Zycraft, podjetje s sedežem v Singapurju, specializirano za oblikovanje in proizvodnjo avtomatskih površinskih čolnov (ANC) za civilne in vojaške namene, še naprej izboljšuje prototip razreda Longrunner razreda ANC Independent Unmanned Surface Vessel (IUSV) Vigilant razreda z dodajanjem novih zmogljivosti.
Marca je Zycraft namestil daljinsko vodeno požarno šobo in električno požarno črpalko skupaj s pomožno strojno in programsko opremo za preizkušanje konceptov gašenja na daljavo. Samostojna oprema za gašenje požara je pokazala svojo sposobnost dovajanja vode do največ 40 metrov razdalje, čeprav podjetje načrtuje nadgradnjo sistema za povečanje dosega.
Po mnenju predsednika družbe Zycraft James Sun. Dodal je, da so druge specializirane možnosti na različnih stopnjah načrtovanja ali gradnje, na primer: boj proti podmornicam, pomorsko izvidovanje in nadzor, razminiranje ter iskanje in reševanje.
»Manjši ANC -ji so odvisni od nosilne rakete in ustreznih načinov izstrelitve in izterjave, z razvojem sistemov pa bodo težave z delovanjem še naprej prisotne, zlasti na odprtem morju. Poleg tega povečanje dosega zmanjšuje nosilnost ANC -ja in povečuje stroške lansirnega vozila. Z vključenim konceptom IUSV flotam tudi ni treba graditi večjih ladij samo za prevoz manjših ANC -jev, temveč se lahko zanesejo na večjo nosilnost IUSV -a in neločljivo daljši čas plovbe za prevoz potrebne ciljne opreme … vojne ladje bi se morale osredotočiti na to, kje so sovražne ladje in se ne obremenjujejo z upravljanjem majhne ANC."
"Po odhodu iz baze lahko IUSV odide na območje delovanja in tam ostane dolgo časa, potrebuje le redko polnjenje goriva, da bi podaljšal bivanje na morju,"
je dodal.
Gradbena in elektrarna
Po navedbah Zycrafta je bil Vigilant IUSV že od vsega začetka zasnovan kot nenaseljena platforma, tako da je bilo mogoče končni izdelek enostavno optimizirati za različna opravila, v nasprotju z izpopolnjevanjem tradicionalnih čolnov ali ladij. Lahko pa je po izbiri poseljen, v tandemskem prostoru za krmiljenje sta lahko nameščena do dva operaterja, nameščena na vzmetenih sedežih vojaškega standarda SHOXS, ki blažijo udarce.
Gradnja se je začela v začetku leta 2010 z vodilnim plovilom Longrunner, ki je bilo izstreljeno oktobra 2011. Celotna linija temelji na lahkem trupu, dolgem 16,5 metra in širokem 3,6 metra, s prazno težo približno 8500 kg in skupno izpodrivo 16000 kg, vključno z nosilnostjo in 7000 kg goriva.
Ohišje Longrunner ima visoko razmerje raztezanja, kar zmanjšuje upor pretoka. Narejen je iz kompozita ogljikovih vlaken, ojačanih z ogljikovimi nanocevkami, Arovex. Po Zycraftu je trup 40% močnejši in 75% lažji od trupa podobne velikosti iz tradicionalnega morskega aluminija ali steklenih vlaken, kar ANC -ju omogoča doseganje visokih hitrosti brez potrebe po velikih, težkih motorjih. Kombinacija lahkega trupa in motorjev z majhno prostornino omogoča večjo nosilnost in gorivo za povečanje potovalnega dosega in zmogljivosti.
Vigilant IUSV ima največjo hitrost 40 vozlov in trajanje jadranja več kot 30 dni, v skladu s specifikacijami podjetja, s potovalnim dosegom do 1500 navtičnih milj v standardni konfiguraciji pri ekonomski hitrosti 12 vozlov.
"Menimo, da je trajanje plovbe ključna značilnost za ANC, saj mora vozilo dalj časa opazovati pri nizkih hitrostih," je dejal Song. "Največja hitrost 40 vozlov je povsem primerna za ANC, saj plovila te velikosti z večjimi hitrostmi ni mogoče učinkovito uporabljati z višino valov nad meter."
ANK je opremljen z dvema turbopolnilnikoma dizelskima motorjema Yanmar 6LY3-ETP s prostornino 5, 8 litrov in suho težo 640 kg vsak, ki ustvarita skupno moč 960 KM. Motorji so povezani z menjalnikom ZF Marine ZF 280-1 na krmne pogone Konrad Marine 680 s proti vrtljivimi koaksialnimi propelerji, ki so bili posebej izbrani zaradi svoje sposobnosti zagotavljanja optimalne učinkovitosti v območju hitrosti do 40 vozlov.
"Imamo tudi izkušnje s sistemom direktnega pogona Arneson ASD10, opremljenim s propelerji Rolla s petimi rezili v čolnu s podobno obliko trupa," je pojasnil Sun. »Obe konfiguraciji zagotavljata dobro porabo goriva, zlasti med patruljami pri nizkih hitrostih, ki sta ena od glavnih nalog ANC.
S takšnim pogonskim sistemom imamo pri ugodnih pogojih porabo goriva približno 10-15 litrov na uro pri hitrosti 6 vozlov, se pravi, čas plovbe se z obstoječo prostornino rezervoarjev za gorivo znatno poveča. «
Komplet opreme
Naprava Vigilant 1USV je opremljena s kompletom senzorjev, ki vključuje sistem samodejnega prepoznavanja, strešno optoelektronsko nadzorno postajo Current Corporation Night Navigator 3 in radar za širokopasovni širokopasovni dostop 4G Simrad z deklariranim dosegom zaznavanja 36 navtičnih milj ter stabiliziranimi vsemi -okoli kamere.
Raziskovalna elektrooptična postaja vključuje nehlajen termovizor visoke ločljivosti z velikostjo matrike 640x480 in dvojnim vidnim poljem 20 ° in 6, 8 °, pa tudi 3-kratno optično povečavo in 12-kratno digitalno neprekinjeno povečavo; nočni pretvornik slike visoke ločljivosti z vidnim poljem 20 ° in neprekinjeno digitalno povečavo 12x; dnevna kamera visoke ločljivosti z ločljivostjo 1080i / 720p in vidnimi polji od 50 ° do 5,4 °, optičnim zoomom 10x in digitalnim zoomom 12x.
Medtem 360 ° prostorski sistem sestoji iz šestih 4 MP kamer pri nizki svetlobi AXIS Communications Q16 s hitrostjo sličic do 120 sličic na sekundo, povezanih v mrežo. Kamere so nameščene v samočistilnem modulu, ki uporablja zračne curke za čiščenje leč, da zagotovi odlično vidljivost v vseh vremenskih razmerah, je dejal Sun.
»Video stabilizirajo programski algoritmi, tako da izhodna slika ostane stabilna, tudi ko se IUSV premika. To olajša zaznavanje predmetov. S programsko opremo nemudoma samodejno povečamo sliko predmeta, da zmanjšamo obremenitev operaterja."
Napajanje na krovu zagotavlja generator 12 kW podjetja Fischer Panda, generator 5 kW pa dodatno energijo za funkcionalne sisteme in zagotavlja neprekinjeno delovanje v primeru okvare glavnega generatorja.
IUSV je opremljen z žiroskopskim stabilizatorjem Seakeeper Model 7000A, namenjenim stabilizaciji ladij s skupno maso od 15 do 25 ton. V skladu s specifikacijo lahko model 7000 A z dimenzijami 910x990x710 mm in maso 455 kg zagotovi navor dušenja do 15000 Nm in kompenzira kinetični moment do 7000 Nm / s. Za njegovo popolno promocijo je potrebno 45 minut (čeprav lahko doseže načine delovanja približno 20 minut po vklopu) in moč 3000 W, v stabilnem načinu je moč 1500-2000 W in 8 l / min morske vode potrebno za hlajenje.
Song je opozoril, da se takšni stabilizacijski sistemi običajno uporabljajo v pomorskih ladjah s posadko za zmanjšanje amplitude zvijanja in izboljšanje udobja posadke in potnikov, čeprav ponujajo pomembne koristi za nenaseljene ploščadi. Stabilen ANC lahko na primer pomaga optimizirati izhodne in sledilne zmogljivosti optičnih sklopk in radarjev na višji gladini morja.
"Pravzaprav odstrani roll, s čimer se znatno povečajo zmogljivosti radarja in optoelektronskih naprav na račun dodatne stabilnosti," je pojasnil. »Ker bo ladja verjetno uporabljala satelitski sistem za komunikacijo po obzorju, loputa Seakeeper pomaga tudi povečati zanesljivost povezave z zmanjšanjem obremenitve stabilizacijskega podsistema satelitskega komunikacijskega sistema.
Poleg tega se mora vsak ANC, ki izvaja misije nadzora podmornice ali razminiranja, nujno premikati počasi in potrebovati dobro stabilizacijo med spustom in vrnitvijo ciljne obremenitve. IUSV lahko zdaj deluje v bistveno višjih razmerah na morju. Ugotovili smo, da se tudi mirujoči IUSV ob udarcu ob bok vala z višino 1,5 metra obnaša relativno mirno, ker se preprosto vzpenja in gladko spušča, kar bi bilo nemogoče brez stabilizacijskega sistema."
Upravljanje in vodenje
Longrunner običajno upravlja iz namenskega poveljniškega centra, ki se nahaja v Zycraftovem objektu v zahodnem Singapurju. IUSV lahko upravljate s standardnimi širokopasovnimi radijskimi postajami ali mobilnimi modemi, medtem ko satelitski komunikacijski sistem L-pasu Cobham SAILOR500 FleetBroadBand500 (FBB500) podpira operacije v vseh vremenskih razmerah.
"Z eno samo anteno so vse kontrole in nabori podatkov šifrirani in posredovani med ANC in obalno postajo," je pojasnil Sun. "Pretočnost kanala za prenos podatkov omogoča brez odlašanja prenos radarske slike, slik z optoelektronske postaje in vseh kamer, informacije o sistemu samodejnega prepoznavanja in parametre čolna samega."
"Prilagodljivo omejevanje pasovne širine se uporablja za nadzor komunikacij, tako da povezava ostane zanesljiva," je dodal. "Sedanja rešitev za nadzor nad vozilom nad obzorjem je bila preizkušena v daljših preskušanjih v letih 2013 in 2017, ko je bil IUSV 22 dni nameščen za neprekinjeno delovanje brez posadke."
Podjetje je razvilo lastniško programsko opremo za upravljanje in upravljanje, ki je naložena na vgrajeni računalnik IUSV. Uporablja vgrajene algoritme za odkrivanje trkov in izogibanje, ki plovilu omogočajo samostojno navigacijo v pristaniščih in prometnih plovnih poteh.
Za opremljanje ukaznega centra so bili uporabljeni civilni računalniki in veliki zasloni. Trije zasloni prikazujejo informacije z radarja, z optoelektronske postaje in vsestranskih kamer ter krmilnih operacij ANC.
"Na zaslonu imamo visokokakovostno radarsko sliko, ki prikazuje tudi podatke o sledenju," je nadaljeval Sun. "Ponosni smo na radarsko podobo, ker daje operaterju zelo dober občutek okolja IUSV - operater ima skoraj popoln občutek, da je na krovu pravega čolna."
Medtem podsistemi IUSV medsebojno delujejo prek lokalnega omrežja in jih upravlja gostiteljski računalnik, ki si izmenjuje informacije in po radijski ali satelitski povezavi pošilja podatkovne pakete na obalno postajo. Načelo odprte arhitekture omogoča Zycraftu enostavno integracijo in konfiguriranje novih zmogljivosti v plovilo, je dejal Sun.
Gostiteljski računalnik ponuja tudi ločeno funkcijo odkrivanja in preprečevanja trkov, ki prejema informacije iz sistema za samodejno prepoznavanje, lidar, radar in slikovne naprave ter jih nato analizira. Za izboljšanje natančnosti in zanesljivosti je bila v letih 2013–2016 posodobljena programska oprema za preprečevanje trkov.
»Pri oblikovanju programa za preprečevanje trkov je bil največ truda porabljen za povečano prilagodljivost platforme zunanjim razmeram, kar omogoča gibanje na območjih z velikim prometom, pa tudi v odprtih vodah brez posredovanja operaterja. Mednarodna pravila za preprečevanje trkov ladij na morju so podlaga za odločanje, najpomembnejše pravilo pa je samoohranitev, je dodal. "Najmanjša varna razdalja določa odziv ANC, tudi če ima prednost prehoda."
Razvoj ladij
Zycraft je septembra 2013 dokončal začetni razvoj Vigilant IUSV, nato pa je Longrunner v 24 mesecih morskih poskusov v vodah Singapurja opravil 2.000 navtičnih milj. Kot poroča Zycraft, je enota sodelovala v demonstracijah za neimenovano floto, sodelovala pa je tudi v več operacijah, ki so trajale več kot 48 ur, vključno s preskusom morja maja 2013 na razdalji 150 navtičnih milj.
Družba je opravila tudi številne ocene lastnosti trupa v realnem svetu s poudarkom na trajanju jadranja, dosegu in plovnosti zasnove trupa z uporabo ladij dolgega dosega razreda Shomari, možnosti IUSV za posadko, ki jih ponuja Zycraft ladijskim podjetjem v regiji za boj proti piratom in materialno -tehnično oskrbo.
Ladje Shomari imajo enako obliko trupa kot Vigilant IUSV, enako skupno izpodrivanje 16 ton in podobno uravnoteženje, kar podjetju omogoča uporabo ladij posadke kot preskusnih platform.
Od leta 2014 so Shomari LRV opravili vrsto testov vzdržljivosti, vključno s sedemdnevno plovbo na dosegu 1.100 navtičnih milj. LRV so opravili tudi preskuse stabilnosti pri višinah valov do 4 metre, med katerimi so pri polni obremenitvi dosegli največjo hitrost 34 vozlov.
Spomladi leta 2017 je podjetje preizkusilo IUSV v Južnokitajskem morju, med katerim je 22 dni neprekinjeno plulo s povprečno hitrostjo 6 vozlov z občasnimi pospeški, sčasoma pa je prevozilo skupno razdaljo 1.900 navtičnih milj. Plovilo je šlo na preskuse z nekaj več kot 6.000 litri dizelskega goriva in se v pristanišče vrnilo z 2.800 litri.
IUSV sta upravljala dva operaterja na kopnem, ki sta plovilo spremljala 24 ur na dan, čeprav je družba zagotovila tudi spremljevalni čoln za reševanje nastalih vprašanj.
Razume se, da so nedavni življenjski testi okrepili pričakovanja Zycrafta glede porabe goriva IUSV, zanesljivosti njegove elektronike in mehanskih sistemov. Song je dejal, da so ti testi vzdržljivosti zagotovili podatke o zmogljivosti senzorja in navigacijskih sistemov v realnih razmerah.
"Ker je imel IUSV dolgo časa med preskusi priložnost opazovati pomorski promet in druge dogodke, smo lahko prepoznali jasne vzorce ladijskega prometa in bili celo priča več nevarnim pristopom komercialnih plovil", - je Sun delil, vendar podrobnosti ni želel posredovati.
"Bilo je nekaj izzivov, vendar smo lahko s posodobitvami programske opreme našli načine, kako jih premagati in optimizirati zmogljivosti IUSV v realnem času."
Prihodnje priložnosti
Družba veliko pozornosti namenja razširitvi nabora nalog za plovilo z uporabo zapečatenega modularnega prostora za nosilnost 3x3x2 metra z največjo nosilnostjo 3 tone.
"Ta predel je posebej zasnovan za tovor, ki zahteva posebno opremo za ravnanje," je dejal Sung. "Za vzdrževanje te ciljne obremenitve je v namensko skladišče za tovor mogoče namestiti dodatno opremo, na primer omare z elektroniko."
V predlaganem nizkocenovnem obrambnem sistemu za boj proti podmornicam bo IUSV opremljen s popolnim aktivnim / pasivnim sonarjem, ki ga dobavi eden od tehnoloških partnerjev podjetja Zycraft. Čoln bo deloval kot nadomestek protipodmorniške platforme, kar bo bojnim ladjam s posadko omogočilo, da se izognejo motnjam in opravljajo druge naloge.
Zycraft je razvil YZDDS-920 DDS (sonar za zaznavanje potapljača). Kompaktni sonarni sistem, visok 300 mm in premera 425 mm, se lahko namesti na krov Vigilant IUSV, druga plovila ANC in morja ali pa se uporablja kot stacionarna naprava za zaščito pristanišč ali obalne infrastrukture.
Po navedbah podjetja je DDS zasnovan za odkrivanje potapljačev z odprtim krogom na razdaljah do 600 metrov in potapljače, opremljene z regeneracijskim dihalnim aparatom na razdaljah do 400 metrov v vse smeri do največ 50 metrov globine. Sistem vključuje antensko enoto, ki tehta 45 kg, procesorsko enoto in grafični uporabniški vmesnik na prenosnem računalniku. Hkrati lahko spremlja do 100 predmetov in neodvisno izda opozorilni signal, ko zazna grožnjo.
Podjetje trenutno išče partnerja za vključitev sonarnega sistema v IUSV, pri čemer načrtuje v bližnji prihodnosti še en preizkus dolge plovbe, s poudarkom na podvodnih raziskavah in opazovanju. Song je opozoril, da bi lahko delo na integraciji sonarja odprlo pot za uvedbo tehnologij za boj proti podmornicam v prihodnosti. Zycraft pričakuje tudi povečano povpraševanje po operacijah iskanja in reševanja.
Družba je ugotovila, da je naprava IUSV, opremljena z ustreznimi senzorskimi sistemi in detektorji za prenos koordinat v izrednih razmerah, lahko odlična izbira za države z dolgimi obalami in velikimi morskimi območji.
Naprava IUSV, konfigurirana za iskanje in reševanje, lahko med takšnimi operacijami dolgo ostane na morju, medtem ko posebej zasnovan modul omogoča operaterju, da na daljavo reši preživele z uporabo robotske roke in nosi do sedem nosil z ranjenimi.
Naprave za nadzor bolnikov se lahko vgradijo v opremo za spremljanje psihološkega stanja žrtev in pošiljanje informacij obalni službi še pred prihodom na kopno.
Za izvidništvo in zbiranje obveščevalnih podatkov Zycraft razmišlja o uporabi zunanjih senzorjev, kot so privezani brezpilotni letali, za dolgoročni vizualni nadzor. Vendar pa se lahko moduli koristnega tovora po meri uporabijo za izpolnjevanje posebnih zahtev strank za civilne in vojaške namene.
Družba želi vstopiti tudi na trg usposabljanja in simulacije, v povezavi s katerim so začeli z razvojem novega projekta M75 Unmanned Target Boat. Cilj AHK, ki tehta 0,9 tone, ima skupno dolžino 5,8 metra, širino 1,6 metra in ugrez 0,33 metra. Čoln je opremljen z izvenkrmnim motorjem Yamaha F115, ki omogoča doseganje hitrosti 35 vozlov, rezervoar za gorivo s prostornino 220 litrov vam omogoča, da ste na morju do 23 ur pri hitrosti 12 vozlov ali 5 ure pri stabilnih največjih hitrostih.
ANK Vigilant IUSV je del majhne, a vse širše linije vsestranskih nenaseljenih platform z velikim premikom, ki se razvijajo v azijsko-pacifiški regiji.
Med državami s platformami ANC, dolgimi več kot 11 metrov, sta še posebej opazni Kitajska in Singapur, ki razvijata večnamenski čoln JARI, ki tehta 20 ton (China Shipbuilding Industry Corporation) in 22-tonski čoln Venus 16 (ST Engineering), optimiziran za minsko ukrepanje.
Velika površinska plovila brez posadke imajo flote več prednosti. Na primer, večji trupi imajo običajno večjo nosilnost in prostornino goriva, kar operaterjem daje večjo prilagodljivost in nadzorni polmer. Večje platforme so lahko po izbiri obvladljive za naloge, ki zahtevajo boljše zavedanje situacije in kompleksno odločanje.
Vendar velike avtomatske ladje zaradi svoje velike velikosti in izpodriva praviloma delujejo z obalnih baz, saj so za večino ladij, razen univerzalnih amfibijskih ladij, ki imajo velike pristajalne doke, preveč okorne in težke za izstrelitev in dviganje na krovu.
