海战环境正在迅速变化。美国海军正在适应形势,继续保持其蓝水优势,同时建设棕水能力。无人系统(如无人空中无人机)在应对新战场挑战中发挥着关键作用。无人水下航行器 (UUV) 正在成为海军的海上版空军无人机。与传统的舰载作战相比,UUV 代表了一种低端颠覆性技术,它能够承担越来越复杂的角色,从而打破战场熵的平衡。它们可以改善任务结果,并且成本仅为传统作战的一小部分。此外,麻省理工学院目前正在开发的长期水下电源将使 UUV 的射程和作战续航能力提高一个数量级。安装这些系统不仅能让 UUV 完成新的、以前不可能完成的任务,还能大幅降低成本。我探讨了 UUV 和长期水下电源对海军及其未来行动的财务和战略影响。通过研究当前的海军行动以及 UUV 可以补充或取代潜水员和船只的方式,我确定了使用 UUV 技术降低人员生命风险、降低成本和利用技术学习曲线的方法。我得出的结论是,随着 UUV 的广泛使用,可以立即节省大量成本,而目前的研究投资水平与 UUV 项目的风险和回报相比是不足的。
水下无线传感器网络 (UWSN) 在水下探索、环境监测和海洋基础设施评估的发展中发挥着不可或缺的作用。尽管 UWSN 潜力巨大,但它仍面临重大挑战,其中最关键的障碍之一就是能源资源有限。传感器节点严重依赖电池供电,而水下环境的难以接近使得频繁维护或更换变得不切实际。因此,延长这些网络的使用寿命对于其在长期部署中的有效性至关重要。目前,UWSN 的能源效率方法已经取得了一些进步,但仍然迫切需要能够解决硬件限制和环境约束的综合解决方案。
某些地方深度达 1000 米(例如潘泰莱里亚岛附近)。 最窄处宽 145 公里,位于西西里马尔萨拉镇附近的菲托角和突尼斯纳布勒省的邦角之间。 它为地中海的远洋船只创造了一个天然的瓶颈。 这是一条航运路线,也是一个具有重要战略意义的地区,古代每个征服者都渴望控制它,或者至少保持开放以确保人员和货物的自由流动。 该地区遍布水下火山,其中六座是最近才被发现的。它们位于海峡西北部,距离西西里岛海岸不到二十五公里。 从环境角度来看,该地区具有重要的战略意义,因为它是地中海东部和西部盆地的理想边界。它也是多种鱼类的主要繁殖地。
1. 简介 可部署水下通信系统的需求涵盖许多应用,包括潜水员通信、通信寻呼机、主动声纳浮标、海洋哺乳动物通信系统、声学对抗措施和便携式研究系统。这些系统必须能够可靠地运行于长距离(30 海里)和短距离(5 海里)。所有这些系统都要求结构紧凑、能量存储和运行效率高。此外,通常还需要数据加密和宽带响应均衡滤波等专门功能。本文介绍了三种可部署水下通信系统。每个系统都有自己独特的功能,可针对特定应用量身定制。宽带声学传输系统 (BATS) 传输可听声学信号,用于海洋哺乳动物研究等应用。声学通信系统 (ACOMS-D/P) 是一种具有加密功能的远程通信寻呼机。这两个系统都使用桶板弯张换能器。可部署声纳系统 (DSS) 是一种便携式声纳系统,使用 Sensor Technology Limited 的 SQ09 换能器,工作频率为 24 kHz。本文介绍了系统组件、信号处理、系统配置和性能。
全球 90% 以上的贸易是通过海上运输进行的。空气污染、温室气体 (GHG) 排放和水下辐射噪音是国际航运的意外副产品。航运业意识到了提高能源效率和减少温室气体排放的必要性。2018 年,国际海事组织 (IMO) 通过了一项关于减少船舶温室气体排放的初步战略 1 。这证实了国际海事组织致力于减少国际航运温室气体排放的承诺,并紧急致力于在本世纪尽快逐步淘汰这些排放。比利时政府希望通过“可持续航运计划”(转载于本报告附件 B)帮助船东迈向航运业更加环保、零二氧化碳和数字化的未来。该计划符合到 2050 年将航运业的二氧化碳 (CO 2 ) 排放量至少减少一半的国际目标。除温室气体外,国际海事组织还采取逐步减少氮氧化物 (NO x )、硫氧化物 (SO x ) 和颗粒物 (PM) 的措施,以防止船舶造成空气污染 2 。为帮助保护海上野生生物,国际海事组织的工作包括减少船舶的水下噪音 3 。2014 年,国际海事组织发布了减少商业航运水下噪音的非强制性指南,以解决对海洋生物的不利影响 [IMO MEPC,2014]。理想情况下,采取的减少温室气体排放的措施也会减少水下噪音,但两者之间的联系并未得到证实
8. 有效载荷导航转向和通信系统(摘自Clem et al.,2003,Clem and Carroll,2003 和 Jones,2003) 8.1 非声学传感器和滑翔机应用 …………………... 96 8.1.1 无源磁传感器 ……………………………………….. 98 8.1.2 电场传感器 ………………………………………….. 104 8.1.3 有源电磁传感器 ……………………………… 106 8.1.4 光学传感器 …………………………………………………. 108 8.1.5 水下无源光学和电光传感器 .... 110 8.1.6 化学传感器 ……………………………………………… 112 8.2 导航传感器………………………………………………………… 114 8.3 有效载荷包………………………………………………………….. 116 8.4 控制系统………………………………………………………………. 122 8.5 通信系统(摘自 Berry,2003)…………………………... 123 8.5.1 在浮标、漂流器和水下滑翔机中测试的通信系统……..………………………………... 123 8.5.2 贸易空间通信系统………………………. 125 8.5.3 当前方法的评估 ……………………… 126 8.5.4 提高数据速率:卫星通信选项 127 8.5.5 提高数据速率:射频替代方案 ….. 128 8.5.6 高端解决方案 …………………………………………….... 132 8.5.7 通信系统选项总结 ………. 134
网络化水下作战技术演示项目 (NUW TDP) 是加拿大国防研发部门的一项活动,将在四年内花费约 620 万美元,通过模拟和实时演示,研究加拿大海军和海上航空兵未来在国家行动和与盟友的联合行动中执行综合、单平台和多平台水下作战 (UWW) 的能力。它将利用来自各种声学传感器的信息来构建局部 UWW 图像,然后将其提供给指挥系统以合并到整体战术图像中。该项目将包括对其他声学相关应用的调查,这些应用强调战术场景的完整可视化,包括战术海洋学以及分类和决策辅助,以优化 UWW 资源的使用。
自主水下车辆(AUV)代表了一项杰出的技术成就,在增强我们对海洋学科学和水下管理的理解方面发挥了重要作用。资源。他们采取了我们探索和与地球上最具挑战性的边界之一探索和互动的方法。AUV的变革性影响植根于其复杂的导航和控制技术,使他们能够具有出色的精确性和可靠性执行复杂操作的能力。AUV的显着自主权是其最定义的特征之一,使他们能够进行广泛的水下探索并收集重要的数据,同时却没有连续的人类监督的限制或被束缚到表面容器的物理局限性的限制。通过整合各种技术的最先进的导航系统使这种独立性成为可能。在表面附近时,AUV会使用GPS定位;一旦被淹没,他们就依靠惯性导航系统和声学定位方法的组合来浏览不断转移和复杂的水下景观,其精度很高[1]。这种先进的导航能力是AUV技术的基石,使这些车辆能够冒险进入未知的海洋领土,以前所未有的细节监测环境条件,并对科学研究,商业风险投资和安全相关任务进行广泛的调查。AUV的持续发展和完善继续推动
有几种针对AUV的推进技术。他们中的一些人使用刷子的无刷电动机,变速箱,唇部密封箱和可能被喷嘴包围的螺旋桨。所有这些嵌入在AUV结构中的部分都参与推进。其他车辆使用推进器单元来维持模块化。根据需求,推进器可能配备了用于螺旋桨碰撞保护的喷嘴或减少噪声提示的喷嘴,或者可能配备了直接驱动推进器,以使效率保持最高水平,噪音处于最低水平。高级AUV推进器具有冗余轴密封系统,以确保机器人的适当密封即使在任务期间其中一张密封件失败。
School of Engineering ENGG 2900D School of Science SCIE 1090D School of Business and Management SBMT 2100H Course Title: Community Services Project: Underwater Robot Community Engagement Project Duration: Spring Semester, 2025 Project Introduction and Guideline This Project course (ENGG2900D/SCIE1090D/SBMT2100H) gives HKUST undergraduate students the opportunity to work in teams from different schools (i.e.seng/ssci/sbm),服务已确定的社区群体(即小学和中学生/南亚青年等。),了解对服务组的局限性,并学习如何应用水下机器人建造的理论知识。在整个项目中,HKUST本科生将充当讲习班的教师/助手,转移其水下机器人技能,帮助小学和中学生和/或南亚青年建立其原型。HKUST本科生还将在整个项目中学习活动管理的技能。i)主题