一 项目发展沿革
2015年，美国海军部在其无人系统路线图中公布了 超大型无人潜航器研制项目（以下简称XLUUVs项目），规划通过三期研制项目最终实现超大型无人潜航器（直径大于7英尺，以下简称XLUUV）搭载巡航导弹、鱼雷、水雷和小型UUVs，具备情监侦（ISR）、水雷战（MIW）、反水雷（MCM）、反潜（ASW）、反舰（ASUW）和电子战（EW）等作战能力，以获得领先俄、日、中等水下军事强国的新质水下装备技术和作战能力优势。
图1 美海军部公布的无人潜航器发展路线图
在XLUUVs项目一期，ONR、波音公司等机构分别开展了XLUUV平台原理样机研制。其中，波音在2016年4月推出 “回声旅行者”（Echo Voyager）军民两用XLUUV概念方案。2017年6月，波音披露“回声旅行者”XLUUV正在南加州海岸开展海上试验，主要测试通信系统、自主控制系统、推进系统、系统集成性能、深水长时潜航性能等主要系统和平台性能指标。
图2 波音公司2017年6月公布的回声旅行者XLUUV海试照片
同样在2017年，美国海军于1月宣布 “虎鲸”XLUUV立项——启动XLUUVs研制项目的第二阶段——计划研制一型长38米（125英尺）级的军用XLUUV，并重点解决作战概念（CONOPS）、水雷战（MIW）和任务载荷集成等技战术问题，计划将于2022年成功试验水下武器发射。
2017年10月，美海军分别向波音公司和洛克希德·马丁公司分别授予4230万美元和4320万美元的“虎鲸”方案设计竞优合同。
2018年，美国海军追加3018万美元经费，用于支持“虎鲸”XLUUV若干关键系统的研制，重点包括发射、通信、指挥和控制（C2）、导航、续航力、回收、有效载荷可行性以及任务规划和执行等。
2018年底，波音公司提交“虎鲸”方案外形酷似加长版的“回声旅行者”，洛克希德·马丁公司提交“虎鲸”方案更类似于超大号的鱼雷。
图3 波音公司的“虎鲸”概念方案效果图
图4 洛克希德·马丁公司的“虎鲸”概念方案效果图
2019年2月13日，美国海军宣布波音公司（联合Huntington Ingall）的“虎鲸”XLUUV方案在竞争中胜出，将授予4艘“虎鲸”XLUUV原型样机的制造合同。此后，美国海军又追加了2.74亿美元经费用于制造5艘“虎鲸”XLUUV原型样机及相关技术开发，同时授予洛克希德·马丁公司将近1000万美元合同用于研制“虎鲸”XLUUV的导航控制系统设备。
2020年12月9日，美国防部正式发布新版30年造舰计划，提出在2024年和2025年分别采购2艘“虎鲸”XLUUV入列，2026年以后采购入列还将加速。
二 装备技战术性能
“回声旅行者”XLUUV是“虎鲸”XLUUV的原型，“回声旅行者”XLUUV长约51英尺，重约50吨，潜深达3000m以上，应用商业系统架构和接口并进行了冗余备份设计，具有很高的自主航行能力；采用柴油机-电池混合充电动力系统，上浮至水面使用通气管-柴油机发电，单次充满电可在水下以2.5节巡航50小时以上，携带燃油可供深远海持续作业6个月以上，航程可达1.2万公里；可用于海底大面积监视、辐射探测、水样采集、油气勘探和声呐探测等民用领域，也可用于执行对水面情监侦、投送武器或反水雷等军事任务。
图5 波音公司的“回声旅行者”XLUUV
“回声旅行者”XLUUV主要总体参数：
长：25.9m（任务舱载荷长9m）；
宽：2.6m；
高：2.6m；
重量：总空重45,360kg/载荷8000kg；
潜深：3000m；
速度：最大8kn/巡航2.5～3kn。
“回声旅行者”XLUUV为全自动控制，可以在没有支援船只的情况下单独完成预定任务。在航行中，能够绕开障碍物，采集数据，完成各种检测工作，并回升到海面将检测、采集到的数据通过卫星回传给基地。任务完成后，可自行返回港口。
从已披露的信息来看，“虎鲸”XLUUV长38m（较“回声旅行者”XLUUV增加了12.1m的中段，可估算其排水量约120t），航程至少要达2000海里（足以从菲律宾到上海或香港往返一趟），任务载荷舱长度不小于10m、空间不小于57立方米；能从本方港口或前线基地港口航行到战区，完成任务后自行返回基地，能自动运行长达数个星期，甚至好几个月，并定期与基地联络以更新任务。
图6 “虎鲸”XLUUV主要设备剖视图
根据波音公司公布的主要设备剖视图可见，“虎鲸”XLUUV将沿用“回声旅行者”XLUUV的柴油机-电池混合充电动力系统方案和X型尾舵，将使用更为安静高效的泵喷推进器。“回声旅行者”XLUUV的电池仅能支持其在水下以2.5kn巡航约480km就需要上浮充电，且充电长达数小时；预计“虎鲸”XLUUV将使用更大容量的电池和更大功率的柴油发电机。
美海军XLUUVs发展路线图和2017年1月的立项文件均要求，“虎鲸”XLUUV将形成首先水雷战（MIW）作战能力。根据波音公司公布的概念方案，“虎鲸”XLUUV的任务载荷舱将采用类似于轰炸机弹舱的底部开口设计，长达10m的舱段可用于携带水雷、重型鱼雷等大型水下作战武器。
图7 “虎鲸”XLUUV 的任务载荷舱开口方案
三 作战运用和威胁研判
2025年底，美国海军将有4艘～9艘“虎鲸”XLUUV，依托美军在欧亚大陆边缘的海军基地群，形成主要针对俄罗斯等战略竞争对手的水下无人隐蔽水雷战（MIW）/情监侦（ISR）/电子战（EW）等实际作战能力。
水雷战方面，早在20世纪80年代，美军的智能水雷就已具备数十公里的封锁宽度，一旦将其与隐蔽机动无人的“虎鲸”XLUUV结合，势必对俄罗斯等大国构成新质装备技术挑战和严峻实战威胁。具体说来，4艘～9艘“虎鲸”XLUUV集群单次出动，可在目标港口、海峡等进入水道投送数百吨智能化水雷、战术核水雷，对敌方水面舰船、潜艇进行封锁。由于“虎鲸”XLUUV的水下辐射噪声、声目标强度等隐身性指标均显著优于美军核潜艇，且具备在大陆架、港口进出水道等浅海的水下隐蔽机动和能力，将极大提升美海军的战略攻势水雷战优势。“虎鲸”XLUUV释放攻击型核潜艇的水雷战任务需求，转而在体系层增强其反舰、反潜作战能力。
情监侦（ISR）/电子战（EW）方面，“虎鲸”XLUUV将主要用于侦察敌方舰队、海岸线，或部署能侦测电磁放射的天线以积累电磁频谱指纹等目标特性数据库。
2040年前后，综合XLUUVs项目路线图和最新造舰计划，预计美国海军将服役40艘以上的XLUUV，进一步强化攻势水雷战（MIW）作战能力，“以静制动”、“打源堵口”打击敌方水面舰船和潜艇，以夺取制海权。同时，XLUUVs项目三期将支撑XLUUV适应反潜（ASW）和反舰（ASUW）等更为复杂的作战任务，实现在更为广阔海域更为主动的“以动制动”制海作战能力。
此外，XLUUV还将发挥大潜深、长航时、耐枯燥、耐危险优势，形成反水雷战、海床特种战等新质作战能力。
四 启示
作战运用方面， “虎鲸”XLUUV是美海军在“大国竞争”国家战略和“重回制海”海军战略指导下研制的首个超大型无人潜航器型号，是美军水下战从有人潜艇时代迈入人机融合时代的标志性装备。“虎鲸”XLUUV优先发展水雷战能力，体现了美军正在充分利用其海权地缘优势，提升其海上存在控制和决战决胜综合能力。在海战理论方面，围绕水下无人大潜深优势，“虎鲸”XLUUV将数千米深海既未用作平台战斗空间，又未用作火力突防通道，而是用作隐蔽投送走廊。
装备体系方面，美海军正在研制“星座”级护卫舰（原FFG(X)）、无人水面舰LUSV、“虎鲸”XLUUV等新型海上战术装备，7900吨的“星座”级护卫舰是美海军历史上最大的护卫舰，“虎鲸”XLUUV 、LUSV则是人类历史上最大的作战无人潜航器和无人水面舰。作为水下装备，“虎鲸”XLUUV突出与美海军有人攻击型核潜艇装备的功能和定位差异，设计极限性能，有利于有人-无人协同最大限度的涌现体系实战对抗效能。基于以上两点，可管窥美海军转回“面向威胁”，当前正在如何设计海战装备体系。
装备研制方面，平台无人化摆脱人体生理约束，无生命环控设施，允许高比例使用新技术，可大幅提升性能包线，使得无人装备具有成本低、任务持续性好、机动能力强等突出优势。智能控制可最大程度避免人为失误导致的事故或战机延误，采用相互学习正反馈式提升智能水平，并实现知识经验备份式继承扩散。但是，当前的弱人工智能技术尚不足以支撑无人装备作为主战装备用于大国之间的高烈度战争：多域联合、博弈剧烈、环境开放、系统复杂。为此，找准体系定位，清晰任务场景，精当任务剖面，成为了当前大国研制无人装备，充分发挥其优势，又工程可行的关键。美海军在XLUUVs项目伊始，即定位“虎鲸”XLUUV主要用于水雷战，利用深海隐蔽投送通道，部分封闭作战环境，降低攻防博弈烈度和任务复杂度，值得借鉴。
项目组织方面，XLUUVs项目一期通过“回声旅行者”XLUUV重点突破潜航器平台，使用大量成熟技术集成XLUUV原型平台，并通过海上实装试验初步验证航行功能和性能指标，实施周期很短。二期研制“虎鲸”XLUUV，美国海军将其定义为整个XLUUVs项目的重要里程碑，重点在于集成水雷战（MIW）/情监侦（ISR）/电子战（EW）任务载荷系统，快速形成实战能力。从2017年初立项，通过2年竞优和3年研制，至2022年完成作战能力试验，“虎鲸”XLUUV研制项目的总周期约5年。同时，波音公司成功牵头“虎鲸”XLUUV研制项目，以及MQ-25A“黄貂鱼”舰载无人加油机研制项目，都可以看出四代机统型、洛马独大背景下，美国海军为了优化其国防工业布局，在各大军工巨头之间的努力平衡。
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