【Manta Ray】DARPA推进长航时、大载荷无人潜航器发展

作为海洋超级强国，美国认为当前的全球海洋安全形势比以往任何时候都变化更快、更复杂、更充满竞争。基于其海洋战略，美国海军认为有必要通过维持、增强其存在能力，对全球复杂多变的海洋领域进行成功管理，以维护航行自由，确保全球贸易准入，并迅速应对新兴威胁。因此，其现役无人潜航器（Unmanned Undersea Vehicle，UUV）的设计倾向于允许大载荷能力+长续航任务。这就排除了具有有效载荷能力的无人潜航器在不需要与主舰会合或返回港口进行能源补给及维修的情况下长时间部署的可能性。

KONGSBERG公司的Seaglider水下滑翔机

由于螺旋桨驱动的推进动力需求和固定的电池容量，如今能够搭载有效载荷进行作战行动的无人潜航器通常会被限制在较短的任务期限内。能量容量限制通常将现有的无人潜航器与大型舰船、更大的无人潜航器或需要到定期充电的港口绑定在一起。这种限制的例外是水下滑翔机的设计，它可以在水下运行数周乃至数月，通常用于科学数据收集任务。然而，由于其机动性和有效载荷能力有限，水下滑翔机目前无法承载和部署相关的海军有效载荷。

用于科学数据收集任务的水下滑翔机运行图

为此，美国国防高级研究计划局（DARPA）在2019年5月13日就为名为“蝠鲼”（Manta Ray）的项目举办了提案者日，旨在寻求演示验证一种新型长航时、大载荷能力无人水下潜航器的关键技术。基于这一技术研发的无人潜航器无需现场人力后勤支持或维护，在长期部署期间具有持续运行的潜力。

“蝠鲼”（Manta Ray）项目概念图

据DARPA战术技术办公室（TTO）负责“蝠鲼”项目的项目经理凯尔·沃纳（Kyle Woerner）中校介绍：“这一项目旨在提高作战指挥官进行海洋作战的能力，同时在部署后保持独立于舰船和港口，最大限度地减少对当前作战的干扰。如果成功，这种新的水下潜航器将允许传统母船和港口实现作战灵活性以及工作量的减轻。”

“蝠鲼”项目推进有利于未来无人潜航器设计的关键技术，包括：

• 无人潜航器作战的新型能源管理技术和作战相关深度的海底能量收集技术；

• 低功率、高效率的水下推进系统；

• 新型低功耗水下探测手段和规避危险、反探测威胁分类；

• 考虑到动态海洋环境，延长任务期限的任务管理方法；

• 利用现有海洋数据集和利用新的海洋参数进行高效导航或指挥、控制与通信（C3）的独特方法；

• 利用现有或新兴的建模、仿真环境，包括界面和可视化；

• 减轻长期任务中的生物污染、腐蚀和其他材料降解的新方法。

2020年3月10日，DARPA通过其官网宣布，选定四家公司参与“蝠鲼”项目关键技术演示验证，其中三家公司重点开发“蝠鲼”项目技术和作战领域的集成解决方案：

• 洛克希德·马丁公司先进技术实验室

• 诺斯罗普·格鲁曼系统公司

• 纳瓦特克公司

第四家公司Metron将致力于开发海底能量收集技术领域的关键技术和解决方案，这是成功作战所必需的。

“蝠鲼”项目计划通过三个阶段的研发，最终由一个完全集成的演示验证水下潜航器在动态、开放的海洋环境中完成水下任务。

2020年2月发布的美国国防部2021财年预估涉及DARPA所有项目预算及进展概述，可在公众号对话界面发送消息“DARPA”，获取该文件

据2020年2月发布的美国国防部2021财年预估，其中涉及DARPA有关研究、开发、测试和评估项目里将“蝠鲼”项目放在了“网络中心战”一类的“海事系统”里，有关规划和经费预算如下：

“蝠鲼”项目放在了“网络中心战”一类的“海事系统”里

2020财年预算经费1141.5万美元，其规划为：

• 发展作战概念，确定关键技术；

• 开发系统需求；

• 开发具有代表性的平台概念设计。

2021财年预算经费2200万美元，其规划为：

• 进行初步设计审查；

• 开发平台子系统；

• 在受控海洋环境中演示验证并测试子系统。

2021财年的经费增长反映了“蝠鲼”项目从最初的概念开发到系统开发的转变。

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