潜艇战的未来

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【红山导读】

到目前为止，还没有具体的证据来证明是谁设计了第一艘潜艇。然而，据了解，在公元前332年至18世纪之间，人们试图建造各种水下航行器，其中一些是口口相传的传说，另一些是未完成的设计。

人们注意到，潜艇最初是由威廉·伯恩在1578年设计的；然而，他的船没有经过测试。1620年，科尼利厄斯·雅各布松·德雷贝尔在泰晤士河上试验了一种类似的武器，但英国海军部没有将其作为武器。出于这个原因，人们普遍认为第一艘用于战争的潜艇是大卫·布什内尔于1775年建造的“海龟”。受一种叫鱼雷鱼的鱼的启发，罗伯特·富尔顿设计了“鹦鹉螺号”潜艇，并使用电击成功地杀死了它的敌人。他将这种现在称为水雷的武器命名为“鱼雷”。1880年，瑞典诺登费尔特公司研制了一艘由英国工程师威廉·加勒特制造的潜艇，水下航速达到14-15节。

一、历史背景

尽管取得了这些进步，但普遍认为是约翰·菲利普·霍兰德发明了第一艘现代潜艇。尽管正如赛义德·韦比（Seyyid Vehbi）在他的著作《姓胡马云》（Surname-i Humayun）中所指出的那样，被广泛接受的潜艇设计时间表与上述发展相一致，但也有一段耐人寻味的历史记载。1719年，大约在海龟潜艇出现56年前，奥斯曼帝国首席建筑师哈克·易卜拉欣·阿迦为苏丹三世·艾哈迈德·可汗在伊斯坦布尔举行的割礼仪式设计了一个类似鳄鱼的水下交通工具。这种交通工具能够像船一样潜水、浮出水面、在水中航行和抛锚。虽然这为庆祝活动增添了极大的兴奋，但也预示着将早日实施类似于“海龟”号潜艇的设计。

这艘名为“复活号”的潜艇由乔治·威廉·加勒特于1879年在伯肯黑德建造，在被拖往英格兰朴次茅斯时在北威尔士海岸外沉没。于是，加勒特移居英国，并与诺德菲尔特枪支弹药有限公司建立了合作关系。虽然诺登费尔特潜艇的正式生产始于1870年，但加勒特于1885年在瑞典斯德哥尔摩开发了可以发射鱼雷的潜艇，考虑到当时用于水面舰艇的“白头”鱼雷和“复苏加姆”潜艇的设计特点。这艘新型潜艇可通过两根355毫米管发射鱼雷，并在水面发射两门35毫米机枪，命名为诺登费尔特一号。奥斯曼武官哈利勒·贝伊少校在柏林参加了诺登费尔特—我的第一次试航，在他的报告中，他说这艘潜艇不能满足作战要求。

在希腊购买了诺登费尔特一型潜艇后，奥斯曼苏丹阿卜杜勒哈米德二世认为这种情况是一种威胁。1886年1月23日，诺登费尔特公司和奥斯曼海军部签订了建造两艘可以发射三枚鱼雷的潜艇的协议。虽然奥斯曼潜艇阿卜杜勒哈米特于1886年9月6日下水，但潜水试验直到1887年2月才进行。由于希腊的项目没有成功，奥斯曼潜艇阿卜杜勒哈米特号和阿卜杜勒梅西特号作为世界上第一艘鱼雷发射潜艇载入史册，尽管它们技术不足，无法用于任何战争，并且一直在金角湾（哈利法克斯）腐烂，直到1910年。

二、第一次在战争中使用潜艇

第一次使用潜艇作为一种有效的作战舰艇是在第二次世界大战I，当英国战列舰阿布基尔号、克雷西号和霍格号被德国U-9型潜艇（IIB型）和1914年9月22日上午，1459名战斗人员被打死。此外，加里波利战役对地中海、土耳其海峡和黑海的潜艇构成了重大威胁。这一事件标志着海战的一个变革性时刻，永久地改变了它的动态。在战略上，海军舰艇，特别是潜艇显示出非凡的惊人能力，从而拥有决定性地影响战争进程的潜力。这种能力扩大了对敌方部队造成重大伤亡的能力，巩固了潜艇作为海军舞台上的历史角色。因此，鉴于潜艇对这类交战的性质和结果产生了深远的影响，因此无法从同一角度看待随后的海战。

在潜艇战领域，最引人注目的人物是德国海军元帅卡尔·多尼茨。他在塑造历史轨迹和改变范式，特别是在管理潜艇战方面发挥了关键作用1916年，卡尔·多尼茨担任潜艇员，1918年晋升为潜艇指挥官。他的著名任务包括拦截一个通过苏伊士运河向西行驶的英国护卫队。9月，他的潜艇驻扎在马耳他附近，多尼茨面临着制定计划的挑战，以确定并与指定的目标合作。这项行动是首次尝试联合攻击战略的一部分，涉及由斯坦鲍尔指挥的另一艘潜艇。鉴于当时的技术局限性，包括潜艇潜水时间有限和通信基础设施不足，执行协调的双边潜艇行动被认为几乎不切实际。这一时期的固有制约因素，包括通信不足和潜艇在水中的耐力有限，使成功执行这种联合行动成为一项相当大的挑战。

在另一次行动中，多尼茨发现了大量军舰护送来自中国和印度的相当大的车队。尽管月光提供了有利的能见度，照亮了军舰和护航舰队的轮廓，使夜间行动更加可行，但在英国制定的“曲折计划”背景下也出现了挑战。这一战术演习旨在通过在规定的间隔内改变护航队的航线和速度来阻止潜艇的攻击。经过相当大的努力，多尼茨成功地瞄准了第二纵队中最大的一艘船只。然而，这艘潜艇在沉船附近遭遇深潜攻击时面临严峻挑战，引发了潜艇与护航舰艇的激烈对抗。尽管多尼茨最初打算从潜望镜深度进行攻击，利用潜艇在夜间的掩护下作战的优势，但不可预见的技术问题迫使紧急浮出水面。故障导致电池酸溢出，使潜艇无法下潜。这艘潜艇被迫留在水面上，很容易受到水面舰艇的攻击，最终被英国人捕获，船上还有船员.

根据从这些行动中获得的见解，卡尔·多尼茨推断，潜艇在夜间条件下可以表现出有效性。此外，他认识到利用最大限度地部署潜艇对庞大的护航队进行策划攻击的战略优势。然而，鉴于当时潜艇固有的技术限制，协调和监督多次潜艇仍然是一个无可争议的现实。决定进行大规模潜艇攻击的理由是，面对庞大的敌方护航队及其随行的护航舰队，单一潜艇击沉多艘船只的效力是不够的。因此，更为明智的做法是利用大量潜艇对护航队造成重大伤亡。如果不采取这种战略，将不可避免地导致人们承认，除非有几艘船沉没，否则其余的敌方车队本可以成功地执行其行动。

多尼茨元帅于1919年被拘留后，德国海军询问他是否愿意复职。在回应关于重新引入潜艇的可行性的调查时，多尼茨提到了凡尔赛条约施加的限制，提出了一个反问题。尽管接受了这项任务，他仍继续在水面舰艇上服役，因为直到1935年，德国海军才允许将潜艇列入库存。最终，多尼茨接管了埃姆登号巡洋舰的指挥权。1919年6月28日《凡尔赛条约》第191条禁止建造潜艇的必要性为多尼茨提供了一个机会，使他在潜艇和水面作战方面获得了深厚的专业知识。这种双重经验使他能够辨别出每种类型的行动所固有的弱点，从而发展出更为复杂的战术。同时，他积极推动制定算法，指导符合业务要求的技术进步。

1935年6月18日，英德海军条约的签署带来了变革性的转变。该协议授予德国海军拥有英国海军35%吨位的特权。因此，多尼茨现在可以积极寻求将潜艇纳入德国海军库存，这标志着凡尔赛条约所施加的限制的重大偏离。通过这一协定，德国甚至巧妙地欺骗了英国等外交经验丰富的国家，从而为按照所述条件建造250吨级潜艇奠定了基础。在第一次世界大战中，德国成功地完成了334艘潜艇的建造，在第二次世界大战中这个数字升级到总共1162艘潜艇。

潜艇，被称为U-Boats（Unterwasser Boat），在海战中发挥了关键作用。在第一次世界大战（1914-1918）期间，这些潜艇共击沉了1000万总吨的船只。然而，在第二次世界大战中，盟军不懈努力，使用陆基海上巡逻机和水面舰艇，导致1162艘德国潜艇中的632艘在海上沉没。剩下的潜艇的命运各不相同，有的在陆地上被摧毁，有的则被故意销毁，以防落入盟军之手然而，德国潜艇对盟军造成了巨大的破坏，摧毁了175艘军舰和2，825艘商船。损失包括大量的载重吨位损失，大约有1410万总注册吨位（GRT）的船只，相当于盟军海军能力的70%左右，在德国潜艇的精心策划下屈服了。

虽然吨位和据报沉没的船只的数量可能各不相同，但不可否认的现实是，这一时期的海上冲突是巨大的。二战中伤亡率的上升可以归因于这个时代的快速技术进步。技术战争的动态格局在决定海军交战结果方面发挥着关键作用。在此期间，水面舰艇和空中飞行器有时会取得胜利，而相反，潜艇则遭受重大损失。在二战期间，不断演变的技术相互影响着海战的战略和结果。战争期间影响海战动态的关键因素包括战略进步的实施，如在潜艇中集成浮潜系统和在水面舰艇上配备雷达装置。这些创新在塑造海上交战过程中发挥了关键作用。浮潜系统的引入，使潜艇在潜水时仍能吸入空气，从而增强了潜艇的隐身能力和耐力。

另一方面，为水面舰艇配备雷达技术，大大提高了它们探测和应对潜在威胁的能力。此外，驻扎在航空母舰上的飞机对潜艇进行识别和反击的快速反应也使海军行动更加复杂。这些技术调整突显了这一时期海战的动态性，进攻和防卫能力的提高重塑了海上战略和结果。不论其根本原因和最终结果如何，德国海军对抗世界上两个最大海军的弹性，加上其显著有效的潜艇行动，表现出非对称但富有成效的特点。这些海军努力的成功不仅仅是偶然的；相反，它得到了精心设计的后勤和技术支持的支持，这些支持在战争的幕后悄悄地运作。这种精心安排的支持在面对强大的敌人时维持和扩大德国海军行动的效力方面发挥了至关重要的作用。

潜艇行动的成功决定性地受到以下因素的影响:陆军参与严酷战争的要求，空军向陆军和海军提供近距离空中支援的必要性，以及偶尔独立对特定目标进行空袭。此外，实现旨在满足海军作战需求的项目，加上在规划和分配预算方面的勤奋努力，对潜艇行动的全面成功发挥了关键作用。这一综合办法确保了资源与战略目标的全面协调，大大有助于提高潜艇战的效力。

三、当前潜艇作战的概念、弱点和要求

潜艇存在的根本原因在于它们固有的沉默和保密属性。除非技术进步在未来否定这些关键特征，否则潜艇将继续作为海战的重要组成部分。与水面舰艇不同的是，水面舰艇主动搜索、定位和接触目标，类似于猎狮，而潜艇采取了更具战略性的方法，像蜘蛛一样撒下比喻的网，耐心地等待猎物。因此，管理潜艇的作战原则与水面平台的作战原则大相径庭。技术的进步不仅延长了潜艇的使用寿命，还扩大了它们的影响范围。然而，这种扩展需要从外部来源获取数据。与水面舰艇相比，潜艇具有显著的成本效益，在危机期间表现出持久的自我可持续性，而不需要在指定的站点频繁补充补给。其广阔的巡航范围使高速变得不必要，除非是在躲避敌人的时候。装备了强大的武器装备，潜艇有能力对敌人进行实质性打击，从而扰乱他们的计划行动。

这种独特的能力使潜艇能够改变冲突的进程，在适当的时机和地点进行战略部署，对敌对势力造成重大损害，并试图利用其脆弱性。此外，潜艇可以破坏敌人的后勤运输，这在两次世界大战中已经得到了观察。潜艇的战略部署有可能深刻影响战争的结果，使它们能够利用敌人的弱点，同时在优势阵地加强友好部队。潜艇具有非常高的威慑力。正如没有人会想跳进游泳池里游泳，如果他们知道里面有鳄鱼一样，也没有海军舰艇会有意通过潜艇巡逻区。除空中资产外，在潜艇巡逻区附近进行的一切反潜作战行动，都将对潜艇有利，敌方将遭受重大损失。然而，常规潜艇具有依赖空气的推进力。它至少要升到潜望镜的深度，要么是因为需要给人员提供新鲜空气，要么是为了给电池充电，要么就是为了建立通讯。由于潜艇对空气的依赖性，浮标桅杆、潜望镜和通信天线可能导致对它们的探测和识别。由于在这些关键时刻，秘密和沉默将被打破，潜艇的生存将处于危险之中。

根据多尼茨海军上将在两次世界大战中的经验，倡导按照狼群模式进行潜艇作战的概念得到了突出。尽管当代技术取得了进步，但适合于这一目的的能力还有待开发。因此，潜艇目前是自主行动的。然而，鉴于它们与友好的表面元素在同一作战区域内共存，建立有机或无机连接势在必行。必须强调，潜艇不仅仅是辅助人员；它们可能遇到需要直接参与辅助行动的情况，尽管目前存在某些技术挑战。目前，联合作战最可行的方式是协同潜艇作战。如果潜艇、水面舰艇或指挥控制中心能够保持不间断的通信，保持潜艇不可或缺的机密性，同时促进与水面舰船的有效协作，从而增强打击能力，那么这类行动的效力将得到显著提高。

但是，由于普遍需要采取措施防止相互干扰，必须分担作战区域，而且需要在特定时间和地点重新部署战略部队，因此狼群概念的实现是不可能的。相反，执行协调的潜艇行动会给潜艇的生存带来固有的风险，需要认真考虑行动效力与保密潜艇之间的微妙平衡。当潜艇通过部署鱼雷和制导导弹对敌方发起进攻行动时，它们的直接部署就变得本质上是透明的。因此，海军和海空部队获得了开展协调反潜行动的能力，通过使高价值部队偏离预定航线，有效地挫败潜在的潜艇对高价值部队的威胁。

鉴于当今先进的侦察和监视系统以及轻型鱼雷的存在，潜艇的生存能力取决于它们是否有能力对付视线以外的目标。潜艇，特别是电池容量减少的潜艇，依靠浮到潜望镜深处进行电池充电，突显了它们的脆弱性。这使潜艇有可能被发现，特别是在为躲避潜艇基准周围的武装侦察分子而进行的演习中。在可怕的情况下，潜艇可能会考虑采取极端措施，包括考虑自杀式袭击，与鲸鱼故意在海滩上停留的行为相似，或者它们可能会遭到导致自我毁灭的行动。

尽管潜艇目前存在脆弱性，但它们仍然是现代技术生态系统中一支强大的、威慑性的、战略上至关重要的力量。然而，随着未来的技术进步，常规潜艇可能会失去像过去那样有效地制造惊喜的能力。应仔细考虑潜艇的新设计和作战能力，在投资于现有技术以使潜艇能够躲避反潜作战单位之前，应谨慎行事。

四、潜艇未来作用和作战要求的评估

随着技术的进步，潜艇必须提高其沉默和隐身能力。由于卫星系统的军事部件、雷达和声纳系统、先进的超声波浮标、海上巡逻机和直升机的传感器、海洋的温度、压力和盐度变化以及作业区域的磁异常使得探测更容易，因此潜艇需要潜得更深。因此，需要发展遥感系统、武器系统和通信系统，并减少对空气的依赖。随着水面、空中飞行器和潜艇之间的相对技术优势发生变化，出现了有利于前者的情况。然而，由于大自然是潜艇的最大朋友，大自然的秘密掩护为潜艇提供了主要有利于它们的优势。在未来，人工智能（AI）、机器人应用和无人武器系统的开发将对潜艇作战产生重大影响。

潜艇的存在意义在于，它的作用是防止，阻止和劝阻敌对海军舰艇在指定的作战区域内建立海上控制。当代的技术进步使研究型潜艇能够达到11000米的深度。然而，目前的技术能力表明，潜艇不需要在这个关头在超过1 000米的深度航行。海洋学和气象条件有利于潜艇行动。不同深度对应的温度、压力和盐度率的变化导致水体内部的不同层。潜艇利用声波模式隐藏在这些层之下。此外，浮游生物的存在会引起回声，从而形成阻碍水下声传播的绝缘层，有效地掩盖潜艇。潜艇最不利的声学条件是等温和等速条件。在这种情况下，潜艇很容易被水面部队从更远的距离探测到。

气泡现象——在推进器周围压力降低的区域内形成水蒸气泡——给潜艇的推进和控制设备带来一系列挑战，包括不可预测的流量、推力故障、不稳定的负荷、振动、噪声和金属侵蚀。声环境和声景会受到诸如低于200米的深度、靠近海岸和底部地形（泥土、沙、岩石等）等因素的影响。随着潜艇作业深度的增加，气蚀得到了缓解。海军部队加紧努力，利用可变深度声纳和声波浮标探测和识别潜艇。在必要的情况下，潜艇能够降落在海床上以躲避反潜部队。凭借这种能力，她可以使其电池长时间充满电，欺骗敌人或以岩石的外形躲避敌人。既然坐在最底层有利也有弊，那么在正确的时间做出正确的决定就至关重要了。处于底部的潜艇在使用鱼雷攻击目标单位时可能遇到困难，或者在遭到袭击时，潜艇在从底部出来、在适当的作战深度再次接近目标单位并攻击攻击目标方面可能出现延误。

由于核动力、空气独立推进（AIP）和常规潜艇的改进，电池充电时间缩短，空气独立持续时间延长，但他们最终必须到达潜望镜深度并获得机组人员所需的新鲜空气，以满足通信要求、消除位置误差、通过内部传感器更新地平线内的战术图像，或通过接收来自第三方的数据来维持地平线以外的战术或作战图像。这些必要性危及潜艇的保密性。尽管自多尼茨上将提出狼群概念以来，已经过去了近80年，但消除潜艇弱点的新技术的发展并没有预期的那么快。

许多在水面舰艇上服役并最终晋升为海军司令官的经验丰富的海军上将的共同思想是，“我不能管理的部队不是我的”。由于不可能在任何时候与潜望镜深度下巡逻潜艇进行通信并在没有有效通信的情况下向该潜艇分配新的任务，潜艇指挥官由于错误的决定而无意中发动的攻击，可能会在最意想不到的地点和时间阻碍战争的开始。这是最不理想的情况，因为潜艇可能不知道战争的结束或停火的宣布。在一体化结构内指挥、控制和协调潜艇的能力与通信系统的效能直接相关。事实上，任何教练都不会渴望把一个盲人、聋人和哑人放到拳台上，因为他们认识到这种条件带来的固有挑战和局限性。

此外，由于电池容量有限，浮潜时被发现的潜艇在执行躲避动作、隐藏自己和脱离基准时会遇到重大挑战。鉴于目前的技术，在封闭区域被发现的潜艇将不得不攻击水面舰艇，这将是一个不可避免的结果，就像一只被逼无奈的猫拼命挣扎，而不是试图逃跑。在分配的作业区域以低速巡逻的常规潜艇很难在动态声学和传播条件下在期望的时间内向诱导地点转移。在未来，所有这些问题都将得到解决，潜艇将更加有效和动态。由于在海底铺设了跨洋光纤系统，潜艇将与处于同一有机结构中的友好力量一起被实时拍摄，并与潜艇建立可持续的通信。因此，将有可能有效地加强与地面和空中部队的协调，并在不遇到问题的情况下执行直接支助行动。

随着电池技术的显著进步，预计未来潜艇的电池将能够快速充电，从而降低与敌方部队相遇的风险。由于潜艇很快有可能攻击空中部队，空中部队将无法轻易在潜艇巡逻区上空执行超音速巡航任务。因此，遥感技术将脱颖而出。虽然今天的潜艇可以将鱼雷发射到中程距离，但随着技术的发展，在短时间内，它们将有能力将高超音速鱼雷发射至200海里（NM）的距离。因此，在登陆时，可以从海军基地附近开始交战，而不是执行入侵任务，渗透敌方部队保护的海军基地。在未来，潜艇将有能力利用它们所携带的无人驾驶飞行器与被探测到的目标进行交火，将它们的触角延伸到地平线之外。

潜艇的一个显著缺点在于其制导或弹道导弹易于被敌人的防空系统探测和中和。潜艇武器装备了能够欺骗防空系统的技术，并能够接收共同作战图象和共同战术图象而在敌人的领空，将被纳入库存。潜艇中使用的高强度高抗拉钢将被更柔韧耐用的纳米材料和合金所取代。因此，潜艇将拥有达到更深水域的能力，表现出类似鱼类的灵活动作，并增强其对潜艇、物体、水面舰艇或武器的逃避能力。此外，潜艇的船体上将配备类似鱼鳞或鱼鳍的特殊仿生传感器、油漆或涂层，使它们能够在限定距离内探测敌对潜艇并启动自卫措施。

潜艇需要集成环境友好型（绿色）核动力推进系统。为了实现这一目标，拥有潜艇的国家必须采用绿色核技术，而这将引发一场截然不同的政治角力。虽然不依赖空气的推进系统尚未证明其有效性达到核动力潜艇的程度，但其相对于常规潜艇的相对优势并不完全令人满意。后勤方面的挑战和操作上的限制都突出了核动力系统的不可或缺性。针对潜艇的防御性武器、诱饵或干扰器等反制措施的发展，提高了抑制潜艇能力的可能性。然而，尽管如此，为潜艇设计的武器和传感器预计将有效地与水面舰艇交战，利用它们的优越射程，而无需进入ASW部队的交战区。由于技术上的相互竞争，潜艇在中长期内改为无人舰艇的可能性很大。无人潜艇不需要氧气，也不需要食物、住宿或任何其他人道主义条件。因此，潜艇将变成一种智能武器。

将人工智能算法加载到这种武器中非常重要。与潜艇成功建立通信后，至关重要的是，船只应自主航行，遵守其内部制导系统，精确地向指定目标航行，避免任何无意或错误的交战。因此，轻排水量吨位和大量无人潜艇可通过指挥官工作组的协调或通过战略定位的陆基行动得到有效管理。鱼雷射程延长至200海里，将使海域的管理和控制以及武器的协调大大复杂化。潜艇能够从很远的地方与被水面和空中部队照亮的目标交战，因此必须不断地将其纳入战术框架。因此，潜艇分辨敌友的能力变得至关重要，它不仅能够取得联系，而且能够准确地探测和识别敌对力量。

为了确保在与地面目标的交战中发挥最佳功能，必须提高制导导弹探测、定位和中和其指定目标的能力。这就需要增加制导导弹的直径，并在导弹中加入更多的爆炸性弹药。这样，爆炸有效载荷的增加有助于扩大破坏半径，从而有助于提高制导导弹的效力。因此，需要更大的发射管或发射器来适应这些增强的导弹规格。通过利用潜艇传感器技术的进步和从外部接收战术信息的能力，将对指定的潜艇巡逻区进行彻底监测，而无需依赖外部支持。这一能力将通过在潜艇内集成无人机来实现。在这种情况下，最少数量的常规潜艇将有效覆盖大幅扩大的作战区域，具体而言，其范围将扩大到200X200海里，而45X45海里的覆盖范围则较为有限。潜艇内嵌的无人驾驶飞行器的自主能力将使覆盖范围扩大成为可能。

五、结论  

虽然预测未来作战环境会带来挑战，但潜艇仍将具有战略意义。必须强调的是，技术飞跃正在朝着有利于潜艇的方向发展。然而，卫星系统、无人驾驶飞行器和扩展到海底的通信能力的增强，将不可避免地促使人们不断重新评估潜艇存在的各个阶段的理由。不断演变的技术环境要求不断审查潜艇在监视和通信能力不断增强的情况下的重要性。一旦具备了与水下无人系统进行通信的能力，潜伏的武器和水下系统将被激活，其情报能力将超过传统地雷，并具有更高的机动性。缩小了尺寸的无人潜艇将可通过水面平台运输，作为有机部件实现无缝集成。这些潜艇将显示执行预定任务的多功能性，必要时可过渡到内部制导，从而提高其作战效能。

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