雨墨

水雷是一種很嚴(yán)重的水下威脅，技術(shù)的進(jìn)步使得水雷日益智能化，布設(shè)深度可達(dá)300米，而且抗掃能力更強(qiáng)。為了對抗高性能水雷，發(fā)達(dá)國家海軍裝備了大量獵雷艇。但是，獵雷艇仍需人員進(jìn)行操作，在獵雷作業(yè)中存在傷亡可能，因此近年來發(fā)達(dá)國家又開始發(fā)展無人獵雷裝備。法國正在測試的“史蒂倫都”號雙體無人獵雷艇就是其中的佼佼者。

研發(fā)概況

法國海軍現(xiàn)役的主力獵雷艇是已經(jīng)服役30年之久的“三伙伴”級，目前共有11艘（M649和M651分別于2009年和2010年退役）。盡管該級艇進(jìn)行了多次升級，換裝了先進(jìn)的獵雷設(shè)備，但艇體畢竟快到壽限，所以法國海軍在2008年左右制定了未來反水雷計劃，也稱“旗魚”項(xiàng)目，就是在新一代獵雷艇和相關(guān)獵雷設(shè)備上大量應(yīng)用海軍機(jī)器人技術(shù)，提高反水雷能力，并大幅降低傷亡風(fēng)險。

2009年7月，法國武器裝備總署授權(quán)DCNS、泰利斯公司和ECA機(jī)器人公司基礎(chǔ)研究合同，開啟了發(fā)展新型獵雷艇和獵雷設(shè)備的序幕。其中DCNS負(fù)責(zé)研制和建造獵雷艇，ECA機(jī)器人公司負(fù)責(zé)研制和生產(chǎn)獵雷用的自主水下潛航器（AUV），泰利斯公司負(fù)責(zé)研制和生產(chǎn)水聲系統(tǒng)和其它所需的電子設(shè)備。新型獵雷艇主要是在瀕海和近海地區(qū)執(zhí)行掃雷任務(wù)，在設(shè)計上采用無人化。DCNS還將隱身技術(shù)和雙體船技術(shù)也應(yīng)用到新型獵雷艇上。

2010年12月8日，由DCNS負(fù)責(zé)建造的“史蒂倫都”號隱身雙體無人獵雷艇技術(shù)驗(yàn)證艇在法國西部莫爾比昂省恩尼朋下水。另外，由ECA機(jī)器人公司研制的多款A(yù)UV也相繼研發(fā)成功。

“史蒂倫都”號從2011年開始進(jìn)行海上測試，當(dāng)年主要是在布勒斯特進(jìn)行施放和回收AUV的試驗(yàn)。在2012年年中，“史蒂倫都”號開始測試拖曳陣聲吶和第一類AUV的性能，即進(jìn)行水下探測和識別水下威脅。2013年-2014年，“史蒂倫都”號主要是在布列塔尼海岸測試第二類AUV的性能，即進(jìn)行自主偵察和識別水雷，并對水雷進(jìn)行分類。至于第三類消滅水雷的AUV試驗(yàn)，可能要根據(jù)第二類AUV試驗(yàn)效果確定試驗(yàn)時間。而根據(jù)法國海軍原定計劃，新型獵雷艇應(yīng)該在2020年服役，以取代現(xiàn)役的“三伙伴”級獵雷艇。

總體結(jié)構(gòu)

“史蒂倫都”號長17米，排水量只有25噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于“三伙伴”級的噸位，續(xù)航力有限。在使用時，“史蒂倫都”號需要用2500-3000噸的母船運(yùn)到任務(wù)海域，母船停泊在雷區(qū)外放出“史蒂倫都”號，然后母船上的操控人員控制“史蒂倫都”號進(jìn)入雷區(qū)執(zhí)行反水雷任務(wù)。

從外形上看，“史蒂倫都”號就像是把中下方掏空的長條面包，艇體表面除了必要的通信天線和一個小型駕駛艙外，再無任何突出物，而且看似圓弧形的艇體表面實(shí)際上又由多個傾斜面構(gòu)成，加上艇體尺寸小，所以隱身性能非常出色。需要說明的是，“史蒂倫都”號在艇首右前方增設(shè)小型駕駛艙是為了規(guī)避法律條款，因?yàn)榉▏山篃o人水面船只在本國瀕海航行，其實(shí)“史蒂倫都”號完全具備自主能力，無需駕駛?cè)藛T。

”史蒂倫都”號采用雙體船型主要是為了適航性，因?yàn)榉▏淦餮b備總署規(guī)定新型獵雷艇必須在5級海況下執(zhí)行任務(wù)，而傳統(tǒng)的獵雷艇在3級海況下就無法作業(yè)。雙體船的寬度比單體船大得多，穩(wěn)定性明顯優(yōu)于單體船。雙體船每個片體更瘦長，減小了興波阻力，所以高速性能也很出色。

“史蒂倫都”號在艇艏下方有一個流線型整流罩，內(nèi)置錨機(jī)、錨鏈等機(jī)構(gòu)。兩側(cè)艇體的中部表面開有出入艙門，內(nèi)部設(shè)有機(jī)械和控制設(shè)備、工作臺等。

“史蒂倫都”號攜帶有ECA機(jī)器人公司研制的三種AUV以及泰利斯海軍系統(tǒng)公司研制的DUBM-44拖曳式獵雷聲Ⅱ內(nèi)，它們是反水雷核心裝備。此外，“史蒂倫都”號還攜帶有用于操控自主水下潛航器的硬殼充氣艇。

“史蒂倫都”號攜帶的DUBM-44獵雷聲吶于2008年開始進(jìn)入法國海軍服役。該聲吶應(yīng)用了先進(jìn)的合成孔徑聲吶技術(shù)，能提供高分辨率的實(shí)時圖像。它還集成了最新的水雷探測、分類技術(shù)，能從三個角度（多方向模式）分辨和顯示陰影區(qū)，極大地提高了分類精確度。其主動拖體具有高性能的海底跟蹤功能，可提高DUBM-44的操作安全性。據(jù)介紹，DUBM-44聲吶可在200米水下進(jìn)行探測作業(yè)，且具有很大的作用范圍，目前被法國海軍用于保護(hù)布勒斯特海軍基地和大西洋之間的雷斯特海峽。

水下三兄弟

“史蒂倫都”號攜帶的三種AUV都有各自的明確角色，還有明確的作業(yè)順序。其中第一個被放下水的是探測、識別和定位用的AUV。最初選擇的是2006-2009年發(fā)展的“阿里斯特”9，但根據(jù)“旗魚”項(xiàng)目又增加了自動回收系統(tǒng)。ECA機(jī)器人公司稱其“具有足夠的智能進(jìn)行自主工作，而且能克服在所經(jīng)路線上遇到的任何意想不到的問題。”

2011年，ECA機(jī)器人公司又推出“阿里斯特”9的升級版——“阿里斯特”100，并在2013年夏天交法國海軍測試。

根據(jù)配置的不同，“阿里斯特”9/100長1.7-2.5米，高0.418米，重55-80千克，最大載荷25千克，最大作業(yè)深度300米。尾部裝有一部導(dǎo)管螺旋槳和X形尾舵，電池供電（再充電時間為2小時），額定供電時間20小時，水下最大自航速度5節(jié)，正常自航速度2-3節(jié)，最小轉(zhuǎn)彎半徑6米。

“阿里斯特”9/100的導(dǎo)航設(shè)備包括慣性導(dǎo)航設(shè)備、GPS導(dǎo)航設(shè)備、多普勒測速儀、超短基線或長基線水下定位系統(tǒng)等。標(biāo)準(zhǔn)探測設(shè)備為“克萊因”側(cè)視聲吶，可使用不同工作頻率，調(diào)整探測范圍與圖像分辨率?？蛇x裝的探測設(shè)備包括規(guī)避聲吶、帶有照明燈的水下攝像機(jī)、CTD探測儀（即溫度、鹽度和深度探測儀）、900千赫聲學(xué)攝像機(jī)、多波束測深儀（MBES）、雙波段側(cè)視聲吶等。通信設(shè)備包括衛(wèi)星通信設(shè)備、水下多波束通信系統(tǒng)（速率19000比特/秒）、用于數(shù)據(jù)上行和下行傳輸?shù)腤IFI或以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈等（傳輸速率為100兆/秒）。作業(yè)時，“阿里斯特”9/100由硬殼充氣艇上的1名操作員通過2臺筆記本電腦進(jìn)行控制，“阿里斯特”9/100通過通信系統(tǒng)實(shí)時將圖像和數(shù)據(jù)傳回母艇。endprint

如果操作員覺得對目標(biāo)還需進(jìn)行更近距離的觀察，就要放出第二種AUV。這款名稱為“連體阿里斯特”18的連體AUV是ECA機(jī)器人公司專門為“旗魚”項(xiàng)目發(fā)展的。其任務(wù)就是對“阿里斯特”9/100所發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)進(jìn)行抵近觀察，獲取靜止和移動圖像，然后發(fā)回母艇供操作人員確認(rèn)。

根據(jù)配置不同，“連體阿里斯特”18長2.6-3.3米，重490-620千克，作業(yè)深度300-600米，水下最大自航速度5節(jié)，電池額定供電時間15小時。連體“阿里斯特”18尾部有兩部小型3葉螺旋槳，以及類似于飛機(jī)平尾的控制面、單舵，具有良好的水下機(jī)動性。其導(dǎo)航、通信設(shè)備組成與“阿里斯特”9/100相似。

經(jīng)過前兩個AUV的探測、識別和定位之后，就要放出第三種AUV去摧毀水雷。迄今為止，“旗魚”項(xiàng)目發(fā)展的這種AUV是可重復(fù)使用的“阿里斯特”27，長5米，重800-1000千克（根據(jù)不同配置），作業(yè)深度300米，水下最大自航速度6節(jié)，正常自航速度3節(jié)，電池額定供電時間30小時?！鞍⒗锼固亍?7裝有4個導(dǎo)管螺旋槳、2個垂直方向的推進(jìn)器，具有極好的水下機(jī)動性。其導(dǎo)航、探測、通信設(shè)備與“阿里斯特”9/100大致相同。

“阿里斯特”27的前下方攜有1枚滅雷彈，到達(dá)水雷跟前時投下滅雷彈然后撤離。在確認(rèn)“阿里斯特”27駛?cè)氚踩嚯x后，操作員引爆滅雷彈將水雷摧毀。

回收方式

“史蒂倫都”號的最大難題就是如何施放和回收AUV和獵雷聲吶。因?yàn)樵诓ɡ似鸱暮Ｉ?，讓自主式機(jī)械之間進(jìn)行密切配合，難度比航天器在外層空間的對接還大。至于DUBM-44拖曳式獵雷聲吶，在施放和回收方面的難度就要小些，因?yàn)槠溆型侠|連接，所以只要施放和回收拖纜即可。

為了解決AUV施放和回收的難題，設(shè)計人員想了很多辦法，最后還是從空中加油方式受到了啟發(fā)，拿出了一個巧妙的方案。他們在“史蒂倫都”號兩側(cè)艇體之間的壁頂裝上兩個桁架結(jié)構(gòu)，其中上桁架固定不動，下桁架可以用鋼纜吊放入水。上下桁架都裝有主動和被動減震系統(tǒng)，所以無論“史蒂倫都”號無人艇如何運(yùn)動，自主水下潛航器都能在架上保持穩(wěn)定。

施放第一種AUV時，下桁架入水，機(jī)械臂松開即可。回收時，讓其駛到下桁架跟前，機(jī)械臂抓起。

施放第二種AUV時比較麻煩些，需要再通過下桁架下方的一個可水平滑動的夾持架來施放和回收。為了防止損傷AUV，下夾板和上夾架都安裝有軟質(zhì)防碰墊。進(jìn)行獵雷作業(yè)時，下桁架用鋼纜放入水中，然后夾持架的下夾板在液壓作動筒的動作下打開，形成一個傾斜滑道，讓AUV離架去進(jìn)行反水雷作業(yè)。回收AUV時，先讓其駛到夾持架附近，再由機(jī)械臂撈起并固定在夾持架上，然后將下桁架吊起。

施放第三種AUV時，在海況較好的情況下可以不用下桁架入水，因?yàn)榈谌NAUV上有吊環(huán)，可以直接用鋼纜吊放入水。只有在海況惡劣的情況下，讓下桁架入水，再施放AUV，以防止其與母艇發(fā)生碰撞。

“史蒂倫都”號在2011年進(jìn)行的多次海上施放和回收試驗(yàn)中，成功率達(dá)到100%。另據(jù)ECA機(jī)器人公司介紹，AUV除了可在水下進(jìn)行自主獵雷作業(yè)外，也可進(jìn)行拖曳航行作業(yè)。今后，法國海軍還計劃發(fā)展更便宜、能消耗得起的“神風(fēng)”自殺式AUV，由操作人員控制其駛到水雷跟前，與水雷同歸于盡。endprint