日前,据(jù)美国科技新闻网(wǎng)站“Popular Mechanics”报道,一(yī)家名为“潜水技术(Dive Technology)”的美国高(gāo)科技(jì)公司推(tuī)出了一种(zhǒng)利用3D打印制造的(de)无人(rén)潜艇,该技(jì)术能够(gòu)大幅降低制造成本、缩短生产时间(jiān)、提高潜艇(tǐng)作战性能,有望(wàng)在潜艇制造(zào)甚至水(shuǐ)下作(zuò)战领域掀(xiān)起一场革命。
无(wú)人潜(qián)艇有哪些(xiē)用处?3D打印的无(wú)人潜(qián)艇,将怎样颠覆水下战场呢?
无人潜艇用处多
无人潜艇又称(chēng)无人潜航器(UUV),其(qí)外(wài)形通(tōng)常与鱼雷(léi)类似。一般(bān)的无人(rén)潜航器(qì)带有声(shēng)纳、摄像头和其(qí)他传感器(qì),用于水下勘测(cè)及侦察任务,部分老(lǎo)式潜航器通过电缆与(yǔ)母(mǔ)船相连,由操作(zuò)人(rén)员远程控制。新(xīn)式潜航器可以(yǐ)通过预置程序或人(rén)工智能技术实现脱离(lí)人员控制、自主执(zhí)行任务,因此也被称作自主式水下航(háng)行器(AUV)。
无人潜艇的用处很多,可用于绘(huì)制海(hǎi)底(dǐ)地图(tú),检查石(shí)油(yóu)和天然气工业的水下基(jī)础设施,也可用(yòng)于搜索水下遗(yí)骸,定位和打捞失事船只和(hé)坠毁的飞机,还可(kě)用于(yú)探(tàn)索珊瑚礁,研究海(hǎi)流(liú)及追(zhuī)踪海洋生物(wù)等。随着人工智能技术的发展,无人潜艇越(yuè)来越“聪(cōng)明”,自主执行(háng)任务(wù)的能力越(yuè)来越强,美国海(hǎi)军正(zhèng)在研制的“虎(hǔ)鲸”超大型无人潜航器(XLUUV)能(néng)够自由工(gōng)作三个月。
小型无人潜航器(qì)需要母船将其带(dài)到指定海域释放并回收,大(dà)型远程无人潜航器则可从港口自行出发及(jí)返回。商用大型无人潜航器的(de)典型任务是油气(qì)或深海矿物勘探、海上风(fēng)电(diàn)场的现场检(jiǎn)查(chá)等,其可以像“割草(cǎo)”一样在(zài)一片海域上下移(yí)动,利(lì)用机(jī)载智能自动(dòng)避开障(zhàng)碍物(wù),补充扫描可能(néng)错过的区(qū)域,仔(zǎi)细调查有(yǒu)兴趣的位置。
美国军方很积极
近(jìn)年(nián)来,美国军方积极研制(zhì)、列装无人潜航(háng)器,其已经装(zhuāng)备多种小型无人潜艇,用于寻找(zhǎo)并(bìng)排除水(shuǐ)雷,并在两栖(qī)登陆作战前探测目标(biāo)海岸线。目前,美国正(zhèng)在(zài)努力(lì)研制大型无人潜航器,波音(yīn)公司负责制(zhì)造的“虎鲸”超大型无人潜航器(qì)将在(zài)2022年投入使用(yòng),其重量预计将超(chāo)过50吨。
大(dà)型军用无人潜航器可用于(yú)各(gè)种秘(mì)密任务,如“偷窥”外国港(gǎng)口活动、侦察对手船(chuán)只(zhī)、窃听水下(xià)通(tōng)信电缆,或者(zhě)寻找、定(dìng)位并跟(gēn)踪敌方潜艇。在战(zhàn)时,它们也可(kě)以发动攻(gōng)击——美国海军正在生产一种新型水雷,供无人潜艇(tǐng)秘密投送。此(cǐ)外(wài),无人潜艇还(hái)可以(yǐ)作(zuò)为载(zǎi)人潜艇的“眼睛和耳朵”,一(yī)艘大型(xíng)无人潜艇甚至可以充当小(xiǎo)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侦察或打击任务。
载人潜艇需要百名(míng)左右精心挑选(xuǎn)、训练有(yǒu)素(sù)的艇员,动辄造价数十亿美元,而订购四艘“虎鲸”仅需1000万美元(yuán),采用3D打印等新型制造技术后,无人潜(qián)航器的成本将进一(yī)步降低(dī),这使美国(guó)海军能够打造一(yī)支比(bǐ)载人潜艇(tǐng)舰队更为庞大(dà)的无人水下“幽灵舰队”。
3D打印赋(fù)新能
潜水技术公司称,3D打印技术将使无人潜艇更好、更快、更便宜。该公司已经制造出一艘名为“潜水-LD”的3D打印潜艇,并与美国海军水下作战(zhàn)中心及(jí)国防高(gāo)级研究计划局(DARPA)达(dá)成了合作协议。
载(zǎi)人潜(qián)艇必须安装坚(jiān)硬的外壳,为艇员(yuán)提供必要的生存环境。“潜(qián)水-LD”则并非如(rú)此,其只(zhī)在电子(zǐ)控制系统及发动机等(děng)关键部位(wèi)有耐压壳(ké)体保护,艇体并不封闭,只提供符(fú)合水动力学的“水(shuǐ)滴外形(xíng)”,海(hǎi)水可以进入以平衡(héng)内外压力。在制造过程中,“潜水-LD”外壳被(bèi)分割成数个4英(yīng)尺(chǐ)宽、4英尺长的部分,每个部分都可以在(zài)不到36小时内打印完毕(bì)。此外,其内(nèi)部(bù)还有85个需要3D打印的部件。
“潜水(shuǐ)-LD”在2020年8月(yuè)完成详细设(shè)计,10月就开始海上试验,其组装过(guò)程仅用4天。目前,潜水(shuǐ)技(jì)术(shù)公(gōng)司已经研制出推进、能源、通讯(xùn)、导航(háng)和计算等模块化套件,加上可以快速(sù)打印的壳体,“几(jǐ)个(gè)星期之内”就能完(wán)成不同大小、不同用途无人潜艇的设计(jì)、生(shēng)产。
“潜水-LD”长5.8米,直径1.2米,续航能力超过10天(tiān),航(háng)程超(chāo)过950公里,装有智能“大脑(nǎo)”,能够自主规划航(háng)行路线、规(guī)避障(zhàng)碍及其他船只。同时,其(qí)最大(dà)潜(qián)深可达6000米,而美国现(xiàn)役“海狼级”核潜(qián)艇潜深(shēn)仅为600米左(zuǒ)右。潜水技术公司计划为“潜水-LD”安装海(hǎi)上充电及数据下载设备,使其能够更长时间地(dì)执(zhí)行任务(wù)。