0 引　言

国际科技竞争日趋激烈，迅速向深海科技制高点迈进，从陆地走向海洋、从近海走向深蓝、从开发成熟区域走向技术无人区域。科学家利用载人舱深海下潜，开启了人类深潜技术变革的序章。深潜技术的进步推动深海科学取得了一批重大发现和创新性成果，同时也拉开了人类向深海海底进军的序幕。载人深潜领域紧密围绕应用需求的变化和技术水平的提高，始终秉持创新与开拓的可持续发展理念，目前正处于从量的积累向质的飞跃、点的突破向系统能力提升的重要时期^[1-4]。本文将聚焦载人作业、援潜救生、特种作战3个重点应用领域进行总结和分析^[5]。

1 载人作业

载人潜水器作为一种深海运载装备，可将顶尖科学家与资深工程师、专用电子装置与机械设备等快速、精确地运载到目标海底环境中，专业人员在现场直接面对、感受、分析、判断和操作，遂行高效勘探测量和特种作业任务，始终是人类开展深海精细作业的重要技术手段和装备。

1.1 载人潜水器技术回顾

载人潜水器的技术起源可以追溯到瑞士科学家奥古斯特·皮卡德，第一代载人潜水器采用钢制载人球舱和加注汽油的船形浮力舱相结合的方式逐步进入深海。1958年，美国海军采购了Trieste号，从德国克虏伯采购载人球，并对浮力舱、压载舱等进行改造，启动了Nekton计划，并于1960年下潜到马里亚纳海沟最深处，此举表征人类能够安全的挑战深海极限，拉开了向深海海底进军的序幕^[6]。

1963年，美国海军Thresher号核潜艇失事，沉没深度2300 m，129人遇难。美国海军面对大深度海底调查的紧迫需求，成立深潜系统审查小组DSSRG，经过一年充分研究形成需求报告，启动载人深潜系统工程DSSP，制定了“沿用成熟平台、攻关创新技术”并举的装备发展路线。一是以Trieste号为母型，加装推进系统具备水下自由航行能力，建造了Trieste II号，工作深度6000 m。二是利用新型固体浮力材料，极大地减小了载人潜水器的体积和重量，建造了Alvin号、Turtle号和Sea Cliff号，工作深度2000 m。三是利用新型载人舱构型，玻璃半球结合金属圆柱形耐压壳体，建造了Deep View号，工作深度600 m。四是利用新型非金属耐压材料，极大地增加了载人潜水器的观察视野，建造了通透型的Nemo号和Makakai号，工作深度180 m。载人潜水器的谱系化研制，促进了深海技术与装备在潜艇等作战装备上的应用，也支撑了海军对海底作战环境的基础研究和作战应用。

以Alivn号为代表的新一代载人潜水器相对Trieste号有较大优势，体积更小、重量更轻、机动性更强、操控更容易，成为美国海军发展的主流。长基线定位系统、多波束声呐、彩色摄像机、多自由度机械手、各型采样装置等新型设备的研发和应用，提升了作业能力。钛合金载人舱等新型耐压部件的研发，增加了工作深度。2014年，经服役以来最大规模的升级改造后再次服役，由美国海军认证，工作深度从4500 m增加到6500 m。2018年，成功完成第5000次下潜^[7]。

俄罗斯载人潜水器的发展始于20世纪60年代，经历了全职民用、兼职军用、全职军用的发展历程。1969年起，自主建造了用于渔业资源调查的Sever-2号、用于海洋科考的Argus号，工作深度均小于1000 m。此后，从加拿大购买了2台2000 米级载人潜水器Pisces-Ⅶ号和Pisces-XI号，才具备了深海精细科学考察的能力，开展了俄罗斯国内首次热液区研究等系列任务。1987年，俄罗斯和芬兰联合研制了2台6000 m级载人潜水器Mir-1号和Mir-2号，由俄罗斯科学院负责运营管理。当时，这2艘载人潜水器在世界同类载人深潜装备中技术先进，对于俄罗斯成为深海技术强国具有重要的战略意义，并多次执行军事任务^[8]。根据俄罗斯国防部的军事战略需求，俄罗斯海军2001年自主建造6000米载人潜水器Rus号，2011年自主建造6000米级载人潜水器Consul号。2015年，俄罗斯自主建造2台600 m级机动型载人潜水器，有单人型和双人型2个不同的型号。

1.2 载人作业深海科学研究

1974年，美国Alvin号、法国Cyana号和Archimed号载人潜水器首次联合科考作业，搭载美国和法国的科学家历史上首次下潜到海底探索大洋中脊，充分显示了载人潜水器搭载顶尖科学家海底科考作业的优势和能力。至今，载人潜水器的科学考察范围遍及全球大陆坡深水区、洋中脊、海山、海沟和洋盆等海底区域，获得了大量的深海地质、地球物理、生物、化学和环境方面的信息或样品，取得了一批重大的发现和创新性的研究成果，推动了深海科学的发展^[9]。

在深海资源勘察方面。1977年，美国Alvin 号在加拉帕戈斯裂谷地区海底进行了详细调查，确定了海底热液区的存在，并研究了周围典型的生物群落。热液区的发现为世界海洋众多领域的研究奠定了基础，被称为20世纪海洋科学领域最杰出的发现。1979 年，美国Alvin 号在东太平洋洋中脊海域首次探测到热液高温黑烟囱，矿物流体温度达355℃，是热液研究的重要转折点。1986年，美国Alvin号搭载美国科学家在大西洋首次发现了TAG热液源，从而推翻了只有在太平洋的岩石板块高速开裂区域中才能存在活跃热液场的看法。1991年，俄罗斯Mir号搭载俄罗斯和美国科学家，在大西洋共同发现了以Mir号命名迄今为止最大的热液矿体。20世纪80年代后期，法国Nautile号载人潜水器完成了多金属锰结核区的详细调查，对结核品味和丰度进行了测量，最后选定了经济价值高的矿址。1998年后，美国、日本、俄罗斯的科学家分别利用载人潜水器，对分布在海山表面的富钴结壳作了大量的调查，实测了富钴结壳的厚度、覆盖率等详细勘查资料，为后期矿址选定提供重要支撑。2008–2011年，俄罗斯Mir号载人潜水器在世界最深淡水湖贝加尔湖进行历时3年的综合科考，在地质学、生物学、水物理学、微生物学、地球化学等领域获得了丰富的科考资料。湖底固态可燃冰是本次科考最大收获，开展了水合物从固态到气态再回到气态的边界条件等一系列专项试验^[8]。

在深海生物调查方面，1976年，美国Alvin号搭载科学家在加拉帕戈斯裂谷地区发现了大型双壳类软体动物等非寻常生物的聚集区。1979 年，美国Alvin号在高温黑烟囱附近，发现了大量新的热液生物物种。1987年，美国Alvin号在加利福尼亚外海1240 m深处首次发现了鲸落，鲸落不仅生产了复杂的局部生态系统，而且鲸骨上的菌种与热液喷口的菌种高度相似。同时，载人潜水器搭载科学家研究海底生物群落，重点对不依赖太阳能的化学合成生态系统开展大量研究，以期揭示生命的起源与进化过程；研究深海生物资源和基因资源，以期解决可能面临的食物短缺等人类可持续发展问题。

在深海地质调查方面，俄罗斯Mir-1号和Mir-2号载人潜水器联合完成的“北极－2007”海洋科学考察，是人类历史首次北极深潜，并由此正式引发了国际社会在北极的利益之争。日本科学家搭乘Shinkai 6500号载人潜水器，在日本海沟6200 m深处斜坡上发现裂缝。同时，针对地震多发板块俯冲区域的地壳构造、地形、断层、过往地震活动等进行综合性调查^[10]。

在深空探测研究方面。美国航天局面向深空前沿领域探索需求，启动极端环境任务行动，利用载人潜水器模拟太空探索飞行器，利用海底居住舱模拟太空居住舱，建立了地球海洋系统研究与地外宜居天体探索之间的有机联系。法国等国实施KM3NeT大型国际项目，利用Nautile号载人潜水器维保中微子望远镜海底观测站的监测器阵列，推动粒子天体物理等前沿交叉研究。

1.3 载人作业特殊应用案例

按照“天-空-海”的立体空间，人类在海上的行动可以分为航天行动、航空行动、海面行动、水下行动4个大类，不同的行动也就产生了不同的特殊作业目标。自1963年Trieste号载人潜水器执行世界首次核潜艇事故调查以来，载人潜水器多次完成了打捞坠海机载氢弹、打捞坠海舰载机、测试雷弹性能评估等军事任务，解决了海军、陆军、空军、航天局、情报部门等相关部门的实际难题，同时还实施民航客机搜探调查、失事潜艇协助救援等重大人道主义救援行动。

航天行动产生的作业目标主要包括坠海卫星构件、坠海火箭箭体、坠海发动机残骸等。1962年，美国陆军在隆纳·雷根防御导弹测试场进行洲际弹道导弹的测试，利用Perry PC-3A1号载人潜水器进行水下搜探打捞，以分析导弹试射性能。1972年，美国Trieste II号载人潜水器打捞中情局Hexagon间谍卫星坠海组件。1986年，美国“挑战者”号航天飞机升空后解体，7名宇航员遇难，残骸散落坠海，美国Johnson SeaLink I号&II号载人潜水器以及NR-1号深空站参与事故调查，对残骸进行海底近距离调查、识别和分类，在关键的#131号残骸处部署声信标，为打捞提供精确定位。

航空行动产生的作业目标主要包括失事战机、失事客机、机载导弹、黑匣子等。1966年，美国空军1架B-52轰炸机1架加油机相撞，挂载的4枚氢弹中的1枚坠海，Perry PC-3B号、Deep Jeep号、Alvin号和Aluminaut号载人潜水器参与搜救打捞，由Alvin号在880 m深处搜寻到氢弹并完成水下定位和状态评估，在CURV号ROV缆绳与氢弹降落伞缠绕的不利条件下，成功辅助将氢弹打捞回收至海军救援船甲板。2009年，法航AF447失事坠海，深度3800 m，228人遇难，此次空难是法国航空成立以来最严重空难，也是空客A330最严重及首次商业飞行空难，法国、美国、巴西、德国等国军民协同参与此次重大人道主义救援行动，体现了先进理念，Nautile号载人潜水器参与救援，最终成功搜寻、打捞黑匣子和飞机残骸，查清了事故真相。

海面行动产生的作业目标主要包括沉没舰船、船载重要仪器设备等。1986年，美国Alvin号载人潜水器对“泰坦尼克”号进行了首次调查，Alvin号遥控Jason Junior号小型无人潜水器，对沉船内部狭窄区域进行了探索和拍摄。2003年，法国“威望”号油轮遇险断裂沉没，Nautile号载人潜水器遥控Robin号小型无人潜水器对沉船进行全面调查和评估，根据调查结果完成了裂缝堵塞和阀门关闭等作业，有效控制了重质燃料油的泄漏和污染。2016年，俄罗斯一架“米格”-29K战斗机在降落到“库兹涅佐夫”号航母时坠海，俄罗斯Yantar号搭载Rus号载人潜水器进行搜探打捞。

水下行动产生的作业目标主要包括失事潜艇、鱼雷、潜射导弹、无人潜水器、海底观测网等。1963年，美国Thresher号核潜艇失事沉没，129人遇难，Trieste号载人潜水器完成了水下全面调查并打捞了管路等关键残骸，还原了事故真相。1968年，美国Scorpion号核潜艇失事沉没，99人遇难，Trieste II号载人潜水器完成了水下全面调查并打捞了关键残骸。1989年，俄罗斯“共青团”号核潜艇失事沉没，42人遇难，Mir-1号和Mir-2号进行了详细调查，并成功封存了断裂艇体和鱼雷发射管等和辐射泄漏高危部位。2000年，俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇失事沉没，118人遇难，Mir-1号和Mir-2号进行了详细调查，为制定事故处理方案和残骸打捞方案提供了有力证据。2017年，阿根廷“圣胡安”号潜艇失事沉没，44人遇难，美国、俄罗斯、英国等9个国家协助开展救援行动，俄罗斯派出了Rus号和Consul号载人潜水器。2021年，印尼“南伽拉”号潜艇失事沉没，53人遇难，艇内物体外溢悬浮，新加坡因缆绳存在缠绕ROV的风险放弃救援。“深海勇士”号协同我国海军舰船编队，掌握水下情况，调查重点部位，打捞关键残骸，彰显了大国担当。2015年，俄罗斯首次透露出“波塞冬”核鱼雷试射方案，Rus号和Consul号载人潜水器多次用于测试核鱼雷的搜探打捞和性能评估。

2 援潜救生

援潜救生是指以支援失事潜艇、救助失事潜艇艇员为主要任务的作战保障行动，具有较高技术门槛，全球具备完整援潜救生体系的国家更是屈指可数。深潜救生艇作为援救失事潜艇艇员的主要装备，实质上是一种配备对接装置的特种载人潜水器，要在失事潜艇极限深度内，与救生平台实施厘米级精密对接，形成硬密封并与潜艇内部均压，在深潜救生艇和失事潜艇之间建立救生转运通道^[11]。

2.1 深潜救生艇发展概况

深潜救生艇的起源可以追溯到美国“长尾鲨”号核潜艇事故，美国海军在深潜系统工程中提出大深度援救失事潜艇艇员的需求，利用载人潜水器技术实现集体救援，满足核潜艇下潜深度更大、活动范围更远、艇员编制更多等实际情况。

美国洛克希德公司以Deep Quest号为母型，验证了载人潜水器双球舱连接和搭载多人的可行性。1971年和1972年，2艘深潜救生艇Mystic号（DSRV-1）和Avalon号（DSRV-2）相继完成建造，具有自主航行能力和对接转移能力，最大救援深度1500 m，单次救援人数24人。Mystic级深潜救生艇由3个相互连通的球形耐压结构组成，前舱是操控室，中舱为救生舱，下部有1个半球状的对接裙，后舱为动力舱。Mystic级深潜救生艇可以通过卡车、运输机、救援船和母潜艇转运，是第一批可以通过空中、陆地、海面和水下多形式转运的特种载人潜水器。

美国联合加拿大OceanWorks公司研制了新一代援潜救生装备为潜艇深潜救援与加压系统SRDRS，包括评估/水下作业系统（AUWS）、救援能力系统（RCS）、带压转移系统（UTP）共3个部分^[12]。2007年，OceanWorks公司向美国交付了Falcon号载人缆控救生艇，Falcon号是救援能力系统的模块之一，通过脐带缆连接水面母船，最大救援深度600 m，单次救援人数18人，用来替代退役的Mysitc级深潜救生艇。SRDRS以深潜救生艇为核心，机动式布放回收装置等模块化设计，符合标准集装箱尺寸，由海陆空转运，实现全球范围整体机动部署，可通过军用救援船和民船机动搭载。

英国FET公司建造的LR型载人潜水器，服务于海上天然气和石油工程，以船舶建造大师Leonard Redshaw名字的首字母命名。LR型载人潜水器主要功能包括：对新管道选址和水下结构物的定位进行调查，检查和维护钻机结构、管道和井口，搜寻并打捞丢失的设备，对钻井平台水下部分的状况进行照相和录像。虽然机械手可以连接各种工具，完成夹持、切割、剪切、钻孔和泵送等工作，但还有不少任务需要潜水员完成，因此载人潜水器带有饱和潜水加压舱，潜水员可以通过该加压舱出入，驾驶员和观察员保持常压。英国海军利用LR型载人潜水器进行了初步验证，选择了基于LR5载人潜水器成熟平台进行改装升级的技术路线。1988年，经过改装的LR5型深潜救生艇成为英国海军第一艘专用的大深度援潜救生装备，最大救援深度460 m，单次救援人数15人。英国以LR5型深潜救生艇为母型，派生出Slingsby公司的LR型、JFD公司的DSAR型2个系列深潜救生艇。

2.2 深潜救生艇在役情况

由于研制深潜救生艇需要很高的综合技术水准，需要进行大量的多学科试验，需要建立总体设计、总装建造等系列规范，需要成熟的工艺技术，世界上只有少数国家具有这种实力。目前，全球约有40个国家和地区的海军拥有潜艇，其中只有11个国家装备了深潜救生艇。

美国从加拿大引进潜艇深潜救援与加压系统SRDRS，英国（法国、挪威）联合研制北约潜艇救生系统NSRS，中国、韩国、新加坡、印度、越南、澳大利亚等国从英国引进LR型/DSAR型深潜救生艇，俄罗斯自主研制Bester级深潜救生艇，日本自主研制类似美国Mystic级的深潜救生艇，意大利自主研制SRV-300深潜救生艇，瑞典自主研制URF深潜救生艇。

3 特种作战

水下特种作战利用特种作战兵力从水下隐蔽渗透，对敌停泊舰船、水下设施、海上设施、以及港口、基地等沿海陆上要害目标实施侦察和破袭，能够以较小的代价取得较大战果并对敌人构成一定的心理震慑。载人潜水器技术在特种作战领域的创新，自二战以来一直受到多国海军重视，成为应对强敌的重要非对称手段。

3.1 干式作战潜水器发展概况

二战后，美国、英国、意大利、俄罗斯等国都加紧秘密研制和发展蛙人输送装备，湿式蛙人输送艇SDV由人操鱼雷演变而来，可由直升机、水面舰船、潜艇干式甲板遮蔽舱搭载、布放和回收。1994年，美国海军提出先进海豹投送系统ASDS，是最早的干式作战潜水器。与湿式蛙人输送艇相比，干式作战潜水器有效载荷更大、续航时间更长、航渡深度更深，最重要的是特种作战队员处于常压干式环境中，无需依靠呼吸器进行呼吸，减少了暴露在水中的时间，最大限度地减少体能消耗，精力充沛地投入战斗^[13]。

ASDS属于大型干式作战潜水器，历经10年研发于2004年交付首艇，但由于技术、成本、可靠性等多种问题长期无法解决，美国于2006年取消新建计划，技术路线转为小型干式作战潜水器。

2013–2015年，美国洛克希德公司联合美国Submergence公司和英国MSubs公司，基于MSubs公司的S301载人潜水器平台改装形成UOES-1（8人）用户演示验证系统，向美国特种作战司令部验证了干式作战潜水器隐蔽渗透的性能以及搭载到潜艇DDS的可行性。在此基础上，美国启动竞争择优，洛克希德公司联合Submergence公司和MSubs公司研制了UOES-2（10人）用户演示验证系统，美国通用动力公司联合意大利GSE Trieste公司研制了（UOES-3（6人）用户演示验证系统。2016年，UOES-2获得美国军方认可，签订了3艘新型干式作战潜水器的采购合同。2020年，洛克希德公司交付首艇DCS-1。第一阶段，DCS通过海军特种作战支援船搭载、布放和回收。第2阶段，DCS通过海军潜艇甲板遮蔽舱搭载、布放和回收。

3.2 超大型无人潜水器发展概况

在干式作战潜水器实现特种队员和装备的战力投送的同时，实现更强的有效载荷搭载能力也成为战力投送的一个发展热点。

2016年，美国海军提出超大型无人潜水器作战愿景，有效载荷舱段模块化，可搭载传感器载荷以完成海洋环境观测和情报收集，可搭载战斗载荷以完成布雷/反舰作战，还可搭载通信设备以构建水下传感器和通信网络^[14]。2017年，美国海军分别与波音公司和洛克希德公司签订阶段性竞争合同，波音公司以Echo Voyager无人潜水器为基础研制并进行演示验证，洛克希德公司以Marlin无人潜水器为基础研制并进行演示验证。2019年，美国海军与波音公司签订了5艘超大型无人潜水器Orca的采购合同，总长26 m，有效载荷舱长10 m，容量8吨。2022年，首艘原型样机下水。

2019年，英国国防部提出自主研发首艘超大型无人潜水器演示验证系统的需求，搭载、布放和回收至少2 m³/2t的有效测试载荷，并具备情报收集和反潜战能力。针对XLUUV这类创新性强但潜在风险大的项目，将通过国防和安全加速加计划DASA实施，要求建造商的方案建立在现有平台的基础上，以降低研发成本和交付期限。同年，英国国防部与英国MSubs公司签订包括2个阶段的合同，第1阶段交付能够完成基本适航性和自主性测试的潜水器。第2阶段进行多年的复杂任务测试。MSubs公司基于现有S201载人潜水器成熟平台改造，将新增的大部分系统和组部件布置在载人舱常压环境中，降低了系统的复杂程度，并提高了运行维护的便利性，更是创纪录的仅仅用14个月便完成了名为Manta的演示验证系统的总装建造，满足英国海军未来5~10年演示验证需求。

3.3 混合型作战潜水器发展概况

为进一步提升特种作战能力，聚焦战力快速投送和前沿隐蔽渗透，结合载人无人平台特点，甚至跨越海空介质的混合型作战潜水器也成为特种作战潜水器的一个发展热点^[15]。

有人/无人混合型作战潜水器是一种兼具载人潜水器和大型无人潜水器双重模式的战力投送平台。2012年，美国Bluefin公司、Columbia公司和Huntington Ingalls公司联合研制了Proteus，在载人潜水器模式下遂行特战队员投送，在无人潜水器模式下遂行有效载荷投送。2017年海军先进技术演习中，隐蔽航渡进入敌方禁入区，布放Remus-100和Riptide小型无人潜水器，对敌方水下基础设施进行情报收集。2018年海军先进技术演习中，搭载合成孔径成像声呐和战斗载荷，对敌方海底目标进行探测、识别和打击。

水面/水下混合型作战潜水器是一种兼具水面高速航行和水下隐蔽机动双重模式的战力投送平台。目前，美国、俄罗斯、瑞典等国都开展了此类平台的研究。2010年，美国Stidd公司专门为特种作战研制了一型中尺度多用途作战潜水器MRCC，具有水面、半潜、水下3种航渡模式，还可以坐沉水底，并能在水下布放2艘蛙人推进装置。水面最大航速32 kn，水下最大航速5 kn。

空中/水下混合型作战潜水器是一种兼具空中高速飞行和水下隐蔽机动双重模式的战力投送平台。2010年，美国海军研究报告表明，在现有技术水平下，将飞行平台的速度和航程与潜水器的隐蔽性相结合，研发一种既能飞行又能下潜的装备是可行的。美国DARPA、海军研究办公室等相关部门正在开展相关研究，其作战流程是：从海军辅助平台布放；水面起飞后，空中飞行644 km，水面着陆；水下隐蔽航渡12 n mile，部署特种作战部队；最大水下续航时间达72 h；执行完成任务后，搭载特种作战部队水下隐蔽航渡12 n mile，水面起飞并飞行644 km至母船。

4 结　语

在先进技术和强劲需求的共同推动下，载人深潜技术的拓展形式和应用场景逐渐丰富，载人潜水器搭载专业技术人员海底精细作业仍然是发展的核心，深潜救生艇对接潜艇转移艇员和物资、战力投送艇搭载特种作战队员和装备水下隐蔽渗透、以及载人无人混合跨越海空介质特种作战等发展态势明朗，正在加速形成“一个核心、多点发力”的新发展格局。