美军将无人自主等新技术融入潜艇部队以更具杀伤力

美军近年为潜艇部队未来做准备，即将无人、自主和混合系统引入舰队。例如为"特拉华"号攻击型核潜艇（SSN-791）配备了"黄海鳝"（Yellow Moray）鱼雷管发射与回收系统，用于搭载两艘基于REMUS 600的"剃刀鲸"（Razorback）无人水下航行器（UUV）。

在2024年晚些时候，在为部署做准备期间，"特拉华"号发射了首艘"黄海鳝"（REMUS 600），这标志着其自主系统发展的一个重大节点。但该航行器丢失且未能回收。

图："特拉华"号攻击型核潜艇（SSN-791）正在北大西洋航行。

2025年早些时候，"特拉华"号携带了原计划两艘无人水下航行器（UUV）中的一艘进行部署。在欧洲司令部责任区内，在与挪威海军的联合演习中发射了"黄海鳝"。经过约30次尝试，由于UUV的对接声纳受损，鱼雷管回收失败。该UUV由挪威海军回收并运回美国进行进一步分析。

尽管潜艇部队的日常优先事项始终是作战、人员和安全，但须着眼未来，在不断演变的威胁中保持水下优势，这一点至关重要。未来的态势取决于创新。部队必整合机器人自主系统（RAS）、先进制造（AM）、人工智能/机器学习（AI/ML）和量子技术，并改进跨域指挥与控制（C2）。拥抱现代技术的一个关键部分是愿意承担审慎的风险并快速失败以快速学习，因为能力交付延迟同样是一种风险。

机器人自主系统与无人水下航行器

美军的目标是使RAS操作在整个舰队内常态化，并建立一支混合水下力量。在小型、便携式UUV的高可用性支持下，以及拥有精通技术的操作员，现在每艘潜艇都具备UUV操作能力。

第一UUV小组（UUVGRU-1）可以部署到任何潜艇上，训练水兵并使其获得UUV操作员资格，并在部署期间移交小型UUV供作战使用。在整合更多鱼雷管发射与回收航行器的同时，潜艇将继续部署可从逃生舱口发射或在潜艇浮出水面时从舷侧投放的小型UUV。

图："黄海鳝"（REMUS 600）无人水下航行器（UUV）在"特拉华"号（SSN-791）最近部署期间于其鱼雷舱内的照片。UUV使潜艇能够扩展其作战范围，在海底发现并定位感兴趣的目标，并进行安全巡查，而无需派遣潜水员入水。美国海军

"黄海鳝"UUV使用高分辨率合成孔径声纳进行详细的海底测绘，并搜索、定位和获取水下感兴趣目标。其360度扫描能力可生成3D视觉模型。第一UUV中队最近在夏威夷作战区的模拟雷场中操作了一艘"捕鼠器"（Rat Trap）Iver4 UUV，并实时将水雷位置信息直接传送给附近的潜艇，用于态势感知和作战规划。凭借这种能力以及可互换有效载荷的能力，"黄海鳝"和"捕鼠器"UUV是当今美军在役的几种能力强大且任务灵活的UUV之一。

在由潜艇部队实施的Green Remora演习中，整合了商用现成遥控潜水器（ROV）来检查潜艇船体。专业操作员部署和设备潜艇，并训练水兵操作ROV，从而扩展了能力，并通过消除安全潜泳和潜水员检查的需要来降低水兵的风险。ROV还通过增加停留时间来进行更高保真度的船体检查，从而增强了搜索能力。计划扩展这一能力，采用一种能够清洁船体的ROV——一种"水下iRobot"——简化目前由舰上潜水员和部队执行的另一项高强度作业。

未来，AI/ML将增强这些无人系统，实现自主目标识别，并为UUV和ROV标记水下物体以供定位。

人工智能与机器学习

AI能够快速分析大量声学传感器数据以检测人造物体和潜艇接触，这是一项重大的能力提升。与行业合作伙伴合作，部署了专注于声学数据流的机器学习算法，以改善人机协作。AUKUS实施共同开发环境（CDE），在一个共享空间内合作进行模型开发。美-英-澳联合开发的算法性能优于任何单一算法。

图：一名声纳技术员在"弗吉尼亚"级核动力攻击型潜艇"弗吉尼亚"号（SSN-774）上进行系统维护。人工智能在潜艇舰队中有多种潜在用途，包括增强声纳数据分析能力，帮助声纳技术员更快、更一致地分辨目标信号。美国海军（Joshua Karsten摄）

"帕萨迪纳"号（SSN-752）上的水兵最近测试了一个生成式AI原型，用于创建质量保证包。

生成式AI将减轻水兵在部门训练、调查数据评估和资格认证计划等领域的行政负担。美军已经将其用于海军学员巡航调查反馈、生活质量调查，甚至是一个机密数据分析项目。

最后，仍在评估量子技术在水下企业中的定位，但已经在精密导航与授时领域看到了结合点。

UUV课程：整合人工智能/机器学习与机器人自主系统

当人工智能/机器学习（AI/ML）与机器人自主系统（RAS）结合时，其真正潜力得以显现。为加速整合并建立对这些技术的作战信心，建立了专门的测试环境，将这两种能力融合在一起。位于华盛顿州班戈的"水下信心课程"将AI/ML与RAS整合工作联系起来，并借鉴了自动驾驶汽车行业的经验教训。通过规划预期路线和UUV运行结果，然后运行课程并比较结果，可以评估和理解差异。随后，对每次运行进行微调迭代，以推动持续改进，在完善战术、技术和程序的同时，建立对UUV开发的信心。

为了将数据和AI/ML整合到UUV操作中，水下战发展中心（UWDC）和第一UUV小组（UUVGRU-1）在共同开发环境（CDE）内开发了一套基于云的数据管理基础设施，用于收集和管理所有UUV课程数据。在建立基础设施后，上传了超过1700架次飞行的数据。这种方法使操作员能够评估UUV在单次飞行中的性能，以跟踪其随时间变化的性能，并对不同航行器进行比较。

自2024年7月以来，众多航行器已完成了该水下课程，并将其数据上传至保密和非保密的云环境。AI/ML工具分析这些数据以评估性能、改进战术并调整技术。将这些数据与行业开发者共享，以推动UUV性能和任务规划的改进。

寻求行业合作伙伴。迄今为止，已有两个伙伴国家、13个政府和行业合作伙伴以及超过18种不同的UUV完成了该课程。今年，第一UUV小组（UUVGRU-1）在弗吉尼亚州利特尔克里克建立了第二个水下信心课程，从而扩展了其测试能力。

8月，第一UUV小组（UUVGRU-1）与南美合作伙伴在秘鲁利马完成了一次演示。一个三人团队将航行器通过商业飞机运输，进行重新组装、测试、编程其任务，并成功勘测了一处沉船——所有这一切在几天内完成。该团队甚至在演示期间不得不执行一次小修并通过空中方式重新编程任务，展示了他们的熟练程度以及在世界上任何地方交付水下能力的能力。

9月，第一UUV小组（UUVGRU-1）作为北约"动态信使"（Dynamic Messenger）演习的一部分，在葡萄牙里斯本运行了一次远征信心课程。一颗位于葡萄牙上空的"星盾"（Starshield）卫星直接连接到美国的云环境，使得AI/ML工具能够访问北约的UUV数据。此次演习拟提升建设北约合作伙伴防御关键水下基础设施的能力。

图：2025年5月，美海军潜水员在"弗吉尼亚"级快速攻击型核潜艇"特拉华"号（SSN-791）停靠挪威哈科斯弗恩港期间，将"黄海鳝"（REMUS 600）UUV游推到潜艇旁。这是首次前沿部署的潜艇通过鱼雷管发射和回收UUV，并且完成了其战术目标。美国海军

先进制造（AM）

先进制造（AM）技术——例如3D打印、冷喷涂和激光烧蚀——正在通过加速零件生产和减少后勤延迟来改变潜艇维护。AM通过制造和认证潜艇系统的替换零件（包括获得SUBSAFE认证的部件）来解决关键的供应链短缺问题。与美海军系统司令部（NAVSEA）的海军系统工程与后勤局、海军反应堆计划、公共造船厂以及海事工业基础项目合作，位于缅因州基特里的第二潜艇中队（SubRon-2）是其"先进制造中队（AM-RON）"，领导着先进制造技术的研究和快速实施。最近成立了第五潜艇发展中队（DevRon-5），作为SubRon-2在太平洋地区的对应单位。

冷喷涂轴修复技术已经为"海曼·G·里科弗"号（SSN-795）和"弗吉尼亚"号（SSN-774）节省了超过60个干船坞日。随着在六种关键制造合金上实现材料性能等效性和工艺成熟度，允许AM生产的部件直接替换传统制造的零件。还在所有级别的潜艇上部署聚合物AM系统，以扩展原位制造能力，提升作战准备状态和持续保障能力。潜艇供应舰和格罗顿区域支援小组拥有能够打印金属零件的机器。

SubRon-2正在试点一个项目，旨在将先进制造无缝整合到潜艇可用性维修计划中，以为"新墨西哥"号（SSN-779）准备下一次海军作战部长（CNO）可用性维修。该团队确定了超过35个零件将通过AM生产，并在可用性维修开始时准备就绪。这些零件范围从低风险物品（如管道弯头）到高风险部件（包括海水系统三通阀）。一旦完成，部队将拥有一个正式的流程，为潜艇可用性维修计划识别AM材料。这项试点工作与主管后勤的海军作战部副部长（N4）、海军供应系统司令部和海军系统司令部协调进行，旨在为整个海军测试此能力。随着AM被整合到更多的潜艇可用性维修计划中，它将改善物资准备状态，并减少从其他潜艇拆用零件的需求，这种做法会加倍船员的工作量，影响进度安排，并降低作战准备状态。

潜艇部队还通过让海军学员接触AM、RAS和AI/ML来增强他们的学术经验。总共有36名海军学员参加了一次混合巡航，其中一半时间在海上度过，另一半时间则用于从事未来技术项目。几名海军学员在水下战发展中心（UWDC）的保密网络上使用大语言模型（LLM）来分析多年的潜艇作战数据。在SubRon-2的海军学员使用聚合物打印设计了一个鱼雷存储盖，以填补供应缺口，另有12名海军学员在利特尔克里克UUV分遣队期间获得了UUV操作员资格。这些混合巡航为未来的潜艇兵发展提供了积极反馈。

跨域指挥与控制

潜艇部队日益依赖复杂的跨域指挥与控制（C2）系统来整合空中、陆地、海洋、太空和网络领域，同时保持潜艇关键的战略战术优势：隐身性。

传统通信方法需要升起潜望镜或天线，这会形成可被对手利用的脆弱窗口。开发非传统通信系统对于未来联合作战环境中的水下行动至关重要。这些新兴技术包括先进甚低频（VLF）系统、量子通信网络以及自主中继平台，它们能在不暴露潜艇位置的情况下保持连通性。

在与工业界的合作下，大西洋潜艇部队和第一战略通信联队的水兵操作了一台移动式甚低频发射机，作为陆基发射站的补充。该系统与潜艇总部相连，可在不影响能力的情况下长期维护甚低频发射站。使用低成本现代技术使潜艇部队能够在甚低频频谱中快速机动。

通过一项“求真务实”（Get Real, Get Better）冲刺计划，通信与网络团队协作提升了海上数据下载速度。由操作员领导的团队通过最小化开销流量、压缩数据以及监控舰内流量来最大化带宽利用率。这些努力使通信深度停留时间相比先前测试减少了60%以上。

由于海洋物理特性，水下通信仍然充满挑战，但当今技术能够采用系统簇的方法，利用多种通信路径创建冗余网络，在作战深度有效通信。该集成架构结合了卫星通信、作为中继平台的自主航行器以及先进信号处理技术，增加带宽并确保对抗环境中的通信韧性。将能力分布到多个平台和领域有助于潜艇在单个系统失效时仍保持关键指挥链路。

每个系统都存在局限性，但通过联合演习和实验验证这些先进能力对于改善海上指挥与控制至关重要。复杂作战环境在真实战斗条件下测试新技术，并展示潜艇如何尽可能接近"按需"接入更广泛的联合部队作战。

参考来源：美海军