Zycraft, Singaporessa toimiva yritys, joka on erikoistunut siviili- ja sotilaskäyttöön tarkoitettujen automaattisten pinta-alusten (ANC) suunnitteluun ja valmistukseen, jatkaa ANC: n itsenäisen miehittämättömän pinta-aluksen (IUSV) Vigilant-luokan Longrunner-luokan prototyypin parantamista lisäämällä uusia ominaisuuksia.
Maaliskuussa Zycraft asensi kauko -ohjattavan palosuuttimen ja sähköisen palopumpun sekä oheislaitteiston ja -ohjelmiston testatakseen palon sammutuskonsepteja. Itsenäiset sammutuslaitteet ovat osoittaneet kykynsä toimittaa vettä enintään 40 metrin etäisyydelle, vaikka yritys aikoo päivittää järjestelmän kantaman lisäämiseksi.
Miehittämätön paloalusta on yksi monista Longrunner -alustalla tutkituista konsepteista Zycraftin presidentin James Sunin mukaan. Hän lisäsi, että muut erikoistuneet vaihtoehdot ovat suunnittelun tai rakentamisen eri vaiheissa, esimerkiksi sukellusveneiden vastainen sodankäynti, merivoimien tiedustelu ja valvonta, miinatoiminta sekä etsintä ja pelastus.
”Pienemmät ANC: t ovat riippuvaisia kantoraketista ja asianmukaisista laukaisu- ja palautusmenetelmistä, ja järjestelmien kehittyessä toimintaongelmat jatkuvat etenkin aavalla merellä. Lisäksi kantaman lisääminen vähentää ANC: n hyötykuormaa ja lisää kantoraketin kustannuksia. Kun mukana on IUSV -konsepti, laivastojen ei myöskään tarvitse rakentaa suurempia aluksia vain pienempien ANC -kantajien kuljettamiseen, vaan ne voivat luottaa suuremman IUSV: n kantokykyyn ja luontaiseen pitkään purjehdusaikaan tarvittavan kohdelaitteen kuljettamiseen … sota -alusten tulisi keskittyä mihin ne ovat vihollislaivoja, eikä niitä saa rasittaa pienen ANC: n johto."
"Lähtiessään tukikohdastaan IUSV voi mennä toiminta -alueelle ja pysyä siellä pitkään, ja tarvitsee vain harvoin tankkausta merellä oleskelun keston pidentämiseksi."
hän lisäsi.
Rakentaminen ja voimalaitos
Zycraftin mukaan Vigilant IUSV suunniteltiin alusta alkaen asumattomana alustana, jotta lopputuote voitaisiin helposti optimoida erilaisiin tehtäviin, toisin kuin perinteisten veneiden tai laivojen hienostuminen. Se voi kuitenkin olla valinnaisesti asuttu, tandem-ohjaushyttiin mahtuu kaksi kuljettajaa, jotka istuvat iskuja vaimentavilla sotilasstandardeilla varustetuilla SHOXS-jousitusistuimilla.
Rakentaminen alkoi vuoden 2010 alussa, ja johtava alus Longrunner lanseerattiin lokakuussa 2011. Koko linja perustuu kevyeen rungoon, jonka pituus on 16,5 metriä ja leveys 3,6 metriä, tyhjäpaino noin 8500 kg ja kokonaistilavuus 16000 kg sisältäen hyötykuorman ja 7000 kg polttoainetta.
Longrunner -rungossa on korkea venymäsuhde, mikä vähentää virtausvastusta. Se on valmistettu Arovexin omasta hiilinanoputkivahvistetusta hiilikuitukomposiitista. Zycraftin mukaan runko on 40% vahvempi ja 75% kevyempi kuin vastaavan kokoinen runko, joka on valmistettu perinteisestä merialumiinista tai lasikuidusta, jolloin ANC voi saavuttaa suuret nopeudet ilman suuria ja raskaita moottoreita. Kevyen rungon ja pienitilavuuksisten moottoreiden yhdistelmä mahdollistaa enemmän hyötykuormaa ja polttoainetta kuljettamista aluksella, mikä lisää matka-aluetta ja suorituskykyä.
Vigilant IUSV: n enimmäisnopeus on 40 solmua ja purjehduksen kesto yli 30 päivää yrityksen toimittamien eritelmien mukaisesti. Matkan kantama on jopa 1500 meripeninkulmaa vakiorakenteessa 12 solmun taloudellisella nopeudella.
"Uskomme, että purjehduksen kesto on ANC: n keskeinen ominaisuus, koska ajoneuvon on tarkkailtava alhaisilla nopeuksilla pitkiä aikoja käyttöönoton aikana", Song sanoi. "40 solmun huippunopeus on täysin riittävä ANC: lle, koska tämän kokoista astiaa, jolla on suurempia nopeuksia, ei voida käyttää tehokkaasti yli metrin aallonkorkeuksilla."
ANK on varustettu kahdella turboahdetulla dieselmoottorilla Yanmar 6LY3-ETP, joiden tilavuus on 5, 8 litraa ja kuivapaino 640 kg, ja joiden kokonaisteho on 960 hv. Moottorit on kytketty ZF Marine ZF 280-1 -vaihteiston kautta Konrad Marine 680 -perävetolaitteisiin, joissa on vastakkain pyörivät koaksiaaliset potkurit, jotka on erityisesti valittu niiden kyvystä tarjota optimaalinen hyötysuhde jopa 40 solmun nopeusalueella.
"Meillä on myös kokemusta Arnesonin ASD10-suoravetolaitteistosta, joka on varustettu viisiteräisillä Rolla-potkureilla veneessä, jonka rungon muoto on samanlainen", Sun selitti.”Molemmat kokoonpanot tarjoavat hyvän polttoainetehokkuuden erityisesti pienen nopeuden partiooperaatioissa, jotka ovat yksi ANC: n ensisijaisista tehtävistä.
Tällaisella käyttövoimajärjestelmällä polttoaineenkulutus on noin 10-15 litraa tunnissa 6 solmun nopeudella suotuisissa olosuhteissa, eli purjehdusaika kasvaa merkittävästi nykyisten polttoainesäiliöiden tilavuuden myötä."
Varusteet
Vigilant 1USV -laite on varustettu anturisarjalla, joka sisältää automaattisen tunnistusjärjestelmän, katolla olevan optoelektronisen valvonta -aseman Current Corporation Night Navigator 3 ja Simrad Broadband 4G -mastotutkan, jonka havaitsemisalue on 36 meripeninkulmaa. -ympärillä olevat kamerat.
Tutkimuksen elektro-optinen asema sisältää jäähdyttämättömän korkean resoluution lämpökameran, jonka matriisikoko on 640x480 ja kaksinkertainen näkökenttä 20 ° ja 6, 8 °, sekä 3x optinen zoom ja 12x digitaalinen jatkuva zoomaus; korkean resoluution yökuvamuunnin, jonka näkökenttä on 20 ° ja jatkuva digitaalinen suurennus 12x; korkean resoluution päiväkamera, jonka tarkkuus on 1080i / 720p ja näkökentät 50 ° - 5,4 °, optinen zoom 10x ja digitaalinen zoom 12x.
Samaan aikaan 360 ° Surround-järjestelmä koostuu kuudesta 4 megapikselin AXIS Communications Q16 -hämärässä kamerasta, joiden kuvataajuus on jopa 120 kuvaa sekunnissa. Kamerat on sijoitettu itsepuhdistuvaan moduuliin, joka puhdistaa linssit ilmansuihkulla ja takaa erinomaisen näkyvyyden kaikissa sääolosuhteissa, Sun sanoi.
”Ohjelmistoalgoritmit vakauttavat videon, joten lähtökuva pysyy vakaana myös IUSV: n pyöriessä. Tämä helpottaa esineiden havaitsemista. Käytämme ohjelmistoa suurentaaksesi kohteen kuvaa välittömästi automaattisesti, jotta voimme vähentää käyttäjän taakkaa."
Laitteen virtalähteen saa Fischer Pandan 12 kW: n generaattorista, kun taas 5 kW: n generaattori tarjoaa lisäenergiaa toimiville järjestelmille ja varmistaa jatkuvan toiminnan päägeneraattorin vian sattuessa.
IUSV on varustettu Seakeeper Model 7000A gyroskooppisella vakaajalla, joka on suunniteltu vakauttamaan aluksia, joiden kokonaismassa on 15–25 tonnia. Teknisten tietojen mukaan 7000 A -malli, jonka mitat ovat 910x990x710 mm ja paino 455 kg, voi antaa vaimennusmomentin jopa 15000 Nm ja kompensoida kineettisen momentin jopa 7000 Nm / s. Sen täydelliseen edistämiseen tarvitaan 45 minuuttia (vaikka se voi saavuttaa toimintatavat noin 20 minuuttia käynnistyksen jälkeen) ja 3000 W: n teho, vakaassa tilassa 1500-2000 W ja 8 l / min merivettä tarvitaan jäähdytykseen.
Song huomautti, että tällaisia vakautusjärjestelmiä käytetään tyypillisesti miehistön merialuksissa vähentämään rullaamplitudia ja parantamaan miehistön ja matkustajien mukavuutta, vaikka ne tarjoavat merkittäviä etuja asumattomille alustoille. Esimerkiksi vakaa ANC voi auttaa optimoimaan optoerottimien ja tutkojen lähtöä ja seurantaa korkeammalla merenpinnalla.
"Se todella poistaa rullan ja lisää siten merkittävästi tutkan ja optoelektronisten laitteiden ominaisuuksia lisävakauden kustannuksella", hän selitti.”Koska alus käyttää todennäköisesti satelliittijärjestelmää horisontin yli tapahtuvaan viestintään, Seakeeper-vaimennin auttaa myös lisäämään yhteyden luotettavuutta vähentämällä satelliittiviestintäjärjestelmän vakautusosajärjestelmän kuormitusta.
Lisäksi minkä tahansa ANC: n, joka suorittaa sukellusveneohjausta tai miinanraivaustehtäviä, on välttämättä liikuttava hitaasti ja vaadittava hyvää vakautusta laskeutumisen ja tavoitekuorman palautumisen aikana. IUSV voi nyt toimia huomattavasti korkeammissa meriolosuhteissa. Saimme selville, että jopa paikallaan oleva IUSV käyttäytyy suhteellisen rauhallisesti osuessaan 1,5 metrin korkeuden aallon puolelle, koska se yksinkertaisesti nousee ja laskee tasaisesti, mikä olisi mahdotonta ilman vakautusjärjestelmää."
Komento ja kontrolli
Longrunneria käytetään tyypillisesti omistetusta komentokeskuksesta, joka sijaitsee Zycraftin laitoksessa Länsi -Singaporessa. IUSV: tä voidaan käyttää tavallisilla laajakaistaradioilla tai matkapuhelinmodeemeilla, kun taas Cobham SAILOR500 FleetBroadBand500 (FBB500) L-kaistainen satelliittiviestintäjärjestelmä tukee säätä kaikkina aikoina.
"Yhdellä antennilla kaikki ohjaimet ja tietojoukot salataan ja välitetään ANC: n ja rannikkoaseman välillä", Sun selitti. "Tiedonsiirtokanavan läpimeno mahdollistaa tutkakuvan, optoelektronisen aseman ja kaikkien kameroiden kuvien, automaattisen tunnistusjärjestelmän tietojen ja veneen parametrien välittömän siirtämisen."
"Mukautuvaa kaistanleveyden kuristusta käytetään ohjaamaan viestintää niin, että yhteys pysyy luotettavana", hän lisäsi. "Nykyistä horisontaalista ajoneuvonhallintaratkaisua testattiin laajennetuissa kokeissa vuosina 2013 ja 2017, jolloin IUSV otettiin käyttöön 22 päiväksi jatkuviin miehittämättömiin toimintoihin."
Yhtiö on kehittänyt omaa komento- ja ohjausohjelmistoa, joka ladataan IUSV-ajotietokoneeseen. Se käyttää sisäänrakennettuja törmäysten havaitsemis- ja välttämisalgoritmeja, joiden avulla alus voi navigoida itsenäisesti satamissa ja kiireisissä vesiväylissä.
Komentokeskuksen varustamiseen käytettiin siviilitietokoneita ja suuria näyttöjä. Kolme näyttöruutua näyttävät tietoja tutkalta, optoelektroniselta asemalta ja monipuolisista kameroista ja ANC-ohjaustoiminnoista.
"Näytössämme on korkealaatuinen tutkakuva, joka näyttää myös seurantatietoja", Sun jatkoi. "Olemme ylpeitä tutkakuvasta, koska se antaa käyttäjälle erittäin hyvän tunteen IUSV -ympäristöstä - käyttäjällä on lähes täydellinen tunne, että hän on oikeassa veneessä."
Samaan aikaan IUSV -alijärjestelmät ovat vuorovaikutuksessa paikallisen verkon kautta ja niitä ohjaa isäntätietokone, joka vaihtaa tietoja ja lähettää datapaketteja rannikkoasemalle radio- tai satelliittiyhteyden kautta. Avoimen arkkitehtuurin periaatteen ansiosta Zycraft voi helposti integroida ja konfiguroida uusia ominaisuuksia alukseen, Sun sanoi.
Isäntätietokone tarjoaa myös erillisen törmäyksen havaitsemis- ja välttämistoiminnon, joka vastaanottaa tietoja automaattiselta tunnistusjärjestelmältä, lidarilta, tutkalta ja kuvantamislaitteilta ja analysoi sen sitten. Tarkkuuden ja luotettavuuden parantamiseksi törmäysten välttämisohjelmisto päivitettiin vuosina 2013-2016.
”Törmäysten välttämisohjelman suunnittelussa suurin osa vaivoista käytettiin korin parempaan sopeutumiskykyyn ulkoisiin olosuhteisiin, mikä mahdollistaa liikkumisen alueilla, joilla on vilkasta liikennettä, sekä avovedessä ilman käyttäjän väliintuloa. Kansainvälisiä sääntöjä alusten törmäysten estämiseksi merellä käytetään päätöksenteon perustana, mutta tärkein sääntö on itsesuojelu, hän lisäsi. "Pienin turvallinen etäisyys määrittää ANC: n reaktion silloinkin, kun sillä on etusija kulkureitillä."
Laivojen kehittäminen
Zycraft sai valmiiksi Vigilant IUSV: n alustavan kehityksen syyskuussa 2013, minkä jälkeen Longrunner suoritti 2000 meripeninkulmaa 24 kuukauden merikokeissa Singaporen vesillä. Zycraftin mukaan yksikkö osallistui nimettömän laivaston esittelyyn ja osallistui myös useisiin yli 48 tuntia kestäviin operaatioihin, mukaan lukien toukokuussa 2013 suoritettu merikoe 150 meripeninkulman etäisyydellä.
Yhtiö on myös tehnyt useita reaaliaikaisia meren arviointeja rungon ominaisuuksista, painottaen purjehduksen kestoa, kantamaa ja runkomallin merikelpoisuutta, käyttäen Shomari-luokan pitkän kantaman aluksia, Zycraftin tarjoamia miehistön IUSV-vaihtoehtoja. alueen varustamoille merirosvojen ja materiaalin ja teknisen hankinnan torjumiseksi.
Shomari -aluksilla on sama rungon muoto kuin Vigilant IUSV: llä, sama kokonaistilavuus 16 tonnia ja vastaava tasapainotus, mikä mahdollistaa yrityksen käyttää miehistön aluksia testausalustana.
Vuodesta 2014 lähtien Shomari LRV -autoille on tehty useita kestävyyskokeita, mukaan lukien seitsemän päivän purjehdus 1100 meripeninkulman etäisyydellä. LRV: t läpäisivät myös vakaustestit jopa 4 metrin aallonkorkeuksilla, joiden aikana ne saavuttivat 34 solmun enimmäisnopeuden täydellä kuormituksella.
Keväällä 2017 yritys testasi IUSV: tä Etelä-Kiinan merellä, jonka aikana se purjehti pysähtymättä 22 päivän ajan keskimääräisellä nopeudella 6 solmua jaksottaisilla kiihtyvyyksillä ja lopulta kattoi 1900 meripeninkulman. Alus lähti kokeisiin hieman yli 6000 litralla dieselpolttoainetta ja palasi satamaan 2800 litralla.
IUSV: tä käyttivät kaksi operaattoria maalla, jotka seurasivat alusta 24 tuntia vuorokaudessa, vaikka yhtiö tarjosi myös saattajaveneen mahdollisten ongelmien ratkaisemiseksi.
On selvää, että viimeaikaiset käyttötestit ovat vahvistaneet Zycraftin odotuksia IUSV: n polttoainetaloudesta, sen elektroniikan ja mekaanisten järjestelmien luotettavuudesta. Song sanoi, että nämä kestävyyskokeet antoivat tietoja anturin ja navigointijärjestelmien suorituskyvystä todellisissa olosuhteissa.
"Koska IUSV: llä oli mahdollisuus tarkkailla meriliikennettä ja muita tapahtumia pitkään testien aikana, pystyimme tunnistamaan selkeät kuljetusmallit ja havaitsimme jopa useita kaupallisten alusten vaarallisia lähestymistapoja", - Sun jakoi, mutta kieltäytyi antamasta tietoja.
"Haasteita oli joitain, mutta pystyimme löytämään tapoja voittaa ne ja optimoida IUSV: n reaaliaikaiset ominaisuudet ohjelmistopäivitysten avulla."
Tulevaisuuden mahdollisuuksia
Yhtiö kiinnittää suurta huomiota aluksen tehtävien laajentamiseen käyttämällä sen suljettua modulaarista osastoa, jonka hyötykuorma on 3x3x2 metriä ja maksimikapasiteetti 3 tonnia.
"Tämä osasto on suunniteltu erityisesti sellaiseen hyötykuormaan, joka vaatii erikoistuneita käsittelylaitteita", Sung sanoi. "Tämän tavoitekuorman tukemiseksi lisälaitteita, kuten elektroniikkakaappeja, voidaan asentaa nimettyyn lastiruumaan."
Ehdotetussa edullisessa sukellusveneiden vastaisessa puolustuskonseptissa IUSV varustetaan täydellä aktiivisella / passiivisella kaikuluotaimella, jonka toimittaa yksi Zycraftin teknologiakumppaneista. Vene toimii korvaavana sukellusveneiden vastaisella alustalla, jolloin miehistön taistelulaivat voivat välttää häiriötekijöitä ja suorittaa muita tehtäviä.
Zycraft on kehittänyt YZDDS-920 DDS: n (sukeltajien havaitsemiskajarin). Pienikokoinen luotainjärjestelmä, 300 mm korkea ja halkaisijaltaan 425 mm, voidaan asentaa Vigilant IUSV -laitteeseen, muihin ANC- ja merialuksiin tai käyttää kiinteänä laitteena satamien tai rannikkoinfrastruktuurin suojaamiseksi.
Yhtiön mukaan DDS on suunniteltu havaitsemaan avoimen kierteen sukeltajia jopa 600 metrin etäisyydeltä ja sukeltajia, jotka on varustettu regeneratiivisella hengityslaitteella jopa 400 metrin etäisyydellä kaikkiin suuntiin enintään 50 metrin syvyyteen. Järjestelmä sisältää 45 kg painavan antenniyksikön, prosessointiyksikön ja kannettavan tietokoneen graafisen käyttöliittymän. Se voi seurata samanaikaisesti jopa 100 kohdetta ja antaa itsenäisesti varoitussignaalin, kun uhka havaitaan.
Yhtiö etsii parhaillaan kumppania kaikuluotainjärjestelmän integroimiseksi IUSV: hen. Suunnittelee lähitulevaisuudessa toisen pitkän matkan testin suorittamista, joka keskittyy vedenalaiseen tutkimukseen ja havaintoon. Song totesi, että luotaimen integrointi voisi avata tietä sukellusveneiden vastaisen sodankäynnin käyttöönotolle tulevaisuudessa. Zycraft odottaa myös etsintä- ja pelastustoimien kysynnän lisääntyvän.
Yhtiö huomautti, että IUSV -laite, joka on varustettu sopivilla anturijärjestelmillä ja ilmaisimilla koordinaattien lähettämiseksi hätätilanteissa, voisi olla erinomainen valinta maille, joilla on pitkät rantaviivat ja laajat merialueet.
Etsintä- ja pelastuskonfiguroitu IUSV -laite voi pysyä merellä pitkään, kun taas erityisesti suunnitellun moduulin avulla kuljettaja voi pelastaa selviytyneet etäyhteydellä robottivarren avulla ja kuljettaa jopa seitsemän paareja haavoittuneiden kanssa.
Potilaiden seurantalaitteet voidaan sisällyttää laitteisiin uhrien psyykkisen tilan seuraamiseksi ja tietojen lähettämiseksi rannikkopalvelulle jo ennen maihin saapumista.
Tietoja ja tiedustelutietojen keräämistä varten Zycraft harkitsee ulkopuolisten antureiden, kuten kytkettyjen droneiden, käyttöönottoa pitkän aikavälin visuaaliseen valvontaan. Kuitenkin mukautettuja hyötykuormamoduuleja voidaan ottaa käyttöön vastaamaan asiakkaiden erityistarpeita sekä siviili- että sotilastarkoituksiin.
Yhtiö haluaa myös tulla koulutus- ja simulaatiomarkkinoille, joiden yhteydessä he alkoivat kehittää uutta projektia M75 Unmanned Target Boat. AHK -kohteen, joka painaa 0,9 tonnia, kokonaispituus on 5,8 metriä, leveys 1,6 metriä ja syväys 0,33 metriä. Vene on varustettu Yamaha F115 -moottorilla, jonka avulla voit saavuttaa 35 solmun nopeuden, 220 litran polttoainesäiliön avulla voit olla merellä jopa 23 tuntia 12 solmun tai 5 nopeuden nopeudella tuntia vakailla maksiminopeuksilla.
ANK Vigilant IUSV on osa pientä mutta laajenevaa suurten siirtymien, monipuolisten asumattomien alustojen linjaa, jota kehitetään Aasian ja Tyynenmeren alueella.
Niistä maista, joissa ANC-alustat ovat yli 11 metriä pitkiä, Kiina ja Singapore ovat erityisen merkittäviä, ja niissä kehitetään JARI-monitehovene, joka painaa 20 tonnia (China Shipbuilding Industry Corporation) ja 22-tonninen vene Venus 16 (ST Engineering), joka on optimoitu miinatoiminta.
Suuret miehittämättömät pinta -alukset tarjoavat laivastoille useita etuja. Esimerkiksi suuremmissa rungoissa on yleensä enemmän hyötykuormaa ja polttoainekapasiteettia, mikä antaa käyttäjille enemmän joustavuutta ja hallintasädettä. Suurempia alustoja voidaan valinnaisesti hallita tehtäviin, jotka edellyttävät parempaa tilannetietoisuutta ja monimutkaista päätöksentekoa.
Suuret kokonsa ja siirtymänsä vuoksi suuret automaattiset alukset toimivat kuitenkin pääsääntöisesti rannikkotukikohdista, koska useimmat alukset, lukuun ottamatta yleismaailmallisia amfibialuksia, joilla on suuret laskeutumistelakat, ovat liian raskaita ja raskaita vesillelaskuun ja nostaminen.
