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微小型无人潜航器(UUV)研究现状及应用分析
微小型无人潜航器(UUV)研究现状及应用分析
【浩博电池资讯】 2024-10-12  1758

一、前言

无人潜航器(UUV)是以遥控或自主方式,在水下航行的无人化、智能化作战平台。近些年,各国均加大了针对UUV的多年计划,不仅在石油和天然气的勘探、海底管道或电缆线路的勘探铺设等方面有需求和进展,在军事领域的需求也逐年增加。
以往,UUV主要用于水下排爆(EOD),使用了主要是直径约为0.3~0.6m、长度达6m的UUV集群,在最新研究中提出了大位移UUV(LDUUV),甚至超大位移UUV(XLUUV)的概念。
随着电池技术和材料的发展进步,对于中大型无人平台,不仅开发周期长,且成本高昂,因此最近的技术发展逐步改变利用大型UUV的特点,将更多款微小型UUV投入市场应用。
微小型UUV体积小、重量轻,便于存储、布放和回收,可以遂行多样任务,具有诸多优势,随着人工智能技术和计算机技术的迅猛发展,UUV向着模块化、集成化、小尺寸等目标前进。

二、微小型UUV的主要特点

无人潜航器具有自主性、低风险性、隐蔽性、可部署性、环境适应性等特点,具有商业和军事价值,是目前海洋技术研究的前沿。
1、隐蔽性强
微小型UUV具有体积小、生存力强、在执行任务时可以减少上浮次数和时间,在完成任务后执行自毁等措施,以降低暴露概率。
2、灵活性强
可根据任务需求,设置布设于600~6000m的海水深度,可用于集群作战或有人、无人协同作战,可作为信息中继,为侦查提供情报支持,也可作为诱饵,诱骗目标进行打击。
3、遂行任务多样
可采用模块化设计和开放式系统架构,根据任务需要设置载荷,具备遂行海洋环境情报收集、预警监视、反潜作战以及水下打击等多样化任务的能力。

三、微小型UUV发展现状

1、Bluefin
蓝鳍金枪鱼(Bluefin)水下机器人公司位于马萨诸塞州昆西市,是一家专业深海探测器材研发公司,专门研究和销售UUV。
目前为止蓝鳍系列产品有“蓝鳍金枪鱼-9”“蓝鳍金枪鱼-9M”“蓝鳍金枪鱼-12S”“蓝鳍金枪鱼-12D”“蓝鳍金枪鱼-21”等基本型号,其中“蓝鳍金枪鱼-9”“蓝鳍金枪鱼-9M”为小型UUV,如图1所示。
图片图1 Bluefin小型UUV示意图
可遂行海洋调查、水下环境监测、反水雷(MCM)、爆炸物(UXO)、情报监视和侦查(ISR)等多种任务。以“蓝鳍金枪鱼-9”为例,其外形长为1.75m,直径0.24m,重量60.5kg,续航力12h,导航系统主要为GPS系统,精度为航迹推算小于航程的0.3%。
2、Riptide
2015年,由于传统UUV行业出现变动,Riptide提出了自主式方案。该方案的第一个产品就是微型UUV(Micro-UUV),这是一种新型的、高度灵活的、开源的自主式潜航器。这种微型UUV具有开放的硬件和软件接口,为用户提供了可靠性和鲁棒性强的平台,以促进技术的开发。
该潜航器的设计是在动力特征上进行了高效率的优化,其基座直径约为0.12m,长度约为1m,重量约为9.98kg,标准系统的额定深度为300m,如图2所示。
图片图2 Riptide微小型UUV的布局
3、REMUS
“雷姆斯”(REMUS)无人潜航器是由加利福尼亚州蒙特利的UUV制造商水螅公司制造研发,最知名的微小型UUV为“REMUS-100”,全球范围内出售了600余台,广泛应用于科研、商业和军事领域。
REMUS-100是为沿海100米深度左右的工作环境设计的小体积、轻重量的UUV,并且增加了水文和海上调查装置,包括多普勒测速仪、侧扫声纳装置、温度盐度传感器等,还可扩充多重设备,其水下作业时间可达10小时,航行距离20海里以上,已实现在海岸巡逻、海洋环境监测、飞机残骸勘测等领域的作业,如图3所示。