技经观察丨美国DARPA海上无人项目研究现状

一、DARPA近十年海上无人项目

（一）无人水面艇项目

1. “反潜战持续跟踪无人艇”（ACTUV）项目，应对潜艇威胁

ACTUV项目于2010年启动，旨在应对潜艇威胁，重点设定3个主要目标：一是设计、建造和验证一艘试验艇，其可自主航行；二是验证这种新型平台独立部署的技术可行性；三是开发能有效跟踪潜艇的传感器，并论证其反潜战能力。该项目分4个阶段进行，第一阶段为期6个月，主要开展概念探索、系统结构研究、系统概念设计以及初步参数评估，已于2011年3月结束。2012年8月14日，DARPA在经过全面评估后，选定了科学应用国际公司（SAIC）的模块化设计方案，并授予其一项价值5800万美元的合同，用于ACTUV项目第二阶段至第四阶段的研制工作，即设计、建造并测试一艘技术验证艇。2016年，ACTUV技术验证艇“海上猎手”（Sea Hunter）正式下水，标志着ACTUV项目已经完成了原型建造工作，随后开展了一系列海上测试工作。2018年，DARPA成功完成ACTUV项目，并正式将其移交至海军研究署。

ACTUV能够利用传感器和声纳技术搜寻敌方潜艇和其他空中/水下威胁，可自主航行90天。DARPA表示，ACTUV将为美海军带来非对称优势，有可能彻底颠覆传统反潜战模式，即只需利用尺寸和成本远低于常规潜艇的无人艇就能实现与潜艇相当的使用效果。

2.“无人值守船舶”（NOMARS）项目，支持“分布式海上作战”概念

NORMAS项目于2020年启动，旨在建造和演示一种能够在海上长时间自主运行的无人水面艇，重点探索新的船体设计方法，且在舰船设计过程中不考虑舰员因素，以满足负载尺寸、重量和能源需求。该项目分两个阶段进行，第一阶段开发工作于2020年启动，项目承建商美国信佳公司（Serco）在开发过程中探索出一种全新的设计技术（DSX），通过该技术，该公司创建了从170吨到270吨的多种无人水面艇概念设计，并将其改进成名为“Defiant”的最终方案。第二阶段研发工作于2022年启动，在此阶段工作中，Serco公司将继续完善该方案，并完成无人水面艇建造工作，同时还将对其进行一系列海上测试与为期3个月的示范性部署。

当前，美海军正在推进“分布式海上作战”（Distributed Maritime Operations）概念发展。该概念旨在用大量舰艇替代少量高价值舰艇，将火力分散部署在数量较多、战略价值较低的舰船上。NORMAS项目建造成本低、建造周期短、可大量部署于作战区域，对美海军发展“分布式海上作战”概念、丰富海上作战样式具有重大意义。

3.“海上列车”（Sea Train）项目，聚焦远洋作战

“海上列车”项目于2020年启动，提出将不少于4艘12~50米长的中型无人水面艇以连接或编队航行的方式创建“海上列车”，以降低兴波阻力，使其航程能够达到数千海里，从而支撑远洋作战。该项目为期36个月，将分两个阶段进行，重点解决两方面技术难题。一是开发并演示验证无人水面艇艇形、连接器、推进装置和艇间的间隙缓解等技术，以实现“海上列车”编队航行；二是开发并演示动态控制体系架构，该体系架构能在任务计划、环境条件、无人艇位置和航速之间形成闭环，以维持“海上列车”编队航行，并最大限度提高其海上生存能力和航行效率。目前，该项目已进展到第二阶段，预计2024年前进入原型舰试航阶段。

“海上列车”项目聚焦远洋作战，从设计阶段就明确指出希望编队中的无人水面艇满载排水量能达到2000吨，能够携带反舰导弹和对陆攻击导弹，且可长期部署。未来，一旦“海上列车”投入实战运用，不仅可大幅减少对大型有人舰艇的需求依赖，更为重要的是相较有人舰艇能够以低成本方式进行远洋作战。

（二）无人潜航器项目

1. “垂钓者”（Angler）项目，聚焦深海作战

“垂钓者”项目于2019年启动，该项目旨在寻求在海底自主探索和操纵能力。DARPA希望工业界开发一种能够执行长距离水下操纵任务的“垂钓者”深海无人潜航器。该无人潜航器可自主运行，在没有外部通信的情况下就可导航、搜索、定位和物理操纵海床上或附近的物体，并能使用机载传感器进行自定位、躲避障碍物。该项目分3个阶段进行，第一阶段相关工作于2019财年启动，持续12个月，主要开展组件演示工作。第二阶段相关工作于2020财年启动，持续18个月，主要开展子系统演示工作。第三阶段相关工作于2022财年启动，主要开展综合演示工作。目前，“垂钓者”项目进行到第二阶段。

近年来，美国将无人潜航器视为夺取深海作战优势的力量倍增器，发展了多型大小不等、应用环境不同、执行任务各异的深海无人潜航器，目的是颠覆传统的水下作战样式。“垂钓者”就是在此背景下开启的无人潜航器项目，其可潜入深海执行破坏敌方通信电缆、打捞沉没潜艇和坠毁飞机、布放水雷等任务。

2.“魔鬼鱼”（Manta Ray）项目，开发长航时大型无人潜航器

“魔鬼鱼”项目于2019年启动，旨在开发新型长航时、执行远程作战且无需人工干预的大型无人潜航器。该无人潜航器具备以下三大特点：在危险度很高而且环境状况随时变化的浅海，可以长时间、自主地执行情报搜集任务；作为诱饵协助母舰艇猎杀敌方潜艇，或者对敌方潜艇进行长时间跟踪；搭载各类导弹、炸弹进行自主攻击。该项目分3个阶段进行。2020年，项目进入第一阶段，由为期11个月的初步设计审查和为期7个月的关键设计审查组成。2021年，项目进入第二阶段，后续进入第三阶段。通过三个阶段的研发，该项目最终将在动态开放海洋环境中进行无人潜航器样机演示。目前该项目进入第二阶段。诺斯罗普·格鲁曼和洛克希德·马丁公司获得“魔鬼鱼”项目第二阶段合同，将为其开发全尺寸无人潜航器原型。

DARPA称，“魔鬼鱼”无人潜航器能够独立于有人平台和港口，不再需要有人舰艇来搭载，也不需要维修港口来维修，一旦部署可在不干扰当前行动的情况下赋予美海军更高的作战能力。此外，值得注意的是，“魔鬼鱼”项目强调无人潜航器长续航能力，这意味着美国在水下能源技术方面将有所突破。而美国一旦开发出新型水下能源技术，束缚其水下平台续航能力提升的关键问题将得以解决。

（三）水下预置武器项目

1. “海德拉”（Hydra）项目，开发浅海预置武器

“海德拉”项目于2013年启动，旨在开发一类无人值守、长期待机的水下作战平台。这些平台均能在水深300米以内的海区连续静默潜伏数月，隐蔽性强、侦测难度大。该项目的关键是研发可提供情报、监视与侦察（ISR）以及反水雷等能力的模块化有效载荷。这些有效载荷模块使用标准化封装，以保证运输、储藏及发射上的安全性，同时确保这些载荷的功能可以持续数周乃至数月。该项目第一阶段关注整体方案设计，于2016年完成。第二阶段主要进行载荷和模块化封装接口的研发和验证。2017年4月，DARPA授予波音公司价值760万美元的修订合同，用于继续支持Hydra项目第二阶段的工作，该阶段完成情况尚未披露。

“海德拉”号称“海战规则改变者”，其可通过舰船、潜艇或飞机预先放置于运输航线、海上水域、咽喉要道或者前沿竞争性水域并长时间潜伏，通过远程遥控激活启动的方式，执行侦察、打击、航路封锁等作战任务。“海德拉”作为一种新型作战力量，集成了空中和水下多种武器的能力，即空中侦察、打击能力和潜艇的水下隐身能力，军事应用前景广泛。

2.“上浮式有效载荷”（Upward Falling Payload，UFP）项目，开发深海预置武器

UFP项目于2013年启动，旨在开发一种可在深度大于6千米的海底遂行5年甚至更长时间的潜伏、在防区外激活并迅速上升、配置有效载荷和武器的水下作战平台。该项目分三个阶段进行，第一阶段确定远程通信、深海高压容器及有效载荷释放的方法，相关工作于2014年结束。第二阶段主要进行样机开发，DARPA寻求在小型传感器、小型无人系统、分布式通信与导航技术、远程水下通信技术，以及能够在休眠状态下存活数年的耐久性机械与电气系统技术等领域的创新解决方案，相关工作于2016年结束。第三阶段主要是水下环境中的演示验证实验，目前项目进展情况尚未披露。

UFP可预先部署，潜伏于深海海底，一旦需要即可远程遥控激活，并根据指令将其内部预置的有效载荷释放出来，上浮到水面或者发射到空中执行各项作战任务。美海军表示，UFP项目成果一旦投入应用，不仅能节约美海军部署舰船、潜艇以及发展无人技术的成本，还可充分利用水下、水面及空中的空间，使战略部署更为立体化，极大地拓展战略力量使用空间。