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建造無人潛航器有多難
http://www.crntt.hk   2025-02-22 08:04:30
 
  殼體除了選擇抗壓性能較好的材料外,還需要注意形狀設計。實際運用中,殼體通常被設計為圓筒形,這樣既容易製造,又能抵禦外壓,而且便於在其內部布置設備。

  水下光學窗必須用石英玻璃、特種光學玻璃或者有機玻璃等透光性能好、強度高的材料制成。這樣既能保證密封性,又能與成像鏡頭良好配合。

  由於殼體內通常裝備著各種設備,在完成水下任務後往往要對這些設備進行檢修,所以殼體必須有一個可拆卸的封頭。這種可拆卸的封頭,通常採用“O”形圈密封。它是一個橡膠或其他彈性材料構成的圓環,低壓時靠自然彈性,壓力增加時“O”形圈會進一步變形,擠滿可能洩漏的地方。選用質量上等的密封圈,並保持與殼體上的密封槽配合良好,才能保證密封性。

  第三關:防腐蝕技術。海水的強腐蝕性,使得無人潛航器在設計和製造時必須考慮防腐蝕措施。美國國防高級研究計劃局於2019年啟動的“魔鬼魚”項目,第一階段就要通過無人潛航器防腐蝕等多個關鍵設計審評。防腐蝕設計一般有5種方式。一是採用耐腐蝕的金屬、合金或非金屬材料。二是將被保護的表面與侵蝕介質隔絕。三是採用有機塗層和無機塗層將被保護平面與侵蝕介質隔絕,有機塗層多為塗料塗層和塑料塗層,無機塗層多為金屬塗層和非金屬塗層。四是採用電化學保護。五是採用減輕腐蝕的結構設計,比如減輕縫隙腐蝕、減輕應力腐蝕、減輕接觸腐蝕等。

  電池能量密度要求高

  相對陸地而言,海水中缺少空氣,各種熱機難以工作,無人潛航器大多數情況下需要依賴其他能源。無人潛航器的能源與動力系統必須可靠性高、控制性好、耐高壓、耐高溫、耐腐蝕。此外,由於無人潛航器體積較小,能源與動力系統還必須有較高的單位重量和單位體積能量密度。

  現有的無人潛航器主要依靠鋰電池作為動力源。典型的有挪威的HUGIN1000潛航器。該潛航器搭載聚合物鋰電池,採用串聯方式將單體電池連接起來,每個單體電池容量約為40安時。這款潛航器的首要任務是探測水雷,航速一般為4至6節。
 


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