Zycraft, Singapuris asuv ettevõte, mis on spetsialiseerunud tsiviil- ja sõjalistele rakendustele mõeldud automaatpindpaatide (ANC) projekteerimisele ja tootmisele, jätkab ANC sõltumatu mehitamata pinnalaeva (IUSV) valvsuse klassi Longrunner-klassi prototüübi täiustamist, lisades uusi võimalusi.
Märtsis paigaldas Zycraft kaugjuhitava tuletõrjeotsiku ja elektrilise tuletõrjepumba koos lisaseadmete ja tarkvaraga, et testida kaugtuletõrje kontseptsioone. Autonoomsed tulekustutusseadmed on näidanud oma võimet tarnida vett maksimaalselt 40 meetri kaugusele, kuigi ettevõte kavatseb kaugust suurendada.
Zycrafti presidendi James Suni sõnul on meeskonnata tuleplatvorm üks paljudest Longrunneri platvormil uuritud mõistetest. Ta lisas, et muud spetsialiseeritud võimalused on projekteerimise või ehitamise eri etappides, näiteks: allveelaevade vastane sõda, mereväe luure ja jälgimine, miinitõrje ning otsimine ja päästmine.
„Väiksemad ANC -d sõltuvad kanderakettidest ning sobivatest stardi- ja taastamismeetoditest ning süsteemide arenedes püsivad tööprobleemid, eriti avamerel. Lisaks vähendab vahemiku suurendamine ANC kasulikku koormust ja suurendab kanderakettide kulusid. Kui kaasatud on IUSV kontseptsioon, ei pea laevastikud ehitama ka suuremaid laevu ainult väiksemate ANC -de vedamiseks, vaid nad võivad tugineda suurema IUSV kandevõimele ja omasele pikale purjetamisajale, et kanda vajalikku sihtvarustust … sõjalaevad peaksid keskenduma sellele, kuhu nad on vaenlase laevad ja neid ei koorma väikese ANC juhtkond."
"Pärast baasist lahkumist saab IUSV minna tegevuspiirkonda ja jääda sinna pikaks ajaks, vajades vaid harva tankimist, et pikendada merel viibimise kestust,"
ta lisas.
Ehitus ja elektrijaam
Zycrafti sõnul kavandati Vigilant IUSV algusest peale asustamata platvormiks, nii et lõpptooteid oleks lihtne erinevate ülesannete jaoks optimeerida, erinevalt traditsiooniliste paatide või laevade täiustamisest. Siiski võib see olla valikuliselt asustatud, tandem-roolikambrisse mahub kuni kaks operaatorit, kes istuvad lööke summutavatel sõjalise standardi SHOXS vedrustusega istmetel.
Ehitust alustati 2010. aasta alguses, juhtlaev Longrunner lasti vette 2011. aasta oktoobris. Kogu liin põhineb kergel kerel, mille pikkus on 16,5 meetrit ja laius 3,6 meetrit, tühimassiga umbes 8500 kg ja kogumahuga 16000 kg, kaasa arvatud kasulik koormus ja 7000 kg kütust.
Longrunneri korpusel on kõrge venivussuhe, mis vähendab voolutakistust. See on valmistatud Arovexi patenteeritud süsiniknanotoruga tugevdatud süsinikkiust komposiidist. Zycrafti sõnul on kere 40% tugevam ja 75% kergem kui sarnase suurusega kere, mis on valmistatud traditsioonilisest merelisest alumiiniumist või klaaskiust, võimaldades ANC -l saavutada suuri kiirusi, ilma et oleks vaja suuri ja raskeid mootoreid. Kerge kere ja väikese töömahuga mootorite kombinatsioon võimaldab pardal kanda rohkem kasulikku koormust ja kütust, suurendades sõiduulatust ja võimalusi.
Valvava IUSV maksimaalne kiirus on 40 sõlme ja purjetamisaeg üle 30 päeva, vastavalt ettevõtte pakutud spetsifikatsioonile, reisilaius kuni 1500 meremiili standardkonfiguratsioonis ja majanduslikul kiirusel 12 sõlme.
"Usume, et purjetamisaeg on ANC jaoks peamine tunnusjoon, kuna sõiduk peab lähetuse ajal jälgima pikemat aega madalatel kiirustel," ütles Song. "40 sõlme tippkiirus on ANC jaoks täiesti piisav, kuna suurema suurusega laevu ei saa tõhusalt kasutada, kui lainekõrgus on üle meetri."
ANK on varustatud kahe turbomootoriga Yanmar 6LY3-ETP diiselmootoriga mahuga 5, 8 liitrit ja kuivainega 640 kg, mis koguvõimsuseks on 960 hj. Mootorid on ühendatud läbi ZF Marine ZF 280-1 käigukasti Konrad Marine 680 ahtriajamitega, millel on vastassuunas pöörlevad koaksiaalsed propellerid, mis on spetsiaalselt valitud nende võime tõttu tagada optimaalne efektiivsus kiirusevahemikus kuni 40 sõlme.
"Meil on ka kogemusi Arneson ASD10 otseajamiga, mis on varustatud viie labaga Rolla propelleridega sarnase kerekujuga paadis," selgitas Sun. „Mõlemad konfiguratsioonid tagavad hea kütusesäästlikkuse, eriti väikese kiirusega patrulloperatsioonide ajal, mis on ANC üks peamisi ülesandeid.
Sellise tõukejõusüsteemi korral on meil soodsates tingimustes kütusekulu umbes 10–15 liitrit tunnis kiirusel 6 sõlme, see tähendab, et purjetamisaeg pikeneb oluliselt koos olemasolevate kütusepaakide mahuga.”
Varustuse komplekt
Seade Vigilant 1USV on varustatud andurikomplektiga, mis sisaldab automaatset tuvastussüsteemi, katusel asuvat optoelektroonilist jälgimisjaama Current Corporation Night Navigator 3 ja Simrad Broadband 4G mastiradarit, mille avastamisulatus on 36 meremiili, samuti stabiliseeritud kõik -ümbritsevad kaamerad.
Uuringu elektrooptiline jaam sisaldab jahutamata suure eraldusvõimega termokaamerat, mille maatriksi suurus on 640x480 ja kahekordne vaateväli 20 ° ja 6, 8 °, samuti 3x optiline suum ja 12x digitaalne pidev suum; suure eraldusvõimega öine pildimuundur vaateväljaga 20 ° ja pidev digitaalne suurendus 12x; kõrge resolutsiooniga päevakaamera eraldusvõimega 1080i / 720p ja vaateväljad 50 ° kuni 5,4 °, optiline suum 10x ja digitaalne suum 12x.
Vahepeal koosneb 360 ° ruumiline süsteem kuuest 4MP AXIS Communications Q16 hämaras kaamerast, mille kaadrisagedus on kuni 120 kaadrit sekundis. Kaamerad on paigutatud isepuhastuvasse moodulisse, mis kasutab läätsede puhastamiseks õhujoad, et tagada suurepärane nähtavus kõikides ilmastikutingimustes, ütles Sun.
„Video stabiliseerivad tarkvara algoritmid, nii et väljundpilt jääb stabiilseks ka siis, kui IUSV veereb. See hõlbustab objektide tuvastamist. Kasutame tarkvara, et objekti pilti koheselt automaatselt suurendada, et vähendada operaatori koormust."
Toiteallikaks pardal on Fischer Panda 12 kW generaator, samas kui 5 kW generaator annab funktsionaalsetele süsteemidele lisaenergiat ja tagab pideva töö põhigeneraatori rikke korral.
IUSV on varustatud Seakeeperi mudeli 7000A güroskoopilise stabilisaatoriga, mis on ette nähtud laevade stabiliseerimiseks kogumassiga 15 kuni 25 tonni. Vastavalt spetsifikatsioonile suudab 7000 A mudel mõõtmetega 910x990x710 mm ja kaaluga 455 kg pakkuda summutusmomenti kuni 15000 Nm ja kompenseerida kineetilist momenti kuni 7000 Nm / s. Selle täielikuks reklaamimiseks on vaja 45 minutit (kuigi see võib jõuda töörežiimidesse umbes 20 minutit pärast sisselülitamist) ja võimsust 3000 W, stabiilses režiimis võimsust 1500–2000 W ja 8 l / min merevett. jahutamiseks vajalik.
Song märkis, et selliseid stabiliseerimissüsteeme kasutatakse tavaliselt meeskonnaliikmetega merelaevadel, et vähendada rulli amplituudi ning parandada meeskonna ja reisijate mugavust, kuigi need pakuvad asustamata platvormidele märkimisväärset kasu. Näiteks stabiilne ANC aitab optimeerida optronite ja radarite väljundit ja jälgimist kõrgemal merepinnal.
"See eemaldab tegelikult rulli, suurendades seeläbi oluliselt radari ja optoelektrooniliste seadmete võimalusi täiendava stabiilsuse arvelt," selgitas ta. „Kuna laev kasutab tõenäoliselt üle horisondi suhtlemiseks satelliitsüsteemi, aitab Seakeeperi siiber ka ühenduse usaldusväärsust suurendada, vähendades satelliitsidesüsteemi stabiliseerimissüsteemi koormust.
Lisaks peavad kõik allveelaevade kontrolli või demineerimisülesandeid teostavad ANC -d liikuma tingimata aeglaselt ja vajavad sihtkoormuse laskumise ja tagasipöördumise ajal head stabiliseerumist. IUSV saab nüüd töötada oluliselt kõrgemates mereoludes. Saime teada, et isegi statsionaarne IUSV käitub 1,5 meetri kõrguse laine külge tabades suhteliselt rahulikult, sest see lihtsalt tõuseb ja langeb sujuvalt, mis oleks ilma stabiliseerimissüsteemita võimatu."
Juhtimine ja kontroll
Longrunnerit juhitakse tavaliselt spetsiaalsest juhtimiskeskusest, mis asub Zycrafti rajatises Singapuri lääneosas. IUSV-d saab kasutada tavaliste lairibaraadiote või mobiilsidevõrgu modemite abil, samal ajal kui Cobham SAILOR500 FleetBroadBand500 (FBB500) L-riba satelliitsidesüsteem toetab iga ilmaga toimuvaid horisondi operatsioone.
"Ühe antenniga on kõik juhtelemendid ja andmekogumid krüpteeritud ning edastatud ANC ja rannikujaama vahel," selgitas Sun. "Andmeedastuskanali läbilaskevõime võimaldab viivitamatult edastada radaripilti, pilte optoelektroonilisest jaamast ja kõigist kaameratest, automaatse tuvastussüsteemi teavet ja paadi enda parameetreid."
"Side kohandamiseks kasutatakse adaptiivset ribalaiuse piiramist, et ühendus püsiks usaldusväärne," lisas ta. "Praegust silmapiiriülest sõidukite juhtimislahendust testiti 2013. ja 2017. aasta laiendatud katsetes, kui IUSV kasutati 22 päevaks pidevate mehitamata operatsioonide jaoks."
Ettevõte on välja töötanud patenteeritud juhtimis- ja juhtimistarkvara, mis laaditakse IUSV pardaarvutisse. See kasutab sisseehitatud kokkupõrke tuvastamise ja vältimise algoritme, mis võimaldavad laeval iseseisvalt navigeerida sadamates ja hõivatud veeteedel.
Juhtimiskeskuse varustamiseks kasutati tsiviilarvuteid ja suuri kuvareid. Kolm ekraani kuvavad teavet radarilt, optoelektroonikajaamast ja universaalsetest kaameratest ning ANC juhtimistoimingutest.
"Meie ekraanil on kvaliteetne radaripilt, mis näitab ka jälgimisteavet," jätkas Sun. "Oleme radaripildi üle uhked, sest see annab operaatorile väga hea ettekujutuse IUSV keskkonnast - operaatoril on peaaegu täielik tunne, et ta on tõelise paadi pardal."
Vahepeal suhtlevad IUSV alamsüsteemid kohaliku võrgu kaudu ja neid juhib hostarvuti, mis vahetab teavet ja saadab andmepakette raadio- või satelliitühenduse kaudu rannajaama. Avatud arhitektuuri põhimõte võimaldab Zycraftil hõlpsalt uusi võimalusi laeva integreerida ja konfigureerida, ütles Sun.
Hostarvuti pakub ka eraldi kokkupõrke tuvastamise ja vältimise funktsiooni, võttes vastu automaatse tuvastussüsteemi, lidari, radari ja pildistamisseadmete teavet ning seejärel seda analüüsides. Täpsuse ja töökindluse parandamiseks uuendati aastatel 2013-2016 kokkupõrkeid vältivat tarkvara.
„Kokkupõrke vältimise programmi kavandamisel kulutati suurem osa jõupingutustest platvormi suuremale kohanemisvõimele välistingimustega, mis võimaldab liikuda tiheda liiklusega piirkondades, aga ka avavees ilma operaatori sekkumiseta. Otsuste tegemisel võetakse aluseks rahvusvahelised reeglid laevade kokkupõrgete vältimiseks merel, kuid kõige olulisem reegel on enesekaitse, lisas ta. "Minimaalne ohutu kaugus määrab ANC reageerimise isegi siis, kui sellel on läbipääsu eelis."
Laevade arendamine
Zycraft lõpetas valvsate IUSV -de esialgse arendamise 2013. aasta septembris, pärast mida läbis Longrunner Singapuri vetes 24 -kuulise merekatse käigus 2000 meremiili. Zycrafti teatel osales üksus nimetu laevastiku meeleavaldusel ning osales ka mitmetes operatsioonides, mis kestsid üle 48 tunni, sealhulgas mereproovist 2013. aasta mais 150 meremiili kaugusel.
Ettevõte on teinud ka reaalseid merehinnanguid laevakere omadustele, rõhutades purjetamise kestust, ulatust ja kere konstruktsiooni merekõlblikkust, kasutades Shomari-klassi pikamaalaevu, meeskonna IUSV võimalusi, mida Zycraft pakub. piirkonna laevandusettevõtetele, et võidelda piraatide ning materiaalse ja tehnilise varustusega.
Shomari laevadel on kere kuju sama mis Vigilant IUSV -l, sama kogumahuga 16 tonni ja sarnane tasakaalustamine, mis võimaldab ettevõttel kasutada katsealustena meeskonnalaevu.
Alates 2014. aastast on Shomari LRV-d läbinud rea vastupidavustesti, sealhulgas seitsmepäevase purjetamise 1100 meremiili ulatuses. LRV -d läbisid stabiilsuskatsed ka lainekõrgustel kuni 4 meetrit, mille jooksul saavutasid nad maksimaalse kiirusega 34 sõlme.
2017. aasta kevadel katsetas ettevõte IUSV-d Lõuna-Hiina meres, mille jooksul seilas ta 22 päeva vahepeatusteta keskmise kiirusega 6 sõlme perioodiliste kiirendustega, läbides lõpuks kogupikkuse 1900 meremiili. Alus läks katsetele veidi üle 6000 liitri diislikütusega ja naasis sadamasse 2800 liitriga.
IUSV -d juhtisid kaks operaatorit kaldal, jälgides laeva ööpäevaringselt, kuigi ettevõte pakkus ka eskortpaadi, et lahendada tekkinud probleemid.
On arusaadav, et hiljutised eluea testid on tugevdanud Zycrafti ootusi IUSV kütusesäästule, selle elektroonika ja mehaaniliste süsteemide töökindlusele. Song ütles, et need vastupidavustestid andsid andmeid anduri ja navigatsioonisüsteemide toimimise kohta reaalsetes tingimustes.
"Kuna IUSV -l oli testide ajal võimalus pikka aega jälgida mereliiklust ja muid sündmusi, suutsime ära tunda selged laevandusharjumused ja olla isegi tunnistajaks mitmele kommertslaeva ohtlikule lähenemisele."
- Sun jagas, kuid keeldus üksikasju edastamast.
"Esines mõningaid väljakutseid, kuid suutsime leida võimalusi nende ületamiseks ja tarkvaravärskenduste kaudu optimeerida IUSV reaalajas toimivaid võimalusi."
Tuleviku võimalused
Ettevõte pöörab suurt tähelepanu laeva ülesannete hulga laiendamisele, kasutades selle suletud moodulruumi, mille kandevõime on 3x3x2 meetrit ja maksimaalne kandevõime 3 tonni.
"See sektsioon on spetsiaalselt loodud selleks, et mahutada kasulikku koormust, mis nõuab spetsiaalseid käitlemisseadmeid," ütles Sung. "Selle sihtkoormuse toetamiseks saab selleks ettenähtud kaubaruumi paigaldada lisaseadmeid, näiteks elektroonikakapid."
Kavandatava odava allveelaevade vastase kaitse kontseptsiooni kohaselt varustatakse IUSV täieliku aktiivse / passiivse sonariga, mille tarnib üks Zycrafti tehnoloogiapartner. Paat töötab allveelaevade vastase platvormi asendajana, võimaldades meeskonnaliikmetel lahingulaevadel tähelepanu kõrvale juhtida ja muid ülesandeid täita.
Zycraft on välja töötanud YZDDS-920 DDS (sukeldujate tuvastamise sonar). Kompaktset 300 mm kõrgust ja 425 mm läbimõõduga sonarisüsteemi saab paigaldada valvsate IUSV -de, teiste ANC- ja merelaevade pardale või kasutada statsionaarse seadmena sadamate või rannikutaristu kaitsmiseks.
Ettevõtte sõnul on DDS loodud avastama avatud ahelaga sukeldujaid kuni 600 meetri kaugusel ja regeneratiivse hingamisaparaadiga varustatud sukeldujaid kuni 400 meetri kaugusel igas suunas kuni 50 meetri sügavusele. Süsteem sisaldab 45 kg kaaluvat antenniseadet, protsessorit ja sülearvuti graafilist kasutajaliidest. See võib samaaegselt jälgida kuni 100 objekti ja väljastada ohu tuvastamisel iseseisvalt hoiatussignaali.
Ettevõte otsib praegu partnerit, et integreerida sonarisüsteem IUSV -sse, plaanides lähitulevikus läbi viia veel üks pika reisi katse, keskendudes veealustele uuringutele ja vaatlustele. Song märkis, et töö sonari integreerimisega võib tulevikus avada tee allveelaevade vastase sõja tehnoloogia kasutuselevõtuks. Zycraft ootab ka suurenenud nõudlust otsingu- ja päästeoperatsioonide järele.
Ettevõte märkis, et hädaolukordades koordinaatide edastamiseks sobivate andurisüsteemide ja detektoritega varustatud IUSV -seade võib olla suurepärane valik pikkade rannajoonte ja suurte merealadega riikidele.
Otsinguks ja päästmiseks konfigureeritud IUSV -seade võib selliste toimingute ajal merel püsida pikka aega, samas kui spetsiaalselt loodud moodul võimaldab operaatoril päästa ellujäänuid robotkäe abil ja kanda haavatuga kuni seitset kanderaami.
Patsientide jälgimisseadmeid saab lisada seadmetesse ohvrite psühholoogilise seisundi jälgimiseks ja teabe edastamiseks rannikuteenistusele juba enne kaldale saabumist.
Luureks ja luureandmete kogumiseks kaalub Zycraft pikaajaliseks visuaalseks jälgimiseks kasutusele võtta pardaväliseid andureid, näiteks lõastatud droone. Kohandatud kandevõime mooduleid saab aga kasutada nii tsiviil- kui ka sõjalistel eesmärkidel klientide konkreetsete nõuete täitmiseks.
Ettevõte soovib siseneda ka koolitus- ja simulatsiooniturule, millega seoses alustati uue projekti M75 Unmanned Target Boat arendamist. 0,9 tonni kaaluva AHK sihtmärgi kogupikkus on 5,8 meetrit, laius 1,6 meetrit ja süvis 0,33 meetrit. Paat on varustatud päramootoriga Yamaha F115, mis võimaldab saavutada kiirust 35 sõlme, 220 -liitrine kütusepaak võimaldab olla merel kuni 23 tundi kiirusel 12 sõlme või 5 tundi stabiilsetel maksimaalsetel kiirustel.
ANK Vigilant IUSV on osa väikesest, kuid laienevast suure nihkega mitmekülgsest asustamata platvormist, mida arendatakse Aasia ja Vaikse ookeani piirkonnas.
Üle 11 meetri pikkuste ANC-platvormidega riikidest on eriti tähelepanuväärsed Hiina ja Singapur, kes arendavad vastavalt 20 tonni kaaluvat mitmeotstarbelist paati JARI (China Shipbuilding Industry Corporation) ja 22-tonnist paati Venus 16 (ST Engineering). minu tegevus.
Suured mehitamata pinnalaevad pakuvad laevastikele mitmeid eeliseid. Näiteks suurematel keredel on tavaliselt suurem kandevõime ja kütusemaht, mis annab operaatoritele suurema paindlikkuse ja juhtimisraadiuse. Suuremad platvormid võivad olla valikuliselt hallatavad ülesannete jaoks, mis nõuavad paremat olukorrateadlikkust ja keerulist otsuste tegemist.
Suured suurused ja veeväljasurve tõttu töötavad aga suured automaatlaevad reeglina rannikualadelt, kuna enamiku laevade puhul, välja arvatud universaalsed kahepaiksed laevad, millel on suured maandumisdokid, on need vettelaskmiseks liiga tülikad ja rasked. ja tõstmine pardal.
