海事水雷反制(MMCM)項目

 

 Thales與L3Harris集團提供MMSC項目的第二艘水面無人載具(USV),也是首艘MMSC預量產型,最初稱為

「零號艇」(Boat Zero),稍後改稱Artemis號;爾後又製造另一艘預量產型艇Apollo。Artemis號跟Apollo用來測試

MMCM的子系統如拖曳合成孔徑聲納模組(Towed Synthetic Aperture Modular,TSAM)以及施放/回收系統

(Launch & Recovery System,LARS)等。照片中,Artemis號搭載的黃色物體就是TSAM。

 

MMSC第二艘預量產型USV阿波羅號(Apollo)的照片

 Thales的拖曳合成孔徑聲納模組(Towed Synthetic Aperture Modular,TSAM)。TSAM平台具有自動穩定能力,

能在四級海象以內穩定地拖帶合成孔徑及水雷探測成像聲納(SAMDIS)

(上與下)MMCM包括SAAB的MuMNS多次射擊水雷清除系統,此一ROV遙控載具攜帶至多三枚MNS水雷清除彈藥。

皇家海軍第一水雷反制中隊的WILTON團隊的兩艘 RNMB Hebe (左)、RNMB Harrier(右)。這些小艇用來搭載部署該

團隊的無人自航研究載具(RTSV),定期掃描海床、蒐集水文資料。WILTON團隊是MMCM項目的核心計畫之一。

英國水雷反制以及水文地理能力(MHC)項目的核心子項目的測試載具,由左而又分別是MMCM項目的

Artemis號研究船 搭載著拖曳合成孔徑聲納模組(TSAM)、WILTON團隊的RNMB Hebe小艇以及RNMB Harrier小艇。

Atlas遙控聯合感應掃雷系統(ARCIMS)的原型,此為測試階段使用的有人母艇冒險號(RNMB Hazard)

,指揮三艘線捲輔助小艇(CAB)。而正式的ARCIMS會改用無人母艇。

Thales開發的可攜式操作中心(POC)原型,是MMCM的指揮控制中樞。

(上與下)2023年6月底,英國史特林堡號(RFA Stirling Castle,原為挪威島冠號(MV Island Crown)

海洋工程支援船)水雷反制母艦首次搭載MMCM的原型載具阿波羅號進行作業測試。

(上與下)2023年6月底,史特林堡號與三艘水雷反制載具進行共同操作,包括MMCM的阿波羅號、

九頭蛇號(Hydra)以及冒險號(Hazard)。

 

(上與下) 2023年9月,MMCM系統進行了水下無人載具毀雷測試,由Thales執行;標定水雷後,水面載具施放

SAAB的MuMNS水下無人載具, 在先前完成識別與標定的沉雷與繫留水雷旁安裝滅雷炸彈,並成功將水雷摧毀。

 

 

──by captain Picard


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在2012年,法國與英國啟動了海事水雷反制(Maritime Mine Counter Measures,MMCM)項目,發展一種用來清除水雷、水下即造爆裂物(Underwater Improvised Explosive Devices,UWIED)的原型無人系統。此項目由法國軍備總局(French Defence Procurement Agency,DGA)以及英國國防部的防衛裝備及支援組織(Defence Equipment & Support organisation)負責,並透過歐盟的聯合武裝合作組織(OCCAR,Organisation for Joint Armament Cooperation,法文為Organisation Conjointe de Coopération en matière d'ARmement,1996年11月12日成立,包括比利時、法國、德國、義大利、西班牙、英國參與)來執行。

MMCM項目是英、法在2010年11月簽署的蘭開斯特府(Lancaster House)防衛與安全合作條約的項目之一,並在2014年1月31日的英、法會議中正式做出決定。MMCM是英、法兩國海軍下一代水雷反制能力的關鍵技術;其中,法國的母項目稱為「未來水雷反制系統」(SLAM-F,Système de Lutte Anti-Mines Futur,相當於英文Future Mine Countermeasures System),英國的母項目則稱為水雷反制以及水文地理能力 (Minecountermeasures and Hydrography Capability,MHC)。

英國在2014年就啟動MHC項目,打算在2033年完成無人化的自動獵雷系統,取代現役的獵級(Hunter class)水雷反制艦、山頓級(Sandown class)獵雷艦。MHC項目採用謹慎、漸進的研發過程來降低風險,包含一系列技術展示項目,逐一發展測試所需的關鍵測試領域。MHC有兩個核心的子項目,分別是MMCM項目,以及一個純粹由英國廠商單位組成的WILTON團隊的無人自航研究載具(autonomous Route Survey,RTSV)項目。

WILTON團隊是駐紮在蘇格蘭克萊德(Clyde)法斯蘭(Faslane)的第一水雷反制中隊(First MCM Squadron)的一部份,該團隊發展的RTSV技術、設備可由地面道路運送,在蘇格蘭以及北英格蘭之間轉移。RTSV可用於定期繪製海底地圖,發現近期出現的可疑新物體(可能是新埋設的水雷)。相較於載人的水文測量船隊,使用RTSV這類的海洋無人系統(Maritime Autonomous Systems ,MAS)的期程更規律穩定,而且更便宜。WILTON的RTSV系統包含現成的REMUS 100以及REMUS 600無人水下載具、Klein Marine Systems的MA-X VIEW 600側描聲納,以及M500遙控載具(ROV)等;WILTON團隊擁有三艘小艇來搭載這些裝備,分別是RNMB Hebe(長15m,由AEK製造,2020年9月交付)、RNMB Harrier以及RNMB Halcyon (長11m);整個系統能由岸上的可攜帶指揮中心(Portable Operation Centres,POC)來控制,或者由母艇RNMB Hebe上的人員來控制無人小艇作業。WILTON團隊的系統需要15名水雷作戰人員來操作,每年能執行100天的RTSV任務,此外還可另外執行60天其他測試工作。除了執行任務之外,WILTON團隊還負責發展MAS單位的組織架構、準則、建立標準以及運作程序等,此外支援皇家海軍未來關於MAS的測試評估活動。

除了RTSV之外,皇家海軍也擁有無人化的聯合感應掃雷(Combined Influence Sweeping,CIS)能力,由英國國防部防衛裝備與支援處(Defence Equipment & Support,DE&S)、皇家海軍海事無人系統測試團隊(Maritime Autonomous Systems Trials Team,MASTT)聯手負責,主承包商是阿特拉斯電子英國分公司(Atlas Elektronik UK),稱為ATLAS遙控聯合感應掃雷系統(ATLAS Remote Combined Influence Minesweeping System,ARCIMS);在2015年,阿特拉斯電子英國分公司獲得價值1300萬英鎊的合約,生產四套ARCIMS。每套ARCIMS的主體是一艘作為母艇的水面無人載具(USV),搭配三艘負責產生磁信號來欺騙感應水雷的線捲輔助小艇(Coil Auxiliary Boats,CAB),母艇上還裝有一個磁力感應掃雷具(acoustic source generator)、一個水聲寬頻聲源(hydrosounder wideband sound source)、一個能產生水流製造聲響以及反覆回聲信號(模擬船隻聲納信號)的聲學信號產生器(acoustic source generator);以上水面載具、掃雷裝備以及移動式指揮中心(Portable Command Centre)全部能收容在四個ISO標準集裝箱來運輸轉移,可裝備於任何船艦上,例如具備多任務籌載空間的Type 26、Type 31巡防艦。這些掃雷裝備能選擇使用目標設定模式(Target Setting Mode,TSM)以及水雷設定模式(Mine Setting Mode,MSM)。第一套原型ATLAS在2018年交付MASTT測試團隊,首套ARCIMS的無人載具稱為剽騎兵號(RNMB Hussar);而早先RCIMS在測試階段則是以有人小艇冒險號(RNMB Hazard)作為母艇。在2020年1月,MASTT團隊在加拿大哈利法克斯水域進行ARCIMS的寒帶水域測試,在2020年10月在波斯灣進行熱帶水域測試。

MMCM項目分為三個階段,第一階段是設計以及關鍵技術的驗證展示;第二階段是製造與測試,包含選擇承包商;第三階段則是交付完整的無人水雷反制系統。在MMCM項目中,Thales以及BAE Systems會為法國與英國海軍提供原型系統,進行兩年的測試評估作業。MMCM的研製工作由英、法兩國平均分攤。

依照Thales集團MMCM項目經理Guy Le Bihan透露,在MMCM第一階段(Phase 1)展示階段,在法國的布列斯特(Brest)、土倫(Toulon)以及英國普利矛茲(Plymouth)等地,於各種不同水文環境下,密集進行多種情境的測試;這些測試環境包括日、夜間測試,四級以內的海況,至高25節的風速以及至多3節的海流,從土倫水域的300公尺深度到普利矛茲深度約7m的淺水域,展示作業涵蓋的水域約有200平方公里;展示系統每次作業從一輪8到10小時,直到24小時連續7天。技術展示結果時分成功,這些演示總共使用了10到15種不同類型的水雷,百分之百都被成功探測。在某些最具挑戰性的的情境(包括戰略咽喉點或支持兩棲作戰),展示的系統達到了95%~99%的辨識率。

MMSC項目總共訂購兩艘預量產的USV測試艇,分別是阿提米絲號(RNMB Artemis,最初稱為Boat Zero)以及阿波羅號(RNMB Apollo),由Thales與L3Harris負責,在2021年12月交付。

每套MMCM系統由以下組成:

1.兩艘水面無人載具(Unmanned Surface Vehicle,USV)作為操作平台。此種USV由Thales / L3Harris發展的提供,長12m,結合各種感測器,包括水面的導航雷達、雷射雷達(Light Detection and Ranging,LIDAR)、光電/紅外線感測等,能自主在水域中操作,自動偵測與識別附近其他船隻並依照海事交通規則進行機動與避碰。

2. 水下遙控載具(Remotely Operated Vehicles,ROV)與多次射擊水雷中和系統(Multi-Shot Mine Neutralization,MuMNS),用於識別水下物體以及清除水雷。由SAAB提供的。

3.一套障礙物探測/迴避聲納。

4.一套Thales開發的拖曳合成孔徑聲納(Towed Synthetic Aperture Sonar,T-SAS)載具,搭載裝備合成孔徑及水雷探測成像聲納(Synthetic Aperture & Mine Detection Imaging Sonar ,SAMDIS),用來探測、識別與標定水雷,具備自動目標識別能力(Automatic Target Recognition,ATR)。SAMDIS符合低功率需求,預估性能同等於或高於現有山頓級、獵級水雷反制艦上大得多的獵雷聲納。

5.一套水下無人自航載具(Autonomous Underwater Vehicles,AUV),搭載最新的合成孔徑聲納(Synthetic Aperture & Mine Detection Imaging Sonar,SAMDIS),用來掃描海域/海床的可疑物體,具備水雷探測/識別/標定能力(Detect, Classify and Locate,DCL) 。此聲納操作時,能同時以三種不同角度在操作路徑上取得聲學影像,允許操作人員更快更輕易地進行識別。AUV作業時透過高頻寬資料鏈與操作母船或岸基控制站進行雙向聯繫,接收控制指令或者回傳SAMDIS探測到的數據。

6.多次射擊水雷中和系統(Multi-Shot Mine Neutralisation System,MuMNS):用來在水雷旁放置滅雷炸彈來衝除水雷。每套MuMNS可攜帶三個滅雷炸彈。現役海狐(Sea Fox)單次遙控毀雷載具只能摧毀一枚水雷(增加COBRA套件後,每次可摧毀兩枚水雷)。

7.整套MMCM由Thales開發的可攜式操作中心(Portable Operations Centre,POC)來控制。POC包含任務管理系統(Mission Management System)以及負責任務分析的Mi-MAP軟體,Thales稱為MCube。每個POC最多能同時指揮三套部署在海上的MMCM系統,操作人員隨時能用人在迴路(Man In The Loop,MITL)通信頻道來指揮控制MMCM系統。

MMCM系統結合了各項最新科技,包括Thales開發的高解析度多視角影像聲納(multiview imaging sonars或multi-aspect sonar)以及各種合成孔徑感測器,提供高品質的水下物體辨識、標定能力。

參與MMCM的主承包商是Thales集團以及BAE Systems。其中,Thales集團負責整合開發可攜式操作中心(POC)系統,提供系統所需的指揮控制機能(由Thales和BAE Systems聯手開發)。BAE Systems提供任務管理系統(Mission Management System),結合指揮與資訊系統、ROV的指揮控制、虛擬視覺(virtual visualization)以及實驗裝備等。BAE Systems會在該公司NAUTIS獵雷作戰指揮管制系統的基礎上來開發MMCM的任務管理系統,NAUTIS系列先前用於皇家海軍山頓級(Sandown class)獵雷艦上;NAUTIS用來控制水雷反制作戰相觀的作戰裝備以及平台,著重於環境意識(Situation Awareness,SA)、任務規劃、精確導航,以及控制母船、獵雷聲納、無人載具等。

其他次承包商包括法國ECA、英國ASV、Wood & Douglas、瑞典SAAB、挪威Kongsberg、美國L3Harris 等。其中,ASV Ltd提供無人水面載具(USV),ECA集團提供水下Espadon (A27)水下自航載具(AUV),SAAB提供無人遙控載具(ROV),Wood & Douglas提供資料傳輸裝備。

成功完成了系統展示以及測試後,Thales英國分公司在2020年11月26日獲得OCCAR價值1.84億英鎊的合約,生產三套MMCM項目的無人水下載具(UUV)以及配套的拖曳聲納、水雷清除系統以及可攜式控制系統,代表MMCM項目正式進入初期產製階段;第一套裝備在2022年底交付皇家海軍,用於作戰測試評估作業,通過後就可形成初始作戰能力(IOC)。此一合約可提供約215個工作機會,執行單位除了英國Thales分公司位於坦普爾庫姆(Templecombe,在Somerset郡)以及普利茅茲(Plymouth)的據點外,供應鏈還包括位於樸次茅茲(Portsmouth)的L3 Harris、位於亞伯丁(Aberdeen)的Stonehaven以及位於格拉斯哥(Glasgow)的Alba Ultrasound。

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依照計畫,英、法兩國各會接收四套MMCM設備。分別如下:

英國訂購三套全新產製的主要系統(Primary System),並將原本用於展示的系統生升級到相同版本,總計四套;每套系統包括一套Thales的可攜式操作中心(POC)及軟體、一艘L3Harris ASV與Thales的水面無人載具(USV)、一套SAAB的水下遙控載具(ROV)與多次射擊水雷中和系統(MuMNS)、一套Thales的拖曳陣列合成孔徑聲納(TSAM)、一套ECA集團的Espadon (A27)水下自航載具(AUV)搭載Thales SAMDIS的組合(量產階段會改用新的AUV)。

法國海軍定購的三套主要系統(Primary System,之後又再增購四套),每套包含以下設備:兩艘L3Harris ASV與Thales的水面無人載具(USV)、三艘水下自航載具(AUV)、一套SAAB的水下遙控載具(ROV)與多次射擊水雷中和系統(MuMNS)、一套Thales的拖曳陣列合成孔徑聲納(TSAM)等。而法國海軍也升級原有的一套展示用原型系統成為後續量產構型;新訂購的設備包括一套Thales的可攜式操作中心(POC)及軟體、一艘L3Harris ASV與Thales的水面無人載具(USV)、一套SAAB的水下遙控載具(ROV)與多次射擊水雷中和系統(MuMNS)、一套Thales的拖曳陣列合成孔徑聲納(Towed Synthetic Aperture Modular,TSAM)、一套ECA集團的Espadon (A27)水下自航載具(AUV)搭載Thales SAMDIS的組合此外,法國海軍的合約還包括由Thales提供一套岸基中心(Shore Operation Center,SOC,與POC相同),以及一個Thales的訓練中心。

前兩套MMCM設備分別交付英國、法國海軍後,在2021年底開始由雙方海軍進行測試;全系統整合工作在法國不列斯特的設施進行,六套生產型MMCM排定在2024至2025年交付。

依照法國SLAM-F計畫,總共訂購八套主要獵雷系統,第一階段四套(包含升級的原型系統以及後續三套量產系統)會在2023至2024年交付,2026至2031年形成完整作戰能力(FOC)。而船艦平台方面,法國SLAM-F項目包括建造六艘搭載獵雷系統(含UAV/USV/UUV)的母船,稱為水雷作戰建設(Bâtiments De Guerre des Mines,BDGM,見下文),以及五艘支援清除水下爆裂物(EOD)水單位的支援船,稱為新一代潛水人員排雷建設(Bâtiments Base Plongeurs Démineurs Nouvelle Generation,BBPD NG)。


 

試航中的第二艘MMCM預量產型無人水面載具阿波羅號(Apollo),此時後部

搭載的應為SAAB的MuMNS多次射擊水雷清除系統。

(上與下)SAAB的MuMNS多次射擊水雷清除系統,ROV遙控載具可攜帶至多三枚MNS水雷清除彈藥。

在2021年1月8日,瑞典SAAB集團宣布,獲得Thales集團價值3億瑞典克朗(約3600萬美元)的合約,為英、法MMCM項目提供多次射擊水雷中和系統(MuMNS),第一套預定在2022年交付給Thales。MuMNS是基於SAAB現成技術發展的模組化無人載具系統,能識別並摧毀水雷,主體是一部無人遙控載具(ROV),並攜帶至多三枚水雷清除系統(Mine Neutralisation System ,MNS)彈藥(使用成形裝藥彈頭),附屬支援設備還包括收放與回收系統(Launch and Recovery System,LARS)以及控制單元。發現水雷以後,操作母船施放MuMNS載具前往水雷位置,確認後將成形高爆炸藥放置在水雷附近,然後由ROV下達引爆指令,將水雷摧毀。MuMNS載具全長2.7m,寬1m,高0.6m,滿載重量415kg,最大航速4節,最大操作深度300m。MuMNS載具具備快速在海上重新裝填彈藥的能力,不需要返回母艦才能裝填,加快了滅雷作業速度;在Thales的展示中,一艘RHIB小艇在2級海象以內,能直接對MuMNS載具重裝滅雷彈藥。

在2022年12月,皇家海軍海事無人系統測試團隊(MASTT)進行了第二艘預量產型MMSC水面無人載具(USV)阿波羅號(RNMB Apollo)的驗收測試(主要針對載具本身的自主航行能力),包括皇家海軍指定要求的測試項目以及業界的開放水域保證能力(open water assurance trials,由英國海軍協會與科技集團(UK Naval Authority and Technology Group,NATG)代表以及國防部獵雷能力團隊(Mine Hunting Capability)批准驗收。Thales集團表示,接下來的發展階段就是提供完整的無人化獵雷作戰能力,預定在2024年完成驗收。

在2023年9月13日,荷蘭Thales宣佈,MMCM/SLAM-F項目的水下載具近期完成海上測試,證實其清除水雷的能力,而水下載具是MMCM/SLAM-F最後一個完成測試的部件。 這項測試是在Thales集團位於法國不列斯特(Brest)的的測試水域進行,由法國軍備總局(DGA)、英國國防部、歐盟聯合武裝合作組織(OCCAR)、皇家海軍一起進行, 在測試中,水雷反制系統在Thales的指揮管制管制模組(又稱為M-Cube,安裝於集裝箱裡)指揮下,在海中標定並識別水雷,然後送出SAAB的MuMNS無人遙控載具(ROV) ,在沈底、繫留水雷旁安裝滅雷炸彈,並將水雷成功摧毀。Thales稱,此系統能探測、識別並摧毀300m深度以內的水雷,而現役獵雷系統的操作深度只有120m。
 

 

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