美国海军如何维持其水下攻击优势(下).docx

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1、美国海军如何维持其水下攻击优势(下)目录摘要11 .指挥、控制和通信(C3)12 .环境情报准备(IPoE)23 .压制与击败敌方水下传感器34 .反潜作战45 .水面和打击战66 .水雷对策(MCM)77 .进攻性布雷88 .迫切需要10摘要本文节选自2023年6月美国哈德逊研究所发布的报告攻入堡垒：制造噪音以维持美国的水下优势，下文为文章下篇。报告提出，为了应对敌方传感器和武器所构成的威胁，美国海军水下部队需要转变其进攻行动的概念和能力，开始利用噪音，而不是一味地避免噪音，并采用有人无人协同作战。以下概念是为2030年美国水下部队建设而设计的，结合了可由潜艇、飞机和两栖战舰部署的系统，以对

2、抗敌方水下防御、为潜艇打击和水面作战赋能，并创建一支更具适应性和韧性的美国海军水下部队。下文中假设的技术要么已在美国海军中部署，要么已应用于海军、国防业和政府研究组织正在开发的系统之中。下文提出的系统之系统的用例与可用技术相一致，以帮助加速海军无人系统的部署工作。关键词：美国海军，水下作战，攻击核潜艇，无人潜航器，C31 .指挥、控制和通信(C3)指挥、控制和通信是开展进攻性水下作战行动中最具挑战性和最重要的部分。空战、导弹防御或地面战可以使用无线电进行通信，这种通信能够以光速传播，即使在低截获/低检测(1P1/1PD)模式下，也可以实现每秒数千字节的数据传输速率。水下作战与水面作战的协调需要

3、同时实现水上和水下通信。由于无线电传输在水中的传播距离有限，而声学通信在空气中的传播距离有限，因此水下作战通常采用多种通信方式。多种通信方式可能会造成通信可靠性的降低和通信延迟，这就要求潜艇能够独立进行或指挥水下攻击行动，让作战人员在时间和空间上尽可能靠近作战一线，以便其在授权攻击之前验证交战规则(RoE)是否得到满足。潜艇可以使用声学通信来指挥无人潜航器，并接收无人潜航器的数据，但需要能够与无人潜航器和载人船只或飞机进行协调的能力，这些载人船只或飞机能够部署无人潜航器、定位潜艇攻击目标或自己进行攻击。潜艇和无人潜航器可以部署以下几种装备，用于同时实现水上和水下通信：网关(gateway)。漂

4、浮在海面上的无人艇、无人潜航器或浮标可作为通信网关，与水下的平台或系统传输和接收声学信息，并与水上部队进行无线电通信。拖曳通信浮标(towedcommunicationsbuoys)。这种浮标是与潜艇时刻相连的网关。为了保持潜艇的隐蔽性，该浮标通常会保持在水面下工作，其只能接收相对低传输量的高频和低频射频传输。该浮标也可以漂浮在水面上进行传输，但隐蔽性会因此而有所下降。激光通信。这种通信方式可以穿越太空、空气和水体进行传输，但需要水上平台相对靠近水下潜艇或无人潜航器，以弥补信号衰减和信号扩散。激光通信可以实现与卫星通信相当的非常高的传输量。水下作战中涉及的通信难题表明，美国海军还需要在指挥与控

5、制(C2)方面进行相应的投资。水下作战C2工具可以帮助指挥官制定战术，进行有无人协同，以实现既定目标。水面上的部队可以建立相对可靠且低延迟的本地无线电通信，这有助于减轻战术规划负担。相比之下，水下部队需要适应不稳定的数据传输速率和延迟，并使潜艇和无人潜航器之间保持合适距离。对于由载人潜艇和少量无人潜航器组成的水下部队来说，其可以在任务前预先制定战术，并之后由作战人员手动调整。设计和完善未来进攻性水下作战所需的复杂任务线程，包括协调对敌方水下防御的压制和挫败，将需要计算机辅助的C2工具，这些工具可以解决跨域通信、声学通信或光通信的影响。决策支持工具能够以限制水下通信需求的方式构建任务线程，并使无

6、人潜航器能够利用现有技术自动运行。例如，由于无人潜航器续航能力有限，无法同时完成发现海底声纳水听器并进行长时间干扰或欺骗作战的任务，因此可以使用更大的无人潜航器来探测和绘制水听器阵列图，再通过水面上的射频信息传输将结果传输给无人机，无人机进而将无人潜航器部署到需要进行干扰或欺骗作战的区域。2 .环境情报准备。POE)无人潜航器携带的声学诱饵或干扰器都有能源限制，它们每行驶一个小时，每到一个作战区域并定位重要的传感器，其干扰强度就会降低，续航时间也会减少。用于攻击水下基础设施的无人潜航器将仅限于装备鱼雷大小或更小的爆炸弹头，并可以从各种平台发射。因此，详细了解海底和水下环境是压制或摧毁敌方水下传

7、感器网络的基础，详细的环境情报能够使无人潜航器靠近其目标。在水面上，天基和机载电子情报(E11NT)系统、雷达或光电/红外侦察系统将绘制出对手的传感器网络和防空系统。这使作战规划人员能够让飞机和导弹的打击路线避开威胁区域，以提高其生存能力，并使用电子战和反辐射导弹对敌方防空系统进行精确打击。如图1所示，美国海军也需要进行类似的作战行动以支持其进攻性水下作战。有报道提到，美国海军的水下环境情报准备还需对中国海军反潜作战平台的通用部署模式、战术和能力进行评估，因为像中国海军056型护卫舰这样的船只可能会使用主动声纳来搜索美军攻击核潜艇。因此，小型无人潜航器或中型无人潜航器所携带的被动传感器可以提供

8、有关中国海军反潜作战能力的情报。美军可以使用C17、0130或P-8A等有人飞机或MQ9B“海洋卫士”等无人机空投无人潜航器，以将其部署在更靠近关注区域的地方，这些执行空投任务的无人机还可以同时搜集中国海军反潜部队的相关情报。图1使用无人潜航器和传感器进行水下环境情报搜集1PDhostPtatforrn1DUUVsurveyP1Acorvettewith1FAVDSWiins%tre1owedarrayUASEUNRedsensorPassiveSUUVMUUVBurvey3 .压制与击败敌方水下传感器美国潜艇部队依靠其潜艇的声学优势来规避威胁和反探测。在中国南海或巴伦支海等水下防御圈中，美军

9、潜艇的声学优势可能无法对抗主动声纳，并且在美军潜艇发射导弹或鱼雷时可能会暴露其位置，被水下的被动传感器探测到。美军潜艇部队需要接受“利用噪音而不是避免噪音”的概念，以维持美国的水下优势。如今，美国海军无法以进攻行动所需的规模破坏、欺骗或摧毁敌方的水下传感器。中国仍在增强其机载反潜能力，并且中国海军可以通过使用其数十艘056型护卫舰和数千枚巡航、弹道和反潜导弹来打击每次探测到的美军攻击核潜艇，从而压制美国潜艇的行动。对抗任何一个对手的水下防御系统都需要生成数十个虚假的潜艇目标，干扰可能的数百个传感器，摧毁数十个网络节点。图2展示了美军可以用来压制或摧毁敌人水下防御的一些方法。在冲突爆发之前进行充

10、分的探测对于保持美国潜艇行动的隐蔽性至关重要。尽管中国和俄罗斯的被动水下声纳阵列可能没有美国的“综合水下监视系统”(IUSS)那么成熟，但如果美军攻击核潜艇离敌方阵列太近或在附近进行嘈杂的操作，就可能被探测到。然而，在冲突期间美军潜艇可能无法避开敌方传感器。为了降低美军攻击核潜艇成为目标的可能性，美军可以在潜艇附近部署携带发声装置的小型无人潜航器，以提高该地区的宽频背景噪声(broadbandbackgroundnoise)水平。美军攻击核潜艇可以在不影响自身鱼雷或导弹能力的情况下使用反制发射器(countermeasures1auncher)部署小型无人潜航器，或者利用更大的无人潜航器部署小

11、型无人潜航器，例如可使用超大型无人潜航器或类似MQ-9B的无人机。图2压制或摧毁敌人水下防御最重要的是，小型无人潜航器可以使用数字射频存储技术(DRFM)模拟美军攻击核潜艇船体的声纳回波，就像射频干扰机所使用的技术一样。DRFM技术通过记录、操纵和重新传输雷达波或声纳波创建诱饵，并且可以根据敌人的感知改变诱饵的大小和位置。随着主动声纳在反潜作战中的运用越来越广泛，DRFM等技术将成为保护潜艇作战的关键。攻击和摧毁敌方水下传感器和通信网络可能需要比小型无人潜航器更大的无人潜航器。克服海压需要相当大的炸药有效载荷，与鱼雷相当。无人潜航器需要较长的续航时间，以使其主机平台保持在敌方武器攻击范围或传感

12、器探测范围之外，并使无人潜航器能够在等待攻击命令时徘徊，以确保有效地协调水下作战行动。最后，当无人潜航器到达目标时，它将需要一个能够确认目标的多现象传感器模块(mu1ti-phenomeno1ogysensorpackage),以确保在交战前验证是否满足交战规则。4 .反潜作战报告指出，在和平时期，美国攻击核潜艇主要用于对敌方潜艇进行广泛的跟踪和情报收集。然而，在战时，美国指挥官计划将攻击核潜艇用于打击和水面作战；水面战斗人员和巡逻机(如P-8A)将执行几乎所有的反潜作战行动。然而，美国反潜战能力的一个严重限制是，有人飞机和水面战斗人员在战时将执行各种任务，可能无法对像中国海军这样的大型潜艇编

13、队进行反潜战。此外，美国的载人平台在最好的猎潜海域可能无法生存，比如日本群岛和菲律宾群岛的海上咽喉。w/TASUUVfie1d&1etha1attacktw/1FAVDS&MFTAfortrai1w/1FAVDS&MFTAfortraiIMQ-9BReaperstodep1oyormonitorfie1dsSonobuoySfie1dMQ-9Bforsuppressionattack无人反潜作战概念在菲律宾海的应用Protectednava1forces(CarrierStrikeGroupshownasanexamp1e)哈德逊研究所之前的一项研究提出了一种新的反潜作战方法，通过使用无人平台

14、执行大部分的反潜探测和跟踪任务，可以扩大反潜作战行动，并且降低对有人平台的需求以及其可能面临的风险；有人平台将专门用于指挥控制和交战。该研究提出的总体概念如图3所示。在这个概念中，固定的无人传感器，如“可靠声学路径转换系统”(TRAPS)或装备有拖曳式被动声纳阵列的无人艇，将沿着敌方潜艇可能行驶的海上咽喉区域进行屏障搜索。为了初步跟踪被动声纳探测到的潜艇，美国海军将部署携带诸如多静态主动相干系统(MAC)这类的声纳浮标传感器的小型无人潜航器，或者部署像MQ9B这样的无人机，因为它可以部署配备MAC的声纳浮标。无人机将留在该地区处理MAC现场数据，并将其传递给管理反潜作战行动的P-8A反潜机。该

15、飞机可以指挥一架或多架带有1FAVDS系统的无人艇，以跟踪敌方潜艇。当敌方潜艇对美国海军陆上部队或设施构成威胁时，P-8A反潜机通常会与威胁潜艇交战，并且无人机可以使用小型鱼雷或深水炸弹压制潜艇行动，迫使它们脱离并离开该海域。尽管无人系统和P-8A反潜机可以使用上述方法进行大部分反潜作战行动，但在某些情况下，美军攻击核潜艇需要发现、跟踪并与敌方潜艇交战。飞机和水面战斗人员使用的轻型鱼雷击沉敌方潜艇的可能性较小，相比之下，美军攻击核潜艇携带的Mk-48重型鱼雷击沉敌方潜艇的可能性较大。在必须击沉敌方潜艇的情况下，可能需要美军攻击核潜艇来执行猎潜任务。在高强度对抗的海域深处，如敌方战略核潜艇作战区

16、或港口附近，也需要美军攻击核潜艇进行反潜作战行动，运载固定或移动水雷的超大型无人潜航器能够辅助其作战。美国核潜艇面临的一个挑战是美军在上述海域缺乏传感器。在公海或靠近美国海岸的地方，美国部署了被用于初始探测和跟踪的传感器，在靠近美国海岸的地方部署了IUSS阵列、SURTASS船只和电子情报或海上巡逻机。为了在上述海域的反潜作战行动中找到敌方潜艇，美国的攻击核潜艇可以将无人潜航器作为分布式传感器网络的一部分进行部署。威胁环境通常会阻止飞机或船只在离敌方战略核潜艇巡逻区或港口足够近的地方部署用于反潜搜索的无人潜航器。但是攻击核潜艇可以在不影响其鱼雷能力的情况下，使用“反制发射器”来部署小型无人潜航器。正如美国国防高级研究计划局(DARPA)的项目所探索的那样，包括“移动舷外保密通信与方法”(M