資料圖：美國波音公司2001年建造的無人潛艇“Echo Ranger”。

　　美軍欲打造大型無人潛艇

　　探測路邊炸彈、偵察外國軍情、發動遠程攻擊，美國無人機在各個領域大展身手，成為各國媒體爭相關注的寵兒，而無人潛艇似乎還藉藉無名，這是為什麼呢？其實早在20世紀60年代無人潛水裝置就出現了，廣泛應用於打撈、救援、海底勘探、反水雷作戰等領域，但因為現有的無人潛艇續航時間短、排水量小，難以執行長時間、複雜化的任務，軍事上的應用比較有限。不過一向追求高科技的美軍正努力改變這一現狀，試圖讓未來的無人潛艇成為“耳聰目明”的水下偵察兵、悄無聲息的水下殺手。

　　根據美國海軍《情報、監視與偵察路線圖》，美軍計劃在2014年建成大排水量無人水下航行器(LDUUV)，從2017年起服役，到2020年左右形成一支無人潛艇部隊。不過要想實現這一計劃，首先要破解種種技術難題。

　　難度之大 堪比尋找聖杯

　　據美國海軍研究辦公室公佈的資料，設想中的大排水量無人水下航行器(LDUUV)將是一種完全自主控制、續航時間長、從岸上發射、能夠在淺海活動的無人水下航行器。其直徑大於36英寸(約91厘米)，排水量約2萬磅(9噸)，續航力在70天以上，通過配置不同的裝備，能夠執行長時間的情報、監視和偵察任務，進行長航程的海洋測量，執行爆炸物處理、水雷戰、反潛戰等任務。

　　不過，要實現海軍要求的性能，需要非常先進的新技術，這些技術也許還只存在於發明家的想象之中，潛在的承包商和技術專家經常把研發大型無人潛艇比作古代騎士尋求聖杯的傳説——一項偉大而艱難的任務，沒有人見過聖杯的樣子，也沒有人知道聖杯在哪。據《防務新聞》網站報道，最主要的技術難題有兩個：一、怎樣才能提供足夠的動力，使其能夠續航70天而且不會被輕易發現？二、如何規避水面、水中、水底的障礙物，實現自動導航？

　　採用新能源技術 尋求持久動力

　　最大的難題就是如何為大型無人潛艇提供理想的動力。海軍對動力系統的要求很多，如不依賴空氣、持久耐用、安全、環保、體積小、重量輕、啟動快、效能高等。美國海軍首先否決了核動力，原因很簡單：一旦發生緊急狀況，艇上又沒有人，無法及時處理，後果不堪設想。為了保持無人潛艇的隱蔽性，將採用“不依靠空氣推進”(AIP)系統。傳統的動力系統——電池根本無法滿足海軍的要求，因為其電量無法滿足水下航行70天的要求。氫氣發生器或許是一種不錯的選擇。美國海軍已經與AlumiFuel動力公司(API)簽署了一項合同，試驗用氫氣發生器為小型潛航器提供動力。儘管氫氣在能源領域的潛力眾所週知，但氫氣必須存儲在厚實耐壓的容器中，其不小的重量和體積都將給大型無人潛艇帶來不少麻煩。也許還有其他能源可以提供足夠的動力，但是美國海軍此時正在評估各個機構提交的設計方案，各方都不肯透露細節。據獨立分析家羅伯特諾瓦克猜測，最終的設計可能會採用混合動力系統。在低速行駛，對動力要求較低時，採用電池驅動；需要提高速度時，通過轉換裝置切換到另一種能源系統。海軍為了減少對能源的需求，還要求無人潛艇上的其他系統必須高效節能。

　　美國海軍高層非常重視無人潛艇的動力問題，認為如果無法找到滿足要求的動力，大型無人潛艇就無法完成其任務。《情報、監視與偵察路線圖》指出，海軍將首先提供資金解決“無人水下航行器的動力和續航力”問題，然後才是“傳感器、指揮控制與計算機、網絡和自動控制”等問題。去年9月剛剛退役的海軍作戰部長加裏拉伕海德上將就非常關注這一問題。去年8月份，在無人航行器系統國際會議上發言時，他指出：“我廣泛撒網，堅持不懈地尋求高密度水下動力，這項技術一旦成功，將是革命性的。”作為誘餌，他把過去5年中海軍研究與開發預算中的一半都投入到解決潛航器的動力問題上。在2012年，美國海軍計劃投入4700萬美元用於大型無人潛艇的研發。

　　避開暗礁與漁網 實現自動導航

　　解決了動力問題，並不意味著就找到了聖杯。無人潛艇的導航可比操縱無人機複雜不知多少倍。金槍魚機器人(Bluefin Robotics)公司的項目主管傑夫史密斯主要研究無人潛艇的自動控制問題，他説：“每年被漁網撈到的海豚和海豹數不勝數。而我們要面對的現實是：儘管我們的無人航行器已經很聰明，但在環境感知方面，這些機器的能力將永遠不會接近海豚或者海豹。”即便是有人駕駛的潛艇，也多次發生相互碰撞或與商船相撞的事故。此外，由於無線電波難以在深海中傳播，岸上控制人員無法與水下活動的無人潛艇建立快速高效的通信，不能進行實時控制。因此，控制無人潛艇尚不能像控制無人飛機那樣簡單易行。2008年，英國某公司的一艘自主型無人潛艇在試航時發生故障，至今下落不明。所以無人潛艇的自動導航尤為重要。

　　美軍未來的無人潛艇肯定造價不菲，也會涉及很多秘密。美國可不想自己的無人潛艇被外國漁民撈到，或者觸礁了被俘獲，或者失去控制無處尋覓，所以在自動導航方面提出了很高的要求。首先，大型無人潛艇能夠在70天的航程內，按照計劃抵達40個規定的航點，抵達每個航點的時間誤差在5小時內，距離誤差在50米之內。這一點並不容易實現，因為無人潛艇在水下無法接受GPS信號，難以準確校時和定位。其次，該潛艇要能夠發現海底所有直徑大於6英寸(約15厘米)的障礙物；在水面或靠近水面航行時，發現2海裏內所有水面船隻的概率要達到99.9%；發現100英尺(約30.5米)內漁網的概率要超過80%，並能夠繞開漁網。再次，還能夠根據水面船隻的活動特點，判斷船隻的類型是漁船、軍艦、遊船，還是商船，並根據複雜的自動控制算法確定不同情況下的機動方式。

　　就算動力問題和自動導航問題都解決了，也並不意味著萬事大吉。充足的動力並不能確保持久的續航力，例如潛艇在長時間的航行過程中，船體上會附著大量水生物，增大船體阻力，降低航速。溫度控制也很重要，無人潛艇全靠艇上的計算機控制，如何防止計算機過熱，也是個棘手的問題。

　　徐寅