超大型水下無人載具(XLUUV)

英國國防部在2019年4月16日公布超大型水下無人載具(XLUUV)項目發展計畫,此為英國國防部公佈的概念示意圖。

在2020年3月,英國MSubs Ltd公司獲得合約發展XLUUV的原型載具Manta。

此照片為MSubs現有的S201水下無人載具,MSubs會以此為基礎研製體型更大、續航力更長的Manta

(上與下)MSubs Ltd公司網站上兩種XLUUV的概念圖

 

 


 

 

在2019年4月16日,英國國防部宣布將展開超大型水下無人載具(Extra Large Unmanned Underwater Vehicle,XLUUV)項目,目標是能持續在海上作業三個月、航行3000海里。英國國防部同時宣佈啟動一個競爭計畫,由英國國防部防衛科學與技術實驗室(Defence Science and Technology Laboratory,DSTL,與美國DARPA類似)負責,目標是取得一種無人水下系統,滿足前述長時間水下自航任務的需求。DSTL要求有意競爭者需在同年6月11日之前繳交提案,目標是2019年8月正式選定獲勝的廠商團隊,並與該廠商簽署價值250萬英鎊(約330萬美元)的合約。依照此計畫,XLUUV原型的設計、製造與測試工作維持三年,競標獲勝廠商以一年的時間,基於現有的商規水下載具進行研究、設計與修改,完成一艘XLUUV原型,隨後交由DSTL與皇家海軍單位進行為時2年的測試。此外,英國國防部還希望獲得進一步200萬英鎊的經費進行後續測試,不過以當前英國國防部困窘的財源,這恐怕很難實現。

值得一提的是,在英國國防部宣布XLUUV計畫之前,美國海軍超大型水下載具(Extra Large UUV,XLUUV)項目才在2019年2月13日與波音簽約,由波音負責設計、建造四艘虎鯨(Orca)大型水下自航載具,是基於波音現成的回聲航海家(Echo Voyager)載具為基礎。由於美國與英國發展的時間點相近,就連計畫名稱都一樣,因此或許英國將會與美國一同進行發展,以分攤研發與購置經費。

 

依照DSTL的要求,XLUUV載具必須提供約70立方英尺(2立方公尺)的內部容積來裝載各種任務模組,包括感測器、其他任務裝備等,任務籌載總重為2公噸。XLUUV的主要任務是情報蒐集,能自主離開港口基地、自航至任務區域作業,在無須人員介入協助的情況下在海上自主操作至多三個月。XLUUV能探測水下的敵意目標(如敵方潛艦),並將情資回報給岸上指揮單位,大幅提高皇家海軍的反潛監視與作戰能力。

這項計畫主要目的是協助皇家海軍瞭解關於XLUUV在未來作戰中的潛力與作業方式。依照DSTL公布的文件,XLUUV載具的水下聲噪極低,設計原則應用開放式系統架構,能輕易整合各種第三方系統、抽換感測器以及其他種任務裝備。依照DSTL的文件,XLUUV項目的可能任務範疇包括偵察與監視(reconnaissance and surveillance)、水下資料蒐集、籌載施放回收、遠隔自動感測與警告(remote automated sense and warn)等能力,相關籌載選項包括光電感測器、電子戰、通信設備、電子截收設備、能在相當距離進行反潛作戰的聲學/非聲學監視傳感系統。 

DSTL的文件列出三種可能用來評估UUV以及無人自航控制系統的轉換任務情境,涵蓋情報蒐集、組成一個反潛作戰屏障、部署與回收感測器籌載等:

1.監視海上作業區域交通:XLUUV從碼頭出發後,能自主在水下航行到預定的位置,在潛望鏡深度或更深的深度航行,然後在該水域持續作業至多三個月,監視附近海上交通狀況,蒐集資訊的感測器包括水面上(雷達等)、水面下(聲學)、光電探測系統。在作業期間,XLUUV可以在附近海床坐底,然後施放由信號纜線連接的傳感器到潛望鏡深度。在這類任務期間,XLUUV必須能識別出某些需要特別關注的目標船隻出現,如果發現這類目標通過,就回報相關接觸信息,然後持續進行監視任務。

2.提供反潛作戰屏障:XLUUV在水下渡航抵達預設的檢查點(checkpoint),然後在預設的反潛作業水域持續值勤三個月。XLUUV透過搭載的聲學感測器監視周遭水下環境,辨認出特定類型目標(如敵方潛艦)的聲學特徵後進行監視,判斷是否有敵意,回報相關接觸信息,然後繼續進行巡邏任務。或者,回報接觸信息之後,岸上單位可重新設定這艘XLUUV的任務。

3.部署籌載的感測器在海床上,一段時間後找到感測器並回收:在這種任務中,XLUUV渡航到作業水域外圍,升起桅杆等待信號。如果接收到控制單位發出的行動信號(go code),XLUUV就下潛到作業深度,移動到預定作業位置,然後在海床投放感測器籌載。隨後XLUUV離開作業水域,上浮到潛望鏡深度升起桅杆等待信號,透過資料鏈發出「完成」代碼(complete code)給控制中心,然後返回基地。一段時日後,XLUUV可回到最初投放感測器的位置,在海床上找到感測器並回收,帶著感測器返回基地。

 

原型載具:Manta

MSubs的S201水下無人載具

在2020年3月5日,第一海相Tony Radakin上將在水下防衛與安全會議(Underwater Defence and Security Conference)中透露,皇家海軍已經與位於普利茅茲(Plymouth)的MSubs Ltd簽署合約,研製一艘原型水下載具用來研究、驗證XLUUV的相關技術,初始階段合約100萬英鎊,如果初期測試順利就會執行下一階段150萬英鎊的合約,進行各項能力測試。這項採辦是在國防部防衛安全加速採辦部門(Defence and Securities Accelerator,DASA)體制之下,由英國國防部、民間業界與學術界緊密合作,加快新技術的研發、驗證與部署的速率。原型載具稱為Manta,長約30m,航程可達3000海里。

MSubs會以該公司現有的S201水下無人載具為基礎來發展Manta。S201長度9m、重8.9噸,能在305m深的水下持續作業48小時。