无人潜航器在反水雷作战中的应用

美海军无人潜航器发展无人潜航器（UUV）有着广泛而重要的军事用途，在未来海战中有不可替代的作用。

UUV利用自身的各种传感器和武器，执行远程通信中继、反潜警戒、水下侦察与监视、反水雷等一系列重要军事支援任务。

UUV在未来海战中UUV还可作为水下武器平台、后勤支持平台等装备使用。

UUV具有零伤亡、隐蔽性能强、可重复使用和性价比高的特征，可通过搭载不同类型任务载荷，完成多种使命任务，应用前景十分广阔，作为一支独具特色的作战力量，已经成为未来海战的“倍增器”。

美国是研究水下无人潜航器平台时间最早、装备型号最多、功能最强大、技术水平最高的国家，引领各国水下无人平台的发展方向。

一规划2000年，美海军发布《无人潜航器主计划》第1版，明确了水下无人航行器在军事应用方面的7种使命与4 种作战的特征能力。

2002年，美海军颁布《美国海军转型路线图》，提出了加强海军新型无人飞机、水下无人潜航器等无人装备的研制和使用，以发展和运用海军持久的情报监视侦察能力、反潜战能力和反水雷能力。

2004年，美军公布的UUV 的发展规划报告中，为实现《21世纪海上力量》提出的4 种支柱能力目标，综合考虑动力能源技术、指挥控制通信自动化技术、载荷/传感器等技术的发展情况，按照优先级提出了UUV 的9 种“子支柱”能力及任务使命：情报、监视和侦察（ISR）、反水雷措施（MCM）、反潜战（ASW）、检查/识别、海洋学、通信/导航网络节点（CN3）、载荷投送、信息战（IO）以及时敏打击（TCS）。

美军先后发布了多版《无人系统集成路线图》。

系列文件显示了美军发展智能化AUV的规划，具有重要的导向作用。

2007年，美海军在《2007-2032 美国无人系统集成路线图》中提出无人系统4 大关键任务需求：侦察与监视；目标识别与指示；反水雷；核生化、辐射及爆炸物侦测。

2009年，美海军在《2009-2034 美国无人系统集成路线图》中提出了5项联合能力域中无人系统需求和2 项性能发展需求。

埃尔比特系统公司生产的“银色马林鱼”水面无人艇军用无人艇市场方兴未艾过去人们常常将那些在海上行踪飘忽，却没有人驾驭的船称为“幽灵船”。

不过，今后人们在海上遇到无人船只的机会可能会越来越多，它们的主人不是所谓的“幽灵”，而是一些国家的海军。

随着“全球鹰”等无人驾驶飞机和“魔爪”等遥控机器人在战争中发挥越来越重要的作用，各种无人系统如雨后春笋般蓬勃发展。

如今，无人驾驶水面舰艇也开始崭露头角，逐渐应用于水雷侦察和战场环境评估，而且在港口护卫、传感器部署、情报、监视侦察、猎雷、反潜、后勤支援，甚至反舰作战等方面也表现出巨大的发展潜力。

各国海军对于无人艇的一系列前沿应用表现出越来越浓厚的兴趣，军用无人艇研究项目持续推进，新船型逐渐增多，自主性不断提高，新型动力和推进装置也在开发。

美国新型无人艇即将下海据美国媒体报道，美国达信系统公司最近宣布其“通用无人水面舰艇”（CUSV）成功完成由美国海军研究局主办的“小组互动式无人艇任务监管（SUMMIT）”演示工作。

在为期10天的试验和演示中，这种无人艇在SUMMIT管理系统的控制下执行了为近海战斗舰清扫航道的反水雷任务。

演示证明该无人艇的任务可用性超过90%，且具备与美国海军平台无缝整合的能力。

据介绍，“通用无人水面舰艇”采用开放式结构设计，使用商用级部件生产，可以快速更换适合不同任务的组件，用于执行情报、监视和侦察、拖曳作业、反水雷、反潜、反水面战、通信中继、发射和回收无人机等任务。

另外，一种外形奇特的无人驾驶帆船也将于今年秋天在美国圣迭戈湾附近现身。

这艘“幽灵帆船”其实是美国海军最新型的三体无人快速侦察艇“X-2”号，用于完成海岸监视、禁毒、拦截、巡逻等任务。

“X-2”号无人艇长约15米，宽约12米，能以每小时28公里至55公里的航速在8级海浪中自主巡航。

它的合成桅杆有6层楼高，借鉴了“美洲杯”帆船赛参赛船的“帆翼”设计。

更巧妙的是，这个桅杆还是一根配置数据链和控制系统的天线。

◼1 引言潜艇在水下战场一直凭借其隐蔽特性占据着战场的主导地位，各大军事强国也不断发展着各自的水下作战技术，现代潜艇的隐蔽性和作战能力都得到了不断发展。

随着潜艇技术与战术运用的发展趋于饱和，而反潜技术与战术不断进步，传统的潜艇应用面临着前所未有的重大挑战。

因此，如何有效解决这些问题就成了潜艇战斗力发挥的关键。

目前，无人水下航行器（以下简称为UUV）不断发展应用，其无人化、智能化、自主化等特点能够有效地解决了潜艇所面临的水下隐蔽通信及战场态势感知等问题。

因此，本文研究了UUV在与潜艇水下行动的协同作战中的任务，分析其在协同作战过程中的地位与角色，以有效解决潜艇水下所面临的常规问题，为UUV与潜艇协同作战方法研究提供参考。

 ◼2 潜艇作战使用面临的主要问题潜艇在水下战场往往是单艇作战，在这种情况下，如何有效地获取指令信息、感知战场态势，就成了潜艇发挥水下作战能力的首要问题。

基于潜艇常规装备技术和作战需求，目前主要面临以下问题[1]。

2.1 水下航行危险重重潜艇执行任务时往往需要在复杂的陌生水域进行长时间的水下航行，这提升了潜艇的暴露风险，但是水下环境的复杂多变也不可避免地导致潜艇水下定位产生了误差；同时水下建筑及设备和水下生物和海底垃圾也对潜艇水下航行构成严重威胁。

2.2 近程警戒侦察手段匮乏为规避敌方光学侦查手段，潜艇水下行动时往往只使用被动声纳和潜望镜进行侦察。

然而被动声纳其固有无人水下航行器与潜艇协同技术"周俊吉　龚国林　王玉（海军大连舰艇学院 水武与防化系，辽宁　大连　116018）摘要：潜艇是现代海军水下作战的关键力量，而水下环境复杂，长时间的水下航行安全难以得到保证，且缺乏有效的近程立体警戒、识别定位以及通信手段，这使得传统潜艇的作战运用受到极大限制。

针对传统潜艇所面临的常见问题，结合无人水下航行器的无人化、智能化、自主化等特点，通过把无人水下航行器用作外部侦察系统、信息交互中转站等手段，克服潜艇自身短板，有效提高潜艇水下隐蔽战斗力。

美军水下无人系统发展探讨海军装备部摘要：美军试图通过大力发展以自主潜航器为主体的水下战无人装备，加强前沿水下无人系统预置，全力推进水下无人区域监控系统布建，突出攻关水下自主导航、通信组网、自主协同等先进技术，打造新型水下作战体系。

本文对美军的水下无人系统的发展进行了论述。

关键词：水下无人系统；美国海军；无人潜航器；水下战1 突出水下无人系统对于联合作战的重要性长期以来，美国海军对于水下无人系统的研发和应用更多偏重于执行ISR和反水雷等作战辅助任务。

随着海军作战能力需求的变化，水下无人系统能力的提升，美国海军正重新审视水下无人系统在联合作战中的地位与作用。

1.1 积极利用水下无人系统增强水下综合作战能力美国海军认为，美国的潜在对手正在构建能对美军舰艇及水下基础设施形成威胁的能力，美国在水下战领域的优势正不断被削弱。

而核潜艇等先进水下平台，由于建造和使用成本高昂，数量上无法完全满足作战需求，迫切需要补充新型作战力量，与潜艇形成优势互补，从而增强综合水下战能力。

《下一代水下无人系统》报告指出，水下无人系统能够有效补充并拓展有人水下系统的能力，对当前因缺乏有效作战手段而难以执行的军事任务，可由无人作战系统来完成，即便是核潜艇能够完成的任务，水下无人系统的协同和配合也能大幅提高作战效能。

1.2 积极增强水下无人系统跨域协同作战能力如何充分发挥水下作战优势以弥补其他作战领域面临的严峻挑战，是美国海军重点关注的问题。

创造性地使用水下无人系统，能为美国海军提供全新作战能力。

美国海军认为，未来水下无人系统的应用模式将主要是联合使用和分布式作战，联合形式包括：多形态无人系统跨域协同或组网、异构无人系统协同或组网、子母式无人系统接力作战、跨介质组合式无人系统等。

美国海军于2016年“先进海军技术演习”期间，演示了“潜艇-无人潜航器-无人机”子母式协同作战的能力。

上浮式有效载荷和深海预置武器等新概念装备的出现，也可视为该努力的一部分。

水下无人航行器原理张志强编写【原创版】目录一、水下无人航行器的概述二、水下无人航行器的工作原理三、水下无人航行器的关键技术四、水下无人航行器的应用领域五、我国在水下无人航行器领域的发展正文一、水下无人航行器的概述水下无人航行器，又称为水下无人潜水器（Unmanned Underwater Vehicle，简称 UUV），是一种在无人驾驶状态下，能够在水下执行任务的航行器。

相较于传统的有人驾驶潜水器，水下无人航行器具有操作简便、安全性高、隐蔽性强等优势，被广泛应用于军事、海洋科学研究、海底资源勘探等领域。

二、水下无人航行器的工作原理水下无人航行器的工作原理主要包括以下几个方面：1.动力系统：水下无人航行器通常采用电动推进器，通过电池提供能量，驱动电机转动，从而产生推力，实现航行。

2.导航与控制：水下无人航行器需要具备精确的导航与控制能力。

一般采用惯性导航、声纳导航、视觉导航等多种导航技术相结合，实现对航行器的精确定位与控制。

3.通信系统：水下无人航行器需要与地面控制中心进行实时数据传输与指令接收。

通常采用声纳通信、无线电通信等方式进行通信。

4.传感器系统：水下无人航行器配备了各种传感器，如压力传感器、温度传感器、湿度传感器等，用于监测航行器的工作状态，以及实现对水下环境的感知。

三、水下无人航行器的关键技术水下无人航行器的关键技术主要包括以下几个方面：1.隐蔽性技术：为了降低被发现的概率，水下无人航行器需要采用先进的隐蔽性技术，如低噪声设计、反侦察手段等。

2.自主导航技术：水下无人航行器需要具备自主导航能力，以实现在水下复杂环境中的自主航行。

3.智能感知技术：水下无人航行器需要对水下环境进行实时感知，以确保航行安全。

这需要发展高效的水下感知技术，如声纳技术、图像处理技术等。

4.能源系统技术：水下无人航行器的续航能力受限于能源系统的性能。

因此，研究高效的能源系统，以提高航行器的续航能力，是水下无人航行器领域的重要课题。

一、国外水下无人装备现状本文以水下无人航行器、水下预置装备、水下监听网等典型水下无人装备的研究现状及典型项目案例为牵引，综述国外水下无人装备的发展现状。

⒈水下无人航行器水下无人航行器(UUV)也称无人潜航器，美海军将UUV定义为无人、自带能源、自推进、自主控制(预编程或实时自适应使命控制)或最低程度监控、无缆(除数据光纤)的潜器；俄罗斯海洋科学技术研究所将UUV定义为能够在预定海域深度范围内，按照预编程轨迹航行并完成需要作业的装有仪器设备的潜器。

⑴UUV的发展现状UUV起源于20世纪50年代末，但由于技术条件限制，致使UUV发展缓慢，80年代以后，随着计算机性能的提升、水声通信技术的突破，UUV开始具备半自主控制能力。

21世纪以来，伴随着智能算法的应用、海洋资源的探索及军备竞争的需要，在军民科研领域掀起了UUV研究热潮，各种新概念、新方向被提出，UUV的自主控制水平得到进一步提高，其任务开始从反水雷向反潜、水下侦察、探测与识别等领域扩展。

美国是最早研究、研制UUV且技术最先进的国家，主要的UUV产品有蓝鳍金枪鱼机器人公司的Bluefin系列、WHOI的ABEAUV、Oceanserver公司的IverAUV等，军用UUV的典型型号有便携式的SAHRV、轻型的SMCM和重型的BPAUV等；欧洲国家在UUV的发展上仅此于美国，主要的UUV产品有挪威的REMUS系列(交付美海军)及HUGIN系列、法国的Alister系列、瑞典的SAAB 系列、英国的Autosub系列和Tailsman系列、德国的seaOtterMK系列。

另外，我国周边的俄罗斯和日本在UUV研究方面也具备较高的水平，例如俄罗斯海洋技术研究所的SKATAUV和MT-88AUV、日本海洋科学技术中心的深海型URASHIMAAUV等。

⑵UUV典型分类随着水下作业需求的增加，更多适应不同工作需求的水下无人航行器研制并应用，按照结构及工作模式，主要分为遥控水下航行器(ROV)和自主水下航行器(UUV)。

海军的无人系统与自主作战随着科技的不断发展，无人系统在各个领域都得到了广泛应用。

而海军作为国家海洋安全的重要组成部分，也逐渐引入了无人系统，并且不断提升其自主作战的能力。

本文将探讨海军的无人系统与自主作战的相关内容。

一、无人系统在海军中的应用现代海军中的无人系统主要包括无人航空器（Unmanned Aerial Vehicle, UAV）、无人水面舰艇（Unmanned Surface Vessel, USV）以及无人潜艇（Unmanned Underwater Vehicle, UUV）等。

这些无人系统能够在没有人员直接操控的情况下执行各种任务，如情报收集、海上巡逻、目标打击等。

1. 无人航空器无人航空器是海军应用最为广泛的一类无人系统。

它们通常配备有先进的监视设备和传感器，可以收集大量的情报信息并实时传输。

同时，无人航空器还可以执行侦察任务，监视敌方舰艇、航空器和陆地目标的动态情况，为海军指挥决策提供重要依据。

2. 无人水面舰艇无人水面舰艇具有较高的航行稳定性和适应性，可以在恶劣的海况下执行任务。

它们可以与有人舰艇配合，实现固定区域的巡逻和防御，也可以单独执行特定任务，如海上测绘、水下搜索等。

此外，无人水面舰艇还可以配备武器系统，实施目标打击。

3. 无人潜艇无人潜艇主要用于水下侦察、目标搜索和水雷敷设等任务。

它们可以潜入深海执行任务，而无需曝露人员于危险环境中。

无人潜艇通常携带有高精度的声呐和摄像设备，能够探测到潜在目标的位置和动态信息，并将结果传输给指挥中心。

二、自主作战的核心技术实现无人系统的自主作战需要借助一系列核心技术的支持。

以下列举了几个关键技术：1. 人工智能与机器学习人工智能和机器学习技术的应用使得无人系统具有了智能化的能力。

通过大量的数据分析和学习，无人系统可以自主判断和决策，适应复杂多变的海上环境。

同时，人工智能还可以提高系统的自主感知和自主规划能力，增强其在自主作战中的效果。

水下无人航行器装备技术发展与作战应用研究世界范围内开展水下无人航行器研发的国家主要为美、俄、欧亚各国等，其中以美国在役数量最多，在能源动力、自主控制、导航精度及水声通信等关键技术均处于领先水平，已形成系列化产品或装备，广泛应用于军民各领域。

据兰德公司2019年统计数据显示，全球已研制完成航行器超过160型，其中重量在2t以下的数量比例超过50%。

图1国外水下无人航行器尺寸重量分布军用水下无人航行器全球已列装和在研约50型，按照美海军划分标准统计，可分为超大型2型、大型22型、中型20型、小型11型。

其中，中小型主要用于情报监视侦察、反水雷、诱饵欺骗、海洋调查等，大型兼具运载、反潜反舰、电子战等能力，超大型将进一步具备直接打击与对抗等作战能力。

一、国外发展现状现阶段，美国军用水下无人航行器以小型、中型、大型和超大型为发展序列，其中大型、超大型无人航行器尚处于研制验证阶段，未来将重点拓展作战能力、探索作战形式；中小型无人航行器已完成MK18系列中小型反水雷航行器、“刀鱼”中型反水雷航行器、LBS-G中型战场感知水下滑翔机等装备的列装，具备反水雷、情报监视侦察、海洋环境探测等实际作战能力，未来将进一步提升作战效能。

图2 “虎鲸”超大型无人水下潜航器畅想图超大型航行器方面以“虎鲸”超大型无人航行器为发展重点，2019年美海军正式启动5艘“虎鲸”研制建造计划，以美国波音公司“回声-航行者”型超大型无人航行器为基础进行研制，该型航行器2017年开始初次海试，长16m，重50t，潜深3300m，采用混合式可充电电力系统，续航力6个月，并装配长达10.2m的模块化有效载重舱，主要用于执行情报监视侦察、反水雷、时敏打击任务，全部5具将至2022年完成交付。

图3 “虎鲸”超大型无人航行器平台概念图图4 国外水下无人航行器典型装备大型航行器方面以“蛇头”大型航行器为发展重点，2016年海军研究办公室完成900～1100nmile长航时试验，排水量约10t，直径约1.5m，续航30d或更长，计划能够由“弗吉尼亚”级潜艇改装的导弹发射筒发射。

无人机应用知识：无人机在空中、地面、水下、地面和海上等多种条件下的应用无人机应用知识无人机是指在不需要人工操纵或只需要很少的人工干预下，能够自主完成飞行任务的航空器。

短短几年时间内，无人机技术已经得到了长足的发展。

无人机系统可以在各种不同的应用条件下使用，例如在空中、地面、水下、地面和海上。

本文将介绍无人机在不同条件下的应用及其作用。

一、空中应用无人机在空中的应用是最为广泛的。

无人机的火力支援、搜救、防范恐怖袭击等作用在空中得到了更大的发挥。

无人机在空中应用可以达到目前有人机难以实现的某些任务，例如不间断的监控和迅速反应。

同时，无人机还可以用于空中激光扫描、无人空中供应、煤气渗漏监测、森林火灾监视和消除等。

1.1无人机在军事中的应用无人机在军事上的应用越来越受到关注。

在战争中，无人机可以用于探测、突击、侦察、照明和弹药运送等任务。

无人机的搜救和抢险能力也在实际攻防战中有重要的应用，例如使用无人机传输视频及其他侦察信息，帮助作战指挥员做出更好的决策。

余下的则包括在不同地方进行准确打击、无声海陆域的隐蔽侦察、搜查行动营救、防范和添加军事禁区/戒备区的监视与保护等。

1.2无人机在民用领域的应用在民用领域上，农业无人机的使用可以提高种植效率、节省时间和人力成本，同时减少了农药的使用。

此外，在灾害救援中，无人机可以用于搜救、信息传递和运送，以及灾后重建等其他方面的支持。

通过监测管道和井口，无人机在能源和石油行业领域有着广泛的应用，并提供了一个节省时间、人力和成本的解决方案。

无人机的应用也可以改变物流和运输方式，包括技术进步和适应性变化。

1.3无人机在运动中的应用：飞行员培训/测试无人机可以实现非常逼真的实际应用操作，从而使新的飞行员或技术人员更好地熟悉行业。

具体包括模拟飞行和危险情况下的应对措施，模拟风切变状况时飞机的翻滚等，这些任务可以提高人们的反应和判断力、减少事故等风险，并帮助他们在实际情况下更好地控制飞机。

无人水下航行器搭载鱼雷发控的可行性研究李龙飞【摘要】针对无入水下平台实施反潜作业时指控系统的构建以及水下平台携载武器的性能参数等问题,研究了水下平台携载武器的发射初期的弹道与发射参数的关系;具体设计了无入水下平台实施反潜作业的指控系统架构图和发射参数与初始弹道的关系的三自由度仿真;提出了水下武器的发射速度和管制舵角的设置区间.通过仿真实验验证了发射参数与初始弹道的关系,实验结果表明:只有发射速度和管制舵角处于合理的区间内,携载武器才能保持合适的初始航行姿态,使命中目标的概率得到大幅提升.【期刊名称】《电声技术》【年(卷),期】2016(040)003【总页数】8页(P50-56,64)【关键词】串行数字接口(SDI);反潜战;指挥控制;无入水下航行器;鱼雷【作者】李龙飞【作者单位】昆明船舶设备研究试验中心,昆明 650000【正文语种】中文【中图分类】TN63随着电子通信、自动控制以及水下航行器等相关技术的发展，信息化战争成为了军事发展的共识，能够独立承担作业任务的无人平台开始发挥越来越重要的作用。

无人水下航行器(UUV)就是可以自主执行作业任务的一种无人水下作业单元，它可以在潜艇或者水面舰艇的支援下，到达有人系统平台不易到达的敏感区域或浅海从事军事活动。

目前UUV已经能够收集和传送多种类型数据，广泛应用于搜集情报、监视及侦查等任务，通过改造升级，UUV可以发展成为能够独立执行反潜任务的自主作业平台[1]。

大型UUV可以搭载鱼雷等作业模块执行反潜、时敏打击等作业任务，这将改变以往的采用舰载鱼雷和潜载鱼雷实施反潜作业的格局，实现大型UUV搭载鱼雷实施编队航行与作业的未来海洋战争模式[2]。

1.1 无人水下反潜作业平台指挥控制原理无人水下反潜作业平台(ASW UCUV)是在水下环境中执行侦测、监视、警戒甚至反潜任务的一类自主型无人水下航行器。

该类航行器以水面舰船或者水下潜艇为支援平台，搭载能执行多种任务的载荷。

海洋技术▏无人船艇在海洋地质调查中的应用及展望21世纪是海洋的世纪，海洋地质调查的开展能够加深我们对海洋的认识，其成果可作为保护海洋，经略海洋的重要抓手。

但海上作业的环境历来艰辛异常，在波涛汹涌的海上作业，对地质调查人员和船员的环境适应性、抗疲劳强度、心理自我调节等各方面能力提出近乎苛刻的要求；再者，有些海域环境复杂，工况恶劣，作业风险高，往往是大船进不去，小艇风险大，海洋地质调查活动难以有效开展；此外，在远海大洋开展地质调查工作，应一个航次尽可能多的完成任务，减少作业航次，提高作业时效，因为在往返、避风、补给等环节消耗的时间非常可观。

把无人船艇应用于海洋地质调查中可有效地减少人工作业量和降低作业危险性，提高效率的同时保障了安全。

因此，无人船艇在海洋地质调查中的应用需求十分强烈，具有广阔的应用前景。

无人船艇技术的一次次创新与发展，伴随着海洋地质调查新型技术方法和作业手段的创新与发展，是人类向未来海洋调查和海洋探索的致敬。

一、无人船艇在国内外的发展现状无人船艇(USV)的雏形最早出现于19世纪末。

当时著名的塞尔维亚裔美籍科学家尼古拉特拉斯(Nikola Tes-la，1856～1943)发明了一个名为“无线机器人”的遥控艇。

无人船艇最先在军事领域得到应用。

最初的用途是扫除海岸带附近的水雷和障碍物，船艇的外形像鱼雷。

在诺曼底登陆战役期间，为减少人员伤亡，达到战略欺骗和作战掩护的目的，曾设计出一种可按预定航向自动驶往目的海域的无人艇。

这些早期的无人船艇自主活动能力非常有限，受控于电缆长度或母船发送无线电导航信号的有效范围。

进入21世纪后，无人船艇技术迎来了高速发展期，制约无人船艇发展的诸多技术瓶颈都在一定程度上得以破除，无人船艇变得更智能、动力更稳定、远程操控更可靠。

现在，在军事和民用领域等各种各样的需求下，不同功能的无人船艇犹如雨后春笋般地涌现出来，一些产品还在不断的迭代更新，较好的满足了军事和民用领域的需要。