近年来，美国海军无人潜航器（UUV）发展迅速，这些小型水下机器人的出色表现给人留下深刻印象。不过，据美国防务内情网近日报道，美国海军目前的发展重点是大直径无人潜航器（LDUUV），长度从6米到14米，直径从12米到18米。随着平台的发展及升级，其在水下停留或航行的时间将逐渐从1个月增加到4个月甚至以上，计划2017年入役，2020年形成舰队。
大直径无人潜航器势在必行
无人潜航器第一次吸引人们注意的经历颇为惊险。20世纪60年代，美、苏“确保相互摧毁”的恐怖核平衡笼罩世界。1966年1月17日，美空军一架带有4颗氢弹的B-52战略轰炸机在地中海沿岸的西班牙巴洛麦利斯上空与一架加油机相撞爆炸。虽未引爆氢弹，但其中一枚掉进地中海。为防止氢弹落入别国以及引起核泄漏事故，美军立即调动深潜器进行探测定位。无奈当地海下大陆架十分陡峭、水深流急，直到两个月后，丢失氢弹的准确地点才在水深869米的海底找到。然而如何打捞却十分棘手。“阿尔文”号曾试图用钢缆缠绕氢弹，但自身却被缠住，差点造成两名艇员遇难。为保证安全，军方决定将打捞工作交由“柯沃”号遥控无人潜航器。在母船操纵人员的遥控下，身长5米、重15吨的“柯沃”号经过多次努力，终于将这枚当量145万吨TNT的B-28型氢弹成功打捞出水。
众所周知，水雷被誉为“穷国的原子弹”，相对廉价的水雷作战效能经常让人惊讶，而危机四伏的水中雷场正是无人潜航器一展身手的好地方。在较长的时间里，美国水下作战平台主要用于代替潜水员进行深水勘探、沉船打捞和水下电缆铺设及维修。现今美国的无人水下航行器绝大多数是从潜艇上的鱼雷发射管中发射的，这就限制了其作战潜力的发挥。小型无人潜航器由于受到尺寸和重量的限制，动力不可能很大，续航力和载荷能力受到限制，不可能具备更强的情报、监视和侦察能力，反水雷能力，及浅水反潜能力。只有“取消鱼雷管的限制”，才能使未来由潜艇发射的无人水下航行器更适合水下环境。所以，大直径无人潜航器便应运而生。
智能式“一招搞定水雷”
新规划着力推进开发下一代完全自主LDUUV，不仅具有现在的无人潜航器的扫雷功能和情报侦察功能，还具备以下三大主要特点：在危险度很高、环境状况随时变化的浅海，长时间、自主地进行隐秘性工作；作为诱饵协助母舰艇猎杀敌方潜艇，或者对敌方潜艇进行长时间跟踪；作为对抗时“撒手锏”武器，拥有智能化攻击的能力，搭载各种类型的导弹、炸弹、甚至核弹进行自主攻击。未来战争中，LDUUV可在多种平台上部署，包括SSGN导弹潜艇、“弗吉尼亚”级攻击核潜艇和水面舰艇，或用“海豹”输送艇发射，同时也可作为自主式无人水下平台独立使用执行海军普通舰艇难以完成的作战任务，极大地扩展了海军的作战能力。
据透露，LDUUV排水量可达10吨左右，是迄今为止美国研制的排水量最大的无人潜航器。它可以携带更多的武器，配备多种传感器。它能为潜艇和水面舰艇提供“水下图像”，为战术决策和提高声呐性能提供帮助。LDUUV适用于反潜战、大范围的海况研究、水雷战、特种作战以及执行紧急攻击任务。与常规水面舰艇，甚至潜艇相比，LDUUV在水下航行时，声场和磁场特征低，几乎不会被探测到。
此外，LDUUV在执行任务时无需对其遥控，从承载平台发射后，由任务管理软件自行控制，确定航向、航速、潜深、规避机动。其相关技术指标要求之高，绝不亚于精密的航空航天仪器。无人潜航器不仅要实现“生存”，还要在如此复杂、恶劣的环境中进行下潜、上浮、航行、定位，并完成赋予它的各种使命。据悉，LDUUV壳体的设计和制造是由BAE系统公司的军用飞机部的隐身飞机技术专家完成的。
水下无人舰队的领跑者
20世纪90年代末，在对美军无人潜航器系统的发展状况进行重新评估后，美国海军将其提高到与无人机、无人战车和机器士兵研究同等重要的位置。2005年1月，美海军按照新的水面与水下联合作战的思想要求，修订了UUV发展规划，强调提高UUV与潜艇、水面舰艇信息联结的能力，明确要发展大型、重型、中型和便携式四类无人潜航器，建设一支无人潜航器部队。目前，美海军UUV发展已显现出“无人”、“模块化”和“智能化”三大亮点，它们作为水下作战力量的骨干，执行跟踪敌方潜艇、攻击远处目标、干扰敌方通信网络等各种任务。据美军专家的预测，到2020年前后，美军将能够拥有1000套以上的无人潜航器系统，从而组成一支庞大的水下无人舰队。
美国海军洛杉矶级攻击型核潜艇水下排水量近7000吨，艇长超过110米，吃水近10米，很难在水深100米以下的近海浅水海域机动，隐蔽和作战。然而，一旦携带几个自主式无人潜航器，核潜艇就能大大扩展在近岸水域作战的灵活性。自身带有小型鱼雷的LDUUV离开母艇后，自主地航行到控制海域，并长时间地潜伏，甚至能渗入敌方港湾，悄无声息地向母艇发回探测情报，成为敌军很难发现的水下“黑洞”。而在战斗打响后，LDUUV一旦被指令激活，又能立即对特定目标运用自身携带的小型无人潜航器甚至鱼雷等武器进行攻击。
无人水下航行器的“本事”其实远不止能进行情报搜集、勘测战场、确定和跟踪各种感兴趣的目标、实施一体化排雷，它还是实施水下攻击、反潜作战的“能手”。其实，在完成所有这些任务以后，它们还可以作为远程传感器的节点，继续提供有价值的情报，并通过网络与其他节点共同分享情报资源，大大改善水下作战的状况。
需解决燃料和通信定位问题
由于LDUUV既不能采用太阳能电池，也没有缆绳供电，只能靠自带的蓄电池，限制了其水下工作时间。因此，开发燃料电池、热离子等高效能源以及集成式电机、电热混合推进器等高效推进系统，才可以满足海军长达4个月潜航时间需求。目前，美海军正在寻找新型氢能源，为LDUUV不依赖空气的燃料电池动力。2010年初，海军将这一研究合同授予API公司。作为项目分承包商，API公司表示，将铝粉和充当催化剂的添加剂装在燃料盒中，插入生成器，之后通过注水，快速生成高纯度氢和蒸汽。利用铝粉与水产生化学反应生成热这一独特技术，提供的氢动力电池可比传统锂电池高5倍。此外，核电池技术已经能够满足这一要求，但等到实际运用还需时日。
没有了电缆或光缆，与母船的通信也成了一个突出的问题。由于光波及无线电波均无到到达海底，因而声波是唯一可用的通信方法。在海水中声的传递速度为1．5公里／秒，母船上的控制指令从发出到被潜航器接收，需要几秒甚至几十秒。另外，水中声信号的传输率极低，加上散射、传输的损耗以及回波干扰，使得水声设备通信十分困难，这也是LDUUV面临的难题之一。精确的导航定位能力是成功执行任务的基本要素。由于LDUUV在水下作业的时间越来越长，惯性导航的累计误差不能令人满意，而又不能经常浮出水面使用GPS卫星定位来修正惯性导航误差，也可能会因上下往返而减少其执行任务的时间或者造成暴露目标。因此，利用声波定位及水下环境地形导航技术将成为LDUUV发展的主要方向。
尽管LDUUV的功能还未能如计划设计的那样完善，但我们有理由相信，在未来的海底战场上，智能化的LDUUV指挥着众多的水兵水将们将越来越多地替代有人潜水艇去冲锋陷阵，就像今天的无人驾驶飞行器已开始替代有人战斗机去执行任务一样，届时一只强大的水下无人舰队将帮助美军继续称霸海洋。