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水雷反水雷新利器,英國“護身符”系列潛航獵雷機器人

據英國“簡氏國際防務評論”網站在不久前刊載的消息稱,日前英國BAE系統公司、綜合系統技術分公司推出了兩種新型的驗證型潛航獵雷機器人(UUV)。這兩種名為“護身符-M”(Talisman M)和“護身符-L”(Talisman L)的潛航獵雷機器人具有很好的水下機動性,可以在狹窄的海道中執行反水雷作戰任務――

為反水雷作戰而生

自從水雷這種可怕的水下兵器問世之後,如何快速有效地執行反水雷作戰壹直是世界各國海軍研究的重點之壹。壹戰以來,為對付敵方的大量布雷行動,世界上的主要海軍強國都研制出多個型號、不同材質的專業掃雷艇或體型更大的獵雷艦艇進行反水雷作戰。然而采用傳統的掃雷/獵雷作業模式,即便是壹艘現代化手段齊備的獵雷艦去消滅壹枚水雷或壹個水中可疑目標也是十分耗費時間的。在海況較好、情況較明朗的情況下,對付布放在水中的普通水雷,獵雷艦艇先要用艦殼聲吶(聲吶是壹種利用水聲技術來測定海中物體的存在,運動方向,位置或性質的設備――編者註)反復對其搜索、探測、分類和識別後,然後再進行火力摧毀。而這壹過程壹般要花費2~3個小時,若遇到氣象、水文、海底情況復雜等不利條件時,掃雷/獵雷作業的時間還會更長。這樣就很難滿足快速消滅敵人布設的水雷障礙,迅速開辟航道或開辟登陸通道的要求。也正因如此,1990年代之後,在海岸附近大量布設水雷,就成為弱小國家對抗美、英這樣海軍強國的重要利器。

在1991年和2003年的兩次海灣戰爭中,盡管以美國為首的多國部隊從意大利、日本等國調來了數十艘掃雷/獵雷艦艇協助在波斯灣水域進行反水雷工作,但還是時常有多國部隊艦只觸雷的消息傳出。

1990年代以後,為了提高海軍反水雷作戰的效能,美、俄等海上強國加大了無纜自主式潛航獵雷機器人的研發力度。2003年3月,美國海軍在進入伊拉克的烏姆蓋斯爾港時,利用其新研制的REMUS自主式潛航獵雷機器人在強海流和低能見度條件下進行反水雷作戰,成功地縮短了掃雷時間,將水雷對人員安全的威脅降到最低限度。這壹戰例首次證實了潛航獵雷機器人在艦隊反水雷作戰中具有明顯的作用,從而進壹步激發了各國對潛航獵雷機器人的研發熱情。而英國BAE系統公司綜合系統技術分公司就是在這壹大背景下,開始了“護身符”系列潛航獵雷機器人的研制工作。

水中“法拉利”:“護身符-M”潛航獵雷機器人

雖然獵雷作戰在英國起步最早,然而英國的無人潛航獵雷器的研制工作開始得卻很晚。英國BAE系統公司綜合系統技術分公司的“護身符-M”潛航獵雷機器人的研制工作最早開始於2003年前後。其是英國BAE系統公司研制的“智能自主”作戰系統的壹個重要組成部分。2005年8月,該公司對“護身符-M”潛航獵雷機器人的小尺寸模型進行了首次水下試驗,測試結果令研制方十分滿意,隨後英國BAE系統公司正式開始了“護身符-M”潛航獵雷機器人原型機的制造和調試工作。2006年上半年,首個“護身符-M”潛航獵雷機器人的全尺寸原型機在英國波特蘭海港水下試航成功。2008年3月,首個攜帶4具壹次性滅雷具的“護身符-M”潛航獵雷機器人原型機在美國海軍水雷戰管理機構下屬的試驗基地進行反水雷能力演示,美國海軍對其也表現出強烈的興趣。目前,英國BAE系統公司已完成了“護身符-M”潛航獵雷機器人的全部研發和反水雷的試驗工作,該機器人裝備英美等國海軍的時間已是指日可待。

“護身符-M”系統包括潛航獵雷機器人,壹個兼容有通信模塊、數控軟件和支持設備的水上遙控臺,以及壹個開放式的結構控制系統。潛航獵雷機器人自身質量約1800kg,長約4.5m,寬約2.5m。同以往見到的由魚雷改裝而來的無人潛航器的外形不同,“護身符-M”的外殼由多平面的合成纖維制成,這種結構有利於分散自主攻擊式水雷上主動聲吶發出的聲波,從而大大降低“護身符-M”水下聲吶的回波強度,提高了獵雷的安全性。而怪異的多棱面設計,也使得“護身符-M”從外觀上來看更像是壹輛充滿現代氣息的名貴“法拉利”跑車。

潛骯獵雷機器人前部兩側各安裝了壹具單螺旋槳推進器,而在尾部兩側則各安裝了壹組雙聯式的推進器。這6個推進器***同負責潛航獵雷機器人的水下機動。在它們的作用下,潛航獵雷機器人的水下最大航速可以超過5節(9.26km/h)。英國BAE系統公司強調說,潛航獵雷機器人上安裝的這種推進器能為潛航獵雷機器人提供零速度的懸浮能力,甚至還能使“護身符-M”進行水下懸停狀態下的旋轉和倒退機動。這樣“護身符-M”潛航獵雷機器人就十分適合在復雜的水下環境或狹窄水道中執行獵雷作戰任務。

“護身符-M”潛航獵雷機器人的基本信息采集設備由艇載慣性測量設備、多普勒速度計、水深和水壓傳感器組成。當其浮出水面時,潛航獵雷機器人的導航設備能通過GPS進行定位。當潛航獵雷機器人在水下工作時,其與基艦的聯系是通過無線傳輸的WiFi高速數據鏈和“銥”衛星通信來實現的。另外,英國BAE系統公司還在“護身符-M”上安裝了壹個視距內的無線電通信設備,以方便基艦上的操控人員控制潛航獵雷機器人。“護身符-M”還采用了壹種被稱為自主導航和感知試驗研究(ANSER)的技術,該技術是由BAE系統公司澳大利亞分公司開發成功的。這壹技術可實現多個無人系統之間***享傳感器和地理、水文信息,因此可以允許多個“護身符-M”潛航獵雷機器人像“狼群”壹樣集體行動。

“護身符M”潛航獵雷機器人的水下續航力超過24小時。目前采用鋰離子電池供電,而在不久的將來,可能會考慮加裝新型燃料電池,從而進壹步提高“護身符-M”的續航能力。“護身符-M”可以攜帶超過500kg的有效載荷,水下設備既可以裝在殼體內,也可以掛載在殼體外。其可選擇的有效載荷包括獵雷聲吶、更小的無人潛航器及壹次性滅雷具等。

“護身符-M”是目前各國研制的惟壹壹種可執行全部反水雷任務的自主水下航行器,其在水下可自主完成包括對水雷的定位、分類和滅雷等多項戰術任務。這壹點十分重要,因為迄今為止,包括美國在內的其他國家研制的各種類型的自主水下航行器只具備探測水雷的能力,而不具備滅雷能力。

在執行滅雷任務時,“護身符M”潛航獵雷機器人的工作水深約為0~300m,壹次可攜帶4具英國研制的“射水魚”滅雷具。“射水魚”滅雷具是上世紀末、本世紀初英國開發的性能先進的壹次性水下滅雷具,曾出口到美國等多個國家。“射水魚”滅雷具的直徑為104mm,長880mm,質量約15kg,工作水深為0.5~300m,航速為4~6節(7.4~11.1km/h),續航時間 約5分鐘。

到目前為止,英國BAE系統公司已經為“護身符-M”潛航獵雷機器人項目投資約350萬美元,有消息稱,英國國防部目前還沒有為該項目提供資金支持。

近海新秀:“護身符-L”潛航獵雷機器人

在成功研制出“護身符M”潛航獵雷機器人後,英國BAE系統公司綜合系統技術分公司在2009年3月又開始了小型“護身符-L”潛航獵雷機器人的研制工作。“護身符-L”中的“L”是英語單詞“littoral”(意為海濱、沿海地區)的首字母,這意味著體積更小、下水機動性更強的“護身符-L”潛航獵雷機器人主要是執行固定海港、近岸和極淺水域的獵雷作戰任務。由於借鑒了“護身符-M”潛航獵雷機器人研制中的成功經驗,“護身符-L”潛航獵雷機器人項目的研制進展迅速。據英國BAE系統公司透露,2009年7月,“護身符-L”的首臺原型機就進行了海上試驗,不過有關海上試驗的結果並未向外界公布。

根據現在已公開的資料看,“護身符-L”潛航獵雷機器人是壹種由兩位操控人員就可以完全操作的小型無人潛航器。“護身符-L”的質量只有約50kg,可以由小艇或充氣筏攜帶,在近岸海域靈活執行反水雷作戰任務。從外形上來看,“護身符-L”潛航獵雷機器人更像是壹條由碳纖維合成材料制成的大魚。

“護身符-L”潛航獵雷機器人雖然體積小巧,可在推進系統方面壹點也不比體積比它大得多的“護身符-M”潛航獵雷機器人簡單。在“護身符-L”上同樣安裝有6個推進器,包括固定在潛航獵雷機器人機身前部兩側的2個主推進器和4個集成在機器人機身上的輔助推進器(其中2個完全封閉在機身前部,2個集成到尾部水平舵上)。這種復雜的推進系統使“護身符-L”潛航獵雷機器人能夠在水中零速度懸停時,完成比“護身符-M”更復雜的動作。“護身符-L”潛航獵雷機器人目前同“護身符-M”壹樣由自身攜帶的鋰電池組供電。據稱,其能源裝置能夠為“護身符-L”提供大約12小時的水下續航電力。另外,“護身符-L”潛航獵雷機器人的水下最大速度約為5節(9.26km/h),壹般探測性工作速度在1.5~3節(2.78~5.56km/h)之間。

“護身符-L”潛航獵雷機器人體積雖小,卻“五臟俱全”。其所攜帶的反水雷電子設備都是在“護身符-M”潛航獵雷機器人的基礎上改進而來的。在“護身符-L”中前部安裝有壹臺英國藍視(BlueView)技術公司生產的DF-900/2250雙頻前視成像聲吶。該聲吶可以進行中短距離的成像,其低頻波段將為“護身符-L”提供前方20~30m的探測能力,而高頻波段則可以詳細描繪出“護身符-L”前方3~5m範圍的毫米級分辨率的圖像。目前英國BAE系統公司正在檢驗本國奎奈蒂克公司最新生產的縮小版Vision 600合成孔徑聲吶。壹旦測試通過,該聲吶將很快安裝在“護身符-L”上。

在“護身符-L”潛航獵雷機器人的頭部攜帶有壹臺多視圖/視頻攝像機及配套照明設備。這臺攝像機的鏡頭可以在上下及左右方向進行壹定角度的擺動,從而擴大攝像機的視角範圍。“護身符-L”與水面基艦的通信同樣由WiFi高速數據鏈和“銥”衛星通信系統完成,通信系統的天線安裝在潛航獵雷機器人的中部上方。

值得壹提的是,英國BAE系統公司綜合系統技術公司同樣也為“護身符-L”安裝了其最新研制的IXSEA PHINS型精確慣性導航系統,該系統已經在“護身符-M”潛航獵雷機器人上進行了多年的測試和系統整合工作,其可為在水下執行反水雷任務的潛航獵雷機器人提供精確導航數據。據稱,其水下定位精度可以精確到1m以內。

在具體的反水雷器具選擇上,體積較小的“護身符-L”潛航獵雷機器人壹次只能攜帶壹具英制“射水魚”壹次性滅雷具。在執行任務時,滅雷具通過獨立懸掛系統安裝在“護身符-L”機器人的下部。

“護身符-L”潛航獵雷機器人還有壹個十分突出的特點,那就是它可以掛載在“護身符-M”潛航獵雷機器人的下方,由“護身符M”攜行。在接近敵方水雷所在海域後,“護身符-L”潛航獵雷機器人可脫離“護身符-M”,進行區域內水雷的搜索和引爆工作。

優勢明顯 前途光明

與傳統的掃/獵雷艦艇,甚至潛艇相比,英國BAE系統公司研制的“護身符-M”、“護身符-L”潛航獵雷機器人在水下航行時,聲場和磁場特征較小,幾乎不會被主動攻擊型水雷探測到,加之又是無人裝備,因此具有極高的安全性。同時,“護身符-M”、“護身符-L”潛航獵雷機器人整套系統可以廣泛安裝在各種水面艦艇上,十分適於在載人平臺不能抵達的危險水域使用,為海軍的反水雷作戰提供了更多便利。預計不久的將來,在網絡化、壹體化海上作戰要求的牽引下,“護身符-M”、“護身符-L”潛航獵雷機器人將在英國海軍艦隊近海岸行動中擔負越來越重要的作用。

編輯 劉蘭芳