日前(qián),据美(měi)国科技新闻网站“Popular Mechanics”报道,一家(jiā)名为“潜(qián)水技术(Dive Technology)”的美国高科技公司推出了(le)一种(zhǒng)利用(yòng)3D打印(yìn)制造的无人潜(qián)艇,该技术能够大幅降低制造(zào)成本、缩短生产(chǎn)时间、提高潜艇作战性能,有望在潜(qián)艇(tǐng)制造(zào)甚至水下作战领域掀起一场革命。
无人潜(qián)艇有哪(nǎ)些用处?3D打印的无人(rén)潜艇,将怎样(yàng)颠(diān)覆水下战场呢?
无人潜(qián)艇用(yòng)处多
无人潜艇又(yòu)称无人潜航器(UUV),其外形通常与鱼雷类似。一般(bān)的(de)无(wú)人潜航器(qì)带有声纳、摄像头和其(qí)他传感(gǎn)器(qì),用于水(shuǐ)下(xià)勘测及侦察任务,部分老(lǎo)式潜航(háng)器通过(guò)电缆与(yǔ)母(mǔ)船相连,由操(cāo)作人员远程控制。新式潜航器可以通(tōng)过(guò)预置程序或人工智能技术实现脱离人员控制(zhì)、自主执行任务,因此也被称(chēng)作自主(zhǔ)式水下航行器(qì)(AUV)。
无人(rén)潜艇的用处很多(duō),可(kě)用于(yú)绘制海(hǎi)底地(dì)图,检查石油和天然气工业的水(shuǐ)下基础设施(shī),也可用于搜(sōu)索(suǒ)水下遗骸,定(dìng)位和打捞(lāo)失事船(chuán)只和坠毁的飞机,还(hái)可用于探索珊瑚礁,研(yán)究海流及(jí)追踪海(hǎi)洋(yáng)生物等。随(suí)着人工智(zhì)能技(jì)术的(de)发展,无人(rén)潜(qián)艇越来越“聪明”,自主(zhǔ)执行任务的(de)能力越来越强,美(měi)国海(hǎi)军正在研制的“虎鲸(jīng)”超(chāo)大型无(wú)人潜航器(XLUUV)能够(gòu)自由工作三(sān)个月。
小型无人潜航器需要母船将其带到(dào)指定(dìng)海域释(shì)放并回收,大型(xíng)远(yuǎn)程无(wú)人潜航器则可从港口自行出发及返回。商用大型无人潜航器的典型任务是油气或深海矿物勘探、海上风电场的现场检查等,其可以像“割草”一样在一片(piàn)海域上下移动,利用机载智能自动(dòng)避开障(zhàng)碍物,补充(chōng)扫描可能错过的区域,仔(zǎi)细调查(chá)有兴(xìng)趣的位置。
美国军(jun1)方很积(jī)极
近年来(lái),美国军方积极研制(zhì)、列(liè)装(zhuāng)无(wú)人(rén)潜航器(qì),其(qí)已经装备(bèi)多种小型无人(rén)潜艇,用于(yú)寻找(zhǎo)并(bìng)排除水雷,并(bìng)在(zài)两栖登陆作战前(qián)探测目标海岸线。目前,美(měi)国正在努力研制(zhì)大型无人潜航器,波音公(gōng)司(sī)负责制造的“虎鲸”超大型无人潜航器将在2022年投入使用,其重量预计将超(chāo)过50吨。
大(dà)型军(jun1)用无人(rén)潜航(háng)器可用于各种秘密任(rèn)务,如“偷窥”外国港(gǎng)口活动、侦(zhēn)察对手船只(zhī)、窃听水下通信电缆,或(huò)者寻找、定位(wèi)并跟踪敌方(fāng)潜艇。在(zài)战时,它们也可(kě)以发动攻击——美(měi)国海军正在生产一种新型水雷,供无人潜艇秘密投(tóu)送。此外,无(wú)人(rén)潜艇还可以作为载人(rén)潜(qián)艇(tǐng)的“眼睛(jīng)和耳朵”,一(yī)艘大型(xíng)无人潜艇甚至可以充当小型无人潜艇舰队的(de)母舰,它们甚至能够发(fā)射无人(rén)机到空(kōng)中执行(háng)侦察或打击任务。
载人潜艇需要百名左右精心挑选、训练有(yǒu)素的艇员,动辄造价数十亿美元,而(ér)订(dìng)购四艘“虎鲸”仅(jǐn)需(xū)1000万(wàn)美元,采用(yòng)3D打印等新型制造技术(shù)后(hòu),无人潜(qián)航器的成本将进一步降低,这使美国海军能够(gòu)打造一支比载人潜艇舰队更为庞大(dà)的无人水下“幽灵舰队”。
3D打印赋新能(néng)
潜(qián)水(shuǐ)技术公(gōng)司称,3D打印技术将(jiāng)使无人潜艇更(gèng)好、更快、更便宜。该公司已经(jīng)制造出一艘名为“潜水-LD”的(de)3D打印潜(qián)艇,并与美国海军(jun1)水(shuǐ)下作战中心(xīn)及国防高级研究计划局(DARPA)达成了合作协议。
载人潜(qián)艇(tǐng)必(bì)须(xū)安装坚硬的外壳(ké),为艇员(yuán)提(tí)供必要的生存环(huán)境。“潜水-LD”则并非如(rú)此,其只在电子控制系统及发(fā)动(dòng)机等关键部位有(yǒu)耐压壳体保护,艇体并不(bú)封闭,只提供符合水动力学的“水滴外形”,海水(shuǐ)可以进入以平衡内外压力。在制造(zào)过程中,“潜水-LD”外壳(ké)被分割成数个4英尺宽、4英(yīng)尺长的部分,每个部分都可(kě)以在不到(dào)36小时内打(dǎ)印完毕。此外,其(qí)内部还有(yǒu)85个(gè)需要3D打(dǎ)印的(de)部件。
“潜水-LD”在2020年8月完成(chéng)详细设计,10月就开始(shǐ)海上试验,其组装(zhuāng)过程仅用(yòng)4天。目前,潜水技(jì)术公司已经研制出推进、能源、通讯、导航和计算等模块(kuài)化套(tào)件,加(jiā)上(shàng)可以快速打印(yìn)的壳体,“几个星期之内”就能完成不(bú)同大(dà)小、不同(tóng)用(yòng)途无(wú)人潜(qián)艇(tǐng)的设计、生产。
“潜水(shuǐ)-LD”长5.8米,直径1.2米,续航能力超(chāo)过(guò)10天,航程超过950公里(lǐ),装有智能“大(dà)脑(nǎo)”,能够自主规划(huá)航行路线、规避(bì)障碍及其他船只。同时,其(qí)最(zuì)大潜深可达(dá)6000米(mǐ),而美国现役(yì)“海狼级”核潜艇潜深(shēn)仅为600米(mǐ)左右。潜水技(jì)术公司计划为“潜水-LD”安装海(hǎi)上充电及(jí)数据下载设备,使其能(néng)够(gòu)更(gèng)长时间地(dì)执(zhí)行任务。