Nghiên cứu xu hướng phát triển của phương tiện tự hành dưới nước (AUV)

Khi các nước trên thế giới ngày càng tập trung vào các quyền và lợi ích hàng hải, thiết bị hải quân, bao gồm các thiết bị chống ngầm và chống mìn, đã phát triển theo hướng hiện đại hóa, tiết kiệm chi phí và giảm thương vong. Do đó, các hệ thống chiến đấu không người lái dưới nước đã trở thành tâm điểm nghiên cứu thiết bị quân sự trên toàn cầu, mở rộng sang các ứng dụng ở vùng biển sâu. AUV biển sâu, hoạt động ở vùng nước sâu có áp suất cao với địa hình và môi trường thủy văn phức tạp, đã nổi lên như một chủ đề nóng trong lĩnh vực này do nhu cầu đột phá trong nhiều công nghệ then chốt.

AUV biển sâu khác biệt đáng kể so với AUV nước nông về thiết kế và cách sử dụng. Các cân nhắc về kết cấu bao gồm khả năng chịu áp lực và khả năng biến dạng dẫn đến rủi ro rò rỉ. Các vấn đề về cân bằng phát sinh khi mật độ nước thay đổi ở độ sâu ngày càng tăng, ảnh hưởng đến sức nổi và đòi hỏi phải thiết kế cẩn thận để điều chỉnh sức nổi. Những thách thức về điều hướng bao gồm việc không thể sử dụng các phương pháp truyền thống để hiệu chỉnh hệ thống dẫn đường quán tính trong các AUV dưới biển sâu, đòi hỏi các giải pháp sáng tạo.

Hiện trạng và đặc điểm của AUV biển sâu

1. Phát triển Toàn cầu Với sự tiến bộ của công nghệ kỹ thuật đại dương, các công nghệ chủ chốt trong AUV dưới biển sâu đã có những bước đột phá đáng kể. Nhiều quốc gia đang phát triển AUV dưới biển sâu cho mục đích quân sự và dân sự, với hơn chục loại trên toàn cầu. Các ví dụ đáng chú ý bao gồm Tập đoàn ECA của Pháp, Hydroid của Hoa Kỳ và dòng HUGIN của Na Uy, cùng nhiều tập đoàn khác. Trung Quốc cũng đang tích cực nghiên cứu trong lĩnh vực này, nhận thấy tầm quan trọng ngày càng tăng và ứng dụng rộng rãi của AUV dưới biển sâu.
2. Các mô hình cụ thể và khả năng của chúng
   • REMUS6000: AUV dưới biển sâu của Hydroid có khả năng hoạt động ở độ sâu lên tới 6000m, được trang bị cảm biến để đo đặc tính nước và lập bản đồ đáy biển.
   • Cá ngừ vây xanh-21: AUV có tính mô-đun cao của Tuna Robotics, Hoa Kỳ, phù hợp cho nhiều nhiệm vụ khác nhau bao gồm khảo sát, biện pháp đối phó với bom mìn và thăm dò khảo cổ.

• • Dòng HUGIN: Xe AUV của Na Uy được biết đến với công suất lớn và công nghệ cảm biến tiên tiến, được sử dụng chủ yếu cho các biện pháp đối phó với bom mìn và đánh giá môi trường nhanh chóng.

• • AUV lớp Explorer: Được phát triển bởi ISE của Canada, đây là những chiếc AUV đa năng với độ sâu tối đa 3000m và nhiều khả năng tải trọng.

• • CR-2 AUV biển sâu: Một mẫu của Trung Quốc được thiết kế để khảo sát tài nguyên và môi trường dưới nước, có khả năng hoạt động ở độ sâu 6000m.

• • Poseidon 6000 AUV biển sâu: AUV của Trung Quốc dành cho tìm kiếm và cứu hộ dưới biển sâu, được trang bị hệ thống sonar tiên tiến và các công nghệ phát hiện khác.

Các công nghệ chủ chốt trong phát triển AUV biển sâu

1. Công nghệ năng lượng và năng lượng: Mật độ năng lượng cao, độ an toàn và dễ bảo trì là rất quan trọng vì pin lithium-ion đang được sử dụng rộng rãi.
2. Công nghệ dẫn đường và định vị: Kết hợp điều hướng quán tính với máy đo vận tốc Doppler và các thiết bị hỗ trợ khác để đạt được độ chính xác cao.
3. Công nghệ truyền thông dưới nước: Nghiên cứu tập trung vào việc cải thiện tốc độ truyền và độ tin cậy bất chấp điều kiện dưới nước đầy thách thức.
4. Công nghệ kiểm soát tác vụ tự động: Liên quan đến việc lập kế hoạch thông minh và các hoạt động thích ứng, rất quan trọng cho sự thành công của sứ mệnh.

Xu hướng tương lai của AUV biển sâu

Sự phát triển của AUV dưới biển sâu đang có xu hướng thu nhỏ, thông minh, triển khai nhanh và phản ứng nhanh. Quá trình phát triển bao gồm ba giai đoạn: làm chủ các công nghệ dẫn đường dưới biển sâu, phát triển công nghệ tải trọng và chiến thuật tác chiến, đồng thời tối ưu hóa AUV cho các hoạt động dưới nước linh hoạt, hiệu quả và đáng tin cậy.