2025年深海科技行业报告:无人协同,以深制海

  • 来源:中信建投证券
  • 发布时间:2025/09/09
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深海科技行业报告:无人协同,以深制海。水下作战凭借其独特的战场环境和技术特征,在多方面展现出显著的战略与战术优势,已成为现代海战的核心竞争领域。进入21世纪,水下作战的形式发生了革命性变化,无人潜航器成为改变战局的新力量。美国海军投入中,水下装备增速显著快于整体海军装备增速。美国当前水下作战模式已从传统的单一潜艇作战,转向分布式、智能化、网络化的体系对抗,形成了一套融合有人/无人协同、前沿预置、信息网络、跨域联合的复合型作战体系。水下作战凭借其独特的战场环境和技术特征,在多方面展现出显著的战略与战术优势,已成为现代海战的核心竞争领域。其中,深海作战是在传统武器装备无法涉及的深海区域,通过有人/...

一、 水下及深海作战基本概念

1.1水下及深海作战的特点

水下作战凭借其独特的战场环境和技术特征,在多方面展现出显著的战略与战术优势,已成为现代海战的 核心竞争领域。根据 2015 年 1 月美国战略与预算评估中心(CSBA)发布的报告《水下战新纪元》,水下作战 是指利用潜艇和其他水下系统在水下及从水下发起的进攻性或防御军事行动。具体包括反航母/反水面舰艇战, 潜艇战和反潜战,布雷战和反水雷战以及海床战、反无人潜航器战和电磁机动战等创新式作战需求。我国对水 下作战的定义是指运用潜艇、水面舰艇、反潜飞机、无人潜航器等平台在水下战场进行的侦攻防一体的军事行 动,是未来海战的重要组成部分。 其中,深海作战是在传统武器装备无法涉及的深海区域,通过有人/无人作战平台进行的态势感知、指挥控 制、反潜反舰、对岸对空打击、特种作战等多种深海作战任务,进而夺取制深海权和以深制海。早在 20 世纪 80 年代,苏联就提出“谁能控制海底,就能控制海洋”,提出要拓展深海空间,维护深海主导权。美国则明确 提出深海海底战争关乎海权,2020 年美军的《美国海上战略:海上优势》,宣称深海是海军力量投送关键区域, 深海部队是打造更加均衡、多元海军的重要组成部分。

水下作战的主要特点包括隐蔽性强、效费比高和突然性强等特点。

(1)隐蔽性强

水下环境天然具备低探测性,水体对电磁波、光波的高吸收率使传统雷达和光学侦察手段难以穿透,为水 下平台提供了天然屏障。同时,各种水下平台通过采用大直径低转速螺旋桨、加装吸声涂层和反雷达波涂层、 增大下潜深度等技战术措施,不断降低噪声、电磁及红外辐射,隐身能力大幅提升。例如,俄罗斯海军的“基 洛”级潜艇就被称为“大洋黑洞”。未来常规潜艇和无人潜航器将组合运用燃料电池、大容量蓄电池和传统推 进方式,可在水下连续活动 1 至 2 个月甚至更长时间,续航力和隐蔽性进一步提升。美国即将服役的“反潜战 持续跟踪无人艇”,可连续数月在大洋中自动执行情报搜集、监视和目标搜索任务。美国海军重点发展的“虎 鲸”超大型无人潜航器,采用柴电推进系统,一次加注燃料最大航程 12000 千米,可连续在海上活动 6 个月, 初期具备布雷能力,后续逐步形成反水雷、反潜、反舰、电子战等能力。

(2)效费比高

水下作战之所以被视为高效费比的战略选择,核心在于其能以较低成本实现远超投入的军事威慑和实战效 果。一方面,水下武器的造价与维护费用远低于大型水面舰艇或战机,但其造成的破坏力却极为惊人。例如, 1988 年石油战争期间,一枚造价仅 1500 美元的苏联老式水雷曾重创美国护卫舰罗伯茨,维修费用上亿美元, 这种“以小博大”的悬殊成本差充分展现了水下武器的经济性优势。另一方面,无人潜航器(UUV)和预置式 武器系统的应用进一步放大了效费比。这些装备无需人员随行,既避免了伤亡风险,又可通过长期潜伏在关键 海域实现“一次部署、长期威慑”。 此外,水下作战的非对称消耗特性迫使对手承担更高反制成本。例如,清除一枚智能水雷的成本可达其布 设费用的 200 倍,而现代水雷具备声纹识别与休眠唤醒功能,可长期蛰伏海底伺机而动,迫使敌方持续投入巨 资升级反潜网络和探测技术,却难以覆盖广阔的深海空间。无人装备的批量使用更强化了这一优势,这种“低成本部署、高成本防御”的博弈逻辑,正是水下作战高效费比的战略本质。

(3)突然性强

水下作战的突然性强,主要是因为深海环境的隐蔽性和现代技术的加持。水下平台能够悄无声息地潜伏在 敌方难以探测的深海区域,就像藏在暗处的猎手,随时准备发起致命一击。这种突然性体现在两方面:一是长 期潜伏后的突袭,比如预置在关键航道或军港附近的水下武器系统(如智能水雷或无人潜航器),可以在海底 休眠数月甚至数年,战时通过远程信号瞬间激活,让对手猝不及防。美国的“深海浮沉有效载荷”(UFP)系 统就是典型例子,平时沉在海底“装睡”,战时远程唤醒即可对目标发动攻击。二是高速武器的闪电打击。现 代鱼雷和潜航器的速度远超传统反制手段的反应极限。比如俄罗斯的“波塞冬”核动力无人潜航器能以 70 节(约 130 公里/小时)的高速突防,而超空泡鱼雷的速度甚至可达 300 节(约 556 公里/小时),从发现到命中可能只 有几十秒时间,敌方几乎来不及防御。

水下作战在历次战争中均展现出其独特的战略价值。第一次世界大战期间,德国潜艇部队率先将水下攻击 推向规模化,1915 年宣布的“无限制潜艇战”彻底改变了海战规则。1917 年 4 月单月就击沉协约国商船 85 万 吨,整个战争期间共击沉约 5800 艘运输船,总吨位达 1800 万吨,占协约国商船总损失的 70%以上。其中最令 人震惊的事件发生在 1914 年 9 月,德国 U-9 潜艇在 25 分钟内连续击沉三艘英国装甲巡洋舰,总计 3.6 万吨的 舰船沉入海底,充分展示了水下攻击的突然性和毁灭性。 第二次世界大战期间,水下作战战术进一步成熟。德国发展出的"狼群战术"让盟军护航舰队疲于应付,1942 年盟军商船损失达到顶峰,全年 1160 艘商船被击沉,总吨位约 630 万吨。与此同时,单艇突袭同样取得惊人战 果:1939 年 10 月,德国 U-47 潜艇潜入英国本土舰队基地斯卡帕湾,用三枚鱼雷击沉战列舰"皇家橡树"号,造 成 800 余名官兵死亡,迫使英国海军暂停使用这个重要基地达数月之久。战争末期还出现了历史上首次潜艇水 下击沉潜艇的战例,预示着水下对抗新时代的到来。

进入 21 世纪,水下作战的形式发生了革命性变化,无人潜航器成为改变战局的新力量。在俄乌战争中,2024 年 12 月,乌克兰"玛古菈 V5"无人艇搭载 R-73 空空导弹,在黑海成功击落俄军米-8 直升机,开创了无人水面平 台击落载人航空器的先例。2025 年 6 月,乌克兰使用"玛里奇卡"无人潜航器携带 1100 公斤 TNT,成功突破俄 军四层防御网,对克里米亚大桥支撑结构实施爆破,虽然未能完全摧毁大桥,但导致俄军南部战区后勤效率下 降 40%,前线弹药供应出现严重困难。这些新型作战方式以极低成本实现了传统装备难以达成的战略效果,彰 显了水下作战在现代战争中的持续演进与强大威力。

1.2 国外水下及深海作战政策和发展历程

1994 年,美海军在《UUV 科学技术规划 1995-2010 年》中明确了水下无人航行器的优先使命和主要研究方 向。主要使命为反水雷、监视情报搜集、战术海洋学测量等,并将近期水雷侦察系统、远期水雷侦察系统、战 术海洋学需要的小型高效水下无人航行器优先列入计划。 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)。 2007 年,美海军在《2007-2032 美国无人系统发展路线图》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 美国无人系统发 展路线图》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。其中,联合能力域中无人系统需求 为:战场感知能力、力量应用能力(布雷和反水雷、攻击性武器)、防护能力(协助预防攻击或减轻损害)、 后勤能力、伙伴关系建设能力。2011 年的《2011-2036 美国无人系统发展路线图》将联合能力域中无人系统需 求调整为 4 项。

2012 年,美国推出“亚太再平衡战略”,随后在 2013 年推出新版无人系统发展路线图《2013-2038 美国无 人系统发展路线图》,在技术需求部分,将互操作性调整为互操作性与模块化、自主性调整为自主性与认知行 为、通信调整为通信系统/频谱与恢复能力,增加了安全(研究与情报/技术保护)、持久的恢复能力。美海军部 长和海军作战部长于 2016 年 2 月呈国会的报告《2025 年自主水下航行器需求》主要围绕潜艇作战提出了 AUV 的军事需求。美国国防科学委员会在 2016 年 10 月发布的《下一代无人水下系统》执行摘要中提出了新型水下 无人系统概念,给出了 4 项潜在参考任务:控制咽喉要道、阻断水面作战群、作战欺骗、反潜战。

1.3 美军海军及水下装备投入

美国海空军投入增速快于陆军增速。2021-2025 年,美国陆军、空军和海军的国防预算支出整体呈现增长趋 势,海空军增速更快。具体来看,美国陆军国防预算支出的增长速度最慢,从 2021 年的 1735.90 亿美元增长至 2025 年的 1858.07 亿美元,复合年化增长率仅 1.7%。美国空军国防预算支出则从 2021 年的 2045.02 亿美元增长 至 2025 年的 2626.42 亿美元,复合年化增长率 6.5%。美国海军国防预算支出从 2021 年的 2069.36 亿美元增长 至 2025 年的 2575.86 亿美元,复合年化增长率 5.6%。

从 2021 至 2025 年美国陆军、空军和海军在总国防预算中的占比情况可以看出,空军与海军占比相当,大 于陆军及其他投入。空军的占比最大,为 30.22%。紧随其后的是海军,占比为 29.95%,两者的预算份额较为接 近,均占据较大比例。陆军的占比为 22.89%,其他部分则占比 16.94%。总体而言,空军和海军在美国国防预算 中的份额较大且较为接近,而陆军的比例相对较低,表明空军和海军在美国防务战略中占据优先地位。

美国海军投入中,潜艇类水下装备增速显著快于整体海军装备增速。2021-2025 年,船舶制造与海事系统 武器预算从 2021 年的 323 亿美元增长至 2025 年的 481 亿美元,复合年化增长率 10.47%,其中潜艇等水下装备的预算从 2021 年的 104 亿美元增长至 2025 年的 196 亿美元,复合年化增长率 17.17%,增长速度快于海军总体 系统武器预算,潜艇等水下装备占船舶制造与海事系统武器预算比例从 2021 年的 32.20%提升至 2025 年的 40.75%。从预算投入方向来看,2023-2025 年美国海军持续开工建造多艘核潜艇,具备同时建造多艘的能力。

1.4 美军水下及深海作战模式

随着海洋装备技术不断发展,无人系统、预置系统等新型深海装备丰富了海军进入深海、感知深海的手段, 促进了水下作战概念发展。美国当前水下作战模式已从传统的单一潜艇作战,转向分布式、无人化、智能化、 网络化的体系对抗,形成了一套融合有人/无人协同、前沿预置、信息网络、跨域联合的复合型作战体系。

1.4.1 有人-无人系统作战体系

无人装备在水下作战中的应用越来越受到美海军的重视,有人无人协同作战的理念在美海军中深入发展。 2016 年 10 月,美国国防部国防科学委员会(DSB)发布《下一代无人水下系统》报告,报告指出水下无人系 统(UUS)的应用会为美国水下作战提供有力支撑,建议加快水下无人系统实战化,扩大水下无人系统发展计 划并研究相关技术。2021 年 1 月,美海军作战部长吉尔迪发布《海军作战部长指导计划》,提出建立规模更大、 有人与无人平台协作的混合舰队,满足海军水面、水下、空中跨域协同作战的需求,具体包括持续推进潜艇采 办,将无人系统融入舰队,为分布式海上作战概念提供充足平台,扩大有人无人协作的混合舰队规模等。 美军在水下战领域的有人-无人协同作战体系,是以核潜艇为指挥中枢、无人潜航器(UUV)为延伸节点、 跨域通信网络为纽带构建的分布式作战网络,其核心是通过智能化技术实现“母舰-集群”式任务分工,大幅拓 展水下作战的时空边界与战术灵活性。美军弗吉尼亚级、洛杉矶级核潜艇搭载模块化发射系统,可布放“虎鲸” (Orca)超大型 UUV 及“黄海鳗”(Yellow Moray)等中小型潜航器。核潜艇作为指控平台,通过蓝绿激光通 信或高频水声链路远程控制 UUV 集群,自身则潜伏于安全水域,降低暴露风险。

1.4.2 水下预置武器作战体系

水下预置作战是具有结合了导航、监测以及打击的作战模式。通过特种封舱技术,将无人机、无人潜航器、 鱼雷和导弹等有效载荷预先长期潜伏于敏感海底,远程随时“唤醒”执行突袭察打任务。美 DARPA 于 2013 年 设立了深海浮沉有效载荷(UFP)和“海德拉”(Hydra)2 种预置装备研发项目。

浮沉载荷(Upward Falling Payloads,UFP)项目由 DARPA 于 2013 年发布,旨在研制一种可长期潜伏的分布 式无人作战装备,用于在海洋环境中建立即时战术支援系统,对敌方目标进行突袭、侦察或干扰,为己方提供 战术支援。UFP 通过飞机、舰艇等平台进行部署,可潜伏于深海数年之久,一旦需要,可通过远程激活链路实 现唤醒,将内置载荷快速升至水面发射后,执行态势感知等任务。UFP 包括 3 个关键子系统:内置水下/空中载 荷、耐压上浮密封舱和远程激活链路。

深海浮沉有效载荷(UFP)通过水面舰艇布放,预置在深海,由运载器、有效载荷和通信系统等组成,可 在 4km 深海中待机 5 年,需要时远程唤醒,快速释放无人机、传感器和导弹等载荷执行情报监视侦察和打击任 务;“海德拉”(Hydra)预置在近海,可搭载数个小型无人机和无人潜航器,由水面舰、潜艇或飞机投放,在 水下待机数月,需要时唤醒,自主指挥负载执行反潜任务。

海德拉(Hydra)项目由美国国防高级研究计划局(DARPA)于 2013 年发布。Hydra 是一种可预置于浅海/近 岸的分布式水下无人系统“母舰”,用标准化外壳(modularen closure)装载多种任务载荷(包括 UUV、可一 次性使用的 UAV 等),在需要时远程唤醒,提供情报监视侦察(ISR)、扫雷(MCM)等能力;强调“能力与 平台分离”、快速规模化部署与成本效益。Hydra 系统能在水深 300m 的海区连续潜伏数月,通过被动方式接收 指挥、控制和情报等信息,完成特定任务。系统具备海空监测手段,智能化程度高,响应迅速,突防概率高,具 备强大的打击能力,且与有人/无人平台协同作战。

1.4.3 水下信息网络作战体系

水下信息网络通过固定+机动体系,构建立体的监视侦察体系。美海军发展水下信息网络可以追溯到美国 20 世纪 50 年代建设的固定式水下监视系统(SOSUS)。20 世纪 80 年代后期,美国开始研制和部署采用光纤传 输和局域网技术的分布式固定监视系统,主要包括固定式分布系统(FDS)和先进可部署系统(ADS)。同时, 为弥补固定式阵列的不足,美海军先后发展了舰载拖曳阵监视系统(SURTASS)和多功能拖曳阵列(MFTA), 装备在水面舰船上,弥补固定式探测阵列无法移动的缺陷。上述固定式和拖曳式装备共同构成了综合水下监视 系统(IUSS)。 20 世纪 90 年代开始,由于无线传感器网络的发展,美海军又将水下信息感知的重点聚焦到网络化反潜预 警方面,“广域海网”(Seaweb)、“近海水下持续监视网络”(PLUSNet)、可部署自动分布式系统(DADS) 就是其中的代表。

“广域海网”是美海军基于“网络中心战”思想建设的“部队网”的水下部分。目的是通过可靠的传输链 路,将传感器网络、信息网络与作战网络进行合成,使每一个传感器、每一艘舰艇、每一架飞机都能成为体系 中的一个节点;通过可靠的通信链路,各个固定或移动节点均可自由地接入网络,快速准确地发送、接收信息, 实现各平台、节点之间的通信,并能在出现故障的情况下自我修复,从而构成跨系统、跨任务、跨平台、跨国 的综合性分布自主式水下作战信息网络体系,实现对水下作战信息的广泛获取、自由联通、高度集成融合、交 互共享和应用,为浅海复杂环境下对安静型潜艇实施作战提供有力的信息支持,以夺取近海水下作战空间优势。 “近海水下持续监视网”(Persistent Littoral Undersea Surveillance Network,PLUSNet)是一种由海底固定式 无人潜航器组成的网络化监视设备,具有半自主控制能力,由 1 艘“海马”UUV、6 艘 BPAUV、1 艘 XRay 水 下滑翔机、18 艘 Seaglider 水下滑翔机及 9 个固定探测阵列组成,可由核心潜艇进行长达数月乃至数年的持续探 测、识别、定位、跟踪等工作,对于海底作战态势、反潜战具有重大意义。这些潜航器能够互相通信,并在没 有人为指令的情况下做出基本决策,从而履行多种功能,包括对温度、水流、盐度、化学成分及其他海洋元素进行取样,密切监视并预测海洋环境。其目的是通过网络化协同工作,对安静型常规潜艇进行探测、分类、定 位和跟踪,可在大约 10000 平方千米的区域内为反潜战提供监视能力。

PLUSNet 于 2005 年开始样机研制,2006 年完成实验验证网络通信与自主能力,2012 年完成试验样机研制, 2013 年完成海上试验。在“蒙特利湾 2006”试验期间进行的 4 个项目试验中,PLUSNet 进行了该项目有史以来 规模最大的试验,十多艘舰艇、三十多个 UUV 以及各种浮标、潜标参加。UUV 编队每天更改路径,研究怎样 的编队形式才能够覆盖最大的水下监视区域,在无人潜航器与传感器之间建立联系,并提高网络通信与自主能 力。PLUSNet 采用固定式水下监测网络及水下移动平台集群,形成动静结合的分布式传感器网络,具备无人指 挥、数据处理能力,可用于执行沿海监视、反潜战(MCM)、反潜战(ASW)等任务。 应对日益安静、高难侦测的潜艇威胁,分布式敏捷反潜系统(Distributed Agile Submarine Hunting, DASH)旨 在通过分布式深海传感网络与无人追踪系统,对潜艇形成广域立体探测和跟踪能力,从而扭转潜艇的非对称优 势。DASH 项目开发了两个原型系统。第一个原型是变革型可靠声学路径系统(Transformational Reliable Acoustic Path System,TRAPS)。TRAPS 是一种固定式被动声纳节点,通过利用从深海作业的优势实现大面积覆盖。第 二个原型是潜艇威慑系统(Submarine Hold at RisK,SHARK),是一种装备主动声呐的 UUV,设计用于在初步 探测后追踪潜艇。2013 年 4 月,SHARK 系统已完成了为期六天的操作测试,包括在美国马萨诸塞州昆西公司 码头进行的两次约 11 小时的 4,450 米深潜。

可部署自动分布式系统是美海军研究局联合空间和海战系统司令部正在研发的未来海军近海防雷反潜作战 研究项目。该系统是由布设在海底、可长期自主工作的水声传感器组成的水下监视系统,可以对重要的海域进 行较长期的水声目标监视和水声信息采集。美海军在 2001 年 6 月进行了 DADS 应用的舰队作战试验,它由 14 个固定节点组成,包括 2 个 DADS 传感器节点、2 个浮标网关节点和 10 个遥控声纳中继节点,装备 Sublink 设 备的潜艇作为移动节点参加试验,“广域海网”服务器分别部署在潜艇和岸基反潜作战指控中心。

1.4.4 跨域联合作战体系

美军水下战中的跨域联合作战模式,本质上是将水下战场与其他作战域(如水面、空中、太空、网络和电 磁空间)深度融合,通过信息网络和智能平台实现全域协同。2015 年的《水下战新纪元》在其对水下作战演进 的系统分析中指出,冷战时期潜艇依靠隐蔽性在大洋深处形成相对独立的作战空间,而今天这种相对“隔离” 的水下优势已不复存在。水下力量必须与空中传感器、太空监视系统以及网络与电磁领域的作战能力整合,才 能在面对潜在对手的反介入/区域拒止体系时保持优势。在这种模式下,水下力量不再是孤立运作的兵种,而是 与空中、太空、网络和电磁空间紧密联动。深海装备主要作为打击的作用,而海空传感器、太空卫星和网络系 统则为它们提供态势感知和通信保障。尤其在面对所谓的“反介入/区域拒止”环境时,美军强调通过跨域数据 链和分布式指挥控制来保持灵活性,使水下作战与空中打击、网络攻击甚至太空监视能够互为支撑。 潜艇和深海基地可以作为情报收集和打击的平台,搭载各类有人/无人机、无人潜航器、潜射武器等,发挥 类似深海航母的作用。美俄竞相研发深海航母,水下是潜艇,浮出水面则为航空母舰。俄军拟将“台风”级核 潜艇改造成深海航母,可携带近 40 架战斗机、反潜直升机和预警直升机。美国未来深海航母排水量1万吨,搭 载数十架 F-35B 战机。除有人机外,深海航母搭载多款无人装备,如美军研发“XFC”“扫描鹰”“弹簧折刀” 等多款潜射无人机,由核潜艇深海发射,可执行水下和空中作战任务。美国开发 40 架以上微小无人机集群工作 模式,成功协助美国海军找到深海“未爆炸军械”。

“跨域海上监视和侦察项目(”Cross-Domain Maritime Surveillance and Targeting,CDMaST)旨在利用 UAV、 USV、UUV 等构建用于跨域作战的海上跨域系统,分散有人兵力,降低作战损伤及人员风险,促进海战场指挥、 控制、导航、定位、通信、武器和侦察领域的发展,维持美军对作战海域的控制权。 CDMaST 项目于 2015 年 11 月启动,第 1 阶段完成了海上“系统之系统”概念体系架构开发工作;2017 年 9 月 DARPA 发布了 CDMaST 项目第 2 阶段工作计划,对技术和作战的可行性进行试验分析,重点开发反潜战和反水面战架构的开发和验证工作。2018 年,雷神公司获得了一份 2990 万美元的合同,用于开发 CDMaST。 2021 年 12 月,雷神公司在亚利桑那州图森市与国防高级研究计划局合作,成功完成了为期三周的跨域海上监 视与目标打击项目(CDMaST)演示。雷神公司开发的建模和仿真技术对 CDMaST 系统进行了模拟和分析,该 技术能够实现协作性的战区规模模拟演习,并为在战区范围内作战的军事资产上成千上万的武器和传感器提供 敏捷的作战层面任务分析。这项分析技术使政府与工业团队能够在概念上展示各种集成系统和传感器如何协同 工作以实现目标。

二、 水下及深海装备体系构成

水下及深海装备体系可分为预置装备和移动类装备。预置装备包括攻击类装备(水雷等)、水下监测反潜 装备、深海导航装备、深海通信装备以及深海作战后勤保障装备。移动装备包括有人及无人的各类潜艇、潜航 器、潜射无人机及潜射类武器。美国海军首次在 2023 年提出了“381 舰”计划重点新增了大型无人潜航器建造 计划,美军将在 30 年内建造 78 艘 LUSV/MUSV 和 56 艘 XLUUV,共计 134 艘大型无人潜航器,以满足长期舰 队建设目标。

2.1 预置装备

2.1.1 预置攻击类装备

水雷是一种自持式爆炸装置,旨在摧毁舰船、潜艇和其他类型的舰艇。水雷不仅造价低廉,而且威力巨大 和对敌方可以构成长时间的威胁,有的甚至达到了几十年之久,所以被称为“穷国的海战王牌”。水雷可以阻 止敌舰和潜艇进入特定海域,或引导敌方进入特定区域作战。因此,水雷为美国海军提供了低成本的战场空间 塑造和部队防护能力。 自美国独立战争以来,水雷就被美国海军广泛使用,并在美国内战以及第一次和第二次世界大战中发挥了 重要作用。美国对水雷最有效的运用是在第二次世界大战中对抗日本。当时,美国飞机在日本的海上航线和港口通道上投下了超过 12000 枚水雷。导致 650 艘日本船只沉没,并严重扰乱了他们的海上运输和补给路线。 美国海军现役有两种水雷:Quick strike 系列快速打击水雷(Mk 62、63 和 65)和潜射机动水雷(SLMM)(Mk 67)。快速打击水雷(Mk 62 和 Mk 63)是由通用炸弹改装而成,分别为 500 磅和 1,000 磅,由飞机在浅水中布 设。Mk 65 为 2,000 磅水雷,采用薄壁雷壳而非弹体。SLMM 是一种潜射水雷,用于在敌方水域秘密布雷。它 是一种浅水水雷,由改进型 Mk 37 鱼雷体、Mk 13 弹头和水雷目标探测装置组成。

美国海军还正在积极进行几个水雷开发项目,包括 Mk 68 秘密投放水雷(CDM)、锤头封装效应器和 Mk 64 Mod 5 快速打击增程型(ER)。Mk 68 秘密投放水雷是一种浅水底部影响水雷,它重新利用了 MK 67 潜射机动水 雷(SLMM)的现有水雷弹头,以快速部署新的水雷能力。锤头鱼雷封装效应器是一种封装鱼雷,可用作中深水系 留影响水雷。当它被系留于海底时,锤头鱼雷可以探测到过往的潜艇,并发射鱼雷摧毁威胁。Quickstrike Extended Range 是一种浅水雷,由一个 2,000 磅的通用炸弹体组成,配有水雷组件、翼套件和尾套件,可供美国海军和美 国空军飞机进行快速中程精确投放。

2.1.2 水下监测反潜装备

海岸固定声呐是一种大型的警戒声纳设备,由水下基阵、海底电缆、海底信号放大器和电子设备等组成。 一般情况下,电子设备设置在海岸上,并且通过海底电缆与布设在海底的水下基阵联结起来。水下基阵由许许 多多的水听器布成阵列,具有形形色色的布阵方式,例如悬挂式、锚系式、坐底式等。水下基阵设置在沿海港 口或广阔的海域中,其中有的坠沉海底,有的用三角架固定在海中一定深度上,有的通过反潜飞机的指令可以 改变深度。 海岸固定声纳工作时,一旦水下基阵收听到潜艇发出的噪声,便由换能器将噪声信号转换为光电信号,经 过海底电缆传输,并且由铺设在海底的信号放大器放大,把信号送到岸边的工作站进行信息处理和显示,以此 来搜索和监视水下目标,达到反潜预警的目的。

海岸固定声纳通常以被动方式工作,也有采用主动方式工作的。由于它们的水下基阵布放范围大,而且能 够置于一定深度或者水下声道中,因此搜索范围大,作用距离远,连续工作时间长。 在 50 年底,美国海军开发了一种海岸固定声呐——声监视系统。该系统包括由固定式水下基阵组成的网络、 海底电缆、海底信号放大器以及岸上的工作站。声监视系统布设在美国本土的东、西海岸以及苏联潜艇在进入 世界各大洋的必经之路,例如在格陵兰经冰岛到英国一线,以及位于巴伦支海的熊岛到挪威海岸,还有在太平 洋中日本、南朝鲜、阿留申群岛一带,甚至在地中海中位于西班牙和土耳其海域也有。据悉该系统水下基阵的 型号为 AN/FQQ-10(V),在美国的太平洋、大西洋沿岸海域每隔 5 至 15 海里设置一个水下基阵。如果声监视系 统中某个水下基阵探测到敌方潜艇的迹象时,美国海军根据岸上工作站的通报,立即派遣攻击型核潜艇、反潜 水面舰艇、反潜飞机出击。

固定式分布系统 FDS(Fix Distribution System)在声监视系统的基础上,美国海军又研制了另一型海岸固定 声纳——固定式分布系统,该系统采用被动收听方式,水下基阵不采用声监视系统那样的集中式阵列,而是采 用分布形式的阵列。据有关专家分析,固定式分布系统虽然作用距离不远,然而灵敏度较高,该系统的水下基 阵能够检测出距离 12 英里外的安静型潜艇的噪声。固定式分布系统被布设在战略地位重要的近岸海区,并且把 收听到的信息通过光缆传输给岸上工作站,经过信号处理,然后把敌方潜艇的活动信息发送给通讯卫星,再传 递给执行反潜任务的飞机、水面舰艇和潜艇使用,起到反潜预警的作用。 随着潜艇速度和静音效果的提升,单纯依赖传统海底监视系统难以发现潜艇。考虑到上述原因,美国海军 已经对声监视系统作了改进和提高,改进后的系统被称为综合水下监视系统 lUSS(Integrated Undersea Surveillance Systems)。该系统的水下基阵探测到可疑潜艇目标的方位和种类,能够借助岸上工作站的数据处理 设备自动确定,并且以最快的速度通过通讯卫星的数据链告诉正在待机的 P-3C 反潜飞机,从开始直至起飞的全 过程只需几分钟时间。

美国海军开发的声监视系统、固定式分布系统以及综合水下监视系统使美国海军提高了反潜的预警能力, 较为及时地掌握潜艇的动向,缩小了潜艇的活动范围。然而,由于这些系统的水下基阵都是固定形式的,因此 在使用上受到极大的限制,它们只能采取守株待兔的方式监视苏联潜艇的活动,而且水下基阵布设位置容易被 侦察到而被敌方破坏,譬如说被鱼雷、深水炸弹摧毁,或被蛙人切断借以通讯的光缆或电缆。

2.1.3 深海导航装备

为弥补水下平台续航力不足并减少对全球定位系统(GPS)的依赖,DARPA 于 2016 年 5 月启动了深海定 位导航系统项目,方案是通过在深海中布放可连续高精度定位的声源,使潜艇和无人潜航器等获得连续高精度 的导航信息,无需定期上浮修正累积误差。2016 年 5 月,DARPA 向英国 BAE系统公司授出深海导航定位系统 (Positioning System for Deep Ocean Navigation,POSYDON)项目第一阶段初始设计合同,进行样机系统开发和技 术演示验证。POSYDON 是一种类似 GPS 星座的无源导航定位系统,由固定部署在海底的大量水声传感器组成。 该系统可以使潜艇或水下航行器等作战平台摆脱对 GPS 导航系统的依赖,无需上浮即可具备高精度定位和导航 能力,有望大幅提高水下平台的隐蔽作战能力。 2016 年,俄罗斯圣彼得堡“大洋仪器”(Ocean Pribor)康采恩研制了独一无二的导航和通信系统“定位器”, 它可使水下无人器根据声纳浮标信标定位,并且不久将在俄罗斯北极大陆架海底部署。该系统由自动无人水下 装置、带有“信使 D1M”卫星通信和格洛纳斯导航设备的声纳浮标组成。该报表示,水下机器人可以根据在海 底的声纳浮标信标定位,巡逻深达 8 公里的地区。浮标上安装了超精度坐标,水下无人器在收到这些坐标信息 后,可以确定自己的位置,并继续行驶,浮标也可用于向水面发送信息。

2.1.4 深海通信装备

美国海军积极发展深海通信技术,搭建起深海战场的信息桥梁。洛克希德·马丁公司打造的“深海快速通 信系统”(Communications at Speed and Depth,CSD)将深藏在海底的潜艇与美国国防部的全球信息网络连结 起来,首次实现潜艇与陆空的双向信息交流。CSD 系统要求潜艇在海面部署 3 个浮标:2 个与潜艇连接的固定 浮标、1 个自由漂浮的声呐浮标。固定浮标利用光缆实现数据传输,处于深海的潜艇可利用超高频无线电波或 卫星网络与外界进行交流。自由移动的声呐浮标可以把声学信号转换为无线电频率,可实现深海潜艇之间的水 下声学通信。 此外,美国还开展了“深海女妖”(Deep Siren)项目,可以把卫星信号转化成声学信号传递给深海潜艇。 “深海女妖”项目是美国海军在 21 世纪初启动的一项新型水下通信能力探索,由雷神承研,目标是为深潜中的 核潜艇或常规潜艇提供一种安全、快速、相对隐蔽的双向通信方式。传统潜艇通信依赖极低频(ELF)或甚低 频(VLF)信号,虽然可以穿透海水,但传输速率极低(通常仅能发送简短指令),且多为单向通信,而“深 海女妖”通过声学链路和浮标系统解决了这一问题。其基本原理是:当潜艇需要接收或发送信息时,可以释放 一次性或可回收的声学通信浮标。浮标通过声学调制与潜艇进行低频声波通信,再利用卫星链路(如 UHF、SHF 或 Iridium)与岸基或指挥中心实现远程数据交换。这样,潜艇即使处于数百米深海,也能通过浮标快速与上级 保持联系。

俄海军通过多维联合信息空间系统来实现深海通信,包括声呐通信系统、水下高速互联网络、水下“格洛 纳斯”导航系统和海上监视系统等。 俄罗斯海军传统上依赖甚低频(VLF)与极低频(ELF)通信系统来维持与战略核潜艇的联系。冷战时期, 前苏联在卡累利阿、科米共和国等地建立了极低频发射台,用于对深潜潜艇进行单向通信。这些超长波通信站 (如扎波良卡 ELF 通信台)能够穿透数百米的海水,尽管通信速率极低,但足以传递“升浮接收命令”这类简 短指令。 在常规水下通信方面,俄罗斯科研机构(例如圣彼得堡海洋设备公司)开发了水声通信系统与导航通信一 体化系统。据《消息报》2016 年报道,该公司研制的定位与通信装置可在北极冰盖下数公里深度实现超精确坐 标定位,并维持与空中、水面及陆基控制站的实时联系。这类装备的目标是为无人潜航器(UUV)和载人深潜 器提供高精度通信和导航能力。 此外,俄罗斯公司 IVA Technologies(高科技集团子公司)宣布推出 IVAs/W 移动无线电系统的升级版,用 于水下通信。IVA S / W 无线电系统基于电磁波传播原理的无线电通信与"传统"水声设备相结合而实现的。改进 的无线电系统在巴伦支海成功进行了测试,俄罗斯海军特种部队的战斗潜水员参与了测试。在测试期间,使用 IVAS/W 设备的潜水员小组在距离达 2000 米、深度达 26 米的条件下成功建立了稳定的高清语音通信。

2.1.5 深海作战后勤保障装备

水下充电站、物资储备设施等建设能够保障各类水下设备长期运行。美军在大西洋海底和山脊建立数处深 海作战基地,集中部署深海作战武器,在海底建立多个储油库和作战物资储备设施,保障深海作战油料、弹药 等供应,推动“无人潜航器水下母港”和水下服务站建设,联手欧洲开展无人潜航器与深海基地能源补给与对 接技术,逐步建设“艾森豪威尔海底高速公路网”。俄军持续强化北冰洋海底战场建设,发展深海物资储备设 施、深海电池和水下充电技术,计划建立有核反应堆的深海无人充电站网络。 未来大型无人潜航器将结合燃料 电池、蓄电池和传统推进方式,能实现 1-2 个月续航能力。

2.2 移动装备

移动装备包括有人及无人的各类潜艇、潜航器及潜射类武器。 美国海军是世界上唯一一支完全由核潜艇构成的潜艇部队,目前约有 71 艘在役,包括 53 艘攻击型核潜艇 (SSN)(包括 19 艘“弗吉尼亚”级,28 艘“洛杉矶”级,以及 3 艘“海狼”级)、14 艘战略导弹核潜艇(SSBN) 以及 4 艘巡航导弹核潜艇(SSGN)。战略导弹核潜艇(SSBN)长期保持水下隐蔽巡逻,是美国“三位一体” 核力量的核心支柱,14 艘俄亥俄级潜艇通常有数艘同时在海上执行威慑任务。巡航导弹核潜艇(SSGN)则主 要承担对陆精确打击和特战支援任务,在西太和中东行动中都有重要作用。总体上,美国核潜艇的部署体现出 “双洋均衡、印太优先”的特点,确保海基核威慑的高度可靠性,同时维持全球范围内的水下优势。

根据美国海军首次在 2023 年 6 月向国会提交的《战斗舰艇评估与需求报告》,美国海军提出了“381 舰” 计划的长期舰队建设战略,美军将在 30 年内建造 381 艘战斗舰艇(有人舰船),其中包括 12 艘弹道导弹核潜 艇及 66 艘攻击型核潜艇;相比 2016 年的“355 舰”计划,除了在战斗舰艇(有人舰船)方面做出了调整,重 点新增了大型无人潜航器建造计划,美军将在 30 年内将建造 78 艘 LUSV/MUSV 和 56 艘 XLUUV,共计 134 艘 大型无人潜航器,以满足长期舰队建设目标。

2.2.1 攻击型核潜艇

发展新型深海核潜艇的目标是构建分布式打击网络。新型深海核潜艇具备快、深、净、灵等特点,能长时 间活动于全球大部分深海区域,同时搭载大量的深海无人潜航器,通过深海信息系统实时传输海底数据,通过 链通陆海空作战平台,构成深海大型分布式打击网络。

自第 1 艘核潜艇“鹦鹉螺”号 1954 年建成服役以来,美国在 50 多年的时间内,先后建造了 190 多艘核潜 艇,根据研制背景、技术特征和研制时间,可将美国攻击型核潜艇分为 4 代。

美国第一代攻击型核潜艇的研制时间为 20 世纪 50 年代到 60 年代,处于核潜艇研制的探索阶段。包括验证 压水堆上艇可行性的“鹦鹉螺”号试验艇,验证液态金属反应堆上艇可行性的“海狼”号试验艇,首次批量建 造的“鳐鱼”级反潜护航核潜艇,美国唯一一艘对空警戒核潜艇“海神”号,以及临时受“鹦鹉螺”号成功影 响改为巡航导弹核潜艇的“大比目鱼”号。

美国第二代攻击型核潜艇的研制时间为 20 世纪 60 年代到 70 年代中期,处于核潜艇研制的初步发展阶段。 包括首次将水滴型艇型与反应堆结合的“鲣鱼”级核潜艇;以“鲣鱼”级为基础在水下航速、辐射噪声、下潜 深度、探测能力等方面进行提升的“长尾鲨”级反潜护航核潜艇;以小吨位、低噪声为特点验证汽轮机-直流电 机推进形式的“白鱼”号核潜艇;在“长尾鲨”级的基础上提升北冰洋破冰上浮能力,并首次装备拖曳线列阵 以及 MK48 热动力鱼雷的“鲟鱼”级攻击型核潜艇;采用自然循环技术的“一角鲸”号核潜艇;再次尝试汽轮 机-直流电机推进形式上艇应用的“格莱纳德·利普斯科姆”号核潜艇。

第三代攻击型核潜即“洛杉矶”级多用途核潜艇,研制时间为 20 世纪 70 年代到 90 年代。为有效配合航母 编队的作战任务、保障航母编队的水下安全,在获悉苏联潜艇已具备高航速的基础上,美国海军决定发展一型 可执行反潜作战的多用途高速攻击核潜艇,即“洛杉矶”级多用途核潜艇,于 1972 年至 1996 年间批量建造 62 艘。其水上排水量约 6000t、水下排水量约 6900t,艇长 109.7m、艇宽 10.1m,水上最大航速 20kn、水下最大航 速 33kn,极限潜深 450m,配置 160MW 的 S6G 型自然循环压水堆 1 座、齿轮减速汽轮机 2 台,单轴 7 叶大侧 斜螺旋桨推进。耐压艇体内部分改变第二代核潜艇的分割形式,通过两道强舱壁分割为 3 个耐压舱室提高耐压 艇体内部的空间利用率。

第四代攻击型核潜艇的研制时间 20 世纪 90 年代至今,包括“海狼”级和“弗吉尼亚”级攻击型核潜艇。 在“冷战”背景下,面对数量庞大的苏联潜艇,美国海军决定发展新一代性能卓越的反潜护航核潜艇,即 “海狼”级攻击型核潜艇,但受苏联解体影响仅于 1989 年至 1995 年间批量建造 3 艘。其 1、2 号艇水上排水量 约 8189t、水下排水量约 9284t,艇长 107.6m、艇宽 12.9m,水上最大航速 18kn、水下最大航速 35kn,极限潜深 610m,配置 250MW 的 S6W 型自然循环压水堆 1 座(反应堆寿命 30 年,首次实现全周期不换料)、齿轮减速 汽轮机 2 台,单轴泵喷推进。取消首部垂直发射装置,但将原 4 具 533mm 鱼雷发射管升级为 8 具 660mm 鱼雷 发射管,可携带鱼雷导弹 50 枚。首次应用有源消声技术、采用整体式双层浮筏减振装置并针对指挥室围壳采取 圆弧过渡设计,进一步提升声学性能。首次采用木字形尾稳定翼,首次实现反应堆全寿期不换料,首次全面应 用 HY-100 高强度钢,首次采用计算机设计,实现无图纸设计。 在冷战结束的背景条件下,受“海狼”级造价高昂的制约,以及“由深向浅、由海向陆”的作战任务需求 转变,美国海军试图发展一型造价低,性能好,以濒海作战为主、兼顾大洋作战的多用途攻击型核潜艇,即“弗 吉尼亚”级多用途核潜艇。其水上排水量约 6950t、水下排水量约 7800t,艇长 114.9m、艇宽 10.4m,水下最大 航速 34kn,极限潜深 488m,配置 200MW 的 S9G 型自然循环压水堆 1 座(反应堆寿命 33 年)、齿轮减速汽轮 机 2 台,单轴泵喷推进,艇首配置类似“洛杉矶”级 4 具鱼雷发射管、12 具垂直发射管,可携带鱼雷导弹 38 枚。首次通过 2 根外置式光电桅杆替代应用近百年的光学潜望镜,从根本上解决指挥控制区域的布置问题。首 次将特种作战作为使命任务,专门设置有特种部队投送舱室,通过可容纳 9 名特种作战人员及其装备的运载器 前出执行救援、搜索、破袭、情报收集以及引导空中打击等任务。

2.2.2 战略核潜艇

战略核潜艇又称为弹道导弹核潜艇,是“三位一体”战略核力量中海基核力量的重要组成部分,也是世界 海军强国首要发展的战略核打击平台。如美国将“哥伦比亚”级战略核潜艇确定为优先度最高的武器装备研发 项目;谋求复兴的俄罗斯首先发展的也是“北风之神”级战略核潜艇。 战略核潜艇的重要性主要体现在它在核力量体系中的独特地位。相比陆基导弹和空基核力量,潜艇最大的 优势是隐蔽性和生存能力。核战争一旦爆发,敌方必然会在第一波打击中优先摧毁固定的导弹发射井和空军基 地,这使得陆基和空基力量面临极大风险。而战略核潜艇则不同,它们能够长期在海洋深处隐蔽巡航,敌方很 难在第一时间发现和摧毁它们。这意味着,即使本土遭受毁灭性打击,潜艇依然能够确保执行二次核反击。也 就是说,只要战略核潜艇还在海上存在,就能保证国家具备核报复的能力。此外,战略核潜艇具有较强的机动 性和突袭能力,它们可以在全球范围内灵活部署,快速进入发射阵位,从而提高威慑效果。 从美国第一艘战略核潜艇“乔治·华盛顿”号服役以来,美国共建造了 4 个级别 59 艘战略核潜艇,其中第 一代“乔治·华盛顿”级 5 艘,第二代“伊桑·艾伦”级 5 艘,第三代“拉斐特”级 31 艘,第四代“俄亥俄” 级 18 艘。目前,美国第五代“哥伦比亚”级战略核潜艇已于 2020 年 10 月 1 日正式开工,完工时间预计为 2030 年,正式服役时间预计为 2031 年。

2.2.3 无人潜航器

无人潜航器拥有续航时间长,潜深大、无人智能化和隐身能力强等优势,可执行侦察打击、通信导航,装 备投送、反潜反舰、电子战等作战任务,可采用“狼群战术”打击航母编队等高价值目标。 UUV 的分类可以按照使命任务、排水量、尺寸、装备平台、外形等多种方式进行,如参照操控方式可以分 为通过线缆实时操控的 ROV 和无需线缆通过预设定程序自主运行的 AUV。美军的分类标准随着装备发展不断 在变化,2016 年美军《2025 年 AUV 需求》主要基于直径,将无人潜航器分为小型、中型、大型、超大型四类, 并为世界各国普遍采用。

美军 UUV 发展较为全面,总体上遵循由小型到大型、由单一使命到多任务,由辅助支援到直接作战的原则 发展,并朝着自主化和智能化方向前进,代表种类及典型型号有以下几种: 超大型无人潜航器,以“虎鲸”(Orca)为代表,直径 2.5m,有载荷长 25m(载荷仓长度约 10m,体积 9.1m3), 排水量 63t,续航力超过 12000Km2,最大潜深 3000m,巡航速度 2.5~3Kn,最大速度 10Kn,单次任务周期 6 个 月,采用可重新配置的模块化载荷仓,搭载多种载荷以执行反潜战、反水面战、扫雷及情报侦测等任务,任务 包模块包括 60 枚潜舰导弹、2 艘“马林”无人潜航器、96 或 72 单元水听阵列、16 枚轻重型鱼雷,被称为水下 机动无人武器库。2019 年美海军签订 6 艘订购合同,首艘样机已于 2023 年底交付,其余 5 艘将于 2025 年底前 交付,根据美国防部“战斗部队 2045”兵力结构报告,未来“虎鲸”数量将达到 60 艘。 大型无人潜航器,以“蛇头”(Snakehead)为代表,直径约 2.1m,排水量约 10t,主要从装备有“干甲板 掩蔽舱”的核潜艇上发射和回收。第一阶段的研发使命是战场环境侦察,2022 年 2 月首次下水,2023 年度因资 金匮乏导致项目停滞。但美海军 2024 年重启该项目并继续进行第二阶段研发,进行模块化、多任务设计,增加 水面战、反潜战、电子战等功能,目前尚未服役。 中型无人潜航器,以“长刀鱼”(Knife-Fish)为代表,由“蓝鳍-21”发展而来,直径约 533mm,长度约 6.1m,可连续工作 16h,采用低频带宽合成孔径声纳,是第一个能够满足美国海军对沉底雷和锚雷进行可靠探 测、分类的无人潜航器,主要通过濒海战斗舰布放,目前已经服役,计划到 2034 年装备 30 艘。 小型无人潜航器,以 Bluefin(金枪鱼)系列新成员 Sandshark 为代表,采用模块化设计,可以从水面舰、 飞机吊舱等多平台布放,可装备多种传感器或武器,执行情报收集、区域侦察、通信中继等任务。2016 年, Sandshark 从 Bluefin-21 无人潜航器成功发射,并与 Bluefin-21 和 Blackwing 无人机进行通信功能验证。 此外,美军还有族系化发展的“蓝鳍金枪鱼”(Bluefin)系列、“雷姆斯”(REMUS)系列等型号无人潜 航器。

2.2.4 潜射无人机

潜艇传统的作战手段和作战样式已经无法完全满足现代化海战的需要,为了更加充分地发挥潜艇在高技术 局部海战中的重要作用,各国正在积极研制和不断更新潜艇的武器装备,潜射无人机以其强大的侦察探测与信 息中继能力逐步进入各国的视野。 无人机具有高隐蔽性、强机动性和远航程的优势,使其能在无制空制海权的条件下,对战场环境进行隐蔽 的侦察,使潜艇在潜航状态下即可获取周边的环境信息,抢占信息优势,从而大幅提升潜艇对战场环境的感知 能力和体系作战能力,有效解决潜艇侦察能力弱、指挥协同难度大等问题,将潜艇融入海陆空天联合作战体系 之中。 20 世纪 90 年代,诺思罗普·格鲁曼公司和洛克希德·马丁公司联合研制了“海上搜索者”(Sea Ferret) 潜射无人机,采用折叠机翼,可从潜艇的 533mm 鱼雷发射管发射,潜航状态下的潜艇通过露出水面的天线前段 对其进行控制,并携带有 5kg~10kg 战斗部,具备侦察预警、通信导航、目标搜索和打击能力,1996 年,美军 利用“阿什维尔”号潜艇成功发射“海上搜索者”潜射无人机。

20 世纪 90 年代末,洛克希德·马丁公司开始研制“鸬鹚”(Cormorant)潜射可回收多用途无人机,“鸬 鹚”无人机折叠后可采用“俄亥俄”级战略核潜艇的三叉戟弹道导弹的 2110mm 发射筒发射,提供情报监视、 武装侦察和战场毁伤评估等任务支持。2006 年 11 月,洛马公司臭鼬工厂进行了“鸬鹚”无人机的溅落与回收 试验。 2002 年,美海军开始对“俄亥俄”级战略核潜艇进行改装,设想利用改装后的“俄亥俄”级核潜艇发射波 音公司的“扫描鹰”(Scan Eagle)无人机,“扫描鹰”无人机翼展 3.1m,最大可携带 6kg 载荷,续航时间可 达到 15h,可作为通信中继节点,并提供超视距侦察结果。 2009 年,为满足侦察监视与攻击作战需求,雷神公司完成“弹簧折刀”(Switch blade)潜射无人机开发, “弹簧折刀”潜射无人机为单兵小型无人机,重量不足 2kg,装载于水下发射运载器中,通过垃圾抛弃装置投 出艇外完成发射,“弹簧折刀”潜射无人机具备实时视频传输能力,作战半径大于 5km,续航时间大于 5min, 速度可达 55kn~85kn,由于该机型具有极低的热成像与噪声痕迹,隐蔽性很强,当前已开发“弹簧折刀”2.0 无 人机,其续航时间可达 0.5h。 2013 年 12 月 5 日,美海军“洛杉矶”级攻击核潜艇“普罗维等斯”号利用“鲂鮄”(Sea Robin)发射装 置成功发射 XFC 无人机,XFC 可搭载光电探测载荷,续航时间超过 6h,巡航速度可达 55km/h,试验中 XFC 无 人机成功执行了数小时任务,将实时侦察视频画面传回了“普罗维等斯”号核潜艇和其他水面舰艇。 2016 年 5 月,美海军计划采购 150 架“黑翼”(Blackwing)潜射无人机,可通过攻击型核潜艇、弹道导弹 核潜艇、无人潜航器等平台发射,该机型质量约 1.8kg,长度 0.5m,并拥有着 1h 的续航时间,巡航速度可达 80km/h~160km/h,携带有先进的微型传感器,可执行相应的侦察任务。2016 年 8 月,洛克希德·马丁公司在海 军演习时利用“枪鱼 MK2 型”无人潜航器发射微型固定翼无人机“矢量鹰”Vector Hawk,并对“矢量鹰”无 人机的跨域通信和指挥控制能力进行了验证。

2.2.5 潜射导弹及鱼雷

潜射弹道导弹是由潜艇发射攻击陆地和海上重要目标的弹道导弹,潜射弹道导弹的发射平台——潜艇具有 机动性好、隐蔽性强、战场生存能力高以及载弹量多的特点,由弹道导弹和潜艇构成的潜射导弹武器系统一旦 接到命令,即能快速突袭目标,因而为世界各大国越来越倚重。 目前,世界各核大国都将核弹头重点部署在弹道导弹潜艇(核潜艇)上,美、俄核弹头潜艇部署数量已超 过 50%,1995 年 9 月英国宣布将其战略核弹头全部部署在核潜艇上,法国 20 世纪末把战略核力量绝大部分部 署在核潜艇上而只保留少数空基核弹头陆上部署。当前研制和装备潜射弹道导弹的国家主要有美国、俄罗斯、 英国、法国、中国、印度、朝鲜和韩国等 8 个国家。 美国从 50 年代中期开始发展潜射弹道导弹,1961 年在乔治·华盛顿号核动力潜艇上首次水下发射成功, 先后研制出北极星 A1、A2、A3、海神(C3)、三叉戟 I(C4)和三叉戟Ⅱ(D5)共六种型号潜射导弹,分别于 1960 年、 1962 年、1971 年、1979 年和 1990 年装备潜艇。目前,美国现役潜射弹道导弹只有三叉戟Ⅱ(D5)一个型号, 部署在俄亥俄级弹道导弹核潜艇上。

在冷战初期,美国意识到海基核打击能力对于战略威慑的重要性。1956 年,美国海军与洛克希德·马丁公 司合作,启动了“Polaris”计划,旨在开发一种可从潜艇发射的核导弹。1959 年,北极星 A1(UGM-27 Polaris A-1)型导弹成功试射,并于 1961 年首次装备乔治·华盛顿号核潜艇。这款导弹采用固体燃料,射程约 2200 公里,携带一枚 W47 核弹头,标志着美国海基核力量的初步形成。 北极星 A2 导弹是 A1 导弹的后继型。1961 年 10 月首枚导弹投入飞行试验,1962 年后分别部署于 5 艘艾伦 级和 8 艘拉菲特级核潜艇上,每艇 16 座导弹发射筒,水下垂直发射,利用燃气/蒸汽将导弹弹射出水面。当时 共生产配备 208 枚 A2 导弹,1964 年停产,1974 年起逐步被 A3 导弹所取代,1976 年全部退役。 北极星 A3 导弹是美国潜地中远程弹道导弹,是 A2 导弹的后继型。A3 导弹射程更远,可以提高海基战略 导弹武器系统的攻击能力、突防能力和生存能力。总的研制前提是在总体尺寸变化不大的情况下使射程增至 4600km。这就要求尽可能采用先进的设计和工艺,最大限度地减轻结构质量和提高性能。该导弹 1964 年服役, 装备在拉菲特级核潜艇上。 随着战略需求的变化,美国海军于 1972 年开始部署海神 C3(UGM-73 Poseidon C-3)型导弹。海神 C3 导 弹是美国用来取代北极星系列的第二代中程潜射弹道导弹。它是一种固体燃料的两级导弹,射程与北极星 A3 导弹相同,但采用分导式多弹头(一个母弹头内有 14 个子弹头,其中 4 个子弹头装有诱饵和干扰机,干扰机发 出强大功率的干扰信号,使探测防御雷达无法发现其它子弹头)并能同时攻击多个目标,因此比北极星具有更强 的破坏威力和穿越敌陆基导弹防御区的能力。

1970 年海神导弹试射成功,1971 年 3 月 31 日,这型导弹被正式部署在拉菲特级詹姆斯·麦德逊号潜艇上。 海神导弹采用了分导式多弹头,并且有效载荷为北极星 A3 导弹的 2 倍。 进入 1970 年代末期,为满足更远射程和更高精度的需求,美国海军启动了“海下远程导弹系统”(ULMS) 计划,开发新的潜射导弹。1979 年,三叉戟 I(UGM-96 Trident I C-4)导弹开始部署。三叉戟Ⅰ导弹是美国洛 马公司研发用来替代海神 C3 导弹的第三代潜射远程弹道导弹。该导弹 1971 年开始研制,1976 年 12 月投产, 1977 年 1 月进行首次飞行试验,1979 年正式装备美国海军,2005 年全部退役。三叉戟Ⅰ导弹长 10.36m,直 径 1.88m,起飞质量 29.9t。由于采用了高效能推进系统、额外的第三节推进火箭和更先进的制导技术,导弹 最大射程达到了 7400km,命中精度也提高到 230~500m。导弹采用 8~10 个分导式子弹头,可分别攻击 8~10 个目标,从而大大增加了导弹毁伤目标的能力。 1981 年秋季,里根政府宣布了一项新的战略计划,内容之一就是加紧研制三叉戟Ⅱ潜射弹道导弹,并且将 其部署时间定为 1989 年。三叉戟Ⅱ潜射导弹是在三叉戟Ⅰ导弹基础上研制的改进型号,由洛马公司研制。该导 弹 1990 年服役,主要装备俄亥俄级核潜艇,每艇载弹 24 枚,是目前世界上最先进的潜射弹道导弹。三叉戟 II 导弹在三叉戟 I 的基础上进行了多项改进,最大射程 12000 公里,每枚导弹最多可载 12 枚分导式弹头,后来根 据美俄间的协议,改为限载 8 枚,可分别攻击 8 个目标。其精度进一步提升,圆概率误差约为 90 米。三叉戟 II 导弹的部署使美国核潜艇具备了更强的战略打击能力,成为美国核威慑的核心力量。

展望未来,美国海军计划在 2030 年代部署哥伦比亚级核潜艇,以替代现有的俄亥俄级核潜艇。哥伦比亚级 核潜艇将继续使用三叉戟 II 导弹,并计划对其进行延寿改进,以确保其长期服役能力。美国海军还计划开发下 一代潜射导弹,以满足未来战略需求。

鱼雷是在水中自主航行,搜索、追踪和攻击舰艇、来袭鱼雷等目标的水中兵器。具有隐蔽性强、制导精度 高、毁伤威力大等特点,是各国海军主战兵器。经过多年的系列化与体系化发展,鱼雷已从最初水面舰艇管装发射发展为潜艇管装发射、水面舰艇管装发射、水面舰艇助飞发射和航空反潜作战平台空投使用。 鱼雷从口径上可分为重型鱼雷和轻型鱼雷。 重型鱼雷一般由潜艇管装发射,通常兼具反舰与反潜功能;俄罗斯的重型鱼雷有由水面舰艇管装发射的, 还有专用反舰或专用反潜的。如水面舰艇管装发射的 CЭT-65Э鱼雷,以及潜艇管装发射专用反舰的 53-65К Э鱼雷、专用反潜的 TЭCT-71 线导鱼雷。 目前国外现役重型鱼雷大都为线导鱼雷,直径通常为 533mm(俄罗斯还有 650mm 直径的重型鱼雷,如 65-73 鱼雷、65-76 鱼雷等)、长度约 7m、重量约 1.5t、战斗部装药量在 200kg 以上,具有人在回路导引、航程远、 隐蔽性强、制导精度高和毁伤威力大等特点。 美国装备的重型鱼雷主要是 MK48 系列热动力鱼雷。目前现役最新型号为 MK48 Mod 7 鱼雷。该型鱼雷是 在 MK48 Mod 6 鱼雷的低噪声雷型上,采用通用宽频带先进声自导技术(Common Broadband Advanced Sonar System,CBASS),有效提升了浅海自导性能并提高真假目标识别能力。 俄海军现役最新型主战重型鱼雷为Futlyar 热动力鱼雷。该型鱼雷是在Fizik-1鱼雷(直径533mm、长度7.2m、 重量 2.2t、装药量 300kg、航速 30~55kn、航程 40~50km)基础上升级而来,适度提高了最大航速、拓展了鱼雷 航程,采用线导+尾流/声自导模式,自导作用距离远且具有尺度识别能力。 欧洲国家装备的重型鱼雷主要有英国的“旗鱼”鱼雷、意大利的“黑鲨”鱼雷、德国的 DM2A4 鱼雷等。

轻型鱼雷既可由水面舰艇管装发射,及固定翼反潜巡逻飞机或反潜直升机前飞或悬停空投使用,也可作为 助飞鱼雷战斗载荷使用,主要执行反潜及反鱼雷作战任务。 目前,国外现役轻型鱼雷直径通常为 324mm(部分俄罗斯轻型鱼雷直径为 350mm,如 AПP-3 鱼雷;部分 美国在研反鱼雷鱼雷直径小于 324mm,如在研的 Smart 反鱼雷鱼雷直径为 160mm、长度约 2.8m),长度约 3m, 重量约 300kg,战斗部装药量约 50kg。 美国装备的轻型鱼雷主要有 MK46 系列、MK50、MK54 热动力鱼雷,其中:MK46 系列鱼雷自 20 世纪 60 年代列装部队开始,在保持总体、动力等基本不变前提下,不断对自导、控制等性能进行升级,至今仍是国际 上装备数量最大的轻型鱼雷,先后交付世界各国 2 万多条。MK50 鱼雷主要针对前苏联大潜深核潜艇,采用先 进兰金循环的闭式循环热动力推进系统,最大作战深度可达 750~800m、全高速航程达到了 12km,自导性能、 水声对抗能力、浅海作战能力均比 MK46 鱼雷有明显提高;采用了捷联惯导,但因价格昂贵,美国仅采购了 1000 余条。MK54 鱼雷是为解决 MK50 鱼雷价格过高的问题,采用组合化研发模式,集成 MK46、MK50、MK48 等 鱼雷先进技术研制而成,是典型的组合鱼雷,具有良好的性价比,后续将以组部件替换形式逐步完成对美国库 存的 MK46 Mod 1、MK46 Mod 5 鱼雷的升级换代。 俄罗斯新型轻型鱼雷 MTT 鱼雷采用 35kn/58kn 双速制,直径 324mm、长度 3.2m,具有较好的多平台适装 性。 欧洲国家的先进轻型鱼雷代表是法、意联合研制的 MU90 电动力鱼雷。


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