水下無(wú)人機(jī)概述

1、水下無(wú)人機(jī)概述【摘要】本文就水下無(wú)人機(jī)（又稱水下機(jī)器人）的起源、研究現(xiàn)狀、關(guān)鍵問(wèn)題以及未來(lái)發(fā)展做了較為詳細(xì)的概述，針對(duì)水下無(wú)人機(jī)的不同分類和應(yīng)用分析了其關(guān)鍵技術(shù)和不同的應(yīng)用場(chǎng) 景，提出了未來(lái)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。【關(guān)鍵字】水下無(wú)人機(jī)，機(jī)器人，ROV，AUVAbstract This article overview the different categories and applications for underwater drones （also known as underwater vehicles, UV） about its origin, research works, key is

2、sues, and the future development. The key technologies and different application scenarios of UV are analyzed, and the future trend of technological development is also proposed.Keywords: underwater drones, Robot, ROV, AUV1背景及起源江、河、湖、海的水底世界自古令人神往，同探索太空一樣，對(duì)水底未知世界的探索一刻 也沒(méi)有停歇，可以說(shuō)，人類對(duì)海洋的了解比對(duì)太空的了解還少：1200

3、0年前，沉沒(méi)于大西洋底的亞特蘭蒂斯大陸是什么樣子?維京海盜在地中海底的寶藏能找到么？有沒(méi)有大西洋人？北 海海底的泰坦尼克還在不在？海里有多少種魚？到底有沒(méi)有河伯、龍王？所有這些都不斷 激勵(lì)著人們?nèi)ヌ剿骱颓笞C。俗話說(shuō)，眼見為實(shí)，但人在水下最多潛到10米左右，不帶氧氣一般堅(jiān)持2、3分鐘，世界 紀(jì)錄也才不過(guò)是15分58秒，無(wú)器具潛水最深的世界紀(jì)錄是澳大利亞人Herbert Nitsch創(chuàng)造的 214米，這已經(jīng)是人類的極限了。因此，為了在時(shí)間和空間上拓展人類在水下的能力，需要借助護(hù)甲（如潛水衣、潛艇）， 和替身（無(wú)人深潛器、水下無(wú)人機(jī)），而守護(hù)流動(dòng)的國(guó)土，水下資源的勘探，水下生態(tài)的研 究，都離不開對(duì)應(yīng)

4、的手段和工具，這是國(guó)家戰(zhàn)略的需要，也是國(guó)家科技水平的體現(xiàn)，毫無(wú)疑 問(wèn)，在海洋開發(fā)和末來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中，水下無(wú)人機(jī)起著舉足輕重的作用。2當(dāng)前研究現(xiàn)狀水下無(wú)人機(jī)是一種可在水下移動(dòng)、具有視覺(jué)和感知系統(tǒng)、通過(guò)遙控或自主操作方式、使用 機(jī)械手或其他工具代替或輔助人去完成水下作業(yè)任務(wù)的裝置。在上世紀(jì)70年代,水下無(wú)人機(jī)得 到了很大發(fā)展，開發(fā)出了一批能工作在各種不同深度、進(jìn)行多種作業(yè)的機(jī)器人，可用于石油開采、 海底礦藏調(diào)查、救撈作業(yè)、管道敷設(shè)和檢查、電纜敷設(shè)和檢查、海上養(yǎng)殖及江河水庫(kù)的大壩檢 查等領(lǐng)域。2.1水下無(wú)人機(jī)分類水下無(wú)人機(jī)UUV, Unmanned Underwater Vehicle可分為三大類:一類是

5、有纜水下無(wú)人機(jī)，習(xí) 慣稱拖曳式水下無(wú)人機(jī)(Towing Underwater Vehicle，簡(jiǎn)稱TUV)，一類是遙控潛器(Remote Operated Vehicle,簡(jiǎn)稱ROV);另一類是無(wú)纜水下無(wú)人機(jī)，習(xí)慣稱為自治式水下潛器(Autonomous Underwater Vehicle,簡(jiǎn)稱AUV)。從第一代上世紀(jì)60年代的有人深潛器開始，迄今已經(jīng)過(guò)了 ROV(70年代)、AUV(80年代)和混合類型的第四代(Hybrid Vehicles)的演進(jìn)E。2.2研究現(xiàn)狀目前國(guó)內(nèi)的哈爾濱工程大學(xué)研制的AUV，上海交大的ROV，中船重工715所的TUV以及 中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所的ROV和AUV等是

6、我國(guó)有代表性的研究成果。在國(guó)際上，美國(guó)伍茲霍爾 海洋研究所，MIT水下無(wú)人機(jī)研究所，美國(guó)海軍研究生院智能水下運(yùn)載器研究中心，葡萄牙波 爾圖大學(xué)，東京大學(xué)水下無(wú)人機(jī)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室，英國(guó)海事技術(shù)中心等是長(zhǎng)期進(jìn)行水下無(wú)人機(jī)研制 的主體力量。在學(xué)術(shù)界，水下無(wú)人機(jī)的文章比較集中的期刊包括：Ocean Engineering、MarineTechnology Society Journal、IEEE Journal of Oceanic Engineering、Sea Technology， 預(yù)計(jì) 2015 推出的Marine and Underwater Science and Technology(MUS

7、T)，是 AUVAC 主席 Dick Blidberg教授準(zhǔn)備推出的一本國(guó)際期刊，相信將會(huì)為業(yè)界提供又一高等次的合作和交流平 臺(tái)。2.3代表性成果自沈陽(yáng)自化所于97年蔣新松院士領(lǐng)導(dǎo)下開發(fā)出“海人一號(hào)”水下無(wú)人機(jī)ROV以來(lái)，后續(xù) 又在863等重大項(xiàng)目資助下開發(fā)了 1000米深的“探索者”以及在封錫盛院士領(lǐng)導(dǎo)下，與俄羅斯 合作研發(fā)的CR系列，可達(dá)6000米。在2011年又開始進(jìn)行“潛龍1號(hào)” AUV的研制并成 功。此外，哈爾濱工程大學(xué)研制的具有自主識(shí)別和測(cè)繪功能的“智水-3號(hào)”也是我國(guó)AUV的 典型代表。a,探索者b.CR091c.潛龍一號(hào)d.智水-3號(hào)圖1.國(guó)內(nèi)的水下無(wú)人機(jī)美國(guó)MIT Odyss

8、ey的系列ROV是世界頂尖海洋打撈公司奧德賽海洋勘探公司(Odyssey Marine Exploration)的頂尖產(chǎn)品，在生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大價(jià)值。2007年5月18日宣布，該公司 在大西洋海底一艘366年前的沉船上打撈出重達(dá)17噸的殖民時(shí)期錢幣，包括約50萬(wàn)枚銀幣和 數(shù)百枚金幣，價(jià)值高達(dá)5億美元，這是有史以來(lái)人類出水的最大一筆海底沉船財(cái)富。國(guó)際 上典型第四代的水下無(wú)人機(jī)是可深潛11000米的美國(guó)海神號(hào)(Nereus)，此外日本下潛4000米 的“R2D4”，下潛可達(dá)6000米、模塊化構(gòu)成的美國(guó)REMUS系列等AUV也是代表性的成果。a. MIT Odysseyb. Nereusc. R2D4

9、d.REMUS圖2.國(guó)外的典型產(chǎn)品3關(guān)鍵問(wèn)題及挑戰(zhàn)正如所有的科學(xué)探索一樣，有成功也有失敗，就像上節(jié)提到的“海神號(hào)”，在2014年5月10日探索新西蘭克馬德克海溝時(shí)在水下9990米處失蹤，根據(jù)后來(lái)海面上漂浮的潛水器的碎片分析，可能的情況是，潛水器的陶瓷層在數(shù)千米深的海中崩潰3。因此，水下無(wú)人機(jī)本體所需的 各種材料及技術(shù)仍需要繼續(xù)提升。除上述共性問(wèn)題外，還有幾個(gè)特殊問(wèn)題囹。3.1水下無(wú)人機(jī)控制問(wèn)題水下無(wú)人機(jī)是在水中運(yùn)動(dòng)的具有六個(gè)自由度的剛體，它本身就是一個(gè)強(qiáng)耦合的非線性系統(tǒng);由 于在水中運(yùn)動(dòng),水動(dòng)力(阻力)系數(shù)和運(yùn)動(dòng)速度的平方成比例;采用螺旋槳推進(jìn)，推力和螺旋漿轉(zhuǎn)速平 方成正比。這一切使得控制問(wèn)題

10、變得很困難，特別是要求在定點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)時(shí)，上述原因造成在零速 時(shí)的“零增益、零阻尼”現(xiàn)象，使得動(dòng)力定位控制系統(tǒng)的剛度很難滿足定點(diǎn)作業(yè)的要求。這是一個(gè) 有待研究的問(wèn)題。圖3是兩種水下無(wú)人機(jī)的控制原理。無(wú)人ROV控制模式作業(yè)對(duì)象控制原理任務(wù)作業(yè)對(duì)象圖3. ROV和AUV的控制原理3.1.1 TUV和ROV控制系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)發(fā)展TUV和ROV水下無(wú)人機(jī)的控制技術(shù)既有相同之處，也有不同之處，但兩者的控制機(jī)理是 相同的。從控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度來(lái)看，它們的底層控制相同，只是高層控制有所不同，有纜水 下無(wú)人機(jī)(ROV)控制系統(tǒng)的設(shè)備總體上可以分為三部分：水上控制設(shè)備：水上控制設(shè)備的功能是監(jiān)視和操作水下載體，并向水下

11、載體提供所需的 動(dòng)力水下控制設(shè)備：水下控制設(shè)備的功能則是執(zhí)行水面的命令，產(chǎn)生需要的運(yùn)動(dòng)以完成給定 的作業(yè)使命臍帶電纜：臍帶電纜用來(lái)傳遞信息和輸送動(dòng)力具體來(lái)說(shuō)，ROV控制系統(tǒng)由航行控制系統(tǒng)、導(dǎo)航定位系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)、觀察系統(tǒng)、作 業(yè)設(shè)備控制系統(tǒng)、水面支持設(shè)備控制系統(tǒng)、電纜等構(gòu)成。目前，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在ROV中的 廣泛應(yīng)用，人們將采用更新型技術(shù)，如多媒體技術(shù)、臨場(chǎng)感技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，更形象化 地實(shí)現(xiàn)對(duì)ROV的控制。任何事物總是一分為二的，ROV的臍帶電纜是一個(gè)不利因素，它約束了 ROV的活動(dòng)范 圍，增加了水面設(shè)備的成本，在復(fù)雜環(huán)境中尤其迸入復(fù)雜結(jié)構(gòu)內(nèi)部將危害著ROV的安全，因 而解脫這種束縛

12、是各國(guó)水下無(wú)人機(jī)專家追求的目標(biāo)，這就是自治水下無(wú)人機(jī)AUV技術(shù)得以發(fā) 展的理由。3.1.2 AUV的控制問(wèn)題AUV的控制涉及如機(jī)器視覺(jué)、環(huán)境建模、決策規(guī)劃、回避障礙、路徑規(guī)劃、故障診斷、坐 標(biāo)變換、動(dòng)力學(xué)計(jì)算、多變量控制、導(dǎo)航、通訊、多傳感器信息融合以及包容上述內(nèi)容的計(jì)算 機(jī)體系結(jié)構(gòu)等多方面內(nèi)容。AUV控制類型劃分如下：預(yù)編程型：指AUV在完成使命的過(guò)程中完全執(zhí)行預(yù)定的程序，在機(jī)器人下水前，操作 人員根據(jù)使命需求，采用專門的語(yǔ)言編制使命程序，并將使命程序下裝到機(jī)器人上的 控制計(jì)算機(jī)中智能型：通過(guò)路徑規(guī)劃，根據(jù)實(shí)際作業(yè)環(huán)境的反饋信息，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制等人 工智能方法動(dòng)態(tài)自主調(diào)整機(jī)器人的各種

13、狀態(tài)，做到水下無(wú)人機(jī)的自適應(yīng)和自主控制。3.2無(wú)人機(jī)回收問(wèn)題目前，除較為平靜的內(nèi)河和湖泊外，深水AUV水面回收是不現(xiàn)實(shí)的，這是因?yàn)樯詈^(qū)浪涌 很大。海試經(jīng)驗(yàn)表明，在4000米水深的洋面，風(fēng)平浪靜時(shí)浪涌也在3米以上，這則很難保證回收時(shí), 機(jī)器人本體和回收裝置在同一水平的波面上,這將帶來(lái)極大的危險(xiǎn)，因此還是一個(gè)至今還沒(méi)有完 全解決的問(wèn)題。50100米回收是唯一可行的方案，從使用角度來(lái)看,這是十分重要，它的解 決，將大大減少回收時(shí)人身及設(shè)備的危險(xiǎn)。水下無(wú)人機(jī)的本體潛水器：潛水器是攜帶觀察和作業(yè)工具設(shè)備的運(yùn)動(dòng)載體。在開式框架結(jié)構(gòu)件上方的浮力 塊，保證潛水器全負(fù)荷時(shí)水中浮力基本為零；在水平、側(cè)向和垂直方

14、向都裝有推進(jìn) 器，從而可實(shí)現(xiàn)三維空間的運(yùn)動(dòng)?？蚣芮安炕虮匾牡胤桨仓迷婆_(tái)，在其上裝有電視 攝像機(jī)和照明燈。常規(guī)的傳感器包括：成像聲納、羅盤、深度壓力傳感器、高度計(jì) 等。水下電子單元包括：水下計(jì)算機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、控制模塊，安裝在常壓的密封倉(cāng)內(nèi)。 系統(tǒng)監(jiān)視所需要的傳感元件包括：動(dòng)力、壓力、溫度、漏水等。中繼器：為了能迅速、準(zhǔn)確地將潛水器送到預(yù)定工作水深和較快地收回到水面，同時(shí)為 了減弱母船搖擺及臍纜所受海流阻力給潛水器運(yùn)動(dòng)和作業(yè)帶來(lái)的附加阻力、干擾和影 響，一般有纜遙控水下無(wú)人機(jī)配置中繼器。中繼器內(nèi)儲(chǔ)存系纜，并裝有系纜驅(qū)動(dòng)收放 機(jī)構(gòu)，潛水器非工作狀態(tài)時(shí)將與中繼器聯(lián)鎖在一起。吊放系統(tǒng)：用以投放、回收中繼

15、器和潛水器。吊放系統(tǒng)通常采用門形結(jié)構(gòu)、液壓驅(qū)動(dòng)， 并設(shè)有消擺機(jī)構(gòu)和臍帶電纜的儲(chǔ)存。系纜：用于潛水器和中繼器之間機(jī)械軟連接及能源饋送和信息傳輸。系纜套穿浮力材料 以使其在水中為零浮力，從而減小水流阻力對(duì)本體的干擾。皚裝主纜：在吊放架與中繼器之間完成機(jī)械軟連接、能源輸送、信息傳輸?shù)淖饔谩Ｋ?鋼絲皚裝結(jié)構(gòu)，以便同時(shí)起到吊放鋼纜的作用，觀察作業(yè)設(shè)備：在運(yùn)動(dòng)載體上安裝攝像機(jī)、成像聲納，構(gòu)成載體的基本系統(tǒng)。在需要作 業(yè)時(shí)，可再加裝12水下機(jī)械手和多種水下作業(yè)工具。吊放及絞車系統(tǒng)吊放系統(tǒng)是將中繼器與水下無(wú)人機(jī)本體安全、迅速地施放和回收的必配設(shè)備，同時(shí)承受連 接母船控制臺(tái)與機(jī)器人本體之間的電力控制和數(shù)據(jù)信息

16、的傳輸。吊放系統(tǒng)組成：由底架、U形門架（懸臂吊架）、滑輪、鎖栓機(jī)構(gòu)、皚纜絞車、導(dǎo)電滑環(huán) 以及液壓動(dòng)力系統(tǒng)組成對(duì)吊放系統(tǒng)的要求：具有良好的工作可靠性；足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；收放時(shí)皚裝主纜鎖緊的 可靠性，施放過(guò)程中的制動(dòng)能力和緩沖能力。圖4.收放裝置示意圖3.3水下無(wú)人機(jī)的通信問(wèn)題和通信直接相關(guān)的有兩個(gè)系統(tǒng)：監(jiān)視系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。前者主要指用于水下無(wú)人機(jī)水下搜 索和水下觀察的設(shè)備，一般包括有水下攝像機(jī)、云臺(tái)及照明、成像聲納、聲學(xué)和磁學(xué)定位系統(tǒng) 等。后者主要指介入水下無(wú)人機(jī)運(yùn)動(dòng)控制和保障系統(tǒng)正常運(yùn)行所需要的傳感設(shè)備，一般包括有 深度計(jì)、高度計(jì)、方向羅盤、溫度、壓力、電壓電流等，這些可以通過(guò)傳感器采集，并通過(guò)

17、有 線或無(wú)線方式進(jìn)行信息傳輸。然而目前水下通信的僅有手段是水聲和光纖。目前從國(guó)內(nèi)外的情 況來(lái)看，水聲的可靠通信速率為1200波特率。通信時(shí)延取決于水聲在水中來(lái)回一次所耗費(fèi)的時(shí) 間,水深為6000米時(shí),傳輸時(shí)間就是8秒。傳輸?shù)木嚯x取決于使用的載波頻率及發(fā)射的功率，對(duì)水 下無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)，這兩者都受到了很大的限制。通信時(shí)延是一個(gè)本質(zhì)上不能克服的問(wèn)題，因此如何在 功率限制的情況下,提高通信的距離將是一個(gè)主要問(wèn)題,目前通信距離僅十公里。隨著通信距離的 增大,AUV的作業(yè)范圍也可隨之增大。利用水聲信息實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，必須克服傳輸時(shí)延所帶來(lái)的困 難。右圖為一個(gè)水聽器實(shí)例子。水聽器系統(tǒng)水聽器系統(tǒng)是一種被動(dòng)聲學(xué)系統(tǒng)，使

18、用四個(gè)RESON TC4013模塊和一個(gè)ADI 訓(xùn) 公司SHARC-21369用來(lái)確定相對(duì)方向的水下聲波發(fā)射器。它具有在20-35之間kHz范圍內(nèi)的多個(gè)水下聲波發(fā)射器鑒別 能力，但只能傾聽和跟蹤一個(gè)選擇的頻率。水聽器為計(jì)算機(jī) 和海拔信息提供精確度1的信息，這個(gè)信息在導(dǎo)航到聲波發(fā) 射器的任務(wù)中用到。了囂1光纖一般用于帶纜的水下無(wú)人機(jī)TUV、ROV,由光端機(jī)瞰棲 I （水面）、水下光端機(jī)、光纜 UHI組成。其優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)率高（100Mbit/s）,/很好的抗干擾能力。缺點(diǎn)，限制了水下無(wú)人機(jī)的工作距離和 可操縱性。水下激光通訊使用海水介質(zhì)吸收率最小的藍(lán)綠激光，已 達(dá)100米深的?？胀ㄓ嵕嚯x，但尚處于試

19、驗(yàn)階段，功耗和體 積較大，效率低，實(shí)用性有待提高。圖5,水聲器（Cornell大學(xué)）3.4水下無(wú)人機(jī)的能源問(wèn)題能源問(wèn)題一直是限制AUV作業(yè)范圍的主要因素，研究開發(fā)比能率高的能源是一個(gè)長(zhǎng)期努 力的方向。在可以預(yù)見的將來(lái)，然料電池是一種可供選擇的方案。未來(lái)可能用可變半衰期的核 燃料的電池。在這些問(wèn)題解決之前，可以利用前述回收裝置作為中繼站,進(jìn)行水下充電，這樣就可 以利用兩臺(tái)AUV交替充電，實(shí)現(xiàn)水下無(wú)限期的作業(yè)。當(dāng)然這樣并不能解決AUV的大范圍工作 問(wèn)題。以下是ROV和AUV對(duì)能源的不同要求ROV水下無(wú)人機(jī)供電電壓通常與水下無(wú)人機(jī)的功率和工作深度有關(guān)。隨著深度的增加， 高電壓的動(dòng)力輸送和動(dòng)力設(shè)備是必

20、須具備的。為了減少臍帶電纜的尺寸和重量，將來(lái) ROV會(huì)采用更高的電壓等級(jí)。這些都將由水面提供交流電動(dòng)力，一般中小型水下無(wú)人機(jī) 采用220V，5060Hz單相交流電供電，大型水下無(wú)人機(jī)多用3000v以上的三相交流電 向水下載體供電。AUV自身攜帶電池，早期多采用密封的鉛酸電池，現(xiàn)在多采用高比能的銀鋅電池等。4最新應(yīng)用與進(jìn)展水下無(wú)人機(jī)的應(yīng)用自誕生以來(lái)就主要服務(wù)于民用和軍用兩個(gè)方面：海洋資源的研究和開 發(fā)，海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、海洋資源勘察、海洋科學(xué)研究等屬于傳統(tǒng)民用領(lǐng)域，結(jié)合最新移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng) 的發(fā)展，又有了很多新的形態(tài)。a.具有觸覺(jué)系統(tǒng)的水下無(wú)人機(jī)b.使用腳蹼游動(dòng)水下無(wú)人機(jī)c.基于手機(jī)控制的水下直升機(jī)圖6.

21、幾種新型民用水下無(wú)人機(jī)圖6.a是德國(guó)弗勞恩霍夫制造技術(shù)和應(yīng)用材料研究院開發(fā)的帶有應(yīng)變儀的具有具有觸覺(jué)系 統(tǒng)的水下無(wú)人機(jī)。具有觸覺(jué)感知能力的應(yīng)變儀實(shí)際上是一種打印條碼，僅有幾十微米寬，是 人體頭發(fā)直徑的一半，因此這種應(yīng)變儀可以彼此近距離排列，水下無(wú)人機(jī)能夠精確地感知到障 礙物的狀況。b.是加拿大科學(xué)家開發(fā)出使用腳蹼游動(dòng)水下無(wú)人機(jī)7，這款機(jī)器人名為 AQUA，小巧靈活，使用腳蹼而非推進(jìn)器游動(dòng)，設(shè)計(jì)用于從沉船地和暗礁處搜集準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。c. 是浙江大學(xué)在今年OI中國(guó)水下無(wú)人機(jī)大賽獲得一等獎(jiǎng)的“基于手機(jī)控制的水下直升機(jī)”。它 利用手機(jī)應(yīng)用軟件和藍(lán)牙功能操控水下無(wú)人機(jī)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主垂直升降，創(chuàng)新性很強(qiáng)。

22、另一方面，水下無(wú)人機(jī)軍用目的研究日益增多，這也揭示了在新形勢(shì)下各國(guó)對(duì)自身海洋權(quán) 益的重視，零傷亡是未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中的選擇，因而使得無(wú)人武器系統(tǒng)在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中的地位倍受重 視，其潛在的作戰(zhàn)效能越來(lái)越明顯。作為無(wú)人武器系統(tǒng)重要組成部分的水下無(wú)人機(jī)能夠以水面 艦船或潛艇為基地，在數(shù)十或數(shù)百里的水下空間完成環(huán)境探測(cè)、目標(biāo)識(shí)別、情報(bào)收集和數(shù)據(jù)通 訊，將大大地?cái)U(kuò)展了水面艦船或潛艇的作戰(zhàn)空間。尤其是自主航行的水下無(wú)人機(jī)，它們能夠更 安全地進(jìn)入敵方控制的危險(xiǎn)區(qū)域，能夠以自主方式在戰(zhàn)區(qū)停留較長(zhǎng)的時(shí)間，是一種效果明顯的 兵力倍增器。更重要的是，在未來(lái)的戰(zhàn)爭(zhēng)中，“以網(wǎng)絡(luò)為中心”的作戰(zhàn)思想將代替“以平臺(tái)為中 心”的作戰(zhàn)思想，

23、水下無(wú)人機(jī)將成為網(wǎng)絡(luò)中心站的重要節(jié)點(diǎn)，在戰(zhàn)爭(zhēng)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。 目前各國(guó)重點(diǎn)研究的應(yīng)用包括：水雷對(duì)抗、反潛戰(zhàn)、情報(bào)收集、監(jiān)視與偵察、目標(biāo)探測(cè)和環(huán)境 數(shù)據(jù)收集等。也越來(lái)越提高到戰(zhàn)略的層次，這將會(huì)帶給水下無(wú)人機(jī)快速發(fā)展帶來(lái)契機(jī)。5未來(lái)方向和問(wèn)題分析新一代水下無(wú)人機(jī)的發(fā)展日趨混合化，結(jié)合ROV和AUV的優(yōu)點(diǎn)，如ROV要求一是水深 普遍在6000米；二是操縱控制系統(tǒng)多采用大容量計(jì)算機(jī)，實(shí)施處理資料和進(jìn)行數(shù)字控制；三是 潛水器上的機(jī)械手采用多功能，力反饋監(jiān)控系統(tǒng)：四是增加推進(jìn)器的數(shù)量與功率，以提高其頂 流作業(yè)的能力和操縱性能。此外，還特別注意潛水器的小型化和提高其觀察能力，而AUV除 以上共性特點(diǎn)還要不斷提高其自治能力和生存能力，避免丟失這一無(wú)纜深潛器所面臨的最大問(wèn) 題。從關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展上我們可以分述如下：能源技術(shù)質(zhì)子交換膜燃料電池具有水下無(wú)人機(jī)的動(dòng)力裝置所需的性能。該電池的特點(diǎn)是 能量密度大、高效產(chǎn)生電能，工作時(shí)熱量少，能快速啟動(dòng)和關(guān)閉。該電池技術(shù)難點(diǎn)是合適的 安靜泵、氣體管路布置、散熱、固態(tài)電解液以及燃料和氧化