美海军大、中型无人水面艇及超大型无人潜航器项目概述

知远战略与防务研究所 三十年后/编译

自：美国国会研究服务处2024年8月

【知远导读】本文编译自美国会报告《海军大型无人水面和水下舰艇采办背景与问题》。报告论述了美国海军希望研发、采购的大型、中型无人水面舰艇和超大型无人潜航器的背景信息以及相关的立法行动，分析了在研发、采办、监管等方面可能存在的问题。

报告全文约1.6万字，篇幅所限，推送部分为节选。

无人舰艇是美国海军和其他军事部门正在追求的几种新能力之一，以应对新兴的军事挑战，特别是来自中国的挑战。无人舰艇可以配备传感器、火力武器或其他有效载荷，并且可以远程、半自主或（随着技术进步）自主作战。它们的采购成本可能比有人驾驶的舰船和飞机要低，因为其设计不需要考虑为作战人员提供空间和支持设备。无人舰艇特别适合于执行长时间的任务。这些任务可能会消耗人员的体力，或者存在会导致人员受伤、死亡，被捕等较高的风险，即所谓的“3 D 任务（枯燥、肮脏或危险）”。 ¹

大型无人水面舰艇项目

概述

海军设想大型无人水面舰艇的长度为61-91米，满载排水量为1000-2000吨，这表明它们的大小与轻型护卫舰（即比巡逻艇大，比护卫舰小）相当。海军希望大型无人水面舰艇是一种低成本、高续航、可重新装配的舰船，具备充足的能力来携带各种模块化载荷，特别是反水面舰艇作战和火力打击的有效载荷，主要是反舰和对地攻击导弹。每艘大型无人水面舰艇能装备一套垂直发射系统，有16-32个导弹发射管。 ² 虽然被称为无人舰艇，但大型无人水面舰艇可被更准确地描述为可选或轻型载人船只，因为它们有时会搭载一些船员，特别是最近一段时期，海军正在制定大型无人水面舰艇赋能技术和作战概念。 ³

美国海军表示，“大型无人水面舰艇是海军分布式海上作战概念的关键推动者，其中包括能够前沿部署以及与单兵载人战斗平台或加强的战斗群合作。大型无人水面舰艇能以更低的采购和保障成本，降低士兵的风险，提供更高的战备、作战和所需能力，从而补充海军的有人作战力量”。 ⁴ 如前文所述，分布式海上作战的概念在另一份报告中作了进一步讨论。 ⁵

海军提交的2025财年预算中，计划通过海军造船账户采购量产型大型无人水面舰艇，第一艘将在2027财年采购，估计成本为4.976亿美元；接下来两艘在2028财年采购，估计总成本为6.528亿美元（平均每艘约3.264亿美元）；接下来的三艘在2029财年采购，估计总成本为9.943亿美元（平均每艘3.314亿美元）。 ⁶ 根据海军提交的2024财年预算，大型无人水面舰艇的采购将从之前两年的2025财年开始。海军表示：“这种必要的延迟（开始采购与正式采购间隔两年）降低了与需求开发、设计规范和机械可靠性测试相关的风险。” ⁷

大型无人水面舰艇原型艇

图3、图4和图5显示了大型无人水面舰艇原型样艇。

替代性方案分析

美国海军进行了一项替代性方案分析，比较大型无人水面舰艇与一系列替代平台的成本效益，包括海军舰艇的改进型设计，如两栖舰艇、远征快速运输舰艇和远征机动基地舰艇等、改进的商业舰艇设计（集装箱船和散装运输船）、新型海军舰艇设计和新型商业舰艇设计。 ⁸

2020 年9月4日，合同授予

2020年9月4日，美国国防部宣布了以下6份关于大型无人水面舰艇的工业研究合同：“位于密西西比州帕斯卡古拉的亨廷顿英戈尔斯工业公司（合同编号 N 00024-20- C -6319），位于马里兰州巴尔的摩的洛克希德·马丁公司（合同编号 N 00024-20- C -6320），位于路易斯安那州洛克波特的博林格船厂有限公司（合同编号 N 00024-20- C -6316），位于威斯康星州马里内特的马里内特海洋公司（合同编号 N 00024-20- C -6317），位于弗吉尼亚州阿灵顿的吉布斯和考克斯公司（合同编号 N 0002420 C 6318），位于阿拉巴马州莫比尔的奥斯塔美国有限公司（合同编号 N 00024-20- C -6315）。它们分别获得了一份固定价格合同，用于大型无人水面舰艇的研究，所有合同的总价值为4198,5112美元。”

每份合同都包括一个工程支持选项，如果执行，所有合同的累计价值将达到5947,6146美元。

——授予亨廷顿英戈尔斯工业公司的合同价值700,0000美元；

——授予洛克希德·马丁公司的合同价值699,9978美元；

——授予博林格船厂有限公司的合同价值699,6832美元；

——授予马里内特海洋公司的合同价值699,9783美元；

——授予吉布斯和考克斯公司的合同价值698,9499美元；

——授予奥斯塔美国有限公司的合同价值699,9020美元。

“根据这些合同，工作将在美国的不同地点进行，预计于2021年8月完成。如果行使工程支持选项，预计将于2022年5月完成。”

“海军2020财年研究、开发、测试和评估资金总额为4198,5112美元，将在授予时确定义务，并且不会在本财年结束时到期。”

“这些合同是通过联邦商业网站竞标获得的，共收到8份报价。位于华盛顿特区的海军海上系统司令部是合同的发标方。” ⁹

2020年9月4日，有关合同授予的新闻报道称：“海军发言人丹尼·埃尔南德斯（ Danny Hernandez ）上尉在一份声明中告诉美国海军学会新闻‘这些合同是为了完善大型无人水面舰艇的规格和要求，并在发布详细设计和建造合同之前，通过工业合作伙伴提供的潜在解决方案进行可靠性研究’。”

“研究工作旨在为政府和工业界提供强有力的合作，推动平台规范的成熟，并确保为大型无人水面舰艇的详细设计与建造制定可实现的技术要求。”

“大型无人水面舰艇研究将支持需求细化，开发负担得起的有效平台；提供机会继续完善性能规格，并对可选的设计方法进行分析；促进政府提供设备和机电系统的可靠性改进计划；支持降低成本和其他可负担性举措的发展。”埃尔南德斯表示。 ¹⁰

2022 年7月29日，合同修改

2022年7月29日，海军对上述六份合同进行了修订，具体如下：

亨廷顿英戈尔斯工业公司获得了一份价值1307,1106美元的固定价格合同，修订了之前授予的 N 00024-20- C -6319合同，继续研发一款大型无人水面舰艇。此修订合同包括工程支持选项，如果执行，将使累计价值增加到1507,1106美元。研发工作将在密西西比州的帕斯卡古拉进行，预计于2024年9月完成。如果执行所有工程支持选项，工作将持续到2024年9月；

洛克希德·马丁公司获得了一份价值1132,0904美元的固定价格修订合同，以继续研发一款大型无人水面舰艇。该修订合同包括工程支持选项，如果执行，将使累计价值达到1507,0904美元。研发工作将在新泽西州的摩尔斯敦进行，预计将于2024年9月完成。如果执行所有工程支持选项，工作将持续到2024年9月；

马里内特海洋公司获得了一份价值1021,2620美元的固定价格合同，修订了先前授予的 N 00024-20- C -6317合同，用于继续研发一款大型无人水面舰艇。研发将在威斯康辛州的马里内特进行，预计将于2024年9月完成；

吉布斯和考克斯公司被授予一份价值942,8770美元的固定价格，修订先前授予的 N 00024-20- C -6316合同，用于继续研发一款大型无人水面舰艇。此修订合同包括工程支持选项，如果执行，将使累计价值达到1395,8770美元。研发将在路易斯安那州的洛克波特进行，预计将于2024年9月完成。如果执行所有工程支持选项，工作将持续到2024年9月；

奥斯塔美国有限公司获得了一份价值911,5310美元的合同，修订先前授予的 N 00024-20- C -6315合同，用于继续研发大型无人水面舰艇。该修订合同包括工程支持选项，如果执行，将使累计价值达到1328,5309美元。研发将在阿拉巴马州的莫比尔进行，预计将于2024年9月完成。如果执行所有工程支持选项，工作将持续到2024年9月；

吉布斯和考克斯公司获得了一份价值898,1231美元的合同，修订先前授予的 N 00024-20- C -6318合同，用于继续研发大型无人水面舰艇。该修订合同包括工程支持选项，如果执行，将使累计价值达到1507,1231美元。研发将在弗吉尼亚州的阿灵顿进行，预计将于2024年9月完成。 ¹¹

中型无人水面舰艇项目

概述

美国海军将中型无人水面舰艇定义为长度小于60米，排水量小于500吨，相当于一艘巡逻艇的大小。海军希望中型无人水面舰艇像大型无人水面舰艇一样，成为低成本、高续航、可重新装配的舰船，能够容纳各种有效载荷。中型无人水面舰艇的初始有效载荷将是支持情报监视侦察和瞄准、反情报监视侦察和瞄准、信息作战任务的系统。 ¹²

美国海军表示：“中型无人水面舰艇将支持海军生产、部署和分配足够的情报监视侦察和瞄准、反情报监视侦察和瞄准、信息作战能力，并提供或改善海上作战责任区的分布式态势感知……中型无人水面舰艇将成为海军分布式海上作战概念的关键赋能工具。” ¹³ 如前所述，另一份报告对分布式海上作战展开了进一步讨论。 ¹⁴

海军正在按照《国防授权法》第804节的中间层采办授权，将中型无人水面舰艇作为快速原型项目来展开。 ¹⁵ 美国海军提交的2025财年预算并未计划在2025-2029财年间采购任何可执行作战任务的中型无人水面舰艇。提交的文件指出：“2019财年中型无人水面舰艇硬件和软件的原型设计工作将为准备变更采办分类的决策提供信息。（对中型无人水面舰艇）的正式需求将通过能力开发文件来确定，采购资金将作为未来预算决策的一部分来制定。” ¹⁶

2020 年7月合同授予

2020年7月13日，美国海军宣布“已授予 L 3哈里斯技术公司一份价值3499,9948美元的合同，用于研发一款中型无人水面舰艇的原型，并可额外选择采购至多8艘。该合同遵循了完整和公开的竞争性采购程序。原型设计的资金已经到位。在执行所有工程支持选项后，如果在未来预算年度提供额外资金，合同价值为2,8143,5446美元。” ¹⁷ 据报道，美国海军表示有5家竞争对手，但没有说明其他4家的身份。 ¹⁸ 下图显示了 L 3哈里斯技术公司的设计概念图。 L 3哈里斯表示：“将把公司的 ASView 自动驾驶技术集成到一艘专门建造的59米长商用船只中。该船将在路易斯安那州墨西哥湾沿岸的一个工厂生产。中型无人水面舰艇将为舰队提供情报、监视和侦察功能，同时可以自主机动并遵守国际海上避碰规则，即使在作战环境中也是如此…… L 3哈里斯技术公司担任系统集成商，并作为主承包商提供自主执行任务和态势感知技术。项目团队包括吉布斯和考克斯公司、 Incat Crowther 公司，提供船舶设计； Swiftships 公司将完成船身的建造。” ¹⁹

L 3哈里斯公司中型无人水面舰艇设计概念图

2024 年6月资源寻求/信息请求

2024年6月17日，美国海军发布了中型无人水面舰艇的资源寻求/信息请求：“海军正在根据《联邦采办条例》第10章进行市场研究，以评估、确定是否存在资源可以满足海军在给定时间框架内部署一定数量的中型无人水面舰艇。为达成本信息请求的目的， PMS 406项目对长度小于60米、排水量小于500吨的船舶感兴趣。船舶应满足搭载有效载荷的细节要求，这些信息将单独提供。 PMS 406项目正在考虑一种加速的方法，可以修改现有的有人或无人水面舰艇设计，以实现部分或完全无人化的水面舰艇能力快速交付。” ²⁰

“根据《美国法典》第10编第7309节，船舶及其船体或上层建筑的任何主要部件都不得在外国造船厂建造。”

“对于该信息请求，加速计划要求使用经过验证的现有设计，只需进行微小的修改，甚至改装美国制造的现有船只。出于本信息请求的目的，全新的设计不是一个选项。海军寻求在合同授予后的12个月内交付第一艘船，以便进行测试和评估，并在合同授予后的24个月内交付所有剩余船只。该信息请求计划最多采购7艘中型无人水面舰艇。一家供应商可以提供1-7艘船。”

超大型无人潜航器项目

“虎鲸”项目

超大型无人潜航器项目，也被称为“虎鲸”项目，是为了解决联合应急作战需求而建立的。海军将超大型无人潜航器定义为 直径超过2.13米 的无人潜航器，这意味着其无法从有人驾驶的海军潜艇上发射。 ²¹ 因此，超大型无人潜航器（图7和图8）将被运送到前方港口，然后从码头启航。海军部2021年3月16日的无人作战框架文件指出，超大型无人潜航器将被设计为“可搭载各种大型有效载荷……。” ²² 海军在2021年3月18日证实，水雷将是超大型无人潜航器的初始有效载荷。 ²³ 更具体地说，海军希望使用超大型无人潜航器秘密部署“锤头”水雷。这是一种计划中的水雷，将被拴在海床上并配备反潜鱼雷，大致类似于冷战时期海军的“封装鱼雷”水雷。 ²⁴

超大型无人潜航器（“虎鲸”项目）

超大型无人潜航器（“虎鲸”项目）

前5艘超大型无人潜航器是在2019财年通过海军的研发拨款账户资助的。美国海军举行了超大型无人潜航器设计竞赛，并于2019年2月13日宣布选择波音公司制造、测试和交付首批4艘“虎鲸”超大型无人潜航器及相关保障元器件（另一竞标者是由洛克希德·马丁公司领导的团队）。 ²⁵ 2019年3月27日，海军宣布向波音公司授予的合同已扩大到包括第五艘。 ²⁶ 还采购了额外的超大型无人潜航器用于测试和训练。波音公司与亨廷顿英戈尔斯工业公司的技术解决方案部门合作建造“虎鲸”超大型无人潜航器。 ²⁷ 位于弗吉尼亚州纽波特纽斯的纽波特纽斯造船公司是亨廷顿英戈尔斯工业公司的另一个部门，是美国海军的两家潜艇制造商之一。

美国海军2025财年预算中，计划通过海军外部采购计划账户采购额外的超大型无人潜航器，在2026-2029财年以每年一艘的速度采购，估计采购成本分别为1.133亿美元、1.156亿美元、1.179亿美元和1.204亿美元。海军提交的2025财年预算指出：“由于承包商挑战和供应商问题，潜航器和保障元器件的测试和交付已推迟到2023-2025财年。海军正在与波音公司合作，通过增加指定的测试和训练资产来缓解进度延误问题，并执行降低风险的测试。该测试始于2023财年。……额外的‘虎鲸’系统制造合同计划在2026财年结束，根据前五个系统的进展情况，在未来的财政年度逐步增加数量。” ²⁸

2024年3月29日的一份新闻报道称：“根据公司高管和军种预算文件，波音公司在12月交付了初始的原型潜航器（即测试和试验资产）后，计划在2025年底之前将剩余的5艘超大型无人潜航器交付给海军。”尽管遇到挫折，该公司海事和情报系统副总裁安·史蒂文斯（ Ann Stevens ）说：“该项目的生产线已经从新冠肺炎疫情大流行带来的后勤挑战中恢复过来，波音公司对该项目的未来持乐观态度。” ²⁹

波音“回声航行者（ Echo Voyager ）”

超大型无人潜航器项目的设计借鉴了波音公司“回声航行者”无人潜航器的设计（但在某些方面有所不同，见下列3张图片）。 ³⁰ “回声航行者”的大小和地铁车厢差不多，长15.5米，矩形截面长、宽均为2.59米，空载重量为50吨，航程达1.2万千米。它可以容纳长达10米的模块化有效载荷，且其长度可增加到25.9米。10米的模块化有效载荷部分提供了大约56.6立方米的内部有效载荷体积；较短的一段（4.2米）可提供约25.49立方米的容积。“回声航行者”也能搭载外部有效载荷。 ³¹

波音公司“回声航行者”无人潜航器

海军称超大型无人潜航器“是基于波音公司的‘回声航行者’，但包含了重大的变化，以支持军事任务的要求。这导致了在设定制造流程、建立工业基础和调整材料采购以生产第一艘原型潜航器方面的挑战。‘虎鲸’代表了自主式海上无人舰艇技术的前沿，将搭载可重构的模块化有效载荷舱，以支持多种有效载荷和不同的任务”。 ³²

【 1 】 See, for example, Ann Diab, “Drones Perform the Dull, Dirty, or Dangerous Work,” Tech.co, November 12, 2014; Bonnie Robinson, “Dull, Dirty, Dangerous Mission? Send in the Robot Vehicle,” U.S. Army, August 20, 2015; Bernard Marr, “The 4 Ds Of Robotization: Dull, Dirty, Dangerous And Dear,” Forbes, October 16, 2017.

【 2 】 Source: Navy FY2022 program briefing on LUSV and MUSV programs for CRS and CBO, July 14, 2021.

【 3 】 For further description of LUSV, see Department of Defense, Fiscal Year (FY) 2025 Budget Estimates, Navy, Justification Book Volume 2 of 5, Research, Development, Test & Evaluation, Navy, Budget Activity 4, March 2024, pp.21-22, 23-24, and 27 (PDF pages 97-98, 99-100, and 103 of 1520).

【 4 】 Department of Defense, Fiscal Year (FY) 2025 Budget Estimates, Navy, Justification Book Volume 2 of 5, Research, Development, Test & Evaluation, Navy, March 2024, p. 21 (PDF page 97 of 1520).

【 5 】 See CRS In Focus IF12599, Defense Primer: Navy Distributed Maritime Operations (DMO) Concept, by Ronald O'Rourke.

【 6 】 Department of Defense, Fiscal Year (FY) 2025 Budget Estimates, Navy, Justification Book Volume 2 of 5, Research, Development, Test & Evaluation, Navy, March 2024, p. 27 (PDF page 103 of 1520).

【 7 】 U.S. Navy, Report to Congress on the Annual Long-Range Plan for Construction of Naval Vessels for Fiscal Year 2025, March 2024, pp. 11-12.

【 8 】 See, for example, Megan Eckstein, “US Navy Considers Alternatives to Unmanned Boats with Missiles,” Defense News, March 22, 2022. The Navy stated in 2021 that

As directed in the FY 2021 National Defense Authorization Act [Section 227(e) of H.R. 6395/P.L.116-283 of January 1, 2021], the Navy is conducting a Distributed Offensive Surface Fires AoA [analysis of alternatives] to compare the currently planned large unmanned surface vessel (LUSV) with an integrated missile launcher payload against a broad range of alternative surface platforms and capabilities to determine the most appropriate vessel to deliver additional missile capability and capacity to the surface force. (Statement of Frederick J. Stefany, Acting Assistant Secretary of the Navy for Research, Development and Acquisition (ASN (RD&A)) and Vice Admiral James W. Kilby, Deputy Chief of Naval Operations, Warfighting Requirements and Capabilities (OPNAV N9) and Lieutenant General Eric M. Smith, Deputy Commandant, Combat Development and Integration, Commanding General, Marine Corps Combat Development Command, before the Subcommittee on Seapower of the Senate Armed Services Committee on Department of the Navy Fiscal Year 2022 Budget Request for Seapower, June 8, 2021, p. 14.)

See also Jason Sherman, “Navy Considering Alternatives to LUSV, Packing Amphibs, Commercial Designs More with Long-Range Missiles,” Inside Defense, April 9, 2021.

【 9 】 Department of Defense, “Contracts For Sept. 4, 2020,” accessed September 8, 2020. The announcement is posted as a single, unbroken paragraph. In reprinting the text of the announcement, CRS broke the announcement into the smaller paragraphs shown here to make the announcement easier to read.

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