新加坡「警惕」級無人艇主要設計完工
遠望智庫技術預警中心 侯 兵 編譯
從八年前下水至今，新加坡「警惕」級自主無人艇IUSV已經不止一次完成了多日航行。目前主要設計工作已經大功告成，研製者計劃擴展其遂行任務的範圍。近期無人艇都發生了哪些變化？
新加坡Zycraft公司，專門從事軍民用自動艇的設計、生產，通過賦予新的能力，繼續改進名為「長跑者」的「警惕」級IUSV（獨立無人水面艇）自動艇。
今年三月，Zycraft安裝了遙控消防栓、電子消防泵及附屬設備、軟體，以檢驗遙控滅火構想。自動設備展示了強大的滅火能力，最遠噴水距離達到40米，公司計劃進一步改進這一系統，增大作用距離。
Zycraft公司總裁詹姆斯·宋聲稱，無人消防平台是基於「長跑者」的構想之一。在設計、建造的不同階段還會有其他專用方案：反潛型、海上偵察監視型、掃雷型和搜救型。
「小尺寸自動艇在很大程度上依賴載艦和相應的下水、返回方式，目前系統正在改進，使用存在一些問題，特別是狂風巨浪時。此外，增大活動半徑將導致自動艇載重量減小，增大載艦的消耗。IUSV構想中，海軍沒有必要專門為幾艘自動艇建造更大型的艦艇，為了運輸必要的目標設備，應寄希望於通過研製更大型的IUSV，提高載重量，增大續航力……敵人在哪裡，戰鬥艦艇就應在哪裡，不可能受制於小型自動艇」。
「IUSV可以進入作戰海域，然後在那裡停留一段時間，偶爾需要加油，以延長海上停留時間」。
一、構造與動力裝置
根據Zycraft提供的數據，與傳統艦艇不同，IUSV「警惕」級自動艇從研製之初就是作為無人平台，最終產品可以輕鬆實現各類任務的優化。而且也可以是有人型，即布局採用兩名操作員，坐在SHOXS軍用標準減震座椅上。
2010年初，開始建造「長跑者」首艇，2011年10月下水。所有設備基於長16.5米、寬3.6米的輕型艇體，空重8500千克，滿載排水量16000千克（包括有效載荷和7000千克燃料）。
「長跑者」艇體狹長，可顯著減小流體阻力。使用基於碳纖維、增強碳納米管的Arovex專利合成材料製成。據Zycraft提供的數據，與同樣尺寸由傳統海洋標準鋁或玻璃纖維製成的艇體相比，新艇體強度增加40%，重量減輕75%，在不安裝大型、笨重發動機的情況下，自動艇可以獲得很高的速度。輕型材料製成的艇體與發動機相結合，在排水量不大的情況下可以攜帶更多的目標載荷、燃料，增大續航力，擴展能力。
根據公司提供的數據，「警惕」IUSV最高速度40節，最長續航時間超過30天，經濟速度12節時，標準配置最大續航力1500海里。
宋指出：「我們認為，對自動艇而言，續航時間是關鍵指標，因為部署後，無人艇可以長期低速實施監視，最高速度40節完全適合，因為這一級別的艦艇高速時很難有效應對高度超過1米的波浪」。
自動艇安裝了兩台Yanmar 6LY3-ETP渦輪柴油發動機，排量5.8升，每台凈重640千克，總功率960馬力。
二、配套設備
「警惕」IUSV配備了一系列先進傳感器：自動識別系統、安裝在頂部的Current Corporation Night Navigator 3光電偵察站和Simrad Broadband 4G桅杆雷達，宣稱探測距離為36海里，以及環視防抖攝像機。
Fischer Panda公司的12千瓦發電機為自動艇供電，另外一台5千瓦的發電機為功能系統供電，一旦主發電機出現故障時保證不間斷工作。
IUSV配備Seakeeper Model 7000A搖擺陀螺穩定器，用於穩定重達15-25噸的艇體。根據說明書，Model 7000A的尺寸：910×990×710毫米，重455千克，可保證阻尼力矩15000牛米和補償動力力矩7000牛米/秒。為開始運轉需要準備45分鐘，最大功率3000瓦，穩定狀態功率1500-2000瓦，需要8升/分鐘的海水進行冷卻。
三、指揮與控制
通常從Zycraft公司位於新加坡西部的專業指揮中心對「長跑者」自動艇進行控制。可藉助標準寬頻電台或網絡模塊對IUSV艇進行指揮，L波段FBB500衛星通信系統保證全天候超視距操作。
宋強調：「通過一部天線進行控制，對數據進行加密並在自動艇和岸上控制站之間傳輸，數據傳輸通道的通過能力可以保證毫無延遲地傳輸雷達圖像、光電站、各類攝像機圖像、自動識別系統信息、自動艇參數」。
「控制通信頻帶寬度適應式調節確保通信聯絡穩定，2013-2017年開展了一系列自動艇超視距控制試驗，當時IUSV航行了22天，完成了不間斷無人操作」。
公司研製了專利指揮控制軟體，下載到IUSV的艇載計算機上。其中使用了內嵌式防撞算法，自動艇可以獨立自主進出港口、沿繁忙的水道航行。
為指揮中心配備了民用計算機和大型顯示器。三個大螢幕分別顯示雷達信息、光電站環視攝像機信息和自動艇控制信息。
「我們在顯示器上可以看到高質量的雷達圖像，也顯示目標跟蹤信息，我們為雷達圖像的質量感到驕傲，因為操作員可以獲得很好的IUSV周圍環境感知能力，感覺自己就坐在艇上」。
IUSV的各個子系統通過區域網相互聯結，由主計算機統一控制，實現高速信息交換，並通過無線電或衛星信道向岸上基站發送數據包。開放布局原理可使Zycraft公司輕而易舉地集成、賦予艦艇新的能力。
主計算機也規定了防撞功能，從自動識別系統、雷達、光學設備獲取數據，然後進行分析。為了提高精度和可靠性，2013-2016年升級了防撞軟體。
「研製防撞程序時，非常重視提高平台對外部條件的適應性，可在繁忙的水區運動，在開放水域可以在沒有操作員干預的情況下活動。
國際避免船隻海上相撞規則是做出決策的基礎，但主要規則還是自我保護，即使擁有優先通過權，最小安全距離也決定了自動艇應該如何反應」。
四、未來能力
公司十分重視利用目標載荷氣密模塊艙（尺寸3×3×2米，最大容積3噸）擴展自動艇完成任務的範圍。
「這個艙專門用於安裝目標載荷，要求使用專用裝卸載工具，為了保證載荷艙的擴展性，可以安裝輔助設備，例如電氣設備箱」。
IUSV的反潛方案可以配備Zycraft夥伴公司研製的有源/無源聲吶系統。自動艇可以遂行反潛任務，使有人艦艇不必分心，專門完成其他任務。
Zycraft公司專門研製了可以發現潛水員的YZDDS-920DDS聲吶。緊湊型聲吶系統高300毫米，直徑425毫米，可以安裝在「警惕」IUSV、其他自動艇和海洋艦艇上，成為保衛港口或岸上基礎設施的標準裝備。
根據公司數據，DDS可以在600米探測到攜帶開放式循環設備的蛙人，在400米發現配備再生式呼吸器的潛水員，各個方向探測深度可達50米。系統包括重達45千克的天線模塊、處理模塊和用戶筆記本圖表式介面。可以自動跟蹤100個目標，發現威脅時自動發出報警信號。
公司目前正在尋找可以將聲吶系統集成到IUSV上的夥伴，計劃近期舉行一次長時間航行試驗，集中進行水下研究與測試。安裝聲吶後，將來可用於反潛。Zycraft也希望滿足搜救行動的需求。
公司指出，IUSV自動艇配備相應的傳感器系統和事故水域坐標發送指示器後，將成為擁有漫長海岸線、遼闊海域國家的優先選擇。
IUSV適於搜救，這些行動中可以在海上待很長時間，同時專門研製的模塊可以使操作員在遠距離之外通過機器人機械臂拯救倖存者，運送7張傷員單架。患者監測設備可以接入艇上系統，監控倖存者的心理狀況，在抵岸之前就可以把信息發送給岸上勤務部門。
為了實施偵察、搜集情報，Zycraft公司研究了部署艇外傳感器的可能性，例如，系留式無人機，可用於長期目視監測。可以部署專門的有效載荷模塊滿足軍民訂戶的特殊需求。總之，「警惕」IUSV自動艇是一種專門為亞太地區研製的小型通用無人水上平台。
原文來源：俄「軍事評論」
