日前,据美国科技新闻网站“Popular Mechanics”报道,一家名为(wéi)“潜水技术(Dive Technology)”的美国高科技公司推出了一种(zhǒng)利(lì)用3D打印制造(zào)的无人(rén)潜艇,该技(jì)术能够大幅降低制造成本、缩短生(shēng)产时间、提高潜艇作(zuò)战性能,有望在潜艇制(zhì)造甚至水下作战领域掀起一场(chǎng)革命。
无人潜艇有哪些用处?3D打(dǎ)印的无人潜(qián)艇,将怎样颠覆(fù)水下战(zhàn)场呢?
无人(rén)潜(qián)艇用处多
无(wú)人潜艇又称无(wú)人潜航器(UUV),其外形通常与鱼雷类似。一般(bān)的无人潜航器带有声纳、摄像头和其他(tā)传感器,用于水下勘测及侦察(chá)任务,部分(fèn)老(lǎo)式潜航器(qì)通过电缆与母船相连,由操作(zuò)人员远程控制。新式(shì)潜航器可以通过预置程序或人工智能技术实现脱(tuō)离(lí)人员控制、自主执行任务,因此也被称作(zuò)自(zì)主式水下航行器(AUV)。
无人潜艇的用处很多(duō),可用(yòng)于绘制海底地图,检查石油(yóu)和(hé)天然气工业的水(shuǐ)下基础设(shè)施(shī),也可(kě)用于搜索水下遗骸,定位和打捞失事(shì)船只和坠毁(huǐ)的飞机(jī),还可(kě)用于探索珊(shān)瑚礁,研究海流(liú)及追踪海洋生物等。随着人工智能技术的发展(zhǎn),无人潜艇越来越(yuè)“聪(cōng)明”,自主执行任务的能力越来越强,美国海军正在研制的“虎鲸”超大型无人潜航(háng)器(XLUUV)能(néng)够自由工作三(sān)个月。
小型无人潜航器需要母船(chuán)将其带(dài)到指定海域释放(fàng)并(bìng)回收(shōu),大型(xíng)远程无人潜航器则可从(cóng)港口(kǒu)自行出(chū)发及返回(huí)。商用(yòng)大型(xíng)无人潜航(háng)器的(de)典型任务是(shì)油(yóu)气或深海矿物(wù)勘探(tàn)、海上风电场的(de)现(xiàn)场(chǎng)检查等(děng),其(qí)可以像“割草”一样(yàng)在一片海域上下(xià)移动,利用机载(zǎi)智能自动(dòng)避开障碍物,补充扫描(miáo)可能错过的区域,仔(zǎi)细调查有兴趣的位置。
美国军方很积极
近年来,美国(guó)军方积极研制、列装无(wú)人潜航(háng)器,其已经装(zhuāng)备多种小型无人潜艇,用于寻找并排除水雷(léi),并在两栖登陆作(zuò)战前探测目标海岸(àn)线。目前,美(měi)国正在努(nǔ)力研制大(dà)型(xíng)无人潜航器,波音(yīn)公司负责制造(zào)的“虎鲸”超大型无人潜航器将在2022年(nián)投(tóu)入(rù)使用,其(qí)重量预计将超过50吨(dūn)。
大型军用无人潜航器(qì)可(kě)用于各种秘密任务,如“偷窥”外国(guó)港口活动、侦察(chá)对(duì)手船只(zhī)、窃听水下通信电缆,或者寻找、定位并(bìng)跟踪敌(dí)方潜艇。在战时,它们也(yě)可(kě)以发动攻击——美国(guó)海军正在生(shēng)产一种(zhǒng)新(xīn)型水雷,供无人潜艇秘密投(tóu)送。此外,无人潜艇还可(kě)以(yǐ)作为(wéi)载人潜艇的“眼睛和耳朵”,一艘大(dà)型无人潜艇(tǐng)甚至(zhì)可以充(chōng)当小(xiǎo)型无人潜(qián)艇舰队的母(mǔ)舰,它们甚至能够发射无人机到空中执行(háng)侦察(chá)或打击(jī)任务。
载人潜艇(tǐng)需要百名左右(yòu)精(jīng)心挑选、训练有素的艇员,动辄造价数(shù)十亿美元,而订(dìng)购四(sì)艘(sōu)“虎鲸”仅需1000万美(měi)元,采(cǎi)用3D打印等新型制造(zào)技术后,无人潜航器的成(chéng)本将进(jìn)一(yī)步降低,这使(shǐ)美国海军能(néng)够打造一支比载人潜艇舰队更为庞大的无人(rén)水下“幽灵舰队”。
3D打印(yìn)赋新能
潜(qián)水技术(shù)公司称,3D打印技术将使无人潜艇更好、更快(kuài)、更便宜。该公(gōng)司已经制(zhì)造出一(yī)艘名为“潜水(shuǐ)-LD”的3D打印潜艇,并与美(měi)国海(hǎi)军水下作战中心及(jí)国(guó)防高级研究计划局(DARPA)达成了合作协议。
载人潜艇必须安(ān)装(zhuāng)坚硬的外壳,为艇员提供必要的生存(cún)环境。“潜(qián)水-LD”则并非(fēi)如(rú)此,其只在电子控制(zhì)系(xì)统及发(fā)动机等(děng)关(guān)键部位有耐压壳体保护(hù),艇体(tǐ)并不封闭(bì),只提供符合水动力(lì)学的“水滴外形”,海水可以(yǐ)进(jìn)入(rù)以平衡(héng)内外(wài)压力。在制造过程中,“潜水-LD”外壳被分割成数个4英尺宽、4英尺长的部分,每个(gè)部(bù)分都可以在不(bú)到36小(xiǎo)时内打印完(wán)毕。此外,其(qí)内部还有(yǒu)85个需要3D打(dǎ)印的部件。
“潜水-LD”在2020年8月完成(chéng)详细设计,10月就开始海上试(shì)验,其组装过程仅用4天。目前(qián),潜水技(jì)术公司已经研制出推进、能(néng)源、通讯、导航和(hé)计算等模块化套件,加上可以快速打(dǎ)印的壳(ké)体(tǐ),“几(jǐ)个(gè)星期之内”就(jiù)能完成不同大(dà)小(xiǎo)、不同(tóng)用途无人(rén)潜(qián)艇的设计、生产。
“潜水(shuǐ)-LD”长5.8米,直径1.2米,续航能力(lì)超过10天,航程超过(guò)950公里,装有智能“大脑(nǎo)”,能够自主规划航行路线、规避障碍及其他(tā)船只。同时,其最(zuì)大潜深可(kě)达6000米,而美国现役“海(hǎi)狼级”核(hé)潜艇潜深仅为600米左右。潜水技术公司(sī)计划为“潜水(shuǐ)-LD”安装海上充(chōng)电及数(shù)据下载设备,使其能够更长时间地执行任务。