Zycraft, o companie din Singapore specializată în proiectarea și fabricarea de bărci automate de suprafață (ANC) pentru aplicații civile și militare, continuă să îmbunătățească prototipul clasei Longrunner al clasei Vigilant ANC Independent Unmanned Surface Vessel (IUSV), adăugând noi capacități.
În martie, Zycraft a instalat o duză de incendiu controlată de la distanță și o pompă electrică de incendiu împreună cu hardware și software auxiliare pentru a testa conceptele de stingere a incendiilor la distanță. Echipamentele de stingere a incendiilor autonome și-au demonstrat capacitatea de a livra apă la o distanță maximă de 40 de metri, deși compania intenționează să actualizeze sistemul pentru a crește autonomia.
Platforma de pompieri fără echipaj este unul dintre mai multe concepte explorate pe platforma Longrunner, potrivit președintelui Zycraft, James Sun. El a adăugat că alte opțiuni specializate se află în diferite etape de proiectare sau construcție, de exemplu: războiul anti-submarin, recunoașterea și supravegherea navală, acțiunea împotriva minelor și căutarea și salvarea.
„ANC-urile mai mici depind de vehiculul de lansare și de metodele adecvate de lansare și recuperare și, pe măsură ce sistemele evoluează, problemele operaționale vor persista, în special în marea liberă. În plus, mărirea autonomiei reduce sarcina utilă a ANC și crește costurile vehiculului de lansare. Având în vedere conceptul IUSV, flotele nu trebuie, de asemenea, să construiască nave mai mari doar pentru a transporta ANC-uri mai mici, în schimb, se pot baza pe capacitatea de încărcare mai mare a IUSV și timpul inerent de navigație lungă pentru a transporta echipamentul țintă necesar … navele de război ar trebui să se concentreze pe unde sunt nave inamice și nu trebuie să fie împovărați de conducerea unui ANC mic.
"După ce a părăsit baza sa, IUSV poate merge în zona de operare și apoi să rămână acolo pentru o lungă perioadă de timp, având nevoie doar de alimentări rare pentru a crește durata șederii pe mare", el a adăugat.
Construcție și centrală electrică
Potrivit Zycraft, Vigilant IUSV a fost conceput de la bun început ca o platformă nelocuită, astfel încât produsul final să poată fi optimizat cu ușurință pentru diverse sarcini, spre deosebire de rafinamentul bărcilor sau navelor tradiționale. Cu toate acestea, poate fi locuită opțional, timoneria în tandem poate găzdui până la doi operatori, așezați pe scaune cu suspensie SHOXS standard militare care absorb șocurile.
Construcția a început la începutul anului 2010, cu nava principală Longrunner lansată în octombrie 2011. Întreaga linie se bazează pe un corp ușor de 16,5 metri lungime și 3,6 metri lățime, cu o greutate goală de aproximativ 8500 kg și o deplasare totală de 16000 kg, inclusiv o sarcină utilă și 7000 kg de combustibil.
Corpul Longrunner are un raport de alungire ridicat, ceea ce reduce rezistența la curgere. Este fabricat din compozitul exclusiv din fibră de carbon armat cu nanotuburi de carbon Arovex. Potrivit Zycraft, carena este cu 40% mai puternică și cu 75% mai ușoară decât o carenă de dimensiuni similare fabricată din aluminiu tradițional de marină sau fibră de sticlă, permițând ANC să atingă viteze mari fără a fi nevoie de motoare mari și grele. Combinația dintre o carenă ușoară și motoare cu deplasare redusă permite transportarea mai multă sarcină utilă și combustibil pentru o autonomie și capacități de croazieră sporite.
Vigilant IUSV are o viteză maximă de 40 de noduri și o durată de navigație mai mare de 30 de zile, conform specificațiilor furnizate de companie, cu o autonomie de croazieră de până la 1.500 mile marine în configurație standard la o viteză economică de 12 noduri.
„Credem că durata navigației este o caracteristică esențială pentru ANC, deoarece vehiculul trebuie să observe cu viteză mică pentru perioade lungi de timp în timpul desfășurării”, a spus Song. "O viteză maximă de 40 de noduri este destul de adecvată pentru ANC, deoarece o navă de această dimensiune cu viteze mai mari nu poate fi utilizată eficient cu înălțimi de undă de peste un metru."
ANK este echipat cu două motoare diesel turbocompresoare Yanmar 6LY3-ETP cu un volum de 5, 8 litri și o greutate uscată de 640 kg fiecare, care generează o putere totală de 960 CP. Motoarele sunt cuplate printr-o cutie de viteze ZF Marine ZF 280-1 la transmisii de la Konrad Marine 680 cu elice coaxiale contrarotante, care au fost selectate special pentru capacitatea lor de a oferi o eficiență optimă pe o gamă de viteze de până la 40 de noduri.
„Avem, de asemenea, experiență cu sistemul de antrenare directă Arneson ASD10 echipat cu elice Rolla cu cinci lame într-o barcă cu o formă similară a corpului navei”, a explicat Sun. „Ambele configurații asigură o bună eficiență a combustibilului, în special în timpul operațiunilor de patrulare cu viteză redusă, care sunt una dintre misiunile principale ale ANC.
Cu un astfel de sistem de propulsie, avem un consum de combustibil de aproximativ 10-15 litri pe oră la o viteză de 6 noduri în condiții favorabile, adică timpul de navigație crește semnificativ odată cu volumul existent de rezervoare de combustibil."
Set de echipamente
Dispozitivul Vigilant 1USV este echipat cu un kit de senzori, care include un sistem de recunoaștere automată, o stație de supraveghere optoelectronică pe acoperiș Current Corporation Night Navigator 3 și un radar Simrad Broadband 4G cu un domeniu de detectare declarat de 36 mile marine, precum și stabilizat toate -camere rotunde.
Stația electro-optică de sondaj include un aparat de fotografiat termic de înaltă rezoluție, fără răcire, cu o dimensiune a matricei de 640x480 și un câmp vizual dublu de 20 ° și 6, 8 °, precum și zoom optic 3x și zoom continuu digital 12x; convertor de imagine de noapte de înaltă rezoluție cu un câmp vizual de 20 ° și mărire digitală continuă de 12x; cameră de zi cu rezoluție înaltă, cu o rezoluție de 1080i / 720p și câmpuri vizuale de la 50 ° la 5,4 °, zoom optic 10x și zoom digital 12x.
Între timp, sistemul surround 360 ° este format din șase camere de 4MP AXIS Communications Q16 cu lumină redusă, cu rate de cadru de până la 120 fps, conectate în rețea. Camerele sunt amplasate într-un modul de autocurățare care utilizează jeturi de aer pentru a curăța lentilele, pentru a asigura o vizibilitate excelentă în toate condițiile meteorologice, a spus Sun.
„Videoclipul este stabilizat de algoritmi software, astfel încât imaginea de ieșire să rămână stabilă chiar și atunci când IUSV rulează. Acest lucru facilitează detectarea obiectelor. Folosim software-ul pentru a mări instantaneu imaginea obiectului în mod automat, pentru a reduce sarcina operatorului."
Alimentarea la bord este asigurată de un generator de 12 kW de la Fischer Panda, în timp ce un generator de 5 kW furnizează energie suplimentară pentru sistemele funcționale și asigură funcționarea continuă în cazul unei defecțiuni a generatorului principal.
IUSV este echipat cu un stabilizator giroscopic Seakeeper Model 7000A proiectat pentru a stabiliza navele cu o masă totală de 15 până la 25 de tone. Conform specificațiilor, modelul 7000 A cu dimensiunile 910x990x710 mm și cântărind 455 kg poate asigura un cuplu de amortizare de până la 15000 Nm și poate compensa momentul cinetic de până la 7000 Nm / s. Pentru promovarea sa completă, sunt necesare 45 de minute (deși poate atinge modurile de funcționare la aproximativ 20 de minute după pornire) și o putere de 3000 W, într-un mod stabil, o putere de 1500-2000 W și 8 l / min de apă de mare este necesare pentru răcire.
Song a menționat că astfel de sisteme de stabilizare sunt utilizate în mod obișnuit la navele maritime cu echipaj pentru a reduce amplitudinea rulării și a îmbunătăți confortul echipajului și al pasagerilor, deși oferă beneficii semnificative pentru platformele nelocuite. De exemplu, un ANC stabil poate ajuta la optimizarea performanței și a urmăririi performanțelor optocuploarelor și radarelor la niveluri mai mari ale mării.
„De fapt, elimină rola, crescând astfel semnificativ capacitățile radarului și dispozitivelor optoelectronice în detrimentul unei stabilități suplimentare”, a explicat el. „Deoarece nava va utiliza probabil un sistem de satelit pentru comunicații peste orizont, amortizorul Seakeeper ajută și la creșterea fiabilității conexiunii prin reducerea sarcinii pe subsistemul de stabilizare al sistemului de comunicații prin satelit.
În plus, orice ANC care efectuează misiuni de control submarin sau de deminare trebuie să se miște în mod necesar încet și să aibă nevoie de o bună stabilizare în timpul coborârii și întoarcerii sarcinii țintă. IUSV poate funcționa acum în condiții de mare semnificativ mai mari. Am aflat că chiar și un IUSV staționar se comportă relativ calm atunci când lovește partea unui val cu o înălțime de 1,5 metri, deoarece pur și simplu crește și cade lin, ceea ce ar fi imposibil fără sistemul de stabilizare."
Comanda si control
Longrunner este de obicei operat de la un centru de comandă dedicat situat în instalația Zycraft din vestul Singapore. IUSV poate fi operat folosind radiouri standard în bandă largă sau modemuri celulare, în timp ce sistemul de comunicații prin satelit cu bandă L Cobham SAILOR500 FleetBroadBand500 (FBB500) acceptă operațiuni în orice vreme peste orizont.
„Cu o singură antenă, toate comenzile și seturile de date sunt criptate și transmise între ANC și stația de coastă”, a explicat Sun. "Debitul canalului de transmisie a datelor permite transmiterea fără întârziere a imaginii radar, a imaginilor din stația optoelectronică și a tuturor camerelor, a informațiilor despre sistemul automat de recunoaștere și a parametrilor bărcii în sine."
„Limitarea lățimii de bandă adaptivă este utilizată pentru a controla comunicațiile, astfel încât conexiunea să rămână fiabilă”, a adăugat el. „Soluția actuală de control al vehiculului peste orizont a fost testată în teste extinse în 2013 și 2017, când IUSV a fost desfășurat timp de 22 de zile pentru operațiuni continue fără pilot”.
Compania a dezvoltat un software propriu de comandă și control care este încărcat pe computerul de bord IUSV. Folosește algoritmi de detectare și evitare a coliziunilor încorporați pentru a permite navei să navigheze autonom în porturi și pe căile navigabile aglomerate.
Calculatoare civile și afișaje mari au fost folosite pentru echiparea centrului de comandă. Trei ecrane de afișare afișează informații de la radar, de la stația optoelectronică și camerele multifuncționale și operațiunile de control ANC.
„Avem pe ecran o imagine radar de înaltă calitate, care arată și informații de urmărire”, a continuat Sun. „Suntem mândri de imaginea radar, deoarece oferă operatorului un bun simț al mediului IUSV - operatorul are senzația aproape completă că se află la bordul unei bărci adevărate.”
Între timp, subsistemele IUSV interacționează printr-o rețea locală și sunt controlate de un computer gazdă care schimbă informații și trimite pachete de date către stația de coastă printr-o legătură radio sau prin satelit. Principiul arhitecturii deschise permite Zycraft să integreze și să configureze cu ușurință noi capacități în navă, a spus Sun.
Computerul gazdă oferă, de asemenea, o funcție separată de detectare și evitare a coliziunilor, primind informații de la un sistem automat de recunoaștere, lidar, radar și dispozitive de imagine și apoi analizându-le. Pentru a îmbunătăți precizia și fiabilitatea, software-ul de evitare a coliziunilor a fost actualizat în 2013-2016.
„În proiectarea programului de evitare a coliziunilor, cea mai mare parte a efortului a fost cheltuită pe adaptabilitatea crescută a platformei la condiții externe, care vă permite să vă deplasați în zone cu trafic intens, precum și în ape deschise fără intervenția operatorului. Regulile internaționale pentru prevenirea coliziunilor navelor pe mare sunt utilizate ca bază pentru luarea deciziilor, dar cea mai importantă regulă este autoconservarea, a adăugat el. "Distanța minimă de siguranță determină răspunsul ANC chiar și atunci când are prioritate de trecere."
Dezvoltarea navei
Zycraft a finalizat dezvoltarea inițială a VIGILANT IUSV în septembrie 2013, după care Longrunner a parcurs 2.000 de mile marine în 24 de luni de încercări pe mare în apele Singapore. Potrivit Zycraft, unitatea a participat la o demonstrație pentru o flotă nenumită și a participat, de asemenea, la mai multe operațiuni care au durat mai mult de 48 de ore, inclusiv un test pe mare în mai 2013 la o distanță de 150 de mile marine.
Compania a întreprins, de asemenea, o serie de evaluări marine reale ale proprietăților corpului navei, cu accent pe durata navigației, raza de acțiune și navigabilitatea proiectării corpului navei, utilizând navele cu rază lungă de acțiune din clasa Shomari, opțiunile IUSV cu echipaj oferite de Zycraft companiilor de transport maritim din regiune pentru a combate pirații și aprovizionarea materială și tehnică.
Navele Shomari au aceeași formă de carenă ca și VIGILANT IUSV, aceeași deplasare totală de 16 tone și echilibrare similară, care permite companiei să utilizeze nave de echipaj ca platforme de testare.
Din 2014, LRV-urile Shomari au fost supuse unei serii de teste de rezistență, inclusiv o navigație de șapte zile la o distanță de 1.100 mile marine. LRV-urile au trecut, de asemenea, teste de stabilitate la înălțimi de undă de până la 4 metri, timp în care au atins o viteză maximă de 34 de noduri sub sarcină maximă.
În primăvara anului 2017, compania a testat IUSV în Marea Chinei de Sud, timp în care a navigat fără oprire timp de 22 de zile la o viteză medie de 6 noduri cu accelerații periodice, acoperind în cele din urmă o distanță totală de 1.900 mile marine. Nava a ieșit la încercări cu puțin peste 6.000 de litri de motorină și s-a întors în port cu 2.800 de litri.
IUSV a fost operat de doi operatori pe uscat, monitorizând nava 24 de ore pe zi, deși compania a furnizat și o barcă de escortă pentru a rezolva orice probleme apărute.
Se înțelege că recentele teste de viață au susținut așteptările Zycraft în ceea ce privește economia de combustibil a IUSV, fiabilitatea sistemelor sale electronice și mecanice. Song a spus că aceste teste de rezistență au furnizat date despre performanța senzorului și a sistemelor de navigație în condiții reale.
„Deoarece IUSV a avut ocazia să observe traficul maritim și alte evenimente pentru o lungă perioadă de timp în timpul testelor, am putut recunoaște modele clare de transport și chiar am asistat la câteva abordări periculoase ale navelor comerciale”, - Sun a distribuit, dar a refuzat să ofere detalii.
„Au existat unele provocări, dar am reușit să găsim modalități de a le depăși și de a optimiza capacitățile IUSV în timp real prin actualizări de software”.
Oportunități viitoare
Compania acordă o atenție deosebită extinderii gamei de sarcini pentru navă prin utilizarea compartimentului său modular etanș pentru o sarcină utilă de 3x3x2 metri cu o capacitate maximă de 3 tone.
„Acest compartiment este special conceput pentru a găzdui o sarcină utilă care necesită echipamente de manipulare specializate”, a spus Sung. „Pentru a susține această sarcină țintă, echipamentele auxiliare, cum ar fi dulapurile electronice, pot fi instalate în cala de marfă desemnată.”
În conceptul de apărare antisubmarin propus la preț redus, IUSV va fi echipat cu un sonar activ / pasiv complet furnizat de unul dintre partenerii tehnologici ai Zycraft. Barca va funcționa ca un înlocuitor pentru platforma antisubmarină, permițând navelor de luptă cu echipaj să evite distragerea atenției și să îndeplinească alte sarcini.
Zycraft a dezvoltat YZDDS-920 DDS (sonar de detectare a scufundătorilor). Sistemul sonar compact, cu o înălțime de 300 mm și un diametru de 425 mm, poate fi instalat la bordul Vigilant IUSV, altor nave ANC și marine sau poate fi folosit ca dispozitiv staționar pentru protejarea porturilor sau a infrastructurii de coastă.
Potrivit companiei, DDS este conceput pentru a detecta scafandri cu circuit deschis la distanțe de până la 600 de metri și scafandri echipați cu aparat de respirație regenerativă la distanțe de până la 400 de metri în toate direcțiile până la o adâncime maximă de 50 de metri. Sistemul include o unitate de antenă cu o greutate de 45 kg, o unitate de procesare și o interfață grafică de utilizare pe un laptop. Poate urmări simultan până la 100 de obiecte și poate emite independent un semnal de avertizare atunci când este detectată o amenințare.
Compania caută în prezent un partener care să integreze sistemul sonar în IUSV, cu planuri de a efectua un alt test de călătorie lungă în viitorul apropiat, concentrându-se pe cercetarea și observarea subacvatică. Song a menționat că lucrările privind integrarea sonarului ar putea deschide calea introducerii în viitor a tehnologiilor de luptă antisubmarină. Zycraft se așteaptă, de asemenea, la o cerere crescută pentru operațiuni de căutare și salvare.
Compania a menționat că dispozitivul IUSV, echipat cu sisteme adecvate de senzori și detectoare pentru transmiterea coordonatelor în situații de urgență, ar putea fi o alegere excelentă pentru țările cu linii de coastă lungi și zone mari de mare.
Dispozitivul IUSV, configurat pentru căutare și salvare, în timpul unor astfel de operațiuni poate rămâne pe mare pentru o lungă perioadă de timp, în timp ce un modul special conceput permite operatorului să salveze de la distanță supraviețuitorii folosind un braț robotizat și să transporte până la șapte brancarde cu răniții.
Dispozitivele de monitorizare a pacienților pot fi încorporate în echipamente pentru a monitoriza starea psihologică a victimelor și pentru a trimite informații serviciului de coastă chiar înainte de a ajunge la țărm.
Pentru recunoaștere și colectare de informații, Zycraft are în vedere implementarea unor senzori off-board, cum ar fi drone legate, pentru supravegherea vizuală pe termen lung. Cu toate acestea, modulele de sarcină utilă personalizate pot fi implementate pentru a îndeplini cerințele specifice ale clienților atât în scopuri civile, cât și militare.
Compania dorește, de asemenea, să intre pe piața de formare și simulare, în legătură cu care au început dezvoltarea unui nou proiect M75 Unmanned Target Boat. Ținta AHK cântărind 0,9 tone are o lungime totală de 5,8 metri, o lățime de 1,6 metri și un tiraj de 0,33 metri. Barca este echipată cu un motor exterior Yamaha F115, care vă permite să atingeți o viteză de 35 de noduri, un rezervor de combustibil cu o capacitate de 220 de litri vă permite să stați pe mare până la 23 de ore la o viteză de 12 noduri sau 5 ore la viteze maxime stabile.
ANK Vigilant IUSV face parte dintr-o linie mică, dar în expansiune, de platforme nelocuite, versatile și cu deplasare mare, în curs de dezvoltare în regiunea Asia-Pacific.
Dintre țările cu platforme ANC de peste 11 metri lungime, China și Singapore sunt deosebit de remarcabile, dezvoltând respectiv barca JARI cu mai multe sarcini, cântărind 20 de tone (China Shipbuilding Industry Corporation) și barca de 22 de tone Venus 16 (ST Engineering), optimizată pentru acțiunea mea.
Navele mari de suprafață fără pilot oferă mai multe avantaje flotelor. De exemplu, corpurile mai mari tind să aibă mai mult volum de încărcare utilă și capacitate de combustibil, oferind operatorilor mai multă flexibilitate și rază de control. Platformele mai mari pot fi gestionate opțional pentru sarcini care necesită o mai bună conștientizare a situației și luarea de decizii complexe.
Cu toate acestea, datorită dimensiunii și deplasării lor mari, navele automate mari, de regulă, funcționează de la baze de coastă, deoarece pentru majoritatea navelor, cu excepția navelor amfibii universale, care au docuri mari de debarcare, acestea sunt prea greoaie și grele pentru lansare și ridicarea.la bord.
