潛射無人機系統(SLUAS)

美國海軍潛射無人飛行載具(SLUAS)的使用示意圖。潛艦發射無人機,在遠超出潛艦自身感測器

(被動聲納、潛望鏡、雷達等)的範圍標定敵方水面目標位置,透過資料鏈傳回潛艦(透過潛艦的截收桅杆

或拖曳浮標來接收),大幅增加潛艦使用魚雷以及飛彈的有效攻擊距離。

以美國航空環境公司(AeroVironment)的「黑翼」輕型無人機的模型。在2019到2020年,美國海軍透過MTA管道進行了

名為AWESUM的研發項目,以「黑翼」無人機為基礎,發展了一種可由潛艦三吋發射管發射的SLUAS原型系統,

在演示中為潛艦提供水平線以外敵方水面船艦或陸地目標的位置資訊,大幅增加了打擊距離。

美國潛艦發射「黑翼」無人機示意圖。

──by captain Picard

 


 

美國海軍潛艦部隊使用的現代化533mm魚雷如MK-48 Mod6,有效射程可達5海里以上,最大射程據信可達30海里;然而,受限於潛艦在水下使用被動聲納的探測距離,實際上能展開攻擊的距離相當有限,大約只能在數海里外對水面船艦發射魚雷。即便潛艦上浮到潛望鏡深度使用潛望鏡,潛望鏡的探測距離也僅限於水平線以內,何況潛艦上浮使用潛望鏡就增加了被敵方用雷達或目視察覺的機率。然而,如果從潛艦施放小型UAV,飛入空中,用資料鏈把機上光電感測器探測的資訊傳給潛航中的潛艦(潛艦使用拖曳式通信浮標來接收資料),就能大幅延長潛艦探測水面上動態的距離(像是把潛艦的光電潛望鏡搬到空中)。透過UAV的協助,潛艦就可以識別、標定水平線以外的水面目標(包括方位、目標航向與航速等,在更遠的距離發射魚雷攻擊,理論上能最大程度發揮魚雷的有效射程。當潛射無人機系統逐漸實現後,潛艦不一定要接近到聲納工作距離,或者在跟目標同一片海域,就能對水面目標展開攻擊,始得來自潛艦的攻擊更難防範。

「潛艦水下無人機強化對抗移動目標先進武器系統」(AWESUM)

在2020年11月18日,美國海軍潛艦項目辦公室主管戴夫.格金斯少將(Rear Admiral Dave Goggins)在美國海軍潛艦聯盟(Naval Submarine League)的線上年會中透露了潛射無人機系統(Submarine-Launched Unmanned Aerial System,SLUAS)項目的發展狀況。這是一種能從美國海軍潛艦上三吋發射管發射的無人機,能大幅延伸潛艦的感測範圍。

戴夫.格金斯少將透露,美國海軍在2019年3月獲得授權,經由中等採辦程序(Middle Tier Acquisition,MTA,)執行「潛艦水下無人機強化對抗移動目標先進武器系統」(Advanced Weapons Enhanced by Submarine UAS against Mobile targets,AWESUM,諧音為awesome),驗證由潛艦發射的UAV來標定遠距離水面與陸地目標,為潛艦的魚雷或陸攻巡航飛彈提供目標先期指引。美國國防部的國防創新部門(Defense Innovation Unit,DIU,2015年創立,宗旨是更快速地利用新興商業技術,與許多非傳統創新防衛公司合作,協助更快地發展軍事能力並減低費用)也參與了AWESUM項目。

AWESUM項目從2019年5月執行到2020年7月,期間總共進行了三次能力演示,總計從潛艦上發射部署了21架次SLUAS。在AWESUM項目啟動後8個月,美國海軍就進行了一次成功演示:洛杉磯級核能攻擊潛艦安納波利斯號(USS Annapolis SSN-760)在潛望鏡深度施放了一架無人機,控制這架無人機在相當遠的距離上(超過潛艦所處的視線地平線範圍),標定了獨立級濱海作戰艦查爾斯頓號(USS Charleston LCS-18);藉由無人機提供的目標位置資訊,安納波利斯號完成了射點解算,然後在大約魚雷射程極限的距離上,對查爾斯頓號進行了模擬魚雷攻擊。此外,AWESUM還有一次演示是透過UAS同時對付水面以及陸地目標。AWESUM項目在2020年7月完成了最後一次展示,在2020年9月發展完成並達成初始作戰能力(Initial Operational Capability,IOC)。戴夫.格金斯少將表示,此時美國海軍已經有五套SLUAS裝備投入使用,數量還會進一步增加。

「黑翼」無人機的主翼跟尾翼平時都可折疊,能收容在小型容器內,可由潛艦的三吋發射管施放。

在AWESUM項目中,使用的UAV系統是美國航空環境公司(AeroVironment,AVAV +1.6%)的黑翼(BlackWing)無人機系統,是該公司彈簧刀(SwitchBlade) 300型無人機系統衍生而來。「黑翼」無人機重約4磅(約1.8kg),翼展27英吋(約68.5cm),平時主翼跟尾翼能折疊,可收容在如三吋發射管之類的小型容器中。「黑翼」無人機採用電力推進(使用馬達帶動螺旋槳),飛行速率以及航程不詳,原本的彈簧刀300型無人機能以每小時60英里(約96km)的速率飛行半小時。「黑翼」的籌載包括GPS全球定位系統、慣性導航系統、光電感測系統等,「黑翼」還曾有攜帶爆炸籌載的衍生型號,能用來攻擊特定的高價值目標,不過此種型號似乎沒有投入量產。

SLUAV後續發展

完成AWESUM測試項目並部署了若干原型系統後,美國海軍潛艦部隊對於SLUAS的發展日益重視,打算正式發展成制式化的武器系統。

在2020年10月30日,美國海軍海上系統司令部(Naval Sea Systems Command,NAVSEA)首次對業界公布了關於潛射無人機系統(Submarine-Launched Unmanned Aerial System,SLUAS)的信息徵詢書(Request for Information,RFI),尋找一種能從潛艦上發射、回收的無人航空機(UAV)系統。依照RFI,SLUAS必須能從美國海軍潛艦上的三吋(76mm)單一系統發射器(Signal System Ejector,SSE)施放,SSE主要是用來釋放聲納浮標、誘餌、水文探測傳感器等。SLUAS必須能在空中飛行至少1小時,能飛至潛艦潛望鏡視線的水平線以外,並具備光電感測能力來標定目標。SLUAS具備保密通信傳輸能力,可接收來自潛艦或其他友軍平台(航空機、水面船艦、岸站等)的控制信號,並將探測到的資料傳輸回潛艦;SLUAS具備不同頻寬的加密資料鏈,加密密碼長度至少256bits。除了由遠端遙控之外,SLUAS必須具備一定程度的自航(autonomy)能力,以便在某些必須要嚴格控制電磁信號的環境下,不依賴後端控制仍能自主作業。

先前為AWESUM項目提供輕型UAV的航空環境公司很可能會參與SLUAS競標,而其他美國國防廠商也有許多類似系統;例如,洛馬集團Outrider的輕型UAV在2017年首次試飛,同樣能由潛艦的三吋發射管發射,能以每小時40英里(約64km)的速率持續飛行超過2小時。以色列Spear公司的Ninox系列無人機也符合SLUAS的條件。

美國海軍也可能發展更大型的SLUAS,能從潛艦的21吋(533mm)魚雷管發射。先前在2016年,美國海軍水下作戰主管查里斯.李查少將(Rear Adm. Charles Richard)曾向美國海軍研究所(USNI)透露,打算發展由21吋魚雷管發射的無人飛行載具。

 

註:在2016財年美國國防預算授權法案(National Defense Authorization Act,NDAA FY16)的第804條款(Section 804)中,批准了新的中等規模採辦管道(Middle Tier Acquisition,MTA),主要是用於在2至5年內快速獲得某種作戰能力,不受聯合能力整合發展系統(Joint Capabilities Integration Development Sysytem,JCIDS)以及國防部關於國防採辦系統(Defense Acquisition System)的第5000.01指導規範(DOD Directive 5000.01)等既有規範限制。MTA採辦程序包含兩種方式,第一是快速發展原型(Rapid Prototyping)以及快速投入戰備使用(Rapid Fielding)。應用MTA的主要場合包括快速而流暢地進行原型系統開發與測試,或者使用現成技術升級現役武器系統。MTA能在項目啟動後6個月就進入生產階段,五年之內就部署使用。