无人海底车辆正在“拥抱自然”并迅速发展

　　通过从大自然中汲取设计灵感，无人海底车辆（UUV）正在发展成为彻头彻尾的创新和隐身，在许多情况下，能够携带可针对各种军事任务定制的有效载荷。

　　最著名的UUV之一是洛克希德马丁公司的马林鱼，它能够完全独立操作。美国海军可以将马林鱼用于“各种海底应用，如水下情报、监视、侦察和小型有效载荷交付，”洛克希德马丁公司自主海事系统总监蒂姆·福尔说。“马林鱼可以去潜艇和载人船只不能或不想去的地方，并利用其传感器、通信和数据缩减功能。

　　福尔说，水雷是海军面临的最艰巨的挑战之一，发现和测绘水雷“是无人潜航器的良好利用”。“像马林鱼这样的无人潜航器可以装备成一个单架次探测到交战链，再加上正确的传感器、目标识别软件和消耗性地雷中和器。

　　另一个著名的UUV是“刀鱼”，它由Bluefin Robotics Corp.创建，此后成为通用动力任务系统的一部分。其标准型号使用各种传感器进行操作，包括惯性导航系统、多普勒速度记录仪、指南针和声速传感器。刀鱼的有效载荷是一种低频宽带合成孔径声纳，用于探测埋藏的地雷。

　　通用动力任务系统海事和战略系统业务总监Matt Graziano说：“Knifefish一次性提供高杂乱环境中埋藏、底部和体积地雷的搜索、检测、分类和识别 - 人类操作员的干预最少，并缩短了整体地雷对策任务时间表。“成本相对低且易于部署的水下水雷的扩散对海军行动和海上安全构成了独特的威胁。”

　　无人潜航器有效载荷

　　就无人潜航器携带的有效载荷而言，为特定任务进行定制的能力是非常可取的。“我们有多辆Marlin车辆，每辆汽车的配备COTS（商用现成）零件，定制传感器和通信电子设备略有不同，”Fuhr指出。“只要电子设备与Marlin的尺寸，重量和功率（SWaP）要求兼容，就可以为特定应用定制车辆。

　　“自主性、数据处理能力、能源系统和水下通信系统是发展和挑战的主要领域，”在今天的UUV发展中，Fuhr说。“储能系统定义了无人潜航器的大小，因为车辆必须携带自己的能源，这种能源必须在预定任务的持续时间内持续使用。像Marlin这样的UUV希望最大化任务范围，最小化可探测性，并有能力成为数据和通信节点 - 在单资产和多资产任务场景中。

　　UUV技术下一步将走向何方？洛克希德马丁公司专注于“协调开发用于大有效载荷能力的超大型无人潜航器;用于潜艇相关操作的大口径系统;用于地雷对策和需要消耗性任务的小型无人潜航器;以及无人潜航器、无人水面飞行器（USV）和无人驾驶飞行器（UAV）之间的合作行为，“Fuhr说。“另一个关键要素是与其他资产的互操作性，以及启用和参与多域操作的能力。

　　新兴创新

　　其他国防主承包商、政府实验室和大学团队正在探索UUV领域的创新。有太多了，无法一一列举，但这里有一些特殊的。

　　释放克拉昆斯！

　　约翰霍普金斯大学应用物理实验室的研究人员最近开发了耐腐蚀空中隐蔽无人航海系统，称为CRACUNS，这是一种无人机（UAV），可以停留在隐藏在水下的站上，然后发射到空中执行各种任务。

　　“释放CRACUNS”的能力正在引入以前无人机或UUV平台无法实现的新功能。它在恶劣的沿海环境中运行的能力以及有效载荷的灵活性意味着CRACUNS可用于各种任务。它的低成本是一个奖励，使其具有消耗性，允许在高风险场景中使用大量车辆。

　　CRACUNS最具创新性的功能是什么？研究人员说，它可以保持在很大的深度或从UUV发射，而无需结构金属部件或机加工表面。为此，设计师制造了一种轻质、潜水、复合材料机身，能够在水下承受水压。敏感部件密封在干式压力容器内，免受腐蚀性盐水环境的影响，而电机则采用保护涂层。

　　海底导航

　　目前正在进行的另一个关键进展集中在海底导航上。BAE系统公司正在努力为美国国防高级研究计划局（DARPA）开发海底导航系统，以在整个海洋盆地提供精确的全球定位。

　　深海导航定位系统（POSYDON）计划的目标是使水下航行器能够在保持在海洋表面以下的同时准确导航。有趣的是，POSYDON将利用一些硬核物理学来创建定位，导航和计时系统，该系统专门设计用于通过在海洋周围的固定位置使用多个集成的远程声源来允许车辆保持在水下。

　　BAE系统公司在开发水下主动和被动声学系统方面拥有40多年的经验：“我们将使用相同的技术，通过选择和演示声学水下GPS源和相应的小型接收器，彻底改变POSYDON的海底导航，”BAE系统公司传感器处理和开发总监Joshua Niedzwiecki说。

　　捕获和处理声学信号所需的车辆仪表也将作为该计划的一部分进行开发。BAE系统公司计划利用其在信号处理、声学通信、干扰消除和抗干扰/防欺骗技术领域的能力。该公司正在与华盛顿大学，麻省理工学院（MIT）和德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员合作开展POSYDON计划。

　　审核编辑：郭婷