探索多系统协同作战概念，从全作战域加强海洋控制能力
为了维持美海军在对抗激烈广阔海域的海上优势，DARPA通过推动跨域海上监视与瞄准（CDMaST）项目来探索新型海洋系统之系统（Systems of Systems，SoS）作战概念。2017年9月DARPA发布了CDMaST项目第二阶段广泛机构告知书（BAA），将开展工程化研究。该项目旨在促进空中、水面、水下的指挥、控制、导航定位和授时、通信、传感、武器和后勤等领域的发展，并将这些功能分散到多种低成本、可升级的空中/水下平台，构建一个由有人和无人系统组成的分布式跨域作战网络架构，以此来维持美军对作战海域的控制权。CDMaST项目于2015年11月启动，通过第一阶段工作，DARPA已经完成了海上SoS概念体系架构开发；第二阶段将对技术和作战的可行性进行试验分析，并重点对反潜战和反水面作战架构进行开发和验证。
此外，美海军还依靠黑翼潜射无人机作为通信中继，拓展水下无人系统跨域感知能力。黑翼无人机是美国航空环境公司在弹簧刀无人机基础上研发的一种管式发射小型无人机，配有先进的微型光电／红外传感器、一体化惯性／GPS自动驾驶仪系统和Link 16数据链，能够为潜艇、UUV和其它飞行器提供信息中继，可从水下由潜艇或UUV发射。近年来美国海军不断推动黑翼无人机的研发和采购工作，以期实现水下无人系统跨域获取目指信息的能力。美海军水下战中心于2017年10月授予美国航空环境公司一份250万美元的合同，用于采购黑翼无人机，首批预计2018年5月交付。
黑翼无人机通信中继示意图
03 攻关水下关键技术，提升水下无人系统作战效能
大力发展水下通信技术，增强水下无人系统信息获取能力
由于海洋水体的特殊性，水下作战平台之间以及与水面上平台和中心的通信都存在许多问题，很难满足未来水下作战对信息传递的需求。美军近年来连续启动水下通信技术研发项目，推动水下光学、声学和无线电通信技术发展。
模块化光学通信（OCOMMS）载荷项目旨在寻求一种光学全双工通信载荷实现空中水下平台间的跨介质通信和水下平台间的通信，这种光学通信方式的数据通信速率高，且具有低截获概率和低探测概率（LPI/LPD）特性。美海军空间与海战系统司令部于2017年3月发布模块化光学通信（OCOMMS）载荷项目公告。
水下多声传感器可靠配置异构集成网络（SEA-URCHIN）项目将先进物理层算法引入水下通信调制解调器，使用多种网络协议将传感器信息及时传送到信息中心，以提高水下声通信的可靠性和覆盖范围。DARPA于2017年3月选择以色列航空工业公司（IAI）开发SEA-URCHIN项目。
机械天线（AMEBA）项目旨在利用特低频（ULF）和甚低频（VLF）无线电波能够水、土壤、岩石、金属和建筑材料的优异穿透与绕射性能，实现军用远程通信。ULF通信将使在水下作业的有人和无人平台之间进行直接通信以及发送数据、文本甚至语音成为可能。2017年8月，DARPA陆续向6家承包商授出了AMEBA项目第一阶段研发合同，标志着该项目正式启动。
机械天线项目示意图
研发水下充电技术，延长水下无人系统工作时间
美国海军于2017年3月向航空喷气洛克达因公司授出合同，发展用于UUV水下无线充电的电力与能源管理系统，该合同美海军研究局（ONR）前沿部署能源与通信前哨（FDECO）项目的一部分。该管理系统能使UUV不必航行至港口或舰艇附近就能进行无线充电和数据的上传下载。
美海军空间与海战系统司令部太平洋中心于2017年8月底表示正在研发可以在水下为UUV无线充电的技术。该技术以共振无线充电为基础，利用共振的方式传递能量，可以为一个拥有相同频率接收器的物体充电，不过在水下充电需要考虑海水传导能力较弱的问题。该中心还在研发可为不同尺寸UUV充电标准化的水下充电站。该技术的成功应用将延长UUV的工作时间，极大拓展UUV的任务范围并更好的保障其安全。
利用水下无人系统探潜，保障己方作战平台的安全性
随着潜艇隐蔽性的不断提高，水下探潜也成为UUV的主要作战任务之一。2017年7月，DARPA授予BAE系统公司移动舷外隐蔽通信和方法（MOCCA）项目第一阶段合同，用以发展利用UUV的新型声呐探潜技术。
MOCCA项目将研发一种主动声呐系统，由UUV携载小型主动声源发射声波，再利用潜艇检测设备监听回波信号；同时，为了实现潜艇位置隐藏、远距离的探测跟踪潜艇对UUV的指挥控制，项目还将研发潜艇与UUV间可靠的隐蔽通信技术。DARPA于2016年1月公布MOCCA项目，第一阶段将主要进行声呐系统及通信概念的初始设计。
结束语
2017年，美国从部署、装备和技术等多方面促进自身水下无人系统的发展，尤其是成立专门的水下无人系统作战编队并参与实战应用，表明其水下无人系统已具备较成熟的作战能力。未来，美国将在继续发展装备和技术的基础上更多地研究水下无人系统的作战使用，探索新型水下无人作战模式，这将为水下作战和海上作战带来革命性的变化。
作者：北京海鹰科技情报研究所 王雅琳 文苏丽 来源:《无人系统技术》2017年第6期
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