日前,据美国科技新闻网站(zhàn)“Popular Mechanics”报道,一家(jiā)名为“潜水技术(Dive Technology)”的美国高(gāo)科技公司推出了(le)一种利用3D打印制(zhì)造的无人潜(qián)艇,该技术(shù)能够大幅降(jiàng)低制造成本、缩短生产时间、提高潜艇作(zuò)战性能,有(yǒu)望在潜艇制(zhì)造甚(shèn)至水(shuǐ)下作(zuò)战领域掀起一(yī)场革命(mìng)。
无人潜艇有哪些用处?3D打印(yìn)的(de)无人(rén)潜(qián)艇,将怎样颠覆(fù)水下战场呢?
无人潜(qián)艇用(yòng)处多
无(wú)人潜艇又称无人潜航器(UUV),其外形通常与鱼雷类似。一般的无(wú)人潜(qián)航(háng)器带(dài)有声纳、摄像头和其他传感器,用于水下勘测及侦(zhēn)察(chá)任务,部分老式潜航器通过电缆与母(mǔ)船相连(lián),由操作人员远(yuǎn)程控制。新式潜航器可(kě)以通过(guò)预置程序或人工智(zhì)能(néng)技术实现脱离人员控制、自主执行(háng)任务,因此也(yě)被称作(zuò)自主式水下航行器(AUV)。
无人潜艇的用处很多,可用(yòng)于绘制海底地图,检查石油和天然气(qì)工(gōng)业的水下基(jī)础设施,也(yě)可用于搜索水下遗骸,定位和打捞失事船(chuán)只和坠毁(huǐ)的(de)飞机(jī),还可用于探索珊瑚礁,研究海流及追踪海洋生物(wù)等。随着(zhe)人工智能技术的发展,无人潜艇(tǐng)越来(lái)越“聪明(míng)”,自(zì)主执行(háng)任(rèn)务(wù)的能力(lì)越来越强,美国海军正在研(yán)制的“虎鲸(jīng)”超(chāo)大型(xíng)无人潜航器(XLUUV)能够自由工作三个月。
小型无人潜航器需要母船将(jiāng)其带到指定海域(yù)释(shì)放并回收,大(dà)型(xíng)远程无人潜航器则可从(cóng)港(gǎng)口自行出发及返(fǎn)回(huí)。商用(yòng)大型(xíng)无(wú)人(rén)潜航器的典型任务是油(yóu)气(qì)或深(shēn)海矿物勘(kān)探、海上风电(diàn)场的现(xiàn)场检查等,其可以像“割草(cǎo)”一样在一(yī)片海域上(shàng)下移动,利用机载(zǎi)智能(néng)自动避开障碍物,补充扫描可能错过的区域,仔细调查有(yǒu)兴趣的位置。
美(měi)国军方很积极(jí)
近年来,美(měi)国军(jun1)方积极研制、列装无(wú)人潜航(háng)器,其已经装备多种小型无人潜艇,用于寻找并排除水雷,并在两栖登陆作战前(qián)探测目标海岸线。目前,美国(guó)正在努力研制大型(xíng)无人(rén)潜航器,波音公司负(fù)责制造(zào)的“虎鲸”超大型(xíng)无人潜航器将在2022年投入使用,其(qí)重量预计将(jiāng)超过50吨。
大型军(jun1)用无人潜航器(qì)可(kě)用(yòng)于各种秘密任(rèn)务,如“偷窥”外国港口(kǒu)活动、侦察对手(shǒu)船只、窃听水下通信(xìn)电缆,或者(zhě)寻找(zhǎo)、定位并跟踪敌方潜艇(tǐng)。在战时,它们也可以发动攻击——美国海军正在生产(chǎn)一种(zhǒng)新型(xíng)水(shuǐ)雷,供无(wú)人潜艇秘密投送。此外,无人潜艇还(hái)可以作为载人潜艇的“眼睛和耳朵(duǒ)”,一(yī)艘大(dà)型无人(rén)潜艇甚(shèn)至(zhì)可以(yǐ)充当小(xiǎo)型无人潜(qián)艇舰队的母(mǔ)舰,它们甚(shèn)至能够发射无人机到空中执行侦察或打击任务。
载人潜艇需要百(bǎi)名左右(yòu)精心挑选、训练有素的艇员,动辄造价(jià)数十亿美(měi)元,而订购四(sì)艘“虎鲸”仅(jǐn)需1000万美元,采用3D打印等新型制造技术(shù)后,无人潜航器(qì)的成本将进(jìn)一(yī)步(bù)降(jiàng)低(dī),这使美国(guó)海军能够打(dǎ)造一支比载人潜艇舰(jiàn)队(duì)更(gèng)为庞大的无人水下“幽灵舰队”。
3D打印赋新能(néng)
潜水技术公司称,3D打印技术将使无人潜艇更好、更(gèng)快(kuài)、更便宜。该公司已经制造出一艘名(míng)为“潜水-LD”的(de)3D打印潜艇,并与美国海(hǎi)军水下作战中(zhōng)心及国(guó)防高级研究计划局(DARPA)达成了合(hé)作协议。
载(zǎi)人潜艇(tǐng)必(bì)须安装坚硬的外壳,为艇员提(tí)供必要(yào)的生存环境。“潜水-LD”则并非(fēi)如此,其只在电子控制系(xì)统及发动机等关键部位有(yǒu)耐压(yā)壳体保护,艇体并不(bú)封闭,只(zhī)提供符合水动力学的“水滴外形”,海水可以进入以平衡内外压力。在制造过(guò)程中,“潜水-LD”外壳(ké)被分割成数个4英尺宽(kuān)、4英尺长的部分,每个部分都可以在不到(dào)36小(xiǎo)时内打印完毕。此外,其内部还有(yǒu)85个需要3D打印的部件。
“潜水-LD”在2020年(nián)8月完成详细设计,10月(yuè)就开(kāi)始(shǐ)海上试验,其组装(zhuāng)过程仅用4天。目前,潜水技术公司已经研制出推(tuī)进、能(néng)源、通讯、导航和计算等(děng)模块化套(tào)件,加上可以(yǐ)快速打印的壳体,“几(jǐ)个星期之内”就(jiù)能完成不同大小、不同用途无人(rén)潜艇的设计、生产。
“潜水-LD”长5.8米,直(zhí)径1.2米,续航能力超过10天,航程超过950公里(lǐ),装有(yǒu)智能(néng)“大脑”,能够自(zì)主规划(huá)航(háng)行路线、规避障(zhàng)碍(ài)及其他(tā)船只。同时,其最(zuì)大潜深可达6000米,而美(měi)国现(xiàn)役“海狼级”核潜(qián)艇(tǐng)潜深仅为600米左右。潜水技术公司计划为“潜水-LD”安装海上充电及数据下(xià)载设备,使其能够更(gèng)长时间地执行任务。