水下無(wú)人潛航器集群發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)綜述

水下無(wú)人潛航器集群發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)綜述一、本文概述隨著科技的飛速發(fā)展，無(wú)人潛航器技術(shù)已成為當(dāng)今海洋科技領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。作為無(wú)人潛航器技術(shù)的重要分支，水下無(wú)人潛航器集群（UnmannedUnderwaterVehicleSwarm，簡(jiǎn)稱UUVS）以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，如高效率、高自主性、高適應(yīng)性等，在海洋探測(cè)、資源開發(fā)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、水下救援等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。本文旨在綜述水下無(wú)人潛航器集群的發(fā)展現(xiàn)狀，分析其所面臨的關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)，并展望未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。我們將回顧水下無(wú)人潛航器集群的起源與發(fā)展歷程，闡述其技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。在此基礎(chǔ)上，我們將重點(diǎn)分析水下無(wú)人潛航器集群的關(guān)鍵技術(shù)，包括集群控制算法、通信技術(shù)、導(dǎo)航定位技術(shù)、能源技術(shù)等。通過(guò)對(duì)這些關(guān)鍵技術(shù)的深入剖析，我們可以更好地理解水下無(wú)人潛航器集群的工作原理和性能瓶頸。二、水下無(wú)人潛航器集群概述水下無(wú)人潛航器集群（UnderwaterUnmannedVehicleSwarms，簡(jiǎn)稱UUVS）是指由多個(gè)自主或半自主的水下無(wú)人潛航器（UnmannedUnderwaterVehicles，簡(jiǎn)稱UUVs）組成的集合體，這些潛航器能夠通過(guò)協(xié)同合作，完成單個(gè)潛航器難以完成的復(fù)雜任務(wù)。近年來(lái)，隨著無(wú)人潛航器技術(shù)的快速發(fā)展和智能化程度的提升，水下無(wú)人潛航器集群技術(shù)逐漸成為研究的熱點(diǎn)。水下無(wú)人潛航器集群具有高度的靈活性、可擴(kuò)展性和適應(yīng)性，能夠在復(fù)雜多變的水下環(huán)境中執(zhí)行多種任務(wù)，如海洋探測(cè)、水下搜索與救援、水下資源開發(fā)和海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)等。與單個(gè)潛航器相比，集群潛航器能夠更好地適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境，提高任務(wù)執(zhí)行效率，降低運(yùn)行成本，并具備更強(qiáng)的容錯(cuò)能力和魯棒性。水下無(wú)人潛航器集群的關(guān)鍵技術(shù)包括協(xié)同控制、通信與導(dǎo)航、環(huán)境感知與信息處理等。協(xié)同控制是集群潛航器實(shí)現(xiàn)協(xié)同作業(yè)的核心技術(shù)，涉及到潛航器之間的協(xié)同規(guī)劃、協(xié)同決策和協(xié)同執(zhí)行等方面。通信與導(dǎo)航技術(shù)則是集群潛航器之間實(shí)現(xiàn)信息共享和協(xié)同作業(yè)的基礎(chǔ)，需要解決水下復(fù)雜環(huán)境中的信號(hào)傳輸和定位導(dǎo)航問(wèn)題。環(huán)境感知與信息處理技術(shù)則是集群潛航器實(shí)現(xiàn)智能化作業(yè)的關(guān)鍵，需要通過(guò)各種傳感器獲取水下環(huán)境信息，并進(jìn)行處理和分析，為潛航器的協(xié)同作業(yè)提供決策支持。目前，水下無(wú)人潛航器集群技術(shù)仍處于發(fā)展階段，面臨著許多挑戰(zhàn)和機(jī)遇。未來(lái)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，水下無(wú)人潛航器集群將在海洋探測(cè)、資源開發(fā)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。三、水下無(wú)人潛航器集群的發(fā)展現(xiàn)狀隨著科技的不斷進(jìn)步，水下無(wú)人潛航器集群（UUVSwarm）已成為海洋科技領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。近年來(lái)，水下無(wú)人潛航器集群的發(fā)展迅速，其應(yīng)用場(chǎng)景不斷拓展，技術(shù)日益成熟。目前，全球多個(gè)國(guó)家和科研機(jī)構(gòu)都在積極推動(dòng)水下無(wú)人潛航器集群的研發(fā)和應(yīng)用。美國(guó)、中國(guó)、歐洲等地的科研團(tuán)隊(duì)在水下無(wú)人潛航器集群的控制算法、通信技術(shù)、協(xié)同作業(yè)等方面取得了顯著成果。同時(shí)，隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，水下無(wú)人潛航器集群的智能化水平也在不斷提高，能夠?qū)崿F(xiàn)更加復(fù)雜和高效的海洋探測(cè)任務(wù)。在軍事領(lǐng)域，水下無(wú)人潛航器集群的應(yīng)用尤為廣泛。通過(guò)協(xié)同作業(yè)，多艘無(wú)人潛航器可以執(zhí)行偵察、打擊、反潛等多種任務(wù)，極大地提高了海軍的作戰(zhàn)能力和效率。在民用領(lǐng)域，水下無(wú)人潛航器集群也展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，如海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、海底資源勘探、海底地形測(cè)繪等。水下無(wú)人潛航器集群的發(fā)展仍面臨一些挑戰(zhàn)。水下環(huán)境的復(fù)雜性和不確定性給無(wú)人潛航器的導(dǎo)航、控制和通信帶來(lái)了極大的困難。水下無(wú)人潛航器集群的協(xié)同作業(yè)需要解決多個(gè)技術(shù)難題，如多目標(biāo)分配、路徑規(guī)劃、避障等。隨著水下無(wú)人潛航器集群規(guī)模的擴(kuò)大，其管理和維護(hù)成本也會(huì)相應(yīng)增加。水下無(wú)人潛航器集群的發(fā)展前景廣闊，但仍需解決一些技術(shù)和管理上的難題。未來(lái)，隨著科技的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新，相信水下無(wú)人潛航器集群將在海洋探測(cè)、資源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。四、水下無(wú)人潛航器集群的關(guān)鍵技術(shù)水下無(wú)人潛航器集群的發(fā)展離不開一系列關(guān)鍵技術(shù)的突破和進(jìn)步。這些技術(shù)涉及多個(gè)領(lǐng)域，包括通信技術(shù)、導(dǎo)航定位技術(shù)、自主決策與協(xié)同控制技術(shù)、能源與動(dòng)力技術(shù)等。通信技術(shù)：集群控制要求各個(gè)潛航器之間以及潛航器與控制中心之間能夠?qū)崿F(xiàn)高速、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸。水下通信面臨的主要挑戰(zhàn)包括信號(hào)衰減、多徑效應(yīng)和噪聲干擾等。需要研發(fā)高效、可靠的水下通信技術(shù)，如水下聲學(xué)通信、電磁波通信等。導(dǎo)航定位技術(shù)：在水下環(huán)境中，導(dǎo)航定位技術(shù)的精度和穩(wěn)定性對(duì)潛航器集群的協(xié)同作業(yè)至關(guān)重要。目前，主要的水下導(dǎo)航定位技術(shù)包括慣性導(dǎo)航、聲學(xué)導(dǎo)航、視覺(jué)導(dǎo)航等。這些技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，需要針對(duì)具體應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行選擇和優(yōu)化。自主決策與協(xié)同控制技術(shù)：潛航器集群需要在復(fù)雜的水下環(huán)境中實(shí)現(xiàn)自主決策和協(xié)同作業(yè)。這需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題包括環(huán)境感知與建模、路徑規(guī)劃與優(yōu)化、任務(wù)分配與調(diào)度等。同時(shí)，還需要研究潛航器之間的協(xié)同控制策略，以實(shí)現(xiàn)集群的高效協(xié)同作業(yè)。能源與動(dòng)力技術(shù)：潛航器的續(xù)航能力和機(jī)動(dòng)性對(duì)集群的長(zhǎng)時(shí)間、大范圍作業(yè)具有重要意義。需要研發(fā)高效、環(huán)保的水下能源與動(dòng)力技術(shù)，如燃料電池、鋰電池、水力發(fā)電等。同時(shí)，還需要研究潛航器的節(jié)能技術(shù)，以提高集群的整體作業(yè)效率。水下無(wú)人潛航器集群的關(guān)鍵技術(shù)涵蓋了多個(gè)領(lǐng)域，這些技術(shù)的突破和進(jìn)步將推動(dòng)潛航器集群的發(fā)展和應(yīng)用。未來(lái)，隨著這些技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善，相信潛航器集群將在水下探測(cè)、資源開發(fā)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。五、水下無(wú)人潛航器集群的應(yīng)用前景隨著科技的進(jìn)步和研究的深入，水下無(wú)人潛航器集群的應(yīng)用前景日益廣闊。它們?cè)谒绿綔y(cè)、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、海底資源勘探、水下救援等領(lǐng)域的應(yīng)用中展現(xiàn)出巨大的潛力。水下探測(cè)與成像：水下無(wú)人潛航器集群能夠協(xié)同工作，進(jìn)行大范圍、高精度的水下探測(cè)和成像。這對(duì)于海底地形測(cè)繪、水下遺跡考古、深海生物研究等領(lǐng)域具有重要意義。海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)：集群化的無(wú)人潛航器可以長(zhǎng)期、連續(xù)地監(jiān)測(cè)海洋環(huán)境參數(shù)，如溫度、鹽度、流速、溶解氧等，有助于科學(xué)家更深入地理解海洋生態(tài)系統(tǒng)，預(yù)測(cè)氣候變化的影響。海底資源勘探：無(wú)人潛航器集群能夠快速、準(zhǔn)確地搜索和定位海底資源，如石油、天然氣、礦物等。同時(shí)，它們還可以對(duì)海底地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)分析，為資源開發(fā)和利用提供有力支持。水下救援與搜索：在災(zāi)難性事件（如沉船、溺水事故）中，無(wú)人潛航器集群可以快速部署，協(xié)同搜索失蹤人員或遇難船只的殘骸，提供重要的現(xiàn)場(chǎng)信息和救援支持。軍事應(yīng)用：在軍事領(lǐng)域，無(wú)人潛航器集群可用于情報(bào)偵察、目標(biāo)搜索、反潛作戰(zhàn)等任務(wù)。通過(guò)集群作戰(zhàn)，可以提高作戰(zhàn)效率和作戰(zhàn)效果，提升海軍的戰(zhàn)斗力。水下無(wú)人潛航器集群作為一種新型的水下探測(cè)與作業(yè)平臺(tái)，其應(yīng)用前景廣闊，未來(lái)將在海洋科學(xué)、資源勘探、水下救援、軍事等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的降低，無(wú)人潛航器集群的應(yīng)用將更加廣泛和深入。六、結(jié)論與展望隨著科技的不斷發(fā)展，水下無(wú)人潛航器集群作為一種新型的海洋探測(cè)與開發(fā)工具，正逐漸展現(xiàn)出其強(qiáng)大的應(yīng)用潛力和廣闊的市場(chǎng)前景。通過(guò)本文的綜述，我們可以看到，水下無(wú)人潛航器集群在海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、資源勘探、水下救援等領(lǐng)域已經(jīng)取得了顯著的成果，其高度的自主性、靈活性和協(xié)同性為海洋探索提供了全新的視角和解決方案。與此同時(shí)，我們也必須清醒地認(rèn)識(shí)到，水下無(wú)人潛航器集群技術(shù)的發(fā)展仍面臨著諸多挑戰(zhàn)。通信與導(dǎo)航技術(shù)的瓶頸、能源供應(yīng)的限制、環(huán)境適應(yīng)性問(wèn)題以及集群協(xié)同控制算法的復(fù)雜性都是制約其進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵因素。為了解決這些問(wèn)題，未來(lái)的研究需要更加注重技術(shù)創(chuàng)新和跨學(xué)科合作，通過(guò)不斷突破關(guān)鍵技術(shù)難題，推動(dòng)水下無(wú)人潛航器集群技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。展望未來(lái)，隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、新材料等技術(shù)的不斷進(jìn)步，水下無(wú)人潛航器集群將會(huì)擁有更加智能的決策能力、更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性以及更高的能源利用效率。同時(shí)，隨著集群規(guī)模的擴(kuò)大和協(xié)同控制算法的優(yōu)化，水下無(wú)人潛航器集群將在海洋科學(xué)探索、海底資源開發(fā)利用、水下安全保障等領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。水下無(wú)人潛航器集群技術(shù)作為海洋科技的重要組成部分，其發(fā)展前景廣闊，潛力巨大。未來(lái)，我們需要持續(xù)加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新，不斷提升水下無(wú)人潛航器集群的性能和功能，為人類深入探索和開發(fā)海洋提供更加強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。參考資料：無(wú)人潛航器，英文名Unmannedunderwatervehicle是沒(méi)有人駕駛、靠遙控或自動(dòng)控制在水下航行的器具，主要指那些代替潛水員或載人小型潛艇進(jìn)行深海探測(cè)、救生、排除水雷等高危險(xiǎn)性水下作業(yè)的智能化系統(tǒng)。無(wú)人潛航器也被稱為“潛水機(jī)器人”或“水下機(jī)器人”。無(wú)人潛航器按應(yīng)用領(lǐng)域，可分為軍用與民用。在軍用領(lǐng)域上，無(wú)人潛航器可作為一種新概念武器中無(wú)人作戰(zhàn)平臺(tái)武器。從這某層意義上說(shuō)，無(wú)人潛航器的作用和無(wú)人機(jī)作用差不多。2016年12月15日，中國(guó)海軍一艘救生船在南海有關(guān)海域發(fā)現(xiàn)一具不明裝置，該裝置為美方無(wú)人潛航器。中美雙方經(jīng)友好協(xié)商，于12月20日中午在南海有關(guān)海域順利完成美無(wú)人潛航器的移交工作。從外形上看,一些無(wú)人潛航器與魚雷十分相似,那是因?yàn)樗鼈兛赡苤苯佑刹鸪苏ㄋ幍聂~雷改進(jìn)而來(lái),或者是需要從潛艇的魚雷發(fā)射管中釋放,但更多的無(wú)人潛航器則針對(duì)特定的功能,具有各自獨(dú)特的構(gòu)造。無(wú)論外觀怎樣,無(wú)人潛航器一般都由骨架及浮體、推進(jìn)系統(tǒng)、航行控制系統(tǒng)以及探測(cè)系統(tǒng)等部分組成,一些無(wú)人潛航器上還配有機(jī)械手等機(jī)構(gòu)。早期的水下無(wú)人潛航器只是用于民用領(lǐng)域，可以代替潛水員進(jìn)行沉船打撈、深水勘探以及水下電纜鋪設(shè)等作業(yè)和施工。直到上個(gè)世紀(jì)90年代，無(wú)人潛航器的相關(guān)技術(shù)發(fā)展相對(duì)成熟，其在軍事領(lǐng)域的重要價(jià)值才日漸被人們重視。美海軍水文和海洋單位使用配備有大量傳感器的UUV繪制海床圖，為潛艇和兩棲作戰(zhàn)計(jì)劃提供必要數(shù)據(jù)。無(wú)人潛航器也用于搜救、情報(bào)、監(jiān)視和偵察任務(wù)。同時(shí)，美國(guó)已經(jīng)開始測(cè)試一種新型深海UUV用于跟蹤敵方潛艇，開發(fā)時(shí)序要求嚴(yán)格的打擊能力也成為一種實(shí)際可能。它可通過(guò)遠(yuǎn)程操作來(lái)進(jìn)攻——將會(huì)支撐起艦隊(duì)行動(dòng)、海上拒止、海洋封鎖等任務(wù)，控制住重要的海洋航線。它可作為誘餌將敵潛艇誘騙離開艦艇編隊(duì)，在其他兵器協(xié)同下進(jìn)行圍殲；可對(duì)水面、水下目標(biāo)進(jìn)行偵察或敵偵察進(jìn)行反偵察，或者作為潛艇的外部聲傳感器平臺(tái)，擴(kuò)大潛艇的搜索和偵察范圍或組成反潛警戒線；可深入敵布設(shè)的水雷區(qū)繪制雷區(qū)圖，引導(dǎo)己方艦艇安全通過(guò)雷區(qū)或?yàn)榧悍綊?獵雷艦提供支援；可布放水雷并對(duì)己方所布水雷區(qū)。專家認(rèn)為，不用懼怕惡劣的水文環(huán)境和海底極高的危險(xiǎn)度，可以長(zhǎng)時(shí)間、高密級(jí)地偵察搜集水中的各種情報(bào)，是未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)當(dāng)之無(wú)愧的“海底偵察兵”。目前的水下無(wú)人潛航器，應(yīng)用范圍也不斷得到擴(kuò)充。德國(guó)的“海獺”無(wú)人潛航器就可以用于近海石油調(diào)查、通信線路檢查、軍事應(yīng)用以及深海探測(cè)打撈。澳大利亞研制的“海龜”型無(wú)人潛航器，周身安裝了多部掃描聲吶和攝像機(jī)，可用于對(duì)海底進(jìn)行實(shí)時(shí)勘探。日本政府也于2014年投入10億日元經(jīng)費(fèi)開發(fā)水下無(wú)人潛航器，以用于對(duì)稀有金屬和天然氣等海洋資源的開發(fā)。雖然無(wú)人潛航器的前景頗為看好，但是各國(guó)發(fā)展無(wú)人潛航器普遍受到缺乏高能長(zhǎng)效電池、指揮控制技術(shù)障礙以及回收過(guò)程復(fù)雜等問(wèn)題的困擾。可以預(yù)見，隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，續(xù)航能力更強(qiáng)、多種技能集成于一身的水下無(wú)人潛航器，必將得到更加飛速的發(fā)展。目前，美國(guó)海軍正在加緊研發(fā)新一代水下無(wú)人潛航系統(tǒng)，它不光可以進(jìn)行電子偵察和情報(bào)傳遞，還可以監(jiān)聽水面和水下通信，偵察和傳輸能力得到極大提高，而且具有較強(qiáng)的攻擊性。這種無(wú)人潛航器已經(jīng)不僅僅是一個(gè)“海底偵察兵”，一種未來(lái)水下作戰(zhàn)的“全能戰(zhàn)士”即將出現(xiàn)?？梢灶A(yù)見在不久的將來(lái)，水下無(wú)人潛航器必將在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中發(fā)揮巨大作用，并將深切地改變未來(lái)海洋作戰(zhàn)的具體模式。目前，無(wú)人化戰(zhàn)爭(zhēng)的發(fā)展已經(jīng)呈現(xiàn)出相對(duì)清晰的藍(lán)圖，即：空中武器無(wú)人化、陸地武器無(wú)人化、士兵機(jī)器人化以及水上武器無(wú)人化。無(wú)人機(jī)是無(wú)人化武器裝備中發(fā)展最早，也是成效最大的一類，相比無(wú)人機(jī)，無(wú)人潛艇的發(fā)展雖然并不晚，但技術(shù)進(jìn)步上略有滯后。它于20世紀(jì)50年代開始研制，70～80年代技術(shù)較為成熟，但主要應(yīng)用于排雷，任務(wù)比較單一。上世紀(jì)末起，世界發(fā)達(dá)國(guó)家海軍開始普遍關(guān)注海上無(wú)人駕駛艦船，而無(wú)人潛艇的進(jìn)展速度較快。美國(guó)海軍最早的無(wú)人潛航器是用制式W48重型魚雷改裝而成的，用大油箱和模塊化的傳感器裝置取代了戰(zhàn)雷頭，雖然這一技術(shù)粗糙的水下裝置從未投入使用，但卻是美國(guó)海軍對(duì)無(wú)人潛航器的首次嘗試。世界上首臺(tái)無(wú)人潛航器（時(shí)稱水下機(jī)器人）誕生于上世紀(jì)50年代，而無(wú)人潛航器的首次使用卻緣于1966年的次危險(xiǎn)事件，1966年1月，美國(guó)B52戰(zhàn)略轟炸機(jī)攜載的四枚B28型氫彈因意外事故被投放，其中一枚掉進(jìn)地中海，美國(guó)人緊急調(diào)用阿爾文號(hào)深潛器在海底搜索這枚氫彈，隨后利用遙控型水下機(jī)器人科沃號(hào)進(jìn)行探測(cè)和打撈，經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月的艱苦努力后，這枚墜落在800余米海底，當(dāng)量為150萬(wàn)噸的氫彈被打撈出水，首開無(wú)人潛航器水下成功作業(yè)的先河。1975年，美國(guó)海軍的第一種實(shí)用型MK―30無(wú)人潛航器投入服役，主要用于在反潛戰(zhàn)中模擬潛艇的，反射特征，起到干擾和誘騙作用，其最終升級(jí)改進(jìn)型歐MMO論于WS年通過(guò)鑒定并隨之進(jìn)入采購(gòu)階段。1995年3月，日本“海溝”號(hào)遙控?zé)o人潛航器下潛到地球上海水最深的馬里亞納海溝，重新標(biāo)定了那里的水深；在2003年的“伊拉克自由”戰(zhàn)爭(zhēng)中，美國(guó)人啟用了“海神之子”無(wú)人潛航器，對(duì)伊拉克烏姆蓋斯?fàn)柛鄣乃走M(jìn)行探測(cè)和清除，為載有人道主義救援物資的英國(guó)兩棲艦開辟了航道：2005年8月4日，俄羅斯海軍一艘小型潛艇被困在勘察：加半島東部海域深水，艇員生命危在旦夕，英國(guó)海軍緊急派“天蝎”號(hào)無(wú)人潛航器前往救援，5個(gè)小時(shí)后終使俄潛艇浮上水面，7名艇員全部獲救。1988年，美國(guó)海軍和國(guó)防預(yù)研局制定了水下無(wú)人潛航器的發(fā)展規(guī)劃，并于1994年制定了水下無(wú)人潛航器發(fā)展的科學(xué)規(guī)劃。1999年，美國(guó)海軍研制出了第一代搜索魚雷用無(wú)人潛航器偵察系統(tǒng)，當(dāng)年提出了第一個(gè)水下無(wú)人潛航器的發(fā)展計(jì)劃，并于2005年明確要發(fā)展大型、重型、中型和便攜式水下無(wú)人潛航器。目前美國(guó)海軍的無(wú)人潛航器主要用于反水雷、監(jiān)視、情報(bào)收集和海洋測(cè)量等領(lǐng)域。預(yù)計(jì)到2020年，美國(guó)海軍將擁有至少2000到4000套無(wú)人潛航器，將令未來(lái)的海戰(zhàn)發(fā)生巨大改觀。從90年代中期開始，美國(guó)海軍對(duì)無(wú)人潛航器的關(guān)注明顯升溫，1994年，美海軍首次提出無(wú)人潛航器的發(fā)展構(gòu)想：1999年提出第一個(gè)無(wú)人潛航器的發(fā)展計(jì)劃，并對(duì)無(wú)人潛航器的戰(zhàn)術(shù)使用要求、技術(shù)性能主要任務(wù)（探雷、情報(bào)搜集、戰(zhàn)場(chǎng)偵察）進(jìn)行了分析和論證。2000年，美國(guó)海軍提出了無(wú)人潛航器主體規(guī)劃；2002年，美國(guó)海軍在《21世紀(jì)海上力量構(gòu)想》中明確指出，無(wú)人潛航器是未來(lái)海軍的戰(zhàn)力倍增器、傷亡減少機(jī)和承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)的“替身”。2003年，美國(guó)海軍在《海軍轉(zhuǎn)型路線圖》中再次強(qiáng)調(diào)了無(wú)人潛航器的發(fā)展重要性，并首次將無(wú)人潛航器的發(fā)展與21世紀(jì)海上力量計(jì)劃結(jié)合在一起。2004年11月，美國(guó)海軍根據(jù)新的水面與水下聯(lián)合作戰(zhàn)的思想要求，對(duì)2000年版的無(wú)人潛航器主體規(guī)劃進(jìn)行了修訂，強(qiáng)調(diào)提高無(wú)人潛航器與潛艇和水面艦艇的信息互通能力；2005年1月，美國(guó)海軍公布了全新的迄今最完整的《無(wú)人潛航器總體發(fā)展規(guī)劃》，明確提出了未來(lái)無(wú)人潛航器的開發(fā)級(jí)別，并對(duì)無(wú)人潛航器在未來(lái)海軍四大支柱（力量網(wǎng)、海上盾牌、海上基地、海上打擊）中的使命任務(wù)做出了具體規(guī)定。按照《無(wú)人潛航器總體發(fā)展規(guī)劃》，美海軍要求未來(lái)的無(wú)人潛航器應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化和智能化，為此，應(yīng)進(jìn)一步開發(fā)自主化能源技術(shù)、推進(jìn)技術(shù)、傳感器技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、通信和導(dǎo)航技術(shù)、攻防作戰(zhàn)技術(shù)和人工干涉技術(shù)等，總體規(guī)劃具體提出，美國(guó)海軍應(yīng)開發(fā)和部署以下四種級(jí)別的無(wú)人潛航器：①便攜式無(wú)人潛航器，這種潛航器可由人工攜帶，一般由橡皮艇施放，直徑約76～230毫米，全重不超過(guò)45千克，水下自持力10小時(shí)（高負(fù)荷狀態(tài)）―20小時(shí)（低負(fù)荷狀態(tài)），主要功能是用于特定目的的情報(bào)監(jiān)視和偵察，一次性的通信導(dǎo)航與中繼，淺水水雷的探測(cè)、識(shí)別和滅殺，爆炸物的處理等。②輕型無(wú)人潛航器，這種潛航器外形似魚雷，直徑323毫米，重量226千克左右，有效載荷比便攜式多出6一10倍，水下自持力20小時(shí)（高負(fù)荷狀態(tài)）―40小時(shí)c低負(fù)荷狀態(tài)可由現(xiàn)役輕型魚雷（如MK46或MK50魚雷）發(fā)射管發(fā)射和回收，主要用于港口偵察與監(jiān)視，移動(dòng)式通信、導(dǎo)航與中繼，雷區(qū)探測(cè)和特定目的的海底調(diào)查等。③重型無(wú)人潛航器，這種潛航器亦如魚雷，直徑533毫米，重量1360千克左右，有效載荷體積46立方英尺，水下自持力30小時(shí)（高負(fù)荷狀態(tài)）一80小時(shí)低負(fù)荷狀態(tài)可用現(xiàn)役重型魚雷發(fā)射管（如MK48魚雷）發(fā)射和回收，將來(lái)也可由DD（）等大型水面艦艇投射，主要用于戰(zhàn)術(shù)偵察和監(jiān)視、反水雷作戰(zhàn)充當(dāng)誘餌日標(biāo)，大范圍秘密偵測(cè)、海洋調(diào)查等任務(wù)。④巨型無(wú)人潛航器，這種潛航器體積較大，直徑在900毫米以上，排水量10噸左右，活動(dòng)半徑1904米，水下自持力150小時(shí)（高負(fù)荷狀態(tài)）―400小時(shí)（低負(fù)荷狀態(tài)）可由攻擊型核潛艇和巡航導(dǎo)彈核潛艇的垂直發(fā)射隔艙或外置式發(fā)射裝置施放，也可由水面支援艦艇攜載投放，主要用于持續(xù)警戒、偵察和監(jiān)視，反潛作戰(zhàn)、反水雷作戰(zhàn)，有效載荷投送，特種作戰(zhàn)、爆炸物處置，信息戰(zhàn)，對(duì)時(shí)敏目標(biāo)的突然打擊和遠(yuǎn)程打擊等。美國(guó)海軍的《無(wú)人潛航器總體發(fā)展規(guī)劃》還特別強(qiáng)調(diào)加快無(wú)人潛航器的合作開發(fā)，盡量采用現(xiàn)有的商業(yè)準(zhǔn)軍用技術(shù)，與其它無(wú)人系統(tǒng)（如水面無(wú)人艇）協(xié)調(diào)發(fā)展，確保與其它系統(tǒng)間的互操作性，增加試驗(yàn)和評(píng)估次數(shù)，降低研制費(fèi)用和造價(jià)，盡快裝備部隊(duì)等等自90年代中期以來(lái)，無(wú)人潛航器這一新概念的水下作戰(zhàn)平臺(tái)日益受到海軍大國(guó)的重視，美歐一此國(guó)家競(jìng)相在這一領(lǐng)域展開研究，提出了各種各樣的開發(fā)方案，到目前為止，多種無(wú)人潛航器已開始投入試驗(yàn)，有的甚至已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用階段。自2009年起，美國(guó)海軍已部署并測(cè)試了一系列自主式無(wú)人潛航器(AUV)，這些潛航器噪聲極低、體積小，可自主工作長(zhǎng)達(dá)1年。早期的潛航器全長(zhǎng)2米，重59千克，可完全自主化執(zhí)行任務(wù)，收集水下環(huán)境的重要信息。這種AUV水下航速較慢（每天30-70千米），可收集水下鹽度和溫度數(shù)據(jù)，每隔一小時(shí)左右可臨時(shí)浮上水面，并通過(guò)衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈向后方傳輸數(shù)據(jù)。由于聲波在水中的傳輸將受到水溫和鹽度的影響，因此這些數(shù)據(jù)可改善友軍聲納的作戰(zhàn)效能，使其更容易探測(cè)并跟蹤敵方潛艇，更精確地水下溫度和鹽度數(shù)據(jù)有助于提高水下傳感器的精度。目前海軍AUV的最大下潛深度為200米，但新型AUV的下潛深度可達(dá)1000米。這些AUV采用獨(dú)特的動(dòng)力方式。艇上裝有翼，并配有小型水泵以排空或充滿壓載艙。這種方法可改變其浮力，使其在水下滑行，同時(shí)也可使AUV向前移動(dòng)。通過(guò)GPS和導(dǎo)航、通信計(jì)算機(jī)，可使AUV對(duì)特殊海域進(jìn)行監(jiān)視。由于艇上的水泵耗電量很低，因此這些AUV在一次充電后執(zhí)行任務(wù)的時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)一年。電力用盡前，海軍將引導(dǎo)AUV與水面艦艇回合，并由水面艦回收。小型的AUV維護(hù)團(tuán)隊(duì)可隨艦直接參與AUV的回收工作。同時(shí)，海軍還可指揮AUV駛向岸邊以降低回收難度。這些AUV可由艦艇或岸上部署。2009年，作為一項(xiàng)民用科研項(xiàng)目，一艘該型號(hào)的AUV成功自主穿越大西洋。目前海軍共擁有該型AUV75艘，并計(jì)劃到2015年總數(shù)至少達(dá)到150艘，以替代目前大量的海洋監(jiān)測(cè)船。這些監(jiān)測(cè)船通過(guò)艦載設(shè)備和全球上千個(gè)科研浮標(biāo)組成的網(wǎng)絡(luò)探測(cè)水下的溫度和鹽度。與監(jiān)測(cè)船只不同，AUV可長(zhǎng)期部署在敵方潛艇出沒(méi)的海域。如果該計(jì)劃得以實(shí)現(xiàn)，未來(lái)的AUV將更大，裝備更多傳感器，并擁有更長(zhǎng)的任務(wù)執(zhí)行時(shí)間。最近幾年，潛航器技術(shù)進(jìn)步較快，這包括自動(dòng)控制軟件和水下通信技術(shù)。同載人平臺(tái)相比，水下無(wú)人潛航器的風(fēng)險(xiǎn)和成本較低，尤其是，無(wú)人平臺(tái)的成本同現(xiàn)有的載人平臺(tái)相比，成本低得多。把水下無(wú)人潛航器使用于反潛戰(zhàn)和掃雷行動(dòng)，是一種新型的進(jìn)攻和防御方式。最近，水下無(wú)人潛航器技術(shù)的進(jìn)步，以及它們對(duì)海軍作戰(zhàn)行動(dòng)的影響，意味著這些對(duì)抗技術(shù)將要實(shí)現(xiàn)，這比我們開始預(yù)測(cè)的還要早。美國(guó)對(duì)于水下潛航器的研發(fā)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)更深入的階段，在最近兩三年內(nèi)性能更優(yōu)良、更新的水下潛航器將投入使用。2013年美海軍已將第一批MK18Mod2“王魚”型無(wú)人潛航器部署在第五艦隊(duì)?！巴豸~”型無(wú)人潛航器是由美海軍研發(fā)的，用于水雷探測(cè)的自主式無(wú)人潛水器，它提高了續(xù)航能力和區(qū)域覆蓋率，并將取代“劍魚(Swordfish)”系統(tǒng)?？梢灶A(yù)見，“水下潛航器”絕對(duì)能夠成為未來(lái)海戰(zhàn)的殺手锏。它是一種新型的作戰(zhàn)平臺(tái)，與潛艇相比，它有許多優(yōu)勢(shì)：由于它的小型化，如果再加上其他的隱身高科技，它的隱身性能將大大高于潛艇。無(wú)人水下潛航器可以用于不同的軍事目的。即可以用于偵察也可以用于攻擊。美軍將無(wú)人潛航器作為海軍實(shí)施“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”、加強(qiáng)水下ISR(情報(bào)、偵察、監(jiān)視)系統(tǒng)建設(shè)重要的環(huán)節(jié)。同時(shí)，它還可以作為一個(gè)武器平臺(tái)，攜帶魚類或?qū)棧砸环N靜謐的方式，進(jìn)攻地方戰(zhàn)略目標(biāo)，達(dá)到攻其不備、事半功倍的效果。除美國(guó)以外，世界各國(guó)也都在加緊無(wú)人潛航器這一水下尖端武器的研究發(fā)展。英國(guó)于1998年開始“莫林”無(wú)人潛航器的研究工作，其目前最先進(jìn)的無(wú)人潛航器“護(hù)身符”不但可以進(jìn)行水下偵察，還可以安裝滅雷裝置，能夠執(zhí)行多種不同水下任務(wù)。2001年1月，日本研制的一種水下無(wú)人潛航器在日本某軍港下水。除此以外，澳大利亞研制的“塞拉菲娜”反水雷無(wú)人潛航器、德國(guó)的“長(zhǎng)尾鮫”攻擊型潛航器、挪威的“水下排雷手”和法國(guó)的“REDERMOR”水下無(wú)人掃雷潛航器，技術(shù)都相當(dāng)成熟。2016年12月15日，中國(guó)海軍一艘救生船在南海有關(guān)海域發(fā)現(xiàn)一具不明裝置，該裝置為美方無(wú)人潛航器。但對(duì)無(wú)人潛航器而言,最重要的還是如何面對(duì)一個(gè)嚴(yán)酷的“生存環(huán)境”。海水的密度是空氣的8百倍,水深每增加10米,水的壓力就會(huì)加大相當(dāng)于1個(gè)大氣壓。而在海平面30～50米以下,陽(yáng)光就無(wú)法穿透,黑暗籠罩著一切。海水中還有難以琢磨的暗流、暗涌,海底地貌更是千溝萬(wàn)壑、鬼斧神工。僅僅“生存”是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,無(wú)人潛航器還要在如此復(fù)雜、惡劣的環(huán)境中進(jìn)行下潛、上浮、航行、定位,并完成賦予它的各種使命。解決這一問(wèn)題最直接的辦法就是讓無(wú)人潛航器帶上攝像機(jī)將海底情況拍攝下來(lái),通過(guò)連接著母船的電纜將畫面?zhèn)鞯饺说难矍?再由人通過(guò)操縱桿在遠(yuǎn)端控制潛航器的一舉—?jiǎng)?。無(wú)人水下潛航器目前分為兩大類：遙控型（ROV）和自主型（AUV）。ROV是拴在宿主艦船上，由操作人員持續(xù)控制；AUV可經(jīng)過(guò)編程航行至一個(gè)或多個(gè)航點(diǎn)，在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)獨(dú)立作戰(zhàn)。AUV自帶電能，靈活自如，因此應(yīng)用廣泛，正在成為未來(lái)水下偵察的新星。這兩種類型的UUV通常配備有效載荷，包括聲波、攝像機(jī)、環(huán)境傳感器、機(jī)械臂以及一種水雷破壞裝置。ROV，系統(tǒng)組成包括：動(dòng)力推進(jìn)器、遙控電子通訊裝置、黑白或彩色攝像頭、攝像俯仰云臺(tái)、用戶外圍傳感器接口、實(shí)時(shí)在線顯示單元、導(dǎo)航定位裝置、自動(dòng)舵手導(dǎo)航單元、輔助照明燈和凱夫拉零浮力拖纜等單元部件。功能多種多樣，不同類型的ROV用于執(zhí)行不同的任務(wù)，被廣泛應(yīng)用于軍隊(duì)、海岸警衛(wèi)、海事、海關(guān)、核電、水電、海洋石油、漁業(yè)、海上救助、管線探測(cè)和海洋科學(xué)研究等各個(gè)領(lǐng)域。觀察級(jí)ROV的核心部件是水下推進(jìn)器和水下攝像系統(tǒng)，有時(shí)輔以導(dǎo)航、深度傳感器等常規(guī)傳感器。本體尺寸和重量較小，負(fù)荷較低。成本較低。作業(yè)級(jí)ROV用于水下打撈、水下施工等應(yīng)用，尺寸較大，帶有水下機(jī)械手、液壓切割器等作業(yè)工具。造價(jià)高。德國(guó)阿特拉斯電子公司生產(chǎn)的“長(zhǎng)尾鮫”ROV為“半自主”潛航器。雖然“長(zhǎng)尾鮫”通過(guò)光纖電纜由搭載艦船控制，但其可以使用聲納自動(dòng)追蹤水雷或類似水雷目標(biāo)?！伴L(zhǎng)尾鮫”使用艦載監(jiān)控?cái)z像頭識(shí)別目標(biāo)，并可使用一次射擊型水雷壓制系統(tǒng)摧毀目標(biāo)。英國(guó)泰利斯公司在2013年無(wú)人機(jī)系統(tǒng)國(guó)際協(xié)會(huì)（AUVSI）展會(huì)上公布了用于水雷對(duì)抗作戰(zhàn)的創(chuàng)新型軍事/商業(yè)技術(shù)驗(yàn)證型UUV，即薩博“海眼”ROV。該ROV裝備“九頭蛇”多重射擊型水雷壓制系統(tǒng)。英國(guó)皇家海軍10月份對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證測(cè)試。集裝箱化的解決方案在海軍中越來(lái)越普遍。2012年，丹麥皇家海軍的薩博“雙鷹”ROV配備水雷摧毀系統(tǒng)，其模塊化、集裝箱化的水雷對(duì)抗能力已具備完全作戰(zhàn)能力。加拿大皇家海軍近日裝備8艘SeaBotixvLBV950ROV，用于船底監(jiān)視并執(zhí)行深水任務(wù)，如尋找失蹤飛機(jī)及搜索“黑匣子”。這些ROV也可用于搜索被海盜拋棄或走私的物品及水雷對(duì)抗裝備。習(xí)慣稱為自主式水下潛器(AutonomousUnderwaterVehicle，簡(jiǎn)稱AUV)。通用動(dòng)力公司2013年8月份宣布已成功完成美海軍“刀魚”無(wú)人水下潛航器項(xiàng)目的綜合風(fēng)險(xiǎn)降低階段。“刀魚”AUV基于美國(guó)藍(lán)鰭機(jī)器人公司的“藍(lán)鰭”-21開發(fā)，計(jì)劃于2017年作為近海戰(zhàn)斗艦水雷對(duì)抗任務(wù)包的一部分?！暗遏~”由GPS制導(dǎo)，具有充分的自主能力，長(zhǎng)約6米，重約1360千克，可以6節(jié)速度航行，可持續(xù)作戰(zhàn)時(shí)間約16小時(shí)。“刀魚”將攜帶新式低頻寬帶聲納，可在高度紛雜的海底環(huán)境探測(cè)和識(shí)別水雷。美國(guó)水螅公司（現(xiàn)屬于挪威康斯貝格公司）今年2月宣布，其為美國(guó)海軍空間和海上作戰(zhàn)系統(tǒng)司令部（SPAWAR）開發(fā)的“近海戰(zhàn)場(chǎng)傳感”AUV已經(jīng)進(jìn)入全速生產(chǎn)。LBSAUV是“雷穆斯600”AUV的改型?！袄啄滤?00”AUV由水螅公司開發(fā)，主要用于海洋氣象數(shù)據(jù)收集。2012年6月，日本防衛(wèi)省購(gòu)買了一艘“雷穆斯600”系統(tǒng)用于水雷對(duì)抗任務(wù)，及研究和繪制海床污染物的分布圖。德國(guó)及挪威均采購(gòu)“雷穆斯600”AUV用于水雷對(duì)抗任務(wù)。排雷高手：遙控式無(wú)人潛航器，遙控式無(wú)人潛航器后面拖帶電纜或在頂部安裝有進(jìn)行無(wú)線通信的天線，在執(zhí)行任務(wù)時(shí)要由母艦的人進(jìn)行操縱。有的型號(hào)裝有空心裝藥破甲彈頭，使用時(shí)通過(guò)有線遙控接近水雷，并以與水雷同歸于盡的方式除掉水雷；有的型號(hào)則不裝彈頭，可用來(lái)多次執(zhí)行搜索水雷等任務(wù)。例如，德國(guó)的長(zhǎng)尾鮫就是一種一次性無(wú)人潛航器，通過(guò)有線遙控，可以潛到水下300米深度。它全長(zhǎng)3米，呈魚雷狀，有4個(gè)靠電池驅(qū)動(dòng)的水平推進(jìn)器和一個(gè)垂直推進(jìn)器，可在母艦周圍1200米范圍內(nèi)活動(dòng)，可為母艦提供探測(cè)數(shù)據(jù)，向目標(biāo)發(fā)起攻擊。有的無(wú)人潛艇體積較大，因此可以搭載搜索魚雷用的各種傳感器。還可以伸出機(jī)械臂，在離所發(fā)現(xiàn)魚雷最近的地方放置爆破用炸藥。例如瑞典的雙鷹無(wú)人潛艇，在水中的最大航速可達(dá)6節(jié)，通過(guò)6個(gè)小型推進(jìn)器可以上下左右移動(dòng)。借助傳感器的幫助，它可以接近最大深度為300米的水雷，機(jī)械臂可將爆破用炸藥安放在距水雷最近的地方。水下袋鼠：潛射型無(wú)人潛航器這是一種可利用潛水艇魚雷發(fā)射管發(fā)射的無(wú)人潛艇，人稱水下“袋鼠”。它不僅可以用于清除魚雷，而且還可以用于水中和水上情報(bào)收集。例如，美國(guó)的近期魚雷偵察系統(tǒng)(NMRS)，是美國(guó)海軍第一代搜索魚雷用的無(wú)人潛艇，1999年4月開始投入使用。這是一種從潛水艇的魚雷發(fā)射管發(fā)射的無(wú)人潛艇，呈魚雷狀，從母艦上用光纜進(jìn)行控制，由于尚存在導(dǎo)航精度和光纜操縱等性能上的問(wèn)題，美國(guó)已開始開發(fā)遠(yuǎn)期魚雷偵察系統(tǒng)(LMRS)，它能夠以比近期魚雷偵察系統(tǒng)更快的搜索頻率來(lái)長(zhǎng)時(shí)間地、可靠地工作，而且不使用電纜或光纜。該艇完成任務(wù)后，還可以通過(guò)使用母艦(潛水艇)右舷魚雷發(fā)射管內(nèi)的機(jī)器人手臂進(jìn)行回收，原計(jì)劃在2004年左右運(yùn)用到海狼級(jí)和弗吉尼亞級(jí)攻擊核潛艇上，目前看來(lái)發(fā)展速度可能不如原先設(shè)計(jì)的那么快。自主搜索：半潛型無(wú)人潛艇目前，一些國(guó)家還在開發(fā)一種半浮半潛型無(wú)人潛航器，即雖然航行體本身在水下，但是發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣和排氣口以及通信天線等仍露在水面上。這種無(wú)人潛艇不但自身裝有傳感器，而且還攜帶了有傳感器的小型潛水器，用來(lái)搜索海底附近的魚雷等。這種半潛型無(wú)人潛艇通過(guò)通信天線從母艦上進(jìn)行無(wú)線遙控操作，可以利用全球定位系統(tǒng)，按照事前設(shè)定的路線獨(dú)立航行。例如，法國(guó)使用的“劍魚”，全長(zhǎng)3米，能以12節(jié)的航速連續(xù)航行400海里。它可與全球定位系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，將收集到的聲納影像數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線通信傳送給母艦。神秘水鬼：自主式無(wú)人潛航器未來(lái)的新一代無(wú)人潛艇將以智能化、自主性為主要特征。自主式無(wú)人潛航器在執(zhí)行任務(wù)時(shí)無(wú)需對(duì)其遙控，從承載平臺(tái)發(fā)射后，由任務(wù)管理軟件自行控制，確定航向、航速、潛深、規(guī)避機(jī)動(dòng)，它能遠(yuǎn)離母艦，獨(dú)立活動(dòng)，最近10多年得到了迅速發(fā)展，代表著無(wú)人潛航器發(fā)展的未來(lái)趨勢(shì)。中國(guó)研發(fā)武器裝備一貫低調(diào)，中國(guó)很多新型武器裝備都由外媒所曝光。2010年5月17日出版的美國(guó)《防務(wù)新聞》周刊刊發(fā)該刊駐臺(tái)灣辦公室主任溫德爾·明尼克的文章，稱中國(guó)正在推進(jìn)無(wú)人潛航器（UUV）項(xiàng)目。文章稱，除了從歐洲進(jìn)口一些商用無(wú)人潛航器之外，中國(guó)還在進(jìn)行自主研發(fā)，中國(guó)的無(wú)人潛航器“海人一號(hào)”已經(jīng)在上世紀(jì)80年代研發(fā)出來(lái)；“探索者”無(wú)人潛航器則在1993年研發(fā)，而基于俄羅斯技術(shù)研制的CR-01無(wú)人潛航器也已問(wèn)世，近期中國(guó)還研發(fā)了“治水-3”（Zhishui3）和SPC-3等無(wú)人潛航器。文章引用美國(guó)專家的話猜測(cè)說(shuō)，中國(guó)海軍將把這些無(wú)人潛航器用于打造水下信息網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，可向衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)，甚至作為武器平臺(tái)使用，但研發(fā)中面臨著動(dòng)力問(wèn)題。文章首先說(shuō)，中國(guó)海軍正在致力于無(wú)人潛航器項(xiàng)目，用于掃雷、海洋探測(cè)研究、收集情報(bào)信息，還有可能用于鋪設(shè)或者切斷海底通信電纜。美國(guó)海軍戰(zhàn)爭(zhēng)學(xué)院中國(guó)海事研究所主任金萊爾(LyleGoldstein)說(shuō)：“除了潛在的切斷或者甚至竊聽通訊電纜之外，我認(rèn)為另外一項(xiàng)主要問(wèn)題在于中國(guó)的無(wú)人潛航器或用于干擾他國(guó)的海底設(shè)施（傳感器），或者同時(shí)還鋪設(shè)中國(guó)自己的類似海底設(shè)施”。金萊爾還說(shuō)，對(duì)于中國(guó)海軍的無(wú)人潛航器項(xiàng)目先進(jìn)程度如何，西方觀察家尚不能完全確定。文章還說(shuō)，中國(guó)軍方或許從中國(guó)船舶工業(yè)貿(mào)易公司（CSTC）的一系列尖端水雷和魚雷的研發(fā)工作中學(xué)到很多，該公司生產(chǎn)EM-56型自行推進(jìn)水雷、EM-22多功能沉底水雷和一種可由潛艇部署的配有300千克彈頭的EM-57遙控水雷，他們或許還從水下機(jī)器人（ROV）和其他商業(yè)艦只方面獲益。AMI無(wú)人系統(tǒng)公司總經(jīng)理安德魯·漢德森（AndrewHenderson）說(shuō)：“找到有關(guān)中國(guó)研發(fā)進(jìn)展的信息是困難的，但是根據(jù)我們跟蹤的情況，售予中國(guó)的無(wú)人潛航器技術(shù)處于商業(yè)最終用戶層面，向中國(guó)出售水下機(jī)器人主要用于近海石油和天然氣勘探?！苯鹑R爾提到，歐洲的一些無(wú)人潛航器技術(shù)售予中國(guó)，這僅僅是初步的表面現(xiàn)象。中國(guó)還在研發(fā)水下自航行器(AUV)。位于美國(guó)華盛頓州的海事分析公司AMI國(guó)際副總裁鮑勃-紐金特(BobNugent)表示，根據(jù)公開的資料，中國(guó)在水下機(jī)器人的研發(fā)稍遜于水下自航行器。金萊爾則在早些時(shí)候說(shuō)過(guò)，中國(guó)的無(wú)人潛航器“海人一號(hào)”已經(jīng)在上世紀(jì)80年代中期由沈陽(yáng)一家單位研發(fā)出來(lái)；“探索者”無(wú)人潛航器則在1993年研發(fā)，而基于俄羅斯MT-88技術(shù)研制的CR-01無(wú)人潛航器也已問(wèn)世。文章還提到，近期中國(guó)還研發(fā)了“治水-3”（Zhishui3）和SPC-3等無(wú)人潛航器。文章繼而猜測(cè)說(shuō)，中國(guó)海軍也在大規(guī)模進(jìn)行無(wú)人潛航器的研究，并將其作為較大型信息網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，金萊爾認(rèn)為，部署這種潛航器的成本低，很具可行性，作為水下通訊平臺(tái)，它可以作為水下網(wǎng)絡(luò)的一部分，可以作為通訊中繼站，可以與衛(wèi)星系統(tǒng)相連接，向衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)，還可以作為傳感器平臺(tái)，甚至當(dāng)做武器發(fā)射平臺(tái)。金萊爾還提到了中國(guó)發(fā)展無(wú)人潛航器面臨的一些困難，電池動(dòng)力依然是主要瓶頸，他說(shuō)這將迫使中國(guó)的設(shè)計(jì)人員盡力避免在一個(gè)潛航器平臺(tái)上裝設(shè)太多的功能。在863計(jì)劃精心組織下，經(jīng)過(guò)6年的艱苦努力研制出兩臺(tái)先進(jìn)的無(wú)纜水下機(jī)器人。從1992年6月起，與俄羅斯科學(xué)院海洋技術(shù)研究所合作，以我方為主，開始研制6000米無(wú)纜自治水下機(jī)器人。1995年8月，CR-016000米無(wú)纜自治水下機(jī)器人研制成功，使我國(guó)機(jī)器人的總體技術(shù)水平躋身于世界先進(jìn)行列，成為世界上擁有潛深6000米自治水下機(jī)器人的少數(shù)國(guó)家之一。1994年“探索者”號(hào)研制成功，它工作深度達(dá)到1000米，甩掉了與母船間聯(lián)系的電纜，實(shí)現(xiàn)了從有纜向無(wú)纜的飛躍?！皾擙堃惶?hào)”是中國(guó)國(guó)際海域資源調(diào)查與開發(fā)“十二五”規(guī)劃重點(diǎn)項(xiàng)目之一，是中國(guó)自主研發(fā)、研制的服務(wù)于深海資源勘察的實(shí)用化深海裝備。該項(xiàng)目于2011年11月正式啟動(dòng)，2013年3月完成湖上試驗(yàn)及湖試驗(yàn)收?！皾擙堃惶?hào)”長(zhǎng)6米、直徑8米、重1500公斤，最大工作水深6000米，巡航速度2節(jié)，最大續(xù)航能力24小時(shí)，配有淺地層剖面儀等探測(cè)設(shè)備，可完成海底微地形地貌精細(xì)探測(cè)、底質(zhì)判斷、海底水文參數(shù)測(cè)量和海底多金屬結(jié)核豐度測(cè)定等任務(wù)。2014年2月20日至4月22日，我國(guó)自主研制的首臺(tái)4500米級(jí)深海遙控?zé)o人潛水器作業(yè)系統(tǒng)——“海馬號(hào)”ROV搭乘“海洋六號(hào)”綜合科學(xué)考查船分三個(gè)航段在南海進(jìn)行海上試驗(yàn)，并于4月18日通過(guò)了由863海洋技術(shù)領(lǐng)域辦公室委派的海試現(xiàn)場(chǎng)專家組進(jìn)行的海上驗(yàn)收。為強(qiáng)化技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用需求的緊密結(jié)合，國(guó)土資源部作為該項(xiàng)目的主持部門，其下屬?gòu)V州海洋地質(zhì)調(diào)查局作為業(yè)主單位牽頭，聯(lián)合上海交通大學(xué)、浙江大學(xué)、青島海洋化工研究院、同濟(jì)大學(xué)和哈爾濱工程大學(xué)等國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)單位，共同協(xié)作完成研制與海試。一個(gè)性能優(yōu)良的無(wú)人潛航器，須集先進(jìn)的導(dǎo)航操控系統(tǒng)、能源與推進(jìn)系統(tǒng)、通信與環(huán)境感知技術(shù)于一體，未來(lái)無(wú)人潛航器的發(fā)展趨勢(shì)主要集中在以下幾個(gè)方面：為降低成本、減少能源消耗，未來(lái)無(wú)人潛航器的航行體技術(shù)將會(huì)向體積小、兼容性高及模塊化方向發(fā)展，突破現(xiàn)有航行體設(shè)計(jì)中的障礙。一方面由于國(guó)際間的技術(shù)合作愈加密切，高兼容性和模塊化技術(shù)的應(yīng)用將大幅度降低無(wú)人潛航器的制造成本；另一方面，由于微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用和裝置的縮小，使得設(shè)計(jì)出體積更小的無(wú)人潛航器成為可能，進(jìn)而減少能源消耗。為滿足軍事需求，要求未來(lái)無(wú)人潛航器將具有更長(zhǎng)時(shí)間的執(zhí)行任務(wù)能力，新的能源必須為無(wú)人潛航器提供更長(zhǎng)的續(xù)航力，如數(shù)月、甚至數(shù)年以上。目前核電池及太陽(yáng)能電池都已經(jīng)能夠滿足這一需求，相信在目前先進(jìn)的電池技術(shù)基礎(chǔ)上，未來(lái)無(wú)人潛航器的能源系統(tǒng)將會(huì)更加持久和安全。精確的導(dǎo)航定位能力是無(wú)人潛航器成功執(zhí)行任務(wù)的基本要素。由于無(wú)人潛航器在水下作業(yè)的時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)，慣性導(dǎo)航的累計(jì)誤差越不能令人滿意，而又不能老是叫無(wú)人潛航器浮出水面，使用GPS衛(wèi)星定位來(lái)修正慣性導(dǎo)航誤差，另一方面也可能會(huì)因上下往返而減少其執(zhí)行任務(wù)的時(shí)間。利用聲波定位及水下環(huán)境地形導(dǎo)航技術(shù)（如地形輪廓跟隨法、海底映像地圖匹配法以及其他的地球物理技術(shù)）將成為發(fā)展的重點(diǎn)。無(wú)人潛航器是中國(guó)海軍智能化平臺(tái)，集戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境偵察、敵情監(jiān)視等多種功能于一身，是未來(lái)無(wú)人作戰(zhàn)的典型裝備。（李玉評(píng)）水下無(wú)人潛航器集群是指由多個(gè)水下無(wú)人潛航器組成的協(xié)同工作系統(tǒng)。隨著海洋探測(cè)和軍事領(lǐng)域的不斷拓展，水下無(wú)人潛航器集群的發(fā)展日益受到。本文將介紹水下無(wú)人潛航器集群的關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀，并展望未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)和挑戰(zhàn)。通信技術(shù)：水下環(huán)境中的通信技術(shù)是水下無(wú)人潛航器集群發(fā)展的關(guān)鍵之一。目前，潛航器之間的通信主要依靠無(wú)線電通信、水聲通信和光通信等方式。無(wú)線電通信是最常用的方式，但受到海水吸收和多徑效應(yīng)等因素的影響，通信距離和穩(wěn)定性受到限制。光通信具有速度快、帶寬寬、低干擾等優(yōu)點(diǎn)，但其傳輸距離較短。水聲通信則具有傳輸距離遠(yuǎn)、穿透力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但數(shù)據(jù)傳輸速率較慢。協(xié)作技術(shù)：水下無(wú)人潛航器集群需要實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作，因此協(xié)作技術(shù)是集群發(fā)展的關(guān)鍵之一。協(xié)作技術(shù)包括任務(wù)分配、姿態(tài)控制、隊(duì)形保持等，涉及多個(gè)潛航器之間的信息交互和決策制定。目前，多智能體協(xié)作技術(shù)是研究熱點(diǎn)，通過(guò)該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)潛航器之間的自主協(xié)作和任務(wù)分配。自動(dòng)控制技術(shù)：水下無(wú)人潛航器集群的自動(dòng)控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)自主航行和任務(wù)執(zhí)行的關(guān)鍵。自動(dòng)控制技術(shù)包括路徑規(guī)劃、導(dǎo)航控制、目標(biāo)追蹤等，需要根據(jù)預(yù)設(shè)的任務(wù)要求和實(shí)時(shí)環(huán)境信息進(jìn)行自主決策和控制。目前，基于深度學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)等機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的自動(dòng)控制方法取得了重要進(jìn)展。能源技術(shù)：水下無(wú)人潛航器集群的能源技術(shù)是決定其續(xù)航能力和作業(yè)時(shí)間的關(guān)鍵。目前，潛航器的能源主要來(lái)自于電池、燃料電池和核能等。電池是最常用的能源，但續(xù)航能力有限；燃料電池具有高能量密度和快速充電等優(yōu)點(diǎn)，但需要定期更換燃料；核能具有高能量密度和長(zhǎng)續(xù)航能力等優(yōu)點(diǎn)，但存在放射性污染等問(wèn)題。全球發(fā)展情況：目前，美國(guó)、中國(guó)、日本等國(guó)家是水下無(wú)人潛航器集群發(fā)展的主要推動(dòng)者。美國(guó)在集群技術(shù)和應(yīng)用方面擁有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，中國(guó)在潛航器的制造和應(yīng)用方面具有顯著成果，日本則在海洋探測(cè)和軍事應(yīng)用方面表現(xiàn)突出。應(yīng)用領(lǐng)域：水下無(wú)人潛航器集群在海洋探測(cè)、軍事偵察、環(huán)境監(jiān)測(cè)、深?？脊诺榷鄠€(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。例如，在海洋探測(cè)方面，集群可以協(xié)同工作完成海底地形測(cè)繪、海洋資源調(diào)查等任務(wù)；在軍事偵察方面，集群可以進(jìn)行敵方潛艇的跟蹤和偵測(cè)任務(wù)；在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面，集群可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海洋污染和氣候變化等情況；在深?？脊欧矫?，集群可以幫助研究機(jī)構(gòu)收集海底文物資料。競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)：水下無(wú)人潛航器集群的發(fā)展具有以下競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)：一是提高作業(yè)效率，集群可以同時(shí)執(zhí)行多項(xiàng)任務(wù)，縮短作業(yè)時(shí)間；二是增強(qiáng)作業(yè)能力，集群可以實(shí)現(xiàn)信息共享和協(xié)同決策，提高整體作業(yè)能力；三是降低成本，集群的自主航行和任務(wù)執(zhí)行可以減少人力和物力的投入，降低作業(yè)成本。發(fā)展趨勢(shì)：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，水下無(wú)人潛航器集群的發(fā)展將呈現(xiàn)以下趨勢(shì)：一是技術(shù)集成度更高，未來(lái)的集群將融合更多的先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更高的協(xié)同作業(yè)能力；二是應(yīng)用領(lǐng)域更廣泛，集群的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩嗤卣?，覆蓋更多的領(lǐng)域和場(chǎng)景；三是智能化程度更高，未來(lái)的集群將具備更強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)和決策能力，實(shí)現(xiàn)更高的智能化水平。挑戰(zhàn)：水下無(wú)人潛航器集群發(fā)展面臨以下挑戰(zhàn)：一是技術(shù)難題，由于水下環(huán)境的復(fù)雜性和不確定性，集群在通信、協(xié)作、自動(dòng)控制和能源等方面仍存在技術(shù)難題需要突破；二是成本控制，由于潛航器的制造成本較高，如何降低成本以提高性價(jià)比是一大挑戰(zhàn)；三是法律法規(guī)，水下無(wú)人潛航器集群的發(fā)展涉及多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的法律法規(guī)，需要加強(qiáng)國(guó)際合作和溝通。水下無(wú)人潛航器集群發(fā)展是未來(lái)海洋探測(cè)和軍事等領(lǐng)域的重要趨勢(shì)。本文介紹了水下無(wú)人潛航器集群的關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀，并展望了未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)和挑戰(zhàn)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，水下無(wú)人潛航器集群的發(fā)展前景廣闊，但仍需要解決諸多挑戰(zhàn)和問(wèn)題。未來(lái)需要加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)、推動(dòng)國(guó)際合作、優(yōu)化成本控制等方面的努力，以推動(dòng)水下無(wú)人潛航器集群的進(jìn)一步發(fā)展。隨著科技的不斷發(fā)展，水下無(wú)人集群應(yīng)用及關(guān)鍵技術(shù)成為了研究熱點(diǎn)。本文將介紹國(guó)外水下無(wú)人集群的應(yīng)用情況、關(guān)鍵技術(shù)分析以及未來(lái)發(fā)展方向。水下無(wú)人集群應(yīng)用是指在水中由多個(gè)無(wú)人潛水器組成的群體，通過(guò)協(xié)同工作完成各種任務(wù)。這種技術(shù)應(yīng)用在海洋資源開發(fā)、水下考古、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域具有重要意義。而關(guān)鍵技術(shù)則是實(shí)現(xiàn)水下無(wú)人集群應(yīng)用的關(guān)鍵，包括機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、超聲波通信等。海洋資源開發(fā)領(lǐng)域：美國(guó)某公司研發(fā)了一款水下無(wú)人機(jī)集群，用于海底礦產(chǎn)資源的勘探和開發(fā)。它們可以在水下長(zhǎng)時(shí)間工作，對(duì)海底地形、礦產(chǎn)資源進(jìn)行詳細(xì)探測(cè)，提高了礦產(chǎn)資源的開發(fā)效率