今年4月21日，美国海军第六舰队旗舰“Mt Whitney”号与Saildrone研制的“Explorer”号无人帆船在红海开展了新组建的第59联合特遣部队行动。工作队的职责范围是红海、曼德海峡和亚丁湾。
“探索者”号无人帆船长7米，刚性帆高5米。它由风能和太阳能电池板供电。平均速度为 3 节。它可以在海上连续运行一年以上。无限。它不仅可以承载海洋、大气、渔业等领域的科研载荷，还可以安装各种用于军事目的的传感器。操作员通过卫星链路远程设置航路点并监控状态，无人船根据风向和水流在控制器定义的安全通道内自主航行。
该船于2019年成功完成了南极洲历史上的首次无人航行。它在196天内航行了2.20,000公里，收集了4,750组大气二氧化碳数据，并经历了多达15个的西风带万米巨浪的考验，时速130公里的飓风，冰山的撞击，展现出顽强的生命力。
2020年10月，四艘无人帆船还进行了一次往返航程8000海里的科学实验，从旧金山出发，穿越白令海峡进入北冰洋深处。为北极航道开发提供数据支撑。
美国海军作战部长吉尔戴上将最近宣布，鉴于小型无人舰在测试中的出色表现，将重新考虑海军无人舰队的组成。过去，该计划是采购三种类型的无人船 (UV)：大型水面无人船 (LUSV)、中型水面无人船 (MUSV) 和超大型水下无人船 (XLUUV)。美国海军在 2023 财年预算草案中投资 5.49 亿美元用于水面无人舰艇的研发，另外拨款 6070 万美元用于水下无人船核心技术的开发，但小型水面无人舰艇没有考虑。
美国海军和国防部从 2019 年开始规划和改革舰队模式，从之前以航母/两栖攻击舰为核心的打击群编队转变为分布式舰队结构。无人舰队的组建是其中的重要组成部分。通过混合有人/无人舰艇来分散海军作战能力，以避免将舰队的大部分战斗力集中在几艘高价值舰艇上（并非所有鸡蛋都放在一个篮子里）。
2022年4月20日公布的海军30年造船计划（FY2023-FY2052）显示，未来美国海军将拥有27-153艘大型水面无人船和18-51艘大型水下无人艇。
【背景】
无人战舰是美国海军和其他军种正在开发的众多新作战能力之一，包括定向能武器、高超音速武器、人工智能、网络战能力和量子技术，以应对未来（尤其是来自中国） .
无人船可以配备传感器、武器和其他有效载荷，半自主远程操作，或者在技术成熟时自主操作。与载人作战舰艇相比，它们的采购成本更低，因为它们不需要船员空间和生命支持设施。无人船特别适用于持续时间长、威胁性高的“3D”任务，即三个英文单词 Dull、Dirty 和 Dangerous 的前缀。美国海军多年来一直在研发和验证各种无人舰艇和无人机技术，但在装备批量采购阶段成果寥寥无几，无人化发展步伐相当缓慢，屡遭诟病。
为此，美国海军于 2019 年 5 月成立了水面开发中队，为 LUSV 和 MUSV 开发作战概念，最初是驱逐舰 USS Zumwalt 和原型 Sea Hunter 无人机在 2020 财年，增加了第二个“Sea Hunter” 未来，LUSV和MUSV原型艇下水后也将加入中队。
【LUSV大型水面无人船】
美国海军规划的LUSV长度在61米到91米之间，排水量在1000到2000吨之间，相当于一艘轻型护卫舰的体积。它将具有低成本、高耐用性和可变配置的特点。它将按照商船规格建造，可携带多种负载模块，特别强调反潜、反舰和对地攻击能力。它将安装一个带有 16 个 -32 发射管的垂直发射系统，以补充载人飞船。
LUSV 是海军分布式海上作战系统的重要组成部分。它具有穿越海洋的能力，可以部署数周。无人舰可以独立部署在高威胁海域，也可以与航母战斗群、两栖警戒群、水面作战群或单舰协同，以更低的采购和运营成本提供更高的战备状态和丰富性。战斗力。
虽然被称为大型无人船，但更准确地说是一艘可选择无人操控或只有少数人的船。它可以自主导航，自主规划渡轮路线，自主避开障碍物，实现推进系统、发电系统和支持系统的完全自动化运行。其作战系统集成到现有的海军作战系统中，操作员以“人在回路”的方式进行实时或近实时监控。操作员可以在其他战舰或岸上控制中心。遥控。 LUSV将无法进行自主作战，也无法自主激活和停用武器载荷，必须获得指挥控制链上控制器的远程授权。
海军 2021 年 8 月的报告称，在可预见的未来，LUSV 将需要少量船员在船上执行一些无法自动化或未被机器自动化的任务，例如海上补给，但不能驾驶或者操作船舶本身。这是降低风险和危机管理的一种手段，具体需求仍在规划中。但在目前的测试阶段，无人船在靠近港口时仍由少数船员手动操作，进入公海海域后将切换为自动模式。
2020 年 9 月 4 日，美国海军向包括 Aosta、Huntington Ingalls、Fincantieri Marinette 和 Lockheed Martin 在内的六家造船厂分别授予 700 万美元用于 LUSV 概念设计，旨在完善规格和要求、进行可靠性研究并寻求详细设计和工程施工正式招标前的解决方案。
> 奥斯塔的两体小型水上飞机计划，描绘了舰对空导弹的发射
> 奥斯塔的另一种单壳方案，舰桥可载人，垂直发射装置和漏斗位于船中部，系留无人机在船尾拖曳
从这些方案的效果图可以看出，LUSV不会配备相控阵雷达等先进复杂的传感器，只会配备最基本的导航和监控设备。主要依靠战术数据链获取指挥控制命令和战场态势。
根据海军 2023 财年的五年造船计划，第一艘 LUSV 将在 2025 财年购买，成本为 3.15 亿美元，2026 财年购买两艘，单价2.61亿美元，2027财年将购买3台，单价将降至2.4亿美元。
2020 年 9 月，美国海军将两种现有的四艘商用快速补给船改装为 USV 试验船，以参与“幽灵舰队”测试，以向国会保证应该有太多新技术，同时仍然进行广泛的测试和技术已在多个陆上设施进行验证。
【MUSV中型水面无人船】
MUSV 的长度在 15 到 58 米之间舰c远征成功条件，排水量约为 500 吨，接近大型巡逻艇的吨位。 MUSV 在低成本、长续航和模块化方面与 LUSV 有相似的要求。主要有效载荷是 ISR 情报、侦察、监视传感器和电子战套件。海军2023-2027财年造船计划中没有相应的采购要求。
2020 年 7 月，美国海军与 L3 Harris Technologies 签订了一份价值 3500 万美元的合同，用于开设 MUSV 原型机，并可选择再购买八台。共有五家公司参与竞标，其他四家公司的身份未透露。
L3 Harris 表示，MUSV 原型将根据商船设计进行改装，长度为 59.4 米，集成了公司的 ASView 船舶自动控制技术，可自主提供 ISR 支持并遵守国际避撞规则。 L3 Harris 是主承包商和系统集成商，负责任务自动化系统，Gibbs & Cox 和 Incat Crowther2 负责船体设计，Swiftships 负责建造。
但正如开篇所说，美国第五舰队第59联合特遣队去年9月在约旦部署了Saildrone“探索者”无人艇，在巴林部署了MARTAC公司的T12无人艇，测试结果还在继续。优化海军无人系统的概念。美国海军高管开始改变主意，意识到小型无人艇平台可以更经济有效地获取原本计划由安装在 MUSV 上的传感器通过商业网络系统的数据融合来收集的精确海洋态势信息。因此，大、中、小型无人船的装备比例可能会有很大变化。
【XLUUV超大型水下无人车】
XLUUV，也被称为“虎鲸”项目，直径超过2.1米，不能通过鱼雷发射管从载人潜艇发射，所以船将被运送到前方港口并从码头释放到水中。海军在 2021 年 3 月表示，它可以携带多种大型有效载荷，最初的有效载荷将是水雷，特别是秘密的“锤头”水雷系统。
波音和亨廷顿英格尔斯技术解决方案部门的一个团队于 2019 年 2 月赢得了 XLUUV（洛克希德马丁领导的工业团队的竞争对手）的设计招标，合同价值 4300 万美元，开发和制造了 4 台 XLUUV用于概念测试，并在 3 月底添加了第五个。 2024财年正式量产，当年采购一次，单价1.14亿美元；一个在 2025 年，两个在 2026 年和 2027 年。海军正在升级加利福尼亚的文图拉海军基地，通过与大型无人水面舰艇共享测试和训练设施来节省资金。
Orca 设计源自波音公司的 Echo Voyager 无人潜艇项目（上图），长 15.5 米，方形横截面尺寸为 2.6x 2. 6 米，空重 50 吨，射程 1.20,000 公里。 “虎鲸”将船体长度增加到26米，装载舱长10.4米，容积为56立方米。可安装3排4条斜向下发射的鱼雷发射管，也可灵活携带8吨有效载荷，兼容未来新武器装备。两艘潜水器都可以携带外部有效载荷。
XLUUV 采用开放式架构，可重新配置。模块化设计的核心船体提供自主控制、导航、态势感知、通信、能量分配、推进和机动等功能。在概念阶段，重点发展载荷集成和布雷能力，未来将发展扫雷、反潜、电子战、反舰、侦察甚至对陆攻击能力。
“虎鲸”使用柴油电力，电池为锂电池。在水下耗尽后，它可以通过通气管漂浮起来，启动柴油机充电。航速2.5-8节，巡航速度3节，续航6500海里。目前俄罗斯、中国、英国、日本都在研发类似的系统，而英国的超大型UUV的体型更大。
>底部是著名的俄罗斯“波塞冬”核动力鱼雷，见
【“锤头”地雷系统】
美国海军于 2021 年 9 月与通用动力任务系统公司签订了一份价值 9300 万美元的合同，用于设计、测试和交付锤头式反潜水雷系统的原型。美军对这种水雷的需求相当迫切，并明确表示将在南海投资，与中国潜艇作战。
“锤头”矿是一种模块化包装系统。底部是系泊模块，将矿井固定在海床上；第二层是能量模块，为整个系统提供能量；第三层是指挥、控制、信号处理和决策模块，通过传感器采集的外部信号独立判断是否发动攻击；第四层是装载模块，内置324毫米MK54鱼雷，重276公斤，射程10公里，最高航速40节。未来还可升级为射程更远的新型鱼雷；顶部是通信模块和传感器模块。前者通过声学调制解调器与附近的潜艇、传感器或其他“锤头”水雷系统通信。远程激活或停用；传感器模块是一种类似于拖曳声呐阵列的被动声呐系统，同时具备磁力和水压探测能力，可以探测附近海域的海底信号。
> MK54鱼雷吊装中
“Hammerhead”地雷及其主要部署车辆“Orca”XLUUV 几乎同时开发。此外，俄亥俄级巡航导弹潜艇的DDS干式转运吊舱可搭载12个。人类在水下人工部署。
雷区布设后，“锤头”地雷可以在海底隐藏数月甚至数年。由于没有明确禁止在国际水域放置非武装水雷，只要关闭起爆装置，就可以随时部署具有遥控能力的现代水雷。通过遥控器激活。同时舰c远征成功条件，使用无人水下航行器代替飞机空投，外界将无法探测到雷区的位置和范围，适合进攻性布雷。
在非活动状态下，构成雷区的多个水雷所携带的传感器可以作为水下监测系统工作。整个反潜网络。
单个地雷系统操作的战斗流程如下。如果传感器检测到经过的敌方潜艇，它会向附近一艘在环形航线上巡航的无人艇发出信号，无人艇会主动释放声波信号作为诱饵。
敌方潜艇被动检测到诱饵信号，然后转身开始追踪诱饵。
当潜艇进入有效半径10公里时，水雷开始计算火控，设定最佳发射时机，形成无逃生区。即使潜艇发现来袭的鱼雷，也无法逃脱。
当满足最佳射击条件以拦截 40 节的潜艇时，水雷系统会发射 MK54 鱼雷。
最有效的作战方法是利用XLUUV精确定位并布设多套地雷，形成雷区。四套地雷可覆盖38x38公里的箱形区域，共用一艘诱饵无人船，雷区周围将布设多套。海底水听器阵列扩大了探测范围。
战斗方式与单地雷相同，但成群后，可以依靠人工智能设置越来越复杂的诱饵和攻击模式，提高拦截成功率。构成雷区的地雷可能由外部能源供电，包括大型锂电池甚至核动力电池。
“锤头”水雷系统实现网络化、智能化的反潜水雷。与常规航空、水面和潜艇反潜系统相比，它的隐身性更强，待机时间更长，杀伤力更强。战斗力和性价比值得警惕。
【问题与挑战】
无人作战平台浪潮方兴未艾，空中无人机越来越普及，地面无人侦察运输机器人进入战场（见）。然而，无人舰在海洋中所面临的环境和战场条件要复杂和严峻得多，活动范围广，远离后勤保障和维修设施，海况变化剧烈，立体探测和打击在空气、水中和水下。因此，美国国会和五角大楼都对无人战舰的有效性和真实运营成本存有疑虑。
美国海军目前专注于无人舰本身的作战能力。未来如果部署数千艘无人船，小型无人船如何由母舰运载到战区并释放回收，大中型无人船如何补给和维护人船海外基地，如何陪伴舰队跨洋部署，很多问题还缺乏详细的规划和考虑。主要借口是无人船便宜，不需要特别准备。
但事实并非如此。如果美国海军想要部署少量高性能情报或精确打击的无人舰艇，这些易受攻击的无人舰艇必须配备（昂贵的）自卫系统，否则它们将成为消耗品。另一方面，如果计划部署大量像“蜂群”这样的低成本无人艇，在靠近海域拥有大片陆地面积的一方将拥有更大的优势，无论是现场制造。 、维修或大规模放行回收，数量优势压倒质量优势。
虽然美国海军计划大规模装备无人舰，但目前尚不清楚舰队结构会发生怎样的变化，无人舰项目能投入多少预算，造船业将如何转型，能投入多少？战斗力有待提高。
历时 15 年和无数预算的濒海战斗舰项目是利益集团绑架、战略错误预测、大规模超支和错误技术树的失败例子。虽然不是无人船，但它的设计理念是最接近无人船的，在操作层面尽可能多地用高科技代替船员，但在区域维修中心和设备制造商层面需要更多的资源。
最少的人员配备减少了系统冗余。船员人数越少，在海上发现问题的可能性和修复故障的能力就越低。因此，濒海战斗舰出现在近似战斗条件下。战斗效率无法长期保持是一个严重的问题。严重依赖承包商对服役中的濒海战斗舰的支持推高了制造和生命周期维护成本，导致采购和建造数量下降。即使是日常操作中的正常磨损也无法应对。美国海军不得不决定提前退役 10 艘自由级和 1 艘独立级，并将节省下来的钱用于其他更紧急的需求，这样就产生了退役舰艇的副作用。持续建造新船的罕见现象。剩余的现役濒海战斗舰也因故障不断被迫维修，严重影响了航次率和战备部署。
这些问题在无人舰上会更加突出，甚至不可能像濒海战斗舰艇的船员那样通过岸上培训和海上经验积累来提高自给自足能力。如果载人战舰在部署过程中出现无法自行修复的故障，承包商的维修工程师也可以在美国海军现有的后勤保障体系下，乘坐直升机登船维修（可通过公海中的航空母舰），但是无人舰却做不到，因为舰上没有住宿和生命保障系统，只能返回后方基地维修，或者两栖舰，潜艇和远征海上基地可以帮助提供维护服务。
为避免未来在无人舰艇上重蹈濒海战斗舰的覆辙，美国海军总结了三个经验：改变濒海战斗舰的项目管理模式，以及仅在低威胁任务区部署无人舰艇，海军将采购增加载人支援船，以确保无人舰队在海上得到足够数量和质量的支持和维护。
综上所述，现阶段美国海军的无人作战舰艇还处于比较初级的研制和试验阶段。大型无人水面舰艇主要担负情报收集、战场监控和武库舰艇等任务，不具备自主作战能力。中型无人水面舰艇性价比不高，大部分任务可以由数量较多的低成本小型无人舰艇代替。只有超大型水下无人船才具备更逼真的作战能力。但可以预见的是，未来无人船发展迅速，将承担更多的支援、运输和直接打击任务。
