无人水下航行器

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无人水下航行器是航行器的一种,潜航器无人水下航行器技术是指应用于无人水下航行器,保证其能够顺利执行各种使命的技术。目前已确定了六项关键技术,即长续航力推进/能源、水下通信、大地和相关导航、任务管理/控制、传感器和信号处理以及航行体设计。航行体设计技术的子项目是:材料、低噪音和低速控制。
中文名
无人水下航行器
关键技术
六项
子项目
材料、低噪音和低速控制。
开发时间
20世纪90年代以来
开发国家
美国海军
应用领域
军事、海底探测

无人水下航行器发展历程

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20世纪90年代以来,潜艇在水下战场中的作用已发生了明显变化,被越来越多地应用于近海海域来支援联合作战。然而,这对价格昂贵的常规潜艇及核潜艇来说,风险无疑是增加了。尤其是体积大、吨位大的潜艇,根本无法在近海浅水海域作战,即使是在水深100米以上的近海活动,也很容易被对方反潜兵力发现和攻击。与此同时,海军需要隐形的无人驾驶系统到传统海上力量无法到达的地方收集情报和攻击目标;而开展非战斗性海军活动,如搜集气象和海洋数据等,也需要考虑使用无人驾驶系统,以提高质量降低费用。在这种情况下,无人水下航行器便脱颖而出。目前,世界上已有10多个国家在研究它了。
美国海军已装备了数百艘执行各种任务的无人水下航行器。美国海军研制办公室确定了未来12种新型海战武器。无人水下航行器是其中的重点。美国海军眼下正在加紧研制新一代无人水下航行器,使之能作为潜艇的“助手”实施水下作战。

无人水下航行器结构

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无人水下航行器身上携带着一个多波束主动搜索声呐和一个侧扫分类声呐,前者主要是在水下进行初始搜索,判定是否存在水雷,后者则进行精确勘测,对类似水雷的物体进行定位和分类。
当携带有无人水下航行器的核动力攻击潜艇驶抵预定海域或基地时,可先投放出无人水下驾驶器前去检查水下是否有水雷。对于不明海峡和水道,也需要派无人水下航行器进行侦察,搜集有关海底地形分布的情报,特别是海底水雷的布放状况、水雷的种类等,从而决定潜艇能否通过。

无人水下航行器功能

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无人水下航行器的“本事”其实远不止实施水雷侦察,它还是实施水下攻击、进行反潜作战的“能手”。
无人水下航行器不仅能进行情报搜集、勘测战场、确定和跟踪各种感兴趣的目标,还能实施攻击。其实,在完成所有这些任务以后,它们还可以作为远程传感器的节点,继续提供有价值的情报,并通过网络与其他节点共同分享情报资源,大大改善水下作战的状况。正因如此,无人水下航行器在未来海战中将很有前途,特别是在网络中心战中。网络战斗群中任何一艘潜艇只要拥有发射和回收水下航行器的能力,就能大幅度增加主战平台使用传感器和武器的效能,使作战范围大为增加。

无人水下航行器发射来源

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不过,现今各国的无人水下航行器大多是从潜
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艇上的533毫米鱼雷发射管中发射的,这限制了其作战潜力的发挥。小型UUV,如21英寸直径的任务可重新配置UUV,由于受到尺寸和重量的限制,动力不可能很大,使航行器的续航力和载荷能力受到限制,则不可能具备更强的情报、监视和侦察能力,反水雷能力,及浅水反潜能力。只有“取消鱼雷管的限制”,才能使未来由潜艇发射的无人水下航行器更适合水下环境。英国国防部就提出用潜艇锥套软管回收无人水下航行器的方案,并研究了从后艇库投放大型无人水下航行器的设想。
虽然无人水下航行器现在还称得上是“新生事物”,人们对其在海战中的应用也还处于探索阶段,但是我们有理由相信,在未来的海底战场上,无人水下航行器将越来越多地替代有人潜水艇去冲锋陷阵,就像今天的无人驾驶飞行器已开始替代有人战斗机去执行任务一样。

无人水下航行器应用

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UUV是无人水下航行器的英文缩写。由于这类水下航行器不需要用缆绳与母舰艇连接,因而也称为无缆水下航行器或无缆水下机器人。现代世界无人水下航行器的发展日新月异、千姿百态,美、英、法等国都取得了大的进展,但走在世界最前面的却是北欧小国挪威。

无人水下航行器相关事件

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挪威海军试验“休金”1000式无人水下航行器
2004年10月,挪威海军“卡尔莫伊”号猎雷艇携带实验型“休金”100
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0UUV参加了北约组织的反水雷演习。“休金”1000以捕捉目标又快又准的优异表现令参观的其他国家海军军官吃惊。2005年,挪威海军正式装备了“休金”1000无人水下航行器,同时拥有世界最强的深海侦察能力。
在“休金”1000之前,挪威研制的民用“休金”1型/2型和“休金”3000型已博得国际水下探测业界的肯定。“休金”1型承担着军用试验型的任务。“休金”1000就是在“休金”1型和“休金”3000型的基础上研制的新型UUV。“休金”1000外观与“休金”3000相似,既有些像纺锤状的导弹,又有些像袖珍潜艇,只是长度和直径略小。它头部为水滴形,主体呈圆柱状,圆锥形尾部装有十字形舵叶和螺旋桨。流线形的器体有利它在水下航行。它是一种无需母舰用电缆控制的自主式无人水下航行器,也是新一代的水雷侦察系统。
“休金”1000直径750毫米,体长根据装备传感器的不同而有所变化,一般为3.85~5米,空重650公斤。它以锂离子电池作为动力源,巡航速度3~4节,作战航速2~6节,续航时间取决于搭载物品和航速。“休金”1000采用惯性导航系统和差分GPS系统及声定位系统,确保 UUV的正确航行和定位。它配备了先进的测量装置、多普勒计程仪、压力计和回声测深仪等。通常情况是,“休金”1000航行一段时间后会
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上浮至水面,利用 GPS确认自己的位置,然后通过无线电与母舰艇通信。在水下时,它通过水声链路向母舰艇传送各种数据,必要时也可依据母舰艇的命令变更指令。
“休金”1000探测水雷目标使用干涉型合成孔径声呐和立体搜索声呐,具有很高的分辨率。它对水雷目标识别覆盖率为1000米2/ 秒。普通合成孔径声呐分辨率为100毫米×100毫米,而“休金”1000所用声呐分辨率可达20毫米×20毫米。它工作水深达3000米,可连续工作 48小时,水下探测力很强。由于它可装备拖曳阵声呐和大功率低频换能器,能模拟大型潜艇声场特征,所以它又可在反潜和反潜训练中发挥作用,这增加了它的军事使用价值。但目前“休金”1000也受到一个大的难题困扰,它还没有能力发现海底泥沙掩埋着的水雷。
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