舰船科学技术  2016, Vol. 38 Issue (s1): 1-5, 31   PDF    
水面水下蛙人输送艇作战运用及相关技术发展
钟宏伟, 李德林     
中国船舶重工集团公司第七〇五研究所, 云南 昆明 650102
摘要: 水面水下蛙人输送艇是各国海军根据自身任务需求而研制的一种可水面高速航行、水下低速潜航的两栖蛙人特种投送平台,它具有在水面快速接近目标区域,用半干式或湿式状态低速对敌目标进行隐蔽渗透的特点,可将特种作战蛙人小队短时间内较为舒适投送到目的地,为战斗蛙人能够进行渗透、侦察、突袭创造一定保障条件。本文通过对这类输送艇的作战运用、装备发展分析,梳理出该类投送平台的一些相关技术。
关键词: 水面水下     蛙人输送艇     技术发展     两栖    
Operational application and relative technical development of surface/underwater diver delivery vehicle
ZHONG Hong-wei, LI De-lin     
The 705 Research Institute of CSIC, Kunming 650101, China
Abstract: Surface/underwater diver delivery vehicle is a kind of amphibious diver special delivery platform with high speed on surface and low speed underwater according to the mission requirements of world's navies, which has such characteristics as quickly closing to the target on surface and enemy target stealthy infiltration in half dry or wet status. It can comfortably deliver a small team of special operational divers to the destination to create the support conditions for the infiltration, reconnaissance and surprise attack of combat delivery. Through analyzing the operational application and equipment development of such diver delivery vehicle, this essay has combed some relative techniques of the delivery platform.
Key words: surface/underwater     diver delivery vehicle     technical development     amphibious    
0 引言

目前,特种部队是世界各军事强国战略计划的重要组成部分,其中海军陆战队特种大队担负着海上和水下两栖渗透突击作战和海上反恐作战的重要战略使命,在维护和平、保护国家利益等方面起着十分重要的作用。海上特种作战行动中,一个突出的问题是如何掌握准确的前沿信息,并隐蔽投送兵力或侦察、导引设备,即须充分把握战场信息,及时周密制定适合行动计划,并隐蔽地把特战队员或侦察、导引装备送达任务地点,以完成诸如海上侦察、夺控岛礁、重要水下设施及港口破袭、反恐救援等任务。海上特种作战投送装备体系包括远程投送平台、中程投送平台和近程投送平台。本文仅讨论特种作战投送装备体系中起着重要作用的国外水面水下蛙人输送艇装备发展及相关技术问题。

1 水面水下蛙人输送艇作战运用 1.1 运用范围

水面水下混合动力蛙人输送艇一般可以搭乘4~8名蛙人,具有水面、半潜、潜航3种航行模式,水面航速可达30~35 kn,半潜航速5~8 kn,潜航航速3~5 kn。混合动力蛙人输送艇具有多种功能,根据需要采取不同的投送方式,可执行多种特种作战任务:

1)可作为水面快艇,执行水上侦察、巡逻、搜救等任务。

2)可携载高能爆破器从水下隐蔽接近敌停泊的舰艇、潜艇、水下设施(光缆、电缆、防潜水听器)、水际滩头等重要目标实施破坏行动,削弱或瘫痪敌作战能力。

3)可运送侦察人员半潜抵近、潜航靠近敌岸(港)等目标,执行侦察任务,获取敌近岸及水际滩头情报信息。

4)可成规模地从水面输送特种作战部队,至目标海域后半潜或潜航隐蔽靠岸,先期渗透敌后,对重要军事目标实施突袭、毁伤或火力引导打击。

5)发生重大灾害时,可在堰塞湖、水库等水域执行搜救和灾情侦察等任务。

1.2 水面水下蛙人输送艇典型运用方式

水面水下蛙人输送艇典型的作战运用概念如图 2所示。

图 1 海上特种作战投送装备体系

图 2 水面水下蛙人输送艇典型作战运用概念

1)水面阶段

水面水下蛙人输送艇水面高速航行时,速度约30 kn,航程可达300 km以上,根据搭载贮油箱的大小航程可以增减,在150 km作战半径范围可单独执行任务,如果需要,也可使用水面舰船或直升机将运载器投送到更远的目标海区。水面航行阶段,蛙人身体不接触海水,能正常呼吸和饮食,可保持充沛的体力。航行过程中发动机可给畜电池充电,保证畜电池使用时电量充足。

2)半潜阶段

水面高速航行至距离目标水域约20 km左右后,由水面平稳过渡到半潜航行阶段,这样输送艇的被探测面小。下潜后,仍然采用热动力装置工作并可给电池充电,作战蛙人身体仅部分接触海水,能正常呼吸。

3)潜航阶段

半潜航行至距目标约10 km左右,输送艇上导航定位系统取得当时准确的导航定位基准并装订参数,蛙人戴上呼吸装具,操纵输送艇由半潜平稳过渡到潜航阶段,在向预定海区航行中,根据当时威胁情况尽可能在浅水层航行,以保持特战队员战斗力。

4)作业阶段

抵达目的地后,将输送艇在隐蔽的浅海区域坐底系留,然后蛙人携带武器装备离艇执行任务,如果任务地点离艇较远,可使用小型蛙人运载器或蛙人助推器将特战队员送至岸边,以缩短蛙人泅渡时间,利于蛙人保持体力(见图 3)。

图 3 蛙人输送艇携带使用蛙人助推器

5)返回阶段

任务完成后,蛙人通过专用仪器寻找并返回到输送艇,启动输送艇按安全程序由潜航逐步过渡到水面航行状态,再高速返回。

2 水面水下蛙人输送艇装备发展 2.1 蛙人输送艇在海上特种装备体系中的定位

海上特种作战投送装备体系中,蛙人投送装备按其作战半径可分为近短程、中程、远程蛙人投送平台,水面水下蛙人输送艇属于“湿式”中程或中远程投送平台,可根据作战任务和作战水域威胁程度,自由选择水面、半潜、水下航行模式,主要用于解决海军蛙人分队成建制、中远程、多模式、快速、高隐蔽性投送的作战需求,可大幅拓展海军特种作战平台的作战半径及使用灵活性,减少航渡过程蛙人体力消耗,降低支援舰艇的任务难度和危险程度。

水面水下蛙人输送艇是一种半干式蛙人输送艇,采用混合动力能源,可在水面上高速航行,快速接近目标后再转入水下潜航,隐秘靠近目标,因此具有快速和隐蔽的双重特点,水面航行时,蛙人驾乘舱内无水,蛙人可自由呼吸自然空气;水下航行时,蛙人驾乘舱内无水或只进入少量水,蛙人可自由呼吸、穿透气衣服,日常生活方便,利于体力保存;当蛙人需要进出舱时,蛙人驾乘舱可快速干、湿转换,以保证蛙人能够“随时”进出输送艇。与“湿式”蛙人输送艇相比,水面水下蛙人输送艇的驾乘环境更舒适,蛙人间交流方便,蛙人心理压力较小,且航速高、航程远、使用机动灵活。与“干式”蛙人输送艇相比,水面水下蛙人输送艇体积相对较小、重量相对较轻、结构相对较简单,对母搭载平台的要求相对较低,另一方面,由于航速相对较高,能大幅度缩短水下蛙人作战航渡时间。

远程投送平台具有投送距离远、执行任务速度快等特点。但在需要隐秘投送兵力或侦察设备时,空中投送平台和水面投送平台很容易被敌方发现;潜艇具有较好的隐蔽性,但作为水下投送平台使用,其使用成本无疑是高昂的。水面水下输送艇的出现克服了水下湿式蛙人输送艇速度慢,作战队员不舒适的缺陷,保持了既高速又有一定隐蔽性的特点,且总体结构简单。美国、英国、俄罗斯、瑞典、荷兰、韩国等国近年相继研制了多种水面水下高速蛙人运载器。

2.2 水面水下蛙人输送艇的国外发展现状

1)MRCC

水面水下多功能作战输送艇(MRCC)是美国STIDD公司研制的一种大尺寸多用途海上平台,具有多种功能。MRCC长9.91 m,宽2.31 m,高1.68 m,作战深度20米,水面航速32 kn,航程200~300 n mile,潜航模式航速5 kn,航程12.5 n mile,可运载2名操作人员及6名蛙人或重800 kg有效载荷,其外形如图 4所示。

图 4 美国的水面水下多功能作战输送艇(MRCC)

2)Hyper-sub

Hyper-sub是美国Marine HSPD公司设计研制的水面蛙人水下输送艇,属于干式设计,长9 m,水面航速26 kn,最大40 kn,航程大于800 km,水下潜航航速5.5 kn,最大作战深度36.6 m,可搭载9名作战队员,水面航行时密封驾驶舱,用2台480 hp的柴油发动机,水下航行时用电池推进,产生272 kWh的推进功率,最大载荷量2 722 kg。

图 5 Hyper-sub水面水下蛙人输送艇

3)SSB MK-1

SSB MK-1是美国生产的另一种水面水下输送艇,长10.8 m,重4.3 t,水下作战深度27 m,可搭载2名驾驶员和6名战斗蛙人,水面航行速度超过35 kn,最大续航力200 n mile,水下潜航速度6 kn,水面航行时,采用2台柴油机,总功率680 hp,驱动2部喷水推进器;水下航行时,采用银锌电池供电的两台电机驱动,可工作4 h。作战时,用玻璃钢将座舱盖住,战斗蛙人通过舱门出艇。

4)DGB

DGB是由瑞典DCE AB负责设计和建造的蛙人小队水面水下输送艇,如图 3所示。它长10 m,重约4 t,有1 000 kg的搭载能力,可在水面以超过30 kn高速航行,水下以5 kn航速隐蔽航行,能投送6名特战队员及其装备(如图 3)。在水面上航行时,其性能类似于快艇,动力装置为柴油机和喷水推进器;半潜状态时采用热动力推进系统,并仅有上部结构可视,被探测面小;水下航行时,采用4个电动推进器,使用压缩空气为潜水员和压载舱供气,蛙人离开输送艇后,使用潜水员的个人呼吸系统。

5)SEAL Carrier

SEAL Carrier是由瑞典DCE AB公司生产的针对海军特种部队和海岸近卫队海上快速反应需求的水面水下输送艇,它是在DGB艇的基础上进行了改进而专门用于输送水下侦察破袭小组的输送艇,能以高达30 kn的水面航速,快速输送8名蛙人抵达作战区域然后下潜隐蔽渗透,还可由固定翼飞机和水面舰船投送,水面航程150 n mile,水下航程10 n mile,潜航深度50 m,可在4级海况下使用,搭载有效载荷1 200 kg,可用于反水雷战或作为遥控武器载具用于海上反海盗任务。另外该公司还研制了SEALCarrier的缩小版“智能海豹(Smart SEAL)”型输送艇,可搭载6名蛙人,有效载荷800 kg。

图 6 瑞典水面水下蛙人输送艇(DGB)

图 7 瑞典模块化‘SEAL Carrier’水面水下蛙人输送艇

6)Тритон-НН

“海神”-HH(Тритон-НН)是俄罗斯2000年研制的混合动力水面水下蛙人输送艇,于2003年研制成功,其长度9.9 m,高度1.68 m,宽度2.3 m,水面最高航速24 kn,最大航程130 n mile,水下潜航以3 kn航速航行,航程6 nm,可达载作战队员6人,载重636 kg(见图 8)。

图 8 俄罗斯水面水下输送艇(Тритон-НН)

7)Subskimmer

“水下掠行艇”(Subskimmer)是英国上世纪90年代研制的一种混合动力水面水下蛙人输送艇,可搭载6名蛙人,最高速度35 kn,采用舷外的汽油发动机推进,高速航行时航程120 n mile,水下航行速度3 kn,现已小批量生产出售(见图 9)。

图 9 英国水面水下输送艇(Subskimmer)

8)SDV 1000 W

SDV 1000 W是韩国现代重工集团公司研制生产的湿式水面水下蛙人输送艇,长13 m,采用柴油机和电动力混合推进,水面航速可达35 kn,航程150 n mile,水下航程25 n mile,可搭载1.5 t有效载荷,10名特战队员,导航系统包括惯性导航、多普勒、差分GPS、ECDIS等,精度达5 m/nm,广泛采用隐身技术。

图 10 韩国生产的SDV 1000 W水面水下蛙人输送艇

9)P-7

P-7是荷兰设计的一型水面水下蛙人输送艇,在水面航行时,由柴油机驱动,在水下航行时由电动力驱动,外观极为简化(见图 11)。可搭载7名特战队员,具有水面高速滑行、水面低速航行和水下低速航行3种模式。水面航行时,只有座舱盖露出水面,用通气管为主发动机提供所需空气,工作深度18 m,接近目标后,可系留海底,等候其作战队员执行完任务后返回。它长9.8 m,宽2.5 m,重量4 500 kg,载重量1 000 kg,水面滑行航速30 kn,航程270 n mile,半潜航行航速5~8 kn,水下航行航速3~5 kn,航程16 n mile,推进采用柴油机和喷水推进器,主机运转时,可同时为电池充电,能够快速平滑地从电动状态转换到柴油机状态。下潜时,船首和船尾的浮箱将被注满水,浮出水面时,浮箱则充满压缩空气;配备了1个蛙人导航装置,包括姿态陀螺、多普勒计程仪和卫星接收天线等,用来测量运载器航行深度、高度、姿态(横滚和俯仰)、航向、对水航速和位置。输送艇上计算机可综合来自各传感器上的数据,结合电子海图给出小型蛙人运载器位置、状态的图形显示和数字显示。这些数据可存入数据文件,也可记录任务进展情况,在任务结束后回放所记录的数据。导航和控制装置采用液压控制驱动,实现自动驾驶。可在低能见度环境下进行障碍物的定位、识别和测量。

图 11 荷兰P-7水面水下蛙人输送艇

综上所述,国外的水面水下蛙人输送艇最高航速可达30 kn左右,潜航时与水下湿式蛙人输送艇的巡航速度相当,续航力可达200多海里。这类蛙人输送艇水面航速高、航程大,因此可以远程、大范围独立运用,而不依赖专用运输舟、潜艇、舰船等投送平台。

3 水面水下蛙人输送艇相关技术 3.1 系统总体技术

水面水下蛙人输送艇系统总体技术由艇体、热动力推进、电动力推进、生命支持、航行控制、导航与观察、仪表及电路、管理与软件等系统技术组成。

3.2 艇体系统设计技术

水面水下混合动力蛙人输送艇外形独特,大体上呈横截面为多边形的梭状,前底部V形夹角很小,有利于减少水面滑行阻力和拍水现象,底部V形夹角从前到后逐步增大,有利于提高滑行升力,减小阻力。

输送艇采用1套热动力推进系统,用于水面航向,通过偏转主推进器的方式来改变输送艇航向。采用2台或4台电动力推进装置,用于潜航,控制不同舷向电机推进器的推力,以控制输送艇航向,并用水平舵控制输送艇俯仰和深度。

电池组和热机布置在输送艇中心线尽量偏低的位置,保证在各工作模式下有较低的重心和较高的稳定性。

输送艇设置压载水舱和均衡装置。下潜时,压载水舱将被注水,上浮时,压载水舱则充压缩空气。均衡装置用于调整运载器水面俯仰姿态,或在潜航时参与输送艇俯仰姿态控制。

主壳体采用非金属材料,以减轻重量,减小声反射,降低磁性。

3.3 热动力推进系统技术

热动力推进系统用于为蛙人输送艇水面滑行或半潜航行提供动力,主要由燃油、主机和主推进器等组成。

3.4 电动力推进系统技术

电动力推进系统用于为蛙人输送艇潜航提供动力,主要包括电池组、逆变调速控制器、电机和推进器等组件。

电池组采用二次锂电池,电机和推进进行一体化设计。逆变器主要由功率开关电路和控制电路组成,其主要功能是实现电动力系统的无级变速。电机采用无刷电机,电机由三相绕组电枢、永磁钢磁系统和霍尔位置传感器3部分构成。

3.5 水下生命支持系统技术

生命支持系统为蛙人提供水下呼吸气、保暖潜水服和应急救生器材。

蛙人在水下潜航时,使用输送艇上固定式主供气系统;当蛙人离开输送艇进行水下作业时,由随身携带的自携式呼吸装置保障水下呼吸。

水下加热保暖装置主要采用电加热方式,包括电源、水下接插件和服装。

应急逃生器材包括应急救生呼吸装置、浮力背心、单人救生筏、信号枪等。

3.6 航行控制系统技术

控制系统的功能是在潜航时控制输送艇姿态、航向、深度和速度,采用手操电控和自动驾驶2种控制模式,系统包括航姿传感器(可与导航系统共用)、深度传感器、操控杆、舵机等组件。

3.7 导航与观察系统技术

导航与观察系统为输送艇提供航行姿态、航向、速度、位置等信息,潜航时观察前方环境,探测有无障碍。系统包括惯导、多普勒计程仪、卫星接收天线、防撞声纳导航计算机等组件。

3.8 仪表及电路系统技术

仪表及电路主要功能有:提供输送艇状态显示和驾驶员操作平台硬件、建立全艇CAN总线网络、负责各用电系统供电控制、为信息记录提供储存空间、提供蛙人输送艇测试所需外部供电接口、联调的外检测接口。

仪表电路系统使用以主控计算机为中心的总线系统方案,其中主控计算机为通信主节点,其它系统(或组件)以分布式控制节点的形式挂在总线上。

3.9 软件系统技术

水面水下蛙人输送艇软件系统的功能包括:管理各节点的运行、实时显示并记录蛙人输送艇的当前运行状态、提供操控运载器的软件界面、支持主控机功能冗余、提供日志记录功能、动态绘制运载器航行轨迹等。软件系统可分为网络管理、操舵驾驶、航行管理以及辅助功能4个模块。

4 发展趋势

目前的水面水下蛙人输送艇,大多为湿态的蛙人输送艇,受总体设计技术和电池技术的制约,水下航行速度低,航程不大。

在提高远距离隐蔽投送要求的牵引下,随着总体设计技术和电池技术的进步,水面水下混合动力蛙人输送艇的发展将呈现2个趋势:

1)综合干式蛙人输送艇和水面水下蛙人输送艇的优点,发展混合动力干式蛙人输送艇,提高蛙人乘驾舒适性,提高输送艇战斗力;

2)充分利用总体设计、电池研发的新技术和新成果,提高输送艇水下隐蔽航行速度,增大航程,提高混合动力蛙人输送艇水下隐蔽作战半径。

参考文献
[1] 钟宏伟.大型蛙人运载器发展现状及关键技术分析研究[R].国防科技报告, 2012.
[2] 周超. 未来海上特种作战的多面手[J]. 国外海军 , 2016 (1):25–28.
[3] 王庆胜. 国外海军水下特种平台现状与发展[J]. 国外海军 , 2016 (1):6–11.