탁월함을 향한 긴 길 : Vigilant IUSV 자율 보트는 작업 범위를 확장합니다
Vigilant IUSV 시리즈의 선두 주자 인 Longrunner의 승무원 보트는 싱가포르에서 고속 기동을 수행합니다.
Vigilant 클래스의 자율 보트 IUSV는 XNUMX 년 전에 출시 된 이래로 여러 날의 캠페인에 참여했습니다. 현재까지 주요 디자인 작업이 완료되었으며 개발자는 작업 범위를 확장하려고합니다. 최근에 어떤 변화가 있었습니까?
민간 및 군사용 자동 표면 보트 (ANC)의 설계 및 제조 전문가 인 싱가포르 기반의 Zycraft는 새로운 기능을 추가하여 Longrunner라고 불리는 Autonomous ANC Independent Unmanned Surface Vessel (IUSV) 클래스 Vigilant의 프로토 타입을 계속 향상시키고 있습니다.
40 월, Zycraft는 원격 소방 컨셉트를 테스트하기 위해 원격 제어식 소방 배럴과 전기 소방 펌프를 액세서리 및 소프트웨어와 함께 설치했습니다. 자율 소방 장비는 최대 XNUMX 미터 거리까지 물을 공급할 수있는 능력을 보여 주었지만 회사는 범위를 늘리기 위해 시스템을 개선 할 계획입니다.
자이 크래프트 (Jaycraft) 제임스 선임 (James Sun) 총재에 따르면 무인 소방대는 롱 런너 (Longrunner) 플랫폼에서 탐색 된 여러 개념 중 하나이다. 그는 설계 또는 시공의 여러 단계에서 잠수함 전쟁, 해군 정찰 및 감시, 광산 활동 및 수색 및 구조와 같은 다른 특수 옵션이 있다고 덧붙였다.
“소규모 ANC는 발사 차량과 이에 상응하는 발사 및 복귀 방법에 의존하며, 시스템이 발전함에 따라 작동 문제, 특히 파도가 심할 경우 지속될 것입니다. 또한, 범위가 증가하면 ANC 페이로드가 감소하고 항공 모함 비용이 증가합니다. IUSV 개념을 사용하는 경우 함대 또한 소형 ANC를 운송하기 위해 대형 선박을 건설 할 필요가 없으며, 대신 더 큰 IUSV의 운송 능력과 필요한 대상 장비를 운송하기위한 고유 한 더 긴 항해 시간에 의존 할 수 있습니다. 소규모 ANC의 관리에 부담이되지 않습니다.”
"그의 기지를 떠난 후 IUSV는 운영 지역으로 가서 오랫동안 머물 수 있으며 바다에서 시간을 늘리기 위해 드문 급유 만 필요합니다.",
그는 덧붙였다.
싱가포르 해안에서 고속으로 기동하는 Longrunner
디자인과 동력
자이 크래프트 (Zycraft)에 따르면, 전통적인 보트 또는 선박의 개선과는 달리, Vigilant IUSV는 처음부터 무인 플랫폼으로 설계되어 최종 제품을 다양한 작업에 쉽게 최적화 할 수있었습니다. 그러나 탠덤 휠 하우스는 충격에 견딜 수있는 군용 표준 SHOXS 선외 좌석에 앉아 최대 XNUMX 명의 운전자를 수용 할 수 있습니다.
2010 년 2011 월에 시작된 Leadship Longrunner로 16,5 년 초에 건설이 시작되었습니다. 전체 라인은 길이 3,6m, 폭 8500m의 경량 차체를 기준으로하며, 빈 중량은 약 16000kg이며, 페이로드 및 7000kg의 연료를 포함하여 총 XNUMXkg의 변위입니다.
Longrunner 장치의 경우 높은 연신율을 특징으로하여 유체 역학적 저항을 감소시킵니다. Arovex의 독점 탄소 섬유 강화 탄소 나노 튜브 복합 재료로 만들어졌습니다. 자이 크래프트 (Zycraft)에 따르면, 이러한 케이스는 전통적인 알루미늄 또는 해양 표준 유리 섬유로 제작 된 유사한 크기의 케이스보다 40 % 더 강력하고 75 % 더 가벼우므로 ANC는 크고 무거운 엔진이 없어도 고속을 달성 할 수 있습니다. 가벼운 변위를 가진 가벼운 재료와 엔진으로 구성된 선체를 결합하면 더 많은 목표 하중과 연료를 탑승하여 순항 범위를 늘리고 기능을 확장 할 수 있습니다.
회사가 제공 한 사양에 따르면 Vigilant IUSV의 최대 속도는 40 노트이며 항해 기간은 30 일 이상이며 12 노트의 경제 속도에서 표준 순항 범위는 최대 1500 마일입니다.
송 회장은“배치 기간 동안 장치가 장시간 저속으로 모니터링해야하기 때문에 항해 기간이 ANC의 핵심 특성이라고 생각합니다. "높은 속도를 가진이 크기의 선박은 미터 이상의 파도 높이에서 효과적으로 사용할 수 없기 때문에 최대 40 노트의 속도는 ANC에 매우 적합합니다."
.ANC에는 부피가 6 리터이고 건조 중량이 각각 3kg 인 Yanmar 5,8LY640-ЕТР 터보 차저 디젤 엔진이 960 개 있으며, 총 출력은 280hp입니다. 엔진은 ZF Marine ZF 1-680 박스를 통해 역 회전 동축 프로펠러가있는 Konrad Marine 40 스윙 칼럼에 연결되어 있으며 최대 XNUMX 노트의 속도 범위에서 최적의 효율을 제공 할 수 있도록 특별히 선택되었습니다.
Sun은“우리는 비슷한 모양의 선체가있는 보트에서 Rolla 10 날 프로펠러가 장착 된 Arneson ASDXNUMX 다이렉트 드라이브 시스템을 사용해 본 경험이 있습니다. -두 구성 모두 특히 ANC의 주요 작업 중 하나 인 저속 순찰 작업시 우수한 연비를 제공합니다.
이러한 추진 시스템을 통해 우리는 유리한 조건에서 10 노트의 속도로 시간당 약 15-6 리터의 연료 소비량을 가지게되었습니다. 즉, 기존 연료 탱크의 양에 따라 항해 시간이 크게 증가합니다.”
이러한 추진 시스템을 통해 우리는 유리한 조건에서 10 노트의 속도로 시간당 약 15-6 리터의 연료 소비량을 가지게되었습니다. 즉, 기존 연료 탱크의 양에 따라 항해 시간이 크게 증가합니다.”
최대 XNUMX 톤의 장비를 대상 적재를 위해 밀폐 된 구획에 배치 할 수 있습니다.
장비 세트
Vigilant 1USV에는 광학 정찰 소의 지붕에 설치된 자동 인식 시스템이 포함 된 센서 키트가 장착되어 정찰을 위해 Current Corporation Night Navigator 3 및 마스트 레이더 Simrad Broadband 4G와 36 해리의 탐지 범위를 갖춘 마스트 레이더 Simrad Broadband XNUMXG 및 올 라운드 카메라가 장착되어 있습니다.
측량 광학 전자 스테이션은 640x480 매트릭스 크기와 20 ° 및 6,8 °의 이중 화각뿐만 아니라 3 배 광학 줌 및 12 배 디지털 연속 줌을 갖춘 비 냉각 고해상도 열 화상 카메라를 통합합니다. 20 °의 시야와 12 배의 연속 디지털 줌을 갖는 고해상도 야간 전자 광학 변환기; 1080i / 720p의 해상도와 50 ° ~ 5,4 °의 화각, 광학 배율 10x 및 디지털 배율 12x의 고해상도 일광 카메라.
한편, 360도 만능 시청 시스템은 단일 네트워크에 결합 된 최대 4 프레임 / 초의 프레임 속도를 가진 16 개의 120 메가 픽셀 저조도 카메라 AXIS Communications QXNUMX으로 구성됩니다. 썬에 따르면, 카메라는 에어 젯을 사용하여 렌즈를 청소하는 자체 청소 모듈에 내장되어있어 모든 기상 조건에서 뛰어난 가시성을 보장합니다.
“비디오는 소프트웨어 알고리즘으로 안정화되어 IUSV가 내장되어 있어도 출력 이미지가 안정적으로 유지됩니다. 이것은 물체 감지를 단순화합니다. 작업자의 작업량을 줄이기 위해 소프트웨어를 사용하여 물체의 이미지를 즉시 자동으로 확대합니다.”
온보드 전원 공급 장치는 Fischer Panda의 12kW 발전기에서 제공하는 반면 5kW 발전기는 기능 시스템에 추가 에너지를 제공하고 주 발전기에서 고장이 발생하는 경우 지속적인 작동을 제공합니다.
IUSV에는 총 중량이 7000 ~ 15 톤인 선박을 안정화하도록 설계된 Seakeeper Model 25A 회전식 롤 안정 장치가 장착되어 있습니다. 사양에 따르면, 크기가 7000x910x990mm이고 무게가 710kg 인 455 A 모델은 최대 15000Nm의 댐핑 모멘트를 제공하고 최대 7000Nm / s의 운동 모멘트를 보상 할 수 있습니다. 전체 승격을 위해서는 45 분이 소요되며 (스위치를 켜면 약 20 분 작동 모드로 전환 할 수 있지만) 3000 와트의 전력이, 안정 모드에서는 1500-2000 와트의 전력과 8 l / 분의 해수가 냉각에 필요합니다.
송은 이러한 안정화 시스템은 일반적으로 승무원 선박에 사용되어 투수를 줄이고 승무원과 승객의 안락함을 높이기 위해 사용되지만 무인 플랫폼에 큰 이점을 제공한다고 언급했다. 예를 들어 안정적인 ANC를 사용하면 해상 점수가 높은 옵트로닉스 및 레이더의 출력 및 추적 특성을 최적화 할 수 있습니다.
"실제로 측면 롤링을 제거하여 추가적인 안정성으로 인해 레이더 및 광전자 장치의 기능을 크게 향상시킵니다." -선박은 해외 통신에 위성 시스템을 사용할 가능성이 높기 때문에 Seakeeper 댐퍼는 위성 통신 시스템의 안정화 하위 시스템의 부하를 줄여 연결의 신뢰성을 향상시키는 데 도움이됩니다.
또한 잠수함이나 광산 제거와 싸우기 위해 임무를 수행하는 모든 ANC는 반드시 천천히 움직여야하며 목표 하중의 하강 및 복귀 중에 좋은 안정화가 필요합니다. IUSV는 이제 훨씬 큰 해상 팽창과 함께 작동 할 수 있습니다. 우리는 고정식 IUSV조차도 1,5 미터 높이의 파도에 부딪 칠 때 비교적 침착하게 행동한다는 것을 발견했습니다. 안정화 시스템 없이는 불가능했을 것입니다.
또한 잠수함이나 광산 제거와 싸우기 위해 임무를 수행하는 모든 ANC는 반드시 천천히 움직여야하며 목표 하중의 하강 및 복귀 중에 좋은 안정화가 필요합니다. IUSV는 이제 훨씬 큰 해상 팽창과 함께 작동 할 수 있습니다. 우리는 고정식 IUSV조차도 1,5 미터 높이의 파도에 부딪 칠 때 비교적 침착하게 행동한다는 것을 발견했습니다. 안정화 시스템 없이는 불가능했을 것입니다.
Vigilant IUSV에는 해외 운영을위한 Cobham SAILOR500 FleetBroadBandBand500 위성 시스템이 장착되어 있으며, 돛대 레이더 및 만능 카메라는 상황에 대한 지식 수준을 높입니다.
명령 및 제어
Longrunner 보트는 일반적으로 싱가포르 서부의 Zycraft 시설에 위치한 전용 지휘 센터에서 구동됩니다. Cobham SAILOR500 FleetBroadBand500 (FBB500) L 대역 위성 통신 시스템은 전천후 수평 작동을 지원하는 반면 IUSV는 표준 광대역 라디오 또는 셀룰러 모뎀을 사용하여 제어 할 수 있습니다.
송은“하나의 안테나로 모든 제어 및 데이터 세트가 암호화되어 ANC와 해안 국 사이를 통과합니다. "데이터 전송 채널의 대역폭을 통해 레이더 이미지, 광전자 스테이션 및 모든 카메라의 이미지, 자동 인식 시스템의 정보 및 지연없이 보트의 매개 변수를 전송할 수 있습니다."
“적응 형 대역폭 조정은 통신을 제어하는 데 사용되므로 연결을 안정적으로 유지할 수 있습니다. "장치의 수평 제어를위한 현재 솔루션은 2013 년과 2017 년 무중단 운영을 위해 IUSV가 22 일 동안 배치 된 연장 테스트에서 테스트되었습니다."
이 회사는 IUSV 온보드 컴퓨터로 다운로드되는 독점적 인 명령 및 제어 소프트웨어를 개발했습니다. 충돌 감지 및 방지를 위해 내장 알고리즘을 사용하여, 선박이 교통량이 많은 항구 및 수로에서 독립적으로 항해 할 수 있습니다.
명령 센터를 장비하기 위해 민간 컴퓨터와 대형 디스플레이가 사용되었습니다. 레이더, 광전자 스테이션 및 만능 카메라 및 ANC 제어 작업의 정보는 세 개의 디스플레이 화면에 표시됩니다.
썬은“우리는 디스플레이에 고품질 레이더 이미지를 가지고 있으며, 이는 표적 추적에 대한 정보도 보여줍니다. "우리는 운전자에게 IUSV 환경에 대한 좋은 감각을 제공하기 때문에 레이더 사진을 자랑스럽게 생각합니다. 운영자는 실제 보트에 탑승 한 느낌이 거의 듭니다."
한편, IUSV 서브 시스템은 근거리 통신망을 통해 상호 작용하고 라디오 또는 위성 채널을 통해 정보를 교환하고 데이터 패킷을 연안국으로 보내는 호스트 컴퓨터에 의해 제어됩니다. 썬에 따르면 개방형 아키텍처의 원칙을 통해 Zycraft는 선박의 새로운 기능을 쉽게 통합하고 구성 할 수 있습니다.
호스트 컴퓨터는 또한 별도의 충돌 감지 및 방지 기능을 제공하여 자동 인식 시스템, 라이더, 레이더 및 이미징 장치에서 정보를 수신 한 다음 분석합니다. 정확성과 신뢰성을 높이기 위해 충돌 방지 소프트웨어가 2013-2016 년에 업데이트되었습니다.
“충돌 방지 프로그램을 만들 때 대부분의 노력은 플랫폼의 외부 조건에 대한 적응력을 높이는 데 사용 되었기 때문에 교통량이 많은 지역과 운영자의 개입없이 열린 물에서 이동할 수있었습니다. 해상에서의 충돌 방지를위한 국제 규칙이 의사 결정의 기초로 사용되지만 가장 중요한 규칙은 자기 보존입니다. "최소 안전 거리는 ANC가 통과 할 선점권이있는 경우에도 ANC의 응답을 결정합니다."
Zycraft는 또한 Vigilant IUSV의 수색 및 구조 버전을 개발했습니다.
선박 개발
Zycraft는 2013 년 2000 월 Vigilant IUSV의 초기 개발을 완료 한 후 Longrunner는 싱가포르에서 24 개월의 해양 테스트에서 48 해리를 완료했습니다. 자이 크래프트 (Zycraft)에 따르면이 유닛은 무명 함대 시위에 참여했으며, 2013 해리 거리에서 150 년 XNUMX 월 해상 시험을 포함하여 XNUMX 시간 이상 지속되는 여러 작전에 참여했다.
이 회사는 또한 항해 기간, 선체 구조의 항해 및 항해 거리, 항해성에 중점을두고이 Shomari 급 장거리 선박을 위해 선체의 특성에 대한 일련의 평가를 수행했습니다 .Zycraft가 해적 및 물류 센터.
Shomari 선박은 Vigilant IUSV와 같은 모양의 선체를 가지고 있으며, 총 16 톤의 변위와 유사한 밸런싱을 통해 회사 선박을 테스트 플랫폼으로 사용할 수 있습니다.
Shomari LRV는 2014 년부터 1100 해리 범위의 4 일 항해를 포함하여 일련의 수명 테스트를 통과했습니다. LRV 보트는 또한 최대 34 미터의 파고에서 안정성 테스트를 통과했으며, 그 동안 최대 하중에서 최대 XNUMX 노트의 속도에 도달했습니다.
2017 년 봄,이 회사는 남중국해에서 IUSV를 테스트했으며,이 기간 동안 주기적 가속을 통해 평균 22 노트의 속도로 6 일 동안 멈추지 않았으며 결국 총 거리는 1900 해리입니다. 이 선박은 6000 리터 이상의 디젤 연료로 시험을 갔고 2800 리터로 항구로 돌아 왔습니다.
두 회사는 IUSV를 통제하여 하루 24 시간 동안 선박을 모니터링했지만 회사는 모든 문제를 해결하기 위해 호위 보트를 제공했습니다.
최신 자원 테스트는 IUSV 보트의 연료 효율, 전자 및 기계 시스템의 신뢰성에 대한 Zycraft의 기대를 강화 시켰습니다. Sung은 이러한 자원 테스트는 실제 조건에서 센서 및 내비게이션 시스템의 작동에 대한 데이터를 제공했다고 말했다.
“시험 중 IUSV가 해상 교통 및 기타 사건을 오랫동안 관찰 할 수 있었기 때문에 명확한 배송 패턴을 인식 할 수 있었으며 심지어 상업용 선박에 대한 몇 가지 위험한 접근 방식을 목격 할 수있었습니다.”
노래는 공유했지만 세부 사항을 말하지 않았습니다.
"몇 가지 어려움이 있었지만 소프트웨어를 업데이트하여이를 극복하고 IUSV의 기능을 실시간으로 최적화하는 방법을 찾을 수있었습니다."
Vigilant IUSV는 선택적으로 거주 할 수 있으며, XNUMX 명의 운전자는 충격 흡수 시트의 탠덤 캐빈에 있습니다.
미래의 기회
이 회사는 최대 3 톤 용량의 3x2x3 미터 측정 대상 부하에 밀봉 된 모듈 식 구획을 사용하여 선박 작업 세트를 확장하는 데 큰 관심을 기울이고 있습니다.
송은“이 구획은 특수 처리 장비가 필요한 목표 하중을 수용하도록 특별히 설계되었습니다. "이러한 목표 부하를 보장하기 위해 전자 장치가있는 캐비닛과 같은 보조 장비를 할당 된 화물실에 설치할 수 있습니다."
제안 된 저비용 잠수함 방어 개념에서, IUSV는 Zycraft의 기술 파트너 중 하나가 제공하는 완전한 능동 / 수동 소나를 장착 할 것입니다. 이 배는 잠수함 플랫폼을 대체하여 승무원 전투선이 방해받지 않고 다른 작업을 수행 할 수 있도록합니다.
Zycraft는 YZDDS-920 DDS 다이버 감지 소나 (다이버 감지 소나)를 개발했습니다. 높이 300mm, 직경 425mm의 소형 소나 시스템은 Vigilant IUSV, 기타 ANC 및 선박의 보드에 설치하거나 포트 또는 해안 인프라를 보호하기위한 고정 장치로 사용할 수 있습니다.
이 회사에 따르면 DDS는 최대 600 미터 거리에서 개방형 사이클 장치를 갖춘 스쿠버 다이버와 재생 호흡 장치가 장착 된 다이버를 최대 방향으로 최대 400 미터, 최대 깊이 50 미터까지 감지하도록 설계되었습니다. 이 시스템에는 45kg 무게의 안테나 장치, 처리 장치 및 랩톱의 그래픽 사용자 인터페이스가 포함됩니다. 동시에 최대 100 개의 물체를 추적 할 수 있으며 위협이 감지되면 독립적으로 경고 신호를 발행 할 수 있습니다.
이 회사는 현재 소나 시스템을 IUSV에 통합 할 파트너를 찾고 있으며, 가까운 미래에 수중 연구 및 관찰에 중점을 둔 또 다른 장기 항해 테스트를 수행 할 계획입니다. 송은 소나에 대한 통합 작업이 미래에 잠수함 전쟁 기술의 도입을위한 길을 열 수 있다고 지적했다. Zycraft는 또한 수색 및 구조 작업에 대한 수요가 증가 할 것으로 예상합니다.
이 회사는 비상 상황에서 적절한 센서 시스템과 조정 전송 검출기를 갖춘 IUSV 장치는 해안가가 길고 광대 한 해역이있는 국가에 탁월한 선택이 될 수 있다고 언급했습니다.
수색 및 구조용으로 구성된 IUSV는 이러한 작업 중에 오랫동안 바다에 머무를 수 있으며 특수 설계된 모듈을 통해 작업자는 로봇 팔을 통해 생존자를 원격으로 구출하고 부상자를 입은 최대 XNUMX 명의 들것을 실을 수 있습니다.
환자 모니터링 장치는 피해자의 심리 상태를 모니터링하고 해안에 도착하기 전에도 해안 서비스에 정보를 전달하기위한 장비에 포함될 수 있습니다.
정찰 및 정보 수집을 위해 Zycraft는 테더링과 같은 오프보드 센서 배치를 고려하고 있습니다. 드론, 장기 시각적 관찰을 위해. 그러나 민간 및 군사 목적 모두에 대한 특정 고객 요구 사항을 충족하기 위해 맞춤형 페이로드 모듈을 배포할 수 있습니다.
이 회사는 또한 교육 및 모델링 시장에 진입하기를 원하므로 새로운 프로젝트 M75 무인 표적 보트 개발을 시작했습니다. 무게가 0,9 톤인 AHK 대상의 총 길이는 5,9 미터, 폭은 1,6 미터, 초안은 0,33 미터입니다. 선외 모터 Yamaha F115가 보트에 설치되어 35 노트의 속도에 도달 할 수 있으며 220 리터 용량의 연료 탱크를 사용하면 최대 23 시간 또는 12 시간의 속도로 최대 5 시간 동안 최대 XNUMX 시간 동안 바다에 머무를 수 있습니다.
경계 IUSV ANC는 아시아 태평양 지역에서 개발되고있는 작지만 확장되는 범용 무인 대형 변위 플랫폼의 일부입니다.
11 미터 이상의 ANC 플랫폼과 관련된 국가들 중에서 중국과 싱가포르가 특히 주목할 만하다. 각각 20 톤 JARI 멀티 태스킹 보트 (China Shipbuilding Industry Corporation)와 금성 22 16 톤 보트 (ST Engineering)가 광산 활동에 최적화되어있다.
대형 자동 표면 용기는 차량에 몇 가지 장점을 제공합니다. 예를 들어, 일반적으로 선체가 클수록 목표 하중에 대한 체적과 연료 비축량이 더 커져 작업자에게 유연성과 제어 반경이 더 커집니다. 환경에 대한보다 나은 지식과 복잡한 결정의 채택이 필요한 작업에서 더 큰 플랫폼을 선택적으로 관리 할 수 있습니다.
그러나 대형 자동 배는 일반적으로 연안 기지에서 운영됩니다. 대부분의 선박의 경우 대형 착륙 도크가있는 범용 상륙 선박을 제외하고는 너무 부피가 커서 하강 및 상승하기가 어렵 기 때문입니다. 보드에.
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