Zycraft, et Singapore-baseret firma, der specialiserer sig i design og fremstilling af automatiske overfladebåde (ANC) til civile og militære applikationer, fortsætter med at forbedre Longrunner-klassen prototype af ANC Independent Unmanned Surface Vessel (IUSV) Vigilant-klassen ved at tilføje nye muligheder.
I marts installerede Zycraft en fjernstyret branddyse og en elektrisk brandpumpe sammen med tilhørende hardware og software til at teste fjerntliggende brandslukningskoncepter. Selvstændigt brandslukningsudstyr har vist sin evne til at levere vand til en maksimal afstand på 40 meter, selvom virksomheden planlægger at opgradere systemet for at øge rækkevidden.
Den mandskabsløse brandplatform er et af flere begreber, der udforskes på Longrunner -platformen, ifølge Zycrafts præsident James Sun. Han tilføjede, at andre specialiserede muligheder befinder sig på forskellige stadier af design eller konstruktion, for eksempel: anti-ubådskrigføring, flådeoplysning og overvågning, mineaktion og eftersøgning og redning.
”Mindre ANC’er er afhængige af affyringsvognen og passende lancerings- og genoprettelsesmetoder, og efterhånden som systemerne udvikler sig, vil driftsproblemerne fortsætte, især på åbent hav. Derudover reducerer rækkevidden af ANCs nyttelast og øger omkostningerne ved affyringsvognen. Med IUSV -konceptet involveret behøver flåder heller ikke at bygge større skibe bare for at transportere mindre ANC'er, i stedet kan de stole på den større IUSV's bæreevne og iboende lange sejltid for at bære det nødvendige måludstyr … krigsskibe bør fokusere på, hvor de er fjendtlige skibe og belastes ikke af ledelsen af en lille ANC."
"Efter at have forladt sin base kan IUSV gå til operationsområdet og derefter blive der i lang tid, kun brug for sjældent tankning for at øge varigheden af opholdet til søs,"
han tilføjede.
Byggeri og kraftværk
Ifølge Zycraft var Vigilant IUSV designet fra begyndelsen som en ubeboet platform, så det endelige produkt let kunne optimeres til forskellige opgaver, i modsætning til forfining af traditionelle både eller skibe. Det kan dog valgfrit være beboet, tandem-styrehuset kan rumme op til to førere, der sidder på stødabsorberende militærstandarder SHOXS-sæder.
Byggeriet begyndte i begyndelsen af 2010 med hovedskibet Longrunner, der blev lanceret i oktober 2011. Hele linjen er baseret på et letvægtsskrog 16,5 meter langt og 3,6 meter bredt, med en egenvægt på cirka 8500 kg og en samlet forskydning på 16000 kg, inklusive en nyttelast og 7000 kg brændstof.
Longrunner -kroppen har et højt forlængelsesforhold, hvilket reducerer strømningsmodstand. Den er fremstillet af Arovex 'proprietære carbon nanorørforstærkede kulfiberkomposit. Ifølge Zycraft er skroget 40% stærkere og 75% lettere end et lignende skrog fremstillet af traditionelt marineklasset aluminium eller glasfiber, så ANC kan nå høje hastigheder uden behov for store, tunge motorer. Kombinationen af et letvægtsskrog og motorer med lav forskydning gør det muligt at transportere mere nyttelast og brændstof ombord for øget cruising-rækkevidde og kapacitet.
Vigilant IUSV har en maksimal hastighed på 40 knob og en sejltid på mere end 30 dage i henhold til specifikationen fra rederiet med en sejlrækkevidde på op til 1.500 sømil i standardkonfiguration med en økonomisk hastighed på 12 knob.
"Vi mener, at sejladsens varighed er en nøgleegenskab for ANC, da køretøjet skal observere ved lave hastigheder i længere perioder under implementeringen," sagde Song. "En topfart på 40 knob er ganske tilstrækkelig for ANC, da et fartøj af denne størrelse med højere hastigheder ikke kan bruges effektivt med bølgehøjder over en meter."
ANK er udstyret med to turboladede dieselmotorer Yanmar 6LY3-ETP med et volumen på 5, 8 liter og en tørvægt på 640 kg hver, hvilket genererer en samlet effekt på 960 hk. Motorerne er koblet gennem en ZF Marine ZF 280-1 gearkasse til Konrad Marine 680 akterdrev med kontra-roterende koaksiale propeller, som er specielt udvalgt for deres evne til at levere optimal effektivitet over et hastighedsområde på op til 40 knob.
"Vi har også erfaring med Arneson ASD10 direkte drivsystem udstyret med fembladede Rolla-propeller i en båd med en lignende skrogform," forklarede Sun.”Begge konfigurationer giver en god brændstofeffektivitet, især under patruljeoperationer ved lav hastighed, som er en af ANC’s primære missioner.
Med et sådant fremdrivningssystem har vi et brændstofforbrug på cirka 10-15 liter i timen med en hastighed på 6 knob under gunstige forhold, det vil sige, at sejltiden stiger betydeligt med den eksisterende mængde brændstoftanke."
Udstyrssæt
Vigilant 1USV -enheden er udstyret med et sensorsæt, der omfatter et automatisk genkendelsessystem, en optoelektronisk overvågningsstation på taget Current Corporation Night Navigator 3 og en Simrad Bredbånds 4G -mastradar med et deklareret registreringsområde på 36 sømil, samt stabiliseret alle -rundkameraer.
Undersøgelseselektrooptisk station omfatter et uafkølet højopløselig termisk billedbehandler med en matrixstørrelse på 640x480 og et dobbelt synsfelt på 20 ° og 6, 8 ° samt 3x optisk zoom og 12x digital kontinuerlig zoom; natbilledomformer med høj opløsning med et synsfelt på 20 ° og kontinuerlig digital forstørrelse 12x; dagtidskamera med høj opløsning med en opløsning på 1080i / 720p og synsfelter fra 50 ° til 5,4 °, optisk zoom 10x og digital zoom 12x.
I mellemtiden består 360 ° Surround System af seks 4MP AXIS Communications Q16 lavlysskameraer med billedhastigheder på op til 120fps, der er forbundet i netværk. Kameraerne er placeret i et selvrensende modul, der bruger luftstråler til at rengøre linserne for at sikre fremragende udsyn under alle vejrforhold, sagde Sun.
“Videoen er stabiliseret af softwarealgoritmer, så outputbilledet forbliver stabilt, selv når IUSV ruller. Dette gør det lettere at registrere objekter. Vi bruger softwaren til øjeblikkeligt at forstørre billedet af objektet automatisk for at reducere byrden for operatøren."
Strømforsyningen om bord leveres af en 12 kW generator fra Fischer Panda, mens en 5 kW generator leverer ekstra energi til funktionelle systemer og sikrer kontinuerlig drift i tilfælde af hovedgeneratorfejl.
IUSV er udstyret med en Seakeeper Model 7000A gyroskopisk stabilisator designet til at stabilisere skibe med en total masse på 15 til 25 tons. Ifølge specifikationen kan 7000 A -modellen med dimensioner 910x990x710 mm og veje 455 kg give dæmpningsmoment op til 15000 Nm og kompensere for kinetisk moment op til 7000 Nm / s. For hele reklamen kræves 45 minutter (selvom den kan nå driftstilstande cirka 20 minutter efter tænding) og en effekt på 3000 W, i en stabil tilstand er en effekt på 1500-2000 W og 8 l / min. Havvand nødvendig for afkøling.
Song bemærkede, at sådanne stabiliseringssystemer typisk bruges i bemandede søgående skibe for at reducere rulleamplitude og forbedre besætnings- og passagerkomfort, selvom de giver betydelige fordele for ubeboede platforme. For eksempel kan en stabil ANC hjælpe med at optimere output og sporing af optokoblere og radarer ved højere havniveau.
"Det fjerner faktisk rullen og øger derved radarens og optoelektroniske enheders muligheder betydeligt på bekostning af ekstra stabilitet," forklarede han. “Da skibet sandsynligvis vil bruge et satellitsystem til kommunikation over horisonten, hjælper Seakeeper-spjældet også med at øge forbindelsens pålidelighed ved at reducere belastningen på stabiliseringsundersystemet i satellitkommunikationssystemet.
Derudover skal enhver ANC, der udfører ubådskontrol eller minerydningsopgaver, nødvendigvis bevæge sig langsomt og have brug for god stabilisering under mållastens nedstigning og tilbagevenden. IUSV kan nu operere under betydeligt højere havforhold. Vi fandt ud af, at selv en stationær IUSV opfører sig relativt roligt, når den rammer siden af en bølge med en højde på 1,5 meter, fordi den simpelthen stiger og falder glat, hvilket ville være umuligt uden stabiliseringssystemet."
Kommando og kontrol
Longrunner drives typisk fra et dedikeret kommandocenter placeret på Zycrafts anlæg i det vestlige Singapore. IUSV kan betjenes ved hjælp af standard bredbåndsradioer eller mobilmodemer, mens Cobham SAILOR500 FleetBroadBand500 (FBB500) L-bånds satellitkommunikationssystem understøtter al slags vejr over horisonten.
"Med en enkelt antenne krypteres alle kontroller og datasæt mellem ANC og kyststationen," forklarede Sun. "Gennemstrømningen af datatransmissionskanalen muliggør transmission af radarbilledet, billeder fra den optoelektroniske station og alle kameraer, information om det automatiske genkendelsessystem og parametrene for selve båden uden forsinkelse."
"Adaptiv båndbreddestrømning bruges til at styre kommunikation, så forbindelsen forbliver pålidelig," tilføjede han. "Den nuværende løsning til køretøjskontrol over horisonten blev testet i udvidede forsøg i 2013 og 2017, da IUSV blev indsat i 22 dage til kontinuerlige ubemandede operationer."
Virksomheden har udviklet proprietær kommando- og kontrolsoftware, der indlæses på IUSV-kørecomputeren. Det bruger indbyggede kollisionsdetekterings- og undgåelsesalgoritmer til at sætte fartøjet i stand til at navigere autonomt i havne og travle vandveje.
Civile computere og store skærme blev brugt til at udstyre kommandocentralen. Tre skærme viser oplysninger fra radaren, fra den optoelektroniske station og allround-kameraer og ANC-kontroloperationer.
"Vi har et radarbillede i høj kvalitet på vores display, som også viser sporingsinformation," fortsatte Sun. "Vi er stolte over radarbilledet, fordi det giver operatøren en meget god fornemmelse af IUSV -miljøet - operatøren har en næsten fuldstændig fornemmelse af, at han er ombord på en rigtig båd."
I mellemtiden interagerer IUSV -delsystemerne via et lokalt netværk og styres af en værtscomputer, der udveksler information og sender datapakker til kyststationen via en radio- eller satellitforbindelse. Princippet om åben arkitektur gør det muligt for Zycraft let at integrere og konfigurere nye kapaciteter i fartøjet, sagde Sun.
Værtscomputeren tilbyder også en separat kollisionsdetekterings- og undgåelsesfunktion, der modtager information fra et automatisk genkendelsessystem, lidar, radar og billeddannelsesenheder og derefter analyserer det. For at forbedre nøjagtigheden og pålideligheden blev softwaren til undgåelse af kollisioner opdateret i 2013-2016.
”I designet af kollisionsforebyggelsesprogrammet blev størstedelen af indsatsen brugt på platformens øgede tilpasningsevne til ydre forhold, som giver dig mulighed for at bevæge dig i områder med tung trafik såvel som i åbent vand uden operatørindgriben. Internationale regler for forebyggelse af kollisioner af skibe til søs bruges som grundlag for beslutningstagning, men den vigtigste regel er selvbevaring, tilføjede han. "Den minimale sikre afstand bestemmer ANC's reaktion, selv når den har prioritet ved passage."
Skibsudvikling
Zycraft gennemførte den første udvikling af Vigilant IUSV i september 2013, hvorefter Longrunner gennemførte 2.000 sømil i 24 måneders havforsøg i Singapore farvande. Ifølge Zycraft deltog enheden i en demonstration for en navngivet flåde og deltog også i flere operationer, der varede mere end 48 timer, herunder en søprøve i maj 2013 i en afstand på 150 sømil.
Virksomheden har også foretaget en række virkelige marine vurderinger af skrogets egenskaber med vægt på skrogets varighed, rækkevidde og sødygtighed ved hjælp af Shomari-klasse langdistancefartøjer, de besatte IUSV-muligheder, som Zycraft tilbyder til rederier i regionen for at bekæmpe pirater og materiel og teknisk forsyning.
Shomari -skibe har samme skrogform som Vigilant IUSV, den samme samlede forskydning på 16 tons og lignende balancering, hvilket gør det muligt for rederiet at bruge mandskabsfartøjer som testplatforme.
Siden 2014 har Shomari LRV'er gennemgået en række udholdenhedstests, herunder en syv-dages sejlads med en rækkevidde på 1.100 sømil. LRV'er bestod også stabilitetstests i bølgehøjder på op til 4 meter, hvor de nåede en maksimal hastighed på 34 knob under fuld belastning.
I foråret 2017 testede virksomheden IUSV i det sydkinesiske hav, hvor den sejlede non-stop i 22 dage med en gennemsnitshastighed på 6 knob med periodiske accelerationer og til sidst dækkede en samlet distance på 1.900 sømil. Fartøjet gik ud til forsøg med lidt over 6.000 liter dieselolie og vendte tilbage til havn med 2.800 liter.
IUSV blev betjent af to operatører på land og overvåget skibet 24 timer i døgnet, selvom rederiet også leverede en ledsagerbåd til at løse eventuelle problemer, der opstod.
Det er underforstået, at de seneste livstests har styrket Zycrafts forventninger til IUSV's brændstoføkonomi, pålideligheden af dets elektronik og mekaniske systemer. Song sagde, at disse udholdenhedstests gav data om sensorens og navigationssystemers ydeevne under virkelige forhold.
"Da IUSV havde mulighed for at observere søtrafik og andre begivenheder i lang tid under testene, kunne vi genkende klare forsendelsesmønstre og endda være vidne til flere farlige tilgange for kommercielle skibe", - Sun delte, men nægtede at give detaljer.
"Der var nogle udfordringer, men vi var i stand til at finde måder at overvinde dem på og optimere realtidskapaciteterne i IUSV gennem softwareopdateringer."
Fremtidige muligheder
Rederiet lægger stor vægt på at udvide omfanget af opgaver for fartøjet ved at bruge dets forseglede modulære rum til en nyttelast på 3x3x2 meter med en maksimal kapacitet på 3 tons.
"Dette rum er specielt designet til at rumme en nyttelast, der kræver specialiseret håndteringsudstyr," sagde Sung. "For at understøtte denne målbelastning kan ekstraudstyr, såsom elektronikskabe, installeres i det angivne lastrum."
I det foreslåede billige anti-ubådsforsvarskoncept vil IUSV blive udstyret med en komplet aktiv / passiv ekkolod leveret af en af Zycrafts teknologipartnere. Båden vil fungere som en erstatning for anti-ubådsplatformen, så besætningskampe kan undgå distraktion og udføre andre opgaver.
Zycraft har udviklet YZDDS-920 DDS (diver detection sonar). Det kompakte sonarsystem, 300 mm højt og 425 mm i diameter, kan installeres ombord på Vigilant IUSV, andre ANC- og marinefartøjer, eller bruges som en stationær enhed til beskyttelse af havne eller kystinfrastruktur.
Ifølge virksomheden er DDS designet til at detektere åbne kredsløbsdykkere på afstande på op til 600 meter og dykkere udstyret med regenerativ åndedrætsværn på afstande på op til 400 meter i alle retninger til en maksimal dybde på 50 meter. Systemet indeholder en antenneenhed, der vejer 45 kg, en behandlingsenhed og en grafisk brugergrænseflade på en bærbar computer. Det kan samtidigt spore op til 100 objekter og uafhængigt udsende et advarselssignal, når der opdages en trussel.
Virksomheden leder i øjeblikket efter en partner til at integrere ekkolodssystemet i IUSV med planer om at foretage endnu en lang sejltest i den nærmeste fremtid med fokus på undersøisk forskning og observation. Song bemærkede, at arbejdet med at integrere ekkolod kunne åbne vejen for indførelsen af anti-ubådskrigsteknologier i fremtiden. Zycraft forventer også øget efterspørgsel efter eftersøgnings- og redningsaktioner.
Virksomheden bemærkede, at IUSV -enheden, udstyret med passende sensorsystemer og detektorer til transmission af koordinater i nødsituationer, kunne være et glimrende valg for lande med lange kystlinjer og store havområder.
IUSV -enheden, der er konfigureret til søgning og redning, under sådanne operationer kan forblive til søs i lang tid, mens et specialdesignet modul giver operatøren mulighed for eksternt at redde overlevende ved hjælp af en robotarm og bære op til syv bårer med de sårede.
Patientovervågningsudstyr kan integreres i udstyr til overvågning af ofrenes psykologiske tilstand og sende oplysninger til kysttjenesten, selv inden de ankommer i land.
Til rekognoscering og efterretningsindsamling overvejer Zycraft at implementere off-board sensorer såsom bundne droner til langsigtet visuel overvågning. Imidlertid kan brugerdefinerede nyttelastmoduler implementeres for at opfylde specifikke kundekrav til både civile og militære formål.
Virksomheden ønsker også at komme ind på trænings- og simuleringsmarkedet, i forbindelse med hvilken de påbegyndte udviklingen af et nyt projekt M75 Unmanned Target Boat. AHK -målet på 0,9 tons har en samlet længde på 5,8 meter, en bredde på 1,6 meter og et dybgang på 0,33 meter. Båden er udstyret med en påhængsmotor Yamaha F115, som giver dig mulighed for at nå en hastighed på 35 knob, en brændstoftank med en kapacitet på 220 liter giver dig mulighed for at være på havet i op til 23 timer med en hastighed på 12 knob eller 5 timer ved stabile maksimalhastigheder.
ANK Vigilant IUSV er en del af en lille, men voksende serie af store forskydninger, alsidige ubeboede platforme under udvikling i Asien-Stillehavsområdet.
Blandt de lande med ANC-platforme, der er mere end 11 meter lange, er Kina og Singapore særligt bemærkelsesværdige, idet de henholdsvis udvikler JARI multi-task-båden, der vejer 20 tons (China Shipbuilding Industry Corporation) og den 22-tons båd Venus 16 (ST Engineering), optimeret til min handling.
Store ubemandede overfladefartøjer giver flåder flere fordele. For eksempel har større skrog en tendens til at have mere nyttelastvolumen og brændstofkapacitet, hvilket giver operatører mere fleksibilitet og kontrolradius. Større platforme kan valgfrit håndteres til opgaver, der kræver bedre situationsfornemmelse og kompleks beslutningstagning.
På grund af deres store størrelse og forskydning opererer store automatiske skibe som regel fra kystbaser, da de for de fleste skibe, med undtagelse af universelle amfibiske skibe, der har store landingsdokke, er for besværlige og tunge til at kunne søsættes. og løft. om bord.
