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台灣發展「無人潛艦」,可作為海峽作戰的尖兵

「慧龍專案」想研發的無人潛艦是長度為20-30米,體型為與美軍「殺人鯨」相當。圖為殺人鯨潛艦。 圖/取自波音官網
「慧龍專案」想研發的無人潛艦是長度為20-30米,體型為與美軍「殺人鯨」相當。圖為殺人鯨潛艦。 圖/取自波音官網

根據近日媒體報導,國防部在《四年期國防總檢討》(QDR)中強調,為了「以創新不對稱作戰思維,發揮聯合戰力」,已編列36億6千多萬元給中科院執行「慧龍專案」,從2020年起,將以5年的期程進行無人潛航原型艇的研發。

國民黨總統候選人韓國瑜在評論潛艦國造計畫時,也曾提到其國防產業構想是:「AI(人工智慧)自動化,小型、嚇阻(強)、靈活,我們的國防產業變得小巧,跟毒蝦一樣,任何人打我國都會受到報復,我們就考量,需要什麼樣的裝備。」

無人潛艦與其他無人載具頓時成為朝野一致認同的國防發展方向,但台灣究竟適不適合無人潛艦?又該發展怎樣的無人潛艦呢?

探索深海的自動化水下載具

無人潛艦的發展,起源自自動化水下載具(AUV),其需求來自於傳統的水下載具需要透過電纜進行遙控,使電纜長度限制了水下載具的潛深。

因此,美蘇兩國為了爭奪水下領域的優勢,分別在1950年代與1970年代進行了自動駕駛的水下載具研發,可利用自身的聲納與電子系統進行導航,在數千公尺的深海進行水文資料的蒐集與海底地形的探勘。

1992年,中國的瀋陽自動化研究所也與俄羅斯合作,研發潛深達6,000米的CR-01無纜自治水下機器人,它能利用三具應答器組成的長基線聲納定位系統進行精確定位,在無法接收衛星訊號的深海精確導航,並以自身聲納迴避障礙,並以各式設備進行海底地形與錳結核的探勘。中國後來又在這些基礎上,發展出自主知識產權的潛龍系列水下載具,用於探勘南海環境。

波音為爭奪無人水下載具市場,自資從大型發展到超大型載具。圖為屬於大型水下無人載具的「回聲搜索者」,長4.6米,電池續航力75小時。 圖/取自波音官網
波音為爭奪無人水下載具市場,自資從大型發展到超大型載具。圖為屬於大型水下無人載具的「回聲搜索者」,長4.6米,電池續航力75小時。 圖/取自波音官網

淺海作戰的無人水下載具

無人水下載具受到軍方重視,一大部分原因來自於沿岸作戰的需求,因為沿岸水深較淺,聲納會被海底與海面的交互反射所干擾;加上海上船隻噪音多,海底沈船反射多,主/被動聲納也會偵測到大量假目標,使守方容易躲藏潛艦或部署水雷,而攻方的大型船艦與潛艦卻難以進入,陷入「龍游淺灘遭蝦戲」的困境。

因此,美軍在「海權21」願景中提出要大舉發展無人載具,包含了可以深入敵國沿海,進行偵察、監視甚至攻擊任務的無人水下載具,使主力艦隊可以躲在安全的外海。

目前,各國發展的主要是直徑超過1米,長度5-10米的大型水下載具,由於其直徑超過潛艦的魚雷管,又稱為「大直徑無人水下載具」。它利用電池動力可達到72小時以上的續航時間,但速度通常低於5節,所以航行距離通常只有300~600公里。

解放軍在今年國慶閱兵中首度展出了編號為HSU001的無人水下潛航器,其外型與CR-01相似,不過加上了可折疊的光電桅杆與通信天線,顯示主要是為沿岸作戰發展,可在台灣近海用光電桅杆拍攝海面與岸上畫面,再透過衛星資料鍊傳回控制中心。

波音自資開發的「海洋航行家」超大型無人潛艦採用柴電動力,每次用呼吸管充電完可潛航280公里。 圖/取自波音官網
波音自資開發的「海洋航行家」超大型無人潛艦採用柴電動力,每次用呼吸管充電完可潛航280公里。 圖/取自波音官網

超大型無人載具研製難度高

根據報導,「慧龍專案」想研發的無人潛艦,長度達20-30米,體型則與美軍「殺人鯨計畫」相當,屬超大型無人水下載具。

殺人鯨計畫由波音得標,根據其自資發展的「回聲航海家」進一步改良。而「回聲航海家」的長度已有15米,空重50噸,利用呼吸管與柴電動力可航行6,500浬之遠,作戰範圍幾與「有人潛艦」無異。不過其航速仍低,機動性仍難與有人潛艦抗衡,但已能從港口以自身動力前往任務海域,而不需母船搭載。

若中科院研發水下無人載具,一開始就要挑戰「超大型等級」似乎不太明智,因其製造成本高昂,失敗的代價太高。其實AI自動化駕駛技術雖然蓬勃發展,但成熟度仍未臻完美,否則我們在道路上已能看到大半新車為自動駕駛。

而軍用無人載具不但要考慮到自動駕駛,還要能自動執行特定任務,遇到威脅時自動迴避,以及遭遇各種天然與人為的干擾……等。因此各國海軍才會從大型水下載具開始試作,即便美軍也是先由廠商提供較低技術平台來開發自動駕駛/執行任務的軟體後,才開始製作大型與超大型的概念展示品。

中國建政70週年閱兵中首度展出的HSU001水下無人潛航器,其外型類似CR-01的放大版,但側向控制螺槳則類似俄羅斯的7P22和聲式,可能仍與俄羅斯有交流技術。 圖/取自中國軍網
中國建政70週年閱兵中首度展出的HSU001水下無人潛航器,其外型類似CR-01的放大版,但側向控制螺槳則類似俄羅斯的7P22和聲式,可能仍與俄羅斯有交流技術。 圖/取自中國軍網

無人載具可能主宰台海

但對於中科院是否該投入無人潛艦的研發,答案是肯定的。因為我們不做,中國也會做。

由於台灣海峽較淺,水文環境複雜,大型潛艦難以發揮聲納優勢,中小型水下載具則能貼近海床躲避偵測。另一方面,海峽水面被兩岸反艦飛彈火力所覆蓋,大小船隻都難以生存。因此,中國發展HSU001很可能就是一系列無人水下載具的開端,未來可用無人載具大軍跨越海峽,執行偵察、干擾、布放水雷……等任務。

而對抗無人載具的方法之一,就是發展「無人獵殺載具」。無人載具勘查地形用的聲納,可以升級為偵測對方無人載具,再搭配小型水下武器進行攻擊。雖然攻擊範圍有限,但只要數量夠多,也能涵蓋相當面積的獵殺區,進行沿海海床的掃蕩。

另外,海軍近年來討論的微型飛彈艇,也可改由大型或超大型無人水下載具擔任飛彈平台任務。它們平時可潛伏於海中,躲避偵察與來往船隻,但藉由浮標天線接收任務指令。一旦下令開火,無人載具就浮出海面發射飛彈。由於不需人員操作,不但可降低防護力要求,且可延長待命時間到數月以上。

相較於無人潛艦,台灣發展的IDS有人潛艦的噸位較大,仍有速度較快,偵搜範圍廣,武器射程遠等優點,適合在東岸深海進行遠程反制作戰。與無人潛艦恰能互補,分別適合東西兩岸不同水文環境。台灣同時發展兩種水下兵器實有必要。

我國自製潛艦IDS主要構型之模型艦。 圖/中華民國海軍
我國自製潛艦IDS主要構型之模型艦。 圖/中華民國海軍

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