美国“虎鲸”无人潜航器。材料图片 据外媒报道，前未几，德国水师在波罗的海实现为期两周的“蓝鲸”无人潜航器试验。“蓝鲸”无人潜航器设备有多种摄像头跟传感器，可侦查潜艇、水面舰艇、水雷等目的。 作为一种水下无人平台，无人潜航器可搭载多种装备履行特定义务。在极其或伤害情况中，无人潜航器可能替换人类功课，存在很高的机动性跟效费比，被视为古代水师的“力气倍增器”。 良多国度都加年夜了水下无人力气的建立投入，然而能自立制作无人潜航器的国度还是多数。毕竟是什么起因，使制作一型无人潜航器这么难？请看本期解读。 壳体计划需满意多种请求 无人潜航器须要在水下多少米到上千米的深度履行义务，潜水深度越深，情况越庞杂，对无人潜航器壳体的请求也越高。总体而言，壳体计划须要经由过程资料抉择、水密技巧跟防腐化技巧3道最基础的关隘。 第一关：资料抉择。在水下1000米以内的情况中，无人潜航器多采取铝合金资料作为壳体资料。铝合金资料本钱低，机器加工机能好，但抗压强度较差。在水下1000米至3000米的情况中，不锈钢是应用最多的壳体资料。不锈钢的强度比铝合金高，造价跟机器加工机能中等。在水下3000米以上的情况中，钛及钛合金是最佳的壳体资料。它们有很好的钝化才能，强度高、加工机能好、有精良的耐蚀机能。美国的“海崖”号深潜器设备了钛察看舱跟把持舱，下潜深度可达6000米。俄罗斯研制的“壮士-D”无人潜航器由钛合金资料制成，曾在马里亚纳海沟海疆实现坐底实验。不外因为资本少、本钱高，钛的应用存在必定限度。 跟着资料技巧的开展，人们开端研制高强度固体浮力资料以替换传统资料。固体浮力资料是一种高新技巧化工新产物。其低密度型可供给更年夜的净浮力，高强度型可用于深潜，这为无人潜航器的计划供给了新的可能与偏向。 第二关：水密技巧。因为无人潜航器飞行深度可达数千米，假如密封机能欠好，轻则减轻部件腐化，重则招致无人潜航器淹没。无人潜航器的密封机能平日须要从壳体、光学窗、可装配封头3个方面全面斟酌。 壳体除了抉择抗压机能较好的资料外，还须要留神外形计划。现实应用中，壳体平日被计划为圆筒形，如许既轻易制作，又能抵抗外压，并且便于在其外部安排装备。 水下光学窗必需用石英玻璃、特种光学玻璃或许无机玻璃等透光机能好、强度高的资料制成。如许既能保障密封性，又能与成像镜头精良共同。 因为壳体内平日设备着种种装备，在实现水下义务后每每要对这些装备停止检验，以是壳体必需有一个可装配的封头。这种可装配的封头，平日采取“O”形圈密封。它是一个橡胶或其余弹性资料形成的圆环，高压时靠天然弹性，压力增添时“O”形圈会进一步变形，挤满可能泄露的处所。选用品质上等的密封圈，并坚持与壳体上的密封槽共同精良，才干保障密封性。 第三关：防腐化技巧。海水的强腐化性，使得无人潜航器在计划跟制作时必需斟酌防腐化办法。美国国防高等研讨打算局于2019年启动的“妖怪鱼”名目，第一阶段就要经由过程无人潜航器防腐化等多个要害计划审评。防腐化计划个别有5种方法。一是采取耐腐化的金属、合金或非金属资料。二是将被维护的名义与腐蚀介质隔断。三是采取无机涂层跟无机涂层将被维护立体与腐蚀介质隔断，无机涂层多为涂料涂层跟塑料涂层，无机涂层多为金属涂层跟非金属涂层。四是采取电化学维护。五是采取加重腐化的构造计划，比方加重漏洞腐化、加重应力腐化、加重打仗腐化等。 电池能量密度请求高 绝对海洋而言，海水中缺乏氛围，种种热机难以任务，无人潜航器年夜少数情形下须要依附其余动力。无人潜航器的动力与能源体系必需牢靠性高、把持性好、耐高压、耐低温、耐腐化。别的，因为无人潜航器体积较小，动力与能源体系还必需有较高的单元分量跟单元体积能量密度。 现有的无人潜航器重要依附锂电池作为能源源。典范的有挪威的HUGIN1000潜航器。该潜航器搭载聚合物锂电池，采取串联方法将单体电池衔接起来，每个单体电池容量约为40安时。这款潜航器的重要义务是探测水雷，航速个别为4至6节。 一些国度也在摸索应用其余范例的电池，以进步水下飞行器的机能。现在，应用较多的重要有铅酸电池、铝硫化铁蓄电池、锂蓄电池等。 铅酸电池本钱昂贵，技巧成熟且保护绝对简略。铅酸电池的电极重要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液。美国的“曼塔”年夜排量无人潜航器应用的能源源就是铅酸电池。该无人潜航重视14吨，采取泵喷推动，最高航速10节，巡航速率5节，续航时光为4到5小时。“曼塔”年夜排量无人潜航器重要担当侦查、监督等义务，也能够作为母艇平台，搭载更小型无人潜航器。 铝硫化铁蓄电池以锂铝合金为极板，应用硫化铁固体电解质全密封蓄电池。这种电池能量密度高，输出功率年夜，能量效力高。 锂蓄电池是美国马里兰州水面战核心正在研讨的一种无需加热的新型锂电池。它用固体氧化钴作阳极，氟化砷为电解液，充放电时锂粒子往返穿越，能量密度较高。该蓄电池充电速率快，并且在充电时不会发生气体，存在较好的保险性。 水下导航技巧难度年夜 导航体系在无人潜航器系统构造中占领无足轻重的位置，它能够为无人潜航器在庞杂大陆情况中供给地位、姿势等导航定位信息。这不只关联到履行义务的胜利与否，也关联到无人潜航器的保险。 想在深海寻觅准确的途径并非易事。起首，无人潜航器功课时平日会有较年夜落差的下潜与上浮，须要三维破体导航以应答海底情况。这个难度远弘远于传统立体导航。其次，电磁波在海水中衰减非常敏捷，无人潜航器又经常处在较深的水下情况中，这招致便捷的无线电导航跟雷达都只能作为帮助导航手腕。别的，因为对导航数据正确性及及时性高度依附，必需综合可供给持续信息的外部导航信息以及可获取准确活动轨迹的外部导航信息，才干为无人潜航器导航。 现在，无人潜航器水下导航最常用、最无效的方式是，船位推算法或惯性导航法等外部导航方式与无线电、声学、大陆地球物理学等外部导航方式的联合。 船位推算法是一种低本钱的导航方式，它可及时定位并给出载体平台以后跟未来的地位。不外，这种方法累计的偏差会招致无人潜航器导航体系表现的定位与现实地位不符。 惯性导航体系不受情况、载体灵活跟无线电烦扰的影响，能持续供给全体导航参数，在短时光内存在较高的绝对精度。其缺点是由于陀螺一直漂移，定位偏差会随飞行时光跟间隔连续积聚跟发散。 现在，惯性导航体系虽能满意中远程导航，但无奈满意近程、长时光飞行的导航请求。因而，无论船位推算法或是惯性导航都须要外部导航来修改偏差。比方，使无人潜航器周期性地浮出水面，采取无线电导航修改地位，从而晋升导航精度。如许做的缺点是倒霉于隐藏、须要破费额定时光且带来动力成绩。 采取声学外部导航方式也是一种处理计划。它应用声学旌旗灯号在大陆中的精良传布特征，以声学发射器为导航信标，由无人潜航器向声学信标发射声旌旗灯号并接受前往的声旌旗灯号，盘算绝对间隔，从而推算出及时地位。美国的REMUS-100无人潜航器是一款渺小型潜航器，可选装声学调制解调器、声学图像体系等。2003年，美国水师在伊拉克一个海港应用REMUS-100无人潜航器打扫第一次海湾战斗时代伊拉克水师布放的水雷，他们应用该型潜航器设备的侧扫声呐跟导航定位体系，正确发明了数枚水雷并停止了图上地位标定。这是天下上第一次胜利应用无人潜航器实现反叛雷搜寻。 别的，大陆磁导航、重力导航、海底地形婚配导航等大陆地球物理学导航的偏差，不随飞行时光或飞行间隔增添而积聚或发散。这些导航存在精度高、不受时光限度、无需升出水面、隐藏性强等长处，因而成为无人潜航器较幻想的帮助导航手腕。这也是比年来很多国度研讨的重点之一。（张琦 李博 拂晓宇） (责编：陈羽、唐宋) 分享让更多人看到小编：[db:摘要]
当前网址：https://www.987587.com//experience/theory/2025/0226/347.html
