孫慶鵬，黃宏友，田 彬

（中國(guó)人民解放軍92213部隊(duì)，廣東 湛江 524064）

0 引言

隨著海洋技術(shù)的發(fā)展，無人水下航行器（UUV）的應(yīng)用越來越廣泛。當(dāng)前無人水下航行器可以分為2大類—自主式無人水下航行器（AUV）和遙控式無人水下航行器（ROV）。AUV在水下航程越來越遠(yuǎn)，自治程度越來越高，近幾十年來發(fā)展迅速，為探索大洋發(fā)揮了重要的作用；ROV受臍帶纜的影響，一般在母船附近，主要執(zhí)行水下搜尋、救助打撈任務(wù)，其型號(hào)種類繁多，發(fā)展日趨完善。本文將結(jié)合近幾十年來 AUV的發(fā)展?fàn)顩r，基于AUV的常用的布放方法，探討幾種應(yīng)急情況下AUV遠(yuǎn)距離的布放方法。

AUV的常用布放方式大致可以分為母船布放方式和潛艇布放方式。母船布放方法在國(guó)內(nèi)外研究較多，技術(shù)相對(duì)成熟，可靠性高；存在的缺點(diǎn)是快速反應(yīng)性不夠，在應(yīng)急救援、搶險(xiǎn)救災(zāi)、環(huán)境勘探、態(tài)勢(shì)偵查時(shí)反應(yīng)不夠迅速，信息獲取速度慢，決策者不能及時(shí)獲取所需要的信息。

本文主要研究在應(yīng)急條件下AUV遠(yuǎn)距離的快速布放方法，其目的是為了在應(yīng)急條件下更好地發(fā)揮AUV的作用，為數(shù)據(jù)獲取、態(tài)勢(shì)掌控、輔助決策等提供支持。本文將主要探討火箭助飛布放、飛機(jī)空投布放、水下運(yùn)載平臺(tái)布放、母船雷軌布放、無人水面艇布放等幾種方法，以及這幾種方法的主要特點(diǎn)和技術(shù)難點(diǎn)。

1 火箭助飛布放方法

當(dāng)前，火箭助飛魚雷技術(shù)的研究比較成熟?；鸺w魚雷[1]也稱反潛導(dǎo)彈，是 20世紀(jì) 50年代發(fā)展起來的一種攻擊核潛艇和常規(guī)潛艇的武器。如果將這種技術(shù)移植到AUV的使用上，可以研制出火箭助飛AUV，這將大大促進(jìn)AUV的使用及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。

1.1 布放方法及工作原理

火箭助飛AUV主要由作為工作部的AUV、作為運(yùn)載體的導(dǎo)彈和分離組件、作為助推器的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等組成?？梢杂伤媾炌Щ蛘邼撏Оl(fā)射，由火箭空中助飛到預(yù)定點(diǎn)，在降落傘的作用下穩(wěn)定減速后入水，并按照預(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行水下作業(yè)。

AUV在發(fā)射前，可以選擇處于開機(jī)、入水后開機(jī)、定時(shí)開機(jī)等狀態(tài)形式。其入水時(shí)初始狀態(tài)參數(shù)可以從導(dǎo)彈獲取或者自身傳感器獲取。從導(dǎo)彈獲取時(shí)，需要由信號(hào)線從導(dǎo)彈引出到 AUV，這樣設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；AUV本身可以帶有GPS、北斗等定位裝置，以及慣導(dǎo)、水下DVL等設(shè)備，可以實(shí)時(shí)獲取或者推算當(dāng)前所在的位置信息。在 AUV入水工作后，為更精準(zhǔn)獲取當(dāng)前位置，可以定時(shí)浮至水面進(jìn)行位置校準(zhǔn)，之后再執(zhí)行水下任務(wù)。

1.2 主要特點(diǎn)及技術(shù)難點(diǎn)

火箭助飛AUV應(yīng)具有以下特點(diǎn)：1）利用火箭作為助推器，使AUV水下工作前的大部分航程依靠火箭助推動(dòng)力在空中完成，解決了遠(yuǎn)距離的問題；2）具有全天候作業(yè)能力，受海況等影響?。?）具有快速反應(yīng)能力，使用突發(fā)性強(qiáng)，確定海域后可迅速發(fā)射；4）可全方位發(fā)射，與船舶的航向、航速無關(guān)。

火箭助飛AUV的研制主要有以下技術(shù)難點(diǎn)。

1）火箭助飛AUV總體方案。

火箭助飛AUV總體方案的研究涉及到水下機(jī)器人和導(dǎo)彈兩個(gè)行業(yè)，包括彈道式和飛航式火箭助飛AUV兩類。其中彈道式火箭助飛AUV速度高、航程遠(yuǎn)；飛航式火箭助飛AUV可以根據(jù)目標(biāo)數(shù)據(jù)修正空中飛行彈道，導(dǎo)引精度高。如何利用現(xiàn)有的研究成果，全面分析彈道式和飛航式火箭助飛AUV的特點(diǎn)，綜合各方面的優(yōu)勢(shì)，制定出總體方案，是進(jìn)行火箭助飛AUV研制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2）AUV與導(dǎo)彈分離及接口技術(shù)。

火箭助飛AUV是利用導(dǎo)彈將輕型AUV運(yùn)載到預(yù)定位置后，AUV與導(dǎo)彈分離。AUV與導(dǎo)彈分離后的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就是降落傘系統(tǒng)空中運(yùn)動(dòng)的初始條件。因此，AUV與導(dǎo)彈分離條件及分離過程直接影響著AUV的入水參數(shù)。此外，AUV與導(dǎo)彈分離條件和分離方式的設(shè)計(jì)關(guān)系到AUV與導(dǎo)彈能否安全分離及AUV所需承受的最大載荷，這直接影響著AUV的安全性。

3）空投附件。

空投附件包括空中穩(wěn)定裝置、AUV前端保護(hù)帽、螺旋槳制止器等。為了保證與導(dǎo)彈分離之后，AUV按預(yù)定的彈道穩(wěn)定減速飛行，并以符合要求的入水參數(shù)入水，必須配備空中穩(wěn)定裝置。AUV入水時(shí)，必須采取入水緩沖措施，確保AUV入水時(shí)的結(jié)構(gòu)尤其是頭部裝置不損壞。

2 飛機(jī)空投布放方法

空投AUV是飛機(jī)攜帶AUV到達(dá)預(yù)定海域進(jìn)行空中布放，彌補(bǔ)了AUV航速低、航程短的缺點(diǎn)，且便于攜帶、投放簡(jiǎn)便。AUV投放后經(jīng)空中彈道在目標(biāo)區(qū)域附近入水，由于入水點(diǎn)位置的隨機(jī)性，AUV投放存在入水散布的問題。空投AUV的入水散布誤差會(huì)影響其執(zhí)行水下任務(wù)，從而影響 AUV的工作效能。

2.1 布放方法及工作原理

空投AUV的飛機(jī)[2-5]可以是直升機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)，甚至是無人機(jī)，不同類型飛機(jī)的掛載方式也不同。直升機(jī)可以掛載在艙外或者空中吊著 AUV，戰(zhàn)斗機(jī)可以掛載在導(dǎo)彈的位置，無人機(jī)掛載位置要根據(jù)無人機(jī)自身的設(shè)計(jì)構(gòu)造來說。同時(shí)，AUV各種掛載方法需要經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證才能正常地投入使用。

這里以直升機(jī)為例進(jìn)行說明，直升機(jī)空投AUV在空中必須打開降落傘，并且AUV的開傘充氣時(shí)間很短（一般小于0.1 s）。打開降落傘的目的是為了給AUV在下落過程中減速，使其接觸水面時(shí)沒有太高的速度，確保AUV入水后各項(xiàng)指標(biāo)正常，能夠正常開展水下作業(yè)。

降落傘[6]主要有有肋導(dǎo)向面?zhèn)恪o肋導(dǎo)向面?zhèn)?、十字形傘、平面圓形帶條傘、盤縫帶傘等幾種。降落傘的開傘方式有一級(jí)開傘和二級(jí)開傘?？刂平德鋫阕枇γ娣e的方法有傘衣底邊收口、串聯(lián)降落傘系統(tǒng)、多級(jí)傘繩收口等方法。AUV具體選用哪種傘型、開傘方式及控制阻力面積的方法，需要根據(jù)AUV的實(shí)際情況確定。

AUV入水后，通過本體的微正浮力以及系統(tǒng)自身的控制首先浮出水面，通過 GPS或者北斗信號(hào)獲取自己目前所在的位置信息。AUV根據(jù)自己目前所在的位置能夠自動(dòng)規(guī)劃航路至執(zhí)行任務(wù)的起始點(diǎn)，到達(dá)執(zhí)行任務(wù)的起始點(diǎn)后自主開始水下作業(yè)。水下作業(yè)完成后，能夠按照預(yù)先設(shè)定的位置出水，發(fā)送目前所在的位置，等待回收作業(yè)。

2.2 主要特點(diǎn)及技術(shù)難點(diǎn)

飛機(jī)空投布放的主要特點(diǎn)：

1）反應(yīng)迅速，準(zhǔn)備時(shí)間短，能夠快速到達(dá)預(yù)定海域執(zhí)行水下作業(yè)，相比于水下航行至目標(biāo)海域能夠節(jié)省很多時(shí)間。

2）續(xù)航力強(qiáng)，水下作業(yè)可持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。AUV空投布放一般是在陌生海域或者有爭(zhēng)議的海域作業(yè)，如果水下遠(yuǎn)距離航行過去，勢(shì)必消耗AUV大量的電量，AUV的實(shí)際作業(yè)時(shí)間會(huì)大打折扣，其效用較低。

3）隱蔽性差，易受干擾。在AUV布放入水工作后，敵對(duì)勢(shì)力會(huì)千方百計(jì)地破壞我方的探測(cè)活動(dòng)，如采用潛艇發(fā)射魚雷、投擲深水炸彈等干擾我方AUV正常作業(yè)。

飛機(jī)空投布放的主要技術(shù)難點(diǎn)：

1）掛載方式多樣，通用性不強(qiáng)，難度較大。AUV的樣式多種多樣，不同型號(hào)的掛載方式也不一樣，甚至?xí)绊懙斤w機(jī)的飛行安全，對(duì)飛機(jī)的性能要求較高。

2）飛機(jī)空投的降落傘需要特制，其形狀大小及安裝位置跟AUV的造型有關(guān)。安裝不恰當(dāng)?shù)奈恢脮?huì)使AUV在空投過程中位置出現(xiàn)較大的偏差，或者降落傘沒有起到應(yīng)有的效果，導(dǎo)致AUV入水時(shí)速度過快或入水角度不對(duì)。

3）AUV的運(yùn)動(dòng)過程及入水位置受直升機(jī)運(yùn)動(dòng)速度及投放高度的影響。在相同條件下，直升機(jī)投放速度越大、高度越高，造成的AUV入水點(diǎn)散布就越大。這些現(xiàn)象都將導(dǎo)致AUV入水位置的不確定性，進(jìn)而影響其水下作業(yè)過程。

4）風(fēng)速向?qū)UV入水點(diǎn)有較大的影響。風(fēng)對(duì)AUV空中彈道的影響，將使其飛行方向和飛行距離產(chǎn)生偏差。橫風(fēng)主要影響AUV的飛行方向，縱風(fēng)則主要影響它的飛行距離。

3 水下運(yùn)載平臺(tái)布放方法

水下運(yùn)載平臺(tái)即水下運(yùn)載器[7-9]，是一個(gè)水下高技術(shù)儀器設(shè)備的集成體。它除集成有水下運(yùn)載器的推進(jìn)、控制、動(dòng)力電源、導(dǎo)航等儀器和設(shè)備外，還需根據(jù)應(yīng)用目的不同，配備聲、光、電等不同類型的探測(cè)儀器。這樣，水下運(yùn)載器可以作為人類進(jìn)行水下研究、觀測(cè)和作業(yè)的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)，作為人類智能和各種感官、器官在水下的延伸，去完成人類肌體無法直接達(dá)到的各種水下環(huán)境的探索任務(wù)。

本節(jié)介紹的水下運(yùn)載平臺(tái)，主要是用來運(yùn)輸AUV的設(shè)備。在碼頭或者母船上將AUV裝載到水下運(yùn)載平臺(tái)，水下運(yùn)載平臺(tái)再按照預(yù)定的航向?qū)UV運(yùn)送到目標(biāo)海域。在運(yùn)送過程中，為了獲取更準(zhǔn)確的位置信息，中途可以上浮獲取 GPS或者北斗信號(hào)進(jìn)行位置校準(zhǔn)。

3.1 布放方法及工作原理

水下運(yùn)載平臺(tái)到達(dá)預(yù)定海域后，AUV要開機(jī)工作并且從水下運(yùn)載平臺(tái)上釋放出來，其過程就是在水下運(yùn)載平臺(tái)上裝載AUV的反過程。水下運(yùn)載平臺(tái)通過釋放對(duì)AUV的束縛，AUV靠自身動(dòng)力或者浮力離開水下運(yùn)載平臺(tái)，或者水下運(yùn)載平臺(tái)主動(dòng)遠(yuǎn)離AUV。在釋放AUV前，水下運(yùn)載平臺(tái)可以給AUV初始位置信息；或者釋放AUV后，其主動(dòng)上浮搜索信號(hào)，根據(jù)獲得的位置信息確定目前所在的位置。

AUV與水下運(yùn)載平臺(tái)脫離后，水下運(yùn)載平臺(tái)的投送任務(wù)已經(jīng)完成，接下來主要依靠 AUV自身的動(dòng)力及導(dǎo)航設(shè)備進(jìn)行工作。AUV作業(yè)完成后可以主動(dòng)尋找水下運(yùn)載平臺(tái)會(huì)合或者等待水下運(yùn)載平臺(tái)前來會(huì)合。二者水下結(jié)合后，AUV不再動(dòng)作，通過水下運(yùn)載平臺(tái)將AUV運(yùn)回碼頭或者母船附近。

3.2 主要特點(diǎn)及技術(shù)難點(diǎn)

水下運(yùn)載平臺(tái)的主要特點(diǎn)：

1）航行隱蔽，不易被敵人發(fā)現(xiàn)。水下運(yùn)載平臺(tái)除進(jìn)行位置校準(zhǔn)外全程在水下航行，在敵人未布放聲吶的情況下，很難發(fā)現(xiàn)其在水下的位置。

2）航行安全，受外部干擾較小。由于其在我方控制范圍內(nèi)開始布放，航行過程又在水下，敵方很難發(fā)現(xiàn)我方水下目標(biāo)去向。

3）探測(cè)距離遠(yuǎn)，探測(cè)范圍廣。AUV在水下運(yùn)載平臺(tái)布放前耗電量較小，主要耗電集中在水下運(yùn)載平臺(tái)，所以到達(dá)探測(cè)區(qū)域后有充足的能源進(jìn)行水下探測(cè)。

4）水下航行速度慢，獲取信息實(shí)時(shí)性較差。水下運(yùn)載平臺(tái)將AUV運(yùn)輸?shù)侥繕?biāo)海域所需的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于火箭助飛布放或者空投布放，信息比較滯后，影響我方實(shí)時(shí)掌握態(tài)勢(shì)信息，工作會(huì)有一定的被動(dòng)性。

水下運(yùn)載平臺(tái)的主要技術(shù)難點(diǎn)：

1）AUV控制技術(shù)[10]。AUV需要長(zhǎng)時(shí)間裝載在水下運(yùn)載平臺(tái)上進(jìn)行航行，其位置會(huì)對(duì)水下運(yùn)載平臺(tái)的機(jī)動(dòng)性能有較大的影響。長(zhǎng)時(shí)間攜帶 AUV將消耗其大量的能力，對(duì)其續(xù)航力有較大的影響。同時(shí)，為保證運(yùn)載平臺(tái)在水下可靠航行，其浮力應(yīng)該能夠動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。

2）遠(yuǎn)距離精確導(dǎo)航控制技術(shù)。水下運(yùn)載平臺(tái)在遠(yuǎn)距離航行時(shí)，主要依靠自身攜帶的慣導(dǎo)系統(tǒng)。最常見的慣導(dǎo)設(shè)備有加速度計(jì)、DVL，其在水下進(jìn)行航位推算。但是，受海流不規(guī)則流動(dòng)的影響，其航位推算會(huì)隨著時(shí)間產(chǎn)生較大的偏差。為糾正其在航行過程中的位置偏差，可以在航行一段時(shí)間或者距離后出水校準(zhǔn)位置，然后繼續(xù)航行，這將會(huì)增大其暴露的風(fēng)險(xiǎn)。

3）大航程動(dòng)力推進(jìn)技術(shù)。水下運(yùn)載平臺(tái)要想航行得遠(yuǎn)，就必須有充足的能源。這就需要研發(fā)由直流電動(dòng)機(jī)、無級(jí)變速裝置、高能電池和高效螺旋槳組成的動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)。同時(shí)，其可靠性、安全性、防水性、低噪聲特性也要考慮進(jìn)去。其設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。

4）水下數(shù)據(jù)通信技術(shù)。水下運(yùn)載平臺(tái)與岸基平臺(tái)的通信、水下運(yùn)載平臺(tái)與碼頭的通信、水下運(yùn)載平臺(tái)與AUV的通信主要是采用水聲通信技術(shù)。如何實(shí)現(xiàn)水聲高速率數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)是目前研究的重點(diǎn)，因?yàn)樗曂ㄐ攀芎Ｓ蚯闆r的影響比較大。

5）高效低功耗傳感器及數(shù)據(jù)采集技術(shù)。水下運(yùn)載平臺(tái)在航行過程中為避免障礙物、與其它設(shè)備通信、數(shù)據(jù)采集等都要消耗大量的能量，研究低功耗數(shù)據(jù)采集技術(shù)就是以盡可能少的能量獲取需要的數(shù)據(jù)。

4 母船雷軌布放方法

一般船舶上沒有雷軌，但是雷軌加裝比較簡(jiǎn)單。水面艦船一般都有雷軌裝置，雷軌的好處是方便用來運(yùn)輸魚雷、水雷等武器設(shè)備。水面艦船布放魚雷可以通過雷軌運(yùn)輸?shù)桨l(fā)射位置，裝填到發(fā)射平臺(tái)后進(jìn)行氣動(dòng)發(fā)射。水雷一般可以通過雷軌直接運(yùn)輸?shù)酱玻诤线m的地點(diǎn)直接將水雷推到海水中。如果將水雷這種布放方法移植到AUV布放上，將大大提高AUV的快速反應(yīng)時(shí)間，而且不需要母船，在停車狀態(tài)下就可以進(jìn)行布放。將其投放到預(yù)定目標(biāo)點(diǎn)后，可以快速進(jìn)入水下作業(yè)狀態(tài)，減少了航行至目標(biāo)點(diǎn)的時(shí)間，節(jié)省了能源，提高了效率。

4.1 布放方法及工作原理

母船雷軌布放AUV的主要方法步驟：1）到達(dá)預(yù)定目標(biāo)點(diǎn)前，在母船上對(duì)AUV進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備，準(zhǔn)備完畢后將 AUV吊放到雷軌軌車上并固定AUV及雷軌。為保證AUV順利布放，母船船尾雷軌一般是向下傾斜的。2）準(zhǔn)備進(jìn)行布放時(shí)，首先解除雷軌及AUV的限制，推動(dòng)軌車向母船船尾移動(dòng)至雷軌傾斜處。到達(dá)預(yù)定目標(biāo)點(diǎn)后，推動(dòng)雷車沿雷軌向下滑動(dòng)，AUV及雷車借助向下的慣性進(jìn)入水中，在母船航行的同時(shí)可將雷車通過纜繩收回。

AUV入水后，其狀態(tài)一般是頭部向下傾斜的，利用自身的微正浮力和動(dòng)力調(diào)整在水中的狀態(tài)。AUV首先獲取自身所在的位置和狀態(tài)信息，然后按照預(yù)先設(shè)定的航路執(zhí)行水下作業(yè)任務(wù)，作業(yè)完畢后在預(yù)定目標(biāo)點(diǎn)待命等待回收。

4.2 主要特點(diǎn)及技術(shù)難點(diǎn)

母船雷軌布放的主要特點(diǎn)：

1）操作簡(jiǎn)單，技術(shù)準(zhǔn)備時(shí)間短。在母船航行至目標(biāo)海域的過程中可以進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備，到達(dá)預(yù)定區(qū)域后通過雷軌布放，只需較少的人員就可以完成。

2）安全系數(shù)高。船舶在航行狀態(tài)下通過雷軌布放，受海況影響比漂泊狀態(tài)下顯著減小。

3）布放時(shí)間短，效率高。傳統(tǒng)通過吊車進(jìn)行水面布放時(shí)，需要母船調(diào)整航行然后停車漂泊。吊車在起吊過程中需要較多人員牽引繩子以保障 AUV的安全。因此，傳統(tǒng)布放方法消耗的時(shí)間較多。

母船雷軌布放的主要技術(shù)難點(diǎn)：

1）AUV的造型多種多樣，因此，需要根據(jù)每個(gè)型號(hào)的AUV定制特種的雷車，并且固定起來也比較麻煩。

2）AUV的布放過程中要避免磕碰。當(dāng) AUV體型較長(zhǎng)、重量較大時(shí)，在推動(dòng)雷車滑行入水的過程中，AUV可能會(huì)接近垂直入水，并且威脅到人員和母船推進(jìn)器的安全。

3）沒有雷軌的母船需要加裝雷軌，這就會(huì)造成船體的改動(dòng)，并影響船體的安全性，因此需要統(tǒng)籌考慮。

4）在航行過程中回收雷車具有較大的危險(xiǎn)性，需要統(tǒng)籌考慮航向、航速、風(fēng)向、流速等多方面的因素。

5 無人水面艇布放方法

無人水面艇[11]（USV）是一種小型水面智能任務(wù)平臺(tái)，其研制過程涉及船舶設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)融合、人工智能等多個(gè)專業(yè)領(lǐng)域。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于USV的研究日趨成熟。本節(jié)研究的USV布放AUV方法，對(duì)于提高AUV快速作戰(zhàn)效能具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

5.1 布放方法及工作原理

USV布放AUV方法主要可以分為4種：

1）AUV裝載在USV艇內(nèi)。當(dāng)AUV布放時(shí)，首先解脫對(duì)AUV的束縛，USV通過減小浮力使本體下沉。AUV接觸水面后，USV向前航行，或者AUV向后退車，實(shí)現(xiàn)二者分離。分離后，USV通過增加浮力恢復(fù)正常狀態(tài)。

2）AUV裝載在USV的底部。解除對(duì)AUV的束縛后，AUV首先在重力作用下下沉。USV前進(jìn)并帶動(dòng)AUV上的重力模塊，與AUV分離。分離后AUV呈微正浮力狀態(tài)。

3）AUV固定在USV的舷側(cè)。解脫束縛后，在海流的作用下，二者可以自動(dòng)分離，或者 USV主動(dòng)航行，與AUV分離。

4）USV拖帶AUV。到達(dá)目標(biāo)海域后，USV通過發(fā)送指令使二者分離，AUV進(jìn)入自主工作狀態(tài)。

USV與AUV分離前，AUV要完成啟機(jī)工作，檢測(cè)各項(xiàng)功能正常后才可以分離。二者分離后，AUV需要主動(dòng)獲取當(dāng)前所在的位置信息和狀態(tài)信息，然后按照預(yù)先設(shè)定的程序自主執(zhí)行水下作業(yè)任務(wù)。作業(yè)完畢后，USV與AUV會(huì)合，二者結(jié)合后，返回預(yù)先設(shè)定的區(qū)域待命。

5.2 主要特點(diǎn)及技術(shù)難點(diǎn)

USV布放的主要特點(diǎn)：

1）無人參與。USV與AUV從航渡、開始執(zhí)行作業(yè)任務(wù)到返回，全過程都靠預(yù)先設(shè)定的程序?qū)崿F(xiàn)，控制人員可以通過無線電、北斗、GPS等獲取目標(biāo)狀態(tài)及位置信息。

2）成本低，可重復(fù)性好。USV由于體積小，消耗的燃油等物資遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于大型船舶，同時(shí)也不易被敵方發(fā)現(xiàn)。

3）航速快，效率高。USV的航速可達(dá)到30 kn以上，可以迅速完成部署并執(zhí)行任務(wù)。

USV布放的主要技術(shù)難點(diǎn)：

1）受海況影響較大。USV由于體積小，重量輕，在風(fēng)浪較大的情況下無法執(zhí)行任務(wù)，具有一定的局限性。

2）USV攜載或者拖曳AUV，對(duì)本身的機(jī)動(dòng)性能和浮態(tài)具有一定的影響，需要進(jìn)行綜合分析考慮。

3）USV本身的導(dǎo)航精度會(huì)存在一定的偏差，航行位置需要定期進(jìn)行校準(zhǔn)，面對(duì)風(fēng)和海流的自我控制能力不是很強(qiáng)，續(xù)航力也只有幾百海里。

4）USV回收 AUV，在沒有人員參與的情況下，具有較大的難度，需要二者高度協(xié)同才可完成回收任務(wù)。

6 不同平臺(tái)遠(yuǎn)距離快速布放的注意事項(xiàng)

在火箭助飛AUV布放過程中，由于AUV飛行速度較快，其內(nèi)部構(gòu)造要抗震，入水時(shí)要能夠抗沖擊，整體構(gòu)架要進(jìn)行加固，這無疑增加了 AUV的重量；飛機(jī)布放AUV時(shí)，其布放主要是要做好抗沖擊，在入水時(shí)其頭部會(huì)受到較大的沖擊力，需要特別加固；使用水下運(yùn)載平臺(tái)進(jìn)行布放時(shí)，要克服在水里長(zhǎng)期浸泡的影響，防止電器元件老化或者銹蝕引發(fā)的系統(tǒng)故障；進(jìn)行母船雷軌布放時(shí)，其入水頭部也要做好抗沖擊措施；使用USV進(jìn)行布放時(shí)，AUV也要做好加固措施，防止因遠(yuǎn)距離航行顛簸引起系統(tǒng)故障。

AUV的尺寸也會(huì)對(duì)布放有較大的影響。AUV重量較大時(shí)，在進(jìn)行火箭助飛布放或空投布放的時(shí)候，其所需要加固的部位也就越多，火箭助飛所需要的燃料越多，降落過程中需要的降落傘越大；水下運(yùn)載平臺(tái)布放的機(jī)動(dòng)性能也將受到影響，母船雷軌布放的操作也比較麻煩，無人艇的機(jī)動(dòng)性能及浮態(tài)也會(huì)受到較大影響。從中可以看出，隨著 AUV重量的增加，布放難度系數(shù)都將加大。

與傳統(tǒng)的布放方式相比，這幾種布放方式的研究還不是很充分。如何加固AUV、加固強(qiáng)度多少、受沖擊的大小還缺乏定性分析和定量計(jì)算的數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行建模仿真計(jì)算和實(shí)際投放檢驗(yàn)。

在使用這幾種快速布放方式進(jìn)行 AUV布放的同時(shí)，其海上回收問題也需要進(jìn)行認(rèn)真的考慮。在爭(zhēng)議海域如何安全回收是一個(gè)比較麻煩的問題，有2種解決辦法：1）預(yù)留足夠的電量，執(zhí)行完任務(wù)后航行至無爭(zhēng)議區(qū)域等待回收；2）預(yù)留電量不足的情況下，在無爭(zhēng)議區(qū)域釋放水下運(yùn)載平臺(tái)，通過水下運(yùn)載平臺(tái)與AUV對(duì)接，將其運(yùn)載或者拖曳至安全區(qū)域進(jìn)行回收。在進(jìn)行 AUV回收時(shí)，同時(shí)要考慮的問題是這種非常規(guī)的布放方式會(huì)對(duì)AUV的結(jié)構(gòu)有較大影響，在回收時(shí)會(huì)增加相應(yīng)的回收困難。

7 結(jié)束語(yǔ)

本文研究的在應(yīng)急條件下AUV遠(yuǎn)距離非常規(guī)布放方法，可操作性強(qiáng)，應(yīng)用前景廣闊。使用過程中要考慮其主要特點(diǎn)、技術(shù)難點(diǎn)以及應(yīng)該注意的事項(xiàng)。在實(shí)際使用時(shí)，具體選用哪種非常規(guī)布放方式還與所處的環(huán)境有關(guān)。同時(shí)，后續(xù)還有很多工作要做，相關(guān)的理論研究和實(shí)踐數(shù)據(jù)積累需要不斷地進(jìn)行仿真和試驗(yàn)獲取才能逐步完善。