Singapūre įsikūrusi bendrovė „Zycraft“, kuri specializuojasi automatinių paviršinių valčių (ANC), skirtų civilinėms ir karinėms reikmėms, projektavimo ir gamybos srityje, toliau tobulina „Longrunner“klasės „ANC Independent Unmanned Surface Vessel“(IUSV) Vigilant klasės prototipą, pridėdama naujų galimybių..
Kovo mėnesį „Zycraft“įdiegė nuotoliniu būdu valdomą priešgaisrinį antgalį ir elektrinį gaisrinį siurblį kartu su pagalbine įranga ir programine įranga, kad išbandytų nuotolinio gaisro gesinimo koncepcijas. Savarankiška gaisro gesinimo įranga pademonstravo savo gebėjimą tiekti vandenį ne daugiau kaip 40 metrų atstumu, nors bendrovė planuoja atnaujinti sistemą, kad padidintų nuotolį.
Pasak „Zycraft“prezidento Jameso Suno, priešgaisrinė platforma be įgulos yra viena iš kelių koncepcijų, tiriamų „Longrunner“platformoje. Jis pridūrė, kad kiti specializuoti variantai yra skirtinguose projektavimo ar statybos etapuose, pavyzdžiui: priešpovandeninis karas, jūrų žvalgyba ir stebėjimas, minų veiksmai ir paieškos bei gelbėjimas.
„Mažesni ANC priklauso nuo raketos ir tinkamų paleidimo bei atkūrimo metodų, o sistemoms tobulėjant, veiklos problemos išliks, ypač atviroje jūroje. Be to, padidinus diapazoną sumažėja ANC naudingoji apkrova ir padidėja raketos kaina. Atsižvelgiant į IUSV koncepciją, laivynams taip pat nereikia statyti didesnių laivų, kad jie galėtų vežti mažesnius ANC, o jie gali pasikliauti didesnės IUSV keliamosios galios ir būdingu ilgu plaukiojimo laiku, kad gabentų reikiamą tikslinę įrangą … karo laivai turėtų sutelkti dėmesį į tai, kur jie yra priešo laivai ir jų neapkrauna mažo ANC valdymas “.
„Išėjęs iš savo bazės, IUSV gali nuvykti į veiklos zoną, o paskui pasilikti ten ilgą laiką, kad prireiktų tik retų degalų papildymo, kad būtų galima pratęsti buvimo jūroje trukmę“.
jis pridėjo.
Statyba ir elektrinė
Pasak „Zycraft“, „Vigilant IUSV“nuo pat pradžių buvo suprojektuota kaip negyvenama platforma, kad galutinis produktas būtų lengvai optimizuojamas įvairioms užduotims, o ne tradicinių valčių ar laivų tobulinimas. Tačiau ji gali būti pasirinktinai apgyvendinta, tandeminėje vairinėje gali tilpti iki dviejų operatorių, sėdinčių ant amortizuojančių karinio standarto SHOXS pakabos sėdynių.
Statybos prasidėjo 2010 m. Pradžioje, o pagrindinis laivas „Longrunner“buvo paleistas 2011 m. Spalio mėn. Visa linija yra pagaminta iš lengvo korpuso, kurio ilgis yra 16,5 m ir plotis 3,6 m, tuščias svoris yra apie 8500 kg, o bendras tūris - 16000 kg, įskaitant naudingąją apkrovą ir 7000 kg degalų.
„Longrunner“korpusas turi didelį pailgėjimo koeficientą, kuris sumažina atsparumą srautui. Jis pagamintas iš „Arovex“patentuoto anglies nanovamzdeliu sustiprinto anglies pluošto kompozito. Pasak „Zycraft“, korpusas yra 40% tvirtesnis ir 75% lengvesnis nei panašaus dydžio korpusas, pagamintas iš tradicinio jūrinio aliuminio arba stiklo pluošto, todėl ANC gali pasiekti didelį greitį, nereikalaujant didelių, sunkių variklių. Lengvo korpuso ir mažo darbinio tūrio variklių derinys leidžia laive turėti daugiau naudingos apkrovos ir degalų, kad padidėtų kreiserinis nuotolis ir galimybės.
Vigilant IUSV maksimalus greitis yra 40 mazgų, o plaukiojimo trukmė - daugiau nei 30 dienų, pagal bendrovės pateiktą specifikaciją, o kreiserinis diapazonas yra iki 1500 jūrmylių standartinėje konfigūracijoje, ekonominiu 12 mazgų greičiu.
„Manome, kad plaukiojimo trukmė yra pagrindinė ANC charakteristika, nes dislokavimo metu transporto priemonė ilgą laiką turi stebėti mažą greitį“, - sakė Song. „Didžiausias 40 mazgų greitis yra visiškai pakankamas ANC, nes tokio dydžio laivas su didesniu greičiu negali būti veiksmingai naudojamas, kai bangų aukštis didesnis nei metras“.
ANK yra sumontuoti du dyzeliniai varikliai su turbokompresoriumi „Yanmar 6LY3-ETP“, kurių tūris yra 5, 8 litrai, o kiekvieno sausoji masė-640 kg, kurie sukuria bendrą 960 AG galią. Varikliai yra sujungti per „ZF Marine ZF 280-1“pavarų dėžę su „Konrad Marine 680“laivagalio pavaromis su priešinga kryptimi besisukančiais bendraašiais sraigtais, kurie buvo specialiai parinkti atsižvelgiant į jų gebėjimą užtikrinti optimalų efektyvumą iki 40 mazgų.
„Mes taip pat turime patirties su„ Arneson ASD10 “tiesioginės pavaros sistema su penkių ašmenų„ Rolla “propeleriais panašios korpuso formos valtyje“,-aiškino „Sun“. „Abi konfigūracijos užtikrina gerą degalų naudojimo efektyvumą, ypač atliekant mažo greičio patruliavimo operacijas, kurios yra viena iš pagrindinių ANC misijų.
Naudojant tokią varomąją sistemą, kuro sąnaudos palankiomis sąlygomis yra apie 10–15 litrų per valandą, esant 6 mazgų greičiui, tai yra, plaukimo laikas žymiai pailgėja esant esamam kuro bakų tūriui “.
Įrangos komplektas
„Vigilant 1USV“įrenginyje yra jutiklių rinkinys, kurį sudaro automatinio atpažinimo sistema, ant stogo esanti optoelektroninė stebėjimo stotis „Current Corporation Night Navigator 3“ir „Simrad Broadband 4G“stiebo radaras, kurio aptikimo diapazonas yra 36 jūrmylės, taip pat stabilizuotas -aplinkinės kameros.
Tyrimo elektrooptinėje stotyje yra neatšaldytas didelės skiriamosios gebos termovizorius, kurio matricos dydis yra 640x480, o dvigubas matymo laukas yra 20 ° ir 6, 8 °, taip pat 3x optinis priartinimas ir 12x skaitmeninis nuolatinis priartinimas; didelės skiriamosios gebos naktinis vaizdo keitiklis, kurio matymo laukas yra 20 ° ir nuolatinis skaitmeninis didinimas 12 kartų; dienos kamera su didele raiška, 1080i / 720p raiška ir regėjimo laukais nuo 50 ° iki 5,4 °, optiniu priartinimu 10x ir skaitmeniniu priartinimu 12x.
Tuo tarpu „360 ° Surround“sistemą sudaro šešios 4MP „AXIS Communications Q16“silpno apšvietimo kameros, kurių kadrų dažnis yra iki 120 kadrų per sekundę. Kameros talpinamos savaime išsivalančiame modulyje, kuris naudoja oro sroves objektyvams valyti, kad būtų užtikrintas puikus matomumas bet kokiomis oro sąlygomis, sakė „Sun“.
„Vaizdo įrašą stabilizuoja programinės įrangos algoritmai, kad išvesties vaizdas išliktų stabilus net tada, kai IUSV rieda. Tai palengvina objektų aptikimą. Mes naudojame programinę įrangą, kad akimirksniu automatiškai padidintume objekto vaizdą, kad sumažintume operatoriaus naštą “.
Maitinimą laive tiekia 12 kW generatorius iš „Fischer Panda“, o 5 kW generatorius suteikia papildomos energijos funkcinėms sistemoms ir užtikrina nepertraukiamą veikimą sugedus pagrindiniam generatoriui.
IUSV yra aprūpintas „Seakeeper Model 7000A“giroskopiniu stabilizatoriumi, skirtu stabilizuoti laivus, kurių bendra masė yra nuo 15 iki 25 tonų. Pagal specifikaciją 7000 A modelis, kurio matmenys 910x990x710 mm ir sveria 455 kg, gali užtikrinti slopinimo momentą iki 15000 Nm ir kompensuoti kinetinį momentą iki 7000 Nm / s. Norint visiškai jį reklamuoti, reikia 45 minučių (nors jis gali pasiekti darbo režimus praėjus maždaug 20 minučių po įjungimo) ir 3000 W, o stabiliu režimu-1500-2000 W ir 8 l / min jūros vandens. reikalingas aušinimui.
Songas pažymėjo, kad tokios stabilizavimo sistemos paprastai naudojamos įgulos jūrų laivuose, siekiant sumažinti riedėjimo amplitudę ir pagerinti įgulos bei keleivių komfortą, nors jos teikia daug naudos negyvenamoms platformoms. Pavyzdžiui, stabilus ANC gali padėti optimizuoti optinių jungčių ir radarų išvestį ir sekimą aukštesniame jūros lygyje.
„Tai iš tikrųjų pašalina ritinį, taip žymiai padidindamas radaro ir optoelektroninių prietaisų galimybes papildomo stabilumo sąskaita“, - aiškino jis. „Kadangi laivas greičiausiai naudos palydovinę sistemą ryšiams per visą horizontą,„ Seakeeper “sklendė taip pat padeda padidinti ryšio patikimumą, nes sumažina palydovinio ryšio sistemos stabilizavimo posistemio apkrovą.
Be to, bet kuri ANC, vykdanti povandeninių laivų kontrolę ar išminavimo misijas, būtinai turi judėti lėtai ir turėti gerą stabilizavimą nusileidimo ir tikslinės apkrovos grąžinimo metu. IUSV dabar gali veikti žymiai didesnėmis jūros sąlygomis. Mes išsiaiškinome, kad net stacionarus IUSV elgiasi palyginti ramiai, kai atsitrenkia į 1,5 metro aukščio bangos pusę, nes ji tiesiog sklandžiai kyla ir krenta, o tai būtų neįmanoma be stabilizavimo sistemos “.
Valdymas ir valdymas
„Longrunner“paprastai valdomas iš specialaus valdymo centro, esančio „Zycraft“objekte vakarinėje Singapūro dalyje. IUSV galima valdyti naudojant standartinius plačiajuosčio ryšio radijo imtuvus arba korinio ryšio modemus, o „Cobham SAILOR500 FleetBroadBand500“(FBB500) L juostos palydovinio ryšio sistema palaiko operacijas bet kokiu oru.
„Naudojant vieną anteną, visi valdikliai ir duomenų rinkiniai yra užšifruoti ir perduodami tarp ANC ir pakrantės stoties“, - paaiškino „Sun“. „Duomenų perdavimo kanalo pralaidumas leidžia nedelsiant perduoti radaro vaizdą, vaizdus iš optoelektroninės stoties ir visų kamerų, informaciją apie automatinio atpažinimo sistemą ir pačios valties parametrus“.
„Prisitaikantis pralaidumo ribojimas naudojamas valdyti ryšius, kad ryšys išliktų patikimas“, - pridūrė jis. „Dabartinis horizonto transporto priemonių valdymo sprendimas buvo išbandytas išplėstiniuose bandymuose 2013 ir 2017 m., Kai IUSV buvo dislokuotas 22 dienas nepertraukiamoms nepilotuojamoms operacijoms“.
Bendrovė sukūrė patentuotą valdymo ir valdymo programinę įrangą, įkeliamą į IUSV borto kompiuterį. Jis naudoja integruotus susidūrimo aptikimo ir išvengimo algoritmus, kad laivas galėtų savarankiškai plaukti uostuose ir judriuose vandens keliuose.
Komandų centrui įrengti buvo naudojami civiliniai kompiuteriai ir dideli ekranai. Trys ekranai rodo informaciją iš radaro, iš optoelektroninės stoties ir visapusiškų kamerų bei ANC valdymo operacijų.
„Mūsų ekrane yra aukštos kokybės radaro vaizdas, kuriame taip pat rodoma stebėjimo informacija“,-tęsė „Sun“. „Mes didžiuojamės radaro vaizdu, nes tai suteikia operatoriui labai gerą jausmą apie IUSV aplinką - operatorius beveik visiškai jaučia, kad yra tikrame laive“.
Tuo tarpu IUSV posistemiai sąveikauja per vietinį tinklą ir yra valdomi kompiuterio, kuris keičiasi informacija ir siunčia duomenų paketus į pakrantės stotį per radiją ar palydovą. Atviras architektūros principas leidžia „Zycraft“lengvai integruoti ir sukonfigūruoti naujas galimybes į laivą, sakė „Sun“.
Pagrindinis kompiuteris taip pat siūlo atskirą susidūrimo aptikimo ir išvengimo funkciją, kuri gauna informaciją iš automatinės atpažinimo sistemos, „lidar“, radaro ir vaizdo gavimo įrenginių, o tada ją analizuoja. Siekiant pagerinti tikslumą ir patikimumą, 2013-2016 m. Atnaujinta susidūrimo išvengimo programinė įranga.
„Kuriant susidūrimo išvengimo programą, daugiausia pastangų buvo skirta didesniam platformos prisitaikymui prie išorinių sąlygų, o tai leidžia judėti intensyvaus eismo zonose, taip pat atvirame vandenyje be operatoriaus įsikišimo. Jis pridūrė, kad tarptautinės taisyklės, kuriomis siekiama užkirsti kelią laivų susidūrimams jūroje, yra pagrindas priimant sprendimus, tačiau svarbiausia taisyklė yra savisaugos išsaugojimas. "Mažiausias saugus atstumas lemia ANC atsaką, net jei jis turi praėjimo prioritetą."
Laivų plėtra
2013 m. Rugsėjį „Zycraft“užbaigė pradinį budriojo IUSV kūrimą, o po to „Longrunner“per 24 mėnesius trukusius bandymus Singapūro vandenyse įveikė 2 000 jūrmylių. Pasak „Zycraft“, padalinys dalyvavo demonstracijoje dėl neįvardyto laivyno, taip pat dalyvavo keliose operacijose, trunkančiose daugiau nei 48 valandas, įskaitant bandymą jūroje 2013 m. Gegužės mėn. 150 jūrmylių atstumu.
Bendrovė taip pat atliko daugybę realaus pasaulio laivų korpuso savybių vertinimų, daugiausia dėmesio skirdama plaukiojimo trukmei, diapazonui ir korpuso konstrukcijos tinkamumui plaukioti, naudodama „Shomari“klasės tolimojo nuotolio laivus, įgulos „Iycv“galimybes, kurias siūlo „Zycraft“. regiono laivybos kompanijoms kovoti su piratais ir materialiniu bei techniniu aprūpinimu.
„Shomari“laivai turi tokią pačią korpuso formą kaip ir „Vigilant IUSV“, tą patį bendrą 16 tonų tūrį ir panašų balansavimą, kuris leidžia bendrovei naudoti įgulos laivus kaip bandymo platformas.
Nuo 2014 m. „Shomari LRV“buvo išbandyti keli ištvermės bandymai, įskaitant septynių dienų plaukiojimą 1100 jūrmylių atstumu. LRV taip pat išlaikė stabilumo bandymus bangų aukštyje iki 4 metrų, kurių metu jie pasiekė maksimalų 34 mazgų greitį esant pilnai apkrovai.
2017 metų pavasarį bendrovė išbandė IUSV Pietų Kinijos jūroje, kurios metu ji be sustojimo plaukė 22 dienas vidutiniu 6 mazgų greičiu, periodiškai greitindama, galiausiai įveikdama 1900 jūrmylių. Laivas išėjo bandymams su šiek tiek daugiau nei 6000 litrų dyzelinio kuro ir grįžo į uostą su 2800 litrų.
IUSV valdė du krante esantys operatoriai, kurie visą parą stebėjo laivą, nors bendrovė taip pat parūpino palydos valtį, kad išspręstų iškilusias problemas.
Suprantama, kad pastarojo meto bandymai sustiprino „Zycraft“lūkesčius dėl IUSV degalų taupymo, jo elektronikos ir mechaninių sistemų patikimumo. Song sakė, kad šie ištvermės testai pateikė duomenis apie jutiklių ir navigacijos sistemų veikimą realiomis sąlygomis.
„Kadangi IUSV bandymų metu turėjo galimybę ilgą laiką stebėti jūrų eismą ir kitus įvykius, mes galėjome atpažinti aiškius laivybos modelius ir net liudyti kelis pavojingus komercinių laivų artėjimus“, - „Sun“pasidalino, bet atsisakė pateikti detales.
„Buvo keletas iššūkių, tačiau mums pavyko rasti būdų, kaip juos įveikti ir optimizuoti IUSV galimybes realiuoju laiku atnaujinant programinę įrangą“.
Ateities galimybės
Bendrovė daug dėmesio skiria laivo užduočių spektro išplėtimui, naudodama jos sandarų modulinį skyrių, kurio naudingoji apkrova yra 3x3x2 metrai, o maksimali talpa - 3 tonos.
„Šis skyrius yra specialiai suprojektuotas taip, kad tilptų naudingą krovinį, kuriam reikalinga speciali tvarkymo įranga“, - sakė Sung. „Norint išlaikyti šią tikslinę apkrovą, pagalbinėje įrangoje, pvz., Elektronikos spintelėse, galima sumontuoti tam skirtą krovinių saugyklą.
Siūlomoje nebrangios priešpovandeninės gynybos koncepcijoje IUSV bus sumontuotas visas aktyvus / pasyvus sonatas, kurį tiekia vienas iš „Zycraft“technologijų partnerių. Ši valtis pakeis priešpovandeninę platformą, leisdama įgulos kovos laivams išvengti blaškymosi ir atlikti kitas užduotis.
„Zycraft“sukūrė YZDDS-920 DDS (nardymo aptikimo sonarą). Kompaktišką 300 mm aukščio ir 425 mm skersmens sonaro sistemą galima montuoti „Vigilant IUSV“, kituose ANC ir jūrų laivuose arba naudoti kaip stacionarų prietaisą uostams ar pakrančių infrastruktūrai apsaugoti.
Pasak bendrovės, DDS yra skirtas aptikti atviro kontūro narus iki 600 metrų atstumu, o narai, aprūpinti regeneraciniu kvėpavimo aparatu, iki 400 metrų atstumu į visas puses iki didžiausio 50 metrų gylio. Sistemą sudaro antenos blokas, sveriantis 45 kg, apdorojimo įrenginys ir grafinė vartotojo sąsaja nešiojamajame kompiuteryje. Jis vienu metu gali sekti iki 100 objektų ir nepriklausomai duoti įspėjamąjį signalą, kai aptinkama grėsmė.
Šiuo metu bendrovė ieško partnerio, kuris integruotų sonaro sistemą į IUSV, artimiausiu metu planuoja atlikti dar vieną ilgos kelionės bandymą, daugiausia dėmesio skiriant povandeniniams tyrimams ir stebėjimams. Song pažymėjo, kad darbas integruojant sonarus gali atverti kelią įvesti priešpovandeninio karo technologijas ateityje. „Zycraft“taip pat tikisi padidėjusios paieškos ir gelbėjimo operacijų paklausos.
Bendrovė pažymėjo, kad IUSV įrenginys, aprūpintas tinkamomis jutiklių sistemomis ir detektoriais, perduodančiais koordinates avarinėse situacijose, galėtų būti puikus pasirinkimas šalims, turinčioms ilgas pakrantes ir dideles jūros zonas.
IUSV įrenginys, sukonfigūruotas paieškai ir gelbėjimui, atliekant tokias operacijas gali ilgą laiką likti jūroje, o specialiai sukurtas modulis leidžia operatoriui nuotoliniu būdu gelbėti išgyvenusius žmones naudojant robotinę ranką ir nešiotis iki septynių neštuvų su sužeistaisiais.
Paciento stebėjimo prietaisai gali būti įtraukti į įrangą, skirtą aukų psichologinei būklei stebėti ir informacijai siųsti pakrančių tarnybai dar prieš atvykstant į krantą.
Žvalgybai ir žvalgybai rinkti „Zycraft“svarsto galimybę įdiegti ne borto jutiklius, tokius kaip pririšti bepiločiai orlaiviai ilgalaikiam vizualiniam stebėjimui. Tačiau pritaikytus naudingos apkrovos modulius galima įdiegti, kad būtų patenkinti konkretūs klientų reikalavimai tiek civiliniais, tiek kariniais tikslais.
Bendrovė taip pat nori patekti į mokymų ir modeliavimo rinką, su kuria jie pradėjo kurti naują projektą „M75 Unmanned Target Boat“. 0,9 tonos sveriančio AHK taikinio bendras ilgis yra 5,8 metro, plotis - 1,6 metro, o grimzlė - 0,33 metro. Valtyje yra pakabinamas „Yamaha F115“variklis, leidžiantis pasiekti 35 mazgų greitį, 220 litrų talpos degalų bakas leidžia būti jūroje iki 23 valandų 12 ar 5 mazgų greičiu valandų stabiliu didžiausiu greičiu.
„ANK Vigilant IUSV“yra mažos, bet besiplečiančios didelės poslinkio, universalios negyvenamos platformos, kuriamos Azijos ir Ramiojo vandenyno regione, dalis.
Tarp šalių, kuriose ANC platformos yra ilgesnės nei 11 metrų, ypač išsiskiria Kinija ir Singapūras, atitinkamai kuriantys 20 tonų sveriantį JARI valtį („China Shipbuilding Industry Corporation“) ir 22 tonų valtį „Venus 16“(„ST Engineering“). minų veiksmas.
Dideli nepilotuojami paviršiniai laivai laivynams suteikia keletą privalumų. Pavyzdžiui, didesni korpusai paprastai turi didesnį naudingosios apkrovos tūrį ir degalų talpą, o tai suteikia operatoriams daugiau lankstumo ir valdymo spindulio. Didesnės platformos gali būti pasirinktinai valdomos atliekant užduotis, kurioms reikalingas geresnis situacijos suvokimas ir sudėtingas sprendimų priėmimas.
Tačiau dėl savo didelio dydžio ir poslinkio dideli automatiniai laivai paprastai plaukioja iš pakrančių bazių, nes daugumai laivų, išskyrus universalius amfibijos laivus, turinčius dideles iškrovimo vietas, jie yra pernelyg sudėtingi ir sunkūs paleisti. ir kėlimas.
