英国"护身符"无人水下航行器

当英国的“护身符”自主水下航行器出现在我们面前时，无人水下航行器这个名词再次被提起，而与之相关的缩写，如ROV、UUV和AUV等，也摆在眼前。在我们开始了解“护身符”之前，不妨先将它们的关系捋清楚。

UUV、ROV与AUV

无人水下航行器（UUV）是一种可在水下执行各种任务的无人系统，包括20世纪70年代出现的缆控水下航行器（ROV）和90年代后期出现的无缆自主水下航行器（AUV）两大类。

70年代中后期，在十几个国家海军反水雷舰艇上装备使用的法国PAP104系列灭雷具，就是一种典型的ROV。由于灭雷具或ROV带有500～2000米长的脐带电缆、同轴电缆或光纤电缆，所以制约了其机动性和自主能力。另外，反水雷的过程也十分缓慢。反水雷舰艇发现水雷目标后，从舰上释放灭雷具到利用灭雷具识别水雷、完成灭雷作业，要花费一个小时。为了加快灭雷时间，国外在20世纪80年代中后期开始研究一次性灭雷具。1999年，德国在改装的MJ333级猎雷艇上首先装备了“长尾鲨”一次性灭雷具，可直接消灭沉底雷，无需回收，将作业时间至少减少了一半。另外，为了割掉尾巴，增加水下航行器的机动能力，同期也开始研发不带脐带电缆、同轴电缆或光纤电缆的自主水下航行器，即AUV。

AUV最早是利用重型鱼雷改装而成，初期采用线导控制，例如美国将直径533毫米的Mk48型鱼雷改装成XP1自主水下航行器。英国也不例外，“马林”潜用线导水雷搜索系统是英国防御评价开发厅早在1998年授予原马克尼海事系统公司的水下武器分部（该公司已被BAE系统公司收购）一项700万英镑的开发合同，实际上它是在“旗鱼”重型鱼雷的基础上改装的，只是在外壳前部加装了十字形控制面。“马林”潜用线导水雷搜索系统的直径与“旗鱼”一样，都是533毫米，但因为300千克的聚能装药段被去掉，所以长度只有6米，自导系统也被其它传感器替代，质量从1850千克减少到1200千克。航行器的能源不再是奥托燃料、过氯酸经胺，而是电池，航速为3～15节，使用水深350米，可连续工作4小时，最大下潜深度350米。许多国家都利用鱼雷做过初步尝试，从线导ROV逐渐过渡到无缆的AUV。

2003年3月，美海军在进入伊拉克的乌姆盖斯尔港时，利用REMUS自主水下航行器在强海流和低能见度条件下进行反水雷，成功地减少了战术时间，将在雷区中的系统对人的威胁降到最低限度，并改善了整个效率。REMUS的性能首次证实AUV对舰队作战具有明显的意义。

与常规水面舰艇，甚至潜艇相比，UUV在水下航行时，声场和磁场特征低，几乎不会被探测到。从水面舰艇释放或从潜艇鱼雷发射管发射的UUV体积小，适用于在前线展开或在载人平台不能抵达的危险水域使用。此外，随着执行可编程序使命的自主性的提高，UUV可从载人平台或战斗舰艇上释放，承担更复杂和效费比更高的使命。由于支持技术和网络系统一体化的不断改进，UUV将在舰队防御以及向海岸突入海军兵力方面起到更为明显的作用，具有更大的价值。

“护身符”自主水下航行器

虽然猎雷作战在英国起步最早，而灭雷具或称ROV是随着猎雷手段的发展而出现的一种装备，但英国并没有成功地研制出一型装舰使用的灭雷具。直到21世纪才推出“策略”AUV以及“护身符”AUV。英国通过近40年的努力才在水下航行器领域有所建树。

我们注意到，无论是ROV，还是AUV，航行器的主体结构均为圆柱体，然而英国BAE系统公司研制的“护身符”AUV却呈乌龟状，虽是别出心裁，但的确具备隐身特性。航行器采用创新形状的碳纤维复合壳体，内部碳纤维复合耐压容器装有电子系统和有效载荷。壳体上装备有6个推进器（市场上流行的产品），尾部两侧各有两个水平推进器，前部两侧的是横向和垂直推进器，保证航行器十分精确地机动、盘旋，并且以航行器的自身长度旋回360°。壳体的设计和制造是由位于沃顿和萨姆兹伯里的BAE系统公司的军用飞机部的隐身飞机技术专家完成的。

“护身符”利用开放式结构系统设计，能够方便和快速地重新配置使命系统软件。它采用以前工程项目中经过验证的工艺技术，并将其与先进的任务设计实用程序结合在一起。为了全自主操作，以及在整个任务过程中允许操作员干预，所有任务参数都可在发射前预先设定。航行器之间以及航行器与母舰之间来往通信可通过射频或铱星通信（当航行器位于水面时），或通过声通信系统（水下作业时）完成。

“护身符”自主水下航行器可携带永久性的、全集成的和可变的有效载荷。基础配置是一套环境传感器和一种惯性导航装置，其它有效载荷取决于航行器所要完成的任务或作用，它们可包括声呐系统、光学传感器/视频摄像机以及其它uuv，例如“射水鱼”一次性灭雷具等。

“护身符”与BAE系统公司研制的一系列无人机一样，也可装备BAE系统公司研发的图像搜集和应用（ICE）系统，它可自主地搜集和分配带宽要求很低的高质量成像。ICE系统完全集成在航行器的控制系统中，提供高水平的自主性以及支持在传感器网络之间生成单一集成图像的灵活性。

自适应和模块化开放结构可支持航行器的弹性，并允许航行器更新和插入新的硬件和软件。从有效载荷角度上说，通过精心设计电子结构可进一步提高平台的模块能力，允许不同模块即插即用。

“护身符”是一种灵活的多用途航行器，能够执行不同任务。典型的濒海任务是反水雷和情报、监视、目标搜索和记录使命。

“护身符”是目前唯一有能力一次展开就可执行全部集成反水雷任务的自主水下航行器，包括对水雷的定位、分类和灭雷。这一点十分重要，因为迄今为止包括美国在内的其它国家研制的各种类型的自主水下航行器只具备探测水雷的能力，而不具备灭雷能力。当自主水下航行器完成任务返回母舰，下载航行器搜索记录的参数，经分析后才能确切地掌握目标位置，通过其它手段灭雷，或避开布设水雷的水域。

灭雷时，“护身符”可携带4个“射水鱼”一次性灭雷具。也就是说，“护身符”在续航力允许的条件下，即24小时内具备一次下水可探测和消灭4枚沉底雷的能力。“护身符”的工作水深0-300米，航速5节。探灭雷时它所携带的“射水鱼”一次性灭雷具的直径为104毫米，长880毫米，质量巧千克，工作水深0.5～300米，航速4～6节，续航力大于5分钟。

除了反水雷，情报搜集、监视、目标搜索和记录也是“护身符”的主要用途，因为该系统有能力重组有效载荷，所以其能力可扩展到港口和兵力保护以及限定水域的自主监视，甚至提供入侵者或潜在威胁的早期报警。据报道，它已经可以装备或携带重型鱼雷或各种对陆攻击的导弹系统，这样的有效载荷引起军事教义的争论。

由于“护身符”AUV尚未完成装备技术鉴定，因此某些关键的战术技术参数尚未确定。据2008年3月外刊报道，携带4个一次性灭雷具的，承担建制式水雷侦察、识别和灭雷的AUV被命名为“护身符”M无人水下航行器，目前正在为美海军水雷战管理机构人员演示反水雷能力。“护身符”的装备使用指日可待。