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攻關(guān)水下關(guān)鍵技術(shù)，提升水下無人系統(tǒng)作戰(zhàn)效能
大力發(fā)展水下通信技術(shù)，增強(qiáng)水下無人系統(tǒng)信息獲取能力
由于海洋水體的特殊性，水下作戰(zhàn)平臺之間以及與水面上平臺和中心的通信都存在許多問題，很難滿足未來水下作戰(zhàn)對信息傳遞的需求。美軍近年來連續(xù)啟動水下通信技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目，推動水下光學(xué)、聲學(xué)和無線電通信技術(shù)發(fā)展。
模塊化光學(xué)通信（OCOMMS）載荷項(xiàng)目旨在尋求一種光學(xué)全雙工通信載荷實(shí)現(xiàn)空中水下平臺間的跨介質(zhì)通信和水下平臺間的通信，這種光學(xué)通信方式的數(shù)據(jù)通信速率高，且具有低截獲概率和低探測概率（LPI/LPD）特性。美海軍空間與海戰(zhàn)系統(tǒng)司令部于2017年3月發(fā)布模塊化光學(xué)通信（OCOMMS）載荷項(xiàng)目公告。
水下多聲傳感器可靠配置異構(gòu)集成網(wǎng)絡(luò)（SEA-URCHIN）項(xiàng)目將先進(jìn)物理層算法引入水下通信調(diào)制解調(diào)器，使用多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議將傳感器信息及時傳送到信息中心，以提高水下聲通信的可靠性和覆蓋范圍。DARPA于2017年3月選擇以色列航空工業(yè)公司（IAI）開發(fā)SEA-URCHIN項(xiàng)目。
機(jī)械天線（AMEBA）項(xiàng)目旨在利用特低頻（ULF）和甚低頻（VLF）無線電波能夠水、土壤、巖石、金屬和建筑材料的優(yōu)異穿透與繞射性能，實(shí)現(xiàn)軍用遠(yuǎn)程通信。ULF通信將使在水下作業(yè)的有人和無人平臺之間進(jìn)行直接通信以及發(fā)送數(shù)據(jù)、文本甚至語音成為可能。2017年8月，DARPA陸續(xù)向6家承包商授出了AMEBA項(xiàng)目第一階段研發(fā)合同，標(biāo)志著該項(xiàng)目正式啟動。
機(jī)械天線項(xiàng)目示意圖
研發(fā)水下充電技術(shù)，延長水下無人系統(tǒng)工作時間
美國海軍于2017年3月向航空噴氣洛克達(dá)因公司授出合同，發(fā)展用于UUV水下無線充電的電力與能源管理系統(tǒng)，該合同美海軍研究局（ONR）前沿部署能源與通信前哨（FDECO）項(xiàng)目的一部分。該管理系統(tǒng)能使UUV不必航行至港口或艦艇附近就能進(jìn)行無線充電和數(shù)據(jù)的上傳下載。
美海軍空間與海戰(zhàn)系統(tǒng)司令部太平洋中心于2017年8月底表示正在研發(fā)可以在水下為UUV無線充電的技術(shù)。該技術(shù)以共振無線充電為基礎(chǔ)，利用共振的方式傳遞能量，可以為一個擁有相同頻率接收器的物體充電，不過在水下充電需要考慮海水傳導(dǎo)能力較弱的問題。該中心還在研發(fā)可為不同尺寸UUV充電標(biāo)準(zhǔn)化的水下充電站。該技術(shù)的成功應(yīng)用將延長UUV的工作時間，極大拓展UUV的任務(wù)范圍并更好的保障其安全。
利用水下無人系統(tǒng)探潛，保障己方作戰(zhàn)平臺的安全性
隨著潛艇隱蔽性的不斷提高，水下探潛也成為UUV的主要作戰(zhàn)任務(wù)之一。2017年7月，DARPA授予BAE系統(tǒng)公司移動舷外隱蔽通信和方法（MOCCA）項(xiàng)目第一階段合同，用以發(fā)展利用UUV的新型聲吶探潛技術(shù)。
MOCCA項(xiàng)目將研發(fā)一種主動聲吶系統(tǒng)，由UUV攜載小型主動聲源發(fā)射聲波，再利用潛艇檢測設(shè)備監(jiān)聽回波信號；同時，為了實(shí)現(xiàn)潛艇位置隱藏、遠(yuǎn)距離的探測跟蹤潛艇對UUV的指揮控制，項(xiàng)目還將研發(fā)潛艇與UUV間可靠的隱蔽通信技術(shù)。DARPA于2016年1月公布MOCCA項(xiàng)目，第一階段將主要進(jìn)行聲吶系統(tǒng)及通信概念的初始設(shè)計(jì)。
結(jié)束語
2017年，美國從部署、裝備和技術(shù)等多方面促進(jìn)自身水下無人系統(tǒng)的發(fā)展，尤其是成立專門的水下無人系統(tǒng)作戰(zhàn)編隊(duì)并參與實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用，表明其水下無人系統(tǒng)已具備較成熟的作戰(zhàn)能力。未來，美國將在繼續(xù)發(fā)展裝備和技術(shù)的基礎(chǔ)上更多地研究水下無人系統(tǒng)的作戰(zhàn)使用，探索新型水下無人作戰(zhàn)模式，這將為水下作戰(zhàn)和海上作戰(zhàn)帶來革命性的變化。
作者：北京海鷹科技情報研究所 王雅琳 文蘇麗
本文轉(zhuǎn)載自《無人系統(tǒng)技術(shù)》2017年第6期
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