(UUV)。UUV 家族有两个独立的分支:遥控机器人 (ROV) 和自主水下机器人 (AUV)。每个分支都有其优点和局限性,以及特定的任务。AUV 和 ROV 之间的区别在于 AUV 采用“智能”,例如传感和自动决策。它们的“头脑”中预定义了操作计划,使它们能够自主执行任务。ROV 由人类在系绳(电缆、光纤等)基础上的通信链路的帮助下进行远程控制。然而,将 AUV 技术应用于 ROV(将其转变为“智能”ROV)正在减少这两个分支之间的差异。书名中原本就有“智能”二字,我觉得这个名字很贴切地揭示了UUV的发展趋势。所以,AUV是本书大部分文章的主题。
本书专门介绍无人水下航行器 (UUV)。众所周知,UUV 家族有两个独立的分支:遥控航行器 (ROV) 和自主水下航行器 (AUV)。每个分支都有其优点和局限性,以及特定的任务。AUV 和 ROV 之间的区别在于,AUV 采用“智能”,例如传感和自动决策。它们在“头脑”中预先定义了操作计划,使它们能够自主执行任务。ROV 由人类借助基于系绳(电缆、光纤等)的通信链路进行远程控制。然而,将 AUV 技术应用于 ROV(将其转变为“智能”ROV)正在减少这两个分支之间的差异。这本书的标题最初有“智能”一词,在我看来,它正确地揭示了 UUV 发展的趋势。因此,AUV 是本书中大多数文章的主题。
水下电磁信号在导航、传感和通信方面有一系列实际应用。短程导航系统可以基于电磁传播中看到的信号幅度梯度。对于信标应用,声纳系统必须使用相位信息来感测波前方向,并受到多径效应和压力梯度的影响。基于电磁信号的 UUV 导航系统将测量信号强度的增加,作为对朝向信标的移动的直接响应,这将实现非常简单、强大的控制回路。分布式电缆可以设计为沿其长度辐射电磁信号。这种类型的分布式换能器在声学领域没有等效物。电缆可以提供短程导航并减少移动通信所需的范围。这种布置允许实施“有轨电车线”,该线可由 UUV 跟踪,同时允许定期偏移。连续的电车线在 UUV 返回时很容易被拦截。
合同范围摘要:为 AMSTC 实验室提供 C45 部门范围的服务,支持现有的遗留系统 UUV、AUV、滑翔机及其相关程序和项目,包括计算机软件编程、设计、开发和维护;工程设计、开发和评估;建模和仿真;海上测试和评估 (T&E);综合后勤支持 (ILS) 和舰队支持;网络安全 (CS) 和防篡改 (AT);AUV 和 UUV 操作员培训和资格;项目支持和行政服务
– 提供水下测试和评估 – 与其他作战中心部门、潜艇发展第五中队合作 – 提供 UUV 母港设施、支持 • 网络安全与工程
针对水下无人车辆(UUV)的自主导航能力的要求,提出了一种基于Snell窗口内极化模式的水下导航的新型仿生方法。受到生物的启发,极化导航是一种无卫星的导航计划,并且有很大的潜力在水中使用。但是,由于水下环境复杂,是否可以实现UUV两极化导航令人怀疑。为了说明水下极化导航的可行性,我们首先建立了水下极化模式的模型,以证明Snell窗口内的水下极化模式的稳定性和可预测性。然后,我们基于开发的极化信息检测设备进行水下标题确定的静态和动态实验。最后,我们获得了水下极化模式,并在不同的水深度进行跟踪实验。水下极化模式的实验结果与模拟一致,这证明了所提出的模型的正确性。在5 m的水深下,跟踪实验的平均角度和位置误差分别为14.3508°和4.0812 m。可以说明水下两极化导航是可以实现的,精度可以满足UUV的实时导航要求。这项研究促进了水下导航能力和海洋设备的发展。
Code 45 为美国海军和盟国海军无人潜航器 (UUV)、无人机 (UAV)、潜艇和水面舰艇发射系统以及潜射导弹及有效载荷提供科学、工程和舰队支持服务。该团队设计、开发、集成、测试、部署和维护 UUV 和 UAV;水下武器和对抗措施的发射、回收、存放和处理系统;以及武器和有效载荷(包括战斧和鱼叉导弹)的支持系统。Code 45 的目标是提高舰队的战术和防御灵活性、模块化和有效载荷量,同时保持可持续性和经济实惠。这个多元化的团队通过提供全方位支持来支持这一目标,从尖端研究到在潜艇上并肩提供操作员支持。
• 不愿授权自主使用武器,因为如果软件做出错误决定,可能会产生严重后果;• 如果系统发生故障,特别是如果这些故障发生在和平时期,谁将对损害承担法律责任,这个问题尚未得到解答;• 如果使用无人武器需要远程人类决策者的授权,防御性反应容易受到通信中断的影响;• 如果武器安装在理想情况下应该便宜、数量众多且可消耗的无人平台上,则会对成本、尺寸、重量和能源使用产生负面影响。所需的系统行为可能会从和平时期到实际冲突发生巨大变化。采购的后果包括可能需要快速重新配置系统,并且需要在系统架构中提供相应的功能来支持此类要求。例如,无人军用车辆可能需要在实际冲突期间使用动能自毁机制,以使捕获的无人车辆对对手无用。然而,这种能力不应该在和平时期部署,以防止在渔民意外用网捕获无人水下航行器 (UUV) 的情况下造成附带损害,然后当 UUV 检测到异常并自毁时被炸毁。
海军的开发和采购计划包括两种大型 USV(大型无人水面航行器 (LUSV) 和中型无人水面航行器 (MUSV))的开发计划,以及一种大型 UUV(超大型无人水下航行器 (XLUUV))的开发计划。海军希望开发和采购 LUSV、MUSV 和 XLUUV,作为海军转向更分散的舰队架构的努力的一部分,这意味着将海军的能力分散到更多平台上,避免将舰队整体能力的很大一部分集中在相对较少的高价值舰船上(即避免“把太多鸡蛋放在一个篮子里”的舰船组合)。海军提出的 2024 财年预算要求为 LUSV 项目提供 1.174 亿美元的研发 (R&D) 资金,为 MUSV 项目提供 8580 万美元的研发资金,为 LUSV/MUSV 支持能力提供 1.763 亿美元的研发资金,为 XLUUV 项目提供 1.043 亿美元的研发资金,并为 UUV 核心技术(包括但不限于 XLUUV)提供 7120 万美元的额外研发资金。