发布日期：2025-08-04 08:50    点击次数：170

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　　好意思国“虎鲸”无东说念主潜航器。贵寓图片

　　据外媒报说念，前不久，德国舟师在波罗的海完成为期两周的“蓝鲸”无东说念主潜航器实验。“蓝鲸”无东说念主潜航器装备有多种录像头和传感器，可考察潜艇、水面舰艇、水雷等筹谋。

　　当作一种水下无东说念主平台，无东说念主潜航器可搭载多种开垦现实特定任务。在顶点或危机环境中，无东说念主潜航器有时替代东说念主类功课，具有很高的灵活性和效费比，被视为当代舟师的“力量倍增器”。

　　许多国度皆加大了水下无东说念主力量的建造干预，可是能自主建造无东说念主潜航器的国度照旧少数。究竟是什么原因，使建造一型无东说念主潜航器这样难？请看本期解读。

　　壳体假想需温和多种条目

　　无东说念主潜航器需要在水下几米到上千米的深度现实任务，潜水深度越深，环境越复杂，对无东说念主潜航器壳体的条目也越高。总体而言，壳体假想需要通过材料选用、水密技巧和防腐蚀技巧3说念最基本的关隘。

　　第一关：材料选用。在水下1000米以内的环境中，无东说念主潜航器多选用铝合金材料当作壳体材料。铝合金材料老本低，机械加工性能好，但抗压强度较差。在水下1000米至3000米的环境中，不锈钢是使用最多的壳体材料。不锈钢的强度比铝合金高，造价和机械加工性能中等。在水下3000米以上的环境中，钛及钛合金是最好的壳体材料。它们有很好的钝化才气，强度高、加工性能好、有广阔的耐蚀性能。好意思国的“海崖”号深潜器装备了钛不雅察舱和垄断舱，下潜深度可达6000米。俄罗斯研制的“能人-D”无东说念主潜航器由钛合金材料制成，曾在马里亚纳海沟海域完成坐底试验。不外由于资源少、老本高，钛的使用存在一定为止。

　　跟着材料技巧的发展，东说念主们启动研制高强度固体浮力材料以替代传统材料。固体浮力材料是一种高新技巧化工新家具。其低密度型可提供更大的净浮力，高强度型可用于深潜，这为无东说念主潜航器的假想提供了新的可能与标的。

　　第二关：水密技巧。由于无东说念主潜航器飘舞深度可达数千米，要是密封性能不好，轻则加剧部件腐蚀，重则导致无东说念主潜航器千里没。无东说念主潜航器的密封性能时常需要从壳体、光学窗、可拆卸封头3个方面周密推敲。

　　壳体除了选用抗压性能较好的材料外，还需要谛视面目假想。本色应用中，壳体时常被假想为圆筒形，这样既容易制造，又能回击外压，况兼便于在其里面派遣开垦。

　　水下光学窗必须用石英玻璃、特种光学玻璃或者有机玻璃等透光性能好、强度高的材料制成。这样既能保证密封性，又能与成像镜头广阔相助。

　　由于壳体内时常装备着多样开垦，在完成水下任务后往往要对这些开垦进行查验，是以壳体必须有一个可拆卸的封头。这种可拆卸的封头，时常选用“O”形圈密封。它是一个橡胶或其他弹性材料组成的圆环，低压时靠当然弹性，压力加多时“O”形圈会进一步变形，挤满可能走漏的地点。选用质料上等的密封圈，并保执与壳体上的密封槽相助广阔，才气保证密封性。

　　第三关：防腐蚀技巧。海水的强腐蚀性，使得无东说念主潜航器在假想和制造时必须推敲防腐蚀纪律。好意思国国防高等照拂野心局于2019年启动的“妖怪鱼”技俩，第一阶段就要通过无东说念主潜航器防腐蚀等多个关节假想审评。防腐蚀假想一般有5种步地。一是选用耐腐蚀的金属、合金或非金属材料。二是将被保护的名义与侵蚀介质间隔。三是选用有机涂层和无机涂层将被保护平面与侵蚀介质间隔，有机涂层多为涂料涂层和塑料涂层，无机涂层多为金属涂层和非金属涂层。四是选用电化学保护。五是选用松开腐蚀的结构假想，比如松开流毒腐蚀、松开应力腐蚀、松开战斗腐蚀等。

　　电板能量密度条目高

　　相对陆地而言，海水中枯竭空气，多样热机难以责任，无东说念主潜航器大多量情况下需要依赖其他能源。无东说念主潜航器的能源与能源系统必须可靠性高、限制性好、耐高压、耐高温、耐腐蚀。此外，由于无东说念主潜航器体积较小，能源与能源系统还必须有较高的单元分量和单元体积能量密度。

　　现存的无东说念主潜航器主要依靠锂电板当作能源源。典型的有挪威的HUGIN1000潜航器。该潜航器搭载团员物锂电板，选用串联步地将单体电板麇集起来，每个单体电板容量约为40安时。这款潜航器的要紧任务是探伤水雷，航速一般为4至6节。

　　一些国度也在探索使用其他类型的电板，以提高水下飘舞器的性能。当今，使用较多的主要有铅酸电板、铝硫化铁蓄电板、锂蓄电板等。

　　铅酸电板老本便宜，技巧熟悉且钦慕相对约略。铅酸电板的电极主要由铅过头氧化物制成，电解液是硫酸溶液。好意思国的“曼塔”大排量无东说念主潜航器使用的能源源等于铅酸电板。该无东说念主潜航器重14吨，选用泵喷鼓励，最高航速10节，巡航速率5节，续航时辰为4到5小时。“曼塔”大排量无东说念主潜航器主要担负考察、监视等任务，也不错当作母艇平台，搭载更微型无东说念主潜航器。

　　铝硫化铁蓄电板以锂铝合金为极板，使用硫化铁固体电解质全密封蓄电板。这种电板能量密度高，输出功率大，能量后果高。

　　锂蓄电板是好意思国马里兰州水面战中心正在照拂的一种无需加热的新式锂电板。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梭，能量密度较高。该蓄电板充电速率快，况兼在充电时不会产不悦体，具有较好的安全性。

　　水下导航技巧难度大

　　导航系统在无东说念主潜航器体绑缚构中占有举足轻重的地位，它不错为无东说念主潜航器在复杂海洋环境中提供位置、姿态等导航定位信息。这不仅联系到现实任务的告捷与否，也联系到无东说念主潜航器的安全。

　　念念在深海寻找正确的说念路并非易事。最初，无东说念主潜航器功课时频频会有较大落差的下潜与上浮，需要三维立体导航以玩忽海底环境。这个难度远宏大于传统平面导航。其次，电磁波在海水中衰减相等速即，无东说念主潜航器又往往处在较深的水下环境中，这导致通俗的无线电导航和雷达皆只可当作扶持导航技巧。此外，由于对导航数据准确性及及时性高度依赖，必须概括可提供一语气信息的里面导航信息以及可获得精准畅通轨迹的外部导航信息，才气为无东说念主潜航器导航。

　　当今，无东说念主潜航器水下导航最常用、最灵验的法子是，船位推算法或惯性导航法等里面导航法子与无线电、声学、海洋地球物理学等外部导航法子的取悦。

　　船位推算法是一种低老本的导航法子，它可及时定位并给出载体平台现时和异日的位置。不外，这种步地累计的罪责会导致无东说念主潜航器导航系统表现的定位与本色位置不符。

　　惯性导航系统不受环境、载体天真和无线电搅扰的影响，能一语气提供一齐导航参数，在短时辰内具有较高的相对精度。其劣势是因为陀螺不停漂移，定位罪责会随飘舞时辰和距离执续积聚和发散。

　　当今，惯性导航系统虽能温和中近程导航，但无法温和汉典、永劫辰飘舞的导航条目。因此，无论船位推算法或是惯性导航皆需要外部导航来修正罪责。比如，使无东说念主潜航器周期性地浮出水面，选用无线电导航修正位置，从而进步导航精度。这样作念的劣势是不利于阴事、需要破耗特地时辰且带来能源问题。

　　选用声学外部导航法子亦然一种贬责决策。它利用声学信号在海洋中的广阔传播特质，以声学辐照器为导航信标，由无东说念主潜航器向声学信标辐照声信号并接受复返的声信号，诡计相对距离，从而推算出及时位置。好意思国的REMUS-100无东说念主潜航器是一款微微型潜航器，可选装声学调制解调器、声学图像系统等。2003年，好意思国舟师在伊拉克一个海港应用REMUS-100无东说念主潜航器清扫第一次海湾干戈时代伊拉克舟师布放的水雷，他们利用该型潜航器装备的侧扫声呐和导航定位系统，准确发现了数枚水雷并进行了图上位置标定。这是天下上第一次告捷应用无东说念主潜航器驱散敬佩雷搜索。

　　此外，海洋磁导航、重力导航、海底地形匹配导航等海洋地球物理学导航的罪责，不随飘舞时辰或飘舞距离加多而积聚或发散。这些导航具有精度高、不受时辰为止、无需升出水面、阴事性强等优点，因此成为无东说念主潜航器较理念念的扶持导航技巧。这亦然连年来许多国度照拂的重心之一。（张琦 李博 清晨宇）

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