3D列印無人潛艇,怎樣顛覆水下戰場?

2020-12-26 騰訊網

◎ 科技日報記者胡定坤

日前,據美國科技新聞網站「Popular Mechanics」報導,一家名為「潛水技術(Dive Technology)」的美國高科技公司推出了一種利用3D列印製造的無人潛艇,該技術能夠大幅降低製造成本、縮短生產時間、提高潛艇作戰性能,有望在潛艇製造甚至水下作戰領域掀起一場革命。

無人潛艇有哪些用處?3D列印的無人潛艇,將怎樣顛覆水下戰場呢?

「潛水-LD」無人潛航器。圖源:Popular Mechanics網站

無人潛艇用處多

無人潛艇又稱無人潛航器(UUV),其外形通常與魚雷類似。一般的無人潛航器帶有聲納、攝像頭和其他傳感器,用於水下勘測及偵察任務,部分老式潛航器通過電纜與母船相連,由操作人員遠程控制。新式潛航器可以通過預置程序或人工智慧技術實現脫離人員控制、自主執行任務,因此也被稱作自主式水下航行器(AUV)。

無人潛艇的用處很多,可用於繪製海底地圖,檢查石油和天然氣工業的水下基礎設施,也可用於搜索水下遺骸,定位和打撈失事船隻和墜毀的飛機,還可用於探索珊瑚礁,研究海流及追蹤海洋生物等。隨著人工智慧技術的發展,無人潛艇越來越「聰明」,自主執行任務的能力越來越強,美國海軍正在研製的「虎鯨」超大型無人潛航器(XLUUV)能夠自由工作三個月。

小型無人潛航器需要母船將其帶到指定海域釋放並回收,大型遠程無人潛航器則可從港口自行出發及返回。商用大型無人潛航器的典型任務是油氣或深海礦物勘探、海上風電場的現場檢查等,其可以像「割草」一樣在一片海域上下移動,利用機載智能自動避開障礙物,補充掃描可能錯過的區域,仔細調查有興趣的位置。

美國軍方很積極

近年來,美國軍方積極研製、列裝無人潛航器,其已經裝備多種小型無人潛艇,用於尋找並排除水雷,並在兩棲登陸作戰前探測目標海岸線。目前,美國正在努力研製大型無人潛航器,波音公司負責製造的「虎鯨」超大型無人潛航器將在2022年投入使用,其重量預計將超過50噸。

大型軍用無人潛航器可用於各種秘密任務,如「偷窺」外國港口活動、偵察對手船隻、竊聽水下通信電纜,或者尋找、定位並跟蹤敵方潛艇。在戰時,它們也可以發動攻擊——美國海軍正在生產一種新型水雷,供無人潛艇秘密投送。此外,無人潛艇還可以作為載人潛艇的「眼睛和耳朵」,一艘大型無人潛艇甚至可以充當小型無人潛艇艦隊的母艦,它們甚至能夠發射無人機到空中執行偵察或打擊任務。

載人潛艇需要百名左右精心挑選、訓練有素的艇員,動輒造價數十億美元,而訂購四艘「虎鯨」僅需1000萬美元,採用3D列印等新型製造技術後,無人潛航器的成本將進一步降低,這使美國海軍能夠打造一支比載人潛艇艦隊更為龐大的無人水下「幽靈艦隊」。

3D列印賦新能

潛水技術公司稱,3D列印技術將使無人潛艇更好、更快、更便宜。該公司已經製造出一艘名為「潛水-LD」的3D列印潛艇,並與美國海軍水下作戰中心及國防高級研究計劃局(DARPA)達成了合作協議。

3D列印的「潛水-LD」殼體。圖源:Popular Mechanics網站

載人潛艇必須安裝堅硬的外殼,為艇員提供必要的生存環境。「潛水-LD」則並非如此,其只在電子控制系統及發動機等關鍵部位有耐壓殼體保護,艇體並不封閉,只提供符合水動力學的「水滴外形」,海水可以進入以平衡內外壓力。在製造過程中,「潛水-LD」外殼被分割成數個4英尺寬、4英尺長的部分,每個部分都可以在不到36小時內列印完畢。此外,其內部還有85個需要3D列印的部件。

「潛水-LD」在2020年8月完成詳細設計,10月就開始海上試驗,其組裝過程僅用4天。目前,潛水技術公司已經研製出推進、能源、通訊、導航和計算等模塊化套件,加上可以快速列印的殼體,「幾個星期之內」就能完成不同大小、不同用途無人潛艇的設計、生產。

「潛水-LD」長5.8米,直徑1.2米,續航能力超過10天,航程超過950公裡,裝有智能「大腦」,能夠自主規劃航行路線、規避障礙及其他船隻。同時,其最大潛深可達6000米,而美國現役「海狼級」核潛艇潛深僅為600米左右。潛水技術公司計劃為「潛水-LD」安裝海上充電及數據下載設備,使其能夠更長時間地執行任務。

來源:科技日報

編輯:劉義陽

審核:王小龍

終審:冷文生

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