美海军发布2016年版水下战科学与技术

本文由国防科技要闻(ID:CDSTIC)授权转载,作者:王璐菲韩笑

9月,美海军水下战首席技术官签署发布了《水下战科学与技术目标》。该文件以《年海军科学与技术战略》为基础,对年版的文件内容进行了更新,提出了10个重点领域的科学与技术目标。与年版文件相比,新增了水下机动作战和水下精确导航授时两个技术重点领域。文件明确了美海军水下战科学技术的发展重点和具体目标,为水下作战领域的未来研发提供了依据。

一、确保进入海上作战空间

一旦交战开始,水下力量能促进联合部队进入海上作战空间,威慑敌人,占据主动。在“反介入/区域拒止”环境下,水下作战能对抗或规避敌方的防御、基础设施和威慑,同时拒止敌方进入同一作战空间。

整体目标:

确保进入全球海洋与近海区域,并对战略及战术目标形成威胁;感知并预测全球海洋与近海区域的环境特性,以支持战术及战略规划和军事行动;通过调整系统适应当前及不断变化的环境,提升作战效能。

具体目标:

①降低水下设备的声学及非声学特征信号,避免和抑制敌方探测,并快速恢复隐身能力。

②提高在任何作战环境下对水下战目标的探测、识别能力。

③提升水面以上探测能力,以及在各种作战环境下隐蔽己方通信参数的能力。

④基于系统测量及气象海洋信息,研发环境适应型传感器组件,优化探测、识别和定位能力。

⑤提高利用及打败敌水下资产的能力。

⑥研发战区反潜战指挥官作战管理决策支持系统工具。

二、自主性与无人系统

自主性与无人系统是促进多领域作战的关键力量倍增器,将广泛应用于水下战领域。未来部队将继续依靠隐身技术、大范围军事存在以及干扰敌方指挥与控制的能力。为实现高效的隐身作战,将对无人/自主系统加以利用。

整体目标:

将有人及无人/自主水下系统集成到水下作战领域;发展支持无人/自主系统作战的通用控制体系结构与接口。

具体目标:

①发展将无人系统用作前沿水下控制器/威胁指示器的能力。

②提升无人系统及传感器在投放、执行任务、回收过程中的续航力、持久性、可靠性和安全性。

③通过改进的无人系统传感器,发展多种快速可靠的探测能力。

④促进无人系统与水下力量跨域任务规划、信息管理、能源管理的无缝集成。

⑤发展无人潜航器远程保障能力,探索部署大量无人水下设备的方法。

⑥优化操作人员与无人水下系统的集成。

⑦发展对抗敌无人系统的能力。

⑧发展多模水下通信网络,以提升可靠性、减少延时、提供充足的数据率,确保多种无人水下设备的协调运行。

三、水下机动作战

机动作战通过快速、灵活、伺机而动的军事行动,使敌方疲于应对瞬息万变的战场情况,最终破坏敌方决策的连贯性。由于水下区域的不透明性,机动作战是水下战的主要原则。

整体目标:

操纵敌方的海上态势感知;最大程度限制敌方的海上机动作战;加强美军及盟军部队的海上作战机动性;提供水下机动和非机动装备,影响敌人作战能力或作战意志。

具体目标:

①改进控制水下部队信号的方法,限制敌方水下机动作战能力。

②研发控制有源及无源信号的方法,支持水下机动作战。

③扩大水下部队使用创新有效载荷克敌的效果范围。

④研发水下部队通过非传统频谱实现更好通信的方法。

⑤发展快速水下运送和操纵能力,支持低机动性水下部队的机动。

⑥研发水下部队快速响应敌方行动的技术。

⑦改进水下部队的指挥与控制方法,更好地协调水下机动。

⑧使水下部队具有同时执行多种任务的能力,最大程度提升作战效能。

⑨发展低成本、无人辅助性水下系统。它能够扩大水下部队的作战效能,促成更好的分散部署。

四、远征及非正规作战

水下设备是远征及非常规战争的关键,先遣部队得以探测水下环境,常规部队得以进入近海区域并开展作战任务。在未来“反介入/区域拒止”军事行动中,上述能力将越来越重要。

整体目标:

寻求未来远征及非常规战争军事行动的安全可靠的接口;减少部署和回收远征部队和相关系统的时间,并降低复杂性。

具体目标:

①提升特种作战部队的标记、跟踪和定位能力,抗低噪声、固定目标及威胁。

②改进潜艇平台,提高特种作战部队执行部署和返回任务的效率和安全性。

③发展可靠、安全及保密的高数据率水下通信能力。

④发展利用潜射无人机,为远征及非正规作战部队提供情报、监视与侦察支援的能力。

五、信息优势与网络

水下设备是维持信息优势的关键使能器,可进行水下指挥与控制,并感知水下战场空间。

整体目标:

寻求可靠的水下指挥与控制、高数据率通信,显著提升水下部队的战场空间感知能力;确保水下部队拥有防御网络攻击的能力、对抗以及实现网络效果的能力。

具体目标:

①提升深水区域传输战术信息/数据的能力和规模。

②加强水下设备的稳定性、战术响应、跨域指挥与控制。

③研发网络脆弱性评估工具,使水下作战人员获知敌方水下系统的入侵。

④研发网络安全脆弱性评估工具。

⑤研发电子攻击及电子防护能力,降低敌人破坏己方信息战目标的能力,同时削弱敌方的信息战能力。

六、平台设计与生存能力

水下平台必须能在恶劣的水下环境中运行,并在规避、挫败攻击的同时,促成己方部队进行对敌作战。

整体目标:

研发设备支持未来的水下系统开发、部署、维修和保障工作;研发支持快速、低成本及/或远程设计与制造的先进设备及技术;使水下平台在未来作战环境中具备不被探测、自由运行的能力。

具体目标:

①使水下设备能够评估现场脆弱性、控制识别信号及减少排放,与周围环境融为一体。

②研发灵活完成任务的平台和部件。

③改进可降低水下平台可探测性的模型和工具。

④提升预测、监控、预防及管控水下平台腐蚀/污垢的能力。

⑤提升在前沿部署或航行过程中的毁伤评估及/或维修能力。

⑥发展/提升在航行中及维修过程中监控、诊断、预测船体状况、预测故障及警示操作人员的能力。

⑦发展先进平台、组件,以及部件设计和制造能力。

七、动力与能源

安全及可靠的动力与能源装置是维持水下优势的关键使能器。长航时系统将干扰敌人的行动、保障任务灵活性;高功率及能源密度系统必须支持多种水下设备及作战任务。

整体目标:

提升支持水下平台及军事行动的动力与能源装置的能量密度、安全性及可靠性;使水下部队具备充分利用所处作战环境中能源的能力。

具体目标:

①发展安全、可靠、经济可承受及高效的水下平台能源管理、生成、传递、海上运输、部署和存储能力。

②发展安全、可靠、经济可承受及有效的高能功率管理、生成、传递和利用能力。

③发展安全可靠获取、存储及向水下设备传递能源的能力。

④发展可表征故障影响及动力源与能量源模式的能力。

八、打击与一体化防御

水下设备是美国投射军事力量、防御国内外利益的关键。

整体目标:

加强水下武器系统的能力、容量、续航力、经济可承受性及射程,包括发展和集成定向能武器;发展水下系统规避、探测和/或对抗敌攻击的能力。

具体目标:

①提升进攻性水下武器的杀伤能力。

②加强潜艇的有效载荷能力。

③发展可瞄准及追踪敌移动和固定分布式网络系统(DNS)的能力。

④提升打击武器系统的性能和经济可承受性。

⑤发展下一代武器、对抗措施和有效载荷。

⑥提升对抗敌水下战系统(包括无人系统)的能力。

⑦提升武器系统设计中的模块性,以满足任务重新配置、维修及减少保障的需求。

⑧改进武器系统设计,以支持多个来源的超视距瞄准。

九、作战人员效能

为优化作战人员在水下环境中的体能及效力,未来部队将采用新的训练、健康监控与实现、行为解决方案、人机编队等技术。

整体目标:

发展以用户为中心的设计方法,来解决潜艇的“规划-简报-执行-评估”保障需求;为战术小组在有限时间内做出更好决策,改善其所需关键数据和信息的有效性、可靠性、质量和延时问题;基于任务分析的结果进行人机接口设计,应用认知科学、人为因素专业知识及最佳实践;随时随地通过仿真技术进行针对单兵及小组的多任务、多平台训练;通过监控及改善潜艇员的身心健康及适应性,来加强其战备能力和耐力;发展支持及充分利用水下作战人员个体差异的系统。

具体目标:

①在探测威胁、管控及协调军事行动中,收集相关传感器数据,发展无人系统战场空间管理能力。

②发展以人员为中心的分析技术,使潜艇指挥官能快速进行决策。

③研发舰载自适应训练工具,支持单个操作人员的讲解及一体化小组训练。

④发展可在通用虚拟环境下运行的分布式教学能力,使地理上分布在各地的学生和教员得以访问和操控。

⑤通过选拔、自我评估、训练、潜艇部队一体化程序提高每一名潜艇艇员的适应能力,以减少意外损失。

⑥通过全面监控以甄别和减少医疗与心理上的风险因素,从而促进艇员的身心健康。

⑦提升浅水区域的潜艇逃生、救援效率。

十、水下精确导航与授时

对于执行水下任务的设备而言,能够精确定位自身是至关重要的,未来水下装备需要新的定位导航授时方法,在在愈加不利的作战环境下将定位导航授时误差降到最低。

整体目标:

促进相关技术成熟,使水下装备在不断变化的作战环境中持续可靠地获得高精度的定位导航授时信息,促进新技术的发展成熟,降低对传感器的依赖程度。

具体目标:

①改进水下设备的精确导航能力,减小GPS被拒止及/或中断、降级及低带宽环境下的位置误差。

②研发收集及利用测深数据的方法,用于替代性导航选项。

③研发不使用水面以上传感器而支持战略威慑任务的下一代能力。

④研发利用系统内和系统外传感器收集地理-声学及海洋学数据的下一代能力。

⑤研发从多个来源集成导航数据的数据融合技术,促成导航规划、水域空间管理以及更好的态势感知。

⑥研发支持规划行动的潜艇导航工具,以及确定此类规划工具局限性的方法。

美国海军科学技术创新探析

本文由现代军事(ID:xiandaijunshi)授权转载

作者:李玉荣

美国海军以海军研究局为科技管理机构,以“走在技术的前面”为理念,构建科技战略规划体系,重搭组织架构,合理分配预算,优化人员组合,规范项目管理,打造健全、高效的科技创新机制,驱动提高美国海军科技创新能力,有效平衡了美国海军科技研发与海军能力之间的关系,为美国海军稳执世界海军军事技术牛耳发挥了关键作用,成为其他国家和军兵种效仿的典型。

国防科技战略规划体系化,牵引海军科技创新长远发展

国防科技具有基础性、探索性的特点,风险高,不确定性因素多,美国海军将科技发展置于战略地位,依据国家政府、国防部等高层科技战略规划,定期制定海军科技战略发展规划,以体系化的战略规划指导与推动海军科技创新发展。

政府统筹国家科技创新战略,指明国防科技创新发展方向

美国政府自年以来每两年发布一版《美国创新战略》,是美国科技创新领域的最高级指导性文件。《美国创新战略》由白宫科技政策办公室牵头制定,主要提出国家科技创新发展的总体构想、方向重点、优先等级和政策措施,确保科技预算投资与国家安全、社会发展相适应。每财年白宫科技政策办公室还会签发科技预算优先级备忘录,分发各相关局、部。年《美国创新战略》提出了全球气候变化、清洁能源、地球观测、未来先进制造与工业、生命科学/生物/神经科学、国家和国土安全、信息技术与高性能计算、海洋与北极等国家科技优先创新领域。其中国家和国土安全领域指出重视对新安全能力创新的投资,尤其是对大规模杀伤的反措施武器应给予最高优先级,为国防部制定国防科技战略规划提供了方向性指导。

国防部全盘规划国防科技创新思路,明确国防科技创新领域

美国国防部层面建立了“一个战略、三项规划”的科技战略规划体系,包括《国防科技战略》《联合作战科技规划》《国防技术领域规划》和《国防基础研究规划》。一个战略提出了国防科技发展的总体构想、方向重点和政策指导,三项规划阐明国防基础研究、应用研究和先期技术开发的学科体系、各专业领域发展目标、重点任务和进度要求,为各军兵种开展军队科技工作提供遵循依据。此外,01年国防部长还签发《国防创新倡议》,要求制定《长期研究与发展计划》,征询空间、水下、空中主宰与打击、防空反导、其他技术驱动型概念等5个关键领域的创新概念和技术,帮助美军在优势领域快速建立国防科技储备,成为推动实施第三次“抵消战略”,实施新一轮科技创新的关键指导。

海军部具体筹划海军科技战略构想,指导海军科技创新实施

海军部授权海军研究局筹划海军科技战略,并且几乎每两年发布一版《海军科学技术战略》作为海军科技创新的重要战略性指导文件,明确海军未来作战能力需求,提出需







































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