材料选用与结构设计
出于特种用途考虑，船体材料一般采用玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维等复合材料作为主要结构材料。相对于铝合金材料，复合材料的可设计性更好，可以满足USV定制化设计的需求;复合材料有较高的自振频率，可减低噪声和振动;复合材料的抗腐蚀、抗海生物附着能力强;复合材料的比强度是铝合金的3倍以上，满足结构性能前提下重量更轻;复合材料具有较低的机械振动和电磁特征，使USV具有良好隐身性。
在结构设计中，复合材料夹芯结构是USV船体结构的主要形式，尤其是在一些尺度较大的USV上被广泛采用。夹芯式结构形式，其中间采用PP板、PVC板等作为结构芯材，内外表面包覆玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等复合材料。夹芯式结构的特点是重量轻、强度高[4]，不仅可以增加USV的有效载荷，而且抗碰撞、耐摩擦能力强、减振吸能，具有良好的结构安全性。
3 USV动力驱动设计特点
在军用领域，航速高、操纵性好是USV能够用于灵活作战的基础，是其海上作战能力的关键。因此，应从船型设计、船机桨匹配两方面考虑：采用具有最佳排水量的船型主尺度参数，在确保载重需求的前提下力争减小船重;提高船体快速性，减小行进阻力;在保证其输出功率的同时，提高动力系统效率、降低能耗、提高USV有效载荷。
为了能够安全、高效地执行任务，并能在极限状态下顺利返航，USV必须具备可靠地续航能力。在燃油配置量已定的前提下，推进效率是决定续航力大小的关键。
从动力推进方式来看，小于5 m的USV主要采用电机作为动力，大于5 m的USV一般采用柴油机作为动力来源。出于操纵性的考虑，目前在研的USV 40%以上采用的是喷水推进方式，尤其对于吃水浅、杂草泥沙多、水流紊乱的水域环境，螺旋桨推进方式并不合理，同时在水面漂浮物密布的浅水区，螺旋桨容易出现拖挂现象，采用隧道螺旋桨推进或者喷水推进装置是较好的解决方式[5]。与常规螺旋桨推进不同的是，喷水推进器内置的螺旋桨可以大大降低水域乱流带来的不利影响，保证良好的推进效率;吸水口设有格栅，可以将水草以及其他漂浮物阻挡在船体之外，避免螺旋桨缠绕，并且喷水推进器具有更好的操纵性[6]。
4 USV总布置设计特点
总布置设计是USV功能设计的基础。USV不同于常规船艇，其平台和无人系统所包含的電气、机械、电子、武器、辅助系统不仅数量多、品种杂、新研制模块多，而且需要将这些系统模块安装在紧凑的空间内;指令的传达、执行和数据的采集、转换，不仅与无人控制模块本身有关，也极大地取决于安装布置方式，因此USV除了要考虑通用总布置需求外，还要考虑任务功能和无人装备对整船安全性的影响。
应从整体层面出发，结合船体性能与无人模块的安装进行总体设计，力求协调统一，同时又不以降低船体的快速性、稳性等船体性能为代价。总布置设计，要重点解决以下3个问题：
（1）整体布局的科学性：舱室设计、上层建筑设计、重量配置应统筹规划，并能兼顾后期加装、更换任务模块的需求;
（2）增强隐身性：将具有大反射面或者易被探测结构放置在船体内部，并尽量减少上层建筑的高度;
（3）兼顾外观：总布置必然涉及到外观，为了整体布局的美观性，尽量减少附属结构，使整体结构协调统一，也可以减少阻力和船重。
5 USV外观设计特点
USV的外观设计不仅为了美观，对于军用USV，先进的隐身技术是提高其战斗力和生命力的重要保障。
无论是理论分析还是实验研究都表明，外观造型是实现USV隐身最直接、最有效的手段。对于雷达散射截面而言，物体的形状远比尺寸重要。多棱角外形和融合外形是减少雷达散射截面的两个重要途径：前者是将USV外形设计成多棱面体，使得整个船身只呈现出几个有限的窄散射峰值;融合外形技术主要包括平面和空间的三维融合，通过对船艇截面形状进行合理设计，使其侧向的镜面散射变为劈形边缘绕射，从而大大降低船艇的侧向雷达散射截面[7]。因此，船体甲板等突出物，多采用倾斜式、圆弧式设计，上层建筑采用内倾式设计，整体外形采用多棱角设计，以减少雷达散射截面积。
实船验证表明，USV的各面与其甲板面垂直时，雷达散射面积最大，若各面倾斜10 °时则雷达散射面积将减小80%左右。如同样一个驾驶室，在不改变驾驶室的情况下，一个是做成平板形体，驾驶室两侧与甲板相垂直;一个则做球形体，那么二者的雷达散射面积相差可达上千倍。因此，合理设计无人水面艇的外形，使艇体的雷达散射面积减小，可以收到立杆见影的隐身效果。
6 结语
USV平台设计技术是以传统船舶设计为依托，但又有自己鲜明的特点。只有深入了解USV的使用需求和特点，有针对性地进行平台设计，才能设计出性能优良的USV。在未来国家海洋战略中，成本低廉、智能高效的USV将扮演着越来越重要的角色。开展USV平台技术研究，是实现“USV+”战略的技术基础，对完善我国海上智能装备体系具有重要意义。
参考文献
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[4]石勇，刘宇等.夹层复合材料在潜艇声隐身结构中的应用及其相关技术研究[J].材料开发与应用，2008（6）.
[5]黄贤源，陆秀平等.无人水面测量艇技术研究（一）：船型及推进方式设计[J]-海洋测绘，2016（2）.
[6]李晓辉，朱玉泉等.喷水推进器的发展研究综述[J].液压与气动，2007（7）.
[7]郑向阳.某三体舰船总体初步设计及隐身性研究[D].哈尔滨工程大学， 2010.
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