我国水下运载器发展探讨

维普资讯http://www.cqvip.com鱼雷与发射技术我国水下运载器发展探讨上海交通大学段明贵摘要：本文详细剖析了目前国内外军用水下运载器的现状和发展趋势，提出了水下运载器发展面临的关键技术，并给出了我国发展水下运载器事业的具体建议和措施。关键词：水下运载器使命导航趋势1概述．随着世界形势的变化和技术的发展，以及2水下运载器的使命任务近岸威胁和冲突的增多，一些个头较小、外形2．1水下运载器的使用各异，但身手灵活、隐蔽性好、适宜浅水作战、水下运载器的使用可追溯到很久以前的可适应不同任务需求的水下运载器(运载工历史。第一次世界大战时，在意大利与奥匈帝具)正由近岸浮出水面，一种新的海军作战模国的海战中，意大利的蛙人曾操纵简单的“蚂式正在显现。水下运载器正由过去的辅助地蝗”小艇潜人普拉港，击沉了“维里布斯·乌尼位上升为一种近岸侦查、作战的主要手段，甚提斯”号战列舰，战功显赫。早期的水下蛙人至有演化为水下战略武器平台标准配置的趋运载器采用压缩空气为能源，后来改用铅酸电势，必将成为未来海战的一种有效装备或工池作动力能源，使航行性能得到提高。使用时具。由潜艇运送到预定海域，再放人水中。由蛙人由于水下运载器的灵活性、隐蔽性、突然跨骑式操纵航行，主要用于港口偷袭，对停泊性、可以有效增大作战半径、适宜浅水作战等驻留的军舰进行攻击等，被炸沉的舰船吨位从特点，并且可以减少人员和昂贵作战舰艇的损几千吨到上万吨都有，取得了不错的战绩。时失，使其在现代近岸的侦查、登陆、反潜等战斗至今日，随着新技术的发展以及战争模式的演中正发挥越来越广泛的用途，是目前世界各国化，水下运载器的发展以及使用方式等均发生都在着力研究和发展的高新技术武器装备。了翻天覆地的变化，出现许多新的特点和发展目前，水下运载器种类多、用途广、范围大。本方向，显示出强大的生命力和广阔的应用空文的水下运载器特指那些尺度较小、排水量较间。现代运载器的功能不断完善，使用范围不小、操作灵活且主要执行特殊军事用途的军用断扩大，已呈现出百花齐放的勃勃生机。水下航行体、输送艇或作战工具等。2．2载人型水下运载器的使命24维普资讯http://www.cqvip.com。我国水下运载器发展探讨。由于使用范围的不同，现代运载器的使命年代技术较为成熟，目前仍在发展，典型型号任务也大相径庭，类型也较多。从有无载人的有美国近期水雷侦察系统(N腿s)、德国“长尾角度看，运载器可分为载人型运载器、无人潜鲨”(sEDx)、挪威“水下排雷手”(Minesnip．航器两大类。er)、英国“射水鱼”(clleI6sI1)、瑞典“双鹰”一水下载人型运载器是一种潜航式输送人Ⅲ水下航行器(DoubleEagle)、意大利“普路托·员及其武备或探测设备，以执行特殊任务为目齐加斯”(PIIIJ1DGIGAs)等。自主式无人航行的的水下运载工具，在国外被称作Swimmer器在执行任务时无需对其遥控，从承载平台发DeliveryVehicle(SDV)或SealDeliverySystem射后，由任务管理软件对其控制，确定航向、航(SDs，以美国海豹突击队的输送艇而出名)。速、潜深、规避机动，它能远离母舰，独立活动，载人型运载器从载人舱是否水密又可分为干代表着UUv领域的未来发展趋势，最近l0多式运载器(载人舱密封、无浸水)和湿式运载器年得到了迅速发展。目前在研装备的有美国(乘员被水浸没)两种。“曼獭”(Manta)无人潜航器、挪威“大乌鸦”猎载人型运载器，一次可将1名或多名乘员雷具等。随着新技术例如微电子技术、计算机及其装备由水下秘密送到目的地，去执行特殊技术、人工智能技术、软件技术、新材料及新型使命，具体包括：动力能源技术等不断渗透，未来UUv将被赋a输送侦察人员接近岸(港)或登陆执行予更多的使命，将在反潜战、水雷战、侦察监视侦察任务；和水下攻击等水下战领域中发挥更广泛和更b输送突击队员登陆执行对敌重要目标重要的作用，成为水下战中一只傲然绽放的奇的突袭、破坏防御工事或引导打击任务；葩。首先，它能执行非作战任务，例如在水中C输送战斗队员从水下接近停泊的舰船、兵器的试验、鉴定、操练中充当靶雷，寻找和回岸滩障碍、水下设施等目标实施爆破作业；收沉人海底的物件；在海洋工程中，作为工作d输送潜水员执行水下救援、勘探和设备平台，对海底设备进行布设、检查、维修等：还维修等任务。能执行某些特殊任务，例如进行海上破坏活2．3无人水下运载器的使命动：暗中切断敌电缆以破坏其重要通信干线和水下无人运载器UUv(UnderwaterUn．供电电路，对敌方水下通信进行干扰，例如干mannedVehicle)根据它与水面支持设备(母船扰敌方的水声阵列，干扰敌方的导航应答等。或平台)间联系方式的不同，又可分为两大类：在反潜战中，未来唧是水下作战的最理想遥控航行器R()V(RemoteOperatedVehicle)和的装备，它不必像载人潜艇那样冒巨大风险：自主式水下航行器(AuV)。其中ROV后面拖唧还能作为潜艇远距离水下通信的中继带电缆，在执行任务时一直需要母舰的操纵和站，以扩大潜艇的搜索范围；在敌人经常出没控制。它于20世纪50年代开始研制，7080的区域附近，uuV能秘密进行水下跟踪，进行25维普资讯http://www.cqvip.com鱼雷与发射技术专门的情报收集。在水雷战中，装有特殊装置俄罗斯(前苏联)对水下运载器的开发和的IJIⅣ能安然无恙地穿越敌人布雷区，绘制使用也很重视，也有很多的产品，如COM1型、出敌方布雷区图，供导引已方猎、扫该雷区之COM2型、CHPHHAmYM9等型号。经过用或引导潜艇和水面舰艇通过雷区。因此随几十年的发展，己形成系列产品列装部队。其着战场模式的转变(近海、频海冲突增多)和相载人型运载器外形结合人机工程学原理，关技术(导航定位、自动控制、大容量信息传适合水下蛙人的生理和心理特点，在水下潜航输、探测手段等)的发展，采用自动控制的无人时能感受到舒适、便捷和安全，其专门研制的运载器发展迅速，它们具有使用灵活、不受工外转子直流电机，具有噪音低、长时间工作可作深度限制、不存在人员伤亡、可回收反复使靠等优点。用等特点，使其用途也愈来愈广泛，成为水下据透露：美国海军特种部队现有各类舰艇运载器的主要发展方向。采用模块化设计的150余艘。其中用于特种作战的低噪声高速此类运载器还可根据任务性质的不同，搭载不PB系列艇36艘，能在浅水区活动的微型装甲同的探测设备、武器系统和对抗设备而组合成艇22艘，“长尾鲛”轻型特种作战战斗艇36新的水下航行体，以便在高危浅水环境执行诸艘，“海盗”中型战斗艇l9艘和改进型潜艇7如秘密侦查、水下猎雷乃至反浅作战等任务。艘。此外，美军还采购l8艘特种作战气如配备大容量能源模块及相应系统，可变成超垫船、l5艘小型特种作战潜艇和一定数量的远程水下作战平台，加装鱼雷战斗部、自导引“蛙人”运送艇。“蛙人”运送艇是一种有动力信系统即可作为超远程巡航鱼雷使用，搭载水的在水面或水下运送“蛙人”的装置，它能从水雷即可变成远程自航水雷等。面舰艇或水下潜艇中下水，潜航到敌占海滩区进行侦察、袭击或破坏活动，完成任务后悄悄3目前水下运载器的研制概况返回母舰或母艇。早期的SDV多为湿式输送目前世界上约有20个国家拥有近200艘艇，突击队员在艇内仍要穿上潜水衣，带上呼各种各样的水下运载工具，技术比较先进的国吸器。9o年代以来，美国开始研制“干”式输家主要有美国、俄罗斯、意大利、英国、瑞典、日送艇，这就是称之为ASDS的先进蛙人输送艇本等国，其中美国凭借强大的经济和技术实(即高级‘海豹’小队投送系统)。ASDS可谓真力，在水下运载器领域仍处于领先的地位。正意义上的微型潜艇，全封闭结构，队员可象意大利在水下运载作战工具的开发上起正常艇员一样呆在艇内，并与核潜艇有密闭接步较早，积累了丰富的设计研制经验，其著名口。以锂离子电池作能源，航速8节，航程125的Cos．MO．S公司开发出了“CE”系列(“CE海里，一次可载运8名“海豹”队员。使用时由2Ie’、“CE4F'’等)以及“SWATS”海蛇系列等经核潜艇、水面舰艇或飞机携带至目标区近海，典水下运行产品，受到广泛青睐。然后自航至作战海域甚至敌方港口或江河内。26维普资讯http://www.cqvip.com。我国水下运载器发展探讨o2OO2年1O月，为了搭载ASDS及其它需要，美法国：法国已向14个国家出售了近350国海军花费近20亿美元，开始对俄亥俄级弹个遥控水下运行器与炸药结合的猎雷系统。道导弹核潜艇的前四艘(编号SSBN726—729)并且法国在其最新计划研制的新型梭鱼级核进行改装工程，改装后新的作战平台将能发射动力攻击潜艇已考虑了运载特种兵的要求，其“战斧”巡航导弹，搭载无人潜航器、水下运载SMX一21多用途潜艇的概念设计中也包含了器和特种部队及装备等，使其成为既能执行远装载特种部队运载器和可重复使用无人水下程常规精确打击任务，又能执行特种作战的多航行器的部分。用途巡航导弹核潜艇，俄亥俄级导弹核潜艇不英国：英国海军“刚强”号攻击型核潜艇在再是深海的孤独游迤者，它的触角己深入近完成改装任务后，预计2O04年初重新加入作海。2o03年上半年，诺斯罗普·格鲁曼公司向战舰队。主要是加装特种部队使用的干甲板美海军交付了6艘先进蛙人输送艇(ASDS)，掩蔽舱(dry—de&shelter)，安装在指挥台围壳提高了“海豹”部队在高危地区的行动能力，标的后面，能够容纳、布放和回收装载“海豹”突志着美海军拥有了完成目前关键任务的最高击队的输送艇，用于投送和回收特种部队士技术的先进设备，也代表了目前载人型水下运兵，是英国第一艘加装特种部队使用的干甲板载器的最高水平。掩蔽舱的攻击型核潜艇。此外，英国海军“未来型攻击潜艇”将携带非常具有代表性的“马4发展趋势林”MRrlin水下无人艇。‘由于战争模式的不断演化，近海威胁和冲美国：美国海军潜艇未来研究小组在潜艇突的概率大大增加，使适应浅水、操作灵活、投的中长期研究中指出：潜艇除了重视武器资额小、用途广泛的水下运载器面临更大的使发展，更要重视艇外传感器(无人机和水下无用空间和需求，各国的海军战略也因此进行了人潜航器等)的发展，后者对提高作战能力更相应的调整，如美国在21世纪初的海军战略为重要。耐久性和负载能力良好的遥控无人中就明确强调浅海作战能力，实施由海及岸的平台能够大大延伸潜艇的视听范围，同时还能新战略。在此驱动下，水下运载器的发展目前扩展潜艇的作战用途，使潜艇胜任诸如打击目已进入一个更为活跃的时期，西方主要国家已标、实时跟踪等任务。在潜艇方面，美海军正将水下运载器作为下一水下主战武器(如战略在加紧建造新的“弗吉尼亚”攻击型核潜艇。核潜艇)的标准配置来要求，作为其水下主战“弗吉尼亚”级攻击型核潜艇是美国海军设计武器的近海作战手段以及未来网络信息海战的第一种具有现代意义的近岸型核潜艇。它的信息节点和支撑来看待。装备有对陆打击的“战斧”巡航导弹、鱼雷、无4．1各大国已将运载器看作一种有效的水下人小型潜艇、新型船坞接口和蛙人输送艇，具作战方式和手段有布雷、运送特种作战部队登陆、打击水面舰27维普资讯http://www.cqvip.com鱼雷与发射技术艇和岸上目标等各种能力。为了使该级潜艇器自主改变任务计划等。能更好地满足“由海向陆”的作战，改进的“弗推进标准化和模块化。为降低生产和使吉尼亚”级核潜艇还能够装载更大的无人潜用成本并扩展其应用，美国海军正在推进无人艇，专门装设了一个可以释放和回收的特种人水下航行器的标准化和模块化，要求研究有关员运载器以及与其对接的艇上接口，特种人员的机械、电气、软件标准接口概念，并鼓励研制运载器可容纳9名特种作战人员和为执行特商在无人水下航行器的设计和制造中尽可能种任务所需要的各种装备，甚至能容纳小型无采用模块化设计。人飞行器，以支援两栖特种作战。由于“弗吉尼亚”级核潜艇在2l世纪既是具有多用途的5水下运载器关键技术研究攻击型核潜艇，又是在战略威慑力量和多种专水下运载器综合了潜艇、鱼(水)雷、水下项用途方面具有很大潜力的水下作战平台，其机器人等多种技术，是一个多学科交叉融合的对特种运载器的搭载，也清晰印证美海军对水高新技术载体，具体到某一种运载器还具有专下特种作战的重视和支持。而从美国海军未业性强、技术要求高等特点，因此从某种意义来计划的基本架构一一“2l世纪海上力量”的上说水下运载器代表了水中兵器的个发展规划中，我们也可清晰看到其基本观念的三个方向，对相关技术提出了新的要求。方面：海上攻击、海上防御、海上基地里均出现对于水下无人航行器来说，关键技术包了无人驾驶潜航器和特种部队运输艇(船)的括，能源和推进技术(开发高能密电源是uⅣ影子，表明美国海军已将水下运载器的开发研长时问连续作业的保证，未来uⅣ将可能采制上升到了一个极为重要的地位。用燃料电池，它能量密度大、效率高、反应快是4．2无人水下运载器的研究方兴未艾较理想的新型能源)、任务管理与控制(用于任目前，国外军用无入水下运载器的研究呈务规划、路径规划、自主航行、信息融合、数据现方兴未艾之势，各国除了开发有关技术，如记录和内部分系统之间信息传输、故障诊断、高能量密度电池、紧凑而高效的推进系统、高导航、威胁探测等)、自主导航技术(用于捷联数据通信链路、精确导航设备以及各种先进传式惯导、多普勒测速声呐、GPS、海底跟踪导感器等，还致力于以下研究：航、地磁导航、重力导航等导航系统)、通信技提高自主能力。现有自主水下航行器虽术(包括光纤通信、激光通信、电磁／射频通信然能自主执行被赋予的任务，但对环境的适应和水声通信等)、航行体设计技术(包括材料、能力很有限，当环境发生变化时，它们需要借外形、低速控制和降噪)、探测与传感器技术助于人工控制才能对变化做出反应。欧美海(水声传感器是uuV探测设备中的重要部分，军目前正尝试完全取消人对航行器的控制，如其中涉及到水声匹配场处理技术、旁视声呐、开发能响应环境变化的智能传感器，帮助航行合成孔径声呐、高精度多波束测深和计算机成28维普资讯http://www.cqvip.com。我国水下运载器发展探讨。像技术等)等。平、工业基础来看，我国发展水下运载器的策水下运载器的释放与回收涉及携带方式、略应是先单人后多人、先湿式后干式、人工和搭载接口、释放与回收方法、母船(艇)的使用自动控制齐头并进、发展两栖用运载器、大力等各个方面，同时又是一项技术精度要求较高发展远程自主式运载器等。的工作，因此较为复杂，解决难度大，必须予以统筹考虑。近年来，由于隐蔽性要求的提高，7结论与展望运载器水下搭载一水下潜航一水下完成任务水下运载器作为一种新的海战模式和手一水下返航或回收的使用趋势越来越明显，而段，具有广泛的用途和众多的优点；作为舰由此将涉及与潜艇的搭载方式、回收方法、耐(艇)兵力倍增器和水下作战平台，正在发挥越压接口(干式运载器)等一系列问题，国外在此来越重要的作用；作为未来水下信息网络节点方面已经进行大量的研究并找到了～些解决和支撑，将极大地改变目前的海战形式和战争办法，应及早进行规划和研究，为我国运载器结果。水下运载器适应世界海军的发展趋势，的发展提供良好的搭载和使用平台。正在各方面迅速取得突破；符合我国的国情，是我国海军的急需装备，应引起我们足够的重6我国水下运载器发展建议视。可以预计，在未来的海战中，各种各样的水中兵器是一个包含多学科专业的高技水下运载器将各显身手，在海军史的功劳簿上术集成体，水下运载器也不例外，随着这些技熠熠生辉!术在民用领域的进展和革命性突破，将会带动水中兵器的作战模式和作战能力得到大幅提参考文献升，我们必须予以密切跟踪，这些技术包含：微1张宇文主编鱼雷总体设计原理与方法西型和毫微型技术、微机电技术、单芯片和高性北工业大学出版社19982袁信俞济祥陈哲导航系统北京：航能计算机技术、智能材料技术、随遇宽带通信空工业出版社1992和连通性技术、全球分布式协作、多传感器虚3孙枫组合导航系统哈尔滨工程大学出版拟真实环境、信号特征控制和信号特征战等。社1996目前民用的许多技术(如计算机技术)仍4杨位钦谢锡祺编自动控制原理电子工在高速发展，为我国水下运载器的设计研制提业出版社1995年供了一个比较好的环境，结合我国在计算技5兵器知识中国兵工学会2OO3．06、10期术、信息与通信技术、传感器技术、自动化技6现代兵器中国兵器工业集团公司2OO3．术、材料技术、动力与推进技术、环境技术等水o7、09期下运载器密切相关方面的技术基础、科研水