10多年来,美国海军一些有才华的设计人员和工程技术人员一直在试图从“割草坪”上得出结论,最近,他们好像已获得成功。
“割草坪”是深海搜寻和海上救助的行话,是指每当在海底重新找到某些有价值的东西——沉在海底的一架被打中的飞机、一颗难以捉摸的导弹、一颗氢弹所需要付出高昂代价的过程。
为了重新找到失物,一条船拖着一个沉重的配备有声呐的装置(拖夹板)在海底来回搜索。把船和“拖夹板”连接起来的系链往往有几英里长,实施机动相当困难,速度一般不超过1节,而且该船掉头必需转身几英里宽,以免使“拖夹板”撞落海底。
更受限制的是每当声呐发现了什么令人感兴趣的东西,船都不能及时停下来仔细观察。“拖夹板”必需小心卷绕并放下一个独立遥控操作的照相系统。
自70年代初以来,在圣地亚哥的海军海洋系统中心(现海军研究与发展中心)的一个小组一直在从事某些关键技术的研究。他们的目的是创建一个全新种类的水下船——一艘完全自动驾驶的潜水艇。它能像一条被解开皮带的猎狗一样在大海之下大约几英里嗅来嗅去,然后返回并研究它发现了什么。
新式无人驾驶搜索系统的第一艘样船完成于1984年。它潜航从没超过2500英尺深,但是,在一连串的89次潜航中,工程技术人员用它进行试验并完善了一艘未来具有更大能力的船的基本部件。
在这些部件中最棘手的问题是传声线路,它通过代码声波脉冲使潜艇保持与母舰的联系。而海军研究与发展中心的样机系统在速度和精确方面是独一无二的。并尽最大努力调整两者之间的距离来建造一个能深潜到20000英尺的实用操作系统。
实际上,新式无人驾驶搜索系统上的一切都需要设计人员的独到见解。在该系统中,所有能缩小的都缩到了最低限度,并且所有一切都符合全部实际要求—从船上的应急系统、传感器到计算机,所有一切都高度精密。
为了能经受住几英里深海水施加的压力,该搜索系统使用了新型碳纤维复合材料绕组技术建造潜艇船体的中间舱。与钢铁相比,其坚固程度每磅是钢铁的5倍,这种复合材料的船体内装有并行处理计算机和银锌电池,这种电池在两次充电之间能驱动该船持续航行达20个小时。在两个外吊舱装有旁视声纳,他们能在一个三分之二英里宽幅的海底搜索像西瓜一样小的物体。而且在用有浮力的Spectra复合材料制造的自由溢流正向整流装置中,有水密外壳。该外壳装有一个前视声呐来帮助自动寻得令人感兴趣的物体,并用电子电荷耦合器件和35毫米照相机迅速拍下物体的照片。来自电荷耦合器件照相机或声呐的图像能通过一条声波通信线路发回,速度相当快,接收系统在短短的15秒钟内就能收到图像。
在执行一项典型的任务时,长17英尺,重2800磅的船滑下坡道进入大海,然后在一条载重线的帮助下下潜,该线松开,新式无人驾驶搜索系统在离洋底100英尺,以大约5节的速度航行,并在它自己的计算机和传感器的引导下执行一项搜索方案。这时,旁视声纳图像会连续发回到海面。
当操作人员发现一个令人感兴趣的画面,他们就给无人驾驶搜索系统一个指令让它停下来,然后航行到目标的附近。离目标大约75英尺时,命令一个前视声呐扫描获得更详细的情况,然后根据另一个指令,潜水艇直接航行到目标上方,快速拍下一张电荷耦合器件照片,并把它传送回来。然后,搜索方式重新开始。
在10~20分钟时间内,仅仅根据几个简单指令,无人驾驶搜索系统便能从自动“割草坪”到仔细检查一个物体,然后,恢复到广泛范围的搜索。搜索结束时,船降低上浮的载荷并上升到海面。
虽然,海军没有无人驾驶搜索系统的当前计划,但它的能力说明丁通向深海探测的一个全新的方法。各种其他无系链,无人驾驶潜艇,包括自动海底探测器的工作已在进行中,因为他们在科学和商业研究中具有潜在用途。
[Popular Mechanics,1993年第6期]