自主式水下航行器——“脱缰黑马”奔向水下战场

今年4月,澳大利亚安杜瑞尔工业公司牵头研制的首艘试验型“幽灵鲨”无人潜航器下水。此举意味着,澳大利亚海军距离接收这种自主式水下航行器又近了一步。

和遥控式水下航行器相比,自主式水下航行器的一个明显标志是摆脱了系缆的束缚,拥有一定“头脑”和行动自主性。作为新一代水下机器人,它能够代替潜水员或小型潜艇在水下环境执行多种任务,因此也被一些军迷称作水下战场的“脱缰黑马”。本期“装备动态”,让我们聚焦当前各国自主式水下航行器的发展。

CURV-21型遥控潜航器。

“雷穆斯-620”自主式水下航行器。

摆脱系缆的无人潜航器

自主式水下航行器是无人潜航器的一种。顾名思义,无人潜航器是指无人驾驶却能在水下航行的载具,是水下作战的新利器。根据操控方式的不同,无人潜航器可分为遥控式水下航行器和自主式水下航行器。

其中,遥控式水下航行器问世较早,其特点是利用“脐带”——系缆提供动力和发出控制指令,主要用于水下安全检查、深海打捞等任务。2022年,美国海军从接近3800米的海底打捞F-35C战斗机,用的就是CURV-21型遥控潜航器。

自主式水下航行器是伴随着人工智能和其他计算机技术的发展而问世的。“自主”二字,表明它是一种综合利用人工智能等先进技术的水下平台,不仅有“思想”,而且活动范围更大,行动更加隐蔽。

以亨廷顿-英格尔斯工业公司的“雷穆斯-620”自主式水下航行器为例,它配备有先进的传感器、导航和通信系统以及任务管理软件,下潜深度可达600米,自持力达110个小时,能够用于执行反水雷、水文勘测、情报收集、监视和电子战任务。美国一家公司为美国海军研制的“虎鲸”无人潜航器续航力据称超过10000千米,下潜深度逾3000米。

明显增加的下潜深度、持久的续航力、更加灵活的使用方式、可观的使用潜力,让自主式水下航行器很快受到多国重视。

经过多年来的发展,当前的自主式水下航行器根据尺寸和重量的不同,已经拥有小型、中型、大型、超大型等不同类型。如亨廷顿-英格尔斯工业公司的“雷穆斯-300”长2.3米,重56千克,属于小型自主式水下航行器。美国“蓝鳍”水下机器人公司研制的“刀鱼”无人潜航器,属于中型自主式水下航行器。由澳大利亚安杜瑞尔工业公司牵头为本国海军研制的“幽灵鲨”无人潜航器,属于超大型无人潜航器。

自主式水下航行器的大小不同,布放方式也不尽相同,分别有码头布放、水面舰船布放、潜艇布放、飞机布放等。一般来说,中小型自主式水下航行器通常通过水面舰船、直升机或潜艇布放,一些超大型自主式水下航行器则需通过码头布放。

如美国海军的“剃刀鲸”中型自主式水下航行器,一般是通过潜艇的干甲板掩蔽舱来布放和回收,2023年底开始测试用鱼雷发射管布放和回收。不过,到目前为止,世界上只有瑞典海军正式采用了通过533毫米鱼雷发射管布放和回收自主式水下航行器这种方式。

“幽灵鲨”无人潜航器。

“休金”长续航型自主式水下航行器。

“刀鱼”无人潜航器。

“水中新幽灵”能文能武

一些军迷也称自主式水下航行器为“水中新幽灵”,这是因为它们潜行于水中时,比有人潜艇更隐蔽。从担负的任务情况看,它们中有的平时能遂行水下情报监视和侦察等任务,战时能遂行反水雷、反潜艇甚至攻击水面舰船等任务,可谓文武兼备。

当前,依靠所搭载的多种传感器和任务模块,自主式水下航行器在军事领域的应用越来越广泛。

收集情报和目标探测是自主式水下航行器的强项。比如,以色列航空工业公司2023年推出的“蓝鲸”无人潜艇就是一种主要用于水面水下目标探测、声学情报搜集的自主式水下航行器。它能用所配备的雷达和光电系统探测海上和近岸目标,通过可伸缩杆上的卫星通信天线发送信号传输数据。它还能用数十米长的拖曳声呐和两侧的阵列声呐探测搜集声学情报,用合成孔径声呐探测水雷。

进入21世纪以来,自主式水下航行器进入加速发展期,有的自主式水下航行器已发展成一个系列。如挪威康斯伯格海事系统公司的军民两用“休金”自主式水下航行器,就包括“休金-1000”“休金-3000”“休金-4500”以及“休金”长续航型、“休金”优胜型等多个型号。每个型号在下潜深度、自持力和传感器配置上都有所不同,对应着不同的使用环境和任务需求。

今年5月,“休金”长续航型通过接收测试,并作了运行展示。该型号配备了更多先进传感器,包括高清晰度声呐、回声测深仪和环境监控设备等,能够长期自主地执行海底测绘、海洋水文调查、环境监控等任务。

如果说中小型自主式水下航行器功能上更偏重于“辅助和支持水下作战”,那么,一些超大型自主式水下航行器“自己出手直接攻击”的占比明显有所提升。这是因为超大型自主式水下航行器有条件配置更多武器系统,遂行打击作战任务。

2023年,韩国韩华海洋公司在一次防务展上展出了“超大型作战无人潜航器”。这型自主式水下航行器长23米,排水量60吨,采用锂离子电池和不依赖空气动力系统,一个明显特点是它配置了2个鱼雷发射管。

这里,有必要提一下俄罗斯研制的“波塞冬”核鱼雷。该鱼雷长24米,最大速度107节,射程10000千米,潜深近千米,可谓名副其实的“撒手锏”。从一定程度上讲,它也是一种自主式水下航行器。

高度自主是其未来发展方向

可以预见,自主式水下航行器未来很可能成为水下战场的“规则改变者”。但至少目前,其发展仍受到一定限制。这些限制,或将成为其今后加速发展的一个个突破口。

再次,将进一步突出协同和集群作战能力。要想实现协同和集群作战,自主式水下航行器需要通过传感器、通信网络与其他作战平台高效互通,进而完成复杂的作战任务。目前,一些技术问题仍难以解决,主要是因为海底环境较为复杂,而未来的作战环境变化更多,这些难题有待于通过人工智能技术的继续发展等加以解决。

当前,仿生类自主式水下航行器发展较快。如今年2月和3月,在美国加利福尼亚州南部海岸测试的“蝠鲼”自主式水下航行器原型机,其外形和有着“魔鬼鱼”之称的海洋生物蝠鲼非常相似。选择这样的外形,是因为它比常规外形的自主式水下航行器具有更强的欺骗性。

但外形的作用毕竟不是决定性的,这种仿生类自主式水下航行器能否在海洋和未来作战中大行其道,仍取决于它是否拥有更智慧的“大脑”、能否实现高度自主。

THE END
1.产业科普水下滑翔机(Underwater glider),是自治型水下机器人(即AUV)的一种。它之所以能引起研究人员的广泛关注,除了可以适应在高压低温的深海环境下进行无声作业外,还因其具备的独特的超远距离续航能力。我们知道,在如今新能源汽车市场如火如https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA4NjQ4NjU3Mg==&mid=2651414038&idx=2&sn=0b4c246e77fbac8d7c474ab9ee6677ba&chksm=8523f4041b1b535f68e087345f37129fb8eb7b88c7f7bf51aef1ceb1038b07f54ddca2a99e39&scene=27
2.系列水下无人潜航器平台产品由水下潜航器和操控台组成。 具备常规的水下潜航器各项共性功能;具备集群组网作业扩展能力;具有不同的体积、潜深、速度的定制化条件;具备搭载各类载荷的服务和研发能力。 产品优势及特点: 1.高可靠性; 2.长航时; 3.导航精度高; 4.组网能力强。 确定https://www.thtw.com.cn/product/95.html
3.为水下无人潜航器“擦亮双眼”—新闻—科学网为水下无人潜航器“擦亮双眼” 近日,西北工业大学光电与智能研究院李学龙教授团队在“涉水视觉”方面的研究取得重要进展,团队以水下潜航器的智能视觉导引为目标,提出了能够高效提取光场信息的智能成像方法,在大衰减、强散射的水下湍流环境中,实现了高信噪比、高分辨率的目标图像处理及重构。相关成果以Computational ghosthttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/7/504866.shtm
4.兵韬志略丨俄将装备核动力无人潜航器,深刻改变水下作战模式进入90年代后,美国海军更加重视潜航器领域,相继开发出多种类型、用途广泛的无人潜航器,并制定了一系列发展规划。例如,1994年,美国海军和国防预研局制定了水下无人潜航器的发展规划,提出要优先发展无人潜航器的水雷侦察、情报监视侦察和海洋调查能力。2000年、2004年、2011年,美海军又先后发布了三版《无人潜航器主https://news.sina.cn/2018-05-20/detail-ihaturft2272996.d.html
5.日本想用无人潜航器监控钓鱼岛中国技术水平或让世界大吃一惊据日媒报道,日本政府正在考虑投入能够对潜水艇等进行警戒监视的无人潜航器,目的是提升日本对中国潜水艇等装备的警戒监视能力,主要是在钓鱼岛区域。日本防卫省将从明年开始开发试用机型,预计 2025年投入使用。 说到无人潜航器,人们会认为和普通的鱼雷长得差不多,能够执行的任务也许就是水下侦察与“自杀”式攻击。其实https://opinion.cctv.com/m/a/index.shtml?id=ARTIka9ygPLhJkAhkJNz6v4J181214
6.《防务新观察》20181209水下作战“黑马”无人潜航器即将到达战场视频简介:本期节目主要内容: 日本计划打造新型水下无人潜航器,企图向我东海海域部署,此举有何用意?无人潜航器号称未来水下作战的“黑马”,到底拥有哪些作战能力?未来是否会与人工智能相结合?俄为“波塞冬”造投放平台,美担忧没有与之抗衡的武器,那么未来水下战场到底什么样?本期节目将邀请专家为您深度解析。 (《http://tv.cntv.cn/video/C10524/964e4ea2cf4a46b19568330045e3c894
7.中国在南海捕获美无人潜航器!特朗普激动回应字都打错了美国国防部官员于当地时间周五对CNN透露,一艘美国的海洋测量船的水下无人潜航器星期四被一艘中国军舰“夺走”了,而且据说就当着美国船员的面!“鲍迪奇”号上的船员被惊呆了! 中国在南海捕获美国无人潜航器 根据五角大楼官员的说法,在这起最近发生在南海地区的国际水域相遇事件中,事件发生时,“鲍迪奇”号海洋测量船航https://static.nfapp.southcn.com/content/201612/18/c218792.html
8.盯着看完中国人的阅兵,西方人的信九是这么打的——这次阅兵的一大亮点,也是让许多国防专家感到惊讶的一幕,就是一对首次亮相的大型无人水下潜航器(UUV)。 新加坡南洋理工大学拉惹勒南国际研究院的研究员Collin Koh说: “The rolling out of this large UUV is significant as only a few major powers have managed such programs.”(华尔街日报) https://www.jfdaily.com/news/detail?id=180301