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國內

紀永添專欄:無人掃雷系統已成為突破海上封鎖的新希望

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更新於 2024年03月01日23:09 • 發布於 2024年02月29日07:04 • 紀永添
由德士隆系統(Textron System)生產的通用水面無人載具,長度12公尺,最長操作時間達20個小時,除了能在艇上安裝各種配備,還能以20節的速度,拖弋高達1800公斤以上的物體。(圖片摘自網路)

葉門的胡塞組織(Houthis)在伊朗支持下,不斷襲擊通過紅海的各國商船,嚴重阻擾海上貿易,以美國為首的盟國派遣護航艦隊,前往紅海巡弋,以維持航道的通暢。英國也出動海軍艦艇,前往中東一帶支援,不料兩艘獵雷艦卻在港內發生事故,一艘狩獵級(Hunt Class)獵雷艦奇丁福爾德號(HMS Chiddingfold),與另一艘桑頓級(Sandown Class)獵雷艦班戈號(HMS Bangor)不慎相撞,讓兩艘獵雷艦都暫時無法執行任務,影響了護航任務的進行。畢竟封鎖航道最有效的工具之一,就是水雷,胡塞組織除了使用無人機與反艦飛彈攻擊外,也很有可能在紅海布雷。而水雷這種武器能歷久不衰的原因,在於價格便宜,容易施放,能長期封鎖大片海域,並造成恐慌,是很難對付的戰術。不過這種情況已隨著無人艇掃雷技術的成熟,慢慢有了改變。

發生撞船事件的狩獵級(Hunt Class)獵雷艦奇丁福爾德號(HMS Chiddingfold)。(取自英國皇家海軍網站)

水雷非常不容易反制

水雷之所以不易反制的關鍵原因,在於掃雷是非常危險的事。最早的水雷是以碰撞觸發,理論上只要夠小心,不要讓掃雷艇撞到水雷,就能輕易拆除。但在波濤中靠近一枚爆裂物,誰也沒有把握會不會突然有一陣浪打來,讓水雷接觸到艇身而引爆。更何況過去的炸藥不穩定,有可能在拆除過程中意外引爆,讓海上掃雷的風險極高。而且隨著科技的進步,水雷出現各式各樣的發展,從漂在海面上的飄雷,演變成可以用錨固定在特定地點的繫留雷,能精確地封鎖某個海域。由於繫留雷不像漂雷會露出水面,因此用肉眼難以發現,更不易防範。此外觸發的方式也有所突破,從碰撞引爆進步到磁性、水壓或音響感應,船隻只要經過,即使沒有碰到水雷,一樣會受攻擊。使用這些新型感應方式的水雷,能直接布放在海床上,稱為沉底雷,非常難以處理。

為了反制最常見的磁性感應式水雷,絕大多數的掃雷艦或獵雷艦,都不使用金屬船身,而使用木料、玻璃纖維、碳纖維、強化樹脂,或同時結合多種複合材料來打造船體。如台灣海軍從美國接收的永陽級掃雷艦,採用多層木製船體,購自德國的永豐級獵雷艦,是以木製船體包覆碳纖維,來自美國的永靖級獵雷艦,則使用玻璃纖維。只是不使用金屬船身,並不能保證不會遭到水雷攻擊,原因在於一艘艦艇上,不可能完全不使用金屬製品,即使定期消磁仍有其風險。此外,敵方布雷時,可能會混合各種不同引爆方式的水雷,以增加掃雷的難度。即使非金屬的船身能反制磁性感應式水雷,遇到他種水雷時,還是非常的危險,處理時稍有不慎,就會船毀人亡。因此各國一直在尋找更安全、有效的水雷反制手段,當無人艇出現後,立刻被寄予厚望。

無人艇掃雷技術越來越成熟

無人艇的優勢顯而易見,能完全避免人員傷亡的問題,可由無人艇母艦在危險範圍外施放,讓具備掃雷能力的無人艇,自行進入有水雷的海域作業,人員則在無人艇母艦上遠端遙控。而且一艘無人艇母艦通常可配備好幾艘無人艇,同時進行掃雷時,理論上效率會比單獨一艘傳統水雷反制艦還要好。無人艇還能由各種艦艇施放,包括改裝過的軍艦或是民用輔助船隻,甚至是直接從港口出航,執行近岸航道的掃雷工作,使用的彈性很高。最重要的一點,是無人艇完全不用考慮人員的維生與疲勞問題,可長時間在危險海域不斷作業,這是傳統水雷反制艦所比不上的。特別是在海上氣候不佳,或有敵情威脅時,一般來說噸位較小且武裝薄弱的水雷反制艦,難以冒險進行作業,但如果遇到戰況緊急,無人艇可以承擔這些風險,即使出現損失也沒有關係。

獨立級(Independence Class)濱海戰鬥艦辛辛那堤號(USS Cincinnati)上,進行過230個小時的測試,參與了33次水雷反制任務。(圖片摘自維基百科)

就以美國海軍正在發展的水雷反制任務套件(MCM mission package)為例,預計將逐步取代現役的復仇者級(Avenger Class)水雷反制艦。這個套件主要是做為濱海戰鬥艦(LCS)的武器模組,在快速安裝後,能讓任何一艘濱海戰鬥艦立刻擁有掃雷能力。整個套件共分成四大部份,包括配備在MH-60海鷹直升機上的機載雷射水雷偵測系統(Airborne Laser Mine Detection System , ALMDS)與機載水雷清除系統(Airborne Mine Neutralization System , AMNS)。另外還有安裝在通用無人水面載具(Common Unmanned Surface Vehicle , CUSV)上的無人操作式掃雷系統(Unmanned Influence Sweep System , UISS),與AN/AQS-20C獵雷聲納。濱海戰鬥艦可以在安全的地點,釋出海鷹直升機與無人艇,前往可能有水雷部署的海域作業,在海空配合下解除水雷威脅。

AN/AQS-20C獵雷聲納則是一款拖曳式聲納,能遠離無人艇本身動力系統所產生的噪音盲區。(圖片摘自維基百科)

由德士隆系統(Textron System)生產的通用水面無人載具,長度12公尺,最長操作時間達20個小時,除了能在艇上安裝各種配備,還能以20節的速度,拖弋高達1800公斤以上的物體,在5級以下的風浪中作業。在配備無人操作式掃雷系統與AN/AQS-20C獵雷聲納後,稱為水雷反制無人水面載具(MCM USV)。其中的無人操作式掃雷系統包含多重感測器,能偵測磁性、音響、混合式水雷,並利用磁性水雷掃雷索與Mk140聲波產生器,破壞或引爆水雷。AN/AQS-20C獵雷聲納則是一款拖曳式聲納,能遠離無人艇本身動力系統所產生的噪音盲區,具備寬頻前視聲納(WBFLS)、兩側多功能側掃合成孔徑聲納(MFSLS)與數位間隙填充聲納(DGFS)。同時還有一組水下光電系統,可目視檢查疑似水雷的物體,以判斷是否有危險性,性能非常優異。

通用無人水面載具(C-USV)是無人掃雷具系統(UISS)的搭載平台。(圖片摘自網路)

刀魚(Knifefish )無人水下載具(UUV)能清除海洋深處水雷

目前這套水雷反制任務套件,已在獨立級(Independence Class)濱海戰鬥艦辛辛那堤號(USS Cincinnati)上,進行過230個小時的測試,參與了33次水雷反制任務,包括海鷹直升機與無人艇的配合,雙無人艇的聯合掃雷任務,由一艘無人艇操作無人操作式掃雷系統,另一艘無人艇拖曳AN/AQS-20C獵雷聲納,共同反制水雷。美國海軍表示,測試的結果符合預期,已達初始作戰能力(IOC),將會在近期內開始小規模服役。同時整個計畫仍在發展中,未來將評估由MQ-8火力偵察兵(Fire Scout)無人直升機,取代海鷹直升機的可能性,使空中掃雷系統的滯空能力更上一層樓。而早已經發展一段很長時間的刀魚(Knifefish )無人水下載具(UUV),能清除躲在海洋深處的水雷,被視為明日之星,接下來也可能會整合進入水雷反制任務套件中。

由MQ-8火力偵察兵(Fire Scout)無人直升機有機會取代海鷹直升機。(圖片摘自維基百科)

在歐洲方面,英國選擇與法國合作,共同開發無人艇的掃雷技術,名為海上水雷反制(Maritime Mine Counter Measures , MMCM)計畫。整個系統包括一套機動型的遠端操作平台,任務管理模組可同時指揮3組無人艇進行掃雷任務。每組無人艇有2艘,除配備導航、測距與光電偵搜系統,方便遠端操作人員掌握周邊情況外,還有拖曳式合成孔徑聲納(Towed Synthetic Aperture Sonar , T-SAS),具備自動目標識別能力,能偵測各式水雷。而整套系統的最大特點,是強化了水下載具的運用,包括能全自動航行的無人水下載具(AUV),酬載合成孔徑聲納,能掃描海底深處與海床,而由人員遠端操作的水下遙控載具(ROV),能進一步識別可疑物體,多發式的水雷清除系統(Multi-Shot Mine Neutralization , MuMNS)則能快速破壞水雷,減少再填裝次數。

特別值得一提的是英國為了節省經費,選擇採購民用二手艦艇,來擔任無人艇的母船。這艘來自挪威的史特林堡號(RFA Stirling Castle),原本是工程船,在經過整修改裝後,編入了英國皇家輔助艦隊(Royal Fleet Auxiliary),負責水雷反制計畫的測試工作。史特林堡號在2023年的演習中,釋放3艘無人艇,成功完成偵測與清除水雷的任務,並順利回收全套系統,達到整個計畫的重要里程碑。而且英國為了分散風險,也投資自己的無人艇研發專案與無人掃雷系統,其中英國阿特拉斯(Atlas)電子公司的遙控聯合掃雷系統(ARCIMS),設計別出心裁,由一艘母艇拖曳3艘小型無人艇進行掃雷工作,母艇能模擬船艦的聲音訊號,3艘小型無人艇則可以產生磁性訊號,以誘使各式水雷引爆。目前母艇雖然仍由載人快艇擔任,但接下來也將採用無人艇。

英國向挪威購買島冠號(MV Island Crown)海洋工程支援船(圖上),改裝完成後,該船重新命名為史特林堡號(RFA Stirling Castle)(圖下)。(圖片摘自網路)

台灣發展無人獵雷載具已進入建案階段

綜合來看,歐美國家利用無人艇或無人潛艇來反制水雷的發展,目前已接近成熟階段,在接下來幾年內將陸續小批量部署。甚至日本也決定開發無人潛艇,並用於南西諸島一帶,協助掃雷任務,以維持航道的暢通。新加坡則嘗試由無人艇負責清除水雷的工作,並獲得了初步的成功。這已經是未來的趨勢,雖然就各國測試的結果來說,現在使用無人艇來掃雷,在速度上還是落後於傳統的掃雷艦或獵雷艦,整體算下來成本也沒有便宜到哪裡去。但一來讓人員遠離傷亡的風險是無價的,二來無人艇掃雷技術還在起步階段,以後大量服役與技術更成熟後,效率勢必會快速提高,成本也將大幅降低。媒體報導台灣海軍在籌建新一代獵雷艦失敗後,決定直接發展無人獵雷載具,以汰換老舊的掃雷艦與獵雷艦,並已進入建案階段,是個值得鼓勵的正確方向。

而借鑑國外的發展經驗,台灣海軍除了可以考慮使用民用船舶,來擔任無人艇的母船,以減輕主戰艦艇的負擔,更應積極整合海巡署的巡護艦,以做為未來各式無人艇的施放平台。因為海巡署雖然在戰時會劃歸海軍指揮,協助支援海上作戰任務,部份巡護艦還有平戰轉換的設計,但對於海巡署參與作戰任務,不只海軍信心不足,連海巡署也有諸多質疑。若改裝海巡署的巡護艦,使其能施放並回收無人艇,除了平日可以利用無人艇協助巡邏執法,戰時這些巡護艦能在戰鬥區域外操控無人艇,較為安全,卻仍然可以成為有效的輔助戰力。此外,台灣也正在研發慧龍無人潛艇,陸軍聯兵營的無人偵搜直升機日前已服役,也應該整合進入計畫中,嘗試發展無人獵雷潛艇,與具備水雷偵搜能力的無人直升機,讓台灣的無人水雷反制系統擁有更完整的戰力。

※作者為軍事研究者

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