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无人潜航器深海反潜 潜在应用价值高
日期：2008-04-01 10:51:31|0000-00-00 00:00:00 来源：no 作者：中国网
冷战后期，无人潜航器被视为是深海反潜战任务的重要力量，可执行活动声障巡逻、舰外主动声源、潜艇深水避雷以及港口出口外战术侦察等使命，为此，美、苏两个超级大国进行过许多作战演习。
然而，随着冷战的结束，深海反潜问题在无人潜航器被部署之前就已经消失，目前无人潜航器的任务将主要集中在沿海水下作战，包括浅水水雷侦察、对柴油机潜艇反潜、监视并阻止其扩大活动范围等。
在未来战争中，无人潜航器可以搭载在护卫舰、驱逐舰和潜艇等各种作战平台上，各种变形还能很好地由固定翼或旋翼飞机发射，同时也可作为舷外自主式无人水下平台独立使用，提供经济的兵力增强，增加对水下作战空间的了解，减少直接暴露在敌对行动中，利用自身携带的各种传感器和武器执行海军普通舰艇难以完成的作战任务，极大地扩展了海军的作战能力，具有很大的潜在军事应用价值。
BPAUV
BPAUV是美国马塞诸塞州金枪鱼机器人技术公司研制的一种小型快速水下机器人，是濒海作战舰(LCS)任务模块中关键的一环，能为水雷战和其它使命提供重要的情报、监视和侦察能力，BPAUV采用带有单个铰链式导管推进器的低阻整流片。可以从舰艇或小船上操作。
通常它们从不带小型船只的海洋地形舰船上操作，但也可从小渔船上布放，或直接布放。
基于行为的控制结构是确认任务目标中的灵活有力的方法。按照预置的任务计划航行，经过航行点时记录海底地图和其它海洋学数据。当潜航器回收后，记录的数据通过舰艇的指挥控制系统传送到任务后分析软件，并将所获情报和环境数据上传给水雷战与环境决策辅助库（MEDAL）。
BPAUV以金枪鱼机器人技术公司开发的“金枪鱼21”为原型进行设计，潜航器上的电池能驱动航行器以3节航速航行18小时h，覆盖150米的宽度，最大深度可达200米。BPAUV上最先进的导航系统集成了姿态航向参考系统和多普勒计程仪的数据，并定期进行全球定位系统（GPS）数据更新，能完成精确导航和目标定位。
另外，潜航器上455千赫的侧扫声呐能提供7.5～10米分辨率的图像。根据合同，美国海军将购买1套BPAUV 系统，包括2艘潜航器和支援设备。
BPAUV重800磅（1000公斤，长122英寸，宽21英寸，动力为锂电池，运行速度3节。一旦从水雷战舰艇布放后就完全自主根据预先设计的程序路线进行航行。BPAUV带有侧扫描声纳，能够探测和辨别舰艇前的水雷样的接触。
BPAUV的主要参数：
总长：305 cm
直径：53 cm
重量：干重220 kg
湿重 360 kg
作业深度：270 m
传感器装置：电导温度深度(CTD)
多普勒测速导航 (DVL)
荧光计(浊度)
光学后向散射浊度计(OBS, 浊度)
KLINE 5400 侧扫声纳(455 kHx)
导航：惯性导航系统 (INS)
多普勒测速导航(DVL)
航向姿态参考系统（AHRS)
定期差分GPS（ DGPS）更新
动力跟踪：是
研发历程
美国海军早在1994年就制订了无人潜航器的发展计划，随着技术的不断进步，计划也在不断地进行调整。在已经取得初步成果和大量先进经验的基础上，2005年1月21日，美国海军公布了经过大规模修订后的升级版的 “海军无人潜航器主计划”，重新设定了无人潜航器的使命任务以及海军希望它所具有的能力，同时指明了工业部门的发展方向。新计划以“21世纪海上力量”为指南，重新确定了9个方面的重点能力，包括：情报/监视/侦察能力（ISR），水雷对抗能力（MCM），反潜战能力（ASW），检测/识别能力（ID），海洋学能力，通信/导航网络节点能力（CN3），有效载荷发送能力，信息战能力（IO）以及时敏打击能力（TCS）。
2003年6月，海军研究中心在美国USS Falcon (MHC 59)舰艇上进行了一次BPAUV的演示。演示在Corpus Christi作业区进行，持续了两周时间。舰艇上人员使用BPAUV执行几种不同的水雷战任务，旨在验证从水面水雷对抗平台上布放BPAUV的可行性以及评估在时间和风险方面的任务效果。
到2004年中，海军已经拥有4架BPAUV，每艘费用高达75万美元。BPAUV是首批在SWIFT上进行演示的UUV之一，并被安排参加在挪威和诺福克海岸附近举行的演习。
美国2004年5月6日报道说美国海军在2004“蓝色游戏”的军事演习中在挪威海岸附近丢失了一艘BPAUV。它未能潜出水面回到SWIFT舰上，海军进行了一周的搜索也未能发现。
2004年5月11日海军宣布丢失的BPAUV已经在挪威被一对在海滩散步的老夫妇发现。当地当局立即通知了相关部门并将它送到北约的一个军事设施。报道说海军专家认为这次事故原因不是技术问题而是操作失误。显然BPAUV在前往深水时撞到了淡水层。
2005年9月9日，美国海军近海和水雷战（PEO LMW）项目执行办公室所属的无人潜航器项目办公室将一份价值920万美元的合同授予金枪鱼机器人技术公司，开始研制新的“战场准备自主式无人潜航器”（BPAUV）。
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准备入水的Bluefin-21<来源：中国网>
Bluefin（金枪鱼）系列
Bluefin-9
潜水时能快速反转：
独立的承压电池和数据模块很容易通过AUV顶上的舱口进行更换。更换电池和数据模块省去了电池充电和数据下载的时间，使有效作战节奏成倍增加。低自噪声、出色的动力控制以及世界一流的电磁和 惯性导航解决方案进一步确保了载荷数据的高质量。
操作简单：
Bluefin-9 AUV能自动收集感兴趣区域侧扫声纳和CTD数据。设计该潜航器时充分考虑了操作员的需求，从用户友好的软件到一体的发射和回收柄，使得单个人员就能从各种舰艇和小船上部署这一系统。
模块化和现场可维护性：
Bluefin-9基于已证明了的Bluefin结构，在不增加系统总体重量的前提下使有效载荷最大化，便于现场服务和维护。用户友好电池使得Bluefin AUV的舰艇无须打开压力仓，从而保证了可靠性，消除了集中故障模式。
精确的导航：
Bluefin-9拥有精确的自主式导航性能，不需要使用声学浮标。它的导航系统不断显示出任何商用或军用自主式水下潜航器的最精确的非固定的、非声学辅助的勘察。
Bluefin-12
Bluefin-12为用户提供的平台具有同类产品无法比拟的载荷灵活性和能力。采用与轻型鱼雷结构相似的带有尖端技术的智能包装实现了有效载荷最大化和高性能。
操作简单：
Bluefin-12重量轻和固有的强大的建筑结构可以从各种平台布放和回收，从小艇到大型船只。设计的该种潜航器可以不借助任何专业的舷边齿轮在各种恶劣的天气条件下作业。潜航器配置的舷边工具、任务计划、数据分析、数据管理、电池充电都有很强的直觉性，功能强大，使得操作员经过几天的培训就能快速掌握。
续航能力强：
4.5 kW/小时的功率使得操作员在换载荷功率、速度和航程时有很大的回旋余地。电池可以在原位充电或者关闭几分钟内就能完成交换。
载荷能力强：
Bluefin-12是专门用来支持潜航器前48英尺的多种载荷。充溢结构、声学透明的壳材料和前视提供了灵活的载荷集成，工程设计量实现最小化。模块化的区划设计通过电动结构得到进一步增强，该结构支持两个分离的相互独立的标准化接口的载荷。低自噪声、出色的动力性能、和世界一流的电磁和内设导航解决方案进一步保证了超级载荷数据的质量。
Bluefin-21
可重构性和可定制性：
Bluefin-21的模块化设计使得在潜水之间迅速交换载荷。所有的机械和电动接口都是标准化的，因此能够迅速将所选的传感器集成到载荷模块。Bluefin的软件开发人员工具包可以将新的传感器集成到潜航器的软件，包括数据流与导航同步。
灵活性：
Bluefin-21是世界上最小的深水勘察AUV。它的操作简单和甲板快速反转的特性使得在水中停留时间长、便于数据收集。支援舰只能携载和操作多个Bluefin-21AUV，从而使有限的船时得到优化。直觉的操作员接口允许在飞行时制定新任务，这样能够调整取样策略使性能最大化。
可靠性：
Bluefin-21使用高低不平的整流片能承受在恶劣天气条件下的发射和回收。铰链式的尾锥消除了潜航器鳍板被损坏的风险，承压电池有助于在甲板上进行快速反转，同时不需要打开并再封装受压舱。AUV上和操作员的桌面电脑的软件系统军方、学术界和商业行业已经应用了15年之久，很成熟了。
放在施放平台上的Bluefin-21 BPAUV<来源：中国网>
Bluefin-21 BPAUV
灵活性：
如在一系列舰队战斗实验中所显示的，Bluefin-21BPAUV能秘密收集精确的海洋生物分布和海底分类数据，供战场空间准备的早期阶段使用。它能在各种气候条件下作业，无论白天或夜间，不会牺牲数据的精确性，可以从不小于40英尺的小艇上部署。Bluefin独特的电池模式使得甲板快速反转保持在两小时之内，无需打开受压舱就能交换电池。全负荷的电池能为潜航器提供18小时时速为3节的勘查所需的动力，水深200米内的作业覆盖范围为150米。由于Bluefin的操纵员直觉软件使得可改编程序迅速而精确。
精确导航：
Bluefin-21高性能和自足的导航系统不需要使用声纳浮标。在潜水和定期上浮进行GPS数据更新时潜航器能融合AHRS和DVL数据。这种导航系统有卓越的导航性能。在美海军的演习中，Bluefin能对3米半径的范围内的目标进行精确定位。
杰出的声纳成像功能：
标准配置的Bluefin-21能携载一个高性能的455 kHz的侧扫声纳，水平航迹能提供10厘米的分辨率、垂直航迹能提供7.5厘米的分辨率。Bluefin高分辨率传感器和独特的导航精确性使Bluefin-21 每次潜水能发现对8平米的范围的水雷，这是其他装置无法比拟的。
水下自动滑翔器：
Spray是在拉斯戴维斯博士的指导下在Scripps研发的。这款浮力驱动的水下滑翔器能自动描绘出具体的区域水柱图，其部署时间可长达6个月之久。Spray采用液压泵改变排水量，这样能够沿着跷跷板样的滑翔路径上下滑翔，上下角度能超过20度。在1500米水深，Spray在通过4000米长的海底时能进行800次的绘图。轻型的Spray（只有52公斤）能从小艇上发射和回收。
传感器、导航和通信：
标准的一套传感器是一套海洋科学类的CTD仪器。荧光计和光后向散光传感器也合成到Spray潜航器中。潜航器浮在水面时通过GPS进行导航，用户可以通过铱星网络与平台通信。Spray集长航程、精确传感器、GPS导航以及双向通信为一体，为所有海洋观察者提供了新的机遇（如实时的适应性采样）。
Subsea Batteries海底电池：
Bluefin承压海底电池和灵巧的充电器为水下系统提供了可靠安全的高能密度的电源系统。（电池）下面的化学物质能延长使用寿命减少保养时的停用期。Bluefin的电池包括能提供嵌入式保护、监视、电源控制和电池状况等的电子设备。
高性能：
Bluefin的海底电池能提供高能量能力并支持高放电率。集成的电子设备能持续监视电池的状况和剩余的电力，通过一条双线、多线程的RS485串行链路与主系统相连。
快速反转：
操作员无须打开不透水的封口就能快速更换到新的电池模式。这使得实地的潜航设备能快速反转，不会出现故障。但如果需要的话，电池也可以充电。
潜航行动：
直接在海下潜航时，这些电池被设计用于任何方向完全的海底深度，不需要任何承受重压的外壳。(中国网/编译：知远 严美)
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