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题图:WSJ

无人机战争的新前沿在深海之下

与空中相比,水下通信更具挑战性,且海底环境往往异常恶劣。

无人机已经彻底改变了现代空战,如今国防公司和海军正期望它们在水下也能发挥同样的作用。

新型水下无人机,如幽灵鲨(Ghost Shark)、赫恩(Herne)和蝠鲼(Manta Ray),能够潜入数千英尺的水深,并且可以在几乎无需人工干预的情况下连续运行数天。支持者认为,这些能力使它们特别适合执行情报收集、保护海底基础设施以及应对太平洋地区潜在威胁等任务。

战略与国际研究中心高级研究员辛西娅·库克指出:“这些无人驾驶设备正面临一个绝佳的发展机遇。潜艇虽然性能出色,但成本过高。”

然而,完善这项技术并非易事。与空中相比,水下通信更具挑战性,且海底环境往往异常恶劣。

水下无人机在过去几十年间已被学术界和海上能源公司广泛使用。比如,1985年一艘水下无人机成功找到了泰坦尼克号的残骸。海军也长期使用体型较小的水下航行器(通常是遥控型)进行扫雷等任务。

目前,国防公司正在开发更大型、更具自主性的航行器,这些设备将具备更长的航程和更多样的任务能力。

波音公司计划在明年年底前向美国海军交付五艘奥卡(Orca)特大型无人水下航行器。这种航行器长达85英尺,能够在几乎无需人工干预的情况下行驶近7500英里。

海军作战部长丽莎·弗兰切蒂上将表示,开发机器人和自主系统是美国海军为应对潜在冲突做准备的首要任务之一。

弗兰切蒂在今年早些时候的一次会议上强调:“无人系统具有极大的潜力,可以成倍增加我们的战斗力。”

澳大利亚正在与国防初创公司Anduril合作开发一种名为幽灵鲨的水下无人机。该项目是澳大利亚投资46.5亿美元用于增强海底作战能力和发展新型自主无人航行器计划的一部分。

目前,BAE系统公司(BAE Systems)的赫恩正在英国进行测试,而诺斯洛普·格鲁曼公司则研发了形似巨型扁鱼的蝠鲼无人机。同时,法国、韩国和德国也在研发新型无人水下航行器,乌克兰则正在测试一种名为马里奇卡(Marichka)的水下攻击无人机。

无人机战争的新前沿在深海之下

技术进步是推动新型水下无人机发展的关键因素。更持久的电池续航、更精确的传感器和更小型的电子元件,使这些航行器能够更加自主地执行任务,并延长作业时间。

这些技术突破恰逢其时,因为中国已建成世界最大的水面舰队,并开发出自己的大型自主水下航行器。

在欧洲,光纤电缆遭切断事件引发担忧,人们担心俄罗斯及其他国家可能会攻击海底关键的能源和数据传输线路。北约近期在芬兰海岸附近举行演习,部署水下无人机保护海底基础设施。

面对这些威胁,欧洲各国海军规模却在缩减,美国也在为按期建造大型舰艇而努力。曾为世界最大的英国皇家海军,如今仅有不到20艘驱逐舰和护卫舰,以及约10艘潜艇。

BAE公司海事服务部门业务发展经理蒂姆·奥尼尔表示,英国海军“正在努力完成所有预期任务”。他说:“这正是自主系统可以发挥作用的地方。”

BAE公司的赫恩是在加拿大Cellula Robotics为能源行业开发的水下无人机基础上改进而来。BAE为其配备了计算机系统、摄像头和传感器,使其能够自主运行并收集分析情报。

这艘形似微型潜艇的赫恩通过传感器将周围环境与预载地图进行对比,实现海上自主导航。它能够将观测到的船只与数据库比对,从而识别军用和民用船只。收集的数据可通过其后部的伸缩式潜望镜桅杆传输。

最近一个清晨,在英国南海岸,一台起重机将这艘8吨重、40英尺长的航行器放入水中,开始执行预设的训练任务。测试中,赫恩浮出水面,准确识别了两艘海军舰艇,随后悄然潜回水下。

奥尼尔(前英国皇家海军军官)指出,使用无人机进行日常监视可避免将昂贵的潜艇及其人员置于险境。无人机体型较小的优势还使其能在浅水区域作业。

BAE公司研发赫恩已约11个月,计划在未来一年半内使其具备作战能力。赫恩的电池续航时间可达三天。Cellula目前正在试验氢燃料电池技术,这将使航行器能够运行45天,航程可达约3000英里,相当于爱尔兰到纽约的距离。

虽然赫恩主要用于侦察任务,但BAE公司正在研究为其配备鱼雷和水雷的可能性。

为自主航行器添加致命武器引发了伦理问题。西方的交战规则要求在“杀伤链”中必须由人类做出最终决策。

BAE公司的奥尼尔调,赫恩只会在人类指令下使用致命武力。

与空中无人机相比,水下无人机的通信更具挑战性,因为无线电波无法穿透深水。不过,这些航行器可以通过浮出水面来接收指令。

尽管比造价数十亿美元的潜艇便宜,这些新型航行器的成本仍远高于乌克兰战场上使用的大多数无人机,且制造难度更大。

以美国海军的奥卡项目为例:最初为五艘航行器和一个测试原型商定的价格约为3.79亿美元。但据美国政府问责办公室(GAO)数据显示,到2022年,该项目不仅延期数年,成本还膨胀至6.2亿美元。GAO的报告指出,项目在电池和材料获取方面遇到了困难。波音公司表示会自行承担超出合同的所有费用。

这些航行器不仅要能承受深海巨大的压力,还必须保持高度可靠性。因为一旦出现故障,海上没有人员可以进行维修。

造船商亨廷顿·英格尔斯工业公司(Huntington Ingalls Industries)的无人系统总裁杜安·福瑟林厄姆说:“海洋是极其恶劣的环境。”该公司也在开发自己的水下无人机系列。“向深海派遣设备,就如同向太空发射设备一样具有挑战性。”

本文由未来学人编译,原文作者:Alistair MacDonald,审校排版:从林点击查看原文链接

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