AUV的研究最早始于20世纪60年代，历经了60多年的技术发展，目前世界上有十多个国家正在研制AUV，其中美国、法国、英国、德国、澳大利亚等国家处于领先地位［6］。目前，无论在军用还是民用AUV技术上，美国都处于世界领先地位，并且主导着全球AUV的研究发展方向，拥有全球半数以上的AUV，本节主要以美国的研究作为代表进行介绍。

美国海军水下作战中心最新研制的采用模块化结构设计MANTA AUV，如图1-4所示，它可以根据航行任务不同，改变其自身配置。作战时，它能够利用自身携带的武器、传感器及对抗措施，执行水下监视、水雷侦查和攻击任务；也可以通过水面通信和水下局域网接受岸上和潜艇平台的远程指挥；还能完成具有主动进攻性的反潜作战任务，将水声传感器部署到水下的高风险区域，通过它对敌方潜艇进行位置追踪，在敌方潜艇进入己方战斗群之前使用小型超空泡武器对敌方潜艇进行先发攻击。

图1-4　美国的MANTA AUV

美国金枪鱼机器人公司研制的“海狮”AUV，用于在极浅水域如近岸水域或港口附近的部署，以提供安全保护或进行反水雷作战。它携载有900 k Hz的侧扫声呐、双频侧扫声呐、用于测量水温及传导率的探测仪、用于测量浑浊度的光学反向散射传感器、单色照相机等。其导航设备包括GPS、罗盘、多普勒测速仪等。

一般情况下，无论是AUV还是ROV，航行器的主要壳体结构均为圆柱形，然而由英国BAE系统公司2008年研制的“护身符”AUV呈乌龟状，兼备隐身特性，如图1-5所示。“护身符”AUV是一种多功能多用途型水下航行器，可以执行不同任务，典型的濒海任务是反水雷和目标搜索、情报收集、监视、信息记录使命。它利用模块化系统设计，能够方便快速地重新配置任务系统软件，能携带永久性的、全集成的和可变的载荷；其基础配置是一种惯性导航装置和一套环境传感器，动力系统采用内燃机与电池混合模式，其载荷取决于航行器所要执行的任务。导航系统包括惯性测量单元、多普勒速度仪、GPS接收装置和测深测高传感器等，该系统能够根据预先编制的任务程序对各种传感器反馈来的数据进行处理，并控制推进系统做出相应的反应，从而达到自主航行的目的。“护身符”AUV于2006年11月在海试中远程遥控发射“喷水鱼”灭雷系统。“护身符”AUV在航行过程中，通过6个“黑豹”SM5推进器（尾部两侧各有两个水平推进器，前部两侧是横向和垂直推进器）完成机动。多个推进器配合使用，通过推力的合理分配可使航行器具有灵活的机动能力，并且可实现航行器在水下的动力定位。

图1-5　英国的“护身符”AUV

根据1994年美国海军制定的UUV发展计划，包括AUV和ROV两个方面的研究涉及五个领域：运载器、能源、传感器、导航与控制、通信。

具体的研究包括：

①AUV和ROV探测网反潜的研究，利用探测网进行水下三维探测，通过就地采样或层析获得的环境信息有利于提高反潜探测，同时还可以利用多个小型分散平台与有人平台一起构成反潜作战探测网；

②作为武器平台，携带近程攻防武器对敌方潜艇进行秘密攻击；

③布设水下通信网络；

④进行海洋探测。(www.daowen.com)

美国海军主要研制AUV的单位包括：美国海军水下作战中心（NUWC）、美国海军研究局（ONR）、美国海军海洋系统中心（NAVOCEANO）、美国海军空间和海战（SPAWAR）系统中心、美国国防高级研究计划局（DARPA）和查尔斯·斯塔克·德雷珀实验室（CSDL）、美国海军研究生院（NPS）等。此外，还有麻省理工学院、伍兹霍尔海洋研究所、通用动力公司和雷声公司、洛克希德导弹和宇航公司、佩里技术公司等。

SPAWAR系统中心主要从事AUV的指挥和控制系统、光纤和水声通信系统、非金属材料和运载器总体的研制。该中心拥有三个UUV试验运载器：先进无人搜索系统（advanced unmanned search system，AUSS）、自游者Ⅱ和飞行插塞。AUSS是一个用于深海搜索的鱼雷形AUV，全长5 200 mm、直径800 mm、重1 230 kg，以最大速度6 kn航行航力为10 h，采用20 kW·h银锌电池，推进装置为2个垂直推进器和2个纵向推进器。AUSS带有水声通信设备，可在水深6 000 m的水下向水面传送侧视声呐数据或CCD电视信号。AUSS是自主式的，它对目标的搜索时间只需常规拖曳式搜索系统的1／10。该AUV通过声遥链控制，已经通过了演示和鉴定。此外，自游者是一种可用作自主式运载器的鱼雷形UUV，飞行插头是一种小型运载器。

麻省理工学院研制的ODYSSEY AUV（图1-6）主要用于科学考察和海洋自动取样网络研究。该AUV长度为2 200 mm、直径570 mm、水平运动速度大于4 kn、爬升速度大于3 kn、续航力6 h（3 kn时），如果采用最大电池结构，续航力可达24 h。该AUV主要采用1．1 kW·h的银锌电池（采用最大电池结构时＞5 k W·h），推进系统在4个控制面之后有1个电动推进器。

图1-6　麻省理工学院研制的ODYSSEY AUV

由伍兹霍尔海洋研究所研发的ABE AUV（图1-7）主要用于深海海底观察，其特点是机动性好，能完全在水中悬停，或以极低的速度进行定位、地形勘测和自动回坞。该AUV长2 200 mm、速度2 kn、续航力根据电池类型为12．87～193．08 km。动力采用铅酸电池、碱性电池或锂电池。

图1-7　伍兹霍尔海洋研究所研发的ABE AUV

1988年通用动力公司和雷声公司开始研制XP-21 AUV。自2000年以来，雷声公司承担了该AUV的研制工作。XP-21是一型直径为533 mm的自主式AUV，采用模块化设计，长度可在2．44～7．32 m之间任意选择，其标准型的重量为635 kg，速度为0～5 kn，工作深度为9．14～3 653．63 m。该AUV主要用于水雷战。其侧视声呐为双频、单波束、数字式声呐，频率为100 k Hz和500 k Hz。高频用于探测大型水雷，低频用于探测沉底雷并对其进行分类。前视声呐采用多波束数字式声呐，可填补侧视声呐的探测盲区，以探测和分类沉底雷和锚雷，同时也可用于避障。

DARPA和CSDL已经建成了两个可用作试验平台的AUV，该AUV长10．97 m，直径1．112 m，重6 804 kg，第一个AUV的最大工作深度为304．48 m，第二个为457．2 m。该航行体采用8．82 k W的无刷电机，最大航速为10 kn，续航力为24 h。这两个AUV都已成功完成了海试。

佩里技术公司研制的机动系统试验（MUST）AUV是一种供试验和演示用的AUV，长9．144 m，重8 834．8 kg，工作深度60．96 m。该AUV采用7．35 kW主推进电机，电源为铅酸悬挂式电解电池组，航速为0～8 kn。推进系统采用3个推进器，使航行体可作悬停、垂直或横向运动。

NPS于1987年开始研制AUV。其第一代AUV为NPS AUVⅠ，全长只有76．2 cm，宽17．78 cm，高1 016 cm。第二代NPS AUVⅡ全长2．133 6 m，可用作控制技术、人工智能和系统综合等基础研究的平台，采用场台高频定向换能器、2台正反转10 cm螺旋桨、铅酸电池、Gespac计算机和平面的控制面，其推进器可使航行体的姿态得到控制，并在水中保持稳定。图1-8所示为NPS研制的ARIES。

图1-8　NPS的ARIES