[TWZ]美海军无人海事系统办公室：Orca超大型无人潜航器

文摘 2025-01-17 10:28 美国

美国海军的Orca无人潜航器，又称超大型无人潜航器(XLUUV)，已经研发多年，很快就会交付，海军正在努力弄清楚他们将如何在未来使用这种能力。海军于2019年首次向波音订购了五架半挂式拖车大小的无人潜航器。与其他海军采购项目一样，Orca也受到成本增加和交付延迟的打击。

尽管如此，2025年对于Orca来说仍将是重要的一年，因为它至少部分地基于从波音公司的Echo Voyager演示器中吸取的经验教训。虽然所谓的Orca“测试资产系统”无人潜航器于2023年底交付给海军，但今年它才获得第一艘真正的Orca。随后几个月，海军将对Orca平台进行作战测试和评估，进一步测试和改进该平台，然后最终加入舰队进行实战。目前，各种规模的无人潜航器越来越多地被视为可能引发海底战争革命。

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为了讨论Orca的现状以及在日益向无人系统靠拢的未来中它的潜在发展方向，TWZ采访了海军无人海事系统办公室潜艇官兼项目经理Matt Lewis上尉。Lewis分享了他对海军首款无人潜航器、其现在和未来的能力以及无人潜航器在海底领域作战面临的独特挑战等话题的看法。

本次采访已进行了编辑。

TWZ：当考虑Orca的能力以及它为舰队增添什么功能时，您能否提供一个您认为Orca能力将更胜一筹的潜在未来场景？

Lewis：最初，该系统的设计目的是投放CDM，即秘密投放的水雷(clandestine-delivered mines)。这就是最初的目的，是为了满足几年前出现的舰队需求。这就是我们使用Orca的最初概念。

我不知道您是否曾看过任何图片，以便了解一下规模，但这是一辆相当大的无人潜航器，一个庞大的系统，因此我非常有信心，该无人潜航器的有效载荷能力、承载能力或体积可能超过目前任何无人潜航器，至少据我所知。因此，虽然设计用于携带CDM，但如果您占用这种空间和重量，即有效载荷部分，可以概念化我们如何将其用于其他设备、其他任务、其他有效载荷，并以这种方式使用它。

它有84英尺长。我认为它实际上比标准的18轮牵引拖车要长一点。所以它是一辆相当重要的无人潜航器，因为它相当大。

TWZ：所以听起来它是为了潜入某个地方埋设水雷然后继续前进而创建的。但听起来这种能力将来也可以用于其他用途，对吗？

Lewis：你说得对。它可能只是将物品从A点运送到B点。它可能将物品留在某处。它可能考虑动能或非动能有效载荷。我不想说它是无穷无尽的，因为事实并非如此。它没那么容易。想出一些东西很容易，但设计和建造它们却不一定那么容易。

Titan submersible

不过，真正具有挑战性的因素之一是，海底作业比其他领域复杂得多。尝试做这样的事情的复杂性之一是水深，所以你需要带入的任何东西都必须为那种环境而建造。所以当你在水下作业时，我们在新闻中看到了2023年内爆的民用泰坦(Titan)潜水器，这是海底作业复杂性的一个极端衡量标准。

但当我们谈论有效载荷时，这些事情也必须考虑。所以这并不像“哦，我可以把这个东西带进来，我可以潜到6000米深”那么简单。有效载荷需要封装，并在这种压力下工作。当我们开始谈论这些很酷的科幻想法时，它在技术上变得更具挑战性。

TWZ：当我们谈论Orca未来其他的有效载荷时，您是在谈论发射小型潜航器、水面无人艇还是空中无人机？在Orca准备加入舰队的情况下，这些是否明确在考虑范围内？

Lewis：您提到的某些设备或有效载荷，无论是无人机还是无人潜航器或其他类似的东西，我想说海军是持开放态度的，并且正在考虑这些类型的载荷。但我们需要将Orca能力、Orca系统交到舰队手中，而我们还需要学习很多东西。我们面前还有很多东西要学习，所以我专注于将Orca交到海军手中，并去做这部分工作。

TWZ：对于我们那些非潜艇专业读者，您能否用通俗易懂的语言告诉我，在海底进行无人潜航器作战有何困难？这仅仅是向Orca发送信号的问题吗？是什么让海底自主作战变得更加困难？

Lewis：最重要的一点就是通信。无论是在地面还是在空中，你都能够通过设备实现全天候连接。

一旦进入水下，你就必须管理空气水分界面，因此，指挥和控制以及来自该系统的信息数据流都会出现延迟。因此，潜艇人员习惯于外出时只接收信息，很少与船外人员进行通信。而这一切都需要人类大脑的决策和力量。

说到无人潜航器，指挥官现在可能需要的某些决策和信息必须打破空气水分界面。因此，找出如何解决这个问题或如何最好地执行这个问题既是一项技术挑战，也是一项作战挑战。

作为潜艇人员，我们开玩笑说，大海随时准备杀死你或试图杀死你。潜艇运行的压力非常大。这是一个严酷的环境。它可能非常冷，也可能非常热。你必须将金属、电池和其他电子设备放入盐水中，保护它们并确保它们在那里被隔离。因此，这增加了额外的技术复杂性。

最后一点是，在缺乏沟通和信息的环境中，尝试管理三维领域，看看你如何在那里作战。这有点像我蒙住你的眼睛，让你在某个地方走来走去，上楼下楼。在传感器有限、传感信息有限的空间里，它如何作战，它必须收集、分析并做出决策，因此这成为一个非常复杂的作战环境。

TWZ：您能解释一下您是如何缓解导航、传感和通信方面的挑战的吗？Orca是否会采用任何新技术，还是只利用现有的技术？

Lewis：我想说，自从这件事开始以来，我们就有一种紧迫感，要继续推进这件事。我想说的是，我们并没有追求新技术，因为我们需要可以融入其中的成熟技术。在这种环境下作战的挑战之一是整合所有这些传感器、所有这些信息。而Orca确实具有一些态势感知能力，它上面有一些传感器，可以执行这一任务。

当我们把所有这些部件组合在一起时，我们面临的另一个挑战是必须建立工业基础。有些事情比其他事情更容易，有些则不然。但我认为，从整体上看，就像你听到的潜艇工业基础或国防工业甚至工业行业的其他供应链挑战一样，这些都会对Orca这样的系统产生影响，尤其是它的规模和大小。

关于工业基础，我想补充一点，我说的工业基础包括劳动力、工艺质量、工艺流程以及供应链和材料方面的挑战，这些挑战已经成为每个人最关注的问题，尤其是在COVID-19期间。所以，我认为，这已经渗透到了工业、国防和其他领域的各个方面。

TWZ：最后一个技术问题。当Orca部署这些CDM时，底部是否有东西打开，然后Orca会将它们扔下去吗？

Lewis：这个问题问得好。我认为我能给出的最好描述是重力投掷。没有冲量。没有动能测量来发射或弹出这些有效载荷。不过，再次强调，这只是描述海底领域的作战。无论是否使用CDM，Orca所做的任何事情都必须管理浮力。我还没有提到这一点。因此，盐度、温度和深度的变化都会影响浮力，因此它必须在投掷的任何有效载荷中管理浮力。

在这种情况下，对于CDM，必须能够在浮力方面进行补偿，因此这增加了这些事情的复杂性。但对于你的具体问题，是的，我想说这可能最类似于打开一扇门，然后有效载荷从门中掉出来、滑出、掉落。有效载荷系统的一部分吸收水来管理CDM重量的偏移，以产生浮力。

当你谈论导航或导航精度时，在这种情况下是CDM，这是另一个使这项工作具有挑战性的因素，因为水面舰艇或飞机在非对抗的环境中，它们有GPS，可以持续知道自己的位置。因此在海底领域，你没有那种可以在航行中、在任务中跟踪的GPS信号。

因此，在执行任务时，它需要能够精确地投CDM或任何其他有效载荷。因此，这又是一个复杂问题。有办法解决这个问题，但这取决于实际任务，因此会成为一个具有挑战性的问题。

TWZ：您能向我们介绍一下Orca今年的计划吗？你们有什么计划吗？

Lewis：我们预计会收到我们称之为XLE-1的潜航器。这是海军从波音收到的第一艘潜航器。在经过测试后，我们收到潜航器后，海军将进行开发和作战测试，预计测试将持续到2025年第三季度。因此，我们还会合并[无人潜航器中队1(UUVRON 1)，因此我们将让UUVRON 1参与训练和测试，以确保我们与舰队合作，确保他们准备好接收潜航器并在接管潜航器时继续他们的作战和训练。

我们预计第二艘潜航器将于2025年夏天交付海军，至于后续，我们仍在评估时间表。同样，这在一定程度上是为了应对团队正在努力解决的工业基础挑战。

TWZ：这些Orca无人潜航器的大概成本是多少？就目前情况而言，海军最终想要部署多少艘？

Lewis：大约4.5亿美元。波音是这方面的一个很棒的合作伙伴，而且我认为，他们和我们一样致力于实现这一目标。至于海军拥有或感兴趣的数量，目前，我们签订了5艘的合同，这就是我现在能说的。

TWZ：你能对Orca进行多长时间的编程，让它自主行动？它们执行任务所需的时间是否有一定的限制？也就是说，它们会发射，完成任务，然后在一定时间范围内返回？还是说，一旦它们知道需要去哪里以及需要返回哪里，它们可以航行多长时间，是否相当灵活？

Lewis：要求是30天，能力大约是6000海里。我要回到我之前的评论，我们有很多东西要学。显然，我们不会从第一天起就让Orca立即开始30天、6000海里的旅程。因此，对于我们拥有的任何新事物，我们都会逐步完善，并在过程中逐步学习。我相信，在我们努力实现这些最终状态的过程中，我们会从作战和功能上学到一些东西。

TWZ：您提到Orca将隶属于UUVRON 1，您是否认为Orca是否会根据其目的地、特定舰船或部队被分配到特定的航母打击群？与此相关的是，它们可以协同作战吗？或者它们可以以任何形式的猎杀能力与载人潜艇一起行动吗？或者您认为这种合作最终会实现吗？

Lewis：先从合作开始。我认为在任何无人系统，尤其是猎杀能力，任何UUV的劣势都是速度。在水中加速需要大量的动力和能量，而真正影响UUV的就是它们没有这些。核动力潜艇的美妙之处在于核能为我们提供无限的、相对而言的推进力，让我们能够快速行驶。我认为在不久的将来的任何时候，在任何合理的时间，UUV都会受到动力的挑战。因此，要让任何UUV以可以与潜艇相媲美的速度行驶，或者以与SSN相比的速度行驶，要找到做到这一点的能力，需要克服巨大的障碍。

您提到了能力或与其他资产的协调。突破或跨越空气水分界面是Orca拥有的作战能力。但这是挑战之一，如果您发送Orca，如果您将其下沉，让它在水下航行20天，如果您不打破空气水分界面，那么您就无法拥有它。让它互动并改变其任务路线要困难得多。

这是我们之前谈到的关于在海底领域作战的另一个独特特征，如果需要重新确定优先顺序、重新命令它去执行其他任务，就需要打破这个界面来与另一艘船只、作战中心进行通信。

TWZ：所以基本上你是说它需要浮出水面来获得新的指令，可以这么说吗？

Lewis：可以通过竖起天线来突破该界面。我们正在海军范围内研究其他方法，以尽量减少这种影响。但目前，全面实施这种做法仍是一个挑战。

TWZ：有没有办法命令它在特定时间浮出水面，以便检查空中传来的新命令？

Lewis：Orca的独特之处之一就是它是一款柴油动力潜航器。因此，在这种情况下，其设计确实要求其上浮水面，因此它可以有一个进气桅杆，将空气吸入柴油机，以便运行并为电池充电。所以我认为Orca本身就有机会做到这一点，能够进行通信并接收不同的任务，如果指挥官想要这样做的话。

TWZ：现在Ocra的速度有多快？

Lewis：以3节的速度估计航行速度是不错的。所以这是另一回事。我记得当我还是一名年轻的初级军官时，有一款视频游戏，玩起来非常糟糕，你必须以8倍速度运行。你可以加快速度，因为潜艇战就是这么慢。所以你需要操纵潜艇，然后将其加速8倍，看看45分钟后游戏中的情况。

水下的移动速度非常慢。所以如果你以3节、4节的速度航行，那么你需要很长时间才能到达某个地方。如果你需要离开某个地方，无论怎样你都无法覆盖太多的地方。所以这只是水下域作战的另一个要素。

TWZ：按照海军的设想，Orca可以从大型舰船或甲板的侧面发射吗？还是说它们可以从任何地方出发单独行动？

Lewis：目前，对于Orca来说，情况可能是后者。它独立行动，而不是从打击群或类似的东西部署。是否可以从其他类型的平台或UUV上进行类似行动？我认为这并非不可能，但Orca不是，而且需要进行大量集成和其他工作。它将独立行动，从码头部署。

TWZ：回过头来说，你们现在基本上处于Orca Block I阶段。考虑到这个平台，随着海军积累了使用该平台的经验并且技术日趋成熟，您认为它未来能够承担更多功能吗？

Lewis：当然。我认为这实际上是一个非常重要的平台，让我们可以在此基础上学习、作战和迭代。我认为我可以设想将许多功能整合到这样的平台中。谈到环境的挑战性，我认为Orca已经尝试解决海军面临的一些最困难的问题。与其他一些潜艇和系统相比，它正在应对这些挑战，我们将从中学到很多东西，在其他一些潜艇无法作战的三维空间中做事和作战。

因此，我们需要整合很多东西，比如任务线程、部署、使用、我们设想的指挥和控制类型、我们可以从中部署哪种有效载荷。我认为，使用Orca和其他UUV进行调查和探索这些方面的机会非常大。

我对开展此类工作的看法是，我们处于初始阶段……类似于20世纪早期的航空业。我们处于这样的境地：我们知道什么？不知道什么？等等。我认为我们正处于弄清楚所有这些问题的早期阶段。因此，Orca为我们提供了巨大的机会，让我们可以学习和扩展我们的能力，并为海军提供其他新功能。

TWZ：Orca是海军开发的最先进的UUV吗？它与舰队中已投入使用的其他UUV相比如何？

Lewis：我认为，在最先进的方面我会犹豫，因为我认为我的谨慎是，我该如何切分它？我认为这绝对是军用UUV攻克的最具挑战性的问题。

就像我说的，在三维空间中从浅水到深水，与周围接触，再到空气水分界面，管理作战确实是一个难题，更不用说能够完成指挥和控制、自主、传感、有效载荷、部署等所有其他部分。所以Orca计划面临的挑战是一个非常复杂的问题。所以是的，从这个意义上说，我认为是这样。它可能是那里最大或最复杂的问题。我不知道我是否会说它是最先进的，因为我不确定如何对其进行细分。但这是一个重大挑战，海军已经解决了作战能力问题。

TWZ：您担任经理已经有一段时间了。您个人最喜欢Orca的哪个部分，或者您希望人们了解的最酷的细节是什么？您喜欢了解该平台的哪些方面以及它的潜在功能？

Lewis：我认为当你看到它的大小时。所以当你说它就像一辆校车或半挂车时，我认为这令人印象深刻，当你看到它的照片时，你需要一些东西来了解它的范围、大小和视角。

因为它太大了，所以称它为UUV感觉不太公平。我认为UUV可能就是两个水手可以抓住并扔到水里的东西。因此，它尺寸规模令人印象深刻。

我可以理解在从浅到深的海底领域进行作战的挑战，执行极具挑战性的任务，收集所有这些信息，做出所有这些决策，并在试图摧毁对手和一台技术含量很高的机器。归根结底，这是一个无人系统。这非常令人印象深刻。

CNO Navigation Plan 2024

TWZ：听起来您非常希望Orca能够在通信、射程等方面帮助指导海军未来的UUV工作。

Lewis：我很高兴看到海军作战部长刚刚发布的NAV Plan，其中包括33号项目(Project 33)，其中一个支柱是无人和自主系统，以及追求和实施混合舰队的动力。我认为这恰恰表明了无人系统的重要性以及将其纳入我们的工作。正如我听到海军作战部长所说的，追求枯燥、肮脏和危险的东西。我认为Orca和其他无人系统确实追求这一点，让我们的水手和我们更宝贵的投资，如潜艇或水面舰艇，能够为海军执行其他任务。

Project 33

TWZ：你们今年要在哪里进行作战测试和评估？

Lewis：那件事将在南加州的波特休尼米发生，那里是UUVRON 1的所在地。

TWZ：关于Orca您还有什么要补充或者分享的吗？

Lewis：我想最后要说的是，回到海军作战部长推动将无人系统引入舰队的话题。我认为，现在是我们项目办公室和海军应对此类挑战的激动人心的时刻。有很多东西需要学习。我认为，我们现在需要为舰队带来能力，然后我们需要能够学习并在此基础上进行迭代，因为我们没有足够的这些东西在大规模运行，无法促进这种学习，我认为，我们需要规模。

我知道我对海底领域有偏见。要完成所有这些任务是非常困难的。您在这次谈话的早期部分提到的事情，您知道，如果部署其他动能效应，或其他系统，如无人机，或运输某种后勤，可能是为了支持海豹突击队，不一定是海豹突击队本身。我们开始研究所有这些。

这确实成为了系统的讨论，因为在潜艇上，他们会告诉你，我们在那里行动，孤身一人，毫无畏惧。我们确实这样做了。但当你开始在UUV领域寻找时，我认为我们需要打开光圈，我们必须研究系统的系统，以执行其中一些潜在任务，或调查那些任务区域。

不幸的是，一些世界事件向我们展示了能够迭代和运行一些不会给人类带来危险的较便宜系统的必要性，或者说未来的一些迹象。所以我认为，作为海军和国防部，我们将继续探索这条道路。

https://www.twz.com/news-features/what-the-navys-massive-orca-submarine-drone-is-actually-capable-of

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