2025年深海科技行业报告：无人协同以深制海（附下载）
应用介绍
水下作战凭借其独特的战场环境和技术特征，在多方面展现出显著的战略与战术优势，已成为现代海战的 核心竞争领域。根据 2015 年 1 月美国战略与预算评估中心（CSBA）发布的报告《水下战新纪元》，水下作战 是指利用潜艇和其他水下系统在水下及从水下发起的进攻性或防御军事行动。具体包括反航母/反水面舰艇战， 潜艇战和反潜战，布雷战和反水雷战以及海床战、反无人潜航器战和电磁机动战等创新式作战需求。我国对水 下作战的定义是指运用潜艇、水面舰艇、反潜飞机、无人潜航器等平台在水下战场进行的侦攻防一体的军事行 动，是未来海战的重要组成部分。 其中，深海作战是在传统武器装备无法涉及的深海区域，通过有人/无人作战平台进行的态势感知、指挥控 制、反潜反舰、对岸对空打击、特种作战等多种深海作战任务，进而夺取制深海权和以深制海。早在 20 世纪 80 年代，苏联就提出“谁能控制海底，就能控制海洋”，提出要拓展深海空间，维护深海主导权。美国则明确 提出深海海底战争关乎海权，2020 年美军的《美国海上战略：海上优势》，宣称深海是海军力量投送关键区域， 深海部队是打造更加均衡、多元海军的重要组成部分。
水下环境天然具备低探测性，水体对电磁波、光波的高吸收率使传统雷达和光学侦察手段难以穿透，为水 下平台提供了天然屏障。同时，各种水下平台通过采用大直径低转速螺旋桨、加装吸声涂层和反雷达波涂层、 增大下潜深度等技战术措施，不断降低噪声、电磁及红外辐射，隐身能力大幅提升。例如，俄罗斯海军的“基 洛”级潜艇就被称为“大洋黑洞”。未来常规潜艇和无人潜航器将组合运用燃料电池、大容量蓄电池和传统推 进方式，可在水下连续活动 1 至 2 个月甚至更长时间，续航力和隐蔽性进一步提升。美国即将服役的“反潜战 持续跟踪无人艇”，可连续数月在大洋中自动执行情报搜集、监视和目标搜索任务。美国海军重点发展的“虎 鲸”超大型无人潜航器，采用柴电推进系统，一次加注燃料更大航程 12000 千米，可连续在海上活动 6 个月， 初期具备布雷能力，后续逐步形成反水雷、反潜、反舰、电子战等能力。
水下作战的突然性强，主要是因为深海环境的隐蔽性和现代技术的加持。水下平台能够悄无声息地潜伏在 敌方难以探测的深海区域，就像藏在暗处的猎手，随时准备发起致命一击。这种突然性体现在两方面：一是长 期潜伏后的突袭，比如预置在关键航道或军港附近的水下武器系统（如智能水雷或无人潜航器），可以在海底 休眠数月甚至数年，战时通过远程信号瞬间激活，让对手猝不及防。美国的“深海浮沉有效载荷”（UFP）系 统就是典型例子，平时沉在海底“装睡”，战时远程唤醒即可对目标发动攻击。二是高速武器的闪电打击。现 代鱼雷和潜航器的速度远超传统反制手段的反应极限。比如俄罗斯的“波塞冬”核动力无人潜航器能以 70 节（约 130 公里/小时）的高速突防，而超空泡鱼雷的速度甚至可达 300 节（约 556 公里/小时），从发现到命中可能只 有几十秒时间，敌方几乎来不及防御。
水下作战在历次战争中均展现出其独特的战略价值。之一次世界大战期间，德国潜艇部队率先将水下攻击 推向规模化，1915 年宣布的“无限制潜艇战”彻底改变了海战规则。1917 年 4 月单月就击沉协约国商船 85 万 吨，整个战争期间共击沉约 5800 艘运输船，总吨位达 1800 万吨，占协约国商船总损失的 70%以上。其中最令 人震惊的事件发生在 1914 年 9 月，德国 U-9 潜艇在 25 分钟内连续击沉三艘英国装甲巡洋舰，总计 3.6 万吨的 舰船沉入海底，充分展示了水下攻击的突然性和毁灭性。 第二次世界大战期间，水下作战战术进一步成熟。德国发展出的狼群战术让盟军护航舰队疲于应付，1942 年盟军商船损失达到顶峰，全年 1160 艘商船被击沉，总吨位约 630 万吨。与此同时，单艇突袭同样取得惊人战 果：1939 年 10 月，德国 U-47 潜艇潜入英国本土舰队基地斯卡帕湾，用三枚鱼雷击沉战列舰皇家橡树号，造 成 800 余名官兵死亡，迫使英国海军暂停使用这个重要基地达数月之久。战争末期还出现了历史上首次潜艇水 下击沉潜艇的战例，预示着水下对抗新时代的到来。
进入 21 世纪，水下作战的形式发生了革命性变化，无人潜航器成为改变战局的新力量。在俄乌战争中，2024 年 12 月，乌克兰玛古菈 V5无人艇搭载 R-73 空空导弹，在黑海成功击落俄军米-8 直升机，开创了无人水面平 台击落载人航空器的先例。2025 年 6 月，乌克兰使用玛里奇卡无人潜航器携带 1100 公斤 *** ，成功突破俄 军四层防御网，对克里米亚大桥支撑结构实施爆破，虽然未能完全摧毁大桥，但导致俄军南部战区后勤效率下 降 40%，前线弹药供应出现严重困难。这些新型作战方式以极低成本实现了传统装备难以达成的战略效果，彰 显了水下作战在现代战争中的持续演进与强大威力。
2012 年，美国推出“亚太再平衡战略”，随后在 2013 年推出新版无人系统发展路线 美国无 人系统发展路线图》，在技术需求部分，将互操作性调整为互操作性与模块化、自主性调整为自主性与认知行 为、通信调整为通信系统/频谱与恢复能力，增加了安全（研究与情报/技术保护）、持久的恢复能力。美海军部 长和海军作战部长于 2016 年 2 月呈国会的报告《2025 年自主水下航行器需求》主要围绕潜艇作战提出了 AUV 的军事需求。美国国防科学委员会在 2016 年 10 月发布的《下一代无人水下系统》执行摘要中提出了新型水下 无人系统概念，给出了 4 项潜在参考任务：控制咽喉要道、阻断水面作战群、作战欺骗、反潜战。
美国海空军投入增速快于陆军增速。2021-2025 年，美国陆军、空军和海军的国防预算支出整体呈现增长趋 势，海空军增速更快。具体来看，美国陆军国防预算支出的增长速度最慢，从 2021 年的 1735.90 亿美元增长至 2025 年的 1858.07 亿美元，复合年化增长率仅 1.7%。美国空军国防预算支出则从 2021 年的 2045.02 亿美元增长 至 2025 年的 2626.42 亿美元，复合年化增长率 6.5%。美国海军国防预算支出从 2021 年的 2069.36 亿美元增长 至 2025 年的 2575.86 亿美元，复合年化增长率 5.6%。
从 2021 至 2025 年美国陆军、空军和海军在总国防预算中的占比情况可以看出，空军与海军占比相当，大 于陆军及其他投入。空军的占比更大，为 30.22%。紧随其后的是海军，占比为 29.95%，两者的预算份额较为接 近，均占据较大比例。陆军的占比为 22.89%，其他部分则占比 16.94%。总体而言，空军和海军在美国国防预算 中的份额较大且较为接近，而陆军的比例相对较低，表明空军和海军在美国防务战略中占据优先地位。
美国海军投入中，潜艇类水下装备增速显著快于整体海军装备增速。2021-2025 年，船舶制造与海事系统 武器预算从 2021 年的 323 亿美元增长至 2025 年的 481 亿美元，复合年化增长率 10.47%，其中潜艇等水下装备的预算从 2021 年的 104 亿美元增长至 2025 年的 196 亿美元，复合年化增长率 17.17%，增长速度快于海军总体 系统武器预算，潜艇等水下装备占船舶制造与海事系统武器预算比例从 2021 年的 32.20%提升至 2025 年的 40.75%。从预算投入方向来看，2023-2025 年美国海军持续开工建造多艘核潜艇，具备同时建造多艘的能力。
随着海洋装备技术不断发展，无人系统、预置系统等新型深海装备丰富了海军进入深海、感知深海的手段， 促进了水下作战概念发展。美国当前水下作战模式已从传统的单一潜艇作战，转向分布式、无人化、智能化、 *** 化的体系对抗，形成了一套融合有人/无人协同、前沿预置、信息 *** 、跨域联合的复合型作战体系。
无人装备在水下作战中的应用越来越受到美海军的重视，有人无人协同作战的理念在美海军中深入发展。 2016 年 10 月，美国国防部国防科学委员会（DSB）发布《下一代无人水下系统》报告，报告指出水下无人系 统（UUS）的应用会为美国水下作战提供有力支撑，建议加快水下无人系统实战化，扩大水下无人系统发展计 划并研究相关技术。2021 年 1 月，美海军作战部长吉尔迪发布《海军作战部长指导计划》，提出建立规模更大、 有人与无人平台协作的混合舰队，满足海军水面、水下、空中跨域协同作战的需求，具体包括持续推进潜艇采 办，将无人系统融入舰队，为分布式海上作战概念提供充足平台，扩大有人无人协作的混合舰队规模等。 美军在水下战领域的有人-无人协同作战体系，是以核潜艇为指挥中枢、无人潜航器（UUV）为延伸节点、 跨域通信 *** 为纽带构建的分布式作战 *** ，其核心是通过智能化技术实现“母舰-集群”式任务分工，大幅拓 展水下作战的时空边界与战术灵活性。美军弗吉尼亚级、洛杉矶级核潜艇搭载模块化发射系统，可布放“虎鲸” （Orca）超大型 UUV 及“黄海鳗”（Yellow Moray）等中小型潜航器。核潜艇作为指控平台，通过蓝绿激光通 信或高频水声链路远程控制 UUV 集群，自身则潜伏于安全水域，降低暴露风险。
水下预置作战是具有结合了导航、监测以及打击的作战模式。通过特种封舱技术，将无人机、无人潜航器、 鱼雷和导弹等有效载荷预先长期潜伏于敏感海底，远程随时“唤醒”执行突袭察打任务。美 DARPA 于 2013 年 设立了深海浮沉有效载荷（UFP）和“海德拉”（Hydra）2 种预置装备研发项目。
浮沉载荷(Upward Falling Payloads，UFP)项目由 DARPA 于 2013 年发布，旨在研制一种可长期潜伏的分布 式无人作战装备，用于在海洋环境中建立即时战术支援系统，对敌方目标进行突袭、侦察或干扰，为己方提供 战术支援。UFP 通过飞机、舰艇等平台进行部署，可潜伏于深海数年之久，一旦需要，可通过远程激活链路实 现唤醒，将内置载荷快速升至水面发射后，执行态势感知等任务。UFP 包括 3 个关键子系统：内置水下/空中载 荷、耐压上浮密封舱和远程激活链路。
深海浮沉有效载荷（UFP）通过水面舰艇布放，预置在深海，由运载器、有效载荷和通信系统等组成，可 在 4km 深海中待机 5 年，需要时远程唤醒，快速释放无人机、传感器和导弹等载荷执行情报监视侦察和打击任 务；“海德拉”（Hydra）预置在近海，可搭载数个小型无人机和无人潜航器，由水面舰、潜艇或飞机投放，在 水下待机数月，需要时唤醒，自主指挥负载执行反潜任务。
海德拉（Hydra）项目由美国国防高级研究计划局(DARPA)于 2013 年发布。Hydra 是一种可预置于浅海/近 岸的分布式水下无人系统“母舰”，用标准化外壳（modularen closure）装载多种任务载荷（包括 UUV、可一 次性使用的 UAV 等），在需要时远程唤醒，提供情报监视侦察（ISR）、扫雷（MCM）等能力；强调“能力与 平台分离”、快速规模化部署与成本效益。Hydra 系统能在水深 300m 的海区连续潜伏数月，通过被动方式接收 指挥、控制和情报等信息，完成特定任务。系统具备海空监测手段,智能化程度高，响应迅速，突防概率高，具 备强大的打击能力，且与有人/无人平台协同作战。
水下信息 *** 通过固定+机动体系，构建立体的监视侦察体系。美海军发展水下信息 *** 可以追溯到美国 20 世纪 50 年代建设的固定式水下监视系统（SOSUS）。20 世纪 80 年代后期，美国开始研制和部署采用光纤传 输和局域网技术的分布式固定监视系统，主要包括固定式分布系统（FDS）和先进可部署系统（ADS）。同时， 为弥补固定式阵列的不足，美海军先后发展了舰载拖曳阵监视系统（SURTASS）和多功能拖曳阵列（MFTA）， 装备在水面舰船上，弥补固定式探测阵列无法移动的缺陷。上述固定式和拖曳式装备共同构成了综合水下监视 系统（IUSS）。 20 世纪 90 年代开始，由于无线传感器 *** 的发展，美海军又将水下信息感知的重点聚焦到 *** 化反潜预 警方面，“广域海网”（Seaweb）、“近海水下持续监视 *** ”（PLUSNet）、可部署自动分布式系统（DADS） 就是其中的代表。
PLUSNet 于 2005 年开始样机研制，2006 年完成实验验证 *** 通信与自主能力，2012 年完成试验样机研制， 2013 年完成海上试验。在“蒙特利湾 2006”试验期间进行的 4 个项目试验中，PLUSNet 进行了该项目有史以来 规模更大的试验，十多艘舰艇、三十多个 UUV 以及各种浮标、潜标参加。UUV 编队每天更改路径，研究怎样 的编队形式才能够覆盖更大的水下监视区域，在无人潜航器与传感器之间建立联系，并提高 *** 通信与自主能 力。PLUSNet 采用固定式水下监测 *** 及水下移动平台集群，形成动静结合的分布式传感器 *** ，具备无人指 挥、数据处理能力，可用于执行沿海监视、反潜战（MCM）、反潜战（ASW）等任务。 应对日益安静、高难侦测的潜艇威胁，分布式敏捷反潜系统(Distributed Agile Submarine Hunting, DASH)旨 在通过分布式深海传感 *** 与无人追踪系统，对潜艇形成广域立体探测和跟踪能力，从而扭转潜艇的非对称优 势。DASH 项目开发了两个原型系统。之一个原型是变革型可靠声学路径系统（Transformational Reliable Acoustic Path System，TRAPS）。TRAPS 是一种固定式被动声纳节点，通过利用从深海作业的优势实现大面积覆盖。第 二个原型是潜艇威慑系统（Submarine Hold at RisK，SHARK），是一种装备主动声呐的 UUV，设计用于在初步 探测后追踪潜艇。2013 年 4 月，SHARK 系统已完成了为期六天的操作测试，包括在美国马萨诸塞州昆西公司 码头进行的两次约 11 小时的 4,450 米深潜。
可部署自动分布式系统是美海军研究局联合空间和海战系统司令部正在研发的未来海军近海防雷反潜作战 研究项目。该系统是由布设在海底、可长期自主工作的水声传感器组成的水下监视系统，可以对重要的海域进 行较长期的水声目标监视和水声信息采集。美海军在 2001 年 6 月进行了 DADS 应用的舰队作战试验，它由 14 个固定节点组成，包括 2 个 DADS 传感器节点、2 个浮标网关节点和 10 个遥控声纳中继节点，装备 Sublink 设 备的潜艇作为移动节点参加试验，“广域海网”服务器分别部署在潜艇和岸基反潜作战指控中心。
美军水下战中的跨域联合作战模式，本质上是将水下战场与其他作战域（如水面、空中、太空、 *** 和电 磁空间）深度融合，通过信息 *** 和智能平台实现全域协同。2015 年的《水下战新纪元》在其对水下作战演进 的系统分析中指出，冷战时期潜艇依靠隐蔽性在大洋深处形成相对独立的作战空间，而今天这种相对“隔离” 的水下优势已不复存在。水下力量必须与空中传感器、太空监视系统以及 *** 与电磁领域的作战能力整合，才 能在面对潜在对手的反介入/区域拒止体系时保持优势。在这种模式下，水下力量不再是孤立运作的兵种，而是 与空中、太空、 *** 和电磁空间紧密联动。深海装备主要作为打击的作用，而海空传感器、太空卫星和 *** 系 统则为它们提供态势感知和通信保障。尤其在面对所谓的“反介入/区域拒止”环境时，美军强调通过跨域数据 链和分布式指挥控制来保持灵活性，使水下作战与空中打击、 *** 攻击甚至太空监视能够互为支撑。 潜艇和深海基地可以作为情报收集和打击的平台，搭载各类有人/无人机、无人潜航器、潜射武器等，发挥 类似深海航母的作用。美俄竞相研发深海航母，水下是潜艇，浮出水面则为航空母舰。俄军拟将“台风”级核 潜艇改造成深海航母，可携带近 40 架战斗机、反潜直升机和预警直升机。美国未来深海航母排水量１万吨，搭 载数十架 F-35B 战机。除有人机外，深海航母搭载多款无人装备，如美军研发“XFC”“扫描鹰”“弹簧折刀” 等多款潜射无人机，由核潜艇深海发射，可执行水下和空中作战任务。美国开发 40 架以上微小无人机集群工作 模式，成功协助美国海军找到深海“未爆炸军械”。
“跨域海上监视和侦察项目（”Cross-Domain Maritime Surveillance and Targeting，CDMaST）旨在利用 UAV、 USV、UUV 等构建用于跨域作战的海上跨域系统，分散有人兵力，降低作战损伤及人员风险，促进海战场指挥、 控制、导航、定位、通信、武器和侦察领域的发展，维持美军对作战海域的控制权。 CDMaST 项目于 2015 年 11 月启动，第 1 阶段完成了海上“系统之系统”概念体系架构开发工作；2017 年 9 月 DARPA 发布了 CDMaST 项目第 2 阶段工作计划，对技术和作战的可行性进行试验分析，重点开发反潜战和反水面战架构的开发和验证工作。2018 年，雷神公司获得了一份 2990 万美元的合同，用于开发 CDMaST。 2021 年 12 月，雷神公司在亚利桑那州图森市与国防高级研究计划局合作，成功完成了为期三周的跨域海上监 视与目标打击项目（CDMaST）演示。雷神公司开发的建模和仿真技术对 CDMaST 系统进行了模拟和分析，该 技术能够实现协作性的战区规模模拟演习，并为在战区范围内作战的军事资产上成千上万的武器和传感器提供 敏捷的作战层面任务分析。这项分析技术使 *** 与工业团队能够在概念上展示各种集成系统和传感器如何协同 工作以实现目标。
