新家坡水雷反制、海事安全無人艇

 

新家坡海軍的Venus-16型水雷反制USV;畫面中編號707的此型艇外觀與2017年交付的首艘USV

原型相同,應為同一艘。該艇裝裝備法國ECA集團的可擴展水雷處分系統(EMDS)系統,

,艇體中部的投放架用來搭載K-Ster一次性毀雷載具,而艇尾則搭載兩個重複使用、負責

標定與識別水雷的K-Ster載具(此時用帆布罩起)。攝於2019年5月16日新家坡國際海事防務展

(IMDEX 2019)期間。 

  

(上與下) 新家坡海軍的兩艘Venus-16型水雷反制USV,編號分別是701與703,其中701搭載

攝Thales拖曳式變深聲納。於2019年5月16日新家坡國際海事防務展(IMDEX 2019)期間。

 

新家坡海軍的海事安全無人船(MARSEC USV)首艇試航的照片,該艇由台灣龍德造船廠製造。

 

 

 

──by captain Picard

 


 

起源

在新家坡位於全世界航運最繁忙的麻六甲海峽的太平洋出口,任何時間都有超過1000千艘船隻在新家坡海峽海面上,且是海盜、海上掠奪活動第三猖獗的區域(僅次於奈及利亞與印尼);如何以有限的資源,以最高的效率維持海事安全,對於高度仰賴海運與國際貿易的新家坡而言至為重要。

在2010年代中期,新家坡不僅發展新一代近海任務艦(Littoral Mission Vessels,LMV,後來的獨立級)。並開始發展兩行無人水面載具,先後為水雷反制型無人艇(Mine Countermeasure Unmanned Surface Vessels,MCM USV)以及用於水面巡邏的海事安全無人船(Maritime Security Unmanned Surface Vessels,MARSEC USV),完全由遠端遙控操作而無須人員在船上操作、遠端遙控的海上載具,能配合在人的水面船艦(如LMV)一同作業。

此一USV項目新家坡國防部(MARSEC)主導,研發工作由新家坡國防部下轄的國防科學與技術局(Defence Science & Technology Agency,DSTA)以及國防科技研究院 (DSO National Laboratories)負責;此外,新加坡科技工程有限公司(新科工程,ST Engineering)旗下的新科電子(ST Electronics)負責全系統設計整合,而USV載具本身的設計與建造則交給台灣宜蘭蘇澳的龍德造船廠(Lung Teh)。龍德船廠負責載具平台的設計與建造工作,試航後交由新科電子,安裝自主航行控制設備、任務裝備並進行整合測試。

此系列USV的關鍵技術是新家坡DSTA與DSO等機構自主開發的碰撞偵測與預防(Collision Detection and Collision Avoidan,CDCA)與自主導航系統(autonomous navigation systems),由人工智能(AI)驅動,結合艇上大量感測器來監控周遭海面交通與障礙物,控制載具在擁擠而繁忙的新家坡海峽安全地航行,並依照國際海事避撞規則(Convention on the International Regulations for Preventing Collisions at Sea)來航行操作。

新家坡海軍在2020年代開始規劃建造的多任務作戰船艦( Multi-Role Combat Vessel,MRCV,2030年代服役),圍繞著操作各型無人系統(含UAV、USV與UUV)的協同操作,因此也自然能跟MCM USV以及MARSEC USV協同運作。

USV研發過程

第一艘用來測試自航控制系統的USV原型艇在2017年由台灣龍德造船廠建成測試,其模型在2016年8月第一屆高雄國際海事船舶暨國防工業展首次公開該,當時稱為「16公尺長USV」(16 Meter USV),長16m,寬5m;而新科電子稱之為Venus-16型(新科電子本身還有Venus-11型與Venus-9型等設計)。新家坡利用Venus-16進行無人艇自主航行控制關鍵技術的研發測試平台,隨後則發展程水雷反制型的USV。Venus-16設計上仍保有傳統的駕駛艙與人員操作介面,因此仍能以人員在艇上操作。

為了研究CDCA所需的演算法,DSTA與DSO蒐集並分析新家坡海峽的海上交通數據;經過超過9個月嚴格的測試與模擬驗證後,CDCA正式安裝在Venus-16無人原型艇上進行測試。初期的海上測試中,艇上人編制操作人員進行監控,以防止危險狀況。到2021年上旬,CDCA已經準備好進行全自主海上操作測試。在初期模擬測試期間,CDCA成功完成120萬公里連續航行無碰撞的紀錄(相當於在真實世界航行26年);而隨後在實際海上測試期間累積了超過1000小時自主航行,期間都沒有需要人員介入控制。 

水雷反制型USV(MCM USV) 

 

新家坡海軍的三艘Venus-16型水雷反制USV,由左而又舷號是707、701、703;其中,701搭載

Thales拖曳式變深聲納,而707搭載ECA集團的K-Ster水雷處分系統。攝於2019年5月15日

新家坡國際海事防務展(IMDEX 2019)期間。

新家坡國際海事防務展(IMDEX 2019)展出的Venus-16型水雷反制USV,此為舷號707號的

水雷處分艇,艇體中部投放架用來投放ECA的K-Ster一次性水雷處分載具,艇尾則搭載兩個

重複使用的K-Ster載具來標定與識別水雷。

新家坡國際海事防務展(IMDEX 2019)展出的Venus-16型水雷反制USV,此為舷號707號的

水雷處分艇艇尾,搭載兩個重複使用、負責識別與標定水雷的K-Ster載具。

新家坡國際海事防務展(IMDEX 2019)展出的Venus-16型水雷反制USV,此為舷號701的水雷探測艇,

這是艇上搭載的Thales集團可變深度聲納以及收放、控制系統。

新家坡海軍一艘Venus-16型水雷反制USV,人員正在檢查ECA集團的K-Ster一次性水雷處分載具。

(上與下二張)Venus-16水雷反制艇測試期間,投放K-Ster毀雷載具入水的畫面測試。

(上與下二張)Venus-16水雷探測艇,正在施放Thales的可變深度聲納

 

 

在2019年5月新家坡國際海事防務展(IMDEX 2019)中,新家坡海軍首次公開Venus-16型無人水雷反制艇,都編制于新家坡海軍194中隊。新家坡海軍總共使用兩種衍生型,IMDEX 2019展出的三艘Venus-16中,分成兩種型號,包括裝備可變深度拖曳聲納的水雷探測型號(舷號707),以及負責標定與處分水雷的型號(舷號701)。其中,舷號707的Venus-16應該是2017年龍德船廠建成交付新家坡的首艘USV原型艇,而其餘兩艘的駕駛艙舷窗等細部設計則有所調整。

水雷探測型USV的任務裝備包括Thales集團水下系統(Under Water Systems)的拖曳合成孔徑聲納(Towed Synthetic Aperture Sonar,TSAS),或者Thales水下系統的反潛吊放聲納等。而水雷處分型USV的裝備是法國ECA集團(ECA Group在2022年10月與iXblue 合併成為Exail)的K-Ster可擴展水雷處分系統(Expendable Mine Disposal Systems ,EMDS);其中,艇體中部的發射架可裝置多枚K-Ster,負責實際標定並摧毀水雷,此外艇尾還有兩具K-Ster放置於收放裝置上,用來標定與識別水雷,這兩具是重複使用。K-Ster系列EMDS是在2008年由ECA集團推出,是先前該集團PAP系列遙控獵雷載具的後繼型號,新家坡 海軍勿洛級(Bedok class )獵雷艦在2010年代的性能升級作業中,就加裝了ECA的K-Ster可擴展式毀雷系統。

Venus-16 MCM USV是全世界率先進入服役的無人化水雷反制艇之一;先前新家坡海軍操作的勿洛級獵雷艦需要編制30名以上的人員,而MCM USV則只需兩名人員在岸上遙控操作,不僅大量節省人力,而且能避免讓人員涉險靠近雷區。

在2025年5月7日新家坡國際海事防務展(IMDEX 2025)期間,新家坡科技集團(ST Engineering)宣佈已經獲得新家坡國防部(MINDEF)合約,研發與交付一套水雷反制作戰 無人系統(Mine Countermeasure Unmanned Systems)套件。此套系統整合艦隊中所有的無人水面載具(Unmanned Surface Vessels ,USV) 、水下自航載具(Autonomous Underwater Vehicles,AUV)以及部署在岸上或有人水面船艦的指揮與管制中心(Command & Control Centre,C2),成為一套完整的水雷反制作戰系統;此外,新科集團也會提供 配套的訓練模擬器等。在此套MCM作戰系統之下,USV、AUV等無人水雷反制資產 在新家坡周邊海域作業,載具上的用先進感測器搜索海域以及辨識、標定水雷, 經由加密時實網路傳輸資料到指揮管制中心;透過人工智能(AI)技術的支援,更快速地進行即時資料分析以及下達決策。這整套水雷反製作戰系統可望在2027年交付,形成戰力之後就會取代原有的勿洛級水雷反制艦。

編號707的水雷反制型USV,艇體中部裝置ECA集團的K-Ster一次性

水雷處分載具的投放系統。攝於2019年5月16日新家坡國際海事防務展

(IMDEX 2019)期間。

編號701的Venus-16水雷反制型USV,艇體中部搭載Thales的可變深度聲納。



Venus-16水雷反制型USV,搭載一枚ECA的K-Ster一次性水雷處分載具。

(上與下)Venus-16水雷反制型USV投放ECA的K-Ster一次性水雷處分載具。

 

海事安全無人船(MARSEC USV)

編號602的MARSEC USV。攝於新家坡樟宜海軍基地,2023年5月4日國際海事防務展(IMDEX 2023)期間。

編號603的MARSEC USV,攝於新家坡樟宜海軍基地,2025年5月7日國際海事防務展(IMDEX 2023)期間。

編號604的MARSEC USV,攝於新家坡樟宜海軍基地,2025年5月7日國際海事防務展(IMDEX 2023)期間。

注意艇首裝備一座12.7mm遙控武器站,艇體後部架設一具非致命性的長距離聲噪裝置(LRAD)

 

編號603的MARSEC USV上層結構特寫,可以看到駕駛台上方設置一個光電追蹤儀以及其他數個

導航用天線,頂部設置大量攝影機涵蓋所有方位,主桅杆頂上設有導航雷達。此外,還有衛星天線等。

攝於新家坡樟宜海軍基地,2025年5月7日國際海事防務展(IMDEX 2023)期間。

(上與下二張)編號604的新家坡海事安全無人船(MARSEC USV)正載著記者在樟宜軍港內進行

性能展示,攝於2025年5月7日國際海事防務展(IMDEX 2023)期間。

繼Venus-16水雷反制無人載具(MCM USV)後,新家坡DSTA與DSO隨即繼續在相同技術基礎上發展海事安全無人船(Maritime Security Unmanned Surface Vessels,MARSEC USV),系統整合同樣由新科電子(ST Electronics)負責,並由台灣龍德船廠負責USV載具本身的設計與建造工作。與Venus-16 MCM USV相較,MARSEC USV長度仍為16公尺級,不過船型與上層結構則重新設計,也仍保有傳統的駕駛艙與人員操作介面,必要時能夠以人工方式操作。

MARSEC USV配合有人單位(如LMV船艦、直昇機等)進行24小時不間斷的海上巡邏監控、攔檢可疑船隻等。作業時,MARSEC USV完全無須人力駐艦,只需兩名人員在岸上單位遙控;不過MARSEC USV設計上仍保有傳統的駕駛艙,因此仍能以人員在艇上操作。MARSEC USV使新家坡海軍的有人船艦能解放出來,執行更具戰略性以及遠程的任務。除了投入海事安全維持任務之外,MARSEC USV也可執行一些高危險任務,避免讓人員涉險。

 在2019年8月中旬,由龍德船廠建造的首艘MARSEC USV在台灣蘇澳外海南方澳進行測試,該艇在2020年10月由新科電子進行海上驗收測試作業,主要包括自主航行控制和任務能力。在2025年1月,MARSEC USV正式投入勤務。至2025年初,新家坡海軍已經接收三艘MARSEC USV,2025年內還會接收第四艘。 

MARSEC USV的駕駛席。雖然一般情況下無須人員在艇上操作,

但必要時人員仍可在駕駛席上以傳統方式操作。

MARSEC USV長度為16.9m,寬5.2m,排水量約30噸,航速可達25節以上,能持續在海上作業超過36小時;載具運作時無須人員上艇,只需要兩名操作人員在岸上控制單位進行遙控。艦上任務裝備包括各種致命與非致命武裝,包括頻閃強光與警笛系統(Strobe Light & Siren)、長距離聲噪裝置(Long Range Acoustics Device ,LRAD),以及艇首的12.7mm遙控武器站並結合雷射目眩(Laser Dazzler)壓制系統。航行感測裝備包括導航雷達、全球訂位系統(GPS)、上層結構周圍安裝的各種光電攝影機等。

MARSEC USV的艇首12.7mm遙控武器站,並帶有雷射目眩系統。

攝於2025年5月8日IMDEX 2025期間。