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2020/09/26 

軍事論壇

【軍事論壇】美軍研發新型聲納 反制靜音潛艦
新的偵潛系統尚未完全配置前,美軍或將增加艦機在敏感、爭議水域的活動,以試圖蒐集歸納更多水下可疑聲紋,進一步抑制共軍潛艦活動。(取自美國海軍網站)
【軍事論壇】美軍研發新型聲納 反制靜音潛艦1
【軍事論壇】美軍研發新型聲納 反制靜音潛艦2

◎楊于勝

 美俄兩國在水下兵力的競爭始終未停歇,從傳統柴電潛艦邁入核動力潛艦後,核動力潛艦除作戰性能大幅升級,更擁有優越的水下潛伏時間;面對核動力潛艦的嚇阻,一國海軍要想維持海上交通線,不管是戰略反潛與戰術反潛,必須不斷地尋找突破偵蒐限制的途徑,才能有效反制潛伏在水下的潛艦。循科技的發展看反潛作戰的偵蒐手段,從水面艦運用艦載聲納和拖曳式聲納,到運用空中兵力投放聲標、吊放變深聲納和機載磁測儀,以及「以潛制潛」和水下專門用來追蹤的聽音陣列,皆是耳熟能詳的途徑,就在偵測與降低被偵獲的對抗中,潛艦降噪技術的研製和突破,讓追蹤水下兵力的挑戰更為嚴峻。

  當前反潛作戰與危機

 潛艦屬於戰略嚇阻的重要裝備,隱匿行蹤執行任務,沒有哪個強權國家會讓己方的潛艦曝光。2020年5月中旬,美國海軍卻罕見公布,所屬第7艦隊潛艦指揮部/第74特遣隊的3艘核動力潛艦,5月8日於菲律賓海參加「先進作戰訓練」演習,內容涵蓋海上安全行動、水面和水下作戰場景。儘管訊息表面是凸顯在航艦打擊群未巡弋的時刻,對於區域軍力仍存在強力話語權的企圖心,但更應關注名為「先進作戰訓練」的想定中,水下作戰場景設定之敵潛艦能力,除擁有潛射反艦飛彈外,恐怕更聚焦水下都是靜音潛艦的戰場。

 海軍反潛手段,不外乎空中和水下2種,即使某些衛星可能已具備一定程度偵測水下某種深度的載台能力,但主要還是來自空中和水面載台,以及水下聽音陣列。值得一提的是,過往以作戰艦和飛機進行的反潛,在核動力潛艦問世後,驅動水面艦載台朝向大型化與專業化發展,囿於艦隊威脅益發多元,作戰艦的載台設計分野,也逐漸從明顯區隔巡防艦、驅逐艦和巡洋艦的類型,區分益發模糊,不管是何種類型作戰艦,防空和反潛能力幾乎成為現代化作戰艦的標準配備。值得關注的是,反潛作戰能力除觀察艦艏聲納功率,具備艦載反潛直升機,及載台有艉門設計釋放拖曳式變深聲納,成為另一指標。

  大洋中,只單靠具備聲納的作戰艦,要發現水下潛艦,無異大海撈針。在避免受到載台本身發動機噪音的影響,透過反潛直升機吊放聲納,或藉反潛巡邏機釋放聲標探測,相形具備優勢,可在發現水下目標後,立即投放魚雷將其摧毀,對比由艦船執行的反潛作戰任務,空中反潛要比水面艦來得有效、安全。因此美軍為能更有效對付水下兵力,研製大型反潛巡邏機,因應偵潛和攻潛的實需。如美軍P-8A型海神反潛巡邏機,便是由波音737客機改裝,符合先進技術、載彈量大、航程遠、反潛作戰能力強等需求。反潛巡邏機一般透過機載雷達、紅外夜視感測器、磁性異常探測儀和投放大量聲標來搜索潛艦,惟美國唯一的聲標供應商ERAPSCO將在2024年解散,這意味美海軍多年來進行反潛作戰的重要裝備,面臨商源消失挑戰。所謂聲標就是聲納浮標,全長約90公分、重約3.6公斤,係可拋棄式的空投偵潛器,用於探測敵潛艦,經常由反潛巡邏機和反潛直升機籌載配置。由於任務消耗量驚人,在美軍2020年國防預算中,便採購高達近21.4萬具聲標,較2019年增加百分之50。

  水下信號處理已出現新要求

 近幾年,從美軍關注共軍潛艦駛出第一島鏈,執行戰備巡弋的話題浮上檯面後,美軍在意的靜音潛艦威脅,不再局限於俄羅斯。共軍水下技術和潛艦動力主機設計的技術,突破訊息陸續曝光,具備降噪成功的靜音潛艦,入列可能性大增。迫使美軍正視中共海軍水下戰力即將突破島鏈限制。當前,共軍潛艦遠赴印度洋巡弋已成常態,駛出島鏈跨區遠海航訓的水面艦編隊,更有跡象顯示可能有水下兵力隨行,其潛艦降噪成功將更難以追蹤。面對中共海軍的靜音潛艦數量可能增長,美國防部對於運用在反潛作戰的手段,特別是如何搜索擁有靜音設計之潛艦,已出現新要求。

  美海軍研究辦公室2020年1月提出「2021財年水下訊號處理白皮書」,即是針對新型聲納系統的要求;計畫目的在藉由透過主動和被動聲納科技的改良,進行相關海軍反潛作戰能力意見蒐集。

 人工智慧解決聲納誤報

  目前美海軍並非要一改過去運用反潛巡邏機的被動式聲標、直升機吊放式聲納或船艦配置之聲納系統和拖曳式聲納,而是欲在兩種特殊訊號領域研發新技術,來對抗靜音型潛艦。在主動聲納信號處理應用研究(Active Sonar Signal Processing Applied Research),包括對雜波類型分類和識別新技術,應用於深度神經網路訓練的合成有源聲學資料庫,及要求開發出具備人工智能的聲納自動化系統。在偵測與預測理論基礎研究(Basic research in detection and estimation theory),則包括運用以人工智慧為主的新功能,來解決解決聲納信號處理產生的誤報率,及根據聲紋對遠距離的水面艦進行自動分類。在新的偵潛系統尚未完全配置前,美軍或將增加艦機在敏感、爭議水域的活動,以試圖蒐集歸納更多水下可疑聲紋,進一步抑制共軍潛艦活動。

  近年共軍艦機在臺周邊海域活動日益頻繁,扼控第一島鏈重要戰略位置的我國,儘管已有空軍P-3C反潛巡邏機,及具備先進拖曳式陣列聲納的海軍艦艇,但面對共軍愈來愈多的針對性海上演訓,在反潛技術的精進研發,殊值重視探研。面對美軍發展新一代技術以反制靜音潛艦,我方應從中獲得啟示與警訊,對於共軍潛艦降噪研究的挑戰,國軍在貫徹重層嚇阻和重質建軍前提下,應該及早展開為水面作戰艦,進行籌載整合性反潛戰系深入評估,以因應未來的挑戰。

(作者為退役海軍上校)

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