【簡(jiǎn)介：】毫無(wú)疑問會(huì)的，而且美國(guó)海軍已經(jīng)將無(wú)人潛航器作為重要的作戰(zhàn)工具，這也是中國(guó)海軍在平時(shí)和戰(zhàn)時(shí)需要高度重視的一種武器。早在2003年，美國(guó)海軍將前4艘“俄亥俄”級(jí)彈道導(dǎo)彈核潛艇

毫無(wú)疑問會(huì)的，而且美國(guó)海軍已經(jīng)將無(wú)人潛航器作為重要的作戰(zhàn)工具，這也是中國(guó)海軍在平時(shí)和戰(zhàn)時(shí)需要高度重視的一種武器。早在2003年，美國(guó)海軍將前4艘“俄亥俄”級(jí)彈道導(dǎo)彈核潛艇改裝成巡航導(dǎo)彈核潛艇，原先巨大的“三叉戟”洲際彈道導(dǎo)彈發(fā)射井被改造為多管垂直發(fā)射裝置。2014年，為了充分利用直徑2.23米、長(zhǎng)12.9米的空間，美國(guó)海軍開始開發(fā)一款直徑超過(guò)0.91米的大型無(wú)人潛航器LDUUV，命名為“蛇頭”。LDUUV相比其他533厘米直徑的無(wú)人潛航器有著更遠(yuǎn)的航程、荷載能力，配備容量更大的電池，可以在海上自主運(yùn)行數(shù)周。

LDUUV室內(nèi)展示

LDUUV為模塊化設(shè)計(jì)，采用開放架構(gòu)，能夠攜帶不同的任務(wù)傳感器和武器，可以不斷通過(guò)增量升級(jí)來(lái)擴(kuò)展其功能。為了進(jìn)行全球部署，海軍研究主管要求LDUUV增量1能夠通過(guò)瀕海戰(zhàn)斗艦、“弗吉尼亞”級(jí)攻擊核潛艇和“俄亥俄”級(jí)巡航導(dǎo)彈核潛艇上的大型海洋接口LOIs如拓展干船塢和通用發(fā)射/回收模塊進(jìn)行部署。目前LDUUV的任務(wù)包括情報(bào)和環(huán)境準(zhǔn)備IPOE和水下情報(bào)、監(jiān)視和偵查ISR。根據(jù)2018年財(cái)政預(yù)算計(jì)劃，首架“蛇頭”將在2020年第一季度進(jìn)行水下測(cè)試，增量2的LDUUV將增加水上ISR、反水雷和有效荷載部署能力。

Mk18 Mod2 “王魚”

“王魚”屬于輕型無(wú)人潛航器，基于Remus100潛航器平臺(tái)研發(fā)。Mk18 Mod2長(zhǎng)3.93米、直徑66厘米、最大潛深300米。由于采用了更大的平臺(tái)，Mk18 Mod2相比Mod1能夠搭載更多設(shè)備。傳感器包括動(dòng)態(tài)聚焦側(cè)視聲納SLS、電導(dǎo)率和水溫傳感器和避障聲吶。通訊設(shè)備包括長(zhǎng)基線聲波應(yīng)答器、Wifi（用于水上大容量信號(hào)傳輸）和自由波無(wú)線電調(diào)制解調(diào)器。導(dǎo)航設(shè)備包括羅盤、P碼GPS、上/下視多普勒流速剖面儀ADCP、多普勒測(cè)速儀和Kearfott慣性導(dǎo)航單元。Mk18 Mod2同樣用于反水雷作戰(zhàn)，2011年開發(fā)出原型機(jī)，逐步引入各先進(jìn)傳感器，2012年開始部署在波斯灣。

水面反水雷無(wú)人潛航器

水面反水雷無(wú)人潛航器SMCMUUV前身為戰(zhàn)地準(zhǔn)備自主水下載具。由海軍研究辦公室和藍(lán)鰭機(jī)器人公司研發(fā)，基于“藍(lán)鰭21”無(wú)人潛航器，長(zhǎng)3.04米，直徑53.3厘米、最大潛深274米、速度3節(jié)。其裝備的側(cè)掃聲吶可以區(qū)分水中的水雷和其他金屬物體?！八{(lán)鰭21”在美國(guó)海軍的掃雷艦上部署，同時(shí)也是瀕海戰(zhàn)斗艦反水雷作戰(zhàn)任務(wù)包的一部分。

SMCMUUV作戰(zhàn)模式示意圖

2011年，通用動(dòng)力公司獲得了SMCMUUV的開發(fā)合同，開始工程和開發(fā)模型的生產(chǎn)。2017年形成初始戰(zhàn)斗力IOC并完成了海上驗(yàn)收試驗(yàn)。未來(lái)將進(jìn)行進(jìn)一步試驗(yàn)以決定是否小批量生產(chǎn)。

戰(zhàn)場(chǎng)空間準(zhǔn)備自主水下潛航器

戰(zhàn)場(chǎng)空間準(zhǔn)備自主水下潛航器BPAUV同樣基于“藍(lán)鰭21”無(wú)人潛航器，用途與SMCMUUV稍有不同，主要用于掃描、繪制近海海床的地圖，以記錄海洋狀況。BPAUV通過(guò)起重機(jī)從水面艦艇部署。

BPAUV在遠(yuǎn)征快速運(yùn)輸船的后甲板上

懸停式自主水下潛航器

懸停式自主水下潛航器HAUV為非魚雷造型設(shè)計(jì)，尺寸為107x100x41厘米、最大潛深30米、速度1節(jié)、可在水下工作超過(guò)3.5小時(shí)。HAUV裝有5個(gè)推進(jìn)器用于推進(jìn)和懸停姿態(tài)控制，能夠自動(dòng)定位并保持2m CEP（即有50％的幾率可以打進(jìn)以2米為半徑的圓圈內(nèi)）的精度，能夠檢測(cè)水下船體、港口設(shè)施等周圍是否存在爆炸物等水下威脅。任務(wù)荷載包括一個(gè)DIDSON成像聲吶，成像數(shù)據(jù)能通過(guò)光纜直接傳輸?shù)讲僮魅藛T終端。藍(lán)鰭公司在2007年獲得了HAUV的制造合同。

Mk18 Mod1 “劍魚”

“劍魚”是美國(guó)海軍規(guī)劃的便攜式無(wú)人潛航器，由海軍海洋學(xué)辦公室主導(dǎo)開發(fā)，基于Remus100潛航器平臺(tái)研發(fā)。Mk18 Mod1長(zhǎng)1.6米、直徑19厘米、極速5節(jié)、最大潛深100米，能夠通過(guò)長(zhǎng)基線/超短基線的聲波應(yīng)答器或者P碼GPS進(jìn)行導(dǎo)航自主移動(dòng)。傳感器包括水溫、海水濁度和電導(dǎo)率傳感器、側(cè)掃聲吶和下視相機(jī)，能夠進(jìn)行低可視條件下的水下偵查和勘探作業(yè)，對(duì)水雷的偵測(cè)、識(shí)別和定位。

“劍魚”可由兩名操作人員直接部署下水

Mk18 Mod1 “劍魚”在2008年實(shí)現(xiàn)了完全作戰(zhàn)能力FOC，在“自由行動(dòng)”期間在伊拉克烏姆蓋斯?fàn)柛鄣呐爬仔袆?dòng)投入實(shí)戰(zhàn)，也是瀕海戰(zhàn)斗艦反水雷任務(wù)包的一部分。后續(xù)的模塊升級(jí)將把兩個(gè)獨(dú)立的水下潛航器項(xiàng)目整合進(jìn)Mk18系列中，提高在高雜波條件下對(duì)海底埋藏水雷的偵測(cè)能力，到2018年財(cái)年交付。

“海上追獵者”

“海上追獵者”大型UUV是賓夕法尼亞州立大學(xué)應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)室的產(chǎn)品，長(zhǎng)8.66，直徑0.97米、極速2.3節(jié)、最多可以在海上自持10天?！昂Ｉ献帆C者”是為執(zhí)行情報(bào)、監(jiān)視和偵查ISR任務(wù)設(shè)計(jì)的，使用了一組可伸縮天線，可降低在海面上被發(fā)現(xiàn)的可能性。

“海上追獵者”岸上準(zhǔn)備狀態(tài)

2008年，“海上追獵者”在從班布里奇號(hào)驅(qū)逐艦上進(jìn)行了部署和回收試驗(yàn)，后續(xù)可以通過(guò)“俄亥俄”級(jí)巡航導(dǎo)彈核潛艇上的干式甲板掩體部署。

今年的6月2日， 央視財(cái)經(jīng)頻道報(bào)道了我國(guó)浙江大學(xué)、之江實(shí)驗(yàn)室的科研團(tuán)隊(duì)制造的軟體機(jī)器人在馬里亞納海溝進(jìn)行萬(wàn)米級(jí)深潛的事情。還在2019年底的時(shí)候，浙江大學(xué)航空航天學(xué)院的李鐵風(fēng)教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在馬里亞納海域?qū)σ煌庑涂崴坪ｔ~的仿生軟體機(jī)器人進(jìn)行了深海潛游測(cè)試。

這種軟體機(jī)器人本身是一種深海潛航器，這是它的全球首次進(jìn)行深海探測(cè)，其每秒自驅(qū)動(dòng)一次，軟體機(jī)器人像一只鲾鲼魚一樣在水中不斷流動(dòng)著，最深下潛深度為海平面以下10900米，這和我國(guó)下潛最深的奮進(jìn)號(hào)深海潛航器下潛的深度（海平面以下10909米）差不多。

而已知馬里亞納海溝的最深處為11034米（挑戰(zhàn)深淵最深處），所以軟體機(jī)器人和奮進(jìn)號(hào)深海潛航器下降的深度距離馬里亞納海溝的最深處也不過(guò)才100多米，基本就是世界海洋的最深處了。

奮進(jìn)號(hào)深海潛航器有著厚厚的鈦合金外殼，能夠承受極大的壓力，所以雖然馬里亞納海溝1萬(wàn)多米深的水中的水壓非常大，表面每平方米承受的壓力就是10900噸左右，但是獨(dú)特的設(shè)計(jì)和鈦合金外殼保證了它安然無(wú)恙。但是軟體機(jī)器人就不一樣了，它的表層并沒有如此堅(jiān)實(shí)的外殼，為什么也能承受一樣的壓力呢？

這就不得不說(shuō)這種軟體機(jī)器人的獨(dú)特設(shè)計(jì)了。而李鐵風(fēng)教授則聲稱他們的設(shè)計(jì)靈感來(lái)自于獅子魚，是受獅子魚細(xì)碎骨骼的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，對(duì)軟體機(jī)器人形狀進(jìn)行了整體設(shè)計(jì)，這種軟體機(jī)器人的設(shè)計(jì)和獅子魚又有什么關(guān)系呢？

獅子魚被認(rèn)為是海洋中能夠下潛的最深的有脊椎的魚類，深海探測(cè)器在7700米和8100米左右的深度都發(fā)現(xiàn)過(guò)它們的身影，號(hào)稱海洋脊椎動(dòng)物中的“深潛之王”。

這種魚為什么能下潛的那么深呢？李鐵風(fēng)團(tuán)隊(duì)將獅子魚全身做了一個(gè)CT掃描，發(fā)現(xiàn)獅子魚的骨骼特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)跟普通魚類很不相同，它的全身骨骼非常細(xì)碎，幾乎沒有腔室結(jié)構(gòu)，就連顱骨都退化到幾乎沒有了，這使得它的骨骼不必再隨著上浮和下沉承受內(nèi)外壓力差的變化，而且它的骨骼和其他魚類不一樣，有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)深海獅子魚中一個(gè)與骨骼鈣化相關(guān)的基因——骨鈣蛋白被截短了，而這種蛋白正是調(diào)控骨骼鈣化和發(fā)育用的，能使它的骨骼變得非常薄，而且具有彎曲能力。同時(shí)科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，獅子魚等深海魚類的不飽和脂肪酸合成的相關(guān)基因出現(xiàn)了擴(kuò)張現(xiàn)象，使得它們?cè)诟邏汉偷蜏丨h(huán)境下仍然能夠保證細(xì)胞膜流動(dòng)性?？傊?，其軀體特征已經(jīng)使獅子魚適應(yīng)了深海的極端壓力。

李鐵風(fēng)團(tuán)隊(duì)因此對(duì)軟體機(jī)器人進(jìn)行了獨(dú)特的設(shè)計(jì)，它們把軟體機(jī)器人所需要的電子元器件和電路板等化整為零，放置在軟體機(jī)器人的不同位置上，并且考慮到放置的角度和方向，以求分散電子元器件所受的壓力，并使機(jī)器人均衡受力，而表面和內(nèi)部也使用了柔軟的硅膠，其在不同水深位置給形變、韌性等并不大，所以能夠適應(yīng)1萬(wàn)多米深的深海壓強(qiáng)。

這種無(wú)人軟體機(jī)器人被認(rèn)為在未來(lái)有著廣闊的應(yīng)用前景，因?yàn)樗梢栽诘厍蚝Ｑ蟮娜Ｓ蛑袝惩o(wú)阻！可以像魚一樣在珊瑚礁或水下洞穴中安全航行，因此被認(rèn)為在海洋探測(cè)和海底采礦等領(lǐng)域都能發(fā)揮較大作用。

參考資料：

央視財(cái)經(jīng)官方賬號(hào)6月2日文章《世界首次！中國(guó)軟體機(jī)器人突破萬(wàn)米級(jí)深潛，軟體機(jī)器人來(lái)了》