无人机反潜：新方向还是迷思

晨枫

珠海航展上，中国航空工业再次奉上大量无人机设计，从高大上到小土廉一应俱全。现在中国可能是世界上无人机研发和制造最活跃的国家了。同时，美国海军“康涅狄格”号核潜艇在南海水下撞上“不明物体”，再次引起人们对中国反潜能力的关注。中国海军已经大量部署运-8反潜机，但还不够。无人机反潜能接过重任吗？
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! ^# o& G9 f' x* X1 N; z运-8反潜机是中国海军航空反潜的利器
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% ?. n0 y5 P' O) Z4 H9 s+ g无人机反潜是航空反潜的最新动向。航空反潜是二战时代发展起来的，针对必须时常上浮换气充电而缺乏防空、观察不便的潜艇，飞机具有单向碾压的优势。战后，美国继续发展反潜机，以洛克希德P-3C“信天翁”和波音P-8“海神”为代表，法国“大西洋I/II/III”、俄罗斯伊尔-38也获得了一定的成功。另一方面，潜艇的潜航时间大大延长，核潜艇在离港后，除非有特殊任务，就不再上浮，使得空中目视观察的作用大大降低，雷达也只有在潜望镜状态才能捕获潜艇。磁异常探测的作用距离有限，只有在很近距离上才能相对可靠低捕获潜艇。
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波音P-8正在投放声纳浮标
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声纳浮标使得航空反潜重建探测优势。声纳浮标有主动和被动两种。主动声纳浮标主动发射声信号，通过回波来探测潜艇。主动声纳浮标的技术比较简单，探测也可靠，但容易暴露搜潜意图，提醒潜艇及早躲避。消音瓦也降低声信号的反射，降低被探测的机率。被动声纳浮标完全靠听音来被动探测，所以必须成批投放，三角定位。被动声纳浮标最大的好处是隐蔽，完全不惊动潜艇，既可以用于和平时代的监视，也可以用于战时的猎歼。美国海军主要用被动声纳浮标，苏联海军主要用主动声纳浮标，现在的俄罗斯海军可能也开始改用被动声纳浮标了。

中国反潜机主力是运-8反潜机，具有至少对标美国洛克希德P-3C的性能。但运-8反潜机的基础是运-8运输机，基本技术老旧，速度和留空时间不够理想，与美国波音P-8相比还有距离。随着商飞C919越来越接近投产，不断有人推想是否应该以C919为基础推出下一代反潜机，这或许是误入歧途了。

! C! ?; S; s3 j6 M# m' L中国海军的航空反潜不能满足于在海岸线晃荡，需要深入第一岛链以远的远海。但不管是以民航机还是运输机为基础，在不能确保制空权的空域，反潜机很难在长时间低速徘徊中保证生存。嘉手纳的F-15是很大的威胁，美国战斗机还可能回到菲律宾。实际上，美日的反潜机在东海、南海有一样的问题，在解放军的歼-11、歼-16的威胁下，基本上没有生存力。二战时代航空反潜的辉煌在现代很难重现，因为那时战斗机很少出海岸线，因为没有足够的航程，对大洋上的反潜机没有威胁。
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实际上，不仅反潜机，预警机、加油机都有相似的问题，或者需要用隐身化提高生存力，或者需要用无人机和分布化达到同样目的。
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MQ-9B“海卫士”具有一定的反潜能力
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进入无人机时代，诺斯罗普MQ-4C“海神之子”、通用原子MQ-9B“海卫士”成为海上巡逻/反潜新军，不过MQ-4C以海上巡逻为主，反潜不是重点。无人机最大的好处是长航时，没有空勤机组，运作费用也较低。但无人机反潜有几个问题：

) q7 B2 O5 [# M" O1、        起飞重量小，无法携带大量的声纳浮标。MQ4-C在无人机里就是大型的了，翼展与波音P-8相当，但P-8的起飞重量几乎六倍于MQ-4C，可带的声纳浮标和反潜武器自然不可同日而语。MQ-9B更小，只有MQ-4C的1/4，有效载荷对反潜完全不够用。
$ l' n" Z( |8 j+ Y) _2、        无人机的长航时是靠超大翼展平直翼得到的。超大翼展平直翼的升阻比很高，在半动力飞行、半滑翔中可以轻易达到十几小时、几十小时的留空时间，但这样的低翼载也使得在海上低空投放声纳浮标或者投放反潜鱼雷的时候，容易受到低空阵风和切边风的影响。P-3C和P-8的中等翼展是巡航效率和低空抗风能力的较好折中，但无人机也用中等翼展的话，不仅载荷小的缺点还在，留空时间长的优点也要丧失了。
$ b/ u$ ~+ q" D; F3、        无人机的长航时是以低航速为代价的。MQ-4C的最大速度只有575公里/小时，MQ-9B的巡航速度更是只有313公里/小时。相比之下，P-8的巡航速度是815公里/小时，涡桨的P-3C的巡航速度都要达到607公里/小时。反潜机的速度是个微妙的问题，在飞赴目标海区的时候，速度需要足够快，这是发现嫌疑潜艇后及时锁定的关键，太晚了嫌疑潜艇可能逃出搜索区了。但到达搜索区后，速度要低，P-3C的搜潜速度降低到382公里/小时。不过搜潜速度低的第一个原因是为了便于目视观察，在先进光电的帮助下，低空低速抵近搜索已经不很必要了；第二个原因是声纳浮标和反潜鱼雷的投放不能超过规定的速度和高度，但随着技术的进步，这个限制也大大放松了。所以无人机的低速搜潜已经谈不上长项，但飞赴目标海区的时间肯定太长了。

无人机反潜依然是大有潜力的，但思路需要改一改。
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! G9 I7 J& w# h* Q4 r无人机反潜最大的长处是长航时宽域搜索，最大的短处是无法携带足够的声纳浮标和反潜鱼雷。反潜鱼雷的问题好解决，远程反潜导弹从岸上、空中、水面平台发射，可以补上无人机反潜火力不足的问题。潜艇的速度是有限的，速度越快，噪声越大，越容易跟踪。只要反潜机能保持可靠跟踪，反潜导弹的飞行时间不是问题。射程也不是问题，用战斗机带上飞过来投放都是可以的。只要有需要，岸基、舰载反潜导弹的射程增加到几百公里也不是难事，这比反舰导弹容易多了，高弹道、预编程中段制导、指令末段制导就可以。潜艇是高价值目标，目标数量不可能太多，反潜导弹的投送成本再高，只要能打中，与潜艇成本相比，依然是非常高的性价比。

* k" t% ^% j% K. }* D声纳浮标不能靠远程投送，这本来就是反潜机的任务，无人反潜机需要其他“辅助反潜机”运送和投放声纳浮标，这就不合适了，需要有另外的思路。

无人机和有人机一样，机载探测手段不给力，最终还是需要沉浸在水中的传感器，但未必是空投的声纳浮标，不过需要在水中能长时间悬浮，还需要能在需要的地方、需要的时候部署。声纳浮标是最方便的，但不是唯一的。首先有水声监测网络。事实上，声纳浮标是水声监测网络的补充，而不是反过来。

3 F6 S2 _; c, A: I  T$ u9 P# V水声监测网络利用固定安置在海底的被动水声探测装置，用光纤连接成网，持续监听水声环境，对目标进行分类、跟踪。这相当于陆地上的防空雷达网，是远程宽域水下监控的关键。美国的SOSUS是第一个水声监测网络，最早是50年代在北大西洋的GIUK线开始构筑的水声监测网络，扼守格陵兰-冰岛-英国一线，监控苏联潜艇进出大西洋的情况，以后逐渐扩大范围，现在太平洋也在广泛部署，具体的位置和性能当然是严格保密的，也是在不断更新的。

事实上，在很长时间理，连SOSUS的存在和名字都是保密的，有关人员身穿无标志的普通海军制服，比核潜艇人员还要神秘。1985年开始，固定的水底阵列由机动的SURTASS拖曳声纳船队补充，前些年在南海被中国渔船围困得挂出“声纳无铜，捞起无用”标语的就是SURTASS的船。1991年后，SOSUS才解密，改称IUSS，人员开始佩戴标志。

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) d- o, {1 J% C" V8 O曾在南海被中国渔船困住的SURTASS船“完美”号
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据报道，在60年代，SOSUS的传感器就能检测到几百公里外不到1瓦功率的水声信号，但当时的电话线技术决定了基站与水下传感器的距离不能超过280公里。随着同轴电缆和光纤的使用，水下传输距离当然极大提高了，也使得同一根缆线上可以“挂”多个传感器，减少了铺设和维护的工作量。形成线阵的水声传感器还可以像侧视雷达一样，用合成孔径提高探测精度。

SOSUS不仅需要水下传感器阵列和基站，还需要海底电缆船队进行布设和维护，这是常年不断的工作。这在SOSUS高度保密时代还成了问题，因为没有名目，不好申请预算，难以维持足够大的支援船队。
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# ]4 Q7 E' u( L, a% M0 |SOSUS很成功。在克服了最初缺乏苏联潜艇声纹问题之后，SOSUS成为美国海军在北大西洋（后来遍及全球）监控苏联海军活动的最重要手段。由于SOSUS和核潜艇部队的保密，还闹出一些笑话，比如SOSUS在上报中，声称“发现苏联潜艇在基地外徘徊”，其实是美国潜艇在秘密渗入，而报告的密级较低，弄得负责美国潜艇绝密行动的指挥机关很被动。另外，美国潜艇对自己的静音很自信，认为SOSUS只听得到苏联潜艇，听不到美国潜艇，其实没有这回事，以后的潜艇设计根据SOSUS的数据进行改进，加强静音。但这也暗示了外国如果也有SOSUS，美国潜艇一样原形毕露。
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据传说，中国正在大举兴建中国的SOSUS，具体当然是保密的，但以中国的建设速度和现代技术发展，中国SOSUS形成规模并不是遥远的事，如果不是已经形成规模了。这是与建成国土防空雷达网一样重要的事情。

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太平洋海底的地形复杂，是布设SOSUS的好地方

" y- x9 p* W5 b& t7 s8 l! d水声监测网络的传感器一般布设在大陆架边缘上，这好比陆地上的悬崖边上，居高临下，登高望远，而且把守着从海岸延伸出去的大陆架。在深海里，则主要布设在海底山脉的峰顶。也是和陆上雷达站居高建造一样的道理。这些传感器以控制深海和远海为主。对于浅海的大陆架，在海底上网状布设为主。这样的多层水声网可以构成严密的远程探测和海岸探测体系，不仅有效监控中国海岸的水下，也有效监控远海水下，航空、水面、水下反潜不是靠自己漫无边际地搜潜，而是在水声监测网络的预警和引导下有目的地搜潜，效率高多了。在SOSUS足够密集的海区，航空反潜的补盲要求很低，基本上可以做到无死角覆盖了。
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中国的水声监测网络从海岸线延伸到500-1000公里以外的远海是完全可能的，也就是说，有效覆盖到至少琉球海沟和菲律宾海沟以远，以及南海全部。这对中国的海洋反潜的重要性和地面雷达网对防空一样重要。
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但固定的水声监测网络还不够，需要拖曳声纳船机动补盲，就像预警机与地面雷达网的关系一样。但SURTASS那样的船是军辅船，不是作战舰艇，缺乏自卫能力，用于平时搜集潜艇声纹很有用，但用于战时搜潜就太危险了。机动补盲正是携带大量声纳浮标的反潜机的作用，也正是无人机难以实现的作用。
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但换一个思路，波浪滑翔器可以填补机动补盲的空隙。波浪滑翔器是新技术的超长航时无人艇，分水面体和潜航体部分，两者之间用拖带索项链。水面体一般像滑水板一样扁平，但为了增加载荷容积和加强自翻正能力，也壳采用V形艇体。水面体是无动力的，可以布设太阳能电池板，为锂电池和设备充电。


在2021年的国家安全日电视节目里，有一艘神秘的无人艇，这就是缴获的波浪滑翔器

- Y5 i5 z- \% M$ `# u! D潜航体一般像鱼雷的形状，但两侧各有一排“船桨”，好像百足虫一样。桨叶可自由地上下翻转，但最大角度限制在正负45度位置，不能继续翻转到更大角度了。水面体在波峰上把潜航体往上拽，在波谷时潜航体靠重力自然下沉，使得桨叶像摇橹一样上下偏转，并产生推力。不同的时，摇橹是左右划动，波浪滑翔器的桨叶是上下拖动。
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摇橹在左右划动中，斜面对着推进方向，通过来回翻转橹面，在每一次划动中都产生推力


4 G* p8 I$ B7 \5 p" r% l  B6 _波浪滑翔器是相似的原理，只是改成利用波浪的升沉运动牵拉而上下划动了
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波浪滑翔器不怕风浪，风浪越大，速度越快。波浪滑翔器也有很大的力矩，可以拖带沉重的负荷，只是速度不快，通常在3节左右。好处是持之以恒，一段时间下来，也可以航行很远。2013年，美国Liquid Robotics的“本杰明·富兰克林”号波浪滑翔器在一年多一点点的时间里，从旧金山无动力远航到澳大利亚昆士兰的邦达堡，航程14703公里，创造了自主无人艇的世界远航纪录。

不过波浪滑翔器怕完全无风无浪的情况。海面平静似镜的时候，波浪滑翔器就彻底没有动力了。好在这样的天气一般阳光明媚，所以第二代波浪滑翔器在潜航体尾后增加电动螺旋桨，在无浪的晴天用太阳能电池板直接驱动。

作为搜潜平台，波浪滑翔器可搭载主被动声纳和磁异常传感器，用于探测过往的潜艇。由于系统重量和功率加大，性能大大优于相对简单的声纳浮标，需要的数量也可相应减少。如果潜航器的拖带索可以收放，还可按需要下沉，采集海水盐度的温度，海流的速度和流向，进一步丰富采集的水声信号的信息量。水面体可以安装卫星导航天线和数据链天线，便于自身精确定位和向飞机、舰船、岸站、卫星发送信息。
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波浪滑翔器的成本低，具有实际上无限长的巡航时间，可用飞机、舰船、潜艇在平时就大量布放，或者在需要时用速度较高的运输机定点“快递”补盲，还具有低速自航和定点巡逻的能力，或者在需要时用电动推进冲刺到目标海区的快速转移能力，与空中长航时巡航的无人机相配合，实际上相当于自航声纳浮标把无人机无法携带大量声纳浮标的问题解决了。当然，无人机不仅需要通信中继能力，还需要自带雷达，目标潜艇真的上浮了，或者在通气管状态，还是需要能探测得到的。这相对容易做到。


! ]3 r( m; J8 }国家海洋技术中心的“海鲸”号波浪滑翔器

! Q. f% d' x) D' h2 O. y, f中国在波浪滑翔器方面也很活跃，国家海洋技术中心的“海鲸”号已经试验成功，大量用于海洋水文调查。只要有需要，用作军用毫无困难。

& h6 z) l0 T+ V$ ~" t$ c0 t) C无人机与SOSUS和波浪滑翔器的组合依然不能完全取代传统的有人反潜机，有人反潜机的搜潜、反潜合一的能力在应对突发战情的时候还是有用的，但在很大程度上转入补充作用了。运-8反潜机的速度勉强够用，留空时间对于补盲来说不是大问题，日后更新总是需要的，但不着急了。另一个搜潜反潜合一的利器当然就是潜艇了，中国的潜艇技术也在迅速逼近世界最先进水平，039C的蘑菇形围壳只是小小的提示，095还是神龙见首不见尾，但这是题外话了。

无人机反潜在中国是大有可为的，但需要换一个思路。