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无人水面艇如何成为制霸未来海战场的主力装备
发布时间:2023-03-21     作者:   来源:科普中国   分享到:

近年来,世界各国将无人装备定位为具有独特优势的新型作战力量,赋予其与有人装备同等重要的地位。当前,各国海军正在加快形成无人装备体系化实战能力,构建有人-无人结合的新型海军装备体系。

无人水面艇的优势

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图注:代号为“无人帆船探险家”的无人水面舰艇

随着人工智能技术的发展,越来越多的军用水面无人艇问世。当前,世界各国绝大多数的无人水面艇都是几吨级的小型平台。在国外军用领域,特别是可加装多种任务模块、具备察打一体技术的无人艇发展很快,美国、俄罗斯、以色列、德国、法国、英国和日本等相继开发出了典型的装备并完成了演示验证。小型无人水面艇相较于传统有人水面舰船具有十分显著的优势特点。

一是小型轻量,机动灵活。通常小型无人水面艇的长度仅数米,排水量不超过十吨,艇型采用最新流体动力学设计,最大航速通常在40节以上,可以数倍于传统水面舰船的航速快速抵达指定区域。

二是无人化运用,环境适应性强。无人水面艇可在复杂环境水域中长时间活动,完成枯燥、脏乱、危险的“3D型”任务,且不受人员生理条件的限制。

三是活动区域广,使用成本低。小型无人水面艇吃水深度通常不超过1米,对航道、港口的水深要求低,极大地拓展了其活动范围,艇载系统也不必考虑人的适应性,削减了占全寿命周期费用相当大比例的人员费用,显著地降低了成本。

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图注:无人水面舰艇模块化搭载示例

模块化技术搭建平台

受无人水面艇空间尺寸与装载量等条件约束,世界各国通常采取模块化换装的设计思路,实现在有限的平台条件下履行多样使命。

一是总布置模块化。根据不同任务模式的功能需求,结合功能区域划分、静动压载分布和三维空间设计等方面,将不同任务模式的重量重心调节到基本一致,确保无人水面艇始终处于最佳工作状态。

二是电气接口模块化。主要涉及供配电、通讯导航、无人控制、照明信号等系统的电气接口模块化,需要各系统对外提供标准化的接口,由此实现各系统模块的组合和调换。

三是控制系统模块化。在设备层面上,各控制分系统的功能、安装结构都具有独立性,为设备的选型、安装、调试、换装提供便利。通过中央控制单元、应急越控单元等系统集成技术,实现控制系统硬件的模块化。

四是任务载荷模块化。任务载荷是执行任务的终端,各任务载荷模块采用集成化设计,尽可能采用标准统一的信息接口 和控制接口,简化供电、供油等运行保障资源接口要求,进行快装快拆设计,减少载荷模块在无人水面艇上的换装时间,保证任务能力嵌入效率。

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图注:美海军无人自主式战斗舰艇

应用领域不断拓展

无人水面艇的军事应用,从执行扫雷、清除水中障碍、打靶训练等单一类型任务,到现今的情报侦察监视、海上作战等更为复杂的任务,其应用领域随着相关任务载荷技术的发展而不断拓展。

一是反水雷战。执行反水雷作战任务是确保其他海军作战部队能够安全通行于各水域的前提条件。用于扫雷任务的无人水面艇需要配备声纳设备,或者其他声学、电磁扫雷系统。无人水面艇通过模块化换装任务载荷后可分别执行探测、分类、定位、确认和灭雷任务。

二是反潜战。在近海海域,无人水面艇通过搭载各型功能强大的拖曳阵列声纳系统,尽可能地在广阔的海域内提前发现存在威胁的潜艇目标,为其它海军作战部队预警。

三是负责海上安全。主要承担港口、码头、军舰锚泊地等基础设施的警戒巡逻,以及伴随母舰出航时的护航、执勤、抵近侦察等使命任务,这也是无人水面艇最基本的使命任务之一。

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图注:无人水面舰艇编队效果图

四是反舰战。通过在大中型无人水面艇配备自动化武器、小型导弹以及非致命性武器系统,可以针对海上及陆地上的威胁性目标进行打击。

五是为特种作战部队提供支援。小型或大中型无人水面艇,在沿海和内陆河道水域承担搜索与侦察任务,或者为轻装潜水蛙人承担运输武器装备等物资补给,并在敌方航线的后方承担掩护使命。

六是提供电子战支援。通过配备电子战系统,无人水面艇对敌发射干扰电子信号来转移敌方反舰部队注意力;或者对敌发射辐射干扰波束,瘫痪或破坏敌方武器系统和通信系统。


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