A Zycraft, egy szingapúri székhelyű, polgári és katonai célokra szánt automatikus felszíni csónakok (ANC) tervezésére és gyártására szakosodott vállalat, új képességek hozzáadásával tovább javítja az ANC Independent Unmanned Surface Vessel (IUSV) Vigilant osztályának Longrunner osztályú prototípusát..
Márciusban a Zycraft egy távvezérelt tűzoltó fúvókát és egy elektromos tűzoltó szivattyút, valamint a kiegészítő hardvereket és szoftvereket telepített a távoli tűzoltási koncepciók tesztelésére. Az önálló tűzoltó berendezések bebizonyították, hogy képesek a vizet legfeljebb 40 méter távolságra szállítani, bár a vállalat a hatótávolság növelése érdekében a rendszer korszerűsítését tervezi.
A Zycraft elnöke, James Sun szerint a legénység nélküli tűzplatform egyike a Longrunner platformon feltárt számos koncepciónak. Hozzátette, hogy más speciális lehetőségek a tervezés vagy az építés különböző szakaszaiban vannak, például: tengeralattjáró-ellenes hadviselés, tengeri felderítés és megfigyelés, aknavédekezés és keresés-mentés.
„A kisebb ANC -k a hordozórakétától és a megfelelő indító- és helyreállító módszerektől függenek, és a rendszerek fejlődésével a működési problémák továbbra is fennállnak, különösen a nyílt tengeren. Ezenkívül a hatótávolság növelése csökkenti az ANC hasznos terhelését és növeli a hordozórakéta költségeit. Az IUSV koncepciót figyelembe véve a flottáknak sem kell nagyobb hajókat építeniük csak a kisebb ANC -k szállítására, hanem a nagyobb IUSV teherbírására és a vele járó hosszú vitorlázási időre támaszkodhatnak a szükséges célfelszerelések szállításához … a hadihajóknak arra kell összpontosítaniuk, hogy hol ellenséges hajók, és nem terhelik őket egy kis ANC vezetése."
"Miután elhagyta bázisát, az IUSV a működési területre mehet, majd sokáig ott maradhat, és csak ritkán kell tankolnia, hogy meghosszabbítsa a tengeren való tartózkodást."
hozzátette.
Építő- és erőmű
A Zycraft szerint a Vigilant IUSV -t kezdettől fogva lakatlan platformként tervezték, így a végtermék könnyen optimalizálható különféle feladatokra, szemben a hagyományos csónakok vagy hajók finomításával. Azonban opcionálisan lakható, a tandem kormányállásban akár két kezelő is elfér, akik ütéscsillapító katonai szabványú SHOXS felfüggesztésű üléseken ülnek.
Az építés 2010 elején kezdődött, a vezető hajó, a Longrunner 2011 októberében indult útjára. A teljes vonal egy könnyű, 16,5 méter hosszú és 3,6 méter széles hajótestre épül, üres súlya körülbelül 8500 kg, teljes elmozdulása pedig 16000 kg, beleértve a hasznos teherbírást és a 7000 kg üzemanyagot.
A Longrunner test nagy nyúlási arányú, ami csökkenti az áramlási ellenállást. Az Arovex szabadalmaztatott szén nanocsővel megerősített szénszálas kompozitjából készül. A Zycraft szerint a hajótest 40% -kal erősebb és 75% -kal könnyebb, mint egy hasonló méretű, hagyományos tengeri minőségű alumíniumból vagy üvegszálból készült hajótest, lehetővé téve az ANC számára, hogy nagy sebességet érjen el nagy, nehéz motorok nélkül. A könnyű hajótest és az alacsony térfogatú motorok kombinációja lehetővé teszi több hasznos teher és üzemanyag szállítását a fedélzeten, így növelve a körutazási tartományt és a képességeket.
A Vigilant IUSV maximális sebessége 40 csomó, a vitorlázás időtartama pedig több mint 30 nap, a vállalat által megadott specifikáció szerint, és a hajózási hatótávolsága akár 1500 tengeri mérföld normál konfigurációban, 12 csomós gazdasági sebességgel.
"Úgy véljük, hogy a vitorlázás időtartama kulcsfontosságú jellemző az ANC számára, mivel a járműnek kis sebességgel kell megfigyelnie a telepítés során hosszabb ideig" - mondta Song. "A 40 csomós végsebesség teljesen megfelel az ANC -nek, mivel egy ekkora hajó nagyobb sebességgel nem használható hatékonyan, ha a hullám magassága meghaladja a métert."
Az ANK két Yanmar 6LY3-ETP turbófeltöltős dízelmotorral van felszerelve, 5, 8 literes és 640 kg száraz tömeggel, amelyek összteljesítménye 960 LE. A motorok a ZF Marine ZF 280-1 sebességváltón keresztül össze vannak kapcsolva a Konrad Marine 680 hátsó hajtásokkal, ellentétesen forgó koaxiális légcsavarokkal, amelyeket kifejezetten úgy választottak ki, hogy képesek optimális hatékonyságot biztosítani akár 40 csomó sebességtartományban.
„Van tapasztalatunk az Arneson ASD10 közvetlen hajtású rendszerrel is, amely ötlapátos Rolla légcsavarokkal van felszerelve egy hasonló hajótestű hajóban”-magyarázta a Sun. „Mindkét konfiguráció jó üzemanyag -hatékonyságot biztosít, különösen a kis sebességű járőrözési műveletek során, amelyek az ANC egyik elsődleges feladata.
Egy ilyen meghajtórendszerrel kedvező körülmények között 6 csomós sebességgel körülbelül 10-15 liter / óra üzemanyag-fogyasztásunk van, vagyis a vitorlázási idő jelentősen megnő a meglévő üzemanyag-tartályok mennyiségével."
Berendezés készlet
A Vigilant 1USV eszköz érzékelő készlettel van felszerelve, amely magában foglal egy automatikus felismerő rendszert, egy tetőtéri optoelektronikai megfigyelőállomást, a Current Corporation Night Navigator 3 -at és egy Simrad szélessávú 4G árbocradart, amelynek bejelentett észlelési tartománya 36 tengeri mérföld, valamint stabilizálva van -körülvevő kamerák.
A felmérési elektrooptikai állomás tartalmaz egy hűtés nélküli nagy felbontású hőkamerát, mátrix mérete 640x480, kettős látómező 20 ° és 6, 8 °, valamint 3x optikai zoom és 12x digitális folyamatos zoom; nagy felbontású éjszakai képátalakító, 20 ° -os látómezővel és 12x folyamatos digitális nagyítással; nagy felbontású nappali kamera 1080i / 720p felbontással és 50 ° - 5,4 ° látómezővel, 10x optikai és 12x digitális zoom.
Eközben a 360 ° Surround rendszer hat 4MP-es AXIS Communications Q16 gyenge fényviszonyokból álló kamerából áll, amelyek képkockasebessége akár 120 képkocka / másodperc, és amelyek hálózatba vannak kötve. A kamerák egy öntisztító modulban vannak elhelyezve, amely légsugarak segítségével tisztítja a lencséket, hogy minden időjárási körülmények között kiváló láthatóságot biztosítson-mondta a Sun.
„A videót szoftveres algoritmusok stabilizálják, így a kimeneti kép akkor is stabil marad, ha az IUSV gördül. Ez megkönnyíti a tárgyak észlelését. A szoftver segítségével azonnal automatikusan kinagyítjuk az objektum képét, hogy csökkentsük a kezelő terheit."
A fedélzeti áramellátást a Fischer Panda 12 kW -os generátora biztosítja, míg az 5 kW -os generátor további energiát biztosít a funkcionális rendszerekhez, és biztosítja a folyamatos működést egy főgenerátor meghibásodása esetén.
Az IUSV Seakeeper Model 7000A giroszkópos stabilizátorral van felszerelve, amelynek célja a 15-25 tonna össztömegű hajók stabilizálása. A specifikáció szerint a 910x990x710 mm méretű és 455 kg súlyú 7000 A modell akár 15000 Nm csillapítási nyomatékot is biztosíthat, és a mozgási nyomatékot 7000 Nm / s -ig képes kiegyenlíteni. A teljes promócióhoz 45 perc szükséges (bár az üzemmódokat körülbelül 20 perccel a bekapcsolás után is elérheti), és 3000 W teljesítmény, stabil üzemmódban 1500-2000 W teljesítmény és 8 l / perc tengervíz hűtéshez szükséges.
Song megjegyezte, hogy az ilyen stabilizáló rendszereket jellemzően a legénységben közlekedő tengerjáró hajóknál használják, hogy csökkentsék a gurulás amplitúdóját és javítsák a személyzet és az utasok kényelmét, bár jelentős előnyökkel járnak a lakatlan peronok számára. Például egy stabil ANC segíthet optimalizálni az optocsatolók és a radarok kimeneti és nyomkövetési teljesítményét magasabb tengerszinten.
"Valójában eltávolítja a tekercset, ezáltal jelentősen növelve a radar és az optoelektronikai eszközök képességeit a nagyobb stabilitás rovására" - magyarázta. „Mivel a hajó valószínűleg műholdrendszert fog használni a horizonton túli kommunikációhoz, a Seakeeper csappantyú is hozzájárul a kapcsolat megbízhatóságának növeléséhez azáltal, hogy csökkenti a műholdas kommunikációs rendszer stabilizációs alrendszerének terhelését.
Ezenkívül minden tengeralattjáró -ellenőrző vagy aknamentesítő feladatot végrehajtó ANC -nek szükségszerűen lassan kell mozognia, és jó stabilizációra van szüksége a süllyedés és a célterhelés visszatérése során. Az IUSV most lényegesen magasabb tengeri körülmények között is képes működni. Megtudtuk, hogy még a helyhez kötött IUSV is viszonylag nyugodtan viselkedik, amikor egy 1,5 méteres magasságú hullám oldalát érinti, mert egyszerűen simán emelkedik és süllyed, ami lehetetlen lenne a stabilizáló rendszer nélkül."
Parancs és irányítás
A Longrunner -t általában a Zycraft nyugat -szingapúri létesítményében található dedikált parancsnoki központból üzemeltetik. Az IUSV szabványos szélessávú rádiók vagy mobilmodemek segítségével működtethető, míg a Cobham SAILOR500 FleetBroadBand500 (FBB500) L-sávú műholdas kommunikációs rendszere támogatja az időjáráson átívelő műveleteket.
„Egyetlen antennával minden vezérlő és adatkészlet titkosítva kerül továbbításra az ANC és a parti állomás között” - magyarázta a Sun. "Az adatátviteli csatorna teljesítménye lehetővé teszi a radarkép, az optoelektronikai állomásról és az összes kamerából származó képek, az automatikus felismerő rendszer információinak és a csónak paramétereinek késedelem nélküli továbbítását."
"Az adaptív sávszélesség -szabályozás a kommunikáció vezérlésére szolgál, hogy a kapcsolat megbízható maradjon" - tette hozzá. "A jelenlegi, horizonton túli járművezérlő megoldást 2013-ban és 2017-ben kiterjesztett kísérletekben tesztelték, amikor az IUSV-t 22 napra telepítették a folyamatos pilóta nélküli műveletekhez."
A vállalat saját fejlesztésű vezérlő- és vezérlőszoftvert fejlesztett ki, amelyet az IUSV fedélzeti számítógépre töltenek be. Beépített ütközésérzékelő és -kerülő algoritmusokat használ, amelyek lehetővé teszik a hajó számára, hogy önállóan navigáljon a kikötőkben és a forgalmas vízi utakon.
Polgári számítógépeket és nagy kijelzőket használtak a parancsnoki központ felszerelésére. Három kijelzőn jelennek meg a radarról, az optoelektronikai állomásról és a körkörös kamerákról és az ANC vezérlési műveletekről származó információk.
"Kiváló minőségű radarkép van a kijelzőn, amely nyomkövetési információkat is tartalmaz"-folytatta a Sun. "Büszkék vagyunk a radarképre, mert nagyon jól érzékeli a kezelőt az IUSV környezetben - a kezelőnek szinte teljes érzése van, hogy egy igazi csónak fedélzetén van."
Eközben az IUSV alrendszerek helyi hálózaton keresztül lépnek kölcsönhatásba, és egy gazdaszámítógép vezérli őket, amely információt cserél és rádió- vagy műholdas kapcsolaton keresztül adatcsomagokat küld a parti állomásra. A nyílt architektúra elve lehetővé teszi a Zycraft számára, hogy könnyen integrálja és konfigurálja az új képességeket az edénybe - mondta a Sun.
A gazdaszámítógép külön ütközésérzékelő és -elkerülő funkciót is kínál, amely információkat fogad egy automatikus felismerő rendszertől, lidártól, radartól és képalkotó eszközöktől, majd elemzi azt. A pontosság és a megbízhatóság javítása érdekében az ütközés-elkerülő szoftvert 2013-2016-ban frissítették.
„Az ütközés -elhárítási program megtervezésekor a legtöbb erőfeszítést a platform külső körülményekhez való fokozott alkalmazkodóképességére fordították, ami lehetővé teszi a nagy forgalmú területeken való mozgást, valamint a nyílt vízben a kezelő beavatkozása nélkül. A hajók tengeri ütközésének megelőzésére vonatkozó nemzetközi szabályokat használják a döntéshozatal alapjául, de a legfontosabb szabály az önvédelem-tette hozzá. "A minimális biztonságos távolság határozza meg az ANC válaszát, még akkor is, ha elsőbbsége az áthaladás."
Hajófejlesztés
A Zycraft 2013 szeptemberében fejezte be a Vigilant IUSV kezdeti fejlesztését, majd a Longrunner 2000 tengeri mérföldet teljesített 24 hónapos szingapúri vizeken végzett tengeri kísérletek során. A Zycraft tájékoztatása szerint az egység részt vett egy meg nem nevezett flotta demonstrációján, és részt vett több, több mint 48 órán át tartó műveletben, köztük egy 2013 májusi tengeri teszten, 150 tengeri mérföld távolságban.
A vállalat számos valós tengeri értékelést is végzett a hajótest tulajdonságairól, hangsúlyt fektetve a vitorlázás időtartamára, hatótávolságára és a hajótest kialakításának hajóképességére, a Shomari osztályú nagy hatótávolságú hajók, a Zycraft által kínált legénységi IUSV opciók felhasználásával. a hajózási társaságoknak a régióban a kalózok és az anyag -technikai ellátás elleni küzdelem érdekében.
A Shomari hajók hajótestének alakja megegyezik a Vigilant IUSV típuséval, ugyanolyan 16 tonna teljes vízkiszorítás és hasonló kiegyensúlyozás, amely lehetővé teszi a társaság számára, hogy a személyzet hajóit tesztplatformként használja.
2014 óta a Shomari LRV-k egy sor tartóssági teszten estek át, beleértve a hétnapos vitorlázást 1100 tengeri mérföld távolságban. Az LRV -k stabilitási teszteket is teljesítettek akár 4 méteres hullámmagasságon, amelyek során teljes terhelés mellett elérték a 34 csomó maximális sebességet.
A vállalat 2017 tavaszán tesztelte az IUSV-t a Dél-kínai-tengeren, amelynek során megállás nélkül 22 napig vitorlázott 6 csomós átlagsebességgel, időszakos gyorsításokkal, végül 1900 tengeri mérföld teljes távolságot megtéve. A hajó alig több mint 6000 liter dízelüzemanyaggal ment ki próbákra, és 2800 literrel tért vissza a kikötőbe.
Az IUSV -t két üzemeltető üzemeltette a parton, és a nap 24 órájában figyelte a hajót, bár a társaság kísérőhajót is biztosított a felmerülő problémák megoldásához.
Magától értetődik, hogy a közelmúltban elvégzett életviteli tesztek megerősítették a Zycraft elvárásait az IUSV üzemanyag -fogyasztásával, elektronikájának és mechanikai rendszereinek megbízhatóságával kapcsolatban. Song elmondta, hogy ezek az állóképességi tesztek adatokat szolgáltattak az érzékelő és a navigációs rendszerek valós körülmények közötti teljesítményéről.
„Mivel az IUSV -nek hosszú ideig volt lehetősége megfigyelni a tengeri forgalmat és más eseményeket a tesztek során, felismertük a világos szállítási mintákat, és tanúi lehettünk a kereskedelmi hajók számos veszélyes megközelítésének”, - Sun megosztotta, de nem volt hajlandó részleteket közölni.
"Voltak kihívások, de megtaláltuk a módját ezek leküzdésére, és szoftverfrissítésekkel optimalizálhattuk az IUSV valós idejű képességeit."
Jövőbeli lehetőségek
A vállalat nagy figyelmet fordít a hajó feladatainak körének bővítésére, zárt, moduláris rekeszének használatával, 3x3x2 méteres hasznos teherhez, legfeljebb 3 tonna kapacitáshoz.
"Ez a rekesz kifejezetten olyan hasznos terhelés befogadására készült, amely speciális kezelőfelszerelést igényel" - mondta Sung. "Ennek a célterhelésnek a támogatására kiegészítő berendezéseket, például elektronikai szekrényeket lehet felszerelni a kijelölt raktérben."
A javasolt olcsó tengeralattjáró-ellenes védelmi koncepcióban az IUSV-t a Zycraft egyik technológiai partnere által szállított komplett aktív / passzív szonárral látják el. A csónak a tengeralattjáró elleni platform helyettesítőjeként fog működni, lehetővé téve a legénység harci hajóinak, hogy elkerüljék a figyelemelterelést és más feladatokat is elvégezzenek.
A Zycraft kifejlesztette az YZDDS-920 DDS (búvárérzékelő szonárt). A 300 mm magas és 425 mm átmérőjű kompakt szonárrendszer felszerelhető a Vigilant IUSV, más ANC és tengeri hajók fedélzetére, vagy használható helyhez kötött eszközként a kikötők vagy a part menti infrastruktúra védelmére.
A cég tájékoztatása szerint a DDS-t úgy tervezték, hogy akár 600 méteres távolságban is észlelje a nyitott áramkörű búvárokat, és a regeneráló légzőkészülékkel felszerelt búvárokat akár 400 méteres távolságon minden irányban, legfeljebb 50 méteres mélységig. A rendszer tartalmaz egy 45 kg súlyú antennaegységet, egy feldolgozó egységet és egy grafikus felhasználói felületet egy laptopon. Egyidejűleg akár 100 objektumot is nyomon követhet, és önállóan figyelmeztető jelzést ad ki fenyegetés észlelésekor.
A vállalat jelenleg partnert keres a szonárrendszer IUSV -be való integrálásához, a közeljövőben újabb hosszú útvizsgálatot tervez, amelynek középpontjában a víz alatti kutatás és megfigyelés áll. Song megjegyezte, hogy a szonár integrálásával kapcsolatos munka megnyithatja az utat a tengeralattjáró elleni hadviselési technológiák bevezetése előtt. A Zycraft a keresési és mentési műveletek iránti megnövekedett keresletre is számít.
A vállalat megjegyezte, hogy a megfelelő érzékelőrendszerekkel és érzékelőkkel felszerelt IUSV eszköz vészhelyzetben a koordináták átvitelére kiváló választás lehet a hosszú partvonalakkal és hatalmas tengeri területekkel rendelkező országok számára.
A keresésre és mentésre konfigurált IUSV eszköz az ilyen műveletek során sokáig a tengeren maradhat, míg egy speciálisan kialakított modul lehetővé teszi a kezelő számára, hogy robotkar segítségével távolról megmentse a túlélőket, és akár hét hordágyat vigyen magával a sebesültekkel.
A betegek megfigyelő eszközei beépíthetők az áldozatok pszichés állapotát figyelő berendezésekbe, és még a partra érkezés előtt információkat küldhetnek a parti szolgálatnak.
A felderítés és a hírszerzés céljából a Zycraft fontolóra veszi fedélzeti érzékelők, például kötött drónok alkalmazását a hosszú távú vizuális megfigyeléshez. Mindazonáltal egyedi hasznos terhelési modulok telepíthetők, hogy megfeleljenek az ügyfelek egyedi igényeinek mind polgári, mind katonai célokra.
A vállalat be kíván lépni a képzési és szimulációs piacra is, amihez kapcsolódóan megkezdték az új M75 pilóta nélküli célhajó projekt fejlesztését. A 0,9 tonna súlyú AHK céltábla teljes hossza 5,8 méter, szélessége 1,6 méter, merülése pedig 0,33 méter. A hajó Yamaha F115 külső motorral van felszerelve, amely lehetővé teszi a 35 csomó sebesség elérését, a 220 literes üzemanyagtartály pedig lehetővé teszi, hogy akár 23 órán keresztül a tengeren tartózkodjon 12 csomós vagy 5 -ös sebességgel órát stabil maximális sebességgel.
Az ANK Vigilant IUSV része az ázsiai-csendes-óceáni térségben fejlesztés alatt álló kicsi, de egyre bővülő, nagy elmozdulású, sokoldalú, lakatlan platformok sorának.
A 11 méternél hosszabb ANC platformokkal rendelkező országok közül Kína és Szingapúr különösen figyelemre méltó, fejlesztve a 20 tonnás JARI többfunkciós hajót (China Shipbuilding Industry Corporation) és a 22 tonnás Venus 16 csónakot (ST Engineering). akna akció.
A nagy, pilóta nélküli felszíni hajók számos előnnyel járnak a flották számára. Például a nagyobb hajótestek általában nagyobb teherbírással és üzemanyag -kapacitással rendelkeznek, így a kezelők nagyobb rugalmasságot és ellenőrzési sugarat kapnak. A nagyobb platformok opcionálisan kezelhetők olyan feladatokhoz, amelyek jobb helyzetfelismerést és összetett döntéshozatalt igényelnek.
Nagy méretük és elmozdulásuk miatt azonban a nagy automatikus hajók rendszerint part menti bázisokról üzemelnek, mivel a legtöbb hajó számára, kivéve az univerzális kétéltű hajókat, amelyek nagy leszállási dokkolókkal rendelkeznek, túl nehézkesek és nehézek az indításhoz. és emelés a fedélzeten.
