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中航证券 董忠云:取他山之石,加强我国海洋环境探测软实力

中航证券 董忠云:取他山之石,加强我国海洋环境探测软实力 中航军工研究
2016-12-20
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导读:上周末美军水下滑翔机(Underwater Gliders)在南海被中国捕捞一事引发热议。其实该水下滑翔机只

上周末美军水下滑翔机(Underwater Gliders)在南海被中国捕捞一事引发热议。其实该水下滑翔机只是一个航速不到1节的海洋环境数据探测器,对潜艇没有直接威胁,但其探测获取的海洋环境数据却对未来海战至关重要,而目前海洋环境探测正是我国海军最大的短板之一,而美军在这方面积累的经验值得我国借鉴。


水下滑翔机用于探测海洋环境


此次中国捕捞的是Teledyne公司为美国海军研制的LBS-G水下滑翔机,属于庞大的LBS濒海战场空间感知家族众多装备之一,但其性能跟我们常见的UUV水下航行器相差甚远。水下滑翔机自身没有安装推进器,而是通过机械装置控制内部的一个类似鱼鳔的柔性囊,通过改变柔性囊体积大小来控制自身浮力,使得自己能在水中上浮和下沉,然后通过身体两侧翅膀,在上浮下沉过程中产生前进的分力在水中行进。 该水下滑翔机浮沉的深度可达1000米以下,每次上浮下沉过程可以在水中滑行5千米左右,到达水面时再通过“铱星”卫星天线把采集到的海洋不同深度温度、盐度、密度数据传回美国本部。




由于水下滑翔机主要是控制鱼鳔柔性囊体积大小在海中滑行,因此工作非常节能,在海中能工作4-6个月,但与此同时其速度也很慢。2007年的一架RU-27号原型机花了221天,航行7400千米横渡大西洋,平均航速只有1.4千米/时(不到一节),比人步行还慢。由于水下滑翔机速度慢和机动性差,它根本没法直接追踪或直接威胁到我国潜艇。它的主要用处是收集海洋不同深度温度、盐度、密度海洋环境数据,美国大气海洋管理局(NOAA)常年在美国东西海岸有15条水下滑翔机航线,以获取美国近海海洋环境数据。


海洋环境信息重要性绝不亚于航母、导弹和核潜艇


在现代战争中,情报的作用毋容置疑,一般情报可以分为以下几类,有指示敌人位置和运动要素的动态情报,有敌人装备性能参数的技术情报。但有一类常被人们忽视,那就是战场环境信息,它关乎战争成败,关乎军队生死存亡。海洋环境就是从属于这一类情报。海洋环境数据之于海军,如同地图之于陆军,空中气象数据之于空军一样重要。海洋军事斗争中需要各种战场环境数据,包括海岸线、岛礁位置、水深航道等相对变化较小的地理水文数据,更有复杂多变的海洋水体的温度、盐度、密度、海浪、潮汐、洋流信息,甚至高端的全球重力梯度、海洋磁场等信息。古往今来海洋环境信息的缺失往往造成无数船只搁浅、触礁事故。在现代战争中,海洋环境信息也常关乎作战成败,二战中两栖作战盛行,潮汐数据显得至关重要。


自潜艇出现以后,围绕潜艇探测与反侦察战术出现如“温跃层”、“汇聚区”等一系列概念,都显示海洋环境变化对声纳搜索潜艇的巨大影响,海洋磁场、水下导航的重力梯度、水下洋流、海洋内波等也在潜艇战中发挥巨大作用。只有充分掌握了海洋环境信息及其活动规律,航母潜艇才能确保航行安全,才能成为真正的海洋主宰者。目前很多海军远程精确制导武器的使用都依赖上述海洋信息。获得水下单向透明优势,让敌人又聋又瞎,而自己的反潜兵力看得远,听得见,还能藏得住,在现代海战中至关重要。因此,海洋环境信息对于海军的重要性绝不亚于航母、导弹和核潜艇。


美军海洋环境信息探测长期、立体、全面


由于海洋环境信息复杂多变,必须长期、立体、全面地持续观测积累数据,需扎实过硬的地球物理学、海洋动力学等科学理论积累,正确分析其内在机理和规律,最终才能为军事行动所用。巨大投入、全球采集、几十年上百年的数据积累,海洋环境信息优势的取得可远比制造飞机航母难得多。作为全球海上霸主,美海军力量绝不仅仅在于其全球第一的航母潜艇飞机,还在于它对全球海洋环境数据长期全面的探测收集以及科学分析运用能力。目前美军主要通过以下几种方式进行海洋探测:


1、美国大气海洋管理局(NOAA)为代表的海洋科考力量。美国大气海洋管理局打着海洋科学研究的旗号,拥有雇员21335人,435栋楼,122个天气预报办公室,13个河流预报中心,1429个实时气象站。此外,NOAA 还有17颗专用卫星,1042个浮标站,19艘科考船,14架飞机(包括专门探测台风的“风暴猎手”),5套超级计算机,286个数据中心等设施,为美国海军的全球军事行动和精确制导武器的使用提供信息支持。


2、美国海军和军事海运司令部。所有的美军战舰尤其是潜艇,都有海洋环境数据采集职能,在全球巡航时根据需要采集数据。军事海运司令部有15艘专制科考船,归海军部管辖,科考船上船员构成为:少量军人指挥+雇佣船员+民间科学家。这次我国捕捞的水下滑翔机,就是军事海运司令部所属的专制科考船释放。


3、美国大学国家海洋实验室联盟UNOLS。目前UNOLS拥有21艘科考船,虽然披着各个大学和科研机构的外衣,但其中6艘最大最先进的科考船都是美国海军军费预算直接拨款,承接军方课题,并与军方共享考察成果。


4、240多艘志愿船。由于上面1-3那些船只不能进他国领海港口,美国为此还另外雇佣了240多艘悬挂美国船旗的商船和远洋渔船,加装数据采集设备后在全球各地活动,其中当然包括进入他国领海港口。


5、多国海洋科学研究项目。如IOC国际海事组织,世界气象组织以及联合国有关的多国海洋观测项目GOOS等,欧美日传统海洋强国都异常积极地参加,从中收获甚多。从2002年开始多国联合在全球海洋累计撒了1万多个自沉浮浮标的ARGO浮标系统,该系统能获取海面到水下2000米的海水温度及海水盐度数据,累计撒的1万多个自沉浮浮标中仅美国就投放了超过56%,日英澳等美国盟友投放的也不少,而中国仅累计投放374个;全球大洋的锚系浮标海洋观测系统中,美国投放了其中的90%的浮标;世界气象组织的志愿船计划中,美国人占比超过1/3。此外美国还在鲸鱼、海豚、海豹、鲨鱼等海洋大型生物身体上固定监测设备,在进行海洋生物科考的同时也获得大量海洋环境信息。


海洋环境信息的掌握和积累,是美军最大优势所在,也是中国海军走向远海的最大短板之一,这跟我国重陆权轻海权的传统有关。目前我国海军建设更多聚焦在于主战舰艇,对军用和民用科考船还处于补历史欠账阶段,海洋环境探测才刚刚起步。目前我国海洋探测装备手段相对落后,远海调查活动的范围、频度也弱,很多大洋和极地科考还停留在“解决有无,在国际组织里占个坑”的层面,海洋观测还处于“点状采样”状态,难以做到大范围、细粒度、立体、持续地探测,而后续对数据的分析能力,对海洋水动力、地球物理学等方面的研究仍处在追赶国际一流的阶段。


海洋环境信息具有天然的军民两用属性,我国完全可以通过军民结合方式推进我国海洋环境探测。虽然海洋环境探测是二战两栖作战需求催生,冷战反潜战需求推动,但一直有着海洋科学研究以及民用属性。我国完全可以运用既有国际海洋规则,大大方方搜集西太平洋、北印度洋等未来战场的数据。近年来我国军用民用科考船加大在太平洋岛链及日本周边的活动,就是这一规则运用的体现。虽然欧美等西方国家对我国实行武器禁运,但很多世界先进的海洋观测仪器和技术本身既可军用,也可应用于科学研究及民用,我国可以通过科学研究和民用的方式获得西方先进海洋观测仪器和技术,也可以参与国际合作项目,如参与ARGO计划一样共享欧美资料,提高我国海洋环境探测水平。


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