日(rì)前,据美国科技(jì)新闻网站“Popular Mechanics”报道,一家名为“潜水(shuǐ)技术(shù)(Dive Technology)”的美国高(gāo)科技公(gōng)司推出了(le)一种利用3D打印制造的(de)无人潜(qián)艇(tǐng),该技(jì)术能(néng)够大幅降低制(zhì)造成(chéng)本、缩短生产时间、提高潜艇作战(zhàn)性能,有望在潜艇制造甚至水下作战领域掀起(qǐ)一场革命。
无人(rén)潜艇有(yǒu)哪些用(yòng)处(chù)?3D打印的无人潜(qián)艇,将(jiāng)怎样颠覆水下战场呢?
无人潜(qián)艇用处多
无人潜(qián)艇(tǐng)又称无人潜航(háng)器(qì)(UUV),其外形通常与鱼雷类(lèi)似。一般的无人潜航(háng)器带(dài)有声纳(nà)、摄像(xiàng)头和其他传感器,用(yòng)于水下勘测及侦察任务,部分老式潜(qián)航器通过电(diàn)缆(lǎn)与母船相连(lián),由(yóu)操作人员远程控制。新式潜航器可以通过(guò)预置程序或人工智(zhì)能技术实现脱离人(rén)员(yuán)控制、自主执行(háng)任务,因此也被称作自主式水(shuǐ)下航(háng)行器(AUV)。
无(wú)人潜艇的用处很多,可用于绘制海底地图,检查石油和(hé)天然气工业的水下基础设(shè)施,也可用于(yú)搜索水下遗骸(hái),定位和打捞失事船(chuán)只(zhī)和坠毁(huǐ)的飞机,还可(kě)用于探索珊瑚礁,研究海流及追踪海(hǎi)洋生(shēng)物(wù)等。随着人工智能(néng)技术的发展,无人潜(qián)艇越来越(yuè)“聪明(míng)”,自主执行(háng)任务(wù)的(de)能(néng)力越(yuè)来越强(qiáng),美国海军正在研(yán)制(zhì)的“虎鲸”超大型无人潜航(háng)器(XLUUV)能(néng)够自由工作三个月(yuè)。
小型无人潜航器(qì)需要(yào)母(mǔ)船(chuán)将其(qí)带(dài)到指定海域释放并(bìng)回收,大型远(yuǎn)程无人潜航器则(zé)可(kě)从港口自行出发及返回。商用大型无人潜(qián)航器的(de)典型任务是油气或深海矿物勘(kān)探、海上风电场的现场(chǎng)检查等,其可以像“割草”一样在一片海域上(shàng)下移动,利(lì)用机载智能自动避(bì)开障碍物,补充扫描(miáo)可能错过的区域,仔细调查有兴(xìng)趣的(de)位置。
美国(guó)军(jun1)方很积极
近年来,美国(guó)军(jun1)方积(jī)极研制、列装无人潜航器,其已经装备多种小型无人潜(qián)艇,用于寻找并排除(chú)水雷,并在两栖登陆作战前探测目标海岸(àn)线。目前(qián),美国正(zhèng)在努力研制大型(xíng)无人潜航器,波音公司负责制造的(de)“虎鲸”超大型(xíng)无人潜航器(qì)将在(zài)2022年投入使(shǐ)用,其重(chóng)量预(yù)计将超过50吨。
大型军用无人潜航器可用于各种(zhǒng)秘密(mì)任务,如“偷窥”外国港口活动、侦(zhēn)察对手船只、窃听水下通信电缆,或者寻找、定位并(bìng)跟踪敌方潜艇(tǐng)。在战时,它们也可以发(fā)动攻击(jī)——美国海军正在生(shēng)产一种(zhǒng)新型水雷(léi),供无人(rén)潜艇(tǐng)秘密(mì)投送。此外,无人(rén)潜艇还(hái)可以作为载人潜艇的(de)“眼(yǎn)睛和耳朵”,一艘大型无人潜艇甚至可以(yǐ)充当小型无人潜艇舰队的母舰,它们甚至能够发射无人机到空中执行(háng)侦(zhēn)察或打(dǎ)击(jī)任务。
载人潜(qián)艇需(xū)要百名左右精心挑选、训(xùn)练有素的艇员(yuán),动辄造价数十亿美元,而订购(gòu)四艘“虎鲸”仅需(xū)1000万美元,采用3D打印等新型(xíng)制造(zào)技(jì)术(shù)后,无人潜航器的成本将进一步(bù)降(jiàng)低(dī),这使(shǐ)美国海(hǎi)军能够打造(zào)一支比载(zǎi)人潜艇舰队(duì)更为(wéi)庞大的无人水下“幽灵舰队”。
3D打印赋新(xīn)能(néng)
潜水技术公司称,3D打印技(jì)术将使无人潜艇(tǐng)更好、更(gèng)快、更便宜。该(gāi)公司已经制造出一艘名为(wéi)“潜水-LD”的3D打印潜(qián)艇,并与美国海军水下作(zuò)战(zhàn)中心(xīn)及国防高级研究计划局(DARPA)达(dá)成(chéng)了合(hé)作协议(yì)。
载人潜艇必须安(ān)装坚硬的外壳(ké),为艇员提(tí)供必(bì)要的(de)生存环境。“潜水-LD”则并非(fēi)如(rú)此,其只在(zài)电子控(kòng)制(zhì)系(xì)统(tǒng)及发动机等关键(jiàn)部(bù)位有耐压壳体保护,艇体并不封(fēng)闭,只(zhī)提(tí)供符合水动(dòng)力学的“水滴外形”,海水可以进入以平衡内外压力。在制造过程中,“潜水(shuǐ)-LD”外壳被分割成数(shù)个4英尺宽、4英尺长的部分,每个部分都可以(yǐ)在(zài)不到36小时内打印完毕。此外(wài),其内部还有85个需要3D打印的部件。
“潜水-LD”在2020年(nián)8月(yuè)完成详细设计,10月就(jiù)开始海(hǎi)上试(shì)验,其组装过程仅(jǐn)用4天。目前,潜水技术公司已经研制出(chū)推进(jìn)、能(néng)源、通讯、导航和(hé)计(jì)算等模块化套件,加(jiā)上可以(yǐ)快速打印的壳体,“几(jǐ)个(gè)星(xīng)期之内”就能(néng)完(wán)成不同大小、不同用途无人潜艇的设计、生产。
“潜水-LD”长(zhǎng)5.8米,直径1.2米,续航能(néng)力超过(guò)10天,航程超过950公里,装有(yǒu)智能(néng)“大脑”,能够自主规(guī)划航行路线、规避障碍及其他船只。同(tóng)时,其最大潜深可达6000米,而美(měi)国现役“海狼级”核潜艇潜深仅为600米左右。潜水技术公司计(jì)划为“潜水-LD”安装海上充电及数据下(xià)载设备,使其能够更(gèng)长时间地执行任(rèn)务。