劉彥伯 劉志浩
(海軍潛艇學院 青島 266199)
無人潛航器(Unmanned Underwater Vehicle,UUV)是一種可長期潛入水下,依靠自帶能源、自推進、遙控或自主控制,通過配置任務載荷執行作戰或作業任務,能回收和反復使用的海上無人潛航器[1]。
隨著UUV在20世紀90年代后相關技術相對成熟,其在軍事領域的重要價值逐漸凸顯。根據美國海軍提交國會的報告顯示[2],大型無人潛航器直徑大于914mm,排水量可達9t;超大型UUV直徑大于2.134m,需要在碼頭布放。相對于輕型及便攜性UUV,大型UUV載荷攜帶能力突出,自持力強,還可作為潛艇的任務搭載模塊,具有諸多優勢,是未來新概念水下戰的核心節點。
UUV自持力主要指的是UUV出航后在不補給的情況下能維持的最多天數,當前各國主要采用銀鋅電池、鋰離子電池、燃料電池和半燃料電池等為其主要動力源[3~4]。銀鋅電池作為傳統電池,性能較落后且維護費用較高,限制了其進一步發展。相比傳統電池,鋰電池的電性能更好,但無法滿足UUV的長遠需求。隨著UUV在軍事領域快速發展,對續航能力提出了更大的要求,美國海軍在其《無人航行器主計劃》中建議大型UUV使用技術發展較為成熟、成本較低的高密度燃料電池或混合動力系統。燃料電池以及半燃料電池具有比能量高、功率范圍廣、轉換效率高、低噪聲、無污染等優勢受到高度關注。德國的Deep C,美國的曼塔、海馬,日本的Urashima等均使用燃料電池作為其動力源,美國海軍研究局研制的大排量無人潛航器創新型原理樣機(LDUUV-INP),采用燃料電池動力系統,最高續航可達30天。……