未来潜艇的四个仿生学构想

作者：张馨予

未来潜艇的四个仿生学构想

□莫雷尔·瓦林

17世纪，人类发明了潜艇。此后，除了几次不太寻常的试验（有人尝试把潜艇攒成方块或水桶的形状），人们很快就确定了潜艇“雪茄”般的外形，并沿用至今。不过对海下世纪的最新研究给我们带来了一些新的理念，可能具有转折性的意义。

未来的潜艇会是什么样子？就这一问题，英国皇家海军咨询了多家防务公司的一些知名专家，请他们设想一些即便目前来说还不能实现，但50年之内有可能研发成功的方案。该项目负责人亚历克斯·墨菲为我们介绍了其中4个仿生学构想。

超级静音与环境融为一体

为了协助“鹦鹉螺100”号的活动，我们构思了一些不载人的辅助性潜艇。它们可以由母舰释放，随后完全自主地运行下去。我们要求它们的形状能够与周围环境融为一体，在海洋环境中完美隐藏自己，不被敌人发现。因此我们设计出一种鳗鱼形状的潜艇。它几乎不会发出声响，能够扭摆着在海中潜行数百千米。它还配备了水下无人机和传感器，可以在行进过程中释放它们，从而撒下一个巨大的深海间谍网络，覆盖极为广袤的范围。这些传感器可以利用激光进行信息沟通。借助这个网络，“鳗鱼”潜艇很远就能察觉到所有异常声响或电磁异动。作战人员便可及时对威胁进行评估，如有需要，尽快发起进攻。

半像蝠鲼半像鲨鱼的母舰

对潜艇而言，最重要的两大性能是速度和隐蔽。为了使二者更有效地结合，我们的研究为旗舰确定了这一形状：一个鲸鲨般的口，和前口蝠鲼样的躯体。潜艇的整个骨架用腈纶和合金3D打印，这些合金材料很坚固，能够承受1000米甚至更深处的水压。潜艇的“皮肤”由石墨烯鳞片构成，通过一种压电材料组装起来。这些鳞片能够即时排列整齐，从而减少航迹，吸收各种波，可使“鹦鹉螺100”号(Nauti? l us100)潜艇在雷达屏幕上变得“透明”。至于动力，我们设想了两种不同的方式。第一种用于巡航，依靠一种混合动力(电和海藻)装置，在潜艇前部吸入进水，然后在船尾排水，有点像一台戴森风扇。第二种用以达到更高速度：潜艇将利用超空蚀效应，即通过一个大气泡包裹住潜艇，减少行进中的阻力，以获得300千米/小时的高速。潜艇上有些开口，就跟鱼鳃一样，能够帮助稳定和引导潜艇周围的水流。这艘母舰能够搭载20多名船员，维持数月的水下生活。它能携带我们设想的其他水下舰艇，发挥指挥中心和信息收集中心的作用。

借助飞鳍攻击水上水下目标

这是一种二合一武器。它会取代传统的导弹和鱼雷，具备攻击水面舰船、潜艇甚至陆地目标的能力。它能借助飞翼在水上飞行，而潜入水中，飞翼又将具有鳍的功能。不过，攻击飞鱼面临的挑战依然很大，因为它必须在充满变数的贴近水面的区域飞行，既要有所行动，又要保持隐蔽。所以，我们设想的这一无人机武器，能够在被敌方发现时迅速潜入水中，或相反，跃出水面。在空中，动力来自微型涡轮发动机；水中则靠等离子电池提供动力。遭遇威胁，飞鱼无人机会立即投入战斗：它的端部脱落，直接向目标发射导弹或弹头。

水下无人机可溶于海水

此外，我们还设想了第三种辅助性潜艇，这是一种微型水下无人机，由“鳗鱼”携带并投放，随后能自主运行。它有几个特点。首先，它将以可溶于咸水的聚合物材料制造，所以能在一段时间后完全溶解在海里，谁都发现不了(《新发现》按：目前在技术上尚不可行)。其次，它可以在半溶化状态时作为破坏性粘剂使用，粘住敌方目标，破坏其功能。

另外，这种微型无人机可以按需制造：母舰上有自动3D打印机，可以海洋中的生物材料(由“鳗鱼”采集来的)为原料打印它们。这些无人机成群出动，可以互相通信(或与“鳗鱼”通信)。分享信息，如发现其他舰只或来犯之敌……最后，在一些敏感区域，它们能起到护卫队或侦察队的作用。

（摘自《新发现》）

鹦鹉螺100号构想图。

微型水下无人机构想图。