Zycraft, et Singapore-basert selskap som spesialiserer seg på design og produksjon av automatiske overflatebåter (ANC) for sivile og militære bruksområder, fortsetter å forbedre prototypen i Longrunner-klassen av ANC Independent Unmanned Surface Vessel (IUSV) Vigilant-klassen ved å legge til nye evner.
I mars installerte Zycraft en fjernstyrt brannmunnstykke og en elektrisk brannpumpe sammen med tilleggsutstyr og programvare for å teste eksterne brannslokkingsbegreper. Selvstendig brannslukningsutstyr har vist sin evne til å levere vann til en maksimal avstand på 40 meter, selv om selskapet planlegger å oppgradere systemet for å øke rekkevidden.
Den brannplattformen uten besetning er et av flere konsepter som utforskes på Longrunner -plattformen, ifølge Zycraft -president James Sun. Han la til at andre spesialiserte alternativer befinner seg på forskjellige stadier av design eller konstruksjon, for eksempel: krig mot ubåt, rekognosering og overvåking av sjø, gruveaksjon og søk og redning.
"Mindre ANCer er avhengige av oppskytningsbilen og passende oppskytings- og gjenvinningsmetoder, og etter hvert som systemene utvikler seg, vil driftsproblemene vedvare, spesielt på åpent hav. I tillegg reduserer rekkevidden ANCs nyttelast og øker kostnadene for oppskytningsbilen ved å øke rekkevidden. Med IUSV -konseptet involvert trenger heller ikke flåter å bygge større skip bare for å frakte mindre ANCer, i stedet kan de stole på den større IUSVs bæreevne og iboende lange seiltid for å bære nødvendig målutstyr … krigsskip bør fokusere på hvor de er fiendtlige skip, og skal ikke belastes av ledelsen i en liten ANC."
"Etter å ha forlatt basen, kan IUSV gå til operasjonsområdet og deretter bli der lenge, og trenger bare sjeldne drivstoff for å øke varigheten av oppholdet til sjøs,"
han la til.
Bygg og kraftverk
I følge Zycraft ble Vigilant IUSV designet fra begynnelsen som en ubebodd plattform, slik at sluttproduktet lett kunne optimaliseres for ulike oppgaver, i motsetning til foredling av tradisjonelle båter eller skip. Imidlertid kan det være valgfritt bebodd, tandem-styrehuset har plass til opptil to førere, sittende på støtdempende SHOXS-fjæringsseter med militær standard.
Byggingen begynte tidlig i 2010 med hovedfartøyet Longrunner som ble lansert i oktober 2011. Hele linjen er basert på et lett skrog 16,5 meter langt og 3,6 meter bredt, med en egenvekt på ca 8500 kg og en total forskyvning på 16000 kg, inkludert nyttelast og 7000 kg drivstoff.
Longrunner -kroppen har et høyt forlengelsesforhold, noe som reduserer strømningsmotstanden. Den er laget av Arovex sin proprietære karbonfiberforsterkede karbonfiberkompositt. Ifølge Zycraft er skroget 40% sterkere og 75% lettere enn et lignende skrog laget av tradisjonelt aluminium eller glassfiber i marin kvalitet, slik at ANC kan nå høye hastigheter uten behov for store, tunge motorer. Kombinasjonen av et lett skrog og motorer med lav fortrengning gjør at mer nyttelast og drivstoff kan transporteres ombord for økt cruising-rekkevidde og kapasitet.
Vigilant IUSV har en maksimal hastighet på 40 knop og en seiltid på mer enn 30 dager, i henhold til spesifikasjonen levert av selskapet, med en cruising rekkevidde på opptil 1500 nautiske mil i standardkonfigurasjon med en økonomisk hastighet på 12 knop.
"Vi tror at seiltiden er en sentral egenskap for ANC, ettersom kjøretøyet må observere ved lave hastigheter over lengre perioder under utplassering," sa Song. "En toppfart på 40 knop er ganske tilstrekkelig for ANC, siden et fartøy av denne størrelsen med høyere hastigheter ikke kan brukes effektivt med bølgehøyder over en meter."
ANK er utstyrt med to turboladede dieselmotorer Yanmar 6LY3-ETP med et volum på 5, 8 liter og en tørrvekt på 640 kg hver, som genererer en total effekt på 960 hk. Motorene er koblet gjennom en ZF Marine ZF 280-1 girkasse til Konrad Marine 680 akterdrev med motroterende koaksialpropeller, som er spesielt valgt for deres evne til å gi optimal effektivitet over et hastighetsområde på opptil 40 knop.
"Vi har også erfaring med Arneson ASD10 direkte drivsystem utstyrt med fembladede Rolla-propeller i en båt med lignende skrogform," forklarte Sun. “Begge konfigurasjonene gir god drivstoffeffektivitet, spesielt under patruljeoperasjoner med lav hastighet, som er en av ANCs hovedoppdrag.
Med et slikt fremdriftssystem har vi et drivstofforbruk på omtrent 10-15 liter i timen med en hastighet på 6 knop under gunstige forhold, det vil si at seiltiden øker betydelig med det eksisterende volumet av drivstofftanker."
Utstyrssett
Vigilant 1USV -enheten er utstyrt med et sensorsett, som inkluderer et automatisk gjenkjenningssystem, en optoelektronisk overvåkingsstasjon på taket Current Corporation Night Navigator 3 og en Simrad Bredbånd 4G mastradar med et deklarert deteksjonsområde på 36 nautiske mil, samt stabilisert alle -rundt kamera.
Den elektro-optiske undersøkelsesstasjonen inkluderer et ukjølt høyoppløselig termisk avbildning med en matrisestørrelse på 640x480 og et dobbelt synsfelt på 20 ° og 6, 8 °, samt 3x optisk zoom og 12x digital kontinuerlig zoom; nattbildeomformer med høy oppløsning med et synsfelt på 20 ° og kontinuerlig digital forstørrelse 12x; dagtidskamera med høy oppløsning med en oppløsning på 1080i / 720p og synsfelt fra 50 ° til 5,4 °, optisk zoom 10x og digital zoom 12x.
I mellomtiden består 360 ° Surround System av seks 4MP AXIS Communications Q16 lavlysskameraer med bildefrekvenser på opptil 120fps, som er koblet til nettverk. Kameraene er plassert i en selvrensende modul som bruker luftstråler til å rengjøre linsene for å sikre utmerket sikt under alle værforhold, sa Sun.
“Videoen stabiliseres av programvarealgoritmer, slik at utdatabildet forblir stabilt selv når IUSV ruller. Dette gjør det lettere å oppdage objekter. Vi bruker programvaren til å umiddelbart forstørre bildet av objektet automatisk for å redusere byrden for operatøren."
Strømforsyningen om bord leveres av en 12 kW generator fra Fischer Panda, mens en 5 kW generator gir ekstra energi til funksjonelle systemer og sikrer kontinuerlig drift i tilfelle en hovedgenerator svikter.
IUSV er utstyrt med en Seakeeper Model 7000A gyroskopisk stabilisator designet for å stabilisere skip med en total masse på 15 til 25 tonn. I henhold til spesifikasjonen kan 7000 A -modellen med dimensjoner 910x990x710 mm og veier 455 kg gi dempemoment opptil 15000 Nm og kompensere for kinetisk moment opp til 7000 Nm / s. For full kampanje kreves 45 minutter (selv om den kan nå driftsmoduser omtrent 20 minutter etter at den er slått på) og en effekt på 3000 W, i en stabil modus, er en effekt på 1500-2000 W og 8 l / min sjøvann nødvendig for kjøling.
Song bemerket at slike stabiliseringssystemer vanligvis brukes i bemannede sjøgående fartøy for å redusere rullamplitude og forbedre mannskap og passasjerkomfort, selv om de gir betydelige fordeler for ubebodde plattformer. For eksempel kan en stabil ANC bidra til å optimalisere produksjon og sporing av optokoblere og radarer ved høyere havnivå.
"Det fjerner faktisk rull, og øker derved kapasiteten til radaren og optoelektroniske enheter betydelig på bekostning av ekstra stabilitet," forklarte han. “Siden skipet sannsynligvis vil bruke et satellittsystem for kommunikasjon over horisonten, bidrar Seakeeper-spjeldet også til å øke påliteligheten til forbindelsen ved å redusere belastningen på stabiliseringsundersystemet til satellittkommunikasjonssystemet.
I tillegg må enhver ANC som utfører ubåtkontroll eller mineryddingsoppdrag nødvendigvis bevege seg sakte og trenge god stabilisering under nedlastning og retur av mållasten. IUSV kan nå operere under betydelig høyere havforhold. Vi fant ut at selv en stasjonær IUSV oppfører seg relativt rolig når den treffer siden av en bølge med en høyde på 1,5 meter, fordi den rett og slett stiger og faller jevnt, noe som ville vært umulig uten stabiliseringssystemet."
Kommandere og kontrollere
Longrunner drives vanligvis fra et dedikert kommandosenter som ligger ved Zycrafts anlegg i vestlige Singapore. IUSV kan betjenes ved hjelp av standard bredbåndsradioer eller mobilmodemer, mens Cobham SAILOR500 FleetBroadBand500 (FBB500) L-bånds satellittkommunikasjonssystem støtter all vær over horisonten.
"Med en enkelt antenne blir alle kontroller og datasett kryptert og passert mellom ANC og kyststasjonen," forklarte Sun. "Gjennomstrømningen av dataoverføringskanalen tillater overføring av radarbildet, bilder fra den optoelektroniske stasjonen og alle kameraer, informasjon om det automatiske gjenkjenningssystemet og parametrene til selve båten uten forsinkelse."
"Drossling med adaptiv båndbredde brukes til å kontrollere kommunikasjon slik at forbindelsen forblir pålitelig," la han til. "Den nåværende kjøretøykontrollløsningen over horisonten ble testet i utvidede forsøk i 2013 og 2017, da IUSV ble utplassert i 22 dager for kontinuerlige ubemannede operasjoner."
Selskapet har utviklet proprietær kommando- og kontrollprogramvare som er lastet på IUSVs innebygde datamaskin. Den bruker innebygde kollisjonsdeteksjons- og unngåelsesalgoritmer for å gjøre fartøyet i stand til å navigere autonomt i havner og travle vannveier.
Sivile datamaskiner og store skjermer ble brukt til å utstyre kommandosentralen. Tre skjermbilder viser informasjon fra radaren, fra den optoelektroniske stasjonen og allsidige kameraer og ANC-kontrolloperasjoner.
"Vi har et radarbilde av høy kvalitet på skjermen, som også viser sporingsinformasjon," fortsatte Sun. "Vi er stolte over radarbildet fordi det gir føreren en veldig god følelse av IUSV -miljøet - operatøren har en nesten fullstendig følelse av at han er ombord på en ekte båt."
I mellomtiden samhandler IUSV -delsystemene via et lokalt nettverk og styres av en vertsmaskin som utveksler informasjon og sender datapakker til kyststasjonen via en radio- eller satellittforbindelse. Det åpne arkitekturprinsippet lar Zycraft enkelt integrere og konfigurere nye evner i fartøyet, sa Sun.
Vertsmaskinen tilbyr også en separat kollisjonsdeteksjon og unngåelsesfunksjon, som mottar informasjon fra et automatisk gjenkjenningssystem, lidar, radar og bildebehandlingsenheter og deretter analyserer den. For å forbedre nøyaktigheten og påliteligheten ble programvaren for å unngå kollisjoner oppdatert i 2013-2016.
"I utformingen av programmet for å unngå kollisjoner ble mesteparten av innsatsen brukt på plattformens økte tilpasningsevne til ytre forhold, som lar deg bevege deg i områder med tung trafikk, så vel som i åpent vann uten operatørinnblanding. Internasjonale regler for å forhindre kollisjoner av skip til sjøs brukes som grunnlag for beslutningstaking, men den viktigste regelen er selvbevaring, la han til. "Den minimale sikre avstanden bestemmer ANCs svar, selv når den har prioritet til passering."
Skipsutvikling
Zycraft fullførte den første utviklingen av Vigilant IUSV i september 2013, hvoretter Longrunner fullførte 2000 nautiske mil i 24 måneder med sjøforsøk i Singapore -farvann. Ifølge Zycraft deltok enheten i en demonstrasjon for en navngitt flåte, og deltok også i flere operasjoner som varte mer enn 48 timer, inkludert en sjøprøve i mai 2013 på en avstand på 150 nautiske mil.
Selskapet har også foretatt en rekke virkelige marine vurderinger av skrogets egenskaper, med vekt på seiltidens varighet, rekkevidde og sjødyktighet av skrogdesignet, ved bruk av langtransportfartøyer i Shomari-klassen, de besatte IUSV-alternativene som Zycraft tilbyr til rederier i regionen for å bekjempe pirater og materiell og teknisk forsyning.
Shomari -skip har samme skrogform som Vigilant IUSV, samme totale fortrengning på 16 tonn og lignende balansering, noe som gjør at selskapet kan bruke mannskapsfartøyer som testplattformer.
Siden 2014 har Shomari LRV-er gjennomgått en rekke utholdenhetstester, inkludert en syv-dagers seiling på en rekkevidde på 1100 nautiske mil. LRV -er besto også stabilitetstester i bølgehøyder på opptil 4 meter, hvor de nådde en maksimal hastighet på 34 knop under full belastning.
Våren 2017 testet selskapet IUSV i Sør-Kinahavet, hvor det seilte non-stop i 22 dager med en gjennomsnittsfart på 6 knop med periodiske akselerasjoner, og til slutt dekket en total distanse på 1 900 nautiske mil. Fartøyet gikk ut for forsøk med litt over 6000 liter diesel og returnerte til havn med 2800 liter.
IUSV ble operert av to operatører på land og overvåket fartøyet 24 timer i døgnet, selv om selskapet også ga en eskortebåt for å løse eventuelle problemer som oppstod.
Det er forstått at nyere livstester har styrket Zycrafts forventninger til drivstofføkonomien til IUSV, påliteligheten til elektronikken og mekaniske systemer. Song sa at disse utholdenhetstestene ga data om ytelsen til sensoren og navigasjonssystemene under virkelige forhold.
"Siden IUSV hadde muligheten til å observere sjøtrafikk og andre hendelser i lang tid under testene, var vi i stand til å gjenkjenne klare fraktmønstre og til og med være vitne til flere farlige tilnærminger til kommersielle fartøyer", - Sun delte, men nektet å gi detaljer.
"Det var noen utfordringer, men vi var i stand til å finne måter å overvinne dem og optimalisere sanntidsfunksjonene til IUSV gjennom programvareoppdateringer."
Fremtidige muligheter
Selskapet legger stor vekt på å utvide arbeidsoppgavene for fartøyet ved å bruke det forseglede modulrommet for en nyttelast på 3x3x2 meter med en maksimal kapasitet på 3 tonn.
"Dette rommet er spesielt designet for å ta imot en nyttelast som krever spesialisert håndteringsutstyr," sa Sung. "For å støtte denne mållasten kan tilleggsutstyr, for eksempel elektronikkskap, installeres i det angitte lasterommet."
I det foreslåtte lavkostnadsforsvaret mot ubåtforsvar vil IUSV bli utstyrt med et komplett aktivt / passivt ekkolodd levert av en av Zycrafts teknologipartnere. Båten vil fungere som en erstatning for plattformen mot ubåt, slik at bekjempede kampskip kan unngå distraksjon og utføre andre oppgaver.
Zycraft har utviklet YZDDS-920 DDS (dykkerdeteksjon sonar). Det kompakte sonarsystemet, 300 mm høyt og 425 mm i diameter, kan installeres ombord på Vigilant IUSV, andre ANC- og marinefartøyer, eller brukes som en stasjonær enhet for å beskytte havner eller kystinfrastruktur.
Ifølge selskapet er DDS designet for å oppdage dykkere med åpen krets på avstander på opptil 600 meter og dykkere utstyrt med regenerativt pusteapparat på avstander på opptil 400 meter i alle retninger til en maksimal dybde på 50 meter. Systemet inkluderer en antenneenhet som veier 45 kg, en prosessorenhet og et grafisk brukergrensesnitt på en bærbar datamaskin. Den kan spore opptil 100 objekter samtidig og selvstendig utstede et varselsignal når en trussel oppdages.
Selskapet leter for tiden etter en partner for å integrere ekkoloddsystemet i IUSV, med planer om å utføre en ny langreistest i nær fremtid, med fokus på undersøkelse og observasjon under vann. Song bemerket at arbeid med integrering av ekkolodd kan åpne for introduksjon av ubåtkrigsteknologi i fremtiden. Zycraft forventer også økt etterspørsel etter søk- og redningsaksjoner.
Selskapet bemerket at IUSV -enheten, utstyrt med passende sensorsystemer og detektorer for overføring av koordinater i nødssituasjoner, kan være et utmerket valg for land med lange kystlinjer og store havområder.
IUSV -enheten, som er konfigurert for søk og redning, under slike operasjoner kan forbli til sjøs i lang tid, mens en spesialdesignet modul lar operatøren ekstern redde overlevende ved hjelp av en robotarm og bære opptil sju bårer med de sårede.
Pasientovervåkingsenheter kan integreres i utstyr for å overvåke ofrenes psykologiske tilstand og sende informasjon til kysttjenesten, selv før de kommer til land.
For rekognosering og etterretningssamling vurderer Zycraft å distribuere off-board sensorer som forankret droner for langsiktig visuell overvåking. Imidlertid kan tilpassede nyttelastmoduler distribueres for å oppfylle spesifikke kundekrav både for sivile og militære formål.
Selskapet ønsker også å gå inn på trenings- og simuleringsmarkedet, i forbindelse med at de begynte utviklingen av et nytt prosjekt M75 Unmanned Target Boat. AHK -målet som veier 0,9 tonn har en total lengde på 5,8 meter, en bredde på 1,6 meter og et trekk på 0,33 meter. Båten er utstyrt med påhengsmotor Yamaha F115, som lar deg nå en hastighet på 35 knop, en drivstofftank med en kapasitet på 220 liter lar deg være på sjøen i opptil 23 timer med en hastighet på 12 knop eller 5 timer ved stabile maksimalhastigheter.
ANK Vigilant IUSV er en del av en liten, men ekspanderende serie med store forskyvninger, allsidige ubebodde plattformer under utvikling i Asia-Stillehavsregionen.
Blant landene med ANC-plattformer over 11 meter lange er Kina og Singapore spesielt bemerkelsesverdige, og utvikler henholdsvis JARI multi-task-båten som veier 20 tonn (China Shipbuilding Industry Corporation) og den 22 tonn lange båten Venus 16 (ST Engineering), optimalisert for min handling.
Store ubemannede overflatefartøyer gir flåter flere fordeler. For eksempel har større skrog en tendens til å ha mer nyttelastvolum og drivstoffkapasitet, noe som gir operatørene mer fleksibilitet og kontrollradius. Større plattformer kan valgfritt håndteres for oppgaver som krever bedre situasjonsbevissthet og kompleks beslutningstaking.
På grunn av deres store størrelse og forskyvning opererer imidlertid store automatiske skip som regel fra kystbaser, siden de for de fleste skipene, med unntak av universelle amfibiske skip, som har store landingsplasser, er for tungvint og tunge for utsetting. og løft. om bord.
