美海軍研究生院模擬海底戰概念_風聞

近期，美國海軍研究生院利用殺傷箱對海底戰概念進行了建模仿真，並評估了不同直徑無人潛航器執行海底戰任務的能力。美海軍研究生院提出海底戰包括環境勘察、部署ISR系統、部署武器系統、打擊目標4個任務，提出只有超大直徑UUV能滿足海底戰系統的部署要求。

一、海底戰概念

美國2016年發佈的無人系統路線圖規定了其至2025年需要執行的任務，包括情報監視與偵察、反潛、水面戰、打擊、水雷戰和海軍特種作戰。未來的海底作戰對擾亂、迷惑、欺騙和摧毀未來的軍事目標至關重要。

美國海軍在2016年發佈的《2025無人潛航器需求》中提到，未來無人潛航器將要執行的新任務包括反無人潛航器（UUV）、電磁機動戰、非致命海上控制作戰和海底戰。海底戰包括利用海底系統或可支援海底的系統，執行反水雷、反潛、反水面、情報監視偵察、欺騙和打擊等任務。相關難點在於無人運輸、歸航系統 、非致命手段、持久海底網絡和遠程指控。

目前的信息傳輸多依靠海底光纜，涉及金融、軍事、國家安全等信息。UUV技術和海底測量設備的進步使得對手能夠快速找到並破壞電纜，阻止軍方訪問傳感器信息和獲取情報數據。海底戰能瞭解敵人破壞海底電纜的方法，並通過部署有效載荷予以對抗。海底系統還能改善UUV的耐久性。例如美海軍的“前沿部署能源與通信基地”項目，可用於為UUV充電和中繼數據。此外，海底的水下持久監視網絡可持續監視敵方水下活動。

通用動力公司提出了海底戰的概念圖。海牀上布有傳感器，執行監視任務，並上傳和下載UUV任務數據。UUV使用側掃聲納持續收集海牀信息。海底系統還包括停靠和充電系統，提高UUV的續航力。水面的浮標用於提供信息傳輸中繼。

圖1  通用動力公司的海底戰示意圖

研究認為，海底戰可使用模塊化手段進行分析，由不同平台運送模塊化傳感器、通信節點、海底武器。

二、利用殺傷箱模擬海底戰

美國海軍研究生院針對海底戰提出了黃色和橙色兩種殺傷箱概念。

根據《聯合出版物3-09聯合火力支援》，殺傷箱是一種三維火力支援協調措施（FSCM），能夠協調、整合相關武器，減少指揮官對作戰任務的介入。美軍通常在地面或水面目標上應用殺傷箱概念，包括藍色殺傷箱和紫色殺傷箱。其中，藍色殺傷箱僅用於空戰，紫色殺傷箱用於空戰和地面作戰。

美國海軍研究生院提出的黃色殺傷箱是當有目標進入殺傷箱時，內部系統對其予以打擊；橙色殺傷箱是使用內部系統予以打擊外，還能利用水面系統對殺傷箱內系統進行火力支援。

圖2  黃色殺傷箱

圖3  橙色殺傷箱

三、海底戰任務

美國海軍研究生院提出了海底戰的4項任務，分別為環境偵察、部署ISR系統、部署武器系統、打擊目標。4項作戰任務的前3項是完成殺傷箱的部署，第4項是對進入殺傷箱的目標予以打擊，完成殺傷鏈。

任務1環境偵察：

水下平台收集環境信息，選定部署殺傷箱的區域。

指控中心指令水下平台到達感興趣的海底區域，由水下平台收集深度、地形特徵、海底淤積物特徵、水文特徵和聲學特徵等海底特徵信息，並將這些信息回傳至指控中心，尋找適合執行任務的海底區域。

圖4  任務1環境偵察

任務2部署ISR系統：

指揮中心收到水下平台收集的目標區域環境數據後，決定是否部署ISR系統。確認部署後，水下平台進入目標區域，部署海底固定式或使用錨鏈的ISR系統。隨後，水下平台、海底系統和ISR系統向指揮中心反饋收集的ISR數據。

圖5  任務2部署ISR系統

任務3部署武器系統：

指令水下平台前往選定區域部署水雷、聲學設備、電磁設備、海底發射管等。

海底系統收集環境數據並反饋至指控中心後，指控中心確定是否在該區域部署武器裝備。確定部署後，由水下平台前往部署水雷、聲學設備、電磁設備、海底發射管等武器。隨後，水下平台與海底平台通信，海底平台與ISR系統、武器系統通信。指控中心確認上述通信狀態良好後，完成武器部署。

圖6  任務3部署武器系統

任務4打擊目標：

使用殺傷箱內部所有系統進行打擊。

敵方目標進入殺傷箱區域後，使用已部署系統誘騙使其靠近武器系統。海底系統識別並跟蹤敵方目標，目標位置信息發送至水下平台後，水下平台也會參與目標跟蹤。隨後，由ISR系統對目標進行分類，並將評估信息傳輸至指控中心。指控中心評估威脅後，會指示武器系統採取措施予以打擊。武器系統會採用適當手段對敵方目標予以打擊，海底系統隨後評估目標狀態，並向指控中心彙報打擊結果。這一任務需協調整個殺傷箱中的平台。

圖7  任務4打擊目標

四、海底戰的作戰能力

美國海軍研究生院提出了7種與海底戰相關的作戰能力，包括情報監視與偵察、反潛、水面戰、電磁機動戰、欺騙、打擊、水雷戰，並根據美國國防部結構框架（DODAF）將作戰視圖轉化為能力視圖。美國海軍研究生院對海底戰的5種能力進行了建模，包括反潛、水面戰、情報監視偵察、欺騙、打擊，電磁戰和水雷戰沒有建模。

五、建模仿真

美海軍研究生院使用MATLAB和EXCEL針對4項任務進行概率模擬。模擬不使用硬件在環或軟件在環等戰術模型，能夠為不同任務場景提供升級和修改。相關數據使用非密數據、基本海軍知識、通用設備信息。輸入參數由EXCEL表格定義，包括ISR設備、武器系統、水下平台、敵方目標系統。用Innoslate系統工程軟件作圖描述作戰過程。研究模擬了超大直徑UUV、大直徑UUV、中等直徑UUV和小型UUV在執行海底戰4項任務時的成功率。殺傷箱尺寸為1-1500nm2，模擬中每個場景重複模擬了30次。預先設定任務成功的閾值為80%有效性。

研究認為，只有超大直徑UUV能順利完成海底戰的全部4項任務，最佳的殺傷箱面積為0-250nm2。

表1  不同UUV執行海底戰4項任務的成功率

 結  語

海底戰是美國海軍提出的一種新型作戰概念，能夠統籌使用低成本甚至一次性水下傳感器和水下預置武器，並以無人潛航器為支援，能在需要時臨時部署或預先部署，執行反潛、水面戰、情報監視偵察、欺騙、打擊、電磁戰和水雷戰任務，將成為美國海軍一種重要的作戰概念。

（藍海星：馬曉晨）

本文經授權轉發自中國船舶重工集團有限公司旗下“藍海星智庫”微信公眾號，供參考借鑑，不代表戰略學人觀點****。****