无人潜航器装备技术发展及作战运用研究

提出无人潜航器基本作战概念,总结各军事强国发展现状,列举了推进动力、水下通信、水下导航、水下探测、布放回收、指挥控制等6大关键技术,并据此构想了情报侦察监视、反水雷/布雷作战、反潜作战、水下伏击作战、辅助有人平台作战等5种典型作战运用样式。最后展望了无人潜航器的未来发展趋势,对无人作战装备发展及战法研究提供借鉴参考。     

美海军无人潜航器的发展与应用

水下无人潜航器是美海军水下作战的一个重要发展方向。论文主要介绍了美海军无人潜航器的发展历程、主要特点、军事应用、作战流程及带来的启示。     

国外无人潜航器技术发展热点分析

基于科学引文索引数据库及相关科技文献数据,分析国外军用无人潜航器技术的研究热点,着重研究无人潜航器技术军事应用重点解决的问题和对未来作战的影响。相关结果初步勾勒国外军用无人潜航器技术发展全貌,可为理清军用无人潜航器技术方向提供参考。     

联网状态下水下无人潜航器的路径控制方法

传统的水下无人潜航器路径控制方法,在联网状态下,一直存在控制精度低、误差大,效率不好的问题,提出基于NURBS曲线拟合法的水下无人潜航器的路径控制方法。该方法采用传感器或者摄像机来侦测静态和动态障碍物,建立水下无人潜航器运动学模型,并获取其最小化rob路径长度的目标函数,分析潜航器所受约束情况。在此基础上,根据基本流体力学,确定潜航器所受阻力,引入滤波函数进行平滑处理,采用NURBS曲线拟合法,对水下无人潜航器路径进行控制。实验对比结果表明,采用改进的控制方法,在水下无人潜航器路径控制方面,其控制所需时间及精度均要优于传统的方法,具有一定的实用性。     

美军的水下无人舰队

美国海军年初颁布《无人潜航器总体规划》，为无人潜艇的发展注入一支强心针。美军希望到2020年将有1000艘无人潜艇参与未来的水上作战，届时将有一支强大的水下无人舰队帮助其继续称霸海洋。     

翻江倒海的水下“特工”水下无人航行器

近年来,无人航行器已经成为日益重要的作战工具。在最近的巴尔干和阿富汗战争中,无人飞机已受到公众的广泛关注。但是,无人航行器在海上所起的作用也同样重要。水下无人航行器能改变未来水下战争的模式。最近十年来,潜艇在水下战争中的任务已经改变。冷战时期深海作战的任务在很大程度上已不复存在,取而代之的是潜艇在沿岸海域作战以支援联合远征军事行动,潜艇的活动范围是更、有效的“准备作战区域”。与此同时,当前的政治环境要求把高价值作战平台及其乘员的危险减到最小程度。这些因素推动了作为潜艇秘密“作战助手”的水下无人航行器的开发。利用水下无人航行器,潜艇能在有障碍且有潜在危险的沿岸海域支援远征部队。美国海军已配备了第一代潜射水下无人航行器,用于执行水雷秘密侦察任务,2005年左右将引入下一代系统。美国海军水下作战中心认为,水下无人航行器为未来海战(特别是网络中心战)展示了巨大的希望。在网络化战斗群中,潜艇能够发射和回收水下无人航行器,极大地扩大艇载传感器和武器的覆盖区。这些秘密的航行器可以在水下或水面活动,收集情报、绘制作战区域地图、识别和跟踪感兴趣的目标并最终发射武器。美国海军海上系统司令部已公布了“海军水下无人航行器总计划”,确定了海军水下无人航行     

美国海军研制新型水下无人航行器

美国海军日益看好水下无人航行器的作战潜力,认为水下无人航行器将给21世纪水下作战方式带来一场革命。本文介绍了美国海军水下作战中心对未来水下无人航行器的设想以及为实现这一设想而制订的研制计划。     

无人潜航器导航通信桅杆雷达散射特性分析

无人潜航器导航通信桅杆作为无人潜航器通信、导航校准等潜望状态时浮出水面的唯一组部件,降低其雷达散射特性是无人潜航器开展综合隐身工作的重要内容之一。本文通过仿真建模,详细分析了L波段、S波段、C波段和X波段等无人潜航器导航通信桅杆雷达散射特性,各波段下导航通信桅杆的RCS均值为0.21 m2,并进行了强散射源分析。通过分析无人潜航器导航通信桅杆的雷达散射特性,对无人潜航器雷达散射特性优化改进、对无人潜航器探测雷达研制具有重要意义。     

美国海军无人航行器装备技术及应用研究

美国海上战略的演变不断推动着水下无人系统装备及技术的发展,水下无人航行器成为其水下战装备发展中心。但由于水下作战空间受制于水介质特性,战场环境难以透明化、作战对象难以清晰判断、通信难以实时高速,为水下航行器技术发展及应用带来困难。本文通过对美海军无人航行器装备及技术发展现状、应用模式与作战影响及未来发展进行研究,为国内相关装备技术发展提供参考。     

水下特种防御作战中港口防御探测系统的应用与设计

对水下特种防御作战的概念进行描述。重点分析港口水下防御的特点及难点,并对港口水下防御系统的战术应用进行研究,最后设计利用无人潜航器装备旁视声呐实现对港口水下防御探测。为发展符合水下特种防御作战要求的警戒装备,构建水下探测系统全面实现水下特种作战防御体系提供依据。     

海上无人集群发展及技术体系研究

跨域联合的海上无人集群系统作为改变未来海洋战场的颠覆性技术装备,将加速推动作战模式的衍变,进一步提升作战效能和效费比。本文概括无人机、无人艇和无人潜航器集群的技术现状,总结了海上无人集群系统攻击、反潜、反水雷3种作战应用模式,梳理了跨域无人集群系统的研制关键技术,并对未来无人装备技术体系的发展提出建议。     

基于改进递归最小二乘估计的潜器轨迹预测

由于海流、温度、海底地形等深海环境因素影响,同时存在潜航器自身推进器扰流、母船螺旋桨扰流等因素,超短基线（USBL）作为深海水下潜航器通信定位的系统存在通信延迟不一、异常值随机出现等问题。当潜航器与母船之间的水平夹角小于USBL自身的通信角,潜航器与母船无法实时通信,由此带来一定潜航器与船体的碰撞风险。针对上述问题及风险,提出基于改进的递归最小二乘法估计的潜航器水下轨迹预测方法,可有效降低测量扰动的影响,对航行轨迹进行预测。     

海上无人装备跨域通信技术发展研究

针对海上无人装备跨域集群作战的任务要求,总结出无人装备由于缺少人员的实时操控,其通信呈现出网络化、服务化、自主化、抗干扰、设备小型化等特点。梳理了国外无人机、无人艇、无人潜航器等无人装备通信系统的发展现状,并以美军《2017-2042年无人系统综合路线图》为参照,重点分析了无人装备跨域通信未来的发展趋势。在此基础上,重点从互操作性、自主智能、安全保密、人机协作4个方面,提出要重点研究和突破的关键技术。     

军用UUV使命任务和装备性能分析

无人潜航器(UUV)作为一种独具特色的水下作战力量,正在成为一种新型作战平台,受到各国海军的关注。综述军用UUV的基本概念、作战使命、装备性能及其发展趋势。介绍世界各国海军的战略需求、UUV的级别、任务及其优先级和能力需求。     

水下网络中心战对潜艇作战系统的能力需求研究

本文从战场环境感知、目标警戒探测、信息处理、信息保障、隐蔽通信、协同作战、辅助决策、交战控制和任务重构等几个方面提出网络中心战对潜艇作战系统的能力需求,并提出未来潜艇作战系统发展思路,可为未来潜艇作战系统研究提供重要的指导和借鉴。     

无人潜航器航迹评价方法研究

随着智能武器的不断发展,无人潜航器在实际水下战场中也发挥着至关重要的作用。在执行任务的过程中,为提高潜航器作战效能,需对其规划航迹方案进行评价。本文针对航迹评价中存在的权重分配优化问题,构建了航迹评价指标模型,结合主观赋权法和客观赋权法的主要思想提出了基于AHP-EWM的TOPSIS综合评价方法,最后通过仿真分析验证了该方法的可行性。     

水下战场的变化

介绍了美国海军水下作战中心(NUWC)正在用Manta试验运载器(MTV)来论证及评估开发未来的水下无人运载器(UUV)。设想将整个UUV固定在潜艇的首部，可以放出执行侦察、通信甚至作战等诸多任务，又能回收固定在宿主船的外壳上。如水下无人通信运载器(UUCV)可用于水下声通信，水面无线电波联系等；其尺寸可以为53英寸／70磅至重型鱼雷。在文中一张构想图中，则在UUV上还有4个鱼雷发射管。图5。     

机械式纵倾平衡系统在大型无人潜航器应用研究

纵倾平衡系统可调节大型无人潜航器（简称潜航器）姿态,使潜航器能够以零纵倾或规定的纵倾航行。针对潜航器纵倾平衡系统研究现状,并结合具体的应用场景,设计一种机械式纵倾平衡系统,并对系统组成及工作原理进行论述。分析水面状态、水下悬浮静止状态、无纵倾等速直线定深运动状态以及行进间均衡状态下此机械式纵倾平衡系统的工作方式,定量给出系统设计原则以及不同状态下质量块移动距离的计算公式。经试验验证,所设计的机械式纵倾平衡系统可以满足大型无人潜航器的应用要求。     

海上无人系统集群发展现状及关键技术研究进展

海上无人系统集群作战正在从概念走向实装应用.着眼于海上无人系统集群作战任务的需要,总结无人机集群、水面无人艇集群、无人水下机器人集群和跨域无人系统集群的国内外发展现状,分析海上无人系统集群协同作战所需的关键技术,包括通信自组网、协同态势感知、任务分配、航迹规划、集群编队控制和虚拟测试等.系统性归纳海上无人系统集群所需各...     

基于改进蚁群算法的水下潜航器安全隐蔽航路规划研究

针对水下潜航器的特点和实际需求,设计潜航器安全隐蔽航路规划模型。首先对水下航路规划的影响因素集进行划分,结合水下潜航器特点,通过改进信息素更新机制及启发因子的设计,建立基于蚁群算法的潜航器全局航路规划模型;其次考虑敌我距离变化量、我方位置与目标点的距离、我方声呐盲区、敌我距离最小量作为代价函数的4个因数,建立单目标动态威胁的局部航路规划;最后通过仿真得到全局规划路径和局部避碰路径结果,说明该方法在水下潜航器航路规划具有实际应用价值。