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无人潜航器的市场分析——预测至2027年
来源:数字海洋与水下攻防
编译:付琳琳 

预计到2027年,无人潜航器(UUV)市场将增长到74亿美元。UUV在导航和通信卫星领域的创新等多种因素将推动市场的发展。


1  推动因素:海上油气公司资本支出增加


    

   


海上工业基本上包括石油和天然气设施。新兴经济体的技术创新促进了经济发展,也推动了全球能源需求在过去50年中增长了2倍。由于传统的陆上储量不断枯竭,海上资源在满足日益增长的能源需求方面发挥着关键作用。因此,石油和天然气生产设施也逐步向海底地区转移。UUV通信能力的改善和进入更深海底能力的提升,进一步提升UUV在石油天然气领域的应用。智能设备的出现也改进了作业管理和风险管理。为了在复杂的环境中进行安全作业,UUV上部署了先进的导航和成像系统。UUV可用于石油和天然气行业的管道检查、平台检查、水深测量以及搜救行动。

由于UUV无需水面舰船支持且可以自主运行,它已经成为深水钻井作业的一种高性价比的替代品。在过去5年时间里,该行业中小型和便携式UUV的使用显著增加。例如,ECA集团(法国)与全球石油天然气服务集团Petrus Resources(加拿大)签订了合作协议,使用A18D AUV(自主潜航器)提供检验和测量服务。因此,海上石油和天然气产量的增加是UUV全球市场增长的关键驱动因素之一。


2  机会:UUV越来越多地用于灭雷和反潜战


    

   


近年来,UUV受到了军事部门的广泛关注。传统上,军方一直将UUV用于检查、海底测绘和安全监视等应用。但最近,随着推进系统、尺寸、能力、载荷系统等方面的性能提升,UUV也被用于执行危险任务,如灭雷和反潜战。在过去3~4年中,市场领头单位已经研发出了适用于此类应用的UUV。例如,瑞典萨博公司(Saab AB)的Sea Wasp、日本三菱重工(Mitsubishi Heavy Industries)的OZZ-5、新加坡科技宇航公司(ST Engineering)的Mercury、美国通用动力公司(General Dynamics Corp.)的“刀鱼”(Knifefish)和“蓝鳍”(Bluefin)等。


3  挑战:使用声学通信技术导致水下测量速度缓慢


    

   


由于海水的传导性质,电磁(EM)波在超过200米深的水下环境中性能不佳。传播距离很短的自由空间光(FSO)波也不适用于UUV。因此,UUV使用慢速声波进行深水测量。UUV在水中发出的信号的折射、吸收和散射进一步影响了信号的传播。海底信号的反弹以及因温度或密度差异而分离的水层导致了反射的产生。深水中的高压力进一步降低了信号传输速度,并产生了背景噪声和回声。因此,由于极其复杂的信号处理,水下通信需要高功率发射。天气变化、海浪、风向和洋流所造成的环境干扰也会对UUV的水下通信产生重大影响。所有这些因素都是UUV运营商所面临的挑战。


4  在预测期内,UUV的电气系统部门将以最高复合年增长率增长


    

   


电气系统分为全电动系统和混合动力系统。AUV制造商越来越多地投资以寻求可提高AUV续航力的解决方案。随着具有更高续航力的电池的推行,UUV有望应用于更广泛的领域。


5  预测期内,UUV电气推进部门的全电动系统将以最高复合年增长率增长


    

   


全电动系统涵盖了用于反水雷、反潜战和商业勘探的AUV中的所有锂离子电池。先进的锂离子电池具备紧凑、轻便、可充电、高可靠度的特点,可支持通信、导航、控制和能源系统等功能。在军事方面,锂离子电池用于支持关键的水下任务,如情报监视侦查(ISR)、反水雷(MCM)、反潜战(ASW)、快速环境评估(REA)、水下测量/维护以及科学任务。


6  AUV技术的快速发展


    

   


早些时候,AUV仅用于深水研究。但现在,由于其具备更快的处理器速度、小型化、深海导航、长任务寿命和较高的能量等特点,它们越来越多地应用于石油工业领域。AUV的主要优势是低成本和机动性。随着技术的进一步发展,太阳能或燃料电池将取代锂离子电池。SeeByte公司研发的AutoTracker自主导航系统可以使用声呐数据来寻找石油管道并进行检查,还可以存储高质量信息。可再生能源,如海洋热能和太阳能,也可作为运行AUV的能源。Cybernetix公司研发了一种称为Swimmer的电动混合AUV/ROV(遥控潜航器)解决方案。Swimmer系统是一个水下坞站,允许连接在水面设施上的航行器在水下长时间停留。AUV软件也用于基础设施维护。随着太阳能和燃料电池的推行,自然环境产生的能源将用于运行ROV和AUV。


7  UUV市场主要参与者


    

   


UUV市场的主要参与者包括挪威康斯博格海事公司(Kongsberg Maritime)、瑞典萨博公司(Saab AB)、美国国际海洋工程公司(Oceaneering International Inc.)、美国泰利丹技术(Teledyne Technologies)和美国通用动力公司(General Dynamics Corp.)(美国),美国波音公司(Boeing Company)以及荷兰辉固公司(Fugro)。


8  海洋数据及测绘需求


    

   


UUV配备有传感器和有效载荷,因而适用于开展海洋研究和海底测绘。UUV主要用于测量水温、盐度、pH值和洋流,以及帮助了解海洋动态。为导航和采矿绘制详细地图也需用这些数据。尽管无人水面艇(USV)也可以完成这些操作,但它们的生产成本很高。

OceanAero公司的Submaran和Triton是用于此目的的无人潜航器。UUV集成了潜艇和水面舰船的能力,可以收集广泛的数据,包括环境监测和采样、偏远地区监测、海洋数据收集和水文测量。它们也可作为有效的环境监测解决方案,应用于海洋研究或泄漏响应。


9  预测期内,按UUV类型划分,AUV市场将以最高复合年增长率增长


    

   


AUV在水下作业中展现出巨大潜力。这些可编程的自主机器人用于水下勘测任务,包括探测和测绘水下沉船、岩石和障碍物。AUV可以在难以进入的区域运行,由于装备了非常先进的载荷,因而可以提供十分准确的数据。由于美国增加了军用AUV的采购和研发经费支出,因此该国被认为是AUV利润丰厚的市场。


10  预测期内,按AUV形状划分,鱼雷形AUV市场将以最高复合年增长率增长


    

   


鱼雷AUV以鱼雷(电鳐鱼)命名,该种鱼能够释放8~220伏特的电(视种类而定),以击晕猎物和自我防卫。鱼雷AUV呈圆柱形,一端为半圆形或三角形的外壳,另一端为推进器。


11  北美地区占据了UUV市场的最大份额


    

   


2021年,北美领跑了无人潜航器市场。美国在该地区市场中占据了最大份额。美国和加拿大对无人潜航器需求的不断增长,以及其在不同商业和军事领域中的应用,是推动北美市场发展的关键因素。

北美无人潜航器市场的主要参与者包括美国国际海洋工程公司(Oceaneering International Inc. )、美国亨廷顿·英格尔斯工业公司(Huntington Ingalls Industries)、美国L3哈里斯技术公司(L3harris Technologies)、美国洛克希德马丁公司(Lockheed Martin Corporation)、美国泰利丹技术公司(Teledyne Technologies)、美国诺斯格鲁曼公司(Northrop Grumman Corp.)和美国通用动力公司(General Dynamics Corp.)。其他主要参与者也包括加拿大国际潜艇工程有限公司(International Submarine Engineering Ltd.)和美国安杜里尔公司(Anduril)。


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