本文章节概要：
提高AUV的模块化水平和鲁棒性
Saab公司的水下航行器在南极洲发现了“忍耐”号残骸
MSubs和Sonardyne公司共同推进海军自主平台能力
DSIT Solution公司启动WhitePointer项目
ROV操作者训练的一项突破——Greensea Systems公司的EOD Workspace模拟器
图1 在特定海区实现“水雷自由”甚至“水雷安全”所面临的主要挑战是减少发现、识别和清除水下爆炸装置的时间。以AUVs及其相关远程弹药探测方法为代表的无人技术，在对抗这种威胁中正发挥着重要作用。图中为皇家挪威海军的猎雷舰HMNoS Karmoy（M 341）正在布放Kongsberg公司的Hugin 1000MR系统
工业界正在将大量AUVs定位为一项为海军和海洋用户所需任务提供灵活解决方案的关键资产。由于平台、人员和预算的减少，用户正利用更加模块化和更加鲁棒的系统来完成不可预测的海洋安全环境下的大量复杂任务。在最合适的系统中，便携式AUVs主要被赋予4项任务：情报收集、通信、反水雷（MCM）和技术检查。它们通常在港口和沿海的浅水中使用。它们是其任务经常随模块化载荷而变的多用途航行器。在最小和用途最广的小型AUVs中，由Hydroid公司（Kongsberg公司的子公司）生产的REMUS 100销路最好，已经售出了200枚。军用版的基本传感器有侧扫声呐、测深声呐和有记录功能的摄像机，其它设备可根据要求加装。REMUS 100的最大深度约100 m（译注：直径190 mm，重37 kg）。它的最大用户——美国海军（USN）自2003年以来一直在以Mk 18 Mod 1“剑鱼”（Swordfish）的型号名称将它用于MCM任务。除了猎雷任务外，加装特殊装置的REMUS 100也能用于海洋调查或通信情报（COMINT）。典型地，为爆炸物清除小组（EOD）部署2枚AUVs，用于排雷行动。除美国海军外，英国皇家海军（RN）和11个主要北约海军也使用REMUS 100。
图2 REMUS 100水下无人调查航行器从英国Atlas Elektronik公司的ARCIMS（Atlas Remote Capability Integration Mission Suite）自主猎雷任务系统中发射和回收，展示了在各种海况下以不同高速航行时操作的鲁棒性，它实时获取拖曳声呐数据，并发送给指挥控制站，用于“任务中分析”
在微小型UUVs家族中最先进的设计是法国RTsys公司生产的Comet-3000。可集成的模块化载荷有：侧扫和测深声呐、磁力计、摄像机和其它设备。它最先进的特性是能以“蜂群”模式工作，可同时发射多达6枚一组的Comet航行器。它们相互间能通信，相互间的最大间距为1.5 km。这就能在较短时间内覆盖大片海区。
对于稍重些的70 kg级的系统，主要产品来自于美国的Bluefin Robotics公司和法国的ECA集团。Bluefin Robotics公司提供2个型号：9M和HAUV-3。9M型的唯一已知用户是USN，USN采购了9枚，用于谨慎的反EOD港口监视。HAUV-3被视为是唯一专为检查港口基础设施和探测爆炸物、水雷、或其它可疑物而设计的AUV，这要归功于它的超高清ARIS Explorer 3000成像声呐。USN在2015年订购了HAUV-3（30枚），此外还有15套Mk 19系统，每套系统包括2枚水下航行器和相关保障设备。
ECA集团提供了这一级别中最复杂的航行器——A-9M，它是专为水雷识别和分类设计的。A-9M具有非常低的声、磁特征，满足北约STANAG 1364标准（干预型航行器的声、磁标准）。典型的配置由1部侧扫声呐、1台摄像机和1个声速剖面仪（SVP）组成，也可根据用户要求增加传感器。A-9M可自主执行MCM任务，也可与ECA公司的K-Ster和Seascan家族的ROVs协同行动，它们都可被集成到扫雷舰上的一个任务模块中。A-9E版AUV能执行作战海区的环境建图任务，测量海水透明度、不同深度的温度、含氧量、荧光等。用户包括法国海军、哈萨克斯坦海军和2个未指明的海军国家。此外，为其它重要欧洲海军国家的未来采办而进行的一系列试验尚在进行中。
100~500 kg级AUVs的典型任务有：浅海和港口的情报收集、特殊水文地理应用、通信和MCM。最成功的系统还是由英国海军和日本海上自卫队使用的Hydroid REMUS 600的USN版——Mk 18 Mod 2“王鱼”（Kingfish）。取决于任务载荷，它一般能自主工作大约24 h。REMUS 600是一种多用途、多功能平台，可针对每种需求组合各种传感器，包括通信设备、侧扫和多波束声呐、多光谱和视频摄像机、以及各类水文地理和环境传感器。例如：位于圣迭戈的美国空间和海战系统司令部（Space and Naval Warfare System Command，SPAWAR）部署了3枚“王鱼”AUVs，用于进行70 h的浅海环境下的海床建图，采用航速5 kn的长航时配置模式。在执行MCM任务时，小型合成孔径声呐模块（Small SAS Module，SSAM）使它能够覆盖大片感兴趣的区域。除此之外，高分辨率SSAM和其它声呐设备能探测水雷和掩埋的军械。在这种特殊的载荷配置模式下，REMUS 600由美国第5舰队和英国海军操作，两国都从11 m刚性充气艇（RHIBs）和直接从扫雷舰上布放。REMUS 600系统也能通过一个专用悬挂、投放、拖曳和回收系统（Carriage Stream Tow and Recovery System，CSTRS）从西科斯基（Sikorsky）（洛克希德·马丁）公司的MH-60S直升机上发射。所以，事实上每个配备了MH-60S的单位都具备海床建图和MCM能力。由于REMUS 600可距母船150~200 km以外作战，且可从水下平台发射，所以它是执行情报收集任务的理想装备。尽管这种配置的详细信息未知，但它可能比标准版有更大的自主性，且载荷中包括电子侦察和/或通信侦察装备。
在这一级别，Bluefin Robotics公司提供了2个版本的“Model 12”型号，一个是浅海型12S，另一个是深海型12D。Bluefin 12S重210 kg，被设计用于浅海巡逻。最小载荷配置包括侧扫和合成孔径声呐。Bluefin 12D重272 kg，根据其性能可执行一些较高级的AUVs任务。因此，用户能用一个家族的装备执行不同任务，这样就减轻了保障和维修负担。
至于A-18家族，ECA公司提出了一个模块化概念。专为军事应用设计的A-18M版可以追溯到我们在尺度和任务分配方面所做的分类，它是一种声、磁信号特征满足STANAG 1364标准的AUV。该平台可装备成熟的导航（惯性导航系统、GPS）、通信（以太网、卫星、Wi-Fi、水声）和安全保障设备（障碍避碰系统），可按其需求集成的传感器包括：相干合成孔径声呐、前视声呐（FLS）、多光谱相机和其它传感器。由于尺度较小，它可存贮在标准集装箱内，可空运，可用许多发射和回收系统（LARS）部署。在进行水道测量时，A-18M能以很高的精度对海床进行建图。此外，传感器能监视管道、电缆等任何水下基础设施，这是海洋安全越来越需要的一种能力。
图3 A-18M AUV（图示由Inspector 120 USV携载）被设计用于MCM或海洋调查任务
该级别水下航行器重500~1 500 kg，用于执行过去由特种部队或载人特种航行器执行的作战任务。它们可执行战术级情报收集任务，而不限于仅在本地使用。它们的MCM和海洋调查能力主要体现在水雷场和水下障碍物识别。这些AUVs是为水面、水下、两栖兵力确定安全进入点和进入通道（并不一定在浅海）的关键资产。其它可能的任务是是秘密侦察和分散作战。
Bluefin-21是该级别中用途最广的航行器，已由代表USN的凤凰国际公司（Phoenix International）将其用于搜索马航370航班。USN使用的Bluefin-21的军用版名为“刀鱼”（Knifefish），用途广泛。首要用途是经典的MCM支援，主要作为濒海战斗舰（LCS）的MCM模块中的一部分，该MCM模块的建造商是由超级电子海洋系统公司（Ultra Electronic Ocean Systems）的3 Phonix公司、通用动力信息技术公司（General Dynamics Information Technology）、国际海洋工程公司（Oceaneering International）、ASRC研究技术解决方案公司（ASRC Research Technology Solutions）和Metron公司组成的联合体。每个MCM模块包含2枚“刀鱼”AUVs，AUVs的任务是广域侦察，发现并摧毁、或规避水雷和爆炸装置，不管它们是漂浮、潜于水下或掩埋在海床下。“刀鱼”AUVs也取代了于2017年结束其使命的海洋哺乳动物项目中使用的用于MCM的海豚和海狮。Bluefin-21和“刀鱼”AUVs用声呐小心翼翼地收集海深和海床构造信息，包括抗登陆障碍和水雷。由于航行器自主执行任务，无需与母船通信，因此十分隐蔽。这项任务以前是由蛙人在为两栖战和渗透作战进行战场准备时完成的。欧洲工业界对Bluefin-21的反应是推出了萨博公司（Saab）的AUV-62MR/AT家族。基本猎雷套件由2部侧面安装的合成孔径声呐和1部前视声呐组成，如果客户需要，还可加上各类其它传感器套件。Saab AUV-62MR可从海军舰船、陆上和潜艇上发射。因此，AUV可从执行侦察任务的发射平台上自主部署，或集成到Saab公司的专利产品——复杂的多重射击灭雷系统（Multi-Shot Mine Neutralisation，MuMNS）中，MuMNS也包括用于排除EODs/IEDs（improvised explosive devices，简易爆炸装置）的“海黄蜂”（Sea Wasp）ROV和用于水雷清除的“双鹰”（Double Eagle）。在这种情况下，AUV-62MR的主要任务是，在扫雷舰上的仪器难以发挥作用的困难环境下，将传感器带到有利的探测深度，探测水雷和其它爆炸装置。AT（Anti-submarine Training，反潜训练）版上有1台电子设备载荷，可模拟潜艇和鱼雷的任务剖面。AUV-62AT提供了一种高效费比的选择，可以装载在水面舰船和飞机上，用于经常性的反潜训练。人们普遍相信，AUV-62MR和Bluefin-21/“刀鱼”都有对应的电子侦察版的存在，但尺度需与潜艇533 mm发射管兼容。它们的任务是在热点地区的外国领海内秘密侦察，因此公司和用户、政府都不愿公开其具体能力。
图4 Bluefin-21被证明适合于在深海执行MCM任务
在这一级别，也有些重型UUVs放弃了经典的鱼雷外形，而采用无人微型潜艇形状，适航性得到明显改善，与鱼雷形UUV相比，可携载的载荷重得多。这类UUVs有洛克希德·马丁公司的Marlin Mk.2、ECA集团的A-27M和康斯伯格公司（Kongsberg）的“休金”（Hugin）系统。它们的载荷及赋予的任务与较小的UUVs相同，但工作深度更大、自主性更强。
最新一代AUVs可在无人干预情况下在作战海区长时间存在。布放水雷或爆炸装置是相对容易且廉价的任务，而反水雷是昂贵和耗时的任务。因此，无人航行器领域的发展重点是排雷和预防水雷。应用于AUV领域的大系统（‘system of system’）概念正在全面展开，这将使它们从单一的舰船无人遥控工具扩展到能够管理复杂任务的真正的自主监测系统。USN第1 UUV中队（UUVRON-1）的创建，是UUVs的能力和发展潜力取得巨大进步的一个突出事例。这可能意味着在2020s年代及以后，一场水下作战的革命即将到来。
Saab公司的水下航行器在南极洲发现了“忍耐”号残骸：
图5 Saab公司的“剑齿虎”（Sabertooth）水下航行器在南极洲发现了“忍耐”号（Endurance）残骸
“忍耐22”考察队已经确定了探险家亨利·沙克尔顿（Henry Shackleton）爵士的“忍耐”号（Endurance）探险船沉没在南极洲冰下3 008 m深处（译注：沙克尔顿与“坚忍”号的传奇事迹可参见
www.360doc.com/content/22/0416/21/9939213_1026848829.shtml）。Saab公司的水下航行器“剑齿虎”（Sabertooth）被用于发现、拍摄和记录“忍耐”号的重新发现过程，该船沉没于1915年。2022年2月5日，极地考察船S.A. Agulhas II启程前往南极搜索“忍耐”号。随船携带了2艘来自Saab公司的“剑齿虎”水下航行器，帮助考察队成功完成了对残骸的定位、检查和拍摄任务。2名来自Saab公司的水下搜索专家加入了考察队。在南极恶劣条件下对水下约3 000 m的“忍耐”号残骸进行定位并非易事。Saab公司对它们先进的“剑齿虎”水下航行器能够成功完成这项任务和对世界历史有所贡献感到十分骄傲。自从沙克尔顿的船在1915年受冰层挤压而沉没后，人们已进行了多次考察，试图找到残骸的位置，但都失败了。Saab公安的“剑齿虎”获得的地理数据将帮助考察队进一步收集详细的历史数据，并生成残骸的精确3D模型。
MSubs和Sonardyne公司共同推进海军自主平台能力：
图6 2021年MSubs公司和Sonardyne公司参加了英国的国防和安全加速器（Defence and Security Accelerator，DASA）一阶段项目中由皇家海军和国防科技实验室（Dstl）共同举办的UUV试验床综合竞赛。作为演示验证的一部分，MSubs公司的XLUUV利用“警惕”（Vigilant）前视声呐（FLS）收集到的测深数据在普利茅斯外的开阔水域航行
潜器制造商MSubs和海洋机器人技术公司Sonardyne已签署了一份战略合作协议，为英国国防领域共同推进远程自主水下平台的能力。从谅解备忘录（Memorandum of Understanding，MOU）中可见，两家公司将共同工作，将Sonardyne公司的商用货架导航、通信和成像载荷集成到MSubs公司的9 m长的超大型无人水下航行器（XLUUV）中，并进行评估，提高海军的水下战场感知能力。两家公司在英格兰西南部的普利茅斯都有研究、试验和生产设施，Sonardyne公司将向MSub公司提供和保障一整套技术，包括：适合在GNSS失效环境下使用的惯性-多普勒组合式导航传感器SPRINT-Nav X，远程跟踪、指挥与控制装置AvTrak 6，以及由Sonardyne和其姐妹公司Wavefront Systems联合开发的前视声呐“警惕”（Vigilant）。MSubs公司的XLUUV已经被英国皇家海军选中，用于帮助了解XLUUVs在监视、侦察和反潜（ASW）任务中的作用，提前几年为海军提供新的能力是可能的。2家公司正瞄准英国国防部提供的新机会，如CETUS项目。人们将会看到设计和建造出一种超大型AUV，它将会有一天与“机敏”（Astute）级攻击型潜艇并肩作战。
DSIT Solution公司启WhitePointer项目：
图7 Whitepointer水声通信系统保护在同一网络中的多个水面和水下平台的水下联网通信，保证其语音和数据传输的赛博安全
一种最新水声通信系统——DSIT Solutions公司（译注：以色列拉斐尔先进防务系统公司的子公司）的WhitePointer系统能在多平台间实现综合水声通信。由Rafael公司的子公司最近发起研制的WhitePointer系统满足NATO标准，能够在水面舰船、潜艇、及包括蛙人、蛙人输送艇（SDVs）、蛙人助推器、AUVs和UUVs等在内的其它水下用户之间实现可靠的语音和数据通信。该系统支持水声通信网在多用户间进行通信，并可完全集成到任何舰载通信系统中。该系统是公司最新的技术研发成果，可为不同距离上的各类实体提供可靠的水下网络通信。它针对数据传输而进行多类型调制，包括预设频率的高功率组合发射机。这使得操作者可以迅速切换频道，而无需担心出错。
ROV操作者训练的一项突破——Greensea Systems公司的EOD Workspace模拟器：
一家总部位于美国佛蒙特州（Vermont）的高技术水下机器人企业现在为执行军用排爆（EOD）任务的ROV提供了创新的指挥控制和训练系统。
绿海系统公司（Greensea Systems）的EOD Workspace是面向水下机器人操作使用的一种开放式结构控制解决方案，它的用户现在拥有一个采用了2021年8月发布的EOD Workspace模拟器的与之匹配的训练系统。绿海系统公司与GRi模拟公司（GRi Simulations Inc.）合作，复制了EOD ROV的操作手和技术员在不同水下条件下所面对的环境。一位物理工程师给出了水下航行器的准确表达。EOD Workspace模拟器采用了VideoRat Defender ROV的机理，它也能集成其它类型的ROV。系统由2台便携机组成，教练和受训者各使用一台，他们用操纵杆控制模拟的ROV，EOD Workspace模拟器能够精确模仿EOD Workspace（译注：一种用于EOD UUV的指挥控制系统）在实际水下环境中的表现。随着学生的进步，教练能施加海流、能见度等各种级别的水下条件。EOD Workspace模拟器也提供水下态势感知——即ROV的视觉表达，因为它需要响应操作员发出的指令，否则受训者在学习控制机器人时只有雷达和视频传感器输入。
另一个优点是几乎可在任何地方进行训练，无需下水，无需实际ROV、小艇或其他人员。
由于需要精通许多任务，EOD操作者的训练和部署周期十分频繁，这种训练模拟器允许EOD操作者在航行器下水前进行分步训练。这些技能如果不经常使用，就会退化；即使EOD专家不处于训练周期中，也可以使用模拟器保持他们的技能，或在部署时进行训练，并且他们还能随时停机。水中的ROV训练需要大量的后勤保障，训练前需要对飞机、小艇、摧毁和开火距离、甚至海军舰船的使用时间等进行规划，这些需要大量工作，但又与训练任务无直接关系。
1 EOD Workspace
EOD Workspace目前主要与Video Ray Defender一同使用，为技术人员提供相对于目标的定位、综合惯导、增强的航行器控制和任务自动化能力。
由于建立在开放式架构平台上，EOD Workspace在本质上不是固化系统，可针对任意航行器进行修改，尽管每种航行器都装有不同的、需与EOD Workspace进行通信的传感器、推进器和摄像机。如果硬件采用专用通信协议，而硬件不是绿海系统公司的OPENSEA库中的一部分，就需要开展一些软件工程方面的工作。
图8 EOD Workspace将ROV的所有控制集成到单一界面中，提高操作者的效率
EOD Workspace提供了多模式航行器控制，操作人员可以根据工作需要对航行器进行或多或少的操作，如点击和拖动、拖动并跟踪轨迹上的兴趣点，这对于测量锚雷和减少操作员工作负担十分有用。EOD Workspace的自动控制能力使ROV能在一系列海上条件下工作。这些工作包括：搜索和调查关键基础设施，识别和清除水雷等水下威胁，以及司法鉴定和打捞任务。
据公司方面称，绿海系统公司将在2022年6月在鹿特丹举行的UDT 2022和8月在罗德岛举行的SENEDIA国防创新日上展示EOD Workspace模拟器，也将在3月“2022年伦敦海洋技术与工程技术国际展”和5月在休斯顿举行的“海岸技术会议”上展出。
2 为远程ROV指挥控制制定标准
2022年1月，USN授予绿海系统公司一份110万美元的小企业创新研究（SBIR）合同，继续开发一个远程ROV指挥控制系统。公司的EOD Workspace正是海军正在寻找的远程系统的基础，它能遥控ROV在远程完成任务，改善操作人员的安全性。远程指挥控制ROVs是保证军事人员安全地远离水下威胁的最好的单一解决方案。
3 战斗蛙人导航技术的突破
图9 RNAV2蛙人导航和自主性控制面板为蛙人和蛙人推进装置提供了水下导航、通信及蛙人推进装置自主操作功能
绿海系统公司的另一个产品是战斗蛙人侦察-导航系统（recon-navigation system）。在水下作战中，RNAV2可由一名蛙人单独使用，或装在蛙人推进装置中使用。新的选项包括S2声呐附件、AP2自动驾驶仪附件和OM2自主性附件，它们可将一个蛙人推进装置（Diver Propulsion Device，DPD）转变为一个可选的有人系统，用于渗透、潜入、补给和隐蔽医疗疏散。还有一种可选的水道测量插件，可为秘密调查和情报收集绘制任务海域海图。一种新型水下通信附件可使操作者能够在2 km半径内发送短报文、分享数据、跟踪团队成员和其它水下资产。据绿海系统公司的文件，蛙人很容易向团队成员发送短信，通知其任务目标，其他成员点击后就能自主航行到特定位置。
编译：Whitehead
译自：Naval Force
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