德国船厂:用模块化集装箱 造氢能无人潜艇

维克·

刚拿下加拿大史上最大国防订单的德国船厂,还有一艘更奇怪的船,仍停在船坞里没下水——一艘82英尺长、无人驾驶的潜艇。它是用集装箱模块搭起来的,不是造得能塞进集装箱里,而是直接围着集装箱造船身。它靠氢能驱动。

TKMS刚拿下加拿大史上最大的国防合同,为其建造有人潜艇。但船坞里更激进的家伙,是一艘没人会登上的船——一艘82英尺长的自主潜艇,用集装箱形状的模块拼成,靠氢能驱动。按计划,它要在今年内下水。

TKMS宣称这是首艘获得DNV原则性认可(Approval in Principle)的同类船只。但仔细读一下他们自己的新闻稿,这个"首个"的说法站不住脚。搞清楚TKMS到底宣布了什么、又证明了什么,比行业直接把这个"里程碑"当真更重要。

如果模块化、无人潜艇成为海上能源作业的标准形式——比如地震勘测、海底维护、ROV部署——那么掌握这条供应链的公司,将重塑海洋基础设施的建造和维护方式。这会从海床开始,影响能源成本。

集装箱的逻辑

集装箱之所以好用,是因为其他一切都围着它改造了。港口、吊车、拖车底盘,还有船本身,全都是围绕这个有两种标准长度的瓦楞钢箱重新设计的。全球货运照这个规矩运转了大约七十年。

德国船厂TKMS花了九年时间,把这个思路用在潜艇上。不是造一艘小到能塞进集装箱的船——这种做法已经有好几家公司在做了。而是直接用集装箱形状的模块拼出船身,再在外面裹上一层流体外壳。

成品长82英尺,宽23英尺(合25米乘7米)。没人在里面。它靠氢燃料电池驱动,锂电池作为补充电源。设计目的不是打仗,是干海上作业:往海底放地震传感器、搭载钻机、更换海底控制模块、运送工作级ROV去作业点。

5月7日,TKMS宣布,船级社DNV已经给这艘船颁发了原则性认可证书。这艘船叫MUM,全称"可改装水下母船"(Modifiable Underwater Mothership)。按计划,它要在今年年底前第一次下水。

证书没有标题说的那么响亮

TKMS的新闻稿标题说,自己是全球首家拿到无人自主水面/水下船只原则性认可的公司。但正文里的表述要窄得多:首家德国公司。两句话就写在同一份文件里。

这个差距很关键,因为DNV这种证书发得相当频繁。过去十八个月里,DNV已经为一套推进系统、一款液化二氧化碳运输船设计、一套船用电池架构,还有一种用于载人压力容器的3D打印工艺,都发过原则性认可证书。这份证书在这个行业里,其实是常规文书工作。

DNV给每份证书都附上同样的说明:所谓"原则性认可",是"基于预定要求框架,对某个概念做出的独立评估",用来确认设计可行、没有明显障碍。说白了,就是一个不为你工作的外部机构,帮你审了一遍图纸。

这不代表可以直接把船丢进水里、然后撒手不管。TKMS也没这么说过。

DNV给无人船发证书已经好多年了。那些船全都下过水。

这才是这条新闻真正有意思的地方——比新闻稿本身说的更值得琢磨。

DNV在2018年发布了第一版关于自主和遥控船只的指导方针,此后一直在这个领域深耕。DNV的自主航行团队表示,他们已经审核过从7米到78米不等的各类船只,有人的、无人的都有,涵盖渡轮、勘测船、无人艇和货船。

康士伯海事(Kongsberg Maritime)在2024年拿到一份原则性认可,用来把轮机长的工作从船上搬到岸上的控制室。同一年,海洋无限公司(Ocean Infinity)在SMM展会上拿到首份远程支持作业合规声明。Reach Subsea现在有一艘24米的无人勘测船,正在DNV的船级管理之下。

这些船,全都下过水。它们有吃水线、雷达探测范围,还有能用的无线电链路。

MUM的认可比较特殊,同时依据了两份DNV文件:水下技术的船级规则,以及自主和遥控船只的船级指南。这个组合,才是这次认可真正有分量的地方。

给承压船体定的规则手册,和给"船上没人"定的规则手册,此前从没被放在一起用过。这次是第一次——针对的是一艘要长期在黑暗中作业的船,那里无线电信号到不了,水面上也没人能看到它出了问题。

TKMS潜艇业务部门负责人克里斯蒂安·罗格(Christian Rogge)说,符合船级规则是开发自主海事系统"最大的挑战之一"。这话说得没错,也是整份新闻稿里最不带宣传色彩的一句。

船身是围着集装箱造的,不是塞进集装箱里的

能装进集装箱运输的机器人潜艇,早就是一个成熟品类了。澳大利亚的Speartooth潜艇,今年6月由C2 Robotics公司交付给美国海军,就能装进标准商用集装箱,从船坡道直接下水。土耳其的Sinarit概念船也是同样的思路。这两个例子里,集装箱都只是运输用的箱子。

MUM反过来干。Naval News网站在2023年报道过这个项目的组装工作,把这个区别说得很清楚:其他大型无人潜航器是设计成能塞进集装箱,而MUM是直接围着集装箱造出来的。

TKMS自己的项目页面介绍,这些模块是标准的10英尺或20英尺集装箱,分成两大类。

基础模块负责驱动整艘船:配平、控制、悬停,燃料电池和推进系统,还有通信和控制。

任务模块负责干活:一个装ROV的舱室,用来布放和回收水听器的设备,还有从海底取土样的钻探设备。

各模块之间的接口是标准化的,所以客户或第三方供应商都能自己造模块,直接装进去。这才是TKMS真正要卖的东西——不是一艘潜艇,是一套组装套件。

这也解释了为什么船宽达到23英尺。波音的"逆戟鲸"(Orca)是个管状船体。MUM是一排箱子外面裹了层壳。据Naval News报道,这也是TKMS把这个布局叫做"扁鱼"的原因——表面足够稳定,指挥塔可以挂在一侧,不用架在船顶上。

参数数值说明
船长82英尺(25米)船身由集装箱大小的模块组装而成,外覆流体外壳
船宽23英尺(7米)美国海军界定"超大型无人潜航器"的直径门槛是7英尺以上
模块尺寸10英尺/20英尺基础与任务模块均采用标准集装箱长度
首次下水目标2026年底属于验证性测试,试验原计划在2024年进行

波音走的是又长又窄的路线,TKMS走的是又宽又"民用"的路线

对美国人来说,最容易联想到的参照物,就是美国海军的"逆戟鲸"。两艘船的长度接近,很容易被拿来比较。

波音的技术资料显示,Orca单独长度为51英尺,装上34英尺的载荷模块后能延长到85英尺。它靠混合动力系统,能跑6500海里——水下用电池,水面用柴油发电机。波音称它是目前在研的最大无人潜航器。

美国海军2026年5月的造船计划里,为Orca拨了款:2027财年建造2艘,到2031财年前一共建造16艘,总预算约11.3亿美元。

所以,装上延长模块后,Orca比MUM长3英尺,但宽度差远了。美国海军对"超大型"的门槛是直径超过84英寸,而MUM宽达23英尺。

任务定位上的差距,比船体宽度的差距还要大。美国海军造Orca,是为了能不派人去布雷。而按TKMS的说法,MUM的作业设想是:ROV作业、更换海底控制模块、布放和回收海底节点用于地震勘测,还有搭载水下钻机。

面向的是海上能源、深海科研、基础设施检测这些领域。简单说,这是一艘没人开的工作船,瞄准的是目前得靠支援船、满编船员、再加上合适天气窗口才能干这些活的行业。

验证船的进度,已经晚了差不多两年

这一切都还没下水,而且时间表已经改过不止一次。

TKMS自己的项目页面写着,MUM2项目从2021年春天启动,原计划2025年初结束。现在已经是2026年7月了,这个页面还没更新过。军事媒体Janes同期报道称,验证船原本预计在2024年年中就开始试验。军事媒体Overt Defense在5月报道,原定2024年的试验已经推迟到2026年底,但资金仍在持续到位。

这笔钱是联邦资金。TKMS在宣布MUM2项目获批时,把这个联合项目的总预算定在约3500万欧元,其中2200万欧元来自德国经济部的海事研究计划。弗劳恩霍夫FKIE研究所在2021年基尔的资金授予仪式上,也重复了这个数字。

TKMS负责协调整个联合体,其余成员包括EvoLogics公司、罗斯托克大学、柏林工业大学、德国航空航天中心,还有弗劳恩霍夫FKIE研究所。EvoLogics正是那家研发仿海豚声学组网技术的柏林公司,同样的技术也用在了Greyshark项目里——这从侧面说明,德国真正在做这个方向的人有多少。

相比之下,有人潜艇这条线今年过得顺利多了。7月6日,加拿大总理马克·卡尼宣布,TKMS成为加拿大巡逻潜艇项目的首选供应商,最多将建造12艘212CD型潜艇。渥太华方面称,这是加拿大历史上规模最大的一笔国防采购。

按计划,合同将在2027年底前签署,首艘潜艇2034年交付。(关于德国船厂如何击败韩国韩华海洋拿下这笔订单,我们此前已有报道。)

不过,那些可都是载人的潜艇。

TKMS还没公布真正关键的数字

到目前为止,还没有关于这艘验证船额定下潜深度、速度或续航能力的官方数据。这些数字通常要等测试完成后才会公布。

外界流传的"5000米"这个数字,其实来自项目自身材料里对整个MUM系列未来目标的描述,还附带一个10吨的载荷目标,以及以"周"为单位的任务时长。这是整个系列的远景目标,不是这艘25米验证船的具体规格。TKMS也没说清楚,这艘验证船到底是按哪种配置造的。

原则性认可证书说明的是:图纸在逻辑上是成立的。是一个外部机构审阅之后,没能找出明显的问题。但它说明不了:一艘23英尺宽、没有船员、没有无线电联系的集装箱堆叠体,能不能在几百米深的水下,自己判断出哪里出了故障,然后想办法自己回家。

今年年底的验证测试,将是第一次在真实海水中,回答这个问题。

信息来源:autonocion