Zycraft, базирана в Сингапур компания, специализирана в проектирането и производството на автоматични надводни лодки (ANC) за граждански и военни приложения, продължава да подобрява прототипа от клас Longrunner на ANC Independent Unmanned Surface Vessel (IUSV) Vigilant class, като добавя нови възможности.
През март Zycraft инсталира дистанционно управлявана пожарна дюза и електрическа противопожарна помпа заедно с спомагателен хардуер и софтуер за тестване на концепциите за дистанционно гасене на пожар. Автономното пожарогасително оборудване демонстрира способността си да доставя вода на максимално разстояние от 40 метра, въпреки че компанията планира да надгради системата, за да увеличи обхвата.
Огнената платформа без екипаж е една от няколкото концепции, изследвани на платформата Longrunner, според президента на Zycraft Джеймс Сън. Той добави, че други специализирани опции са на различни етапи на проектиране или строителство, например: борба с подводници, морско разузнаване и наблюдение, противоминно действие и търсене и спасяване.
„По -малките ANC зависят от ракетата -носител и подходящите методи за изстрелване и възстановяване и с развитието на системите оперативните проблеми ще продължат, особено в открито море. В допълнение, увеличаването на обхвата намалява полезния товар на ANC и увеличава разходите за ракетата -носител. С включената концепция IUSV флотите също не се нуждаят от изграждане на по -големи кораби, само за да носят по -малки ANC, вместо това те могат да разчитат на по -голямата товароносимост на IUSV и присъщото дълго време за плаване, за да носят необходимото целево оборудване … военните кораби трябва да се съсредоточат върху това къде те са вражески кораби и не се натоварват от ръководството на малка АНК."
"След като напусне базата си, IUSV може да отиде в зоната на операция и след това да остане там за дълго време, като се нуждае само от рядко зареждане с гориво, за да увеличи продължителността на престоя в морето,"
той добави.
Строителство и електроцентрала
Според Zycraft, Vigilant IUSV е проектиран от самото начало като необитаема платформа, така че крайният продукт може лесно да бъде оптимизиран за различни задачи, за разлика от усъвършенстването на традиционните лодки или кораби. Въпреки това, тя може да бъде обитавана по избор, тандемната кормилна кабина може да побере до двама оператори, седнали на амортисьорни седалки с окачване SHOXS от военния стандарт.
Строителството започна в началото на 2010 г. с водещия кораб Longrunner, пуснат през октомври 2011 г. Цялата линия се основава на лек корпус с дължина 16,5 метра и ширина 3,6 метра, с празно тегло от около 8500 кг и обща денивелация от 16000 кг, включително полезен товар и 7000 кг гориво.
Тялото Longrunner има високо съотношение на удължаване, което намалява съпротивлението на потока. Изработен е от собствения на Arovex композит от въглеродни влакна, подсилен с въглеродни нанотръби. Според Zycraft корпусът е с 40% по -здрав и 75% по -лек от корпуса с подобен размер, изработен от алуминий или фибростъкло от морски клас, което позволява на ANC да достига високи скорости, без да са необходими големи, тежки двигатели. Комбинацията от олекотен корпус и двигатели с нисък работен обем позволява на борда да се превозват повече полезен товар и гориво за увеличен круизен обхват и възможности.
Vigilant IUSV има максимална скорост от 40 възела и продължителност на плаване повече от 30 дни, съгласно спецификацията, предоставена от компанията, с круизен обхват до 1500 морски мили в стандартна конфигурация при икономична скорост от 12 възела.
„Ние вярваме, че продължителността на плаването е ключова характеристика за ANC, тъй като превозното средство трябва да наблюдава при ниски скорости за продължителни периоди от време по време на разгръщане“, каза Сонг. "Максимална скорост от 40 възела е напълно адекватна за ANC, тъй като кораб с този размер с по -високи скорости не може да се използва ефективно с височина на вълната над метър."
ANK е оборудван с два дизелови двигателя с турбокомпресор Yanmar 6LY3-ETP с обем 5, 8 литра и сухо тегло от 640 кг всеки, които генерират обща мощност от 960 к.с. Двигателите се свързват чрез скоростна кутия ZF Marine ZF 280-1 към кърмовите задвижвания на Konrad Marine 680 с коаксиални въртящи се колела, които са специално подбрани заради способността им да осигуряват оптимална ефективност в диапазон на скорост до 40 възела.
„Ние също имаме опит със системата за директно задвижване Arneson ASD10, оборудвана с витла Rolla с пет лопатки в лодка с подобна форма на корпуса“, обясни Sun. „И двете конфигурации осигуряват добра горивна ефективност, особено по време на патрулни операции с ниска скорост, които са една от основните мисии на ANC.
С такава задвижваща система имаме разход на гориво от около 10-15 литра на час при скорост от 6 възела при благоприятни условия, тоест времето за плаване се увеличава значително със съществуващия обем резервоари за гориво."
Комплект оборудване
Устройството Vigilant 1USV е оборудвано със сензорен комплект, който включва система за автоматично разпознаване, оптоелектронна станция за наблюдение на покрива Current Corporation Night Navigator 3 и мачтов радар за широколентова връзка 4G на Simrad с деклариран обхват на откриване от 36 морски мили, както и стабилизирани всички -около камери.
Измервателната електрооптична станция включва неохладен термореактор с висока разделителна способност с размер на матрицата 640x480 и двойно зрително поле от 20 ° и 6, 8 °, както и 3x оптично увеличение и 12x цифрово непрекъснато увеличение; конвертор на нощно изображение с висока разделителна способност с зрително поле от 20 ° и непрекъснато цифрово увеличение 12x; дневна камера с висока разделителна способност с резолюция 1080i / 720p и зрителни полета от 50 ° до 5,4 °, оптично увеличение 10x и цифрово увеличение 12x.
Междувременно 360 ° Surround System се състои от шест 4-мегапикселови AXIS Communications Q16 камери с ниска осветеност с честота на кадрите до 120 кадъра в секунда, свързани в мрежа. Камерите са поместени в самопочистващ се модул, който използва въздушни струи за почистване на лещите, за да осигури отлична видимост при всякакви метеорологични условия, каза Сън.
„Видеото се стабилизира чрез софтуерни алгоритми, така че изходното изображение остава стабилно дори когато IUSV се търкаля. Това улеснява откриването на обекти. Използваме софтуера за незабавно автоматично увеличаване на изображението на обекта, за да намалим тежестта върху оператора."
Захранването на борда се осигурява от 12 kW генератор от Fischer Panda, докато 5 kW генератор осигурява допълнителна енергия за функционални системи и осигурява непрекъсната работа в случай на повреда на главния генератор.
IUSV е оборудван с жироскопичен стабилизатор на Seakeeper Model 7000A, предназначен за стабилизиране на кораби с обща маса от 15 до 25 тона. Съгласно спецификацията, моделът 7000 А с размери 910x990x710 мм и тегло 455 кг може да осигури амортизационен въртящ момент до 15000 Нм и да компенсира кинетичния момент до 7000 Нм / сек. За пълното му популяризиране са необходими 45 минути (въпреки че може да достигне режимите на работа приблизително 20 минути след включване) и мощност от 3000 W, в стабилен режим, мощност от 1500-2000 W и 8 l / min морска вода е необходими за охлаждане.
Сонг отбеляза, че такива стабилизационни системи обикновено се използват в кораби с екипаж за намаляване на амплитудата на търкаляне и подобряване на комфорта на екипажа и пътниците, въпреки че предлагат значителни ползи за необитаемите платформи. Например, стабилен ANC може да помогне за оптимизиране на изхода и проследяването на оптроните и радарите при по -високо морско равнище.
„Той всъщност премахва ролката, като по този начин значително увеличава възможностите на радара и оптоелектронните устройства за сметка на допълнителна стабилност“, обясни той. „Тъй като корабът вероятно ще използва сателитна система за комуникации на хоризонта, амортисьорът Seakeeper също помага за повишаване на надеждността на връзката, като намалява натоварването на подсистемата за стабилизиране на спътниковата комуникационна система.
В допълнение, всеки ANC, който изпълнява мисии за контрол на подводници или разминиране, трябва непременно да се движи бавно и да се нуждае от добра стабилизация по време на спускане и връщане на целевия товар. IUSV вече може да работи при значително по -високи морски условия. Разбрахме, че дори неподвижният IUSV се държи относително спокойно при удар на страната на вълна с височина 1,5 метра, защото тя просто се издига и пада плавно, което би било невъзможно без системата за стабилизиране."
Командване и управление
Longrunner обикновено се управлява от специален команден център, разположен в съоръжението на Zycraft в западен Сингапур. IUSV може да се използва със стандартни широколентови радиостанции или клетъчни модеми, докато Cobham SAILOR500 FleetBroadBand500 (FBB500) L-честотната сателитна комуникационна система поддържа всички хоризонтални операции при всякакви атмосферни влияния.
„С една антена всички контроли и набори от данни се шифроват и преминават между ANC и бреговата станция“, обясни Сун. "Пропускателната способност на канала за предаване на данни позволява без забавяне предаването на радарното изображение, изображения от оптоелектронната станция и всички камери, информация за системата за автоматично разпознаване и параметрите на самата лодка."
„Адаптивното ограничаване на честотната лента се използва за контрол на комуникациите, така че връзката да остане надеждна“, добави той. "Настоящото решение за управление на хоризонтални превозни средства беше тествано в разширени изпитания през 2013 и 2017 г., когато IUSV беше разгърнат за 22 дни за непрекъснати безпилотни операции."
Компанията е разработила собствен софтуер за управление и управление, който се зарежда на бордовия компютър IUSV. Той използва вградени алгоритми за откриване и сблъсък, за да позволи на кораба да се движи автономно в пристанища и натоварени водни пътища.
Граждански компютри и големи дисплеи бяха използвани за оборудване на командния център. Три дисплея показват информация от радара, от оптоелектронната станция и всички камери и операции за управление на ANC.
„На нашия дисплей имаме висококачествено радарно изображение, което също показва информация за проследяване“, продължи Сун. "Гордеем се с радарното изображение, защото дава на оператора много добро усещане за средата на IUSV - операторът има почти пълно усещане, че е на борда на истинска лодка."
Междувременно подсистемите IUSV взаимодействат чрез локална мрежа и се управляват от хост компютър, който обменя информация и изпраща пакети данни до бреговата станция по радио или сателитна връзка. Принципът на отворена архитектура позволява на Zycraft лесно да интегрира и конфигурира нови възможности в кораба, каза Sun.
Хост компютърът предлага и отделна функция за откриване и избягване на сблъсък, като получава информация от система за автоматично разпознаване, лидар, радар и устройства за изобразяване и след това я анализира. За да се подобри точността и надеждността, софтуерът за предотвратяване на сблъсъци беше актуализиран през 2013-2016 г.
„При проектирането на програмата за предотвратяване на сблъсъци по -голямата част от усилията бяха изразходвани за повишената адаптивност на платформата към външните условия, което ви позволява да се движите в райони с интензивен трафик, както и в открити води без намеса на оператора. Международните правила за предотвратяване на сблъсъци на кораби в морето се използват като основа за вземане на решения, но най-важното правило е самосъхранението, добави той. "Минималното безопасно разстояние определя реакцията на ANC, дори когато тя има приоритет на преминаване."
Развитие на кораба
Zycraft завърши първоначалното развитие на Vigilant IUSV през септември 2013 г., след което Longrunner извърши 2000 морски мили за 24 месеца морски изпитания във водите на Сингапур. Според Zycraft, звеното е участвало в демонстрация за неназован флот, а също така е участвало в няколко операции с продължителност над 48 часа, включително морско изпитание през май 2013 г. на разстояние 150 морски мили.
Компанията е предприела и редица реални морски оценки на свойствата на корпуса, с акцент върху продължителността на плаването, обхвата и плавателната способност на дизайна на корпуса, като е използвала корабите за дълги разстояния от клас Shomari, опциите на IUSV на екипажа, които Zycraft предлага на корабни компании в региона за борба с пиратите и материално -техническо снабдяване.
Корабите Shomari имат същата форма на корпуса като Vigilant IUSV, същата обща водоизместимост от 16 тона и подобно балансиране, което позволява на компанията да използва кораби на екипажа като тестови платформи.
От 2014 г. LRV на Shomari са преминали поредица от изпитания за издръжливост, включително седемдневно плаване на обхват от 1100 морски мили. LRV също преминаха тестове за стабилност на височина на вълната до 4 метра, по време на които достигнаха максимална скорост от 34 възела при пълно натоварване.
През пролетта на 2017 г. компанията тества IUSV в Южнокитайско море, по време на което плава нон-стоп за 22 дни със средна скорост от 6 възела с периодични ускорения, като в крайна сметка изминава общо разстояние от 1900 морски мили. Корабът излезе на изпитания с малко над 6000 литра дизелово гориво и се върна на пристанището с 2800 литра.
IUSV се експлоатира от двама оператори на брега, наблюдаващи кораба 24 часа в денонощието, въпреки че компанията предоставя и ескортна лодка за разрешаване на възникналите проблеми.
Разбира се, че последните тестове за живота са засилили очакванията на Zycraft за разхода на гориво на IUSV, надеждността на неговата електроника и механични системи. Сонг каза, че тези тестове за издръжливост предоставят данни за работата на сензора и навигационните системи при реални условия.
„Тъй като IUSV имаше възможност да наблюдава морския трафик и други събития за дълго време по време на тестовете, успяхме да разпознаем ясни модели на корабоплаване и дори станахме свидетели на няколко опасни подхода на търговски кораби“, - сподели Сун, но отказа да предостави подробности.
"Имаше някои предизвикателства, но успяхме да намерим начини да ги преодолеем и да оптимизираме възможностите на IUSV в реално време чрез актуализации на софтуера."
Бъдещи възможности
Компанията обръща голямо внимание на разширяването на кръга от задачи за плавателния съд, като използва запечатаното му модулно отделение за полезен товар 3x3x2 метра с максимален капацитет от 3 тона.
„Това отделение е специално проектирано да побере полезен товар, който изисква специално оборудване за обработка“, каза Сун. „За да се поддържа това целево натоварване, допълнително оборудване, като шкафове за електроника, може да бъде инсталирано в определеното товарно помещение.“
В предложената евтина концепция за защита от подводници IUSV ще бъде оборудван с пълен активен / пасивен сонар, доставен от един от технологичните партньори на Zycraft. Лодката ще работи като заместител на платформата против подводници, позволявайки на бойните кораби с екипаж да избягват разсейването и да изпълняват други задачи.
Zycraft разработи YZDDS-920 DDS (сонар за откриване на водолази). Компактната сонарна система с височина 300 мм и диаметър 425 мм може да бъде инсталирана на борда на Vigilant IUSV, други ANC и морски кораби или да се използва като стационарно устройство за защита на пристанища или крайбрежна инфраструктура.
Според компанията, DDS е предназначена за откриване на водолази с отворена верига на разстояния до 600 метра и водолази, оборудвани с регенеративен дихателен апарат на разстояния до 400 метра във всички посоки до максимална дълбочина 50 метра. Системата включва антенно устройство с тегло 45 кг, процесор и графичен потребителски интерфейс на лаптоп. Той може едновременно да проследява до 100 обекта и независимо да издава предупредителен сигнал при откриване на заплаха.
В момента компанията търси партньор, който да интегрира сонарната система в IUSV, като планира в близко бъдеще да проведе още един тест за дълго плаване, съсредоточен върху подводни изследвания и наблюдение. Сонг отбеляза, че работата по интегрирането на сонара може да отвори пътя за въвеждане на технологии за борба с подводните лодки в бъдеще. Zycraft също очаква повишено търсене на операции за търсене и спасяване.
Компанията отбелязва, че устройството IUSV, оборудвано със съответни сензорни системи и детектори за предаване на координати при извънредни ситуации, може да бъде отличен избор за страни с дълги брегови линии и обширни морски зони.
Устройството IUSV, конфигурирано за търсене и спасяване, по време на такива операции може да остане в морето дълго време, докато специално проектиран модул позволява на оператора да спасява отдалечено оцелелите с помощта на роботизирана ръка и да носи до седем носилки с ранените.
Устройствата за наблюдение на пациентите могат да бъдат вградени в оборудване за наблюдение на психологическото състояние на жертвите и изпращане на информация до крайбрежната служба още преди да пристигнат на брега.
За разузнаване и събиране на разузнавателна информация Zycraft обмисля внедряването на извънбордови сензори, като прикачени дронове за дългосрочно визуално наблюдение. Модулите с полезен товар обаче могат да бъдат разгърнати, за да отговорят на специфичните изисквания на клиентите както за граждански, така и за военни цели.
Компанията също така иска да навлезе на пазара за обучение и симулация, във връзка с което започна разработването на нов проект M75 Unmanned Target Boat. Целта на AHK с тегло 0,9 тона има обща дължина 5,8 метра, ширина 1,6 метра и газене 0,33 метра. Лодката е оборудвана с извънбордов двигател Yamaha F115, който ви позволява да достигнете скорост от 35 възела, резервоар за гориво с вместимост 220 литра ви позволява да сте в морето до 23 часа при скорост от 12 възела или 5 часа при стабилни максимални скорости.
ANK Vigilant IUSV е част от малка, но разширяваща се линия от универсални необитаеми платформи с големи размери, които се разработват в азиатско-тихоокеанския регион.
Сред страните с ANC платформи с дължина над 11 метра, Китай и Сингапур са особено забележими, като разработват съответно многоцелевата лодка JARI с тегло 20 тона (China Shipbuilding Industry Corporation) и 22-тоновата лодка Venus 16 (ST Engineering), оптимизирана за минно действие.
Големите безпилотни кораби предлагат няколко предимства на флота. Например, по -големите корпуси са склонни да имат по -голям обем полезен товар и капацитет на гориво, давайки на операторите по -голяма гъвкавост и радиус на управление. По -големите платформи могат да бъдат управлявани по избор за задачи, които изискват по -добра информираност за ситуацията и сложно вземане на решения.
Въпреки това, поради големия си размер и водоизместимост, големите автоматични кораби по правило оперират от крайбрежни бази, тъй като за повечето кораби, с изключение на универсалните кораби -амфибии, които имат големи десантни докове, те са твърде тромави и тежки за изстрелване и вдигане. на борда.
