多学科优化理论的水面无人艇综合性能优化设计分析 (3)
在水面出现的无人艇平台（USV）等。在众多无人平台的发展中，无人机的发展应用较为成熟，并且应用最为广泛，无人艇平台的发展比其他无人系统的发展起步晚，技术也相对落后[2]。美国海军濒海作战和打击恐怖分子袭击活动拉开了无人艇平台快速发展的序幕[3]。为了增强国家的海上军事作战实力，美国、以色列率先开展了无人艇的研究，英国、日本以及我国也紧跟他们的步伐展开了研究。 美国：美国是水面无人舰艇研究起步最早的国家，其研究水平遥遥领先于其他各国。美国早在 90 年代初就开发出了一种名为“海上猫头鹰”号的前线专用无人水面艇，该艇的总长为 3 米，最大航速可以达到 45 节，能以 12 节的速度航行 10 个小时或者以5节的速度航行24小时，它吃水比较小只有18厘米，有效载荷为200公斤[4]。2007年美国海军发布《海军无人水面艇主计划》，成为美国无人水面艇走上正轨发展阶段的标志，在该文件中美国海军不仅为无人水面艇赋予了 7项任务，还界定了无人水面艇的船型、尺寸和标准等要素[5]。“幽灵卫士”号是美国另一艘具有代表性的水面高速无人艇，该艇由美国机器人船舶公司研制。主要用于执行情报搜集、海岸警戒、后勤补给和气候监测等任务。2013年美国展出了一艘可用 WiFi 连接控制的无人水面艇“CAT-Surveyo” ，在无配载时该艇的艇重为270kg，CAT-Surveyo”号的全长为300cm，宽160cm。艇型采用双体船船型，主要用于内河、港口水域监视侦察。艇上配有小型遥控潜水器，它配有高清摄像头并可选配用于浑浊水域的成像声呐。陆上指挥站可使用无线WiFi 与其进行通讯连接，对“CAT-Surveyo”号所有的嵌入式软件进行可视化实时控制[6]。如图a： 以色列：以色列在水面无人舰艇的研究领域中起步也较早，是除美国以外的佼佼者。由以色列拉斐尔武器发展局研发的“保护者”型无人水面艇已经开始进行批量生产，该艇的基础为 9 米长的刚性充气艇，采用喷水推进，最大航速超过 30 节，有效作战载荷最大为1000 千克。 以色列航空航天工业公司在 2014年2月发布了该公司的新一代水面无人艇“KATANA”，据该公司专家称，该艇的最大特点为智能化程度较高，并且艇上还装备了自动导航和自动防撞系统，即可通过人工遥控又能自主航行。能在专属经济区、海上边界等大范围内执行多种任务，通过对目标进行辨识、追踪和分类，提供实时情报图像，并能根据控制者的指令对目标发动袭击，目前的主要用途为保卫国土安全的海上巡逻[7]。如图b： 英国：英国对无人水面艇的研究起步较晚，但已经取得了一些显著成果。2015年英国国家海洋学中心对外宣布准备启用最新研制的“C-Enduro”系列无人水面艇，用来执行凯尔特海域的海洋科研任务。“C-Enduro”水面无人艇艇重仅 350 千克，装备了太阳能帆板、风力发电机和轻柴油发电机三种动力系统。借助于多个动力系统，它的续航力能达到三个月，并能够以 7节的速度航行并同时开展科研任务。并且其炭纤维船体能够自动扶正，在恶劣海况下的抗倾覆性良好[8]。如图c：