军用水面无人艇(USV)是无人驾驶技术和现代作战理念在军事领域的优势结合,它融合了智能导航与制导、远程通信、舰艇操纵自动化等多项前沿技术,是一个国家尖端科技的集中体现。无人艇及其编队作战具有决策快速、以小博大、可有效减少人员伤亡等突出优势,自面世以来深受世界各军事强国的青睐与重视,纷纷推出新一代产品。
美国海军cusv无人快艇,来自网络
一、无人艇技术研发动态
在无人艇技术的研发链条中,世界各国除了在传统的导航智能化、姿态控制与远程通信方面发力以外,随着无人艇技术的服役使用,各国发现,一些看起来“非核心、非主流”的因素却在实际上影响或制约着无人艇实际使用的效果,而这些技术逐渐成为近年来的研究热点。
⒈船型设计与制造
船型技术是水面无人艇快速性和稳定性的关键技术,目前,已有产品主要包括半潜、常规滑行、半滑行、水翼等艇型,在研产品集中于常规滑行、半滑行两种。常规滑行通常采用V型、深V型或M型,综合性能好,拖曳能力强,但对负载分布非常敏感,稳定性差;半滑行型艇具有较低的阻力和较高的适航性,耐波性好,是一种性价比高、航行姿态稳定的水面平台,航速可超过30节。
⒉吊放与回收技术
无人艇吊放是无人艇实际使用的第一步,回收则是最后一步,无论吊放与回收,传统上均需要母舰舰员辅助配合,难以适应高航速、高海况时的需求,因为这不仅耗费大量的时间,还大大增加了人员操作时的危险性。
鉴于此,各国竞相研发快速安全又不需要人工干预的吊放回收方式。美国“独立”级濒海战斗舰采用的是艉部收缩臂式收放系统,而“自由”级濒海战斗舰采用的是舷侧伸缩收放系统,德国主要为自行研发的吊艇架式收放系统,法国主要为艉部双滑道式收放系统,耗时最短、海况影响最小的是坞舱式回收方式。
⒊通信与网络安全
无论现在以受控为主的工作模式还是未来自主规划为主的工作模式,可靠通信的范围就是无人艇有效工作的范围。在无人艇挑战赛中,通信问题频发,除了同频干扰外,强烈的电磁环境也是重要原因。在未来海战场,复杂的电磁环境将是无人艇工作的强大威胁,而对于大中型无人艇,远海通信体系的保障能力尤为重要。
此外,由于船舶与所控无人艇的紧密联系,网络的安全性非常重要。总的原则是设置网络深度防御机制,对网络侵害行为进行阻止、辨识防范,降低恶意攻击对系统的损害。
二、世界主要国家的无人艇装备及作战使用理念
目前,全球无人艇市场共有60余种型号,军用无人艇占比超过70%。无人艇装备及其作战使用是一个国家海军战略的自然延伸,各国依据各自不同的军事需要产生了技术侧重不同的产品,呈现百花齐放的繁荣发展局面。
⒈美国
在水面无人艇方面,美国始终占据技术发展的制高点,代表和引领着这一领域的发展方向。在作战使用上,美军认为,隐于深水之下的潜艇是对其遍布全球的航母舰队的最大威胁,所以,运用无人艇反潜是美海军最紧迫的任务。在已经定型或服役的十余款产品中,最新最强的无人艇为反潜连续追踪无人艇(ACTUV,又名海上猎人),长约19m,排水量约157t,设计时速为27节,高于一般柴电潜艇的速度,作战半径3000km,海上续航时间长达30天,可携带无人潜航器,采用通气管桅柱结构,内部安装数据链与控制系统天线,在耐波性与续航力方面较传统水面舰艇有明显优势。
目前ACTUV面临的最大挑战是安全航行,尤其是海上避碰。由于没有舰桥人员监控,ACTUV需要一定的技术来保证其高度的态势感知能力。此外,由于ACTUV需要在海上长期执行任务,没有海上自修能力,该艇的推进系统、任务系统及远程通信能力必须具备高度的可靠性。

图1 正在吊装的美海军ACTUV
⒉以色列
以色列在无人艇装备开发研制中具有先发优势,已经拥有多型装备入列,其中尤以“海上骑士”和“海星”两型装备最为先进。在作战使用上,以色列突出“察打一体”的特点,主要用于侦查预警和轻量级打击。代表产品“海上骑士”由以色列拉斐尔先进防御系统公司研制,是前期主力“保护者”型的升级版。
“海上骑士”艇体结构扩展至11m,仍为喷水推进但在大浪中航行更为稳定,航速最高40节,可连续航行12h,作战半径500km。
“海上骑士”配备有先进的导航雷达和全球定位系统,红外传感器能够捕获周边环境、搜集情报并进行实时监控。武备方面,配备一门水炮和多枚“长钉”导弹,是世界上首艘能发射导弹的水面无人艇,可执行反恐拦截、精确打击等任务,但目前主要用于海域巡逻。

图2 以色列海军“海星”无人艇
另一款主要产品“海星”由以色列航空防御系统公司独家生产,主艇体结构同为硬壳充气式,艇长11m,有效载荷2.5t,最大航程300海里,可执行侦察监视、反水雷和电子战。
“海星”采用开放式结构,装有光电传感器、目标搜捕传感器、通信情报系统等,武器配置为一门带稳定装置的小口径舰炮,其水上操作可由陆基、海基甚至空基平台控制,综合性能与“保护者”不相上下。
⒊英国
英国海军无人艇款型较少,受海军规模与使命任务限制,主要遂行近海侦查监视的作战任务。2020年7月,英国防务巨头BAE系统公司宣布研制成功“Pacific950”无人武装快艇,可自主驾驶长达10天,能够以45节高速追击目标、最大航程可达300海里。该艇安装有多种侦察监视设备,并装备一挺12.7mm机枪,能够执行从侦查监视到引导攻击的多个阶段复杂任务。该艇所载智能系统会根据战场环境进行自主定位与航路规划,能够在复杂海况环境中快速做出决策。鉴于机器人自主攻击系统还不够完善,艇上机枪的开火权仍由人工控制。