复合材料在海洋无人船艇的应用案例
复合材料在海洋无人船艇的应用案例
科技不断前行，海洋无人艇近年发展迅猛。作为新型海洋装备，海洋无人艇具有低风险、低排放、低成本，高覆盖、高性能、高效率等特点，在海洋测绘、海上安全、海洋资源探测等领域作用关键。复合材料在海洋无人艇中的应用越发普遍，为其发展提供有力技术支撑。复材网小编汇总了无人船艇在复合材料上的应用案例。
云洲智能安防巡逻无人艇
图 | 云洲M75“守护者”安防巡逻无人艇
M75 安防巡逻无人艇作为云洲智能明星产品，在海洋安全领域作用重要。其船体采用先进复合材料，具有重量轻、硬度高、防腐耐磨等优势。重量轻使无人艇航行阻力小，巡逻速度高，投放和回收便捷。硬度高可抵御海浪冲击和碰撞，保护内部关键设备。防腐耐磨特性使无人艇能长时间在海洋环境中执行任务，减少维护成本和频率。M75 无人艇与某公安局联合开展 “无人艇巡逻警戒常态化应用”，充分验证了复合材料的优良性能。
海洋测量无人船
图 | 云洲智能L25C海洋调查无人船执行粤港澳大湾区近海海域海底集群测绘任务
以 M40P 和 L25C 海洋测量无人船为例，复合材料展现显著优势。M40P 多用途水面自主测量无人艇采用先进复合材料，在续航、通信、航行姿态、测量能力等方面突破。重量轻使无人船搭载测量设备更灵活，快速到达测量地点。硬度高保护测量设备免受外部冲击，确保数据准确。L25C 深远海多用途海洋测量无人艇采用复合材料，为设备提供稳定安装平台，保护设备免受腐蚀和磨损。在海洋测绘项目中，工作效率高，能源成本低。
“虎鲸” 号无人作战艇
“虎鲸” 号主船体和两侧副船体采用先进复合材料，呈现众多显著优点。首先，高强度特性使船体在复杂海况和作战环境中，能保持结构稳定性和完整性。即使在恶劣海浪冲击下，也能确保舰艇安全。
轻质特点在保证船体结构强度同时，极大减轻舰艇重量。与传统材料相比，先进复合材料的使用使 “虎鲸” 号在同等体积下更轻，提高舰艇航行速度，降低能源消耗。据统计，采用复合材料后，“虎鲸” 号重量比传统材料有所减轻，航行性能显著提升。
耐腐蚀优点使 “虎鲸” 号能在海洋环境中长期服役，减少维护成本和时间。海洋中的盐分和化学物质对金属材料腐蚀性强，但先进复合材料能有效抵抗这些腐蚀因素，延长舰艇使用寿命。
为确保三体船体精度和质量，“虎鲸” 号运用真空辅助树脂灌注、预浸料铺层等先进复合材料成型技术。这些技术能精确控制材料分布和结构，使三体船体具备良好水动力性能和耐波性。例如，通过真空辅助树脂灌注技术，可使复合材料在船体结构中均匀分布，提高船体强度和刚度。同时，预浸料铺层技术可根据不同部位受力情况，精确调整材料层数和方向，实现最优性能设计。
“虎鲸” 号无人作战艇的成功研发，无疑是中国军工技术的一座丰碑，充分展现中国在该领域的巨大进步。从技术层面看，“虎鲸” 号融合先进雷达吸波材料、三体船体复合材料结构、强大武器装备以及卓越性能优势，这些技术的集成代表中国在无人水面舰艇研发方面的高水平。例如，其独特雷达吸波材料应用，使雷达反射截面大幅降低，该技术在国际上处于领先地位。据相关测试数据显示，同等条件下，“虎鲸” 号隐身性能优于其他国家同类型无人作战艇。
无人船搜索马航M370残骸
Ocean Infinite公司使用L3-ASV公司生产的C-Worker8作为水面通信节点和水下导航定位支持系统，通过与搭载声学探测设备的AUV组网协同搜索马航M370残骸。
图 | USV和AUV跨介质组网协同工作
图 |无人船搜索马航M370残骸
Sail Drone风帆动力无人船
Sail Drone公司推出的风帆动力无人船：通过将原生海洋能作为直接动力实现超长航时，执行中、大尺度物理海洋观测任务。
图|Sail Drone风帆动力无人船
图 | Sail Drone风帆动力无人船在冰岛附近海域进行水文观测
“Inspector Mk”系列无人船
法国ECA公司开发了“Inspector Mk”系列无人船USV可执行浅水/极浅水测量和检查、濒海/沿海水文测量工作、海港/海上设备监测和保护、目标探测和分类等典型任务。
图 |ECA公司“Inspector Mk”系列无人船搭载相干声呐条带测深系统、侧扫声呐和水下机器人用于扫猎雷
哈尔滨工程大学“天行一号”无人船
哈尔滨工程大学在科技部“863项目”支持下开发了“天行一号”无人船。复合动力推进，航速超过50节。具备自主完成地形地貌测绘、水文气象信息采集能力。
图 | 哈尔滨工程大学“天行一号”无人船
珠海云洲公司M80海底探测无人船
中国第34次南极科考航次使用珠海云洲智能科技有限公司设计、制造的M80海底探测无人船对罗斯海难言岛（中国第五座南极考察站定址地）周边进行全覆盖水深地形测量，为新站建设时雪龙号锚地选址提供依据。
图 | 珠海云洲公司M80海底探测无人船搭载多波束条带测深系统进行水下地形测
无人船技术发展趋势展望
目前国内外有大量机构在进行无人船技术的研发工作，其中企业包括：美国科学应用公司、美国通用动力公司、美国诺格公司、以色列埃尔比特系统公司、以色列拉斐尔先进防务系统公司、以色列航空工业公司、英国奎纳蒂克公司、英国ASV公司、德国阿特拉斯电子公司、法国ECA公司、日本雅马哈公司、中国云洲智能科技等；科研院所、高校包括：美国海军研究局、DAPPA、中国科学院沈阳自动化研究所、中国船舶重工集团公司旗下各研究所、哈尔滨工程大学、海军工程大学、上海海事大学、大连海事大学、上海大学等。
在国家级资助研发项目方面，欧盟依托地平线2020计划支持了无人智能船舶、低碳船舶技术等相关研究，中国依托科技部863计划支持了远程快速水面无人船的相关研究。
复合材料无人艇在未来有着巨大的发展潜力。通过不断的技术创新和多领域协同合作，复合材料无人艇将在海洋领域发挥更加重要的作用，为人类探索和利用海洋资源、保护海洋环境做出更大的贡献。