美海军研究生院模拟海底战概念_风闻

近期，美国海军研究生院利用杀伤箱对海底战概念进行了建模仿真，并评估了不同直径无人潜航器执行海底战任务的能力。美海军研究生院提出海底战包括环境勘察、部署ISR系统、部署武器系统、打击目标4个任务，提出只有超大直径UUV能满足海底战系统的部署要求。

一、海底战概念

美国2016年发布的无人系统路线图规定了其至2025年需要执行的任务，包括情报监视与侦察、反潜、水面战、打击、水雷战和海军特种作战。未来的海底作战对扰乱、迷惑、欺骗和摧毁未来的军事目标至关重要。

美国海军在2016年发布的《2025无人潜航器需求》中提到，未来无人潜航器将要执行的新任务包括反无人潜航器（UUV）、电磁机动战、非致命海上控制作战和海底战。海底战包括利用海底系统或可支援海底的系统，执行反水雷、反潜、反水面、情报监视侦察、欺骗和打击等任务。相关难点在于无人运输、归航系统 、非致命手段、持久海底网络和远程指控。

目前的信息传输多依靠海底光缆，涉及金融、军事、国家安全等信息。UUV技术和海底测量设备的进步使得对手能够快速找到并破坏电缆，阻止军方访问传感器信息和获取情报数据。海底战能了解敌人破坏海底电缆的方法，并通过部署有效载荷予以对抗。海底系统还能改善UUV的耐久性。例如美海军的“前沿部署能源与通信基地”项目，可用于为UUV充电和中继数据。此外，海底的水下持久监视网络可持续监视敌方水下活动。

通用动力公司提出了海底战的概念图。海床上布有传感器，执行监视任务，并上传和下载UUV任务数据。UUV使用侧扫声纳持续收集海床信息。海底系统还包括停靠和充电系统，提高UUV的续航力。水面的浮标用于提供信息传输中继。

图1  通用动力公司的海底战示意图

研究认为，海底战可使用模块化手段进行分析，由不同平台运送模块化传感器、通信节点、海底武器。

二、利用杀伤箱模拟海底战

美国海军研究生院针对海底战提出了黄色和橙色两种杀伤箱概念。

根据《联合出版物3-09联合火力支援》，杀伤箱是一种三维火力支援协调措施（FSCM），能够协调、整合相关武器，减少指挥官对作战任务的介入。美军通常在地面或水面目标上应用杀伤箱概念，包括蓝色杀伤箱和紫色杀伤箱。其中，蓝色杀伤箱仅用于空战，紫色杀伤箱用于空战和地面作战。

美国海军研究生院提出的黄色杀伤箱是当有目标进入杀伤箱时，内部系统对其予以打击；橙色杀伤箱是使用内部系统予以打击外，还能利用水面系统对杀伤箱内系统进行火力支援。

图2  黄色杀伤箱

图3  橙色杀伤箱

三、海底战任务

美国海军研究生院提出了海底战的4项任务，分别为环境侦察、部署ISR系统、部署武器系统、打击目标。4项作战任务的前3项是完成杀伤箱的部署，第4项是对进入杀伤箱的目标予以打击，完成杀伤链。

任务1环境侦察：

水下平台收集环境信息，选定部署杀伤箱的区域。

指控中心指令水下平台到达感兴趣的海底区域，由水下平台收集深度、地形特征、海底淤积物特征、水文特征和声学特征等海底特征信息，并将这些信息回传至指控中心，寻找适合执行任务的海底区域。

图4  任务1环境侦察

任务2部署ISR系统：

指挥中心收到水下平台收集的目标区域环境数据后，决定是否部署ISR系统。确认部署后，水下平台进入目标区域，部署海底固定式或使用锚链的ISR系统。随后，水下平台、海底系统和ISR系统向指挥中心反馈收集的ISR数据。

图5  任务2部署ISR系统

任务3部署武器系统：

指令水下平台前往选定区域部署水雷、声学设备、电磁设备、海底发射管等。

海底系统收集环境数据并反馈至指控中心后，指控中心确定是否在该区域部署武器装备。确定部署后，由水下平台前往部署水雷、声学设备、电磁设备、海底发射管等武器。随后，水下平台与海底平台通信，海底平台与ISR系统、武器系统通信。指控中心确认上述通信状态良好后，完成武器部署。

图6  任务3部署武器系统

任务4打击目标：

使用杀伤箱内部所有系统进行打击。

敌方目标进入杀伤箱区域后，使用已部署系统诱骗使其靠近武器系统。海底系统识别并跟踪敌方目标，目标位置信息发送至水下平台后，水下平台也会参与目标跟踪。随后，由ISR系统对目标进行分类，并将评估信息传输至指控中心。指控中心评估威胁后，会指示武器系统采取措施予以打击。武器系统会采用适当手段对敌方目标予以打击，海底系统随后评估目标状态，并向指控中心汇报打击结果。这一任务需协调整个杀伤箱中的平台。

图7  任务4打击目标

四、海底战的作战能力

美国海军研究生院提出了7种与海底战相关的作战能力，包括情报监视与侦察、反潜、水面战、电磁机动战、欺骗、打击、水雷战，并根据美国国防部结构框架（DODAF）将作战视图转化为能力视图。美国海军研究生院对海底战的5种能力进行了建模，包括反潜、水面战、情报监视侦察、欺骗、打击，电磁战和水雷战没有建模。

五、建模仿真

美海军研究生院使用MATLAB和EXCEL针对4项任务进行概率模拟。模拟不使用硬件在环或软件在环等战术模型，能够为不同任务场景提供升级和修改。相关数据使用非密数据、基本海军知识、通用设备信息。输入参数由EXCEL表格定义，包括ISR设备、武器系统、水下平台、敌方目标系统。用Innoslate系统工程软件作图描述作战过程。研究模拟了超大直径UUV、大直径UUV、中等直径UUV和小型UUV在执行海底战4项任务时的成功率。杀伤箱尺寸为1-1500nm2，模拟中每个场景重复模拟了30次。预先设定任务成功的阈值为80%有效性。

研究认为，只有超大直径UUV能顺利完成海底战的全部4项任务，最佳的杀伤箱面积为0-250nm2。

表1  不同UUV执行海底战4项任务的成功率

 结  语

海底战是美国海军提出的一种新型作战概念，能够统筹使用低成本甚至一次性水下传感器和水下预置武器，并以无人潜航器为支援，能在需要时临时部署或预先部署，执行反潜、水面战、情报监视侦察、欺骗、打击、电磁战和水雷战任务，将成为美国海军一种重要的作战概念。

（蓝海星：马晓晨）

本文经授权转发自中国船舶重工集团有限公司旗下“蓝海星智库”微信公众号，供参考借鉴，不代表战略学人观点****。****