随着无人驾驶船只(也称无人船)及其支持技术的发展,它们将在应对混合威胁(即结合 “公开和隐蔽的军事和非军事手段 ”的有害行动)方面发挥越来越大的作用。本文件讨论了无人驾驶舰船在混合威胁中的当前和潜在影响。本文首先简要概述了无人驾驶舰船,重点介绍了无人驾驶舰船在实际环境中的基本运作方式。

接着讨论了无人水面舰艇(USV)和无人水下舰艇(UUV)的历史、当前的发展情况以及这些舰艇的不同等级。然后介绍了在混合威胁中使用这些舰艇的一些方法,并进行了简要的案例研究。最后,对一些公开披露的无人航行器能力进行了描述,并介绍了应对这些威胁的潜在方法。

无人舰艇的历史、发展现状和等级

无人舰艇有着悠久的历史,包括在军事行动中的使用。从古代到英国抗击西班牙无敌舰队(Spanish Armada),几千年来,各国海军一直在使用火船(装满可燃物质的旧船,点燃后顺着水流漂向敌船)。十九世纪首次开发的移动鱼雷可以说是 UUV 的一种形式(以前的 “鱼雷 ”指的是现在所说的 “水雷”)。

1898 年,尼古拉-特斯拉(Nikola Tesla)首创了第一种无线遥控船只,即 USV。第二次世界大战期间,德国军队曾短暂使用过装有炸药的遥控 USV 来攻击盟军的航运目标。自二十世纪中期以来,军事部队一直使用 USV 和 UUV 进行测试和训练。此类系统还在民用领域,特别是近海石油和天然气工业中得到了广泛应用。

自二十世纪末以来,USV 和 UUV 技术的发展一直落后于 UAV 技术的发展。这在一定程度上反映了这样一个事实,即对于无人驾驶舰艇来说,空中的物理环境更为简单:它缺乏 USV 所处的海面的波动性,同时还能提供 UUV 基本上无法获得的电磁频谱。随着 USV 和 UUV 技术的成熟,以适应其更具挑战性的环境,它们可能会在一定程度上实现无人机技术在商业、业余爱好者和军事/政府应用(包括混合威胁行动)中的普遍性。本文稍后将介绍其中的许多应用。

进入千禧年以来,由数十家制造商生产的 USV 和 UUV 种类激增。全球各地的公司和政府机构都在设计、建造和测试这些用于商业、科学和军事目的的船只。对整个网络的资料来源进行分析后发现,目前有 250 多艘 USV 和 200 多艘 UUV 正在制造或处于不同的开发阶段,其大小范围跨越了两个数量级。在过去二十年中,系统尺寸的范围不断扩大。在 2000 年代,USV 和 UUV 的实验和开发主要是在小型系统上进行的,这些系统相对便宜、易于操作,并且在发生碰撞时对基础设施或其他船只造成的风险有限。随着该领域的发展,大型船只也在开发中,并与小型船只同时使用。

根据兰德公司之前的一份报告和美国海军的一份总体规划,众多 USV 中的绝大多数可根据尺寸和具体特征分为七类:

  • 环境动力型 USV,长度为几米,从环境中获取能量。它们通常具有较长的续航时间,可用于收集数据;可将其视为可自行定位、缓慢移动的传感器浮标。波音公司的 “波浪滑翔机 ”USV 就是一个例子,它既能获取太阳能,也能获取波浪能。
  • X 级 USV 的长度只有几米,没有环境动力。它们的续航时间、航程、有效载荷和航海能力有限。AEVEX 的 Mako 水上摩托艇就是一个例子。
  • 根据设想,潜航 USV 的长度在 7 米到 12 米之间,只有一个浮潜/天线组合突出水面。它们可以提供一些与 UUV 相关的隐形功能,但作为 USV,它们可以使用化石燃料和电磁频谱。
  • 港口 USV 长约 7 米,不是潜航器。它们的速度、续航力、航程和有效载荷通常都高于同等大小的潜航器,但缺乏相同程度的隐形能力。L-3 Calzoni 制造的 U-Ranger MS 就是一例。
  • 舰队 USV 的长度接近 11 米(而且不是潜航器),在续航时间、航程和有效载荷方面都优于港口 USV。德事隆系统公司制造的通用 USV 就是一例,该型 USV 用于执行海军反水雷等任务。
  • 中型 USV 的长度在 12 米到 50 米之间。例如,42 米长的 Sea Hunter 由美国国防部高级研究计划局 (DARPA) 开发,用于跟踪潜艇。
  • 大型 USV 的长度超过 50 米,例如美国海军的霸王级(长度在 60 到 90 米之间),由 Austal 公司开发。这些都是完全成熟的舰艇,可以在没有人员的情况下运行。

同样,UUV 也可以根据其大小来定性。大小不仅与续航时间、航程和有效载荷有关,还与这些设备的运输、处理、发射和回收方式有关。以下等级是根据美国海军向美国国会提交的报告划分的:

  • 小型 UUV,直径小于 25 厘米,可由一两个人在岸上或船上轻松携带。例如 Hydroid 公司的 REMUS 100,直径为 19 厘米。
  • 中型 UUV 的直径在 25-50 厘米之间,需要一些搬运设备。它们可以从岸上或船上发射。通用动力公司的 Bluefin-12 就是一个例子,其直径为 32 厘米。
  • 直径在 50 厘米到 2 米之间的大型 UUV 需要大量起重机。它们可以从岸上或大型船只上发射。洛克希德-马丁公司的 “马林 ”Mk II 就是一个例子,其直径为 1.5 米。
  • 直径超过 2 米的超大型 UUV 需要非常大的起重机。这些无人潜航器一般只能从岸上发射,除非从拥有充足甲板空间的大型商用货轮上部署。波音公司的 Orca XLUUV 就是一个例子,其直径为 2.6 米。
成为VIP会员查看完整内容
23

相关内容

人工智能在军事中可用于多项任务,例如目标识别、大数据处理、作战系统、网络安全、后勤运输、战争医疗、威胁和安全监测以及战斗模拟和训练。
《无人机战争: 印度能力建设》报告
专知会员服务
17+阅读 · 10月9日
《军事创新与气候挑战》2024最新152页报告
专知会员服务
20+阅读 · 9月5日
《减少核武器在军事联盟中的作用》2024最新报告
《军事行动自动化》【译文】2022最新报告
专知
57+阅读 · 2022年11月13日
深度学习研究及军事应用综述
专知
15+阅读 · 2022年7月7日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
105+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
9+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
7+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
21+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
14+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
A Survey of Large Language Models
Arxiv
395+阅读 · 2023年3月31日
Arxiv
66+阅读 · 2023年3月26日
Arxiv
137+阅读 · 2023年3月24日
Arxiv
19+阅读 · 2023年3月17日
VIP会员
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
105+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
9+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
7+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
21+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
14+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
微信扫码咨询专知VIP会员