美国和俄罗斯大型无人潜航器现状及发展趋势*

任 奕

（中国船舶集团有限公司第七一〇研究所 宜昌 443003）

1 引言

当今世界，各国海军越来越多地将各种用途的无人潜航器整合到其武器库中。无人潜航器的发展呈现出以下发展趋势：更大的自主性，更长的续航时间，更通用的有效载荷，更大的应用范围等。由于具有较强的续航能力、有效载荷搭载能力和自主能力，因此大型及超大型无人潜航器具有诸多作战优势。在未来海战中，将是夺取水下作战胜利的力量倍增器［1］。

当今世界各国在大型及超大型无人潜航器的装备方面均有一定发展，其中美国在此领域的发展最为迅速，其发展重点针对满足大型及超大型无人潜航器功能需求的各种先进技术的研发，已研制多型原理样机，并已进入实质采办阶段。另外，俄罗斯也在大型及超大型无人潜航器原理样机研制领域拥有领先优势。无人潜航器的大型化发展已成为水下武器装备研发的必然趋势［2～5］。

2 美国大型及超大型无人潜航器发展现状

2.1 “回声旅行者”（Echo Voyager）

“回声旅行者”是波音公司为美国海军开发的一型无人潜航器。“回声旅行者”空气重量45360 kg，长度为25.9m，最大深度3000m，最高时速14.8km/h。“回声旅行者”能够在美国海军中执行各种任务。特别是进行自主探测并可以跟踪潜在对手的潜艇。由于采用模块化设计，该装备能够解决交付给它的其他任务。“回声旅行者”的噪音比常规潜艇小，其还可为特定区域运载反潜水雷、电子设备或侦察系统［6］。

“回声旅行者”可进行长期续航，其无需从支援船下水或回收至支援船，也不需要支援船进行操作。“回声旅行者”由电池和船用柴油发电机提供混合动力，是真正改变游戏规则的平台，能够作为多任务系统执行任务，并在未来部队结构中发挥关键作用。

图1 “回声旅行者”大型无人潜航器

2.2 “大直径创新原理样机”（LDUUV-INP）

“大直径创新原理样机”是一款新型的大排量无人潜航器，将提供更高的续航力和有效载荷能力。该装备是为情报搜集、监视和反水雷任务而设计的，它基于模块化的开放式体系结构，这将使海军能够为该潜航器逐步开发新的任务包。该装备将使海军平台感测能力得到扩展，并扩大其影响力。“大直径创新原理样机”支持反水面舰和反潜作战活动，例如帮助追捕敌舰和潜艇。该潜航器还可以提供电子战能力，通过连接支持电子战的有人和无人驾驶飞机、舰船和潜艇在整个战场上协同工作。

2.3 “蝠鲼”（Manta Ray）

DARPA 的“蝠鲼”项目旨在展示新型长续航时间、远程、具有有效载荷能力的无人潜航器的关键技术。无需现场人力后勤支持或维护，具有长期持续运行的潜力。该项目能够提高作战指挥官的海上作战能力，部署后保持与载人船只和港口之间的独立关系，从而最大限度地减少对当前行动的干扰，这种新型无人潜航器将提升操作灵活性并减轻传统母船和服务港口的工作量。“蝠鲼”项目包含3个技术领域：1）大载荷、低功耗潜航器开发；2）延长潜航器续航力；3）导航及通信（C3）。最终，“蝠鲼”和新型水下能源技术的开发可能成为现代海军历史上最大的游戏规则改变者之一。

图2 “蝠鲼”设计概念图

2.4 “海神”（Proteus）

“海神”是由Battelle 子公司Bluefin Robotics 和哥伦比亚集团开发的双模式潜航器（DMUV），它既可以作为载有潜水员和导航员的常规SDV（海豹突击艇）来运行，也可以作为大排量无人潜航器（LDUUV）来运行。“海神”长度为7.82m，宽1.61m，高1.62m，排水量4120kg，最大速度10kn，最大工作深度70m（无人值守）。“海神”可用于各种任务，包括：有效载荷的集成、测试和比较，先进的自主开发，远程和防区外试验，海底运输和设备安装，运载潜水员和货物，反水雷行动等。

2.5 “虎鲸”（Orca XLUUV）

2022年4月28日，美国海军对“虎鲸”的测试艇进行了命名和首次水下测试，标志着美国海军在发展可靠的水下技术方面实现了重要的里程碑。“虎鲸”采用模块化结构，包含制导和控制、导航、自主、态势感知、核心通信、配电、能源和动力、推进和机动以及任务传感器。

图3 “虎鲸”超大型无人潜航器

“虎鲸”将能够从根本上改变海上战争。“虎鲸”可能配备轻型鱼雷Mk 46、重型鱼雷Mk 48 及反舰导弹，以此来打击水面舰艇；在未来的战争中，“虎鲸”还可以穿透敌方水域并布设“锤头”水雷；为了与敌方潜艇作战，可以建造数十艘“虎鲸”，相比一艘水面战斗舰或一艘配备人员的常规潜艇，它可以更好地保护和巡逻该地区；有消息称，“虎鲸”可能是美国海军针对俄罗斯“波塞冬”无人潜航器的一种反应。潜航器成为一种“报复武器”，旨在发生全面核战争时打击敌人。

3 俄罗斯大型及超大型无人潜航器发展现状

3.1 “波塞冬”（Poseidon）

“波塞冬”核动力无人潜航器由鲁宾中央设计局与马卡耶夫国家导弹中心及俄罗斯军工联合体的其他企业合作研制。“波塞冬”由战斗部、核动力系统、推进器、电子设备等舱段组成，直径约1.6m，长约24m，载重量不小于1.5t，航速超过60kn，最大潜深1000m，最大航程可达18520km 以上，采用泵喷推进、大幅度摆舵以及艇艏3D 声呐等多项先进技术，可配备常规弹药或核弹药，能够摧毁敌方基础设施以及航空母舰群［7］。

“波塞冬”是一种核威慑，可达到对美国海岸的“零时间接近”。事实上，无人潜航器可以提前部署到指定位置。一旦到位，它可以等待开战的信号。从这个意义上说，它是一种“即时武器”，而不需要浪费时间跨越海洋并克服敌人的导弹防御系统。

图4 “波塞冬”无人潜航器

3.2 “大键琴”-2R-PM（Klavesin-2R-PM）

鲁宾中央设计局研制了“大键琴”-2R-PM 无人潜航器，它是俄罗斯最大、最先进的潜航器之一。“大键琴”-2R-PM 长度为6.5m，直径1m，重量约3700kg，续航力50km，最大下潜深度6000m。“大键琴”-2R-PM 是一种两用装备，可用于侦察目的，以海军的利益为出发点，或用于海军的科学研究。“大键琴”-2R-PM 可以携带一系列声呐，包括侧扫声呐，并且能够详细绘制海底地图并找到诸如残骸和传感器阵列之类的物品［8］。

3.3 “替代者”（Replacer）

2020年6月，鲁宾中央设计局宣布“替代者”的研究工作完成。“替代者”大型无人潜航器能够模拟核潜艇和非核潜艇。“替代者”长度17m，排水量40t，巡航距离约965.6km（5kn 的速度），最大速度超过24kn，最大下潜深度600m。该潜航器可在演习中使用，模拟任何必要的北约潜艇。此外，“替代者”可以在战斗条件下用作反潜潜艇的诱饵。企图攻击这艘潜航器会暴露敌人的位置，然后伏击的俄罗斯潜艇可伺机报复。

图5 从“别尔哥罗德”上发射“大键琴”-2R-PM

图6 “替代者”的外观

3.4 “头足类”（Cephalopod）

2015年，“头足类”与“波塞冬”同时被披露给外界。据推测，“头足类”无人潜航器上配备一个具有足够功率的小型核反应堆，因此潜航器将能够在海上停留至少几个月并执行指定任务。在这种情况下，证明“头足类”是一种作战战略系统，不只是在其基地或运输舰的区域对敌人构成威胁。

“头足类”的可能应用领域之一是战斗任务期间为水下战略导弹潜艇护航。“头足类”可能会对美国核潜艇造成不对称威胁，这是对俄罗斯其他计划的补充。2021年5月，互联网流出疑似“头足类”的最新设计草图。从该草图推测，鱼雷舱长约1.8m，潜航器全长6.75m。

4 大型及超大型无人潜航器发展趋势

4.1 支持分布式作战概念

美国海军和海军陆战队认为，海面和水下运行的无人平台对海军的未来行动越来越重要，无人平台未来将转向更分散的部队架构，支持实施海军和海军陆战队新的总体作战概念，称为分布式海上作战（DMO）。美国在2021年8月3日发布了国会研究服务处报告《海军大型无人水面艇与潜航器：背景及国会需要考虑的问题》。报告称：海军希望获得这些大型无人装备，作为将海军转变为更加分散的舰队架构的计划的一部分［9］。

4.2 模块化、开放式架构设计便于集成新的有效载荷和其他功能

“大直径创新原理样机”、“虎鲸”等大型潜航器都具有开放式架构和重新配置的潜力，它们将提供制导和控制、自主、导航和机动能力。大型潜航器将与接口集成，以允许未来升级以适应最新技术并应对不断变化的威胁。

4.3 发挥持久性和自主性的优势

作为无人平台，不载人或需要在固定时间后返回，显然会带来更长的任务时间，这是不言而喻的。此外，更大的外形结构可能会提高推进系统的技术能力，从而实现更长的任务和驻留时间。自主性可以实现以前不可能实现的任务范围，例如更远距离的海底攻击和监视。先进的自主性和指挥控制可以在潜航器和母舰之间实现更无缝、实时的连接。

5 结语

美国海军利用大型及超大型无人潜航器可实现包括水雷战、反潜战、电子站、反水面战等多种军事用途。“波塞冬”和“头足类”这两种核动力潜航器的研发则表明俄罗斯正在积极推进大型无人装备独立承担作战任务的进程。

大型及超大型无人潜航器代表了自主无人海上装备技术的前沿，作为一种颠覆性技术，必将深刻改变未来的海战模式。我国应在此领域积极谋划，从而达到提升装备发展、保护自身利益之目的。