光電系統獲取的海上目標圖像

二是反水雷戰模塊。美國已從2007財年開始生產反水雷模塊。該模塊裝有拖曳式側掃獵雷聲納、組合電子設備等,可執行水雷探測、航道清查、提供海底圖像等任務,可為多艘艦艇同時掃探水雷、提供安全保障。裝備反水雷模塊的「斯巴達偵察兵」最高航速為20節,可持續作業6小時。

裝備反水雷模塊的「斯巴達偵察兵」無人艇

「斯巴達偵察兵」無人艇裝備的反水雷模塊——AN/AQS-24型獵雷聲納

「斯巴達偵察兵」無人艇的水雷戰負載示意圖(左:AQS-24型獵雷聲納,中:AQS-24聲納和水雷戰電子設備,右:拖曳電纜絞盤)

「斯巴達偵察兵」無人艇釋放獵雷聲納的過程示意圖

三是精確打擊/反艦作戰模塊。該模塊裝有指揮控制裝置、激光指示器、識別系統、小型導彈如「標槍」或「海爾法」導彈或30毫米艦炮等,執行對艦攻擊、對岸火力支援等任務。「海爾法」是一種發射后不管的導彈,特別適合於裝備探測跟蹤能力相對較弱的無人艇。海軍型「海爾法」導彈重約45千克,長度不足2米,一艘「斯巴達偵察兵」可攜帶數枚。

「斯巴達偵察兵」無人艇攜載的「海爾法」導彈

四是反潛戰模塊。根據合同,反潛模塊由法國泰利斯水下系統公司協助開發,主要以FLASH吊放聲納為基礎,其中還包括聲納浮標、魚雷、障礙規避系統等,用於執行搜索探測敵潛艇,向載艦提供目標數據或直接對目標發起攻擊等任務。目前,相關部門正在對能在近海地區實施反潛戰和兩棲戰的反潛型「斯巴達偵察兵」的潛在用途開展研究。

海上貓頭鷹」無人水面艇

當一艘戰艦在境外港口停泊或在海岸附近駐留時,出於安全考慮,通常需要放下小艇在其周圍巡邏、放哨,充當警戒艇。這對小艇上的海員來說,壓力很大,特別是在有威脅的海域,更是如此。但是,如果能夠讓無人水面艇來承擔此項任務,無疑具有明顯的優勢:它可以像一頭拉磨的驢,不知疲倦地繞著載艦轉圈,同時利用感測器探測附近海域的動向,並將信息實時傳回載艦。本期介紹的「海上貓頭鷹」,就是這樣一型無人艇。

「貓頭鷹」無人水面艇最初由國際機器人系統公司於20世紀80年代研製,並於1988年獲得專利。美國海軍在90年代初曾購買了幾艘「貓頭鷹」,用於「海洋水文自主調查」項目。美國導航技術公司(現已併入DRS技術公司)在對該型艇進行更加深入的研發后,將其更名為「海上貓頭鷹」。作為一種前線專用、半自主/自主型無人水面艇,「海上貓頭鷹」是美國海軍開發無人水面艇的首次嘗試。

基本特性

該艇具有四個突出特點:一是艇體輕巧,十分便於裝運和部署(其長僅3米,重500千克);二是因吃水僅18厘米,故可在近岸極淺的水域內活動;三是能夠高速機動,最大航速超過45節;四是耐力出眾(在攜載204千克有效載荷時以最高航速可持續航行8小時;不加油時能以10節至12節的速度航行10小時;慢速(3節至5節)巡邏時續航時間為24小時)。其承擔的主要任務是雷區偵察、淺海監視、海上攔截和保護港口碼頭周邊的安全等,如利用前掃或側掃聲納,搜索水雷、蛙人、潛水器等目標。它能夠將探測到的信息通過無線電設備實時傳回在10海里範圍以內的控制站。

「海上貓頭鷹」無人艇的有效載荷包括「藍鋯石」電視攝像機、熱像儀、公共廣播系統、探照燈、煙幕發生器等,並能選用聲納、爆炸物偵察設備、輻射探測器等設備。根據設計,「海上貓頭鷹」由支架安裝或由手提箱攜帶的控制站在22千米的範圍內控制,可由長度11米以上的任一艘船隻攜載、投放和回收,一艘載艦可同時控制兩艘無人艇作業。1992年至1994年,「海上貓頭鷹」MKⅡ型無人艇集成了星光/日光/紅外攝像機,並藉助民用側掃聲納和GPS進行導航和跟蹤,同時依賴民用單頻無線電通訊設備進行遙測、控制和數據傳輸,安裝商用展布頻譜無線電用於側掃數據傳輸和商用自動駕駛儀,可向載艦控制中心實時提供圖像信息。如果經過無人機空中數據中繼或衛星通信中繼,它還可執行超地平線任務,提供更好的戰術靈活性。

近年來,美國海軍對該艇作出了進一步的改進,主要是採用模塊化設計和開放式體系結構,加裝120馬力的柴油機和噴水推進系統,將其負載能力提高到550千克,更新晝夜或紅外攝像機等感測器設備,甚至裝備自衛武器等。改進后的無人艇用途更加廣泛,可作為載艦的偵察艇為其標示海上或島礁附近的目標,或為載艦兵力提供有限的保護等。

應用前景

「海上貓頭鷹」MKⅡ型無人艇

20世紀90年代中後期,「海上貓頭鷹」MKⅡ型無人艇攜帶各種載荷在不同的環境下進行了廣泛試驗。1995年5月至6月,該艇曾被部署到波斯灣北部水域,參加水雷探測概念演示驗證;1997年5月至8月,又被派遣至總部設在巴林的美國海軍中央司令部,參加「河流穿插引動演習98」軍事演習。在此期間,它展現了執行沿海安全、港口監視和海上攔截等任務的能力。總之,在波斯灣期間至2001年,該艇進行了一系列海上測試(包括水雷探測、光學監視、海上執法等),多次參加了雷區偵察演習,成功展示了其良好的多任務執行能力和載艦投放與回收的可靠性。在執行任務期間,還驗證了2艘無人艇同時工作的能力。2002年中期,該艇參加了Juliet艦隊作戰試驗。

穿上迷彩裝的「海上貓頭鷹」MKⅡ型無人艇

改進后的「海上貓頭鷹」MKⅡ型無人艇

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