日前,据美(měi)国科技(jì)新闻网站“Popular Mechanics”报道,一家(jiā)名为“潜水技术(Dive Technology)”的美国高科技公司推(tuī)出了一种利用(yòng)3D打(dǎ)印制造的无人潜艇,该技术能够大(dà)幅降(jiàng)低制造成本、缩短生产时间、提高潜艇作战性(xìng)能,有望在潜艇制造(zào)甚(shèn)至水(shuǐ)下作战领域掀(xiān)起一场革命(mìng)。
无(wú)人潜艇有哪(nǎ)些用处?3D打印的无人(rén)潜艇,将怎样颠覆水下(xià)战场呢?
无人潜艇用处多
无(wú)人潜艇又(yòu)称无人潜航器(UUV),其外形通常与鱼雷类似。一般的无人(rén)潜航器带有(yǒu)声(shēng)纳、摄像头(tóu)和其(qí)他传(chuán)感(gǎn)器,用于水下勘测(cè)及侦察任务,部分(fèn)老式潜航器通过电(diàn)缆(lǎn)与母船相连,由操作人员远(yuǎn)程控制。新式潜航器可以通过(guò)预置程序或人工智能(néng)技术实现脱离人员控制、自主执行任务,因此也被称作自主式水下航行器(AUV)。
无人(rén)潜艇的用处(chù)很多(duō),可(kě)用于绘制(zhì)海底地图,检(jiǎn)查石油和天然气工(gōng)业的水下基(jī)础设施,也可用于(yú)搜索水下遗骸,定(dìng)位和(hé)打捞失(shī)事(shì)船只(zhī)和坠毁的飞机,还可用(yòng)于探索(suǒ)珊瑚礁(jiāo),研(yán)究(jiū)海流及追踪海洋生物等(děng)。随(suí)着人工(gōng)智能技术的发展,无人潜(qián)艇越来越(yuè)“聪明”,自主执行任务的能力越(yuè)来越强,美(měi)国(guó)海军正在研(yán)制的“虎鲸”超大型(xíng)无人潜航器(XLUUV)能够自由工(gōng)作三个月。
小型无(wú)人(rén)潜航器需要母船将其带到指定海(hǎi)域释放并回收,大型远程(chéng)无人潜航器则(zé)可从港口(kǒu)自行出发及(jí)返回。商用大型无人潜航器(qì)的典(diǎn)型任(rèn)务是油气或(huò)深海矿物勘(kān)探(tàn)、海(hǎi)上风电场的现场检(jiǎn)查等,其可(kě)以像“割草”一(yī)样在一片海域上下移动(dòng),利用机载(zǎi)智能自动(dòng)避开障碍物(wù),补充扫描可(kě)能(néng)错过的区域,仔细调查有兴趣的位(wèi)置。
美国军方很积极
近年来,美国军方积极研(yán)制、列装无人(rén)潜航器,其已经装备(bèi)多种小(xiǎo)型无人潜艇(tǐng),用于寻找并排除水雷,并在两栖登(dēng)陆(lù)作(zuò)战前探测目(mù)标海(hǎi)岸线。目前,美国正在努力研制大(dà)型无人潜航器,波音(yīn)公司负责(zé)制(zhì)造的“虎鲸”超大型无人潜(qián)航器将在2022年投入使用,其重量预计将超过50吨。
大型军用无人潜航器可(kě)用于各(gè)种秘密任(rèn)务,如“偷窥(kuī)”外国港口活动(dòng)、侦察对(duì)手船只、窃听水(shuǐ)下(xià)通(tōng)信电缆,或者(zhě)寻找、定位并跟踪敌方潜艇。在战时,它们也可以发动攻击(jī)——美国(guó)海(hǎi)军正(zhèng)在(zài)生产(chǎn)一(yī)种新型水雷,供无(wú)人潜(qián)艇秘密投送。此外,无人潜艇还可(kě)以作(zuò)为载人潜艇的“眼(yǎn)睛和(hé)耳朵”,一艘大型无人潜艇甚至可以充当小型无人潜(qián)艇舰队的母舰,它们甚至能够发射无人机到空中执行侦察(chá)或打击任务。
载人潜艇需要百名左(zuǒ)右精心挑选、训练有素的艇员,动辄(zhé)造价数(shù)十亿美元,而订购四艘“虎(hǔ)鲸(jīng)”仅(jǐn)需1000万美元,采用3D打印等(děng)新(xīn)型制造技(jì)术后,无人潜航(háng)器的成本将(jiāng)进一步降低,这(zhè)使美国海军能够打造一支(zhī)比载人潜(qián)艇舰(jiàn)队(duì)更为(wéi)庞大的无人水下“幽(yōu)灵舰队”。
3D打印赋新能
潜水技术公司称,3D打印技术将使无(wú)人潜艇更好、更快、更便宜。该公司已经制造出(chū)一艘名(míng)为“潜水-LD”的3D打印潜艇(tǐng),并与(yǔ)美国(guó)海军水(shuǐ)下作战中心(xīn)及国防高(gāo)级研究计划局(DARPA)达成了合作协议。
载人潜艇必须安装坚硬的外壳,为艇员提供必(bì)要的生存环境。“潜水-LD”则并非如此,其只在电子控(kòng)制系统及(jí)发动(dòng)机等关键(jiàn)部位有耐压壳(ké)体保护,艇体并不封闭,只提(tí)供(gòng)符合水动(dòng)力学的“水滴(dī)外(wài)形”,海水(shuǐ)可以进入以平衡内外压(yā)力。在制(zhì)造过程中,“潜水-LD”外(wài)壳被分割成数个4英尺(chǐ)宽、4英尺(chǐ)长(zhǎng)的部分(fèn),每个部(bù)分都可以在(zài)不到36小时内打印完毕。此外,其内部(bù)还有85个需(xū)要(yào)3D打印的部件。
“潜水-LD”在2020年(nián)8月完成(chéng)详细设计,10月就开始海(hǎi)上试验(yàn),其(qí)组装过程仅用4天。目前,潜水技术(shù)公司已经(jīng)研制出推进、能源、通讯、导航(háng)和计算等模块化套件,加上可以快速打印的壳体,“几个星期之内”就能完成不同大小、不同用(yòng)途无人潜艇的设计、生产。
“潜水(shuǐ)-LD”长5.8米,直径1.2米,续航能力超过10天(tiān),航程超过950公里,装有智能“大脑”,能够自主规划航行路(lù)线、规避障碍及其他船只。同(tóng)时(shí),其最大潜深可达6000米,而美国现役“海狼级”核潜艇潜深仅为600米(mǐ)左右。潜水技术公司(sī)计划为“潜(qián)水(shuǐ)-LD”安装海上(shàng)充电及数据(jù)下(xià)载设备,使其能够更长时间地(dì)执行任务。