大型無人水面載具(LUSV)

美國海軍從2020財年開始發展的大型無人水面載具(LUSV)能搭載偵測與武器裝備,

能由多艘LDSUV自行組成「幽靈艦隊」或配合一般有人水面船艦聯合作戰,是美國海軍

分佈式海上作戰(Distributed Maritime Operations)的重要體現。

美國海上系統司令部(NAVSEA)為伊拉克建造的近岸支援船(Offshore Support Vessel,OSV)。依照美國海軍規劃

,頭兩艘用於研發、測試的LUSV原型可能會以OSV的船型為基礎來發展。

奧斯特美國分公司(Austal USA)在2019年海上、空中、太空軍備展(SAS 2019)中展出的LUSV提案,以該廠

為美國海軍建造的先鋒級(Spearhead class)遠征快速運輸艦(EPF)為基礎,艦體中部可搭載MK-41垂直發射器。

阿特拉斯北美分公司(Atlas North America)與哥倫比亞集團(The Columbia Group)在2020年海軍水面船艦協會年度論壇

(SNA 2020)公布了該集團的LUSV概念,以德國TKMS集團的MEKO A-100巡防艦的船體為基礎發展而來。

美國國防部戰略能力辦公室(SCO)主導的大君主幽靈艦隊(Ghost Fleet Overlord)

項目的兩艘原型自航船遊騎兵號(Ranger)以及牧羊人號(Nomad OUSV-2)在加州外海編隊航行,攝於2021年。

2021年9月4日美國國防部公佈遊騎兵號原型無人載具發射標準SM-6防空飛彈的視頻畫面。

標準SM-6飛彈的發射模組設置在遊騎兵號艦尾的白色集裝箱模組裡,直到發射前才將

發射器從集裝箱模組舉升起來。此發射系統日後成為Mk-70 Mod 1遠征發射器。

MK 70 Mod 1遠征發射器(Expeditionary Launcher)是基於MK-41發展的集裝箱化舉升式四聯裝飛彈發射器,

能裝填各種能相容於MK-41的戰術飛彈;此發射器可由陸地拖車底盤部署,或輕易布置在無人或有人船隻的甲板上。

2021年9月,美國國防部大君主幽靈艦隊計畫無人測試船遊騎兵號(Ranger OUSV-1)在海上試射標準SM-6飛彈,就是從

部署在甲板上的集裝箱化遠征發射器發射。

攝於2022年6月的遊騎兵號;此時該船已經編入美國海軍,準備參與2022年環太平洋演習(RIMPAC 2022)

攝於2022年7月環太平洋演習(RIMPAC 2022)期間的牧羊人號原型無人載具。

攝於2022年7月環太平洋演習(RIMPAC 2022)期間的遊騎兵號原型無人載具。

美國海軍接手國防部「大君主」項目之後訂購的第一艘LUSV原型:水手號(USV Mariner OUSV-4),

2022年8月23日舉行命名洗禮儀式。

Austal的LUSV想像圖,出現於2021年中旬。注意前部設置一個艦橋,必要時能由人員駕駛操作。

艦體中部設有垂直發射系統。

洛馬集團在2022年1月美國海軍水面艦年會(SNA 2022)公布的無人水面船艦選項(OUSV)

概念。现場展出的船體平台基本上與「大君主計畫」相同,載具甲板上裝載兩個SEWIP Block 2

電子戰系統的20英尺集裝箱模組,以及四個40英尺 集裝箱模組。其中,兩個40英尺集裝箱是舉升式

MK-41垂直發射器,此種武器稱為 遠征武器系統(ExWS),美國陸軍中程打擊武力(MRC)

也使用類似系列,將MK-41垂直發射器單元結合到機動拖車上。

(上與下)2023年9月18日,遊騎兵(USV Ranger OUSV-1)抵達橫須賀

(上與下)2023年9月18日,水手號(USV Mariner OUSV-4)抵達橫須賀

2023年9月16日整合戰鬥議題(IBP)23.2演習中,遊騎兵號(USV Ranger OUSV-1)與

路易斯.克拉克級乾貨彈藥補給艦查爾斯.德魯號(USNS Charles Drew T-AKE 10)以及蕭普號

(USS Shoup DDG-86)飛彈驅逐艦進行編隊以及航行中補給作業。 

2023年9月16日整合戰鬥議題(IBP)23.2演習中,遊騎兵號(USV Ranger OUSV-1)正與

路易斯.克拉克級乾貨彈藥補給艦查爾斯.德魯號(USNS Charles Drew T-AKE 10)進行航行間

加油作業。遊騎兵號的兩舷並沒有設置橫向補給接收站,所以只能透過補給艦後方的加油管

進行縱向補給,而且此作業仍需要派遣人員到遊騎兵號甲板上進行。 

2023年9月16日整合戰鬥議題(IBP)23.2演習中,遊騎兵號(USV Ranger OUSV-1,上)與

水手號(USV Mariner OUSV-4)兩艘無人船進行海上機動。

2024年1月11日,大君主計畫第四艘原型船前衛號(USV Vanguard OUSV-3)在奧斯特船廠美國分公司下水。

前衛號是大君主計畫中,第一艘完全根據無人船艦需求而設計建造的原型艦。

 

──By Captain Picard


 

起源

在2017年2月下旬,美國海軍水面船艦項目主管辦公室(Director of Surface Warfare,OPNAV N96)主管神盾艦與反彈道飛彈防禦(Aegis and Ballistic Missile Defense)的助理部長Chris Sweeney上校向美國海軍研究所(USNI)透露,美國海軍正進行未來水面作戰船艦(Future Surface Combatants,FSC)概念研究,打算發展一系列不同的船艦來取代美國海軍現役巡洋艦、驅逐艦以及LCS濱海戰鬥船艦,構成未來數十年的美國海軍水面艦隊。此時FSC的需求與細節尚未完全確定,初步方向是發展三種水面作戰船艦,包括一種大型船艦、一種小型船艦以及一種無人的水面作戰載具,這些不同水面作戰平台會由共通的整合作戰系統(integrated combat system)來結合;這個計畫後來發展成水面作戰能力演進計畫(Surface Combatant Capability Evolution Plan,或稱Surface Capability Evolution Plan,SCEP)。這項計畫也代表美國海軍正式決定引進無人化水面作戰平台。

在2017年2月15日美國海軍工程社群(American Society of Naval Engineers)的科技、系統、船艦會議(Technologies, Systems and Ships conference)中,Chris Sweeney上校透露美國海軍已經在2016年10月完成兩項作戰能力評估,檢視美國海軍目前作戰與技術上的缺口;這兩項評估都指出,美國海軍必須加強致命性(lethality)、武力分佈( distribution of forces)、人機團隊(human-machine teaming)、整合效用(integration of effects)等四個方面。基於這些評估,加上美國海軍的未來艦隊架構(Future Fleet Architecture)研究,美國海軍的水面艦社群準備在2017年6月進行大規模的兵棋模擬推演,初步驗證相關的概念,然後在7月產出「水面武力初始概念文件」(Surface Force Initial Capabilities Document)。在這些初步概念論證中,包括用來取代現役神盾巡洋艦、驅逐艦的未來大型水面船艦;此外,還有更具野心的各型無人水面載具,會議中有更多更廣泛的討論,包括是否該推出多種不同尺寸、不同酬載、不同能力、不同船體設計(如單體或小水面雙體等)的無人載具來函蓋各種作戰需求,以及無人水面載具與其他水面作戰船艦該如何整合(例如戰鬥系統的整合程度)等等。而FSC的載人船艦設計也會配合這些無人水面載具。



大型無人水面載具(LUSV)出現

在2019年3月12日,美國海軍公布2020財年預算草案,其中首次出現大排水量無人水面載具(Large Displacement Unmanned Surface Vessel,LDUSV)項目,又稱大型無人水面載具(Large Unmanned Surface Vessel,LUSV)。依照此時的規劃,美國海軍打算在接下來五個財年(2020至2024財年)花費27億美元研發並購置10艘LUSV,每個財年訂購兩艘,在2020財年首先申請4.47億美元進行研發並 建造首批兩艘,主要用於研究與發展。 相較於2019財年,美國海軍在2020財年為MUSV申請的研發預算增加2400萬美元,為LUSV項目申請的研發預算增加3730萬美元,使得這些USV項目進度加快,並在2021財年起從研究發展測試評估(Research, Development, Test and Evaluation,RDT&E)進入購買(procurement)階段。美國海軍作戰部長(Chief of Naval Operations,CNO)約翰.李查森上將(Adm. John Richardson)表示,美國海軍將LUSV項目列為高度優先,類似MQ-25航母無人加油機項目。

美國海軍海上系統司令部(Naval Sea Systems Command,NAVSEA)發言人Alan Baribea表示,LUSV項目是美國海軍分佈式海上作戰(DistributedMaritime Operations,DMO)的重要一環,能提供相對低價、高持續性、能針對不同任務重構的無人船艦,裝載各種不同的作戰籌載,支持美國海軍一般有人船艦的作戰。LUSV能在前沿地區部署與作業,多艘無人LUSV可進行群體作業,或者編入一般有人艦艇的戰鬥群執行反水面(Anti-Surface Warfare,ASuW)與打擊作戰。

美國海軍發展各型無人水面載具的起點是先前國防部先近防衛研究計畫局(Defense Advanced Research Projects Agency,DARPA)的連續追蹤反潛無人載具(ASW Continuous Trail Unmanned Vessel,ACTUV)項目(另有專文介紹) ,此項目建造了海獵人號(Sea Hunter)無人水面載具來驗證與展示相關技術。在2018年2月,ACTUV項目正式從DARPA移交給美國海軍研究辦公室(Office of Naval Research,ONR),美國海軍將海獵人號項目作為本身中型無人水面載具(Medium Displacement Unmanned Surface Vessels,MDUSV)的起點;而MDUSV相關經驗自然也能提供給LUSV項目。

這些大、中、小型無人水面載具都透過網路與其他有人、無人水面船艦連結。先前美國海軍艦隊曾表示,希望發展中型無人水面作戰載具,部署在大型水面作戰船艦的前方,擔負偵察監視等工作。美國海軍希望各型無人水面作戰船艦都能至少以半自主(semi-autonomously)地運作。依照這樣的作戰規劃,LUSV未來實際部署時,可能依照不同功能和任務,搭配不同的裝備模組,例如有些LUSV節點主要作為感測節點,向作戰網路提供情報資料;而某些LUSV則主要作為火力節點,搭載較多數量的飛彈。

美國海軍對於引進大型無人水面載具相當堅決,即便此時相關需求和規格尚未確定,但確定將盡快發展這種能力並引進艦隊;為此,美國海軍還在2020財年預算中調整許多原有的船艦維護和購置計畫,包括打算取消哈利.杜魯門號(USS Harry S. Truman,CVN-75)航空母艦原訂在2024財年進行的更換燃料棒與複雜檢修(Refueling and Complex OverHaul,RCOH)工作,等於將這艘航空母艦提前除役,此外還推延一些新兩棲艦艇的訂購時程(包括LHA-9以及LPD 17 Flight 2等)以及取消部分現役艦艇的維護升級(例如放棄提康德羅加級的延壽升級工程),減少戰機採購數量,甚至將未來大型水面作戰船艦(LSC)的訂購時程推遲兩年,把更多資源經費用來發展未來新能力、新裝備項目。

在2020年5月22日,美國海上系統司令部(Naval Sea Systems Command,NAVSEA)整合水面作戰系統項目執行辦公室(Program Executive Office Integrated Warfare System,PEO IWS 8.0)在政府招標網站(beta.sam.gov)發佈了兩項需求徵詢書(Request for Proposal,RFP),分別是LCS殺傷力與生存性提升(LCS lethality and survivability upgrades)以及大型無人水面載具(Large Unmanned Surface Vehicle,LUSV)的作戰系統,公布期限到7月22日。PEO IWS 8.0的官員透露,這個項目是在為自由級、獨立級兩型LCS以及LUSV提供作戰系統船艦整合測試項目(Small Surface Combatant,SSC)作戰系統船艦整合測試(Combat System(CS) Ship Integration and Test(SI&T)),從2021財年執行到2031財年,主要項目包括:

1.發展與更新測試文件下列:戰系空間布置(CS Space Arrangements)修改與升級、戰系安裝控制文件(CS Installation Control Documents)、戰系介面控制文件(CS Interface Control Documents)

2.提供工程支援

3.執行戰系安裝與測試計畫(CS Integration and Test Planning)

4.進行海上戰系整合與測試工作(Waterfront CS Integration and Test)

5.支援交付後測試團隊(Post-delivery Test Teams)

 

LUSV前身:大君主計畫

LUSV項目是國防部戰略能力辦公室(Strategic Capabilities Office,SCO)在2017年提出的科研項目大君主幽靈艦隊(Project Ghost Fleet Overlord)的延伸。大君主計畫是以現有成熟的無人自航相關技術與載具為基礎,整合出具有作戰能力的中型與大型水面無人載具,可搭載至多40噸的任務籌載,在5級海象以內獨立無人作業90天 而不需要任何支持維護,出航後幾乎不需要人員的介入控制,期間自主航行時完全遵照國際公認的海上 導航與避碰規則慣例;此外,也能與有人和無人船隻編成戰鬥群一同作業,期間能與編隊中其他有人和無人水面船艦保持溝通。基本上,「大君主計畫」希望能發展的無人水面載具,能執行有人作戰船艦擔負的大部分任務。

美國國防部主導的大君主「幽靈艦隊」項目中,將兩艘現有民用船隻(原本用於支援海上鑽油平台運作)改成無人水面船隻來

驗證一系列關鍵技術,第一階段(Phase 1)概念演示在2020年9月完成。

「大君主計畫」包括發展了一系列核心的自主無人航行、通信、指揮管制(Command and Control,C2)部件,並整合在一艘原型無人水面載具上,能無縫地與現有艦隊聯合操作,此外還包括與各種不同任務籌載整合、操作測試,涵蓋電子戰、打擊作戰、反水面作戰等。相關的關鍵軟硬體系統都採冗餘配置,提高長期自主運作的可靠度與生存性。

「大君主計畫」規劃了一個兩階段發展計畫,第一階段(phase I)持續12個月,包括向業界徵集可行的方案,要求發展一種符合需求的水面載具,需求包括航程達4500海里,能在5級海象正常作業,至少能裝載80000磅(約36287kg)的籌載,水面載具為搭載的籌載提供功率75KW、450V、60Hz的三相交流(AC)電源。而第二階段(Phase II)則是根據業界提出的草案,選擇幾組最有競爭力的廠商團隊進行進一步的整合與測試。此時,大君主計畫第一階段已經解密,第二階段則仍然保密。對於大君主計畫的執行進度,海上系統司令部基於保密規定,拒絕提供相關資訊,只表示海軍從2020財年起申請預算,執行大君主計畫的相關延伸項目。 美國海軍LUSV項目在2020財年訂購的首批兩艘是用於技術展示的原型,由五角大廈SOC進行測試,並作為後續艦的技術模版。

在2018年,國防部戰略能力辦公室(SCO)與Gibbs & Cox和L3 ASV Global簽署合約,兩家公司各負責將一艘現成的民間海岸支援船(Offshore Supply Ship,OSV)成無人水面載具(USV),兩船分別是遊騎兵號(OUSV Ranger)以及牧羊人號(OUSV Nomad OUSV-2,原Riley Claire),改裝工作在2019年初進行。完成改裝後,兩艘USV都部署在墨西哥灣沿岸地區 (Gulf Coast)進行實驗,其中一艘部署在路易斯安那州的紐奧良(New Orleans),一艘部署在阿拉巴馬州的莫比爾(Mobile)(這艘是在Gulf Craft in Franklin, La建造,原本屬於Seacor Marine公司)。Gibbs & Cox是美國最大的船艦設計機構,該公司在2018年成立無人與自航項目(Unmanned and Autonomous Programs)專責團隊,因應美國海軍發展各型無人船艦的需求。

在2020年6月下旬,主管小型水面船艦與無人水面船艦的海軍少將Casey Moton透露,一艘大君主幽靈艦隊項目的無人船隻剛剛完成在諾福克海灣的來回自主航行,期間行經1400海里,過程中字主導航系統完全遵照海上防碰撞國際慣例(International Regulations for Preventing Collisions at Sea,COLREGs)操作;這項航行試驗與先前DARPA的海獵人號(Sea Hunter)中型自航載具從聖地牙哥到夏威夷的往返自主航行測試類似,在航行期間曾經過少量的人力機械檢修維護,但整個航行過程完全沒有人員操控的介入。大君主幽靈艦隊項目在2020年9月進行第一階段(Phase I)的總結。

在2020年9月,水面作戰第一中隊(SURFDEVRON 1)指揮官Hank Adams上校一次線上會議透露,在2021財年開始時(2020年9月起),會在聖地牙哥建立一個24小時的艦隊有人/無人船艦岸上作業控制中心(UOC ashore),監視所有航行作業的無人船艦的動態,並且進一步發展用來超控(supervisory control)無人船艦進的系統,研究與改進有人船艦與無人船艦的互動。

在2019年9月起,大君主計畫進入第二階段(Phase II)實驗展示階段。在2020年11月10日,美國國防部發言人Josh Frey中校表示,近日兩艘國防部「大君主計畫」的無人船中的遊騎兵號(USV Ranger OUSV-1)締造航程4700海里的自主航行記錄,9月17日從阿拉巴馬州的莫比爾出發,在墨西哥灣航行一段時間,通過巴拿馬運河,在11月5日抵達目的地──位於加州的懷米特港(Port Hueneme);這艘載具整趟航行期間97%都是在自主作業模式,通過巴拿馬運河也有超過90%時間自主航行運作;整趟航程中系統可靠度很高,只遭遇了少量的輕微故障與損害。

在2021財年年底,兩艘大君主幽靈艦隊項目的大型水面載具會配屬到由松華特級驅逐艦為主體的水面作戰第一中隊( Surface Development Squadron 1, SURFDEVRON 1) SURFDEVRON 1會操作松華特級、大君主計畫原型無人面載具、從DARPA轉移給海軍的海獵人(Sea Hunter)以及LDUSV原型載具,進行各項關於無人水面載具和有人船艦聯合作戰運用的實驗。

海軍LUSV項目的出現,等於是SOC的大君主科研項目轉入快車道,成為海軍正式採辦項目,意味美國海軍對於無人技術的信心快速增加,可以滿足美國海軍迫切的新戰略需求,抑制中國等主要對手迅速成長的區域反介入(anti-access area denial)能力,維繫美國海軍在未來可能戰爭之中的遠程打擊能力。

在2020年9月30日,Casey Moton透露,兩艘「大君主項目」無人水面載具會在美國西岸進行密集的航行測試,包括整合無人操作的軟體、傳感知覺系統、自動化系統,展現安全的自動化航行操作能力,在各種航速與海象以及有其他海上交通的情況下、遵循國際海上避碰規則公約(The International Regulations for Preventing Collisions at Sea,COLREG)規則自動航行。

在2021年5月29日,「大君主計畫」的一艘原型無人船牧羊人號(Nomad,原Riley Claire)完成一趟距離4421海里的遠洋航行,抵達目的地加州勞馬角(Point Loma)海軍基地;這趟航行從墨西哥灣出發,在5月20日通過巴拿馬運河,整個航程中98%是無人航行(通過巴拿馬運河期間有人為操作),過程與前一年遊騎兵號原型船的遠航測試類似。

在2021年9月初,大君主計畫的測試載具遊騎兵號進行了海上發射標準SM-6防空飛彈的測試。此次測試用的標準SM-6飛彈四聯裝發射器設置在一個白色集裝箱模組裡,裝在遊騎兵號艦尾甲板;在發射之前,發射器才從集裝箱裡舉升。這是美國海軍第一次在無人水面載具上發射標準防空飛彈。。在2021年1月6日,洛馬集團副總裁Joe DePietro接受防務新聞(Defense News)專訪時透露透露,安裝在遊騎兵號上的標準SM-6防空飛彈武器系統是虛擬化的神盾武器系統(Virtualized Aegis Weapon System),在小型的計算機硬體上執行神盾作戰系統軟體(通過CSL共通軟體資源),結合一個四聯裝飛彈發射器;虛擬神盾系統以及飛彈發射器都整合在集裝箱裡,能快速部署。

遊騎兵號此次試射使用的四聯裝集裝箱發射器日後被稱為遠征發射器(Expeditionary Launcher);依照洛馬集團的資料,「遠征發射器」源於洛馬集團開發的籌載部署系統(Payload Deployment System,PDS),是基於MK-41垂直發射器衍生的陸地機動版本,型號MK 70 Mod 1,由拖車底盤拖運部署。

(上與下二張)在2021年9月4日,美國國防部公佈遊騎兵號原型無人載具在

海上發射標準SM-6防空飛彈的視頻畫面。此次試射的標準SM-6飛彈四聯裝

發射器設置在一個白色集裝箱模組裡,裝在遊騎兵號艦尾甲板,發射器

在發射之前從集裝箱裡舉升。

 

「大君主計畫」第二階段在2022年初收尾,隨後整個項目以及兩艘原型船轉移給海軍,部署到聖地牙哥的為第一水面開發中隊( Surface Development Squadron 1, SURFDEVRON 1)進行測試;第一水面開發中隊編制兩艘海獵人型海獵人號(Sea Hunter)與海鷹號(Sea Hawk)無人水面載具、松華特級驅逐艦以及早期型LCS濱海作戰船艦等。大君主項目在2021年12月完成全部的兩階段展示任務;在2022年1月12日,美國國防部戰略能力辦公室(SCO)正式宣佈大君主項目完成所有工作,即日起項目關閉,所有階段性成果以及原型無人船隻(牧羊人號、遊騎兵號)都移交給海軍。在2022年3月3日,國防部SOC在聖地牙哥海軍基地正式將大君主幽靈艦隊項目連同牧羊人號、遊騎兵號移交給美國海軍無人與小型水面作戰船艦辦公室(Program Executive Office, Unmanned and Small Combatants,PEO USC)。

在美國海軍的實際操作中,這些無人實驗船通常還是配備少量人員來監視船隻運作狀況, 或執行靠泊、狹窄水域操作、加油等無人船還不能自行處理的事。在駕駛台上有一個大型紅色按鈕,按下後能立刻讓船隻由自主航行控制切回人工控制;根據美國海軍使用經驗,艇上人員按下按鈕切回人工操作,通常不是真的發生故障或問題,而是一些資淺船長對自主航行系統比較缺乏信心。

在2022年環太平洋演習(RIMPAC 2022)中,美國海軍投入全部四艘現有USV進入演習,包括海獵人、海鷹號以及從大君主計畫接收的牧羊人號、遊騎兵號。依照2022年8月1日美國海軍研究所新聞(USNI News)報導,美國海軍海上系統司令部(Naval Sea Systems Command)無人海洋系統辦公室助理主管Brian Fitzpatrick透露,2022年環太平洋軍事演習是美國海軍首次同時投入四艘USV,演習中每艘USV各由一艘驅逐艦指揮;而最終的目標是一艘水面船艦同時控制多艘USV,而在RIMPAC 2022還沒有到這個程度。Brian Fitzpatrick透露。在RIMPAC 2022裡,四艘USV分別搭載電子戰、反潛作戰等不同任務籌載(例如海鷹號攜帶拖曳陣列聲納),這些裝備大多來自於現有的系統;Brian Fitzpatrickt還透露,過去一百多天內為了準備以及執行RIMPAC的海上操作中,無人船艦的單位反餽的意見都是要該裝備什麼任務籌載,而不是擔心無人船艦本身的自主航行能力。其中一項挑戰是這四艘USV分別來自於海軍的海獵人以及國防部的大君主幽靈艦隊項目,因此各有不同的指揮管制裝備,因此如何將這兩個體系整合在一起工作是一大挑戰。美國海軍的目標是能讓這兩個不同項目、分別搭載不同任務籌載的USV,能由單一平台集中控制。此外,有官員透露,在RIMPAC 2022中還出現了非計畫性的狀況;在一項任務之前,其中一艘負責控制USV的驅逐艦因故退出,而原本由這艘驅逐艦負責的USV的控制權立刻轉移到岸基單位。美國海軍會將RIMPAC 2022演習的經驗反映到LUSV(預計2025年正式採辦)項目,以及評估是否需要購買MUSV。

大君主幽靈艦隊項目後續

接手大君主項目之後,美國海軍也規劃進一步把兩艘近岸支援船(OSV)改裝成與大君主計畫「幽靈艦隊」相似的無人船,作為LUSV發展項目的測試平台,並從2023年開始測試。

在2022年8月22日,第三艘大君主幽靈測試船水手號(USV Mariner OUSV-4)在路易斯安那州的富蘭克林市(Franklin, La.)的Leidos船廠舉行命名洗禮儀式。水手號的船體來自於Becky C. McCall,與遊騎兵號為相同船型,長194英尺(59.13m),原本是支援波斯灣區的海上鑽油平台作業,建造到一半時由美國海軍買下,在2022年3月交付美國海軍並展開改裝。

水手號配備資料鏈系統以及虛擬神盾系統中的部分控制單元,能作為其他USV的指揮母艦,使美國海軍的操作單位能一次控制多艘USV。為了提高長時間自主航行作業能力,水手號的推進與機電特別提高冗餘性,使得即便部分系統故障,船艦仍能持續運作下去。例如,船上總共有五個水噴射推進器,每個推進器都各由一部康明斯(Cummins)柴油主機直接驅動,並且能自由切換任一推進器驅動,任一推進器故障都不影響其他推進器的工作。這些康明斯柴油主機也經過特別設計,不需要定期更換潤滑油。 水手號原始設計有兩部發電機,而美國海軍在改裝時增加了第三部發電機,不僅提高系統冗餘度,並能支持供電需求更大的任務籌載。水手號的前部甲板能設置兩個20英尺長標準集裝箱籌載,後部任務甲板可容納四個40英尺集裝箱或八個20英尺集裝箱籌載。水手號會在2023財年駛往聖地牙哥交付美國海軍,並編入美國海軍第一無人船艦中隊(Unmanned Surface Vessel Division One)。

美國海軍小型水面船艦與無人船艦項目主管凱西.莫頓少將(Rear Adm. Casey Moton)表示,美國海軍正在測試一些無人技術,例如無人水面載具的自主加油系統,而現階段美國海軍的無人水面載具還是需要在上面部署少量人員來執行加油工作。

水手號是大君主項目編列的第四艘原型船,不過是第三艘交付的。而美國海軍編列的第四艘大君主幽靈艦隊無人船是前衛號(USV Vanguard OUSV-3),主承包商是L3 Technologies,船體平台由奧斯特美國分公司(Austal USA)建造。前衛號 是大君主計畫中,第一艘根據無人作業需求而從頭設計建造的無人水面載具。 前衛號船型比水手號更長、更寬且更深,全長度為205英尺(62.48m),比水手號更長11英尺,能攜帶的燃料與任務籌載都更多。2024年1月11日,美國海軍宣佈,前衛號日前已經在阿拉巴馬州莫比爾市的奧斯特船廠下水。

2023年的太平洋區域作業

2023年9月18日,水手號(USV Mariner OUSV-4)抵達橫須賀

在2023年9月22日,防務新聞報導,此時美國海軍第一無人船艦中隊(Unmanned Surface Vessel Division One,USVDIV-1)的四艘無人水面船都集結在日本周邊,包括大型的遊騎兵號(USV Ranger OUSV-1)、水手號(USV Mariner OUSV-4)以及中型的海獵人號(USV Sea Hunter)以及海鷹號(USV Sea Hawk);此時,第一無人船艦中隊正與卡爾文森號(USS Carl Vinson)航母打擊群以及第七艦隊駐紮於日本的驅逐艦隊、陸戰隊第三遠征群(III Marine Expeditionary Force)等單位一起運作,進行2023年大規模演習(Large Scale Exercise 23);先前在9月16日,遊騎兵號(USV Ranger OUSV-1)與水手號(USV Mariner OUSV-4)已經參與了太平洋艦隊的整合戰鬥課題23.2(Integrated Battle Problem,IBP 23.2)演習,這是針對無人船艦如何整合到整個艦隊作戰並產生作戰優勢的測試/評估/整合作業,包括讓無人船隊與艦隊一般船艦一同編隊、操作(包括海上補給)等。

2023年9月16日整合戰鬥議題(IBP)23.2演習中,遊騎兵號(USV Ranger

OUSV-1)正與路易斯.克拉克級乾貨彈藥補給艦查爾斯.德魯號

(USNS Charles Drew T-AKE 10)進行航行間加油作業。遊騎兵號的兩舷

並沒有設置橫向補給接收站,所以只能透過補給艦後方的加油管

進行縱向補給,而且此作業仍需要派遣人員到遊騎兵號甲板上進行。 

 

第一無人船艦中隊指揮官傑瑞.戴利中校(Cmdr. Jerry Daley)表示,無人船艦的操作完全比照有人船艦,不需額外的特殊規範或安全措施,且此時該單位的無人船被視為全功能的戰備工具,不再只是實驗性裝備。在演習作業中,第一無人船艦中隊人員都登上參演的艦隊,就像是派駐船艦上的直昇機組人員(helicopter detachment)或者陸戰隊分遣隊(Law Enforcement Detachments)一樣;第一無人船艦中隊人員融入演習的任務計畫程序中,操作USV作為完整任務裝備來執行作戰任務。這些USV在作業時盡量採取全自動無人操作,不過進出港時都還是人供駕駛(海上航行間加油等作業也需要派遣人員到無人船上);在部署期間,遊騎兵號(USV Ranger )與水手號(USV Mariner OUSV-4)都有一名人員坐鎮駕駛台,監視艦上的無人系統是否正常工作。 這些USV原型艇在遠離美國西岸母港懷尼米港(Hueneme)的地方部署,挑戰性自然大得多,也遠比前一年(2022年)到夏威夷參與環太平洋軍演(RIMPAC 2022)更具挑戰性;例如在南加州時,如果天候海象不佳就可以直接待在港裡,然而在渡航通過太平洋的路上,即便是颱風季節都得繼續前進,利用聯合颱風預警中心(Joint Typhoon Warning Center)以及艦隊其他資產來保持航行,就像艦隊中其他水面船艦一樣,這對該單位是頭一遭。在西太平洋部署時,就需要考慮維修、後勤保障等問題,使無人船隊持續運作。 Jeremiah Daley上校表示,一個由三艘驅逐艦組成的水面任務群,加上一定數量的USV,能涵蓋的作業範圍是全由有人船艦的水面任務群的3至5倍大,這能顯著改變戰場態勢。

在USVDIV-1此趟太平洋作業中,這四艘USV先後抵達日本、關島、馬紹爾群島、巴布亞紐幾內亞(Papua New Guinea),最後停靠澳大利亞,並與澳洲海軍進行自主戰士演習2023(Exercise Autonomous Warrior 2023)

在2024年1月16日,美國海軍第一無人船隻中隊(USVDIV-1)指揮官傑瑞.戴利中校(Cmdr. Jerry Daley)在記者會上透露,太平洋艦隊剛完成為時五個月的整合戰鬥議題(IBP)作業。 在這次作業中,USVDIV-1的四艘無人船艦總計累積了46651海里的航行里程,每艘每次都至少持續在海上航行50天 ;其中,大部分渡航作業都在自動模式(autonomous mode),或者不需要人員從USV外部介入控制來解決問題。 其中,大型的遊騎兵號與水手號無人船船上有空間搭載人員來監視無人船隻運作、必要時介入,不過大部分時間都處於自主操作模式;而較小的海獵人號與海鷹號則沒有讓人員長期居住的空間,其駕駛台也十分狹小,僅限於進出港時的人工操作。 大型的遊騎兵號與水手號無人船不僅用來測試能力,也實際測試實際上各型無人船隻需要的正確尺寸與空間。 海上無人系統主管史考特.席爾萊上校(Capt. Scot Searles)透露,面積遼闊、海面洶湧的西太平洋為無人船艦系統提供許多壓力測試的機會,尤其是維持性規劃(sustainment planning)以及執行;而隨著航行距離增加,後勤壓力也越來越大,例如考慮是否要進行部署期間的停靠維修(Mid-deployment voyage repairs)。

史考特.席爾萊上校表示無人船艦的議題大致分為自主系統(autonomous systems)、指揮管制(command and control)與通信鏈路(communications links),以及船體/機械/工程系統(hull, mechanical and engineering systems)等三大類。在這一輪測試中,太平洋艦隊發現這些USV大致可以在兩星期的持續工作期間完全不需要人力介入來解決問題。 reasons.在作業期間,在這些USV上的人員總共有13次關閉自主系統,改由人力介入操作航行;其中,只有6次是一些關於自主操作時的顧慮,其餘7次則是基於海況惡劣以及其他船上系統因素。這次部署期間,每艘USV需要人工介入校正的次數,平均每個月不到1次。

在此次部署期間,USVDIV-1的人員曾實驗幾種方式,在海上或岸上控制無人船進行多種操作,或者以單一操控台同時控制多艘無人船,或者以多種方式轉移無人船的控制權,摸索出最合適、最成熟的作業模式。而關於這些USV在此趟部署期間,船上搭載的任務籌載如何整合到海軍的感測器、火力投射網路中,傑瑞.戴利中校則沒有透露細節;然而,這些測試的確指出需要更好的整合方式,將無人船艦納入艦隊作戰體系中,例如與印太指揮部(Indo-Pacific Command)的聯合火力網路(Joint Fires Network)整合,確保USV獲得的資料能以最佳的方式分享到海軍以及其他聯合武力的節點。其中,一個方向是美國海軍正在發展的整合作戰系統(Integrated Combat System,ICS),實現所有有人、無人船艦平台作戰系統的共通化,都執行相容的任務軟體,實現無縫的資料傳輸分享。傑瑞.戴利中校透露,此時水手號(Mariner)裝置了神盾作戰系統的虛擬化版本,但艦隊希望能達成更高程度的整合,使無人船艦能充分協助水面作戰艦隊的作業。



LUSV的初步構想

在2019年3月13日,美國海軍海上系統司令部(Naval Sea Systems Command,NAVSEA)下主管無人與小型作戰載具(Unmanned and Small Combatants,USC)的項目執行辦公室(Program Executive Office,PEO)、無人海事系統專案辦公室(Unmanned Maritime Systems Program Office,代號PMS 406)發出了LUSV項目的信息徵詢書(RFI)。依照美國海軍研究發展與採辦辦公室(Research, Development and Acquisition )發言人Danny Hernandez透露,這份RFI要求業界提供更多相關技術方案(基於大君主計畫)。Danny Hernandez表示,大君主計畫以實驗性質為主,而這份RFI則是分開的獨立項目,準備啟動LUSV的原型載具計畫。

美國海軍主管預算的海軍助理部長( Deputy Assistant Secretary of the Navy for Budget)蘭迪.克里特少將(Rear Adm. Randy Crites)向媒體表示,LUSV是美國海軍打算發展的「幽靈艦隊」(ghost fleet)的一環,排水量大約是同時間規劃的FFG(X)飛彈巡防艦(約6000噸級)的三分之一,成本比有人船艦更低廉,裝備各種感測系統與武器系統。蘭迪.克里特少將表示,依照此時的構想,LUSV長度約200至300英尺(60.96~91.44m),排水量約1000~2000噸級;而早先美國海軍對於水面無人作戰載具的長度設想是164英尺(約50m)。此時,美國海軍對於LUSV的需求尚未正式完成,作戰概念(Concepts of Operation,CONOPS)正在研擬之中。在先前,美國海軍曾透露LUSV可能擔負類似過去武庫艦(arsenal ships)的角色,搭載攻擊性飛彈,成為水面作戰群的打擊火力來源;蘭迪.克里特少將表示,垂直發射系統也是LUSV考慮的裝備。

在2018年12月中旬,美國海軍作戰部(CNO)的水面作戰部門主管(Surface Warfare Director)羅納德.巴克斯奧少將(Rear Adm. Ronald Boxall)接受防務新聞專訪時表示,過去美國海軍的思維是建造柏克級神盾驅逐艦之類強大、昂貴、盡可能塞入各種作戰裝備的大型水面船艦,而如今美國海軍開始思考船艦平台可以縮小到什麼程度,上面還能容納所需的能力?以及哪些方面可以實現無人化,使得船艦平台得以盡可能小型化?羅納德.巴克斯奧少將在專訪中表示,美國海軍目前有104艘大型水面作戰船艦(提康德羅加級神盾巡洋艦以及柏克級神盾驅逐艦),此外還打算配置52艘小型水面作戰船艦(LCS以及FFG(X)),大、小型船艦的數量分配有點顛倒。因此,未來美國海軍打算建置數量較多、體型較小、購置與維護成本都低廉得多的無人船艦,由大型有人水面船艦控制,成為一支「幽靈艦隊」(Ghost Fleet)。

面對中國急速擴張的海上勢力,分佈(Distributed)是美國海軍未來發展的關鍵策略,包括分佈式殺傷(Distributed Lethality)以及隨後進一步發展的分佈式海上作戰(Distributed Maritime Operations)等概念; 在這些概念中,美國海軍的水面作戰資產將恢復積極攻勢部署,盡可能向中國軍力範圍施壓,迫使中國 投入更多情報與監視資產來因應,從而減少中國軍力可用於攻勢打擊的資源(1980年代美國壓迫蘇聯的「前進戰略」也有類似企圖)。而LUSV項目就是分佈式海上作戰的一個重要概念,由於購置成本較低且無須寶貴的人力來操作,相對於傳統的有戰艦,美國海軍能建造與部署更多無人水面作戰船艦,以相對較少的支出來抗衡中國海軍在南中國海、東中國海的軍力。

依照2019年5月上旬華盛頓的海上/空中/太空展(Sea Air Space 2019)透露的信息,美國海軍計畫將AMDR-S/SPY-6系列主動相位陣列雷達安裝在LUSV上,有人作戰艦艇通過資料鏈取得LUSV的探測數據,然後以自身武器接戰。

在2019年7月下旬,美國海軍海上系統司令部(US Naval Sea Systems Command)發佈MDUSV的需求徵詢書草案(draft RFP),並打算在2020財年第一季簽署第一艘MDUSV原型的研發建造合約。MDUSV的任務包括水雷反制、佈雷、武裝偵察、情報監視(ISR)、反制群集(counter-swarm)攻擊等任務。隨後在2019年8月14日,美國海軍也針對LUSV項目向業界發佈一份類似的RFP草案,其中LUSV將配備垂直發射系統,具備打擊能力。LUSV能以全自主(semi-autonomous)或半自主(fully autonomous operation)方式運作,操作者能以人在迴路(operators in-the-loop)方式遙控,或者以operators on-the-loop操作(LUSV以自主模式運作,關鍵指令與許可由操作人員下達)。

在2019年12月,美國海軍艦隊武力指揮部(US Fleet Forces Command)發佈一項通知,要求各艦隊為大型與中型水面載具(LUSV與MUSV)發展作戰概念(Concept of Operations,CONOPS),包括在初始作戰能力(IOC)階段所需的作戰能力,組織、人力、訓練、裝備、維持,以及與其他水面艦隊如航母打擊群(Carrier Strike Groups)、遠征打擊群(Expeditionary Strike Groups)、水面作戰群(Surface Action Groups)的整合運作。

LUSV/MUSV項目的CONOPS發展團隊(CONOPS Development Team,CDT)會為特定的主題組織委員會,制訂LUSV/MUSV項目在IOC階段時的作戰、維持能力、人員招募以及未來的潛在發展等等。在初始階段,CDT包含八個主要領域,範圍涵蓋指揮管制(C2)與情報監視偵察(ISR)相關的挑戰,以及建立基地、維持、部署概念等,而最終草案預定在2020年9月15日公布。在早先初始階段,MUSV的任務聚焦在情報、偵察、監視(Intelligence, Surveillance and Reconnaissance,ISR)與電子作戰(Electronic Warfare,EW),而LUSV則著重水面作戰(Surface Warfare,SUW)與打擊任務。而配合航母打擊群、遠征打擊群(、水面作戰群作業時,LUSV與MUSV的功能也會隨之變化。

LUSV具有模組化的任務能力,能搭載包括垂直發射器在內的感測、射控與武器裝備,能依照不同任務需求更換不同的任務與武器籌載。 LUSV具有良好的可負擔性、高續航性能、可重構彈性等,船體平台由現有船型發展而來。LUSV能以無人操作或讓人員介入操作迴路,在港灣中迴旋、航行時可由人員操作。現階段美國海軍打算讓LUSV與一般有人艦隊一同操作,用於前沿偵察、增加態勢感知以及分散布置更多火力。LUSV服役初期的主要任務是反水面作戰、遠程打擊,未來則擴展到反潛作戰與魚雷反制等任務。

然而在2020年1月,消息傳出美國眾議院在2020財年國防授權法案中通過,暫時禁止海軍爭取在大型無人水面載具(LUSV)項目中加入垂直發射系統(VLS)。美國國會立法暫時禁止在LUSV上配置垂直發射器的主要原因是認為無人船艦相關技術尚未成熟,例如現階段美國海軍的LUSV規格需求完全看不出要如何自衛;在這些問題釐清之前,眾議院拒絕把垂直發射器與先進武器系統安裝在無人艦上。另外,也有可能是美國國會擔心海軍將更多作戰能力分散到LUSV上,就會刪減常規的大型水面作戰艦艇數量並推遲相關項目。

美國海軍表示,眾議院這項法案已經對現階段LUSV項目造成困擾,因為包含VLS的LUSV概念設計需求徵詢書(RFP)已經在2019年年底發佈,此時美國海軍已經收到廠商回覆。美國海軍透露,目前可能的解決方案包括:在下一次預算中爭取通過搭載VLS,但是由於時間太短,官僚程序可能趕不上;第二種可能是先直接依照有VLS的設計來建造,等國會通過之後才追加預算添購;而第三種方案則是推遲裝載VLS的LUSV的建造時間。美國海軍消息人士透露,如果海軍另外發佈沒有VLS的LUSV招標作業,設計必定會大不相同。

依照2021年7月中旬國會研究處(CRS)與國會預算辦公室(CBO)的LUSV與MUSV項目報告,每艘LUSV打算配置16至32管垂直發射器;雖然稍早 美國海軍官員在在2021年6月中旬國會聽證會表示,每艘LUSV會配備64管垂直發射器,但隨後澄清這只是口誤。

 

LUSV主要技術需求:

依照美國海軍對大型無人水面艦(LUSV)的定義,其性能需求與技術指標如下:

尺寸:載具長度介於60至100公尺間。

排水量:約1000至2000噸級

航速需求:在平靜水域下,持續航速至少要達到27節(門檻值),理想目標值是30節以上。

故障後航行能力:因故失去任一具推進器之後,還能至少能維持16節航速(最低門檻),理想目標值是20節以上。

續航力:以19節以上速率巡航時至少4500海浬。

自持力:在無須人力維護支持(例如補充燃料、潤滑油等)的情況下,至少能獨立在海上作業30天(門檻值),理想目標值為90天。

使用燃料種類:初期目標是能使用NATO F-76船用高硫柴油,後續目標則為能兼容於NATO F-76柴油與F-44(JP-5)航空燃油。

發電功率需求:最低門檻為300kW,理想目標為500KW;其中至少75KW需用於任務籌載。

故障後發電功率:因為任何單一組件故障而導致一組發電機和一套輸配電系統後,整體發電與輸配電功率不得低於200KW。

耐海能力需求:搭載任務籌載時,在五級海象以上(依照北約NATO STANAG 4194定義)能維持足夠穩定性並順利執行任務,在七級海象以上(NATO STANAG 4194)能存活。在五及海象以內能讓人員登船、離船。

上部空間與強化甲板能搭載40000磅級的酬載。

例行的航行操作如進/出港(由拖船輔助)、海上加油、在船隻上層結構或船體機艙內進行緊急維修等等,編制至多四名人員(基本要求);目標是可完全自主導航進出港,無須拖船輔助。

能搭載四名無武裝人員進行最多7天的短期作業。船上提供基本的起居空間(依照2016年12月21日頒佈的北約NAVSEA Technical Publication T9640-AC-DSP-010/HAB Revision 1標準)、七天所需的食物飲水等生活物資,並攜帶充氣式救生筏。

能夠搭載各式模組化裝備酬載,初始服役任務需求為情報監視偵察作業以及電戰干擾反制任務。

航行能力要求:門檻要求是能安全地進行自主航行,自主航行能力包括航路規劃、規避靜態物體(例如迴避浮標、低於載具吃水的淺水域等)、執行任務所需的能力等等。目標能力是能自動感測周遭環境並自動做出相應的機動,與附近水域船隻靠近時能依照國際國際海上避碰規範(COLREGS)進行對應機動。船上的無人自主航行系統應符合IA compliant。

載具上的設計必須能防止未授權人員的非法登船,但讓經過授權的合法人員與美國軍事人員很容易地存取。

關於自主航行操作系統的實作計畫,業界提出的方案必須盡可能運用現成的工業系統與選項。自主控制系統需採取模組化架構,能選擇使用不同的部件如感測器、軟體(含導航、障礙迴避、機電控制、運作間是管理、任務行為等)與籌載。自主控制系統架構允許自航載具由外部的控制系統進行遙控(人在迴路),只需要一名人員就能遠端監視與控制。自主航行控制系統的初期目標是一人能監視與操控一艘USV,理想目標則是一人就能夠操控多艘。

每艘LUSV能開始建造後16到18個月交付。

 

2020財年的船艦數量刪減與艦隊結構調整。

在2019年12月26日,防務新聞(Defense News)報導,依照美國國防部在12月16日提交白宮預算辦公室(Office of Management and Budget,OMB)的一份備忘錄,美國海軍改變了2020財年預算的造艦計畫。在這份計畫中,美國海軍在接下來五個財年(2021到2025)的後續軍費計畫(Next Future-year Defense Program, or FYDP)中,原訂幾個主要造艦計畫都遭到刪減與推遲,此外也打算在接下來數年內除役多艘水面作戰與兩棲艦艇。依照這份備忘錄,2021到2025財年期間的造艦預算刪減94億美元(約8%),美國海軍現役船艦數量會從2019年的293艘降到2025財年的287艘。

例如,OMB這份備忘錄則提到,海軍打算延後FFG(X)的生產速率,在2021、2022財年各只編列一艘,2023、2024財年編列兩艘,2025財年增為三艘,2021到2025財年的五年期後續軍費計畫(Next Future-year Defense Program, or FYDP)只編列9艘(依照稍早美國海軍提交國會的2020財年預算,打算2020財年編列首艘FFG(X)飛彈巡防艦的預算,隨後以每財年兩艘的速率編列直到2030財年,意味著接下來五個財年FYDP編列10艘)。

此外,國防部備忘錄也顯示海軍降低了維吉尼亞級攻擊核潛艇的生產速率;原本美國海軍提交國會的2020財年預算的30年艦計畫中,打算在接下來10個財年每年編列兩艘,但國防部備忘錄則顯示海軍在2021財年只訂購第一艘擁有加長VPM艙段的維吉尼亞Block V。這份備忘錄記載了其他縮減艦隊規模的措施,包括原訂購買12艘柏克Flight 2A降為七艘,除役三艘惠德比島級船塢登陸艦惠德比島號(USS Whidbey Island LSD-41)、日耳曼敦號(USS Germantown LSD-42)以及崗斯頓豪爾號(USS Gunston Hall,LSD-44),加速除役提康德羅加級飛彈巡洋艦,將最早的四艘(LCS-1~4)在2021財年提前除役,並取消通用輔助多任務平台計畫(Common Hull Auxiliary Multi-Mission Platform program)。依照OMB這份備忘錄,到2025財年,美國海軍將除役13艘提康德羅加級。

OMB備忘錄並未說明美國海軍調整造艦計畫、降低大型艦艇數量的原因,然而美國海軍顯然正在積極重新檢討艦隊結構,例如降低大艦的比例(包括減少柏克Flight 3數量、提前除役部分提康德羅加級等),建造體型較小、成本相對低廉且數量更多的FFG(X)巡防艦以及LUSV大型無人水面載具等,使得艦隊在質與量之間獲得更好的平衡,讓美國海軍有更充裕的船艦數量來與中國和俄羅斯競爭。先前曾任美國海軍水面作戰主管( Surface Warfare Director Rear)的Ronald Boxall上將曾說,美國海軍結構上包括104艘大型水面作戰船艦,但只有52艘小型的水面作戰船艦(LCS與FFG(X)),有點頭重腳輕;所以他推動在美國海軍未來水面艦兵力結構之中,擁有更多較小的水面作戰平台(包括有人與無人船艦)。外界多認為,美國海軍透過刪減造艦計畫(94億美元)以及裁減老舊船艦,到2025財年能節約超過100億美元,應該是用在投資研發各型無人載具等未來海戰新技術。

事實上,在2019年12月上旬,白宮預算辦公室已經對國防部下令,要求國防部提交一份新提案重新定義海軍作戰船艦(battleforce ship),將無人水面船艦納入造艦數量中。在2019年12月6日,代理海軍部長Thomas Modly已經發佈一項獨立的備忘錄,希望接下來10年內就建立一支擁有355艘船艦(或以上)的海軍,這個數字包含有人船艦、無人水面載具(USV)與無人水下載具(UUV)。依照先前美國海軍提交的造艦計畫,打算在2034財年達到355艘船艦的目標,而2020財年年底水面作戰艦隊數量會從原有的290艘左右增加到301艘。

美國海軍調整造艦計畫,一大原因是針對資源(包含造艦經費與人力)現實狀況的調整,更何況此時美國正展開昂貴的哥倫比亞級彈道飛彈潛艦項目。美國海軍作戰部長(Chief of Naval Operations ,CNO) 邁克爾.吉爾迪 (Michael Martin Gilday) 表示,推動哥倫比亞級項目來維持戰略核子威懾是美國海軍的最高優先,無論會對整體造艦計畫與預算造成什麼影響。首艘哥倫比亞級在2020年10月正式開始建造(預計2031年交付),因此勢必開始大量排擠美國海軍的造艦預算。 邁克爾.吉爾迪表示,在1980年代美國海軍艦造俄亥俄級核能彈道飛彈潛艦時,它佔據了美國海軍35%的造艦預算;而今,哥倫比亞級項目佔據38到40%的美國海軍造艦經費。美國海軍在川普任內提出的355艘船艦計畫,依照美國海軍的經費與資源,到此時已經幾乎確定是不可能的任務;如要照原訂計畫,在2034財年讓美國海軍達到355艘船艦的目標,則每個財年都要編列15艘船艦才能達成(6艘用來替代除役舊艦,只有9艘是實際擴張艦隊規模);然而川普上任以來,2017財年海軍編列了8艘船艦,2018財年編列13艘,2019財年只有10艘。到2019年底,美國海軍艦隊總共有290艘現役船艦,距離355艦的目標還有65艘之遙。

從2018年開始,美國海軍就展開一項關於未來海軍綜合武力結構的報告,審視更新先前對於355艘船艦的海軍軍力規劃;新的報告的構想是建立一支裝備有各式感測器、武裝的「無人艦隊」,給予美國海軍指揮官更多作戰彈性,使美國海軍更難對付。新的海軍武力報告著重於納入中、大型無人水面載具,建議未來美國海軍軍力結構下,需要配置多少LUSV、MUSV,並與大型水面艦(DDG、CG)和小型水面艦(LCS、FFG(X))編組,同時也揭示美國海軍關於執行分佈式海上作戰概念的最新想法。這份分析報告由海軍主管水面作戰的專案辦公室(N96)發起,系統分析由海上系統司令部的水面艦艇設計和系統工程委員會(Sea 05D)負責;分析作業從2018年11月展開,持續到2019年11月,初步結果在2020年初彙報海軍部長,最終報告在2020年2月出爐,與2020年春季的海軍2021財年海軍艦隊結構決策以及從2022財年起造艦計畫一同公布。這項分析考慮了許多不同的艦隊結構配置,基於作戰能力與成本等考量,分析多個由大、小型有人水面作戰艦艇以及LUSV、MUSV的編組,分析每種艦隊結構的作戰效率。而在2019年年底,美國海軍高級官員也曾今提到,USV艦隊可能會改變目前水面作戰群(SAG)和航母打擊群(CSG)的編制和作戰方式。美國智庫組織也提到,雖然即將服役的AN/SPY-6系列主動相位陣列雷達性能強大,但是敵方的無源偵測能力也日漸增強,大量使用高功率主動相位陣列雷達的危險性將日益提高,特別是位於前沿的水面作戰群;而部署無人水面載具將能改善這種情況。

在2020年1月底,美國海軍部(Department of the Navy,DON)表示,2020財年美國海軍提估的整合海軍武力結構評估(Integrated Naval Force Structure Assessment,INFSA)將帶來「一個世代只有一次」的重大變革。海軍部表示,INFSA會將美國海軍艦隊結構轉換成更分散的架構,包括減少大型船艦的比重,增加小型船艦的比重,並且納入新出現的無人水面載具(Unmanned Surface Vehicles,USVs)與無人水下載具(Unmanned Underwater Vehicles,UUVs);而這樣的艦隊組合將大幅改變美國海軍現有艦隊結構與造艦產業的分配。

2022財年預算計畫的無人船艦規劃

在2020年2月,美國海軍將2021財年預算申請送交國防部長辦公室(Office of the Secretary of Defense,OSD)接受審查,其中包括關於海軍未來兵力結構的整合海軍武力結構評估(Integrated Naval Force Structure Assessment)以及30年造艦計畫文件;然而,國防部長馬克.埃斯柏(Mark Esper)對報告內容以及成本估算卻不滿意,將這些未來武力架構文件退回海軍以及海軍陸戰隊。之後,海軍修改的文件仍無法使馬克.埃斯柏滿意,馬克.埃斯柏遂親自責成國防部副部長大衛.諾奎斯特(David Norquist)組織團隊,進行未來海軍武力結構研究(The Future Naval Force Study,FNFS)項目,由國防部長辦公室(OSD)、參謀聯席會議、海軍部(Department of the Navy,DNO)一同進行;這美國國防部第一次直接介入美國海軍的未來武力架構以及長期造艦計畫。未來海軍武力結構研究(FNFS)的結果在2020年10月初出爐,將美國海軍到2045年的武力整建目標稱為「戰鬥武力2045」(Battle Force 2045),目標是在2045年時建立一支包含500艘有人/無人船艦的艦隊。在「戰鬥武力2045」中,馬克.埃斯柏希望美國海軍能達到擁有140至240艘無人(必要時可由少量人員操作)水面以及水下船艦,執行任務包括佈雷、水雷反制、發射巡航飛彈進行打擊、為有人作戰船艦進行補給、監視偵察、當作誘餌混淆敵方等等。

在2020年12月10日唐納德.川普總統(Donald Trump)卸任前夕,美國國防部提交的2022財年國防預算草案,其中的30年造艦計畫,基本上就是依照「戰鬥武力2045」。不過,等到2021年喬.拜登(Joe Biden)政府上台之後正式提交的2022財年國防預算,先前「戰鬥武力2045」的海軍造艦計畫等於被束之高閣。在2021年6月17日,美國國防部將2022財年的長程造艦計畫(Annual Long-Range Plan for Construction of Naval Vessels)提交國會;其中,此計畫提到無人船艦的目標數量是建構59至89艘無人水面船艦(LUSV與MUSV),以及18到51艘無人水下船艦(UUV),總數77至140艘;這個數字比先前「戰鬥武力2045」的規劃(到2045年擁有總數143至242艘無人水面/水下船艦)縮減幾乎一半。此計畫提到,雖然無人船艦有很高的潛力,但部署的風險也十分廣泛;基於一些無人船艦的原型研發測試、作戰概念的不確定性和風險,以及對無人船艦成本的瞭解日益清晰,預測未來無人船艦的目標數量會相對縮減。

 

2020年美國國會對LUSV項目的疑慮

2020財年國防授權法案中,包括為前兩艘原型LUSV編列首批2.092億美元預算,首批兩艘LUSV原型的建造工作在2020年展開;而2020財年預算的未來五個財年防衛項目(Future Years Defense Program,2021到2025財年)中,也編列了後續8艘LUSV。美國海軍在2020財年研究發展項目中,包括購買兩艘LUSV原型,在2021財年購買兩艘,在2022財年再購買一艘,以上都是用於技術研發及測試,而第一艘實際服役的LUSV打算在2023財年編列。相較於美國海軍,眾議院對LUSV項目並沒有這麼樂觀;在2020財年國防授權法案中,LUSV項目的經費比起美國海軍原先要求的減少9000萬美元。 

依照2021財年美國參議院武裝部隊委員會通過的國防授權法案,對美國海軍無人水面船艦項目增加了一些限制,例如要求在採辦之前先能證明推進主機、發電機、指揮控制以及自主控制等各項關鍵次系統的可靠性;參議院武裝部隊委員會在2021財年國防授權法案中要求,在提出各項子系統的陸地原型測試方案或與參議武裝部隊院委員會達成某種協議之前,海軍不得編列購買LUSV。這些限制是基於建造福特級航空母艦的教訓,許多關鍵系統在充分進行地面驗證之前就上艦(如EMALS電磁彈射器、AAG先進攔阻索),甚至完全沒進行地面測試就直接裝艦(如AWE先進武器升降機),導致試航之後才發現大量問題,使船艦服役期程嚴重落後、成本大幅超支。而在2020年6月下旬眾議院武裝部隊委員會版的2021財年國防授權法案也維持相同決議;一位眾議院武裝部隊委員會助理在2020年6月22日向USNI透露,海軍的LUSV項目從原型階段到部署量產型,可說是完全沒有空檔,意味著一開始建造的原型就著眼於著系列化生產,這很難讓人信服是個完善穩健的計畫。眾議院武裝部隊委員在詢問海軍為何需要六艘原型時、只用四艘可不可以,但海軍只說這樣可以得到更多操作時數,此外沒能提供更具體、更有說服力的說明。

稍後,美國海軍主管無人船艦項目的Casey Moton少將對USNI表示,美國海軍在2023財年才會採購第一艘裝備垂直發射系統(VLS)的預量產型LUSV,而在此之前建造的原型都是用來增加系統成熟度的基礎科研測試用途,跟正式量產型有很大的不同;等到相關技術都通過驗證發展成熟之後,才會在2023財年編列第一艘正式用於服役的LUSV。美國海軍在2020財年研究發展項目中,包括購買兩艘LUSV原型,在2021財年購買兩艘,在2022財年再購買一艘;以上五艘原型LUSV的經費都是以研究發展(R&D)為名目,而預定2023財年編列的首艘量產型LUSV則會在造艦經費項目中;因此,國會以為從2020財年到2023財年編列的六艘都是量產服役的型號,認知並不正確。無論如何,顯然眾議院想要看到美國海軍對LUSV項目有更清楚的發展路線,說明海軍如何從前幾艘原型的操作測試過程中學習,據此制訂完整的LUSV需求,並將原型的測試經驗反映在後續正式型號的LUSV之中。

眾議院對於LUSV項目最關心的議題是,如何防止無人船艦在實際操作環境中被擊沈或被破壞、偷竊、駭入等,尤其是海軍打算在LUSV上部署戰術飛彈;第二層顧慮是關於LUSV的可靠度,海軍希望LUSV能在海上連續作業至少30天、目標可達90天,期間都不需要人為介入。考慮到一般有人船艦上,艦上水手經常需要對船艦進行各項維護整修作業,無人船艦如何確保長時間正常運轉,是個讓人關注的問題。對此,Casey Moton向USNI表示,可靠度一直是海軍無人船艦項目著重之處:以國防部的大君主幽靈艦隊項目為例,兩家承包商都是在現有成熟可靠的船體/機械/電力(HM&E)平台上增加無人自航控制系統,絕大部分的裝備都並非專為這個項目從頭發展;包括主機、發電機、燃油過濾系統等等都是常規、現成且強韌可靠的現成商規產品,已經用於許多支援船隻或海上平台。現在海軍的LUSV項目,關於平台機械的主要發展工作包括自動運作的閥門等,主要設備都採用冗餘設置,如果其中一部壞了還有另一部可以繼續工作。冷卻系統的進水口設有通海吸水箱(sea chests),具備自動過濾清潔能力。燃油供應系統也設有過濾器(fuel filter),且打算設置兩個。自主航行控制系統則在海軍作戰中心費城分部(Naval Surface Warfare Center in Philadelphia)進行嚴密而詳盡的測試。總而言之,美國海軍在水面無人船隻項目花費很大的功夫在自動化的HM&E技術上,Casey Moton對於LUSV在海上持續運作30天的目標很有信心。

依照2020年7月29日美國國會報告,打算在2021財年編列購買兩艘LUSV原型,在2022財年編列一艘原型LUSV,在2023財年開始編列第一艘正式生產型LUSV;從2023到2025財年,美國海軍打算編列7艘生產型LUSV,其中2023財年2艘,2024財年2艘,2025財年3艘。

在2020年12月3日,參議院與眾議院的武裝部隊委員會宣布,雙方正在協商最後版本的2021財年國防授權法;其中關於LUSV項目,參眾兩院傾向為海軍撥款,將一艘先鋒級遠征快速運輸艦(EPF)改成大型無人水面載具原型,加快美國海軍發展LUSV的作戰構想(Concept of Operations,CONOPS)。

在2022年7月29日,美國海軍公布,將會針對先鋒級遠征運輸艦的阿帕拉契號(USNS ApalachicolaT-EPF-13)進行改裝,增加在商業航線上自主航行的自動控制能力,並且編入美國海軍。在聲明中指出,美國海軍會以阿帕拉契號作為原型艦進行測試,而該艦會是美國海軍最大的一艘具備自主航行能力的船隻。

依照2020年12月10日美國海軍部公布的2022財年的五年期造艦計畫(five-year Future Years Defense Program,FYDP,2022至2026財年),美國海軍打算在2022至2026財年編列12艘大型無人水面船艦(LUSV)、1艘MUSV中型水面船艦(MUSV)、8艘超大型無人水下載具(XLUUV)。其中,LUSV在2022財年編列一艘,2023與2024財年各編列2艘,2025與2026財年各編列3艘;MUSV是在2023財年編列;XLUUV從2023到2026財年都是每年編列2艘。

在2021財年,美國海軍為大型無人水面載具(LUSV)、中型無人水面載具(MUSV)、超大型水下無人載具(XLUUV)項目申請了5.799億美元的研發預算;不過依照隨後2021年3月17日的美國國會研究處公布報告,美國國會只打算批准2.389億美元。

2021年12月8日,美國海軍在懷米尼港(Port Hueneme)的文圖拉郡海軍基地(Naval Base Ventura County,NBVC Port Hueneme)舉行了無人水面載具基地的破土動工儀式,這是美國海軍興建的第一個專門用來收容無人水面/水下載具的設施,作為LUSV、MUSV水面載具以及Orca超大型水下無人載具(XLUUV)原型測試評估階段的停靠與維修保障基地。文圖拉郡基地無人船艦設施會部署第一無人水面船艦分部(Unmanned Surface Vessel Division One)以及操作Orca超大型水下自航載具的第一無人水下載具分部(Unmanned Undersea Vehicles Squadron One),在此部署四艘大君主(Overlord)計畫的USV原型載具、兩艘海獵人(Sea Hunter)無人水面載具以及一艘MUSV中型無人水面載具,加上5艘Orca XLUUV無人水下載具。此外,當天該文圖拉郡海軍基地還舉行現有LCS濱海作戰船艦任務套件支援設施(Littoral Combat Ship Mission Package Support Facility,此廠房建造於1932年)的現代化改建工程,此設施之後可停放XLUUV超大水下載具原型,並作為相關操作人員的工作場所。

依照2023財年美國海軍預算申請書,LUSV項目在未來五年期發展計畫(FYDP,2023到2027財年)打算編列六艘,其中在2025財年才編列首艘,2026財年編列兩艘,2027財年編列3艘。此進度比先前放緩(先前打算在2022財年就編列首艘)。依照2024財年海軍預算計畫的FYDP,美國海軍從2025財年到2028財年共編列9艘LUSV。LDUVS的能力發展文件(capabilities development document)會在2023年內完成,以此確認LDUSV的需求。

在2023年1月10日,海軍作戰部長麥可.吉爾迪在會議中向防務新聞(Defense News)透露,預計在2027年首先在一個航母打擊群中部署USV,實際展示有人與無人船艦編隊。

依照美國海軍在2023年3月提交的2024財年預算申請,美國海軍為LUSV項目申請1億1740萬美元研發(R&D)預算,為LUSV與MUSV項目申請1億7630萬美元啟用作戰能力(enabling capabilities) ,為XLUUV項目申請1億403萬美元研發預算,並為發展無人水下載具(UUV)核心技術(不限於XLUUV)申請7120萬美元額外預。在2024財年的未來財年計畫(Future Years Defense Program,FYDP,2024至2028財年)中,打算訂購9艘LUSV,2025財年訂購的首艘LUSV預計成本為3億1500萬美元,2026財年訂購兩艘總成本預計5億2250萬美元(平均每艘2億6130萬美元),2027財年訂購三艘總成本為7億2270萬美元(平均每艘2億4090萬美元,在2028財年訂購3艘、總成本為7億3720萬美元(平均每艘2億4570萬美元)。

在2023年11月4日,美國海上系統司令部(NAVSEA)公布一份信息徵詢書(Request For Information,RFI)通知,徵詢業界對於LUSV規格草案(draft Ship Specifications)的意見, 並回答先前張貼在參標者資料集(Bidder’s Library)的技術問題。依照進度,美國海軍打算在2023年底完成LUSV的能力發展文件(Capabilities Development Document,CDD),定義LUSV所有需求,是進入細部設計與建造(Detailed Design and Construction,DD&C)之前的必要程序;隨後, 在2024年第二季發佈細部設計與建造(DD&C)的需求徵詢書(Request For Proposal,RFP),並在2025財年編列首艘量產型LUSV,到2028財年編列9艘。

 

可能方案

美國海軍為伊拉克建造的近岸支援船(OSV)的想像圖。

依照2019年8月14日美國海軍研究所(USNI)的消息(當天美國海軍對業界發佈LUSV的RFP草案),首批兩艘原型LUSV將依照五角大廈戰略能力辦公室(SCO)的大君主幽靈艦隊計畫的構想,船體平台可能以先前美國海上系統司令部(NAVSEA)為伊拉克建造的近岸支援船(Offshore Support Vessel,OSV)為起點。

在2019年海上、空中、太空軍備展(Sea Air Space trade show,SAS 2019)中,位於阿拉巴馬州的奧斯特美國分公司(Austal USA)以該廠為美國海軍建造、長度103m的先鋒級(Spearhead class)遠征快速運輸艦(Expeditionary Fast Transport,EPF)為基礎提出LUSV提案;這種「無人版EPF」的艦體中部可搭載MK-41垂直發射器。

在2020年海軍水面船艦協會年度論壇(Surface Navy Association's National Symposium,SNA 2020)中,阿特拉斯北美分公司(Atlas North America,德國ATLAS ELEKTRONIK的北美分部,母集團是德國TKMS)以及在美國本地的伙伴哥倫比亞集團(The Columbia Group)公布了該集團的LUSV概念,以TKMS的MEKO A-100巡防艦的船體(長約100m)為基礎發展而來。

在2020年9月4日,美國海軍宣布與六家不同公司簽署合約,進行LUSV的概念研究工作,總預算4200萬美元,每個公司獲得700萬美元合約(爾後實際總值為4700萬美元);這六家公司分別是奧斯特美國分公司(Austal USA)、杭亭頓.英格斯工業(Huntington Ingalls Industries,HII)、芬坎提里.馬里內特海事(Fincantieri Marinette)、伯蘭爵造船廠( Bollinger Shipyards)、洛克西德.馬丁集團(Lockheed Martin)以及Gibbs & Cox。美國海軍發言人表示,這些合約包括研究改善LUSV的規格以及需求、可靠度研究以及可能的方案等,以便日後產出細部設計與建造(Detail Design and Construction,DD&C)合約。在2020年9月中旬,消息傳出洛馬集團已經獲得700萬美元的合約,在12月的時間內發展出一種LUSV的整合方案(包含平台與裝備),交付給美國海軍測試評估,並為下一階段LUSV的細部設計與建造(Detailed Design & Construction)競爭作準備。洛馬集團的設計結合該集團先前關於自動化以及無人自主控制的相關經驗,例如由洛馬集團旗下Sikorsky MATRIX Technology開發、輔助直昇機在各型船隻平台上 起降的技術,以及洛馬集團的AXIS控制技術,這些都已經在美國海軍超過半數船艦上使用。洛馬集團的合作夥伴包括一家波蘭公司Vigor Works。在2022年7月29日,美國海軍與這六家廠商進一步簽署合約增修,將概念研究工作延長到2024年9月。

在2023年12月21日,位於維吉尼亞州切薩皮克(Chesapeake, Virginia)的伯蘭爵與卡特機械(Bollinger and Carter Machinery)的陸地測試站成功完成船用發電機組連續工作720小時(30天)自主運轉測試,期間完全沒有人為介入調整;在完成720小時連續運轉測試前,先進行了連續100小時的前期測試。此項測試是在美國海軍無人與小型水面作戰船艦辦公室(PEO USC)的監督下完成,而伯蘭爵與卡特機械的測試機組使用功率1550KW的卡特皮拉(Caterpillar)3512C柴油機。伯蘭爵與卡特機械是六家參與LDUSV概念設計的廠商團隊(2020年9月簽署合約)中,最先完成機組連續720小時陸上運轉測試的團隊。先前美國國會在2021財年國防授權法(NDAA 2021)中,要求LDUSV必須先完成連續720小時自主運轉測試,才能進入發展階段。所有團隊的30天持續無人運轉測試都在維吉尼亞州切薩皮克(Chesapeake, Virginia)的卡特機械(Carter Machinery)的陸地測試站完成。

依照2024年1月17日美國海軍海上系統司令部(NAVSEA)無人海事系統專案辦公室(PMS 406)對業界關於LUSV項目的進度報告,繼伯蘭爵船廠率先完成推進系統30天自主運轉測試之外,芬坎提尼.馬里內特(Fincantieri Marinette Marine)成為第二個完成此項測試的廠商,而另外兩家廠商團隊的測試進度也已經超過85%。依照此時進度,美國海軍預期在2024年第二季頒佈包含細部設計與建造(DD&C)工作的需求徵詢書(RFP)。

在2024年3月22日,美國海軍宣佈,此時已經有四家廠商團隊的設計通過720小時自主連續運轉測試,包括伯蘭爵、芬坎提尼.馬里內特、Gibbs & Cox以及HII。

洛馬集團無人水面船艦選項(OUSV)

洛馬集團在SNA 2022展出的無人水面船艦選項(OUSV)的中部,搭載

兩個SEWIP Block 2的電子戰系統的20英尺集裝箱模組(左),以及兩個結合

舉升式MK-41飛彈發射器的40英尺集裝箱,稱為遠征作戰系統(ExWS)。

在2022年1月的美國海軍水面艦年會(Surface Navy Association,SNA 2022)中,洛馬集團展出針對美國海軍LUSV需求的概念模型,稱為無人水面船艦選項(Optionally Unmanned Surface Vessel ,OUSV)。此模型的船體平台基本上與「大君主計畫」的兩艘原型載具相同,展示重點是甲板上的任務籌載:船樓後方的甲板裝載了多個整合在集裝箱的任務模組,包括兩個安裝在20英尺長集裝箱SEWIP BLK II電子戰系統(即AN/SLQ-32(V)6)模組(MUSV中型無人水面船艦項目也可搭載)以及四個40英尺集裝箱模組;其中,兩個40英尺集裝相模組是舉升式四聯裝MK-41飛彈發射器,稱為遠征作戰系統(Expeditionary Warfare System,ExWS),2021年9月大君主計畫實驗船遊騎兵號(USV Ranger OUSV-1)進行SM-6飛彈試射的就是類似的系統。依照洛馬集團展出的說明,搭載ExWS的OUSV可透過資料鏈,從遠方的神盾艦獲得目標資料,然後發射各型飛彈如標準SM-6防空飛彈、ESSM短程防空飛彈、戰斧巡航飛彈、VLASROC反潛火箭等(原本都相容於MK-41垂直發射器),執行防空、遠程武力投射或反潛等任務,符合美國海軍發展的分佈式海上作戰(Distributed Maritime Operations)以及分佈式殺傷(Distributed Lethality)的精神。洛馬集團表示,ExWS系列項目已經在數次實彈演習中進行過測試,包括美國陸軍中程打擊能力(Mid-Range Capability,MRC,將MK-41發射單元安裝在機動拖車上,使用海軍標準SM-6飛彈以及戰術型戰斧飛彈)的首次試射。

除了電子戰模組與ExWS之外,洛馬集團也表示正在發展其他的集裝箱化任務模組,如感測器模組等。除了無人船艦外,ExWS也能迅速安裝在其他水面平台甲板(如LPD-17船塢運輸艦)或岸邊機動單位,在各種多樣化的平台與環境下迅速部署殺傷能力。

2022財年:無人船艦項目放慢步調

在2022財年,美國海軍為大型水面無人載具(LUSV)、中型水面無人載具(MUSV)以及超大型水下無人載具(XLUUV)申請了總共4億3410萬美元的研發預算

在2022年1月的美國海軍水面艦年會(Surface Navy Association,SNA 2022)中,海軍作戰部長(CNO)的水面作戰項目辦公室(OPNAV N96)主管保羅.雪莉少將(Rear Adm. Paul Schlise)透露,接下除非各項關鍵技術成熟度達到一定程度,否則美國海軍不會貿然推動任何一項新的無人船艦採辦項目。保羅.雪莉少將表示,國會在2021財年國防預算授權法說得清清楚楚,除非無人載具的船體/機械/電機系統(Hull, Mechanical and Electrical Systems,HM&E)發展成熟到能持續在海上運作數週或數月,期間完全不需要人員進行定期維護或緊急維修,否則沒有興趣進一步投資;因此,驗證無人船艦各項關鍵技術的成熟度,是目前OPNAV N96的第一優先。羅.雪莉少將期望,在當前這一輪五年未來國防計畫(FY2022~FY2026)結束時,美國海軍對於無人船艦技術領域能掌握到一定程度,知道哪些可以做、哪些不能做;關於何時無人船艦項目能正式進入採辦,此時並無明確時間表。保羅.雪莉少將稱,有許多業界公司向美國海軍展示他們的技術,而美國海軍會讓這些廠商在海軍水面作戰中心費城分部的地面工程測試站設置工程原型,進行測試與展示。只有在陸地測試證明這些新技術、新裝備具有足夠可靠性之後,美國海軍才會考慮將之納入造艦項目中。

在SNA 2022上,美國海軍無人與小型水面船艦項目辦公室主管凱西.莫頓少將(Rear Adm. Casey Moton)表示,此時美國海軍無人船艦項目的重心,是發展各項關鍵技術使之成熟。此時先前國防部大君主幽靈艦隊計畫的所有成果以及兩艘大型無人水面原型載具都移交給了海軍,先前已經展示了自主航行以及作戰任務籌載等技術;而海軍先前主導開發的海獵人(Sea Hunter)中型無人水面載具則主要用於跟水面艦隊整合,以及發展無人水面船艦作戰運用概念等。無人水面船艦平台由無人與小型水面船艦項目辦公室負責;而無人船艦搭載的任務籌載、指管通情、戰鬥管理系統等,則由海軍整合作戰系統項目辦公室(Program Executive Office Integrated Warfare Systems)、指管通情項目辦公室(Program Executive Office Command, Control, Communications)以及壓制項目(Project Overmatch)等團隊負責。

在2022年1月28日防務新聞(Defense News)報導,美國海軍水面艦年會(Surface Navy Association,SNA 2022)中,杭亭頓英格斯工業(Huntington Ingalls Industries,HII)技術方案部門(Technical Solutions division)的無人系統商業發展主管Tom Reynolds透露,無人船艦項目的重要基礎,是採用開放式架構(Open Architecture)的無人海事自動基礎架構([Unmanned Maritime Autonomy Architecture,UMAA);如此,業界能持續推動發展無人船艦技術項目,又能滿足海軍驗證系統成熟度的要求。Tom Reynolds表示,他們花費許多心力重新設計水面載具,使這些載具能擁有更現代化的系統架構(如全新的軟體),例如該公司發展的第三代Remus水下載具。新的軟體維持原本系統的功能與可靠性,但是提供了更大的可擴充彈性。例如,任何一家發展無人自航載具技術的第三方公司,可以租借Remus水下載具,更換載具上的慣性導航系統或籌載,換成該公司自己研發的技術並進行測試;受惠於開放式的UMAA標準,整個改裝轉換過程無須HII與美國海軍協助。如此,這些無人載具關鍵技術就能在美國海軍正式啟動項目之前,透過科研項目充分驗證並改進。

對於2022財年放緩無人水面載具項目,Tom Reynolds並不認為美國海軍從2020財年大力推動的無人船艦項目就此失去衝力,而只是美國海軍務實地調整了需求。Tom Reynolds表示,他注意到美國海軍把興趣放在將無人自主技術的軟體整合到有人船艦上,而不單單只有讓有人船艦來控制無人船艦;因此,不一定只能直接跳入無人船艦領域,把無人自主技術整合到有人平台也是一種可行方向,讓這些技術能在平台上開始運作並蒐集數據,減輕艦上人員的作業壓力,而不是一開始就想著要取代人力。

在2022年2月16日一次記者會上,海軍作戰部長(CNO)麥可.吉拉迪上將(Adm. Mike Gilday)表示,美國海軍將採用漸進式的策略來發展無人作戰平台,而不是貿然躍進。吉拉迪上將新成立的無人載具團隊(unmanned task force)在過去14週進行7項螺旋漸進的實驗,檢視當前各項無人載具相關技術,判斷出哪些可以持續發展、哪些已經足夠成熟而可以立刻加速開發,或者哪些技術目前不值得投資(例如表現達不到期望水平);這些研究包含各類不同的無人載具相關系統,包括把籌載整合到較大型的無人船隻、機電可靠性、航行控制等等。在大型無人載具方面,由於機電設備長期自主運作的可靠性是個問題,所以這些次系統先在水面作戰中心費城分部的測試站進行測試,使技術更為成熟;吉拉迪上將表示,此時美國海軍目標是在5到6年(約2027年到2028年)開始部署能與航母戰鬥群和兩棲打擊群一起作戰、無人或需極少量人員操作的水面載具。在此之前,美國海軍則優先部署更多更小型、更廉價且可損耗的小型無人載具(包含空中以及水面載具),執行如情報/監視/偵察(ISR)任務,提高這些載具的操作距離,甚至可能在某些載具上部署若干武器。例如,第五艦隊的第59特遣群(Task Force 59)在2022年1月31日至2月17日與多國聯合進行的國際海事演習(International Maritime Exercise 22),使用基於商規技術的小型無人載具系統,包括在約旦外海測試長23英尺、使用風帆推進的風帆探險者(Saildrone Explorer),以及在巴林外海測試的MARTAC Mantas T12無人水下載具。此外,美國海軍打算利用現成資料網路技術,利用各種水面載具構築類似民間手機的通信網路,各節點在網路裡分享監視情報以及目標資料。

2025財年:再度延後

在2024年3月11日,美國海軍公布2025財年預算申請書;受到財政責任法(Fiscal Responsibility Act,2023至2025財年)的限制,2025財年國防預算限制在8950億美元以內。在預算限制下,海軍著重於艦隊備便率以及人員預算以因應當前的作戰任務(主要是2023年底開始的紅海護航作戰任務),使得造艦計畫以及幾個研發項目的預算比前一年縮減,例如2025財年編列建造的新艦僅6艘。

在2025財年,美國海軍為LUSV申請5400萬美元研發預算,為超大型水下無人載具(XLUUV)項目申請3100萬美元研發預算,兩者都比2024財年申請的預算(LUSV為1億1700萬、XLUUV為1億400萬)大幅減低;海軍部主管預算的助理部長班.雷納德少將(Rear Adm. Ben Reynolds)表示,這是因為LUSV與XLUUV項目都發生落後。在2025財年的計畫中,LDUSV部署進度被向後推遲兩年,首艘延遲到2027年訂購(原本計畫在2025財年編列首艦,2026財年2艘,2027財年3艘)。 班.雷納德少將表示,LUSV項目遭遇技術困難,所以成為項目時程重劃(rephasing)時率先開刀的對象。

 

武裝無人船艦的可能替代選項

由於美國國會對於在LUSV上部署垂直發射飛彈系統有很深的疑慮(主要是安全性)。在2021財年國防授權法案中,國會規定美國海軍必須進行一項分析報告,評估LUSV之外在其他海上平台部署飛彈的選項,在此報告完成之前不得購買任何具有武裝的LUSV。在2022年3月23日,美國海軍發言人Lewis Aldridge對Defense News透露,美國海軍這項研究會在4月底公布,大致分為四類平台:

1.大型無人船艦(LUSV),是此項研究的基線。

2.美國海軍運輸性質的非戰鬥船艦,包括兩棲船艦(如LPD或LSD等)、先鋒級(Spearhead class)遠征快速運輸船(Expeditionary Fast Transport,EPF)、遠征基地船(Expeditionary Sea Base,ESB)等。

3.利用現有商業船舶,例如散貨船或集裝箱船。

4.創造一種新型態的商用船隻。

這項研究會在四個主要領域分析這幾類平台的能力,分別是作戰容量與能力分析(warfighting capability and capacity analysis)、成本與可負擔性(cost and affordability)、技術風險(technical risk)、工業基礎考量(industrial base considerations)等。

在2022年2月,代表維吉尼亞州的民主黨籍眾議員Elaine Luria向防務新聞(Defense News)表示,她主張在海軍現有船艦(例如後勤船艦)上部署飛彈系統(如戰斧巡航飛彈),作為LUSV武裝無人船艦發展成熟之前的選項;這種構想可以在很短時間內執行,迅速增強美國海軍的殺傷力。另外,此項研究進行的同時,美國國會通過的2022財年國防預算授權法(NDAA 2022)首度授權美國海軍提前除役部分提康德羅加級飛彈巡洋艦(2022財年內授權除役至多五艘);而接下來數年屆齡的提康德羅加級巡洋艦將陸續退伍、後繼艦卻青黃不接,因此美國海軍可能的確需要一些能在短時間內執行的構想,填補美國水面艦隊損失的飛彈部署數量。

美國海軍裁撤牧羊人號USV

在2023年12月29日,美國聯邦總務署(The U.S. General Services Administration)將牧羊人號列在拍賣網站上,在2024年1月12日截止投標,起標價50萬100美元。 聲明中並未提到牧羊人號先前作為大君主幽靈艦隊項目無人測試船,也沒提到此船目前仍保有相關能力;拍賣網站上提到船上的電子裝備包括海事科技動態定位系統(Marine Technologies Dynamic Positioning System)、多種商用無線電、導航雷達、其他導航裝置以及詢答器,全都是非機密裝備;此外,提到船上三部Cummins QSM-11柴油發電機組(每具功率200KW)具備「部分自動化能力,能在高負載狀態發生斷電之後自動緊急啟動。船上推進系統為四部Cummins QSK-50海用柴油主機,拍賣網站註明是在正常工作狀態,並附帶大量備用零件。此外,拍賣註明船上原本各項軍規設備、武裝都在拍賣之前被移除,包括槍座、警燈(blue lights)、警報器(sirens)、軍規無線電與安裝架等等。在2024年1月17日出價時間截止時,最高的出價為211萬100美元;得標者需與物業聯繫搬運,如果沒有付款並移走該船,該船會在2024年1月31日被「強制拆解」。

美國海軍並未透露釋出牧羊人號的理由;外界推測,這可能是因為美國海軍接手大君主計畫之後,後續訂購的測試船規格與牧羊人號不同;海軍後續訂購的水手號(USV Mariner OUSV-4)船型規格是與遊騎兵號無人船相同;遊騎兵號與牧羊人號是最初國防部大君主幽靈艦隊計畫使用的兩艘測試船。 牧羊人號最初由位於路易斯安那州的摩根市(Morgan City, Louisiana)的Swiftships建造。直到2022年環太平洋演習(RIMPAC 2022),遊騎兵號與牧羊人號都有一同參與;然而在2023年美國海軍第一無人船中隊(USVDIV-1)航行到西太平洋區域的活動,牧羊人號缺席了, 只有兩艘大型的USV遊騎兵號(USV Ranger OUSV-1)、水手號(USV Mariner OUSV-4)以及中型的海獵人號(USV Sea Hunter)以及海鷹號(USV Sea Hawk)等四艘參與。 依照2024財年美國海軍預算,美國海軍會保有四艘USV,顯然就是排除了牧羊人號。

 

 

 

 

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