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美国大学研发新的“半潜艇”显示在水线航行的间谍潜力

转载 2023-01-14 10:12 南山 来源:无人系统网

美国华盛顿州立大学开发的无人驾驶半潜式车辆原型。图片来源:华盛顿州立大

美国华盛顿州立大学开发的一种无人半潜式潜水器可能会证明,在水中不被发现和有效旅行的最佳方式不是在上面,也不是在下面,而是在中间。

这个大约1.5英尺长的半潜水器原型是用现成的和3D打印的部件制造的,在水上测试中显示了它的适航性,以低阻力和低轮廓快速移动。研究人员在发表在《无人系统》杂志上的一项研究中详细介绍了测试结果。

这种船只类型并不新鲜。近年来,当局已经发现粗制滥造的半潜船被用于非法目的,但WSU的项目旨在证明工程师开发的半潜船如何有效地服务于军事、商业和研究目的。

“半潜式车辆的建造成本相对较低,很难被发现,而且它可以穿越海洋。"领导这项工作的WSU工程教授康斯坦丁·马特维耶夫 (Konstantin Matveev) 说:"与水面舰艇相比,它不太容易受到海浪的影响,因为大部分的身体都在水下,所以也有一些经济上的优势。"

由于半潜艇主要在水线上航行,它不需要像潜艇那样用坚固的材料制成,因为潜艇必须承受长期在水下的压力。半潜艇还有一个优势,就是有一个与大气层接触的小平台,使其更容易接收和传输数据。

在这项研究中,Konstantin Matveev和共同作者帕斯卡尔-斯皮诺(WSU最近的毕业生,也是WSU RoboSub俱乐部的前主席)在华盛顿州蛇河的瓦瓦瓦伊湾驾驶半潜器。他们测试了其稳定性和操纵能力。半潜艇的最大速度达到每秒1.5米(大约每小时3.4英里),但在更高的速度下,它上升到水面以上,产生更多的尾流并消耗更多的能量。在较低的速度下,它几乎完全浸入水中,几乎不产生任何波纹。

研究人员还为半潜艇配备了声纳,并对华盛顿州普尔曼附近的水库底部进行测绘,以测试其收集和传输数据的能力。

虽然还没有完全自主,但WSU的半潜艇可以被预先编程为以某种方式行事,例如自己运行某条路线,或对特定物体作出反应,追赶它们或逃跑。

虽然WSU半潜艇相对较小,长450毫米,直径100毫米(约1.5英尺长,直径4英寸),但Matveev说,有可能建造更大的半潜艇来装载大量货物。例如,它们可以被用来帮助海上的船只或加油站加油。它们甚至可以放大到与集装箱船相媲美,而且由于它们在水中遇到的阻力较小,它们将使用较少的燃料,创造出环境和经济优势。

目前,Matveev的实验室正在继续工作,优化半潜式车辆原型的形状,以适应特定的目的。他目前正在与马里兰州安纳波利斯的美国海军学院合作,研究这些车辆的操作能力,并将数值模拟与实验结果进行比较。

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