国外水下无人装备研究现状及发展趋势.pdfVIP

一、国外水下无人装备现状

本文以水下无人航行器、水下预置装备、水下监听网等典型水下无人装备的

研究现状及典型项目案例为牵引，综述国外水下无人装备的发展现状。

⒈水下无人航行器

水下无人航行器(UUV)也称无人潜航器，美海军将UUV定义为无人、自带能

源、自推进、自主控制(预编程或实时自适应使命控制)或最低程度监控、无缆(除

数据光纤)的潜器；俄罗斯海洋科学技术研究所将UUV定义为能够在预定海域深

度范围内，按照预编程轨迹航行并完成需要作业的装有仪器设备的潜器。

⑴UUV的发展现状

UUV起源于20世纪50年代末，但由于技术条件限制，致使UUV发展缓慢，

80年代以后，随着计算机性能的提升、水声通信技术的突破，UUV开始具备半

自主控制能力。21世纪以来，伴随着智能算法的应用、海洋资源的探索及军备竞

争的需要，在军民科研领域掀起了UUV研究热潮，各种新概念、新方向被提出，

UUV的自主控制水平得到进一步提高，其任务开始从反水雷向反潜、水下侦察、

探测与识别等领域扩展。

美国是最早研究、研制UUV且技术最先进的国家，主要的UUV产品有蓝鳍

金枪鱼机器人公司的Bluefin系列、WHOI的ABEAUV、Oceanserver公司的

IverAUV等，军用UUV的典型型号有便携式的SAHRV、轻型的SMCM和重型

的BPAUV等；欧洲国家在UUV的发展上仅此于美国，主要的UUV产品有挪威

的REMUS系列(交付美海军)及HUGIN系列、法国的Alister系列、瑞典的SAAB

系列、英国的Autosub系列和Tailsman系列、德国的seaOtterMK系列。

另外，我国周边的俄罗斯和日本在UUV研究方面也具备较高的水平，例如俄

罗斯海洋技术研究所的SKATAUV和MT-88AUV、日本海洋科学技术中心的深海

型URASHIMAAUV等。

⑵UUV典型分类

随着水下作业需求的增加，更多适应不同工作需求的水下无人航行器研制并

应用，按照结构及工作模式，主要分为遥控水下航行器(ROV)和自主水下航行器

(UUV)。

①遥控水下航行器

ROV一般不自带能源，需要利用一条脐带缆从甲板进行供电，为减少脐带缆

的直径和脐带缆承载电流，一般采用高压供电，小型观测型ROV脐带缆较短

(300m)，为节约成本，一般采用交流电，并利用电力载波的形式进行通信，而

大型ROV由于功率较大，工作范围广，因而多采用复合脐带缆，包括供电线及信

号线(双绞线或光纤)，供电一般为超过700V的直流电。ROV具备较好的实时可

操作性，因此多装备摄像机、成像声呐、机械手等设备，进行水下观测、打捞、

设备安装/拆除、船舶清洗等作业。

表1ROV分类表

②自主水下航行器

AUV为无缆、自主式水下航行器，一般具备自主导航、控制、预编程、安全

保障、位置回传等功能。在结构设计上，为减少阻力、节约能源、延长潜器的作

业时间，AUV常设计为流线型，采用推进器＋尾舵或矢量推进器(Bluefin系列)

的结构；在搭载设备上，由于AUV的完全自主性，要求其自身具备惯导、GPS、

多普勒等设备完成导航功能，并在浮出水面后，能够通过北斗、铱星等设备进行

位置回传，便于装备回收。相较于ROV，AUV没有脐带缆的束缚，活动范围较大，

可用于战场前线侦察、探测、突袭。大部分的AUV都是回转体或水滴形，因此常

以直径对AUV进行分类，如表2所示。

表2AUV按直径分类表

由于有些航行器并不是规则形状，不便按尺寸划分，因此国际上还经常利用

排水量进行分类，如表3所示。

表3AUV按排水量分类表

按照航程，可划分近程、中程、远程