3D打印無人潛艇，怎樣顛覆水下戰(zhàn)場？

科技日報(bào)記者 胡定坤

日前，據(jù)美國科技新聞網(wǎng)站“Popular Mechanics”報(bào)道，一家名為“潛水技術(shù)（Dive Technology）”的美國高科技公司推出了一種利用3D打印制造的無人潛艇，該技術(shù)能夠大幅降低制造成本、縮短生產(chǎn)時間、提高潛艇作戰(zhàn)性能，有望在潛艇制造甚至水下作戰(zhàn)領(lǐng)域掀起一場革命。

無人潛艇有哪些用處？3D打印的無人潛艇，將怎樣顛覆水下戰(zhàn)場呢？

△“潛水-LD”無人潛航器。圖源：Popular Mechanics網(wǎng)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，用于水下勘測及偵察任務(wù)，部分老式潛航器通過電纜與母船相連，由操作人員遠(yuǎn)程控制。新式潛航器可以通過預(yù)置程序或人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)脫離人員控制、自主執(zhí)行任務(wù)，因此也被稱作自主式水下航行器（AUV）。

無人潛艇的用處很多，可用于繪制海底地圖，檢查石油和天然氣工業(yè)的水下基礎(chǔ)設(shè)施，也可用于搜索水下遺骸，定位和打撈失事船只和墜毀的飛機(jī)，還可用于探索珊瑚礁，研究海流及追蹤海洋生物等。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，無人潛艇越來越“聰明”，自主執(zhí)行任務(wù)的能力越來越強(qiáng)，美國海軍正在研制的“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并回收，大型遠(yuǎn)程無人潛航器則可從港口自行出發(fā)及返回。商用大型無人潛航器的典型任務(wù)是油氣或深海礦物勘探、海上風(fēng)電場的現(xiàn)場檢查等，其可以像“割草”一樣在一片海域上下移動，利用機(jī)載智能自動避開障礙物，補(bǔ)充掃描可能錯過的區(qū)域，仔細(xì)調(diào)查有興趣的位置。

美國軍方很積極

近年來，美國軍方積極研制、列裝無人潛航器，其已經(jīng)裝備多種小型無人潛艇，用于尋找并排除水雷，并在兩棲登陸作戰(zhàn)前探測目標(biāo)海岸線。目前，美國正在努力研制大型無人潛航器，波音公司負(fù)責(zé)制造的“虎鯨”超大型無人潛航器將在2022年投入使用，其重量預(yù)計(jì)將超過50噸。

大型軍用無人潛航器可用于各種秘密任務(wù)，如“偷窺”外國港口活動、偵察對手船只、竊聽水下通信電纜，或者尋找、定位并跟蹤敵方潛艇。在戰(zhàn)時，它們也可以發(fā)動攻擊——美國海軍正在生產(chǎn)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(dāng)小型無人潛艇艦隊(duì)的母艦，它們甚至能夠發(fā)射無人機(jī)到空中執(zhí)行偵察或打擊任務(wù)。

載人潛艇需要百名左右精心挑選、訓(xùn)練有素的艇員，動輒造價(jià)數(shù)十億美元，而訂購四艘“虎鯨”僅需1000萬美元，采用3D打印等新型制造技術(shù)后，無人潛航器的成本將進(jìn)一步降低，這使美國海軍能夠打造一支比載人潛艇艦隊(duì)更為龐大的無人水下“幽靈艦隊(duì)”。

3D打印賦新能

潛水技術(shù)公司稱，3D打印技術(shù)將使無人潛艇更好、更快、更便宜。該公司已經(jīng)制造出一艘名為“潛水-LD”的3D打印潛艇，并與美國海軍水下作戰(zhàn)中心及國防高級研究計(jì)劃局（DARPA）達(dá)成了合作協(xié)議。

△3D打印的“潛水-LD”殼體。圖源：Popular Mechanics網(wǎng)站

載人潛艇必須安裝堅(jiān)硬的外殼，為艇員提供必要的生存環(huán)境。“潛水-LD”則并非如此，其只在電子控制系統(tǒng)及發(fā)動機(jī)等關(guān)鍵部位有耐壓殼體保護(hù)，艇體并不封閉，只提供符合水動力學(xué)的“水滴外形”，海水可以進(jìn)入以平衡內(nèi)外壓力。在制造過程中，“潛水-LD”外殼被分割成數(shù)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(nèi)打印完畢。此外，其內(nèi)部還有85個需要3D打印的部件。

“潛水-LD”在2020年8月完成詳細(xì)設(shè)計(jì)，10月就開始海上試驗(yàn)，其組裝過程僅用4天。目前，潛水技術(shù)公司已經(jīng)研制出推進(jìn)、能源、通訊、導(dǎo)航和計(jì)算等模塊化套件，加上可以快速打印的殼體，“幾個星期之內(nèi)”就能完成不同大小、不同用途無人潛艇的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)。

“潛水-LD”長5.8米，直徑1.2米，續(xù)航能力超過10天，航程超過950公里，裝有智能“大腦”，能夠自主規(guī)劃航行路線、規(guī)避障礙及其他船只。同時，其最大潛深可達(dá)6000米，而美國現(xiàn)役“海狼級”核潛艇潛深僅為600米左右。潛水技術(shù)公司計(jì)劃為“潛水-LD”安裝海上充電及數(shù)據(jù)下載設(shè)備，使其能夠更長時間地執(zhí)行任務(wù)。

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