Sivil ve askeri uygulamalar için otomatik su üstü teknelerinin (ANC) tasarımı ve üretiminde uzmanlaşmış Singapur merkezli bir şirket olan Zycraft, yeni yetenekler ekleyerek ANC Bağımsız İnsansız Yüzey Gemisi (IUSV) Vigilant sınıfının Longrunner sınıfı prototipini geliştirmeye devam ediyor..
Mart ayında Zycraft, uzaktan yangın söndürme konseptlerini test etmek için yardımcı donanım ve yazılımla birlikte uzaktan kumandalı bir yangın nozulu ve bir elektrikli yangın pompası kurdu. Şirket, menzili artırmak için sistemi yükseltmeyi planlasa da, bağımsız yangın söndürme ekipmanı maksimum 40 metre mesafeye kadar su verme yeteneğini kanıtlamıştır.
Zycraft Başkanı James Sun'a göre mürettebatsız yangın platformu, Longrunner platformunda keşfedilen birkaç konseptten biri. Diğer özel seçeneklerin, örneğin denizaltı karşıtı savaş, deniz keşif ve gözetimi, mayın eylemi ve arama ve kurtarma gibi farklı tasarım veya yapım aşamalarında olduğunu ekledi.
“Daha küçük ANC'ler, fırlatma aracına ve uygun fırlatma ve kurtarma yöntemlerine bağlıdır ve sistemler geliştikçe, özellikle açık denizlerde operasyonel sorunlar devam edecektir. Ek olarak, menzili artırmak, ANC'nin yükünü azaltır ve fırlatma aracının maliyetlerini artırır. Dahil olan IUSV konseptiyle, filoların sadece daha küçük ANC'leri taşımak için daha büyük gemiler inşa etmesine gerek yoktur, bunun yerine daha büyük IUSV'nin taşıma kapasitesine ve gerekli hedef ekipmanı taşımak için doğal uzun seyir süresine güvenebilirler … savaş gemileri nereye odaklanmalıdır? onlar düşman gemileridir ve küçük bir ANC'nin yönetimine boyun eğmezler."
"IUSV, üssünden ayrıldıktan sonra operasyon alanına gidebilir ve daha sonra denizde kalma süresini artırmak için yalnızca seyrek yakıt ikmaline ihtiyaç duyarak uzun süre orada kalabilir."
ekledi.
İnşaat ve enerji santrali
Zycraft'a göre, Vigilant IUSV, en başından beri üzerinde ıssız bir platform olarak tasarlandı, böylece nihai ürün, geleneksel teknelerin veya gemilerin rafine edilmesinin aksine, çeşitli görevler için kolayca optimize edilebilir. Bununla birlikte, isteğe bağlı olarak oturulabilir, tandem tekerlek yuvası, darbe emici askeri standart SHOXS süspansiyonlu koltuklara oturan iki operatöre kadar barındırabilir.
İnşaat, 2010 yılının başlarında, Ekim 2011'de denize indirilen öncü gemi Longrunner ile başladı. Tüm hat, 16,5 metre uzunluğunda ve 3,6 metre genişliğinde, yaklaşık 8500 kg boş ağırlığa ve bir yük ve 7000 kg yakıt dahil olmak üzere toplam 16000 kg deplasmana sahip hafif bir gövdeye dayanmaktadır.
Longrunner gövdesi, akış direncini azaltan yüksek bir uzama oranına sahiptir. Arovex'in tescilli karbon nanotüp takviyeli karbon fiber kompozitinden yapılmıştır. Zycraft'a göre, gövde, geleneksel denizcilik sınıfı alüminyum veya fiberglastan yapılmış benzer boyuttaki bir gövdeye göre %40 daha güçlü ve %75 daha hafiftir ve ANC'nin büyük, ağır motorlara ihtiyaç duymadan yüksek hızlara ulaşmasını sağlar. Hafif gövde ve düşük deplasmanlı motorların kombinasyonu, artan seyir menzili ve yetenekleri için gemide daha fazla yük ve yakıt taşınmasına olanak tanır.
Vigilant IUSV, şirket tarafından sağlanan spesifikasyona göre maksimum 40 knot hıza ve 30 günden fazla seyir süresine sahip olup, 12 knot ekonomik hızda standart konfigürasyonda 1.500 deniz miline kadar seyir menziline sahiptir.
Song, “Aracın konuşlandırma sırasında uzun süreler boyunca düşük hızlarda gözlem yapması gerektiğinden, seyir süresinin ANC için önemli bir özellik olduğuna inanıyoruz” dedi. "40 knotluk bir azami hız ANC için oldukça yeterli, çünkü bu boyuttaki daha yüksek hızlara sahip bir gemi, bir metrenin üzerindeki dalga yüksekliklerinde etkin bir şekilde kullanılamıyor."
ANK, toplam 960 hp güç üreten 5, 8 litre hacimli ve her biri 640 kg kuru ağırlığa sahip iki turboşarjlı dizel motor Yanmar 6LY3-ETP ile donatılmıştır. Motorlar, bir ZF Marine ZF 280-1 dişli kutusu aracılığıyla, 40 knot'a kadar hız aralığında optimum verimlilik sağlama yetenekleri için özel olarak seçilmiş, ters yönde dönen koaksiyel pervanelere sahip Konrad Marine 680 kıç tahriklerine bağlanmıştır.
Sun, “Benzer gövde şekline sahip bir teknede beş kanatlı Rolla pervanelerle donatılmış Arneson ASD10 doğrudan tahrik sistemi konusunda da deneyimimiz var” dedi. “Her iki konfigürasyon da, özellikle ANC'nin birincil görevlerinden biri olan düşük hızlı devriye operasyonları sırasında iyi bir yakıt verimliliği sağlıyor.
Böyle bir tahrik sistemi ile uygun koşullarda 6 knot hızda saatte yaklaşık 10-15 litre yakıt tüketimimiz var, yani mevcut yakıt deposu hacmi ile seyir süresi önemli ölçüde artıyor."
Ekipman seti
Vigilant 1USV cihazı, otomatik tanıma sistemi, bir çatı optoelektronik gözetleme istasyonu Current Corporation Night Navigator 3 ve beyan edilen 36 deniz mili algılama aralığına sahip bir Simrad Geniş Bant 4G direk radarı ve ayrıca tüm stabilize edilmiş bir sensör kiti ile donatılmıştır. -yuvarlak kameralar.
Anket elektro-optik istasyonu, 640x480 matris boyutuna ve 20 ° ve 6, 8 ° çift görüş alanına, ayrıca 3x optik yakınlaştırma ve 12x dijital sürekli yakınlaştırmaya sahip soğutmasız yüksek çözünürlüklü bir termal görüntüleyici içerir; 20 ° görüş alanı ve 12x sürekli dijital büyütme ile yüksek çözünürlüklü gece görüntü dönüştürücü; 1080i / 720p çözünürlüğe ve 50 ° ila 5,4 ° arası görüş alanlarına, optik zoom 10x ve dijital zoom 12x'e sahip yüksek çözünürlüklü gündüz kamerası.
Bu arada, 360 ° Surround Sistemi, birbirine bağlı, 120 fps'ye kadar kare hızlarına sahip altı adet 4MP AXIS Communications Q16 düşük ışıklı kameradan oluşur. Sun, kameraların, tüm hava koşullarında mükemmel görünürlük sağlamak için lensleri temizlemek için hava jetleri kullanan kendi kendini temizleyen bir modüle yerleştirildiğini söyledi.
“Video, yazılım algoritmaları tarafından sabitlenir, böylece IUSV dönerken bile çıktı görüntüsü sabit kalır. Bu, nesneleri algılamayı kolaylaştırır. Operatörün üzerindeki yükü azaltmak için yazılımı, nesnenin görüntüsünü otomatik olarak anında büyütmek için kullanıyoruz."
Gemideki güç kaynağı, Fischer Panda'nın 12 kW'lık bir jeneratörü tarafından sağlanırken, 5 kW'lık bir jeneratör, fonksiyonel sistemler için ek enerji sağlar ve ana jeneratör arızası durumunda sürekli çalışmayı sağlar.
IUSV, toplam kütlesi 15 ila 25 ton arasında olan gemileri stabilize etmek için tasarlanmış bir Seakeeper Model 7000A jiroskopik stabilizatör ile donatılmıştır. Spesifikasyona göre 910x990x710 mm boyutlarında ve 455 kg ağırlığındaki 7000 A modeli, 15000 Nm'ye kadar sönümleme torku sağlayabiliyor ve 7000 Nm/s'ye kadar kinetik momenti telafi edebiliyor. Tam tanıtımı için 45 dakika gerekir (açıldıktan yaklaşık 20 dakika sonra çalışma modlarına ulaşabilse de) ve 3000 W güç, kararlı modda 1500-2000 W güç ve 8 l / dak deniz suyu soğutma için gereklidir.
Song, bu tür stabilizasyon sistemlerinin tipik olarak, yalpalama genliğini azaltmak ve mürettebat ve yolcu konforunu artırmak için mürettebatlı açık deniz gemilerinde kullanıldığını, ancak ıssız platformlar için önemli faydalar sunduğunu belirtti. Örneğin, kararlı bir ANC, daha yüksek deniz seviyelerinde optokuplörlerin ve radarların çıkışını ve izleme performansını optimize etmeye yardımcı olabilir.
“Aslında yuvarlanmayı ortadan kaldırıyor, böylece ilave stabilite pahasına radar ve optoelektronik cihazların yeteneklerini önemli ölçüde artırıyor” diye açıkladı. “Geminin ufuk ötesi iletişim için bir uydu sistemi kullanması muhtemel olduğundan, Seakeeper damperi, uydu iletişim sisteminin stabilizasyon alt sistemi üzerindeki yükü azaltarak bağlantının güvenilirliğini artırmaya da yardımcı oluyor.
Ayrıca, denizaltı kontrolü veya mayın temizleme görevlerini yürüten herhangi bir ANC, mutlaka yavaş hareket etmeli ve hedef yükün alçalması ve geri dönüşü sırasında iyi bir stabilizasyona ihtiyaç duymalıdır. IUSV artık önemli ölçüde daha yüksek deniz koşullarında çalışabilir. Sabit bir IUSV'nin bile 1,5 metre yüksekliğindeki bir dalganın kenarına çarptığında nispeten sakin davrandığını öğrendik, çünkü sadece düzgün bir şekilde yükseliyor ve düşüyor, bu stabilizasyon sistemi olmadan imkansız olurdu."
Komuta ve kontrol
Longrunner tipik olarak Zycraft'ın batı Singapur'daki tesisinde bulunan özel bir komuta merkezinden çalıştırılır. IUSV, standart geniş bant radyolar veya hücresel modemler kullanılarak çalıştırılabilirken, Cobham SAILOR500 FleetBroadBand500 (FBB500) L-bant uydu iletişim sistemi, tüm hava koşullarında ufuk ötesi operasyonları destekler.
Sun, "Tek bir antenle, tüm kontroller ve veri kümeleri şifrelenir ve ANC ile sahil istasyonu arasında geçirilir" dedi. "Veri iletim kanalının verimi, radar görüntüsünün, optoelektronik istasyondan ve tüm kameralardan gelen görüntülerin, otomatik tanıma sisteminin bilgilerinin ve teknenin kendisinin parametrelerinin gecikmeden iletilmesine izin verir."
"Uyarlanabilir bant genişliği kısıtlaması, bağlantının güvenilir kalması için iletişimi kontrol etmek için kullanılıyor" diye ekledi. "Mevcut ufuk ötesi araç kontrol çözümü, IUSV'nin sürekli insansız operasyonlar için 22 gün boyunca konuşlandırıldığı 2013 ve 2017 yıllarında genişletilmiş denemelerde test edildi."
Şirket, IUSV araç bilgisayarına yüklenen özel komuta ve kontrol yazılımı geliştirmiştir. Geminin limanlarda ve yoğun su yollarında otonom olarak gezinmesini sağlamak için yerleşik çarpışma algılama ve kaçınma algoritmalarını kullanır.
Komuta merkezini donatmak için sivil bilgisayarlar ve büyük ekranlar kullanıldı. Üç ekran, radardan, optoelektronik istasyondan ve çok yönlü kameralardan ve ANC kontrol işlemlerinden gelen bilgileri görüntüler.
Sun, "Ekranımızda izleme bilgilerini de gösteren yüksek kaliteli bir radar görüntüsü var," diye devam etti. "Radar görüntüsünden gurur duyuyoruz çünkü operatöre IUSV ortamı hakkında çok iyi bir fikir veriyor - operatör, gerçek bir teknede olduğu hissine neredeyse tam olarak sahip."
Bu arada, IUSV alt sistemleri yerel bir ağ aracılığıyla etkileşime girer ve bilgi alışverişi yapan ve bir radyo veya uydu bağlantısı aracılığıyla kıyı istasyonuna veri paketleri gönderen bir ana bilgisayar tarafından kontrol edilir. Sun, açık mimari ilkesinin Zycraft'ın yeni yetenekleri gemiye kolayca entegre etmesine ve yapılandırmasına izin verdiğini söyledi.
Ana bilgisayar ayrıca, otomatik bir tanıma sistemi, lidar, radar ve görüntüleme cihazlarından bilgi alarak ve ardından analiz ederek ayrı bir çarpışma algılama ve kaçınma işlevi sunar. Doğruluğu ve güvenilirliği artırmak için çarpışma önleme yazılımı 2013-2016'da güncellendi.
“Çarpışmadan kaçınma programının tasarımında, çabanın çoğu, platformun dış koşullara artan uyarlanabilirliği için harcandı, bu da yoğun trafiğin olduğu alanlarda ve ayrıca operatör müdahalesi olmadan açık suda hareket etmenizi sağlar. Karar vermede gemilerin denizde çarpışmasını önlemeye yönelik uluslararası kurallar temel alınıyor, ancak en önemli kuralın kendini koruma olduğunu da sözlerine ekledi. "Asgari güvenli mesafe, geçiş önceliği olsa bile ANC'nin tepkisini belirler."
Gemi geliştirme
Zycraft, Vigilant IUSV'nin ilk geliştirmesini Eylül 2013'te tamamladı ve ardından Longrunner, Singapur sularında 24 aylık deniz denemelerinde 2.000 deniz mili tamamladı. Zycraft'a göre, birlik isimsiz bir filo için bir gösteriye katıldı ve ayrıca Mayıs 2013'te 150 deniz mili mesafedeki bir deniz testi de dahil olmak üzere 48 saatten fazla süren çeşitli operasyonlarda yer aldı.
Şirket ayrıca, Zycraft'ın sunduğu mürettebatlı IUSV seçenekleri olan Shomari sınıfı uzun menzilli gemileri kullanarak, tekne tasarımının seyir süresi, menzili ve denize elverişliliğine vurgu yaparak, tekne özelliklerinin bir dizi gerçek dünya deniz değerlendirmesini üstlendi. korsanlarla mücadele ve malzeme ve teknik tedarik için bölgedeki nakliye şirketlerine.
Shomari gemileri Vigilant IUSV ile aynı gövde şekline, aynı toplam 16 ton deplasmana ve şirketin mürettebat gemilerini test platformları olarak kullanmasına izin veren benzer dengelemeye sahiptir.
2014'ten bu yana Shomari LRV'ler, 1.100 deniz mili aralığında yedi günlük bir seyir de dahil olmak üzere bir dizi dayanıklılık testinden geçti. LRV'ler ayrıca 4 metreye kadar dalga yüksekliklerinde stabilite testlerinden geçti ve bu sırada tam yük altında maksimum 34 knot hıza ulaştılar.
2017 baharında şirket, IUSV'yi Güney Çin Denizi'nde test etti ve bu süre zarfında 22 gün boyunca periyodik hızlanmalarla ortalama 6 knot hızda ve sonunda toplam 1.900 deniz mili mesafe kat etti. 6.000 litrenin biraz üzerinde dizel yakıtla denemelere çıkan gemi, 2.800 litre ile limana geri döndü.
IUSV, karada iki operatör tarafından işletildi ve günde 24 saat gemiyi izledi, ancak şirket ayrıca ortaya çıkan sorunları çözmek için bir eskort botu sağladı.
Yakın zamanda yapılan ömür testlerinin, Zycraft'ın IUSV'nin yakıt ekonomisi, elektronik ve mekanik sistemlerinin güvenilirliği konusundaki beklentilerini desteklediği anlaşılmaktadır. Song, bu dayanıklılık testlerinin gerçek dünya koşullarında sensör ve navigasyon sistemlerinin performansı hakkında veri sağladığını söyledi.
“IUSV, testler sırasında deniz trafiğini ve diğer olayları uzun süre gözlemleme fırsatına sahip olduğu için, net nakliye modellerini tanıyabildik ve hatta ticari gemilerin birçok tehlikeli yaklaşımına tanık olduk”, - Sun paylaştı, ancak ayrıntı vermeyi reddetti.
"Bazı zorluklar vardı, ancak yazılım güncellemeleri aracılığıyla bunların üstesinden gelmenin ve IUSV'nin gerçek zamanlı yeteneklerini optimize etmenin yollarını bulabildik."
Gelecekteki fırsatlar
Şirket, maksimum 3 ton kapasiteli 3x3x2 metre faydalı yük için sızdırmaz modüler bölmesini kullanarak geminin görev yelpazesini genişletmeye büyük önem veriyor.
Sung, "Bu bölme, özel taşıma ekipmanı gerektiren bir yükü barındırmak için özel olarak tasarlanmıştır" dedi. "Bu hedef yükü desteklemek için, elektronik dolaplar gibi yardımcı ekipmanlar belirlenen kargo ambarına kurulabilir."
Önerilen düşük maliyetli denizaltı karşıtı savunma konseptinde IUSV, Zycraft'ın teknoloji ortaklarından biri tarafından sağlanan eksiksiz bir aktif/pasif sonar ile donatılacak. Tekne, denizaltı karşıtı platformun yerini alacak ve mürettebatlı savaş gemilerinin dikkat dağınıklığından kaçınmasına ve diğer görevleri yerine getirmesine izin verecek.
Zycraft, YZDDS-920 DDS'yi (dalgıç algılama sonarı) geliştirdi. 300 mm yüksekliğinde ve 425 mm çapındaki kompakt sonar sistemi, Vigilant IUSV'ye, diğer ANC ve deniz gemilerine kurulabilir veya limanları veya kıyı altyapısını korumak için sabit bir cihaz olarak kullanılabilir.
Şirkete göre DDS, 600 metreye kadar olan mesafelerde açık devre dalgıçları ve maksimum 50 metre derinliğe kadar tüm yönlerde 400 metreye kadar mesafelerde rejeneratif solunum cihazı ile donatılmış dalgıçları tespit etmek için tasarlanmıştır. Sistem, 45 kg ağırlığında bir anten birimi, bir işlem birimi ve bir dizüstü bilgisayarda bir grafik kullanıcı arabirimi içerir. Aynı anda 100 nesneye kadar izleyebilir ve bir tehdit algılandığında bağımsız olarak bir uyarı sinyali verebilir.
Şirket şu anda sonar sistemini IUSV'ye entegre etmek için bir ortak arıyor ve yakın gelecekte su altı araştırma ve gözlemine odaklanan başka bir uzun yolculuk testi yapmayı planlıyor. Song, sonarı entegre etme çalışmalarının gelecekte denizaltı karşıtı savaş teknolojilerinin tanıtılmasının önünü açabileceğini kaydetti. Zycraft ayrıca arama ve kurtarma operasyonlarına yönelik talebin artmasını bekliyor.
Şirket, acil durumlarda koordinatları iletmek için uygun sensör sistemleri ve dedektörlerle donatılmış IUSV cihazının, uzun sahil şeridine ve geniş deniz alanlarına sahip ülkeler için mükemmel bir seçim olabileceğini kaydetti.
Arama kurtarma için yapılandırılan IUSV cihazı, bu tür operasyonlar sırasında uzun süre denizde kalabilirken, özel olarak tasarlanmış bir modül, operatörün hayatta kalanları robotik bir kol kullanarak uzaktan kurtarmasına ve yaralılarla birlikte yedi adede kadar sedye taşımasına izin veriyor.
Hasta izleme cihazları, kurbanların psikolojik durumunu izlemek ve kıyıya varmadan önce kıyı hizmetine bilgi göndermek için ekipmana dahil edilebilir.
Keşif ve istihbarat toplama için Zycraft, uzun vadeli görsel gözetim için bağlı dronlar gibi yerleşik sensörler kullanmayı düşünüyor. Ancak, hem sivil hem de askeri amaçlar için özel müşteri gereksinimlerini karşılamak üzere özel yük modülleri dağıtılabilir.
Şirket ayrıca, yeni bir M75 İnsansız Hedef Bot projesi geliştirmeye başladıkları eğitim ve simülasyon pazarına girmek istiyor. 0,9 ton ağırlığındaki AHK hedefi toplam 5,8 metre uzunluğa, 1,6 metre genişliğe ve 0,33 metre drafta sahip. Tekne, 35 knot hıza ulaşmanızı sağlayan bir dıştan takma motor Yamaha F115 ile donatılmıştır, 220 litre kapasiteli bir yakıt deposu, 12 knot veya 5 hızında 23 saate kadar denizde olmanızı sağlar. sabit maksimum hızlarda saat.
ANK Vigilant IUSV, Asya-Pasifik bölgesinde geliştirilmekte olan küçük ama genişleyen, büyük yer değiştirmeli, çok yönlü ıssız platformların bir parçasıdır.
ANC platformları 11 metreden uzun olan ülkeler arasında özellikle dikkat çeken Çin ve Singapur, sırasıyla 20 ton ağırlığındaki JARI çok amaçlı tekneyi (China Shipbuilding Industry Corporation) ve 22 tonluk tekne Venus 16'yı (ST Engineering) geliştiriyor. mayın eylemi.
Büyük insansız su üstü gemileri filolara çeşitli avantajlar sunar. Örneğin, daha büyük gövdeler daha fazla yük hacmine ve yakıt kapasitesine sahip olma eğilimindedir ve bu da operatörlere daha fazla esneklik ve kontrol yarıçapı sağlar. Daha büyük platformlar, daha iyi durumsal farkındalık ve karmaşık karar verme gerektiren görevler için isteğe bağlı olarak yönetilebilir.
Bununla birlikte, büyük boyutları ve yer değiştirmeleri nedeniyle, büyük otomatik gemiler, kural olarak, kıyı üslerinden çalışırlar, çünkü çoğu gemi için, büyük iniş rıhtımlarına sahip evrensel amfibi gemiler hariç, fırlatma için çok hantal ve ağırdırlar. ve kaldırma.
