美國海軍各型無人水面/水下獵雷載具

存放於獨立號(USS Indenpence LCS-2)濱海戰鬥艦艦尾任務艙中的AN/WLD-1遠距遙控獵雷載具(RMS)。

由於可靠度遠低於標準且難有突破,美國海軍在2016年3月下旬宣布取消RMS。

(上與下二張)攝於2013年8月的照片,獨立號正由艦尾艙門施放AN/WLD-1距外獵雷系統(RMS)的遙控載具,

載具下方掛著AN/AQS-20獵雷聲納。

(上與下)在2014年4月中旬,皇家澳洲海軍的海洋之盾號(ADV Ocean Shield)支援船正在西澳水域搜尋

在3月8日失蹤的馬來西亞航空370號班機殘骸,該船正以起重機將美國提供的Bluefin-21載具部署至水中。

Bluefin-21載具被美國海軍選為LCS濱海戰鬥艦的水雷反制套件的一環,稱為水面水雷反制自航載具(SMCM UUV)。

──By Captain Picard


 

前言:新時代的美國海軍水雷反制理念

1990年代初期美蘇冷戰的結束對美國三軍所扮演的角色造成重大衝擊:以美國海軍為例,原本在大洋上蘇聯潛艦、航空與遠洋水面艦隊的威脅蕩然無存,不過卻常常得貼近敵國海岸作為投射武力的基地。雖然冷戰之後美國的對手都沒有足以正面威脅美國海軍的正規武力,但是敵國的沿海畢竟是敵國的勢力範圍,而且淺海環境乃至於國際航道往往是龍蛇混雜的地方(紅海、波灣一帶就是很好的例子),軍事力量遠遜於美國的弱小國家還是有不少低成本的辦法讓強大的美國海軍付出代價。敵國除了能以科技層次不高、航洋能力有限的小型武裝船艇直接威脅位於近海的美國遠洋艦隊外,還可施放水雷這種成本與科技不高但相當令人頭疼的武器。一枚水雷的成本只有幾千美元,卻可能讓造價上億美金的現代化戰艦被迫退出戰場整修甚至完全報銷,成本效益的確是為人稱道。自從第一次世界大戰以來,水雷造成的傷害較艦砲、魚雷、飛彈的總和還高,而且再徹底的掃雷行動也不能保證雷區完全肅清。

美國海軍的水雷反制作戰的主要場合向來是在攻勢作戰中,這與大部分國家的本國海岸、航線防禦型態大不相同,因為美洲大陸西有太平洋,東有大西洋,這兩個龐大的緩衝區內又佈滿層層強大的美軍空中監控網以及水面/水下艦隊,海底甚至還有各式精良的大型水下聽音感測設施(如大西洋的SOSUS),主要敵對國家很難以正規方式逼近美國海岸線進行佈雷封鎖;而美國周遭鄰國不是盟邦,就是因為實力差距太過懸殊而不敢造次(如古巴) 。因此,美國海軍船艦遭遇敵方水雷的場合,多半是美軍興師攻打他國時,在敵國周遭水域碰到敵方佈設的防禦性水雷。因此,美國海軍的水雷反制科技水平雖高,但兵力數量卻相對稀少,與龐大的水面艦隊不成比例。韓戰時代建造的大批進取級系列掃雷艦在1980年代陸續退役後,美國海軍一度出現水雷反制艦艇的造艦斷層。後來美國海軍在1990年代陸續建造了14艘復仇者級(Aventef class)與12艘鶚級(Osprey class)等傳統構型水雷反制艦,但平時多數都編入後備艦隊,顯示平時美國本土沿海幾乎沒有被敵國佈雷的顧慮。

但是傳統主流的水雷反制作戰方式──以專門建造的水雷反制艦艇以及專業掃雷直昇機(美軍使用的是MH-53E重型掃雷直昇機,配備AQS-14或AQS-20拖曳式掃雷聲納以及各型拖曳式掃雷具,具備大區域搜索及掃雷能力)進入雷區進行清除作業,卻未必符合21世紀美國海軍注重反應速度、運用彈性的要求。傳統構型的水雷反制艦艇航速慢,艦體脆弱,而且幾無自衛能力可言,除了水雷反制作戰之外幾無太大用處;它們不僅需要花更多時間才能抵達戰區,還需在友軍有效的掩護下才能遂行作業,實在是難以滿足未益詭譎多變的現代戰場環境。此外,典型的水雷反制艦艇要求艦體不產生任何磁性訊號,並且能承受水雷爆炸時的強力震波,因此必須以精挑的木材或玻璃纖維施工建造,加工要求與抗震標準甚高,導致其造價十分昂貴,平均一艘五百噸級水雷反制艦艇的造價高達五千至七千萬美元之譜,而美國海軍在1980年代末期建造的復仇者級水雷反制艦的平均造價更高達1.2億美元,單位排水量的造價甚至超過某些核能潛艦;但是這些身價昂貴的水雷反制艦艇,平日鮮少有機會去執行它們唯一的專長,大多數的時間不是在執行訓練,就是幹一些低成本巡邏艦艇都能做的活(沿岸巡邏、海上警戒、漁業巡護等),乃至於海洋調查等等,這樣的投資效益在武器價格水漲船高的現代,越來越無法被大多數的國家所接受。就裝備而言,傳統式的水雷反制艦艇需要親臨雷區進行掃雷作業,即便是配備遙控載具的獵雷艦,由於載具係透過導線進行遙控,因此只能在操作母艦周遭的有限範圍內作業,意味操作艦仍須在雷區邊緣;相同地,掃雷直昇機也需要長時間在雷區使用拖曳進行作業。如果是在友軍海空掩護下,在本國沿岸、港口進行的守勢水雷反制作戰,以上作業方式仍然可行;不過在攻勢作戰中,水雷反制作業必須在敵國的家門口展開,隨時可能遭遇敵方防禦火力的攻擊,因此航速慢、武裝薄弱的傳統水雷反制艦艇以及掃雷直昇機將面臨極大的生存難題,這在敵方擁有強大海空武力且一時之內無法被美軍壓制的情況下將更形嚴重。此外,傳統水雷反制機艦在敵國海域作業時極容易被敵方偵知,也等於透露美軍預定的兩棲登陸地點。

因此,美國海軍發展出一套全新的有機(Organic)反水雷作戰理念,也就是將水雷反制能量分散在各船艦與航空機上,並透過傳輸網路相互連結,如同有機的生物運作一般,而不像以往專門組建的水雷反制部隊。因此,美國海軍的新一代水雷反制作戰,將揚棄傳統的型態,利用方興未艾的網路化戰場概念以及 配屬在各式海軍主要海/空載台上的無人遙控載具,發展出「利用無人水中載具進行視距外獵雷作業」、「利用潛艦排除水雷」、「全球海上雷區環境意識」以及「一般作戰艦艇即是獵雷艦」等嶄新概念。簡單的說,由於清除敵方水雷是兩棲突擊登陸行動必要的前奏,因此在美國海軍新的作戰概念裡便包直接含了水雷反制的部分;例如,美國海軍的全球作戰指揮系統海上部分(GCCS-M)便增加「水雷作戰與環境決策支援資料庫」,將所有與敵方水雷的相關情資(包括已確認或可能的雷區以及情蒐、監視、偵察作業等等)納入整體戰場環境態勢圖像中,與戰區內敵軍、我軍、航空器、第三國中立船隻等並列為美軍部隊需要隨時掌握的戰場情資。技術方面,美國海軍未來將不再建造 昂貴但功能有限的傳統構型的水雷反制艦艇,其任務將由高速且能任意使用各種模組裝備的LCS近岸戰鬥船艦擔綱;此外,包括柏克級飛彈驅逐艦、新一代DDG-1000松華特級陸攻驅逐艦 、海狼/維吉尼亞級核能攻擊潛艦等美國海軍主要水面。水下艦艇,都將配備新型獵雷載具,海軍配備的MH-60S直昇機也配備多種機載水雷反制套件,使得一般作戰單位本身就能 有效執行水雷清掃工作,再也不需要專職的水雷反制單位。 相較於傳統獵雷艦的無人遙控獵雷載具(Remotely Operated Vehicle,ROV ),美國這幾種新開發的水雷反制載具屬於更高層次的無人水下載具(Unmanned Underwater Vehicles,UUV);傳統的ROV需要「一個指令、一個動作」地由掃雷艦艇人員進行遙控,為此必須仰賴一條連接ROV與操作艦的訊號纜線,這使得傳統ROV的作業速率與範圍大受限制,獵雷艦本身也只能在雷區邊緣進行作業,本身仍面臨相當的風險。而美國海軍的新型UUV本身就具有自主 航行與作業能力,只靠著資料鏈與母艦進行定時或不定時的雙向傳輸,故其搜索範圍與效率遠大於傳統的獵雷ROV。因此 ,雖然正規水面艦艇無論磁信號或聲噪信號都遠遠超過以往的專業獵雷艦艇,但由於操作艦能在遠離雷區的安全範圍施放UUV,讓其自行駛往雷區,在預定的範圍內進行偵雷作業 ,因此載台根本不需要冒險靠近雷區;透過資料傳輸鏈,若搭配直昇機、UAV甚至衛星等傳輸中繼載台,就能實現超水平線水雷反制作業。為了凸顯這類新一代UUV的自主航行與作業能力,美國又為它們新創造一個名詞:獨立無人水下載具(Autonomous UUV,簡稱AUV)。除了水面艦之外,美國海軍還發展出供潛艦使用的獵雷AUV;利用核能潛艦能全程潛航作業的隱密性優勢,美國海軍就能在主要艦隊開赴戰場之前,派遣核能潛艦在敵方毫無知悉警覺的情況下,以AUV事先對敵方沿岸進行完整的雷區 的標定。此外,在海港與極接近沿岸的極淺海域,並不適合由水面艦或潛艦施放的UUV進行獵雷作業,此時便有賴潛水爆破隊員秘密前往處理;而為了強化潛水爆破作業的效率與安全性,美國海軍 還為特戰部隊引進幾種可人力徒手攜帶、施放的超小型UUV遂行水雷定位與鑑別,能在極淺海域有效作業,為後續準備靠岸搶灘的各式登陸載具清出安全航道。除了較為「消極」的水雷 標定、清除作業外,美國海軍還打算充分利用優勢的空中、太空偵測能力以及強大的網路資料傳輸,在第一時間內偵知敵方的佈雷行動,必要時還能先發制人,直接以武力攻擊的方式阻斷敵方佈雷行動。

下文便介紹幾種美國海軍在1990至2000年代推出或研發中的新型水雷反制載具:

 

艦載水雷反制載具

1.AN/WLD-1距外獵雷系統(RMS) (已取消)

AN/WLD-1遠距獵雷系統(Remote Minehunting System,RMS)由洛克西德.馬丁公司研發,主要裝備於一般作戰艦艇上。只要配備此種系統,上至巡洋艦,下至巡邏艦,無論在淺水域或深水域都能擁有不錯的獵雷能力,至少足敷自衛。由於一般作戰艦艇不像傳統水雷反制艦艇般,具有諸多低磁性與低聲噪特性,為了避免不必要的風險,RMS特別要求需具備超水平線作業能力,使操作艦能盡量遠離雷區,或躲在敵方沿岸的水平線以下進行獵雷作業。AN/WLD-1能有效偵測、識別與區分水雷,並可精確標定其位置,還具備摧毀水雷的能力。除了獵雷之外,這套系統還具備反潛偵測能力,等於是讓船艦多出一套自走式可變深度反潛聲納系統。AN/WLD-1十分注重存活能力,特別強調降低跡訊以及海上避碰能力;此外,此系統也擁有很高的模組化程度,而且強調相容於美國海軍現有的船艦作戰裝備,可輕易整合於現役的艦艇上。在承平時期,AN/WLD-1將被封存,進行實戰部署時則隨時可裝備於艦艇之上。

早期用來展示RMS概念的RMOP原型,主體為一個海豚式(Dolphin)半潛載具。

RMS初始的概念驗證由美國軍方主導,採用循序漸進的方式發展,以現成的零件組成原型系統進行測試,逐步摸索改進,直到整個系統發展完備且被證實可行,接著才由民間廠商開發真正會被美國海軍使用的全新系統。RMS的第一套遠距獵雷概念原型(Remote Minehunting Operational Prototype,RMOP)完成於1994年8月,稱為(V)1版本。RMOP仍沿用許多既有的組件,載具本體為海豚式(Dolphin)半潛載具(semi-submersible),其上配備了一具SEABAT前視聲納;而載具的主要偵測裝備──AN/AQS-14可變深度偵雷聲納也是現貨。RMOP在美國海軍於1995年三月舉行的閃電核心艦隊演習(Fleet exercise Kernel Blitz)中由一艘史普魯恩斯級驅逐艦楊約翰號(USS John Young DD-973)操作(由民間雇員透過NSWC/CSS操作),成功地展現其標定雷區的能力。由於當時搭配RMOP的施放/回收系統還沒發展出來,所以RMOP雖是由楊約翰號指揮,但必須從岸上或改裝過的商務機上進行收放。緊接著發展出的(V)2版本仍沿用(V)1的載具與控制系統,但是可直接由史普魯恩斯級驅逐艦回收與施放。接下來的(V)3版雖然沿用(V)1/2的偵測系統,但是改用全新發展的載具本體。(V)3版本被要求符合美軍對RMS的作戰需求,包括超地平線作業能力;而(V)3版本也是第一個被實際部署、操作於美國艦隊的RMS版本。而RMS概念驗證的最後階段──(V)4版本則滿足美國海軍的完整需求,具有完整的整合式施放/回收系統。整個RMS系統的研發測試於1999年完成。1999年12月17日,美國海軍與洛馬集團簽約,以先前的測試結果為基礎,正式展開AN/WLD-1遙控獵雷載具的研製工作。

AN/WLD-1的核心為一具由洛馬集團開發的半潛式遠距離多功能載具(Remote Multi-Mission Vehicle,RMMV),以一具康明斯(Cummins)370馬力柴油機作為動力以及裝備運作的電力來源,驅動尾部的一具螺旋槳,水下航速超過10節,可潛航至水下7m, 每次放出後可持續航行作業長達18小時,而MH-60直昇機進行拖曳偵雷的滯空時間只有兩個多小時;而柴油機所需的空氣則由遙控載具上方一根呼吸管提供,而此呼吸管也是載具航行時唯一會露在水面上的部分。呼吸管也被當成一座小型桅杆,上面裝有與母艦連結的RF傳輸天線以及一具防止碰撞的攝影機。遙控載具與母艦之間有兩種通訊模式:當遙控載具進行近距離獵雷任務時,使用高頻資料鏈將偵測資訊傳回母艦;在水面值勤時,則使用低頻資料鏈來傳輸聲納與影像資料;此外,未來也可能加入衛星通訊能力,使其他單位也能獲得此一載具傳遞的資訊。拜這套傳輸天線之賜,WLD-1便能有效遂行超水平線獵雷作業。AN/WLD-1配備GPS衛星導航與定位系統,作業時可自動航行至雷區內進行大範圍的搜索作業。

能由AN/WLD-1搭載的AN/AQS-20A拖曳式可變深度獵雷聲納

AN/WLD-1上最重要的偵測裝備是一具雷松生產的AN/AQS-20A拖曳式可變深度獵雷聲納,透過訊號纜線拖曳於AN/WLD-1載具本體後方約500m處進行作業。AQS-20聲納系統被搭載於一個具有航行控制能力的拖曳體裡,拖曳體長3.2m,直徑0.4m,中部有一對水平翼面,尾部有一組十字控制面。AQS-20包含五個聲納,能偵測、識別、區分各式水雷並標定其位置,五個分別為前視聲納(FLS)、俯視聲納(GFS)、左側與右側的側掃聲納(SLS-P及SLS-S)以及空間搜索聲納(VSS),其中前視聲納負責掃瞄前方的繫留水雷,側掃聲納負責掃瞄兩側的沈底水雷,而空間搜索聲納負責搜索兩側的繫留雷,俯視聲納則專門監測AQS-20下方的海底(超出側掃聲納的偵測範圍)。此外,AQS-20也能選擇將空間搜索聲納卸除,換裝一具光電目標辨識系統(EOID),這是一種高解析度雷射影像掃瞄系統,能精確繪製目標外型影像,以判斷目標是否為水雷。除了偵測水雷之外,AQS-20A也具有一定程度的反潛能力。AQS-20的控制電腦系統整合有雷松開發的自動電腦輔助偵測(CAD)與電腦輔助識別(CAC)程式,能自動從聲納繪測的目標外型與大小,判斷是否符合「近似水雷物件」(MLO)的條件。當AQS-20偵測到MLO後,WLD-1載具便自動將MLO的位置與聲納影像畫面透過資料鏈傳回操作艦來進行人員辨識,而艦上人員則可進一步透過資料鏈指示WLD-1以AQS-20上的EOID繪製高解析度的雷射影像。不過由於WLD-1的GPS的誤差範圍達到12m,雖然對於水雷的定位還不成問題,但對於掃瞄範圍只有2至3m的EOID,就可能會錯過目標物。因此,洛馬公司又為WLD-1設計一個程式,利用Kalman Filter技術來整合慣性導航系統與都卜勒計速系統的資料,進一步推算出AQS-20聲納的精確位置。透過這套導航系統,WLD-1能準確地將AQS-20聲納從目標上方拖曳而過,誤差範圍降至1m以內。如此,WLD-1作業時只要進行一個「8字型」迴旋,就能來回掠過目標上方兩次進行掃瞄鑑定,然後再回到原本的航道上繼續作業。 除了配合WLD-1之外,AN/AQS-20A拖曳式可變深度獵雷聲納還可由直昇機、水面小艇等不同載具搭載,使用彈性廣泛。

除了AQS-20A聲納之外,AN/WLD-1載具本身的鼻錐模組中也裝有一具前視聲納,能偵測水下目標並避免碰撞。除了偵測之外,AN/WLD-1載具本身也能攜帶獵雷用深水炸彈,必要時可直接將水雷摧毀。AN/WLD-1的施放/回收系統極為簡單,如同收放一般的艦載小艇 ;固定AN/WLD-1的固定裝置設置在起重吊臂上,而起重吊臂在操作時會向舷外水平伸出才放下掛載AN/WLD-1的固定裝置,讓遙控載具與艦身保持一段約4.57m的安全距離 。在獨立號(USS Independence LCS-2)濱海戰鬥艦對於水雷反制套件的初期測試中,原型AN/WLD-1的固定裝置設計不良,不僅不容易放下,還容易損害載具的穩定翼,這個問題爾後經由修改設計而獲得解決。AN/WLD-1將整合於美國艦艇上的AN/SQQ-89反潛作戰系統中,艦艇或岸上單位以任務指揮與顯示子系統(Mission Command and Display Subsystem,MC&DS)來操作RMS載具,負責處理載具回傳的資料(包括顯示、儲存或任務分析等);而RMS載具本身在許多方面也具有自我操作控制的能力,包括推進、導航等,此外也有自動偵測與紀錄模式。

洛馬在2004年將兩套預量產型的AN/WLD-1移交美國海軍,配備於柏克級飛彈驅逐艦的平可尼號(USS Pinckney DDG-91)與鍾雲號(USS Chung Hoon,DDG-93)等配備最新型神盾Baseline7戰鬥系統的柏克級Flight2A上,並展開實際操作驗證 。在2007年9月初,雷松獲得美國海軍首批9具AN/AQS-20A聲納系統的初期低量生產合約,附帶七套相關電子設備與2組RMS的改裝套件,總值5125萬美 元。部分柏克級Flight 2A(DDG-91~96)設置專門收容與RMS的艙室,新造的LCS近岸戰鬥船艦的水雷作戰套件包括RMS,此外現役聖安東尼奧級船塢運輸艦以及現役的提康德羅加級飛彈巡洋艦、胡蜂級兩棲突擊艦等主要水面艦艇都 可以加裝此一系統。以柏克級Flight 2A為例,艦上將以一套AN/UYQ-70先進顯控系統(ADS)來操作AN/WLD-1獵雷系統,並將WLD-1獲得的資訊傳給艦上的AN/SQQ-89水下作戰系統,此外還可透過艦上Link-16資料鏈傳輸給航艦戰鬥群乃至於岸上的單位,使得所有配備資料鏈的友軍單位都能分享到完整的戰區水雷態勢圖像。

而LCS的水雷作戰套件(MIW MP)之中,包括以AN/WLD-1為核心的遠距離多功能載具(Remote Multi-Mission Vehicle,RMMV),整套任務模組包含兩個Type-2海上模組(Sea Type 2Module)貨櫃,每個貨櫃裝置一艘RMMV以配套的收放裝置、支援與維護裝備等,並直接透過直昇機將貨櫃模組空運上艦,在最短時間內完成安裝並投入使用。

原本美國海軍還打算以RMS改搭載反潛用拖曳陣列聲納,作為LCS反潛作戰套件(ASW MP)的選項;但測試結果顯示這樣的組合無法達到美國海軍需求,所以在2008年取消,代之以通用動力機器人系統(General Dynamics Robotics System)開發的AN/WQQ-1無人水面載具(USV)。

在2010年代上半RMMV的相關測試並不順利,其持續性與可靠性一直遠低於美國海軍的標準(平均故障間隔不低於75小時);依照2015年8月底在獨立號(USS Independence LCS-2)的測試報告,整套RMS系統的平均故障間隔只有18.8小時,而其主體──RMMV半潛載具的平均故障間隔只有25小時。原本美國海軍希望LCS的反水雷套件能在2015年7月展開初始作戰測試評估(Initial Operational Test and Evaluation, IOT&E), 同年9月(2014財年結束之際)達成初始作戰能力(Initial Operational Capability,IOC),並進入初期低速量產階段,然而RMS的可靠度問題使得前述計畫完全落空。

在2016年2月26日,美國海軍表示不會再向洛馬集團進一步購買RMS;原本美國海軍打算購買54套來裝備LCS,此時只有10套交付美國海軍。在3月24日,美國海軍官員證實已經取消RMS的後續計畫,可節省7.5億美元;不過,由於後續的購置遭到取消,只生產了10套的RMS的帳面單位成本遂暴漲,技術上將觸發麥克克勞審查法案(Nunn-McCurdy)。對於已經交付的10套RMS,美國海軍仍將悉數為其進行升級改善。美國海軍會進一步選擇其他型號的無人載具並整合入LCS的水雷反制套件,以取代RMS留下的空缺,選項包括德克壯斯(Textron)的通用無人水面載具(Common Unmanned Surface Vehicle,CUSV)與通用動力(General Dynamics)的Mark 18 Mod 2王魚(Kingfish,即REMUS 6000)無人水下載具(UUV);其中,CUSV已經納入LCS的水雷反制套件,而在水下航行作業的王魚載具則用於對付埋入海床的水雷。雖然RMS遭到取消,但AN/AQS-20拖曳式可變深度獵雷聲納表現良好,仍會繼續留在LCS反水雷套件中,部署於其他載具上。

 

2.藍鰭-21戰場預置獨立水下載具(BPAUV)

直徑9吋的Bluefin-9是Bluefin系列UUV中體型最小者,一個人便能徒手抬起。

Bluefin-12的直徑為12吋,與輕型魚雷相當。

Bluefin-21直徑21吋。

被美國海軍採用的Bluefin-21 BPAUV,將裝備於LCS近岸戰鬥船艦上。

在2014年4月,為了協助搜索失事的馬來西亞370號班機,美國動用Bluefin-21載具來投入搜索作業

。照片中Bluefin-21載具正準備運上後方的澳洲海洋之盾號(ADV Ocean Shield)支援船。

位於麻薩諸塞州昆西市(Quincy, Massachusetts)的美國藍鰭機器人公司(Bluefin Robotics Corp.,1997年成立)開發了一系列名為藍鰭(Bluefin)的UUV,依據尺寸的大小, 總共有Bluefin-9、12、21三種衍生型號(數字代表直徑),每個型號又有尺寸、操作深度不同的衍生型;各型的基本構型相同,本體均為魚雷狀,鋰電池推進,尾部設有一個用萬向接頭連接的可轉向式螺槳推進器。

Bluefin系列中,最小的Bluefin-9直徑約9吋,只要單人便能徒手抬起,兩個人就能操作,非常適合潛水爆破人員以橡皮艇攜行操作。Blufin採用電池推進,每個電池模組功率1.5KW,電壓30V,尺寸15.1x5.2x8.2英吋(38.35x13.21x20.83 cm),能在6000公尺深度的海水操作;此電池模組設計十分先進,無須打開壓力艙蓋便能快速更換。Bluefin系列的通信天線包括全球衛星定位(GPS)、射頻(RF)以及閃頻(strobe)等,通信方式包括射頻(RF)、衛星通信以及水下聲音通信,連接岸上電力時能使用Ethernet區域網路。真時導航誤差約在半徑50公尺以內。Bluefin載具運作以及探測籌載獲得的資料,都儲存在一個容量4GB的儲存體內,每次完成任務回收後由操作人員收回儲存體並進行資料讀取。

以下是Bluefin各系列諸元:

Bluefin 9

直徑9.375英吋(23.8125cm),全長69英吋(1.75m),重133磅(60.33kg),使用一個1.5KW電池模組(總功率1.5KW),航速3節、攜帶標準籌載時能持續作業12小時,最大航速5節,作業深度200m,真時導航誤差小於0.3%(約半徑50公尺)。導航單元包括IMU、DVL、CT感測器、電羅經、全球定位系統(GPS) ,載具以及任務籌載獲得的資料儲存在容量4GB的可移除資料儲存模組(Removable Data Storage Module,RDSM)。籌載包Marine Sonic Technology的900/1800 kHz雙頻側掃聲納、深海動力與光線(Deep Sea Power and Light)的MultiSeaCam 1060水下燈光與攝影機組、YSI 6560 CT Probe與YSI 6136D Turbidity Probe探針。

Bluefin 9M

直徑9.375英吋(23.8125cm),全長98.5英吋(2.5m),重155磅(70.31kg),能持續作業10小時,作業深度300m。 其餘諸元與Bluefin9l相當。

Bluefin 12S

直徑12.75英吋(32.385cm),全長12.4英尺(3.78m),重470磅(213.19kg),使用三個1.5KW電池模組電池(總輸出功率為4.5kW),航速3節、攜帶側掃聲納時能持續作業26小時,最大航速5節,作業深度200m。導航單元包括IMU、DVL、SVS感測器、電羅經、全球定位系統(GPS) ,可選配慣性導航系統(INS) ,載具以及任務籌載獲得的資料儲存在容量4GB的快閃記憶體(Flash)儲存裝置。可依照客戶需求選用不同的任務籌載,安置於籌載艙中,使用標準的介面;能使用的籌載包括側掃聲納、水下攝影機、其他感測器等。

Bluefin 12D

直徑12.75英吋(32.385cm),全長14.2英尺(4.33m),重574磅(260.36kg),使用五個1.5KW電池模組電池(總輸出功率為7.5kW),航速3節、攜帶側掃聲納時能持續作業能持續作業30小時,最大航速5節,作業深度1500m。導航單元包括IMU、DVL、SVS感測器、電羅經、全球定位系統(GPS)、慣性導航系統(INS),移動時以USBL追蹤位置 ;載具以及任務籌載獲得的資料儲存在容量4GB的快閃記憶體(Flash)儲存裝置,並能在籌載中加入額外的儲存裝置。有兩種籌載可以選擇(每次只能搭載一種),分別是EdgeTech 2200-MP 120/410 kHz 側掃聲納以及數位攝影機/LED光線探針等。

Bluefin 21

直徑21吋(53.3cm),全長16.2英尺(4.94m),重1650磅(748.43kg),尾部推進段長57吋(144.78cm),前段長47吋(119.38cm),使用九個1.5KW電池模組電池(總輸出功率為13.5kW),航速3節、標準籌載下能持續作業25小時,最大航速5節,作業深度4500m。導航單元包括IMU、DVL、SVS感測器、電羅經、全球定位系統(GPS)、慣性導航系統(INS),移動時以USBL追蹤位置 ;載具以及任務籌載獲得的資料儲存在容量4GB的快閃記憶體(Flash)儲存裝置,並能在籌載中加入額外的儲存裝置。籌載包括EdgeTech 2200-M 120/410 kHz側掃聲納(另可選擇EdgeTech 230/850 kHz動態定向聲納)、EdgeTech DW-216海底紀錄器、Reson 7125 400 kHz多波束回波探測儀等;或者將聲納模組拆除,換成水下攝影機組。

 

Bluefin-21被美國海軍選為戰場預置獨立水下載具(Battlespace Preparation Autonomous Undersea Vehicle,BPAUV),用於LCS多功能近岸戰鬥船艦上, 而正式的量產型被稱為Bluefin-21 BPAUV。相較於體型較大、功能完整、能在操作艦視距外作業的AN/WLD-1, BPAUV則屬於體積重量較低、使用半徑較短的獵雷AUV,操作艦在雷區邊緣施放載具,載具隨後自動進入雷區進行水雷偵測識別作業(不具備毀雷機能)。Bluefin-21 BPAUV能以3節的航速持續 航行25小時,每次任務能搜索至少8立方海里的空間;每次完成任務後,只需要2小時整備就能再次出勤。Bluefin-21 BPAUV配備高解析度側掃聲納,操作頻率為455kHz,在200m深度操字時能掃瞄兩側各75m寬的範圍(合計150m),對航向上的目標能有10cm的解析度,對航向兩側目標的解析度為7.5cm。Bluefin-21 BPAUV的精密導航系統整合有都卜勒海流儀(Acoustic Doppler Current Profiler,ADCP)與都卜勒測速儀(Doppler Velocity Log ,DVL)的資訊,並週期性地透過GPS進行航道修正。在2003年夏季,美國海軍對Bluefin-21 BPAUV進行一連串測試,並展現 了極高的目標定位精確度,誤差只有3m。美國海軍在2005年9月購入一套Bluefin-21 BPAUV,裝備於LCS首艦自由號(USS Freedom LCS-1)上進行測試,並在2007年再購買一套配備於LCS二號艦獨立號(USS Independence LCS-2)上。

 由於在LCS-1、2的測試結果良好,美國海軍便正式採用Bluefin-21 BPAUV,成為LCS水雷作戰套件 (MIW MP)的一部份。Bluefin-21 BPAUV是水面水雷反制無人水下載具(Surface Mine Countermeasure Unmanned Underwater Vehicle,SMCM UUV)的一環,主承包商是通用動力先進資訊系統(General Dynamics Advanced Information Systems),每套SMCM UUV包含兩具Bluefin-21 BPAUV。每個SMCM UUV任務模組收容於一個貨櫃模組之中(包含載具以及相關支援、維護裝備),能透過直昇機迅速空運至LCS艦上,能在極短時間內完成安裝並投入使用。 在SMCM UUV的架構下,Bluefin-21 BPAUV搭載的感測系統將包括通用動力先進資訊系統開發的先進高頻掃描聲納系統。在2011年11月21日,美國藍鰭機器人公司獲得通用動力先進資訊系統關於SMCM UUV的次合約,包括生產至多五套SMCM UU所需的Bluefin-21載具(共10具UUV)。

在2014年4月,皇家澳洲海軍操作的海洋之盾號(ADV Ocean Shield)支援船被派往西澳沿海,搜索在3月8日失蹤的馬來西亞航空370號班機(Malaysia Airlines Flight 370,Malaysia Airlines Flight 370 ),船上就攜帶美國海軍提供的Bluefin-21載具,在海床搜索班機殘骸的跡象。在搜索作業中,這具Bluefin-21載具會在設計上的極限操作深度約4500公尺附近作業。 這具載具屬於Phoenix International公司,由美國海軍簽約使用。

3.距外環境監視單元(REMUS)

距外環境監視單元(Remote Environmental Monitoring UnitS,REMUS)是由 伍爾霍茲海洋研究機構(Woods Hole Oceanographic Institution,WHOI)主導開發的一系列水下自航載具,由海洋系統實驗室(Oceanographic Systems Lab,OSL)設計,Hydroid公司也參與了研製。與Bluefin系列相似,依照尺寸不同,由小到大共有REMUS 100/600/6000三種衍生型(型號後面的數字代表潛航深度,單位為公尺),基本設計均差不多,本體狀似魚雷的本體,尾部設有十字形控制面以及一具螺旋槳推進器,載具前段裝有模組化的籌載艙,載具側面也可加裝幾種選擇性的模組配件。REMUS系列載具能用於各種水下偵測、繪測用途,在軍事上主要就是水雷、爆裂物的偵測與識別;此外,利用載具的資料,傳輸系統REMUS還能充當通訊中繼浮標。REMUS載具系列均擁有完善的自主航行與作業能力,獲得的資料可儲存於載具內容量龐大的硬碟中,或者於任務途中直接以資料鏈回傳給操作艦。以下分別予以簡介:

REMUS 100(Mark 18 Mod 1 Swordfish):

(上與下)REMUS系列體積最小的REMUS 100,載具本體可放入圖中的置物箱。

REMUS最輕最小的版本,直徑19cm(7.5吋),長160cm,全重37kg(80磅以下),籌載重1kg,採用磁力開關,動力為功率1kw/hr的可充式鋰電池,驅動直流電動馬達來帶動尾部一具三葉片螺旋槳,最大潛深100m,以3節的速率能持續作業22小時,以5節的速率能持續作業8小時。載具外部設有Ethernet網路、序列埠與電源接口。REMUS 100配備操作頻率20~30kHZ的雙向資料傳輸系統,追蹤/答詢裝置包括任務中追蹤、緊急回覆以及任務中止命令等功能。載具的資料傳輸格式為HTTP,並使用ASCII碼。REMUS擁有高度圖形化的載具介面程式(Vehicle Interface Program,VIP),能輕易地擬定任務計畫、檢測載具狀況、下達控制指令、顯示載具的聲納繪測影像及位置等資訊,整個程式灌在一台筆記型電腦即可,人員只需要數小時的訓練就能上手。REMMUS 100主要是給潛水爆破隊員操作,用於淺水域的水雷偵測,整套系統含相關控制、支援裝備可完全收容於兩個大型提箱中(總重低於150磅,合68kg),由兩個人就能搬動,能輕易由橡皮艇攜行與收放。只需要四具REMUS 100,就能持續對整個操作水域進行監控。REMUS 100的設計可靠,能持續在戰場上操作數千小時。

標準配備:導航部分:長基線(Long baseline,LBL)與超長基線(Ultra short baseline,USBL)聲波參考導航裝置、Teledyne RDI提供的都卜勒海流儀(ADCP)、都卜勒測速儀(DVL)。感測部分:溫度、壓力與傳導感測裝置。偵測系統:Marine Sonics Technology研發的高解析度側掃聲納(左右各一,採可拆式音鼓模組,操作頻率600kHz),可探測距離100公尺的海床。

選擇性配備:可視需求加裝於載具的籌載段或側面,包括慣性導航系統、GPS衛星定位系統(天線加裝於載具後段上方)、衛星通訊系統、水下聲力資料鏈的數據機、雙頻側掃聲納、聲學影像系統、水下攝影機、光學水下探測總成(包括螢光探測器、混濁度偵測器以及Wetlabs提供的微光探測器)等。而曾實際裝用於REMUS 100的任務籌載還包括浮游生物採樣器、華盛頓大學應用物理研究室開發的雙頻鑑別前視聲納(Dual frequency IDentification Sonar,DIDSON)、由卡伯利州立大學與加州大學聖塔芭芭拉分校開發的微光生物探測器等。

美國海軍賦予REMUS 100的制式型號為Mark 18 Mod 1劍魚(Swordfish)。REMUS 100已經有不少使用實績,包括民間海洋探測用途,以及軍事用途。在2003年10月,美國海軍派出由海豹小組(SEAL)及EDO人員新組成的海軍第一特種排雷小組(NSCT1),協助英國與澳洲皇家海軍潛水爆破隊員清除伊軍在Umm Qasr港佈下的大批水雷,而NSCT1便帶著REMUS 100等先進裝備前去作業,在72小時內便完成了水雷清除工作,大部分都是REMUS 100的功勞;如果採用傳統方式作業,用掃雷艦艇使用側掃聲納搜索,然後派遣攜帶燈光、手提聲納等裝備的潛水人員進行定位、識別與爆破,則至少需要5天才能使Umm Qasr港重新開放。在此次行動中,REMUS 100總共出動了10次,在16小時之內搜索了面積250萬平方公尺的海域。NSCT1表示一具REMUS 100便可取代5名潛水人員,大幅增加工作效率。在2004年環太平洋演習中,NSCT1曾利用橡皮艇接近海岸,然後放出REMUS 100載具去搜索水雷。 從2004年起,美國海軍繼續對REMUS 100進行改良,換裝更先進的目標搜索識別系統以及水下環境圖形顯示系統,並準備配合未來新型大型無人自航載具使用。改良型REMUS 100在2005年底達成初始操作能力,美國海軍至少訂購了8套。

此外,幾個國家也對REMUS 100展現了高度興趣,例如德國海軍實驗中心便購入兩套進行反水雷作戰與特種作戰測試,而北約水下研究機構也在2004年2月購買2套,而這兩套選用了更多較高檔的配備,包括雙頻高解析度側掃聲納、水聲通信裝備、GPS衛星定位系統,在波斯灣水域進行測試,驗證其獵雷能力以及用於港灣反恐等功能,此外荷蘭與新加坡海軍也表示了高度的興趣。

REMUS 600(Mark 18 Mod 2 Kingfish)

圖為REMUS 600型AUV

此型載具係針對美國海軍的研究需求而設計,相較於美國海軍研究單位原有的水下無人載具,具有操作深度更深、持續作業能力更久、籌載量更大等優勢。除了平時的海底繪測外,REMUS 600也是個良好的水雷偵測載具。美國海軍對REMUS 600的制式型號是Mark 18 Mod 2王魚(Kingfish)。

REMUS 600高度的模組化設計使其能裝備各種籌載並適應各種修改,以滿足客戶的需要。REMUS 600直徑32.4cm(12.75吋),長3.25m,全重240kg(530磅),採用磁力開關,動力為功率5.2kw/hr的可充式鋰電池,驅動一個60Watt的電力系統提供推進以及籌載裝備所需的電力,推進器為一具直流馬達帶動一具二葉片螺旋槳,航行速率3~5節,最大潛深600m(必要時可推出潛深1500~3000m的衍生型),持續作業時間最多可達70小時(視速率、裝備使用狀況而定)。REMUS 600的尾部控制面採用三翼片構型,其中兩面傾斜朝下,第三面則垂直朝上,此外還能選擇加裝前部控制面。REMUS 600外部設有兩個接口,一個用於資料傳輸,另一個則連結電源,此外還有符合IEEE 802.11B的無線網路傳輸裝置(使用距離2000m)。REMUS 600擁有自我檢測裝置,當外殼破裂進水、電池耗盡或籌載裝備發生故障時,能立刻發出信號並顯示故障部位。萬一在航行時發生故障,REMUS 600的緊急動力仍可供GPS、衛星通信與資料傳輸系統繼續運作,並立刻向操作單位發出故障信號並回報位置。此外,REMUS 600仍沿用與REMUS 100相同的載具介面程式。

標準配備:導航部分:ADCP、DVL、LBL聲波參考導航、慣性導航、WAAS GPS與P-code GPS衛星定位系統。資料傳輸部分:頻寬2.4G的Wi-Fi 100 Base-T Ethernet網路系統、衛星通訊系統、頻率20~30kHZ的雙向資料傳輸系統等。感測部分:溫度、壓力與傳導感測裝置。偵測部分:側掃聲納系統。

選擇性配備:水下資料鏈的數據機、聲學影像系統、操作頻率300/900 kHz的側掃聲納、高解析度合成孔徑聲納、多波束聲納、光電感測器、水下攝攝影機、螢光探測器等。

為了支援載具的操作,操作船隻上必須設置配套的GPS天線、衛星通訊站台、Wi-Fi網路傳輸站台、聲力資料傳送/接收系統、施放/回收系統及搬運推車等。施放/回收系統係由WHOI所開發,設置於船尾,使用業已驗證過的設計,在4~5級海象下仍能進行操作。

實際使用上,美國海軍經常以RHIB快艇來施放、回收Mark 18 Mod 2王魚載具。

REMUS 6000:

圖為REMUS 6000型AUV

此載具主要針對美國海軍研究室(Office of Naval Research)、美國海軍海洋繪測辦公室(Naval Oceanographic Office)以及伍爾霍茲海洋繪測機構(Woods Hole Oceanographic Institution ,WHOI)的聯合研究需求而開發,基本架構、機電系統、載具程式介面等仍沿襲自REMUS 100/600,但擁有更大的籌載量、續航力與操作深度。

REMUS 6000直徑71cm(28吋),長3.84m,全重862kg(1900磅),裝備籌載可達27kg(50磅),採用化學開關,動力為兩具功率11kw/hr的可充式鋰電池(分置於兩個隔艙內),此電池能在8小時內完成充電,並在隨時待命/值勤的狀態下反覆充電300次(5年),推進器為一具由直流馬達帶動的二葉片螺旋槳,航行速率5節,操作潛深25~6000m,持續作業時間約22小時(視速率、裝備使用狀況而定),載具尾部設有十字形操縱面。REMUS 6000外部設有兩個接口,一個用於資料傳輸,另一個則連結電源,此外還有符合IEEE 802.11B的無線網路傳輸裝置;此外,也擁有與REMUS 600類似的自我檢測、故障即時偵測以及緊急回報系統。

標準配備:導航部分:ADCP、DVL、LBL聲波參考導航、慣性導航、WAAS GPS與P-code GPS衛星定位系統。資料傳輸部分:頻寬2.4G的Wi-Fi 100 Base-T Ethernet網路系統、衛星通訊系統、頻率20~30kHZ的雙向資料傳輸系統等。感測部分:溫度、壓力與傳導感測裝置。偵測部分:側掃聲納系統。

選擇性配備:水下資料鏈的數據機、聲學影像系統、操作頻率300/900 kHz的側掃聲納、半沈底繪測聲納、光電感測器、水下攝攝影機、螢光探測器等。

為了支援載具的操作,操作船隻上必須設置配套的GPS天線、衛星通訊站台、Wi-Fi網路傳輸站台、聲力資料傳送/接收系統、施放/回收系統及搬運推車等。施放/回收系統係由WHOI所開發,設置於船尾,使用業已驗證過的設計,在4~5級海象下仍能進行操作。

4.鯨二式(Cetus II)

前述REMUS識別小型地雷、水雷的能力較弱,在小型雜物眾多的近岸淺水域環境較為不利。因此美國海軍特別成立專門研究「特淺水域水雷反制」(VSWMCM)的領域,而所謂的特淺水域則定義為10~40呎深度的淺海。幾種針對此一需求的新一代小型AUV正在開發中,而洛馬集團開發的鯨二式(Cetus II)與華盛頓大學應用物理實驗室(APL)研發的「水雷再搜索與辨認聲納系統」(MIRIS)的組合,便是測試中的系統之一。鯨二式長137.16cm,寬68.58cm,重56.25kg,與REMUS一樣能攜入小型橡皮艇上,並由兩名人員合力收放。鯨二式擁有先進的整合式水下導航系統,啟航前先參考GPS定位資訊,航行途中則以1200kHz操作的都卜勒測速器與慣性導航裝置維持航向,此外也配備長基線與超長基線水下聲波導航系統。鯨二式能以4節的最大速度進入目標區,然後持續進行3小時的水雷偵測作業,最大潛深為200m。鯨二式設有五個方向不同的電力推進器,故能精確地控制載具維持在固定位置上,以便MIRIS聲納進行高解析度影像繪測作業。美國海軍打算以同時使用二個鯨二式載具的方式,來進行特淺水域水雷反制作戰。

 

必須一提的是,這些獵雷UUV主要只負責完成水雷的識別與定位,而不像傳統獵雷艦的ROV般還會包辦水雷爆破的工作(AN/WLD-1可選擇攜帶毀雷炸彈,而Bluefin、REMUS、Cetus II等則完全不具備此類能力)。由於遙控載具必須在卸除偵測籌載後,才能掛上毀雷炸彈,因此往往需返回操作艦進行換裝;加上UUV能攜帶的毀雷裝置有限,導致作業速度與能量大減。因此美國海軍並不打算直接以UUV將水雷摧毀,而是利用AN/WLD-1等UUV完成水雷定位後, 再派遣LCS搭載的MH-60S武士鷹多用途直昇機,攜帶水雷作戰套件前去進行毀雷作業,或者派遣另外開發的無人毀雷載具(見下文)。MH-60S能攜帶一系列水雷偵測與反制裝備,包括與AN/WLD-1相同的AN/AQS-20A拖曳獵雷聲納、空中雷射偵雷系統(ALMDS)、結構性空中與水面掃雷系統(Organic Airborne and Surface Influence Sweep System,OASIS)、快速空中水雷清除系統(RAMICS)、衍生型射水魚(Archerfish variant)空中水雷癱瘓系統、由德國海狐(Seafuchs,詳見德國海軍343型掃雷艦一文)單次毀雷載具發展成的空中毀雷系統(Airborne Mine Neutralization System,AMNS)等。其中,ALMDS使用能穿透海水的藍光與綠光雷射偵測接近水面的繫留雷;RAMICS是一種專門對付水雷的20mm機砲系統,使用特製的20mm砲彈摧毀水面及水下的水雷,此系統能透過OASIS等其他偵雷系統的指示自動將目標摧毀;至於OASIS則是一種輕型的整合式磁性/音響掃雷系統。由於MH-60S直昇機的速度、籌載能力與作業彈性遠高於UUV,因此更能滿足快速毀雷的需求。

除了直昇機之外,美國海軍也規劃具備摧毀水雷能力的無人水面載具(UUV)。依照美國海軍研發單位的構想,此種UUV以一艘長40英尺級的無人快艇作為載台,艇上搭載無人自航導航處理裝置、管理以及資料傳輸裝置,能有效搜索港口或淺海區域的漂雷、錨雷與沈底水雷並自動識別目標類型;此中無人艇上搭載四具輕型無人潛航載具(USV),其中兩具負責對周遭海域進行全方位的搜索,另兩艘專門在海床搜索沈底水雷;為了摧毀或癱瘓水雷,無人水面載具還攜帶24件一次性毀雷載具,而服役前期可能先配備傳統的機械式掃雷具。此種無人水面載具擁有完整的水雷偵測、標定、識別與毀雷能力(能摧毀漂雷、錨雷與沈底水雷,或使之失效),並將成為LCS水雷反制套件的一部份。其研發重點分為兩項,第一是船艦上用來收放無人水面載具的設備,以及配合的控制、資料傳輸系統,第二則是使水雷失效的方式。在2013年上旬,美國海軍與雷松(Raytheon)與應用物理科學公司簽署總值360萬美元的合約,進行此種水面無人載具的概念與系統研發,稱為單次探測接觸式(SS-DET)反水雷無人載具;其中,雷松公司獲得的合約為190萬美元,應用物理科學公司獲得的合約價值為140萬美元。
 

潛艦用UUV

1.近期水雷偵測系統(NMRS) (已取消)

利用533mm魚雷發展成的NMRS近期水雷偵測系統,上面是收容光纖纜線的鋼桶總成。

在測試階段,由水面船隻施放的NMRS

水面研究船隻收放NMRS的吊架。

近期水雷偵測系統(Near-term Mine Reconnaissance System,NMRS)是美國海軍為能儘速滿足近程需求,並進行概念驗證,所發展的第一種潛艦用水雷反制UUV,發展工作在1994財年開始。 在1994年8月,諾格集團與美國海軍簽署NMRS的設計/發展與製造測試原型的合約,為期三年;而洛馬集團(Lockheed Martin)也參與NMRS,負責提供控制與推進系統。由於屬於應急系統,因此直接利用533mm魚雷的雷體發展而來,以便利用潛艦的魚雷管進行收放,使用的側掃AN/AQS-14聲納系統也是現貨。

由於潛艦是在水下作業,因此NMRS無法如同艦載的UUV般使用資料鏈進行無線傳輸,因此仍採用光纖與操作艦進行連結。NMRS的長度比美國潛艦制式的MK-48魚雷稍短,設有前視、俯視、側掃以及多波束聲納,以電池動力驅動尾部一具推進器 ,可在深水或12m的淺水域連續工作5小時以上,作業速度4~7節, 整個載具可重複使用。NMRS長達56km的光纖纜線捲收於一個鋼製浮筒總成內,浮筒則透過纜線與潛艦魚雷室內的絞車連接,操作時浮筒總成亦會施放入水。從魚雷管出發後,NMRS本體便由浮筒總成施放,獨自進行作業。透過光纖纜線,NMRS能即時將偵測數據傳回潛艦,並接收來自於潛艦的控制訊號 ;任務完成後,NMRS先與浮筒總成會合,潛艦再由絞盤將整個載具拖回魚雷管。萬一發生光纖斷裂,NMRS則會自動航行至控制電腦預設的定點與潛艦會合。

在1998年3月,兩個NMRS原型開始在華盛頓州普吉灣鑰匙港(Keyport)附近的達波灣測試場(Dabob Bay Test Range)進行測試(由研究船隻收放),隨後在6月參與一項名為聯合先進水雷反制概念技術展示(JCM ACTD)的大規模兩棲作戰演習,實際展示NMRS在淺水域進行水雷反制的能力。各項測試顯示NMRS有許多問題, 包括持續作業時間不足、導航精確度較差、偵測能力有限導致虛警率較高、深水域作業能力不足、無法實現完全自主作業等,整個計畫在1999年8月遭到擱置。雖然如此,其中一個NMRS原型載具在2002年還是部署在一艘洛杉磯級核能攻擊潛艦上提供過渡性水雷偵察能力(interim mine reconnaissance capability)。在2005年5月,NMRS完全取消,從頭到尾就只製造了兩個原型載具。雖然如此,NMRS仍為潛艦用UUV進行了 一次概念驗證,並為爾後的長期水雷偵測系統(LMRS)奠定基礎。

 

2.AN/BLQ-11長期水雷偵測系統(LMRS) (已取消)

全新開發的LMRS長期水雷偵測系統。

相較於利用現成科技拼湊成的NMRS,由波音與美國海軍水下作戰中心開發的AN/BLQ-11長期水雷偵測系統(Long-term Mine Reconnaissance System,LMRS)就是真正為美國海軍需求而全新開發的水雷偵測用UUV,研發工作始於2000財年。LMRS與進一步發展成的MRUUV預定由美國改良洛杉磯級、海狼級、維吉尼亞級等核能攻擊潛艦來部署操作。

一套完整的LMRS配置兩具UUV(亦可歸類為AUV) ,一具整合於魚雷發射管、擁有18m長機械臂的水雷回收系統(重4400磅,合1995kg,是整套LMRS中最大最重的部件)以及相關的操縱 與支援模組。每具UUV長6.1m,直徑533mm,其聲納系統與NMRS相仿,也同樣由潛艦的533mm魚雷管進行收放,但是整體性能(尤其是續航力)大幅提昇。LMRS不再使用導線與潛艦進行聯繫,而是在間歇性的上浮時,透過無線電資料鏈來進行資料傳輸,或者利用水下聲力資料鏈系統與操作潛艦聯繫。

由於作業時需要自食其力,LMRS整合有先進的導航定位系統,包括慣性導航以及GPS衛星定位(需浮出水面接收訊號),能在不依靠操作艦的協助下,自行以4節速度進行潛航偵雷作業,每次可持續作業40~60小時,航行距離可達75~120海里,平均每天能 在距離母艦120海里以內搜索35~50立方海里的水域,作業深度3~300m,未來最大作業深度更有可能提高到457m,之後實際最大測試深度高達1000m。由於沒有導線,LMRS無法及隨時將最新的水雷偵測情資傳回操作潛艦,因此控制電腦內預留了容量龐大的資料儲存體,每隔一定時間利用衛星通信(需讓天線露出水面)或水下聲力資料鏈將水雷情資傳送給潛艦。任務完畢後,LMRS便航行至預設的定點與操作潛艦會合;回收時,水雷回收系統的機械臂會由潛艦的上魚雷管伸出,連接LMRS後便將其推入下方的魚雷管內。

偵測方面,LMRS初期配備前視聲納系統(ALSS),其探測精確度可達0.05至0.005度,能在複雜的沿海海底地形中搜尋任何可能的水雷。隨後,美國海軍 又為LMRS發展更新型的合成孔徑聲納(SAS),其聲納影像的解析度比現行系統高出三倍,此外有效偵測距離高達1km;此外,同樣為LMRS設計的精密水下繪圖能力(L-PUMA)也在研發中,配合解析度經過提升的改良型前視聲納 以及新增的雷射掃瞄系統,能精密地偵測靠近海底的水文狀況,依此選擇最適當的偵測模式。除了水雷反制之外,美國海軍研究辦公室(ONR)還以LMRS的載具本體為基礎,發展可改裝、多用途UUV(MRUUV)。MRUUV採用模組化設計,能視任務需要而選用不同的模組籌載,包括小型雷達、電子反制、信號截收以及紅外線偵測系統等,能在敵方海域中秘密執行水面偵測與情報搜索等工作。

LMRS由波音集團負責研發,原訂在2003年9月形成初始作戰能力(IOC)。在1999年8月31日,波音總結了LMRS的設計工作。LMRS在2003年進行了技術展示,並在2005年7月7日於洛杉磯級核能攻擊潛艦聖保羅.明尼明尼波阿伊斯號(USS Minneapolis St. Paul,SS-708)上成功地進行了施放與回收測試 ;在該次實驗中,UUV施放後自動航行至與潛艦的預定會合地點,並在該處由聖保羅.明尼明尼波阿伊斯號成功收回艦上。 在2006年1月,洛杉磯級核能攻擊潛艦斯克蘭頓(USS Scranton SSN-752)成功進行了LMRS的導向、回收作業的海上展示。

在2004年,美國海軍重新整理了水下無人載具的發展計畫,將LMRS、多任務可重構水下載具(Multi-Mission Reconfigurable,MRUUV)、先進UUV發展計畫(Advanced Development UUV programs)合成為單一計畫。因此,LRMS在2004年就此終止,只建造過兩個測試原型。

3.海馬(Sea Horse)多用途潛水無人載具

圖為海馬式大型UUV。

前述的NMRS與LMRS都是配合美國潛艦制式的533mm魚雷管而設計,因此體積、籌載量與航程都受到限制。不過,美國在2002至2008年將四艘俄亥俄級(Ohio class)核能彈道飛彈潛艦改造為巡航飛彈及特戰潛艦,將原本24管裝填D-5三叉戟II彈道飛彈的巨大發射管(直徑83吋,合2.11m)改為巡航飛彈或載具容納艙,在設計時便考慮到利用此種大型發射管,發展更大型的多用途UUV。而其中一種相容於87吋發射管的大型UUV,便是美國賓州大學應用物理 實驗室為美國海軍海洋測量局(NAVOCEANO)合作開發的海馬(Sea Horse)UUV,研發始於1997年,1999年又做了重大的技術改良。海馬載具的長度為8.6m,直徑96.6cm,全重4.8ton,尾部設有一個噴射泵推進器,載具本體內建有精密的導航系統(含操作頻率300kHz的都卜勒聲力測速儀)以及操作頻率150kHz的高解析度側掃聲納 ,可精確地維持自身的航向、速度與深度,依照預先輸入的參考點來航行。海馬載具的航行深度介於15至1000呎(4.57~305m),能 在半徑90km的海域內以4節速率持續航行125小時以上,其籌載性能與持續作業能力均非體型受制於533mm魚雷管的NMRS/LMRS可比擬。海馬載具採用模組化的任務籌載,能擔負多種任務,例如 輸送特戰隊員所需的裝備及補給物資,或是攜帶各型水面/水下偵測裝備進行偵測。雖然目前水雷反制作業並非海馬的主要任務,但由於內建有側掃聲納,因此還是能進行水雷的搜索作業。 第一具海馬載具(Sea Horse 1)在2000年10月移交美國海軍,用於搭配俄亥亥級SSGN的概念驗證,至於第二具海馬載具則在2001年10月交付。海馬型UUV在2003年1月於幽靈巨人演習中首度亮相,由當時即將改裝成SSGN的俄亥俄級核能彈道飛彈潛艦佛羅里達號(USS Florida SSBN-728)的彈道飛彈發射管中成功施放入水;在2004年10月的沈默之鎚演習中,海馬UUV又成功地由俄亥俄級的喬治亞號(USS Georgia SSBN-729)成功施放。

 

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