美研制仿生“金枪鱼”潜艇 性能超群压制中国

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导读:未来的潜艇是什么样子?近日,美国海军未来潜艇研究小组首度向外界透露其“金枪鱼”潜艇亮相的情景——外观与行动跟金枪鱼极其相似,速度和灵活性远高于现在的任何潜艇。这种被美国海军视为“未来水下战场主宰”的全新概念潜艇,是马萨诸塞州德雷帕尔实验室仿生设计大师杰米·安德森的杰作。美国《新科学家》杂志6月号载文进行了详细报道。 设计灵感来自金枪鱼 今年45岁的安德森从麻省理工大学机械工程专业毕业后,直接进了马萨诸塞州查尔斯·斯塔克·德雷帕尔实验室工作。二战期间,该实验室着手研发军用导航系统,结果被五角大楼相

未来的潜艇是什么样子?近日,美国海军未来潜艇研究小组首度向外界透露其“金枪鱼”潜艇亮相的情景——外观与行动跟金枪鱼极其相似,速度和灵活性远高于现在的任何潜艇。这种被美国海军视为“未来水下战场主宰”的全新概念潜艇,是马萨诸塞州德雷帕尔实验室仿生设计大师杰米·安德森的杰作。美国《新科学家》杂志6月号载文进行了详细报道。


设计灵感来自金枪鱼


今年45岁的安德森从麻省理工大学机械工程专业毕业后,直接进了马萨诸塞州查尔斯·斯塔克·德雷帕尔实验室工作。二战期间,该实验室着手研发军用导航系统,结果被五角大楼相中,从此开始负责弹道导弹导航系统的研发,后来又负责‘阿波罗’登月计划和‘北极星’洲际导弹导航系统的研究,一举奠定了它在美国科学界的地位。


“我是1998年正式着手‘金枪鱼’潜艇研究的,”安德森说,“那年初,在华盛顿举行的一次学术研讨会上,美国海军一名上将苦恼地说,随着各国潜艇技术不断发展,美国潜艇的水下机动性与隐蔽性优势不断丧失。‘很快,我们的潜艇只能跟对手拼刺刀了!我们非常希望能有技术飞跃的新型潜艇出现,抢占21世纪水下战场的绝对优势。’”海军上将的这番话奠定了安德森的研发方向。


出路在哪里?“仿生学是解决上将苦恼的惟一途径,”安德森说。他首先回溯潜艇研发的历程:在一战期间,为使舰艇在水下隐蔽航行而制造出了潜艇。在设计原始的潜艇时,是先用石块或铅块装在潜艇上使它下沉,如果需要升至水面,就将携带的石块或铅块扔掉,使艇身回到水面来。以后经过改进,在潜艇上采用浮箱交替充水和排水的方法来改变潜艇的重量。以后又改成压载水舱,在水舱的上部设放气阀,下面设注水阀,当水舱灌满海水时,艇身重量增加使它潜入水中。如此优越的机械装置实现了潜艇的自由沉浮。但是后来发现鱼类的沉浮系统比人们的发明要简单得多,鱼的沉浮系统仅仅是充气的鱼鳔。鳔内不受肌肉的控制,而是依靠分泌氧气进入鳔内或是重新吸收鳔内一部分氧气,来调节鱼鳔中的气体含量,使鱼在水中自由沉浮。然而,人类的潜艇连鱼儿这个本领都没有学到!“所以,向鱼学习成为主攻新潜艇的坚定方向。”安德森说。


1998年到1999年年底,安德森和他的课题小组一头扎进了美国的鱼类研究所。安德森的同事亨利·豪森伯格回忆说:“我们翻查研究资料,与鱼类专家深入交谈,到海洋鱼类研究所一蹲好几个星期,全面观察各种鱼类的游泳情景,出海了解各种鱼类的习性……一年下来,在对比了上千种鱼类之后,安德森和我们最终锁定金枪鱼,它具有平滑的线条,极快的游动速度,以及在水中的高度灵敏性,是设计新型潜艇理想的生物模型。”


安德森和同事们很快就拿出一套完整的仿金枪鱼潜艇研究方案,送五角大楼供军方人士点评。安德森说:“我清楚地记得,时任国防部长的威廉·科恩在听我汇报时感慨地说:‘现在俄罗斯和中国的潜艇技术发展非常快,尤其是中国潜艇在西太平洋水域已经对美国海军造成很大的压力。如果我们的潜艇技术没有实质性的飞跃,就只能跟中国潜艇捉迷藏,那美国海军在太平洋就危险了。’”


2000年初,五角大楼给德雷帕尔实验室拨了专款,大力支持安德森的“金枪鱼”潜艇研发。


超级潜艇2025年就能实战部署


2004年春,安德森的“金枪鱼”潜艇实验原型(VCUUV)横空出世,这是一艘长2.5米,重2000公斤,外形很像金枪鱼的“怪家伙”。


出于保密因素的考虑,“金枪鱼”潜艇的首航选在新汉普郡大学室内试验场里进行。实验的主要目的是检验新一代潜艇机械性能是否达到金枪鱼那样的活动机理。“非常不幸的是,我们刚刚进行随意转弯和曲线前行几个动作,潜艇就沉入水底,真是出师不利!”安德森沮丧地回忆说,“好在五角大楼和其他前来观摩的同行都知道,这是一个全新的技术领域,所以都表示宽容与支持。当时的国防部长拉姆斯菲尔德在得知实验失败后,马上打电话给我说:‘套用一句老话,失败乃成功之母。五角大楼会一如既往地在财力、人力和精神上给你们最大的支持!’”


在接下来近一年多时间里,安德森与美国海军未来潜艇研究小组并肩作战。2006年8月,安德森一行来到位于加利福尼亚州里奇克雷斯特镇附近的中国湖基地。面积达3300平方公里的中国湖基地,地处海拔4200米的谢拉山脉和寸草不生的莫哈韦沙漠的包围中,是美国民航乃至未经批准的军机,都不允许飞过的最绝密海军武器实验基地。


“五角大楼新武器研发部门和海军军备专家几乎全部到场,”安德森不无得意地回忆说,“实验的具体内容至今仍属国家机密,但有一点可以说的是:我们成功了!‘金枪鱼’潜艇是迄今为止速度最快的水下运载器。最为重要的是,我们的潜艇还有续航时间长、噪声非常小、运动灵活近似于金枪鱼的优点,搭载武器或者侦察器材后,适于远洋和近海作战,能与敌各型潜艇厮杀。”


今年6月初,夏威夷潜艇战训练场,安德森的“金枪鱼”潜艇与3艘美国核潜艇展开激烈的猎杀战。“演习的代号是‘猎鲨Ⅰ’,五角大楼高级武器发展局局长、海军作战部作战主官、太平洋总部司令、太平洋舰队司令部整套班子全部到场观摩。在持续120分钟的演习过程中,‘金枪鱼’潜艇以一敌三,最终将3艘先进的核潜艇全部‘击沉’,以至于太平洋潜艇部队司令目瞪口呆得忘记了鼓掌,连说:‘不敢相信自己的眼睛!’”安德森透露。


这次演习使得五角大楼的决策者们更坚定地认为,仿生武器是未来海洋战场的主宰。为此,美海军开始着手制定仿生潜艇的编制特点、交战规则,以及未来的技术突破重点。现任美国海军作战部长盖瑞·拉夫黑德上将说:“仿生潜艇将是我们夺取未来海洋战争胜利的法宝,这不是押注,而是现实。”


当然,“金枪鱼”潜艇仍有不足,目前的实验型号只能搭载武器装备和侦察系统,却不能载人;控制系统还没有完善到“收放自如”的地步,以至于在实验中损失多艘原型潜艇。“这种超级潜艇真正实现作战部署,可能要到2025年。”安德森坦率地说,“但它代表着潜艇的发展方向,我对它充满信心。”


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