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【挪威海军“休金”系列自主水下航行器】 挪威海军

发布时间:2019-07-06 03:54:27 影响了:

  挪威的无人水下航行器的研制工作始于20世纪80年代中期,但是到挪威海军装备两级新型反水雷舰艇时,还没开发出实用的无人水下航行器,因此只能选用了意大利的缆控“普鲁特一普拉斯”灭雷具。1995年,“休金”自主水下航行器的研究启动,1997年进行了海上试验。原型长4.8米,质量700千克,航速4节,工作水深600米,航程300千米。21世纪初“休金”问世,2002~2003年在“卡尔莫依”号猎雷艇上进行定型试验。2004年2月第一套“休金”1000交付挪威海军,第2套于2005年6月订购,2007年1月交付使用。“休金”系列从问世以来,已逐步发展了“休金”1000、3000、4500以及1000-MR等型号。
  “休金”系列原由挪威康斯伯格公司和挪威防御研究所联合研制,目前全部由康斯伯格防御和航天公司负责。
  “休金”1000
  “休金”1000(题图)是正式定型的产品型号,外形尺寸较小,长4.2米,直径750毫米,质量650千克,工作水深为1000米,续航力4节时大于20小时,3节时大于30小时。航速1.5~6节,可执行高速水下勘测,具备良好的导航能力,可进行地形跟踪,其转弯半径为15米。最新的电池允许以4节的航速持续工作24小时。
  航行器上携带有基于先进的卡尔曼滤波器的辅助惯性导航系统以及合成孔径声呐或侧扫声呐、多波束回声测深仪、浅层海底剖面仪、CTD传感器以及立体搜索声呐。
  “休金”1000是一种可装有效载荷传感器的十分稳定的低噪声流体动力平台,有效载荷系统的集成和配置具有高度灵活性。它拥有两种控制模式:全自主模式和操作员监视模式(通过水声传输链)。
  操作员工作站包括一台监视器和一个操作员控制盘,通过接口与航行器上的传感器相连接。这些传感器包括差分GPS、舰船姿态传感器、HiPAP、水声传输链以及射频传输链系统。休金的设计思想就是允许集成不同的传感器,用于探测、搜索和检查,可按照用户的要求装载不同的传感器,同步同时操作使用。
  “休金”3000
  “休金”3000也是一种可以携带高分辨率传感器在海底工作的自主水下航行器,与“休金”1000一样,也拥有两种控制模式:全自主模式和操作员监视模式,工作水深3000米。
  “休金”3000长5.5米,直径1米,质量1400~1500千克,工作水深3000米。“休金”3000的电源采用铝氧燃料电池,在全速条件下可保证所有传感器连续工作60小时,续航力到达440千米。
  航行器壳体采用钛合金、碳纤维和复合泡沫材料制造,可承受较大水深的压力。新型高扭矩电机可直接驱动大型三叶螺旋桨,明显地改善了电动一流体动力效应。各种子系统分布在不同的耐压舱内。
  有效载荷包括多波束回声测深仪、侧扫声呐、浅层海底剖面仪、磁强计、CTD传感器、渔业研究回声测深仪等,均可同时工作。“休金”3000可通过水声遥测方式获得有效载荷传感器提供的实时数据。
  “休金”3000上装备的导航系统包括超短基线水声定位系统、差分GPS、航向/横滚/纵倾姿态传感器以及水声通信传输链路,也可装备HG-1700型惯性测量装置、光纤陀螺和运动传感器、多普勒计程仪、压力传感器、长基线导航发射接收机等。
  “休金”4500
  “休金”4500是“休金”系列中的老大,结构形式与该系列中的其它航行器相同,只不过更大、更重。“休金”4500长6.4米,直径1米,主体长度5.3~5.5米,质量1500~1900千克,外壳也采用钛合金制造。主要不同之处在于采用了功率更大的铝氧燃料电池,容量比“休金”3000多30%,从而允许航行器携带工作能力更强的传感器,例如高分辨率浅层海底剖面仪和侧扫声呐。
  “休金”4500的工作水深为4500米,平均航速4节,最小转弯半径20米,续航力50~70小时。铝氧燃料电池的充电时间为2~4小时。
  航行器上的主要传感器是侧扫声呐,工作频率为230千赫兹或410千赫兹,作用距离225米,分辨率7米。工作频率为1~6千赫兹的浅层海底剖面仪,带8个单元的接收基阵。此外,航行器上还可安装摄像机、E-2000型多波束测深系统、CTD、深度传感器、多普勒计程仪、超短基线水声定位系统、水声数据调制解调器及IMU-90运动参考装置。
  目前挪威海军拥有两套“休金”4500系统,用于反水雷和环境快速评估,配用HISAS1030高分辨率合成孔径声呐,以3.5节航速在400米水深工作,每小时可探测2.7平方千米,续航力17小时,利用侧扫声呐的续航力为24小时,两次任务之间的维护保养时间为1小时。
  “休金”1000-MR
  除了以上三型,康斯伯格公司又在“休金”1000的基础上专门设计了用于反水雷的“休金”1000-MR,专为挪威海军研制,可承担一般和详细的航道勘测、环境快速评估、水雷绘图、高精度的水深测绘等。
  航行器上装备的主要传感器包括HISAS1030型高分辨率合成孔径声呐,4节时扫描宽度为300~400米,覆盖率1~2.5平方千米/小时,图像分辨率优于5厘米(理论上可达2厘米),测深的典型分辨率为10厘米,多方位搜索角为30°,整体性能远优于“休金”1000。
  该型声呐的原理样机于2005年3月在“休金”上使用,2007年正式交付使用,同时类似的系统也供芬兰海军的2010型反水雷舰艇使用。“休金”1000-MR工作水深与“休金”1000相同,都为1000米,航速为4节,续航力为8小时。2008年,“休金”1000-MR探测到了1928年在斯瓦尔巴德群岛最南端的熊岛附近失事的飞机。
  “休金”系列的特点是机动性强、稳定性佳、导航精度高。在设计时,大量采用公用技术,使系统既可军用,也可民用。其模块化设计保证了可根据用户的需求配置不同的有效载荷。
  [编辑/严晓峰]

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