刀鱼无人水下航行器(UUV)系统技术介绍
刀鱼无人水下航行器(UUV)系统技术介绍
刀鱼无人潜入式水下航行器(UUV)是美国海军研发的一款中型水雷对抗(MCM)无人水下航行器,主要用于探测、分类和识别埋设的地雷和高杂波环境中的地雷,为水雷战指挥官提供增强的猎雷能力。
刀鱼水雷对抗(MCM)无人水下航行器(UUV)由通用动力任务系统公司的子公司蓝鳍机器人设计和制造,以提高美国海军的猎雷能力。高速UUV旨在与美国海军的濒海战斗舰(LCS)MCM任务包协调运行。它也可以从其他海军水面舰艇上部署。
UUV的任务能力包括探测、识别和分类不同深度(包括海底)的大量浮动或埋藏的海军水雷。UUV还为其他地雷战系统提供情报支持。
刀鱼UUV开发与测试
2012年4月,刀鱼的比例模型揭幕。UUV于2012年7月通过了初步设计审查,随后于2013年1月通过了关键设计审查。2013年3月进入工程制造开发阶段。UUV配置项目测试于2013年8月结束,涉及推进系统,有效载荷组件和软件接口组件的测试和验证。Bluefin Robotics 和海军研究实验室一起对 Knifefish 的原型 Reliant UUV 进行了长航时测试。2013 年 10 月,从波士顿到纽约进行了 100 多个小时的测试。
美国海军和通用动力任务系统刀鱼团队于2017年3月在波士顿海岸对该车辆进行了海上猎雷测试。在测试期间,该车辆成功地与美国海军淹没在不同深度的水雷测试目标交战。Knifefish团队于2017年10月完成了承包商试验,而美国海军于2018年6月完成了正式的海上验收测试。同月,该团队还完成了对第一批海军舰队操作员的初步刀鱼训练。
这些测试是使用美国海军水雷测试目标,高杂波环境和多个模拟雷场进行的。Knifefish项目于2019年8月获得里程碑C批准,这是使其能够过渡到生产和部署阶段的关键一步。通用动力任务系统公司从美国海军获得了一份价值4460万美元的合同,用于在里程碑C授权后对五个刀鱼系统进行低速率初始生产(LRIP)。2021 年 3 月,LRIP 合同下的第一艘刀鱼水面水雷对抗 (SMCM) UUV 交付给美国海军。
美国海军于2020年10月为刀鱼计划授予了价值1350万美元的改装合同。合同范围包括持续的工程支持、开发、测试和生产。此外,该公司还获得了一份价值72.8m的合同,在2021年6月改造了五个Block 0 Knifefish UUV系统,包括10辆车,以将其升级为Block I配置。这10个Knifefish SMCM UUV将进行升级,并以Block 1配置重新交付,这将在更深的深度提高性能,并识别更复杂的目标环境。升级后的Block 1配置还将提供更精确的定位能力。
通用动力任务系统公司于2021年8月在其马萨诸塞州汤顿的工厂开设了一个新的UUV制造工厂。UUV 制造和装配卓越中心致力于 Knifefish 和 Bluefin Robotics UUV 系列。
Knifefish UUV 设计和特点
Knifefish UUV 设计基于 Bluefin-21 深水自主水下航行器 (AUV)。该系统包括两个重量级的UUV,以及一个操作员控制台、支撑容器、车辆维修支架、底座托盘和备用电池系统。Knifefish水下航行器采用开放式架构设计,可以与各种特定任务的有效载荷系统集成。它长 264 英寸(6.7 米),直径 21 英寸(0.53 米),重约 920 公斤。
UUV的机头部分允许它在回收过程中滑行到水面,而其尾锥则包含推进和转向系统。数据采集系统和放置在中间部分的计算机提供自主操作和数据处理能力。
Knifefish UUV 集成了低频宽带合成孔径声纳、双向铱星通信、图形用户界面软件工具和专用传感器。它还具有声学有效载荷,如重新采集传感器、低频宽带声纳、发射器和拖曳接收器阵列。声纳系统用于探测和跟踪海中的地雷和类似地雷的物体。声学信息被转换为数字数据,并存储在UUV的数据库和分析计算机中,具有超高密度的数据存储功能。然后,使用3Pi的高带宽面板阵列遥测系统通过标准以太网接口将信息传输到运载船。
推进和性能
Knifefish MCM UUV 的声纳和电子系统由锂离子电池供电。UUV使用螺旋桨在水中航行,能够自主运行约16小时。
参与刀鱼计划的承包商
2011 年 9 月,美国海军海军海上系统司令部选择通用动力高级信息系统公司作为开发“刀鱼”的主要承包商,作为其水面水雷对抗无人水下航行器计划的一部分。、
LCS地雷对抗任务包
LCS水雷对抗(MCM)任务包由许多不同的水雷战平台(包括Knifefish)组成,其一个关键要素是其通用的开放系统架构设计。任务包的这种模块化允许平台灵活性和整个任务包的快速重新配置,以应对舰队每天遇到的不断变化和动态的任务要求。
Knifefish的工作是探测、避免和识别地雷威胁,通过在雷场中作为非舷外传感器在主机船停留在雷场边界之外来降低人员的风险。Knifefish还收集环境数据,为其他水雷战系统提供情报支持。
刀鱼的好处
- 在高杂波的水下环境中检测、分类和识别体积、引引和埋藏的矿井
- 允许与船舶系统和任务模块“即插即用”集成
- 集成到多种船型中
- 为其他地雷战系统提供情报支持
- 实现快速的任务周转时间
通用动力任务系统公司已获得美国海军的合同,以改造五个Block 0 Knifefish水面水雷对抗无人水下航行器(SMCM UUV)系统。这些升级将使刀鱼能够识别更复杂的目标环境并提供更精确的定位,并增强它们在更深的深度的操作。
Knifefish SMCM是基于Bluefin Robotics Bluefin-21深水自主水下航行器(AUV)的中型水雷对抗UUV。该系统旨在从海军的濒海战斗舰和其他机会舰艇上部署,当主机保持在雷场边界之外时,该系统通过在雷场内作为非舷外传感器运行来降低人员风险。
战术UUV采用开放式架构概念设计,可以快速有效地进行修改,以适应各种任务。通用动力任务系统公司是Knifefish计划的主要承包商,这些船只是在该公司位于马萨诸塞州昆西和北卡罗来纳州麦克莱恩斯维尔的工厂设计和开发的,并在马萨诸塞州汤顿的工厂制造。