回到未来：混合翼滑翔机可能重新定义海底战争

回到未来：混合翼滑翔机可能重新定义海底战争

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  艺术家对Manta Ray UUV的概念。图片由DARPA提供
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  作者简介：David R.Strachan是一名国防分析师，也是Strikepod Systems的创始人，这是一家专注于自主海底系统的研究和战略咨询公司。
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3 H4 v6 a" |% \2 z7 k自从亨利·斯托梅尔在1989年《海洋学》杂志的一篇文章中首次提出水下滑翔机以来，它已经成为海洋科学研究的支柱。Teledyne Marine Slocum滑翔机（以Joshua Slocum命名，他是第一个独自乘坐帆船环球航行的人），以及它的表亲Kongsberg SeaGlider（最初由华盛顿大学开发）和Spray glider，由Woods Hole和斯克里普斯海洋研究所联合开发，一直处于海洋机器人革命的前沿。滑翔机在自主水下航行器（AUV）中是独一无二的。它们不是使用推进器或螺旋桨进行推进，而是依靠浮力的变化，与机翼和稳定器相结合，来“推进”；飞行；以上下锯齿状的方式穿过水柱，定期浮出水面与操作员（“飞行员”）交流。尽管滑翔机由电池供电，但与使用传统推进的AUV相比，滑翔机消耗的能量更少，留给机载传感器、C2和通信系统的能量更多。它们价格低廉，深潜（从几百米到几千米不等），能够容纳一系列复杂的传感器，可以在原地停留数周、数月甚至数年，从而能够持续观测和收集各种水文数据。
这些功能，以及它们固有的隐蔽性，也使它们成为国防应用的理想选择。例如，美国海军目前运营着一支Slocum滑翔机舰队——濒海作战空间感应滑翔机（LBS G），用于反潜战（ASW）和作战环境情报准备（IPOE）。与科学同行一样，LBS G也收集水文数据，但目的是优化海底作战行动。深度、温度、压力和盐度等特性决定了声音在水中的传播方式，这反过来又影响了声学传感器系统检测和跟踪水下目标的能力。
9 D2 R# n7 m: q6 w7 m' o但是，尽管滑翔机价格低廉、用途广泛、能效高，但它们被优化为更小、重量轻的传感器，主要用于水文和海洋学测量。它们的速度也很慢，平均每小时半到一节，很容易受到水下洋流的影响。它们缺乏携带更大、更重有效载荷的能力，如水听器阵列、用于增程的额外电池、扩展的机载处理，甚至海雷或重型弹头。如何重新设计该平台以克服这些限制并实现更广泛的任务？
进入混合翼水下滑翔机。
21世纪初，海军研究办公室与斯克里普斯海洋研究所、Woods Hole、SAIC、Bluefin Robotics以及宾夕法尼亚州立大学和得克萨斯大学奥斯汀分校的应用研究实验室合作，试图开发一种能够容纳大型有效载荷的高续航能力水下滑翔机，用于海洋哺乳动物观测或ASW风险作业。其结果是Liberdade级混合翼水下滑翔机，这是一种类似隐形轰炸机而非AUV的水下飞行器。构建了两个变体&ndash；XRay及其更有能力的继任者ZRay。据报道，ZRay号拥有高效的水动力船体和35-1的升阻比，能够携带800公斤的有效载荷，达到5节的速度，并能持续运行长达6个月。
关于ZRay的报道很少，除了科学出版物中零星提及外，它几乎已经消失了。有人提到它在美国海军PLUSNet（持久性近海水下监视网络）中的潜在作用，PLUSNet是一种由固定海底传感器和AUV组成的自主海底ASW网络，部署在沿海地区以跟踪对手的柴电潜艇。DARPA&#39；目前的Manta Ray程序；一种新型的长持续时间、远程、有效载荷能力的UUV“；可能是Liberdade研究的重建，或者只是一个受益者。或者，美国的研究工作可能具有“；变黑”；并形成了分类研发的基础。
! v- F" _% h2 v) X- g% E# T无论ZRay的命运如何，人们对混合翼滑翔机的兴趣仍在继续，而且不仅限于美国。2020年，澳大利亚海洋工程公司Ron Allum Deepsea Services推出了Deep Ray，这是一款根据与澳大利亚签订的合同开发的车辆；德国国防科技集团（DST）。日本、德国、印度、韩国和人民；中华民国都对这种类型的车辆进行了独立的科学研究。中国科学家对混合翼滑翔机表现出了浓厚的兴趣，自2013年以来，他们已经发表了40多篇关于这一主题的论文。鉴于中国；他长期以来对用于科学研究的传统滑翔机感兴趣，这一点也不奇怪。中国科学家对传统滑翔机进行了多年的试验，在深度和耐力方面都创下了几项引人注目的记录。它们已被部署到南中国海和印度洋，其中一些被冲到了印度尼西亚群岛海岸。鉴于水文数据的双重用途，中国和美国一样，肯定不仅出于科学研究的目的，也出于ASW的目的部署滑翔机。为此，中国研究人员通过为传统滑翔机配备一到两个单矢量水听器，探索将其用作声学传感器节点。然而，有了一架安静、有效载荷能力强的混合翼滑翔机，可以沿着飞行器放置一整套水听器；的领先优势，使其成为一个功能强大的ASW平台。如果它们被大量部署，或者像PLUSNet一样与海底传感器和其他自动驾驶汽车一起部署，它们可能会给寻求在第一或第二岛链或更远的岛链上作战的对方潜艇带来严重的困境。
随着潜艇的不断扩散，包括大排水量和超大型自动水下航行器（XL AUV），对持续、综合、广域海洋深度监测的需求将越来越大。鉴于其令人印象深刻的性能特点&ndash；高速、高耐力、重型有效载荷的混合翼水下滑翔机非常适合这个角色。随着世界各国海军加倍投资海底战争技术，包括与海底和海底战争（SSW）新兴领域相关的技术，这些滑翔机也可能在布雷、海底打击，甚至部署第一代移动式密集雷区等任务中发挥动力作用。在一个充斥着高超音速导弹和人工智能等前沿战场技术的时代，正是这种谦逊、受人尊敬的水下滑翔机可以改变海浪下的游戏。