这些小型机器人可以帮助在海上寻找旧炸药

新的自主水下航行器如何协助英国搜寻潜伏在海洋中的致命水雷。
这张图片展示了 2017 年在加利福尼亚州圣地亚哥的一个特殊水池中的模拟场景。机器人可以帮助使这项工作等危险工作更安全。美国海军/查尔斯·E·怀特

在清理海洋中的爆炸物方面,英国皇家海军正在转向机器人。国防部于 4 月 12 日宣布,将向总部位于多塞特的 Atlas Elektronik 公司拨款 3200 万英镑(约合 4200 万美元),以为舰队配备“自主扫雷能力”。利用机器人搜寻和清除海面上的海军水雷,应该能使航道在军事任务中发挥作用,并在之后确保商业和民用安全。

英国国防装备与支持委员会首席执行官西蒙·博洛姆在一份声明中说:“海雷构成的威胁正在不断演变。”

为应对这一不断变化的威胁,皇家海军正在采购共九台机器人车辆,这些车辆配备了合成孔径声呐和先进软件。这些机器人一旦投入使用,将被称为中型自主水下航行器,基于 Atlas Elektronik 的 SeaCat,这是一种模块化机器人,拥有鱼雷形机身,并可配备一系列传感器和系统。

SeaCat可以通过在水面航行,在浅水区(水深小于 7 英尺)作业,并能潜入水下 1,970 英尺的深度,自主航行距离可达 23 英里。SeaCat 的基础型号可以在水下工作长达 10 小时,最快速度可达 3.5 英里/小时。合成孔径声呐可以提供更高分辨率的水下物体图像,适用于地理勘测和水雷探测。 

水雷的威胁并非理论性的。3 月下旬,土耳其军方潜水员排除了一个漂向其黑海海岸的海军水雷。俄罗斯情报机构指控该水雷是乌克兰的,而乌克兰政府则称此说法是虚假信息。该爆炸物仅被识别为一种旧式水雷,这意味着它可能来自先前的冲突,或是在近期战争中被重新投入使用的一件旧武器。 

SeaCat。Atlas Elektronik

潜伏的危险

与地雷一样,水雷也是爆炸物与引信的组合,允许武器在满足特定条件之前保持待命状态。在战争中,水雷的布设方式与地雷类似,旨在阻碍关键区域的通行,使任何试图逃离雷区港口或穿越雷区海峡的行动都充满爆炸危险。

现代水雷可追溯到 1870 年代,当时工程师们找到了在海水中保持引信完好的方法。这些水雷——带有突出杆的爆炸球体——在船体撞击杆子时触发,打破内部的玻璃瓶并引发电荷。水雷会等待船只撞击引信杆,它们漂浮在水面或水下,通常被锚定以防止漂移。

一旦工程师解决了制造能够在海中待命的爆炸物的问题,海军就必须设法安全地清除水中的这些爆炸物。一百多年前,在 1916 年 1 月的《流行科学》杂志的《制造海底水雷》一文中,该杂志讨论了制造短效水雷以及拆除带有电雷管的已布设水雷的方法。

在水雷被拆除之前,必须先找到它们。最初这项工作是由小型摩托艇完成的,尽管这项工作非常危险,并危及船员的生命。水雷也会随着时间的推移而变得更加复杂。在第一次世界大战结束之前,水雷可以根据声音、磁性或水流变化而被触发。由于各个时期的水雷都可能残留在海洋中,现代扫雷必须考虑旧式和现代的引信。 

远程工人

就像土耳其的水雷事件一样,水下爆炸物通常由人类潜水员队伍拆除。这项工作结合了地面爆炸物处理的危险性和水下作业的额外困难,能见度取决于海水的深度和状况。人们已尽可能地将这项工作外包给机器人,信任远程操作的机器在操作员远离的情况下承担风险。 

英国与法国已经投资了多款机器人,可以在定位水雷后进行拆除。一旦找到并追踪到水雷,就可以发射特定的扫雷机器人在水雷表面放置爆炸物,然后撤离,以便新的爆炸物引爆找到的水雷。

英国皇家海军的新机器人将改进寻找和中和水雷的流程,通过自主导航扫描和巡逻海面。这使得人力可以用于操作远程机器人和管理爆炸,因为新的飞行器会扫描海洋以寻找水中残留的任何爆炸物。

随着海雷在战争中继续发挥作用,并且在战争结束后仍然长期存在,海军能够清除海洋中的爆炸性碎屑将避免海上悲剧。

 

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Kelsey D. Atherton

科技领域特约撰稿人

Kelsey D. Atherton 是一名军事技术记者,自 2013 年起为《大众科学》供稿。他报道无人机器人和其他无人机、通信系统、核企业以及用于规划、发动和缓解战争的技术。


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