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Un largo camino hacia la excelencia: el barco autónomo Vigilant IUSV amplía la gama de tareas

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El barco sin tripulación de Longrunner, el líder de la serie Vigilant IUSV, realiza maniobras de alta velocidad en Singapur


El barco autónomo vigilante IUSV ha estado involucrado en muchos días de caminata desde su lanzamiento hace ocho años. Hasta la fecha, el trabajo de diseño principal se ha completado y el desarrollador tiene la intención de ampliar la gama de tareas. ¿Qué cambios han ocurrido recientemente a bordo?

Zycraft, con sede en Singapur, especialista en el diseño y la fabricación de botes de superficie automáticos (ANC) para aplicaciones civiles y militares, continúa mejorando el prototipo de Vigilant de clase de buque no tripulado autónomo (IUSV) autónomo llamado Longrunner al agregar nuevas características.

En marzo, Zycraft instaló un cañón de fuego controlado a distancia y una bomba contra incendios eléctrica junto con accesorios y software para probar conceptos de lucha contra incendios remotos. El equipo autónomo de extinción de incendios ha demostrado su capacidad para entregar agua a una distancia máxima de 40 metros, aunque la compañía planea refinar el sistema para aumentar el alcance.

Según el presidente de Zycraft, el Sr. James Sun, una plataforma de fuego sin tripulación es uno de varios conceptos explorados en la plataforma Longrunner. Agregó que en las diferentes etapas de diseño o construcción hay otras opciones especializadas, por ejemplo: guerra antisubmarina, reconocimiento y vigilancia naval, acción contra minas y búsqueda y rescate.

“Los ANC más pequeños dependen del vehículo de lanzamiento y los métodos de lanzamiento y retorno correspondientes, y a medida que los sistemas evolucionan, los problemas operativos persistirán, especialmente con olas pesadas. Además, un aumento en el alcance reduce la carga útil de ANC y aumenta el costo de un barco de transporte. Cuando se usa el concepto IUSV flotas tampoco hay necesidad de construir barcos más grandes solo para transportar ANC pequeños, sino que pueden confiar en la capacidad de carga de un IUSV más grande y el tiempo de navegación inherente más largo para transportar el equipo objetivo necesario ... los buques de guerra deberían centrarse en dónde están los barcos del enemigo, y no ser agobiado por la administración de un pequeño ANC ".


"Habiendo dejado su base, IUSV puede ir al área de operación y luego permanecer allí por un largo tiempo, requiriendo solo un reabastecimiento de combustible poco frecuente para aumentar el tiempo en el mar",

- agregó.


Longrunner maniobras a gran velocidad frente a la costa de Singapur

Diseño y central eléctrica


Según Zycraft, en contraste con el refinamiento de los barcos o barcos tradicionales, el Vigilant IUSV fue diseñado desde el principio como una plataforma deshabitada para que el producto final pudiera optimizarse fácilmente para diversas tareas. Sin embargo, puede ser habitable opcionalmente, la caseta de gobierno en tándem acomoda hasta dos operadores sentados en asientos fuera de borda SHOXS estándar militares que absorben los golpes.

La construcción comenzó a principios de 2010 con el barco líder Longrunner, lanzado en octubre de 2011. Toda la línea se basa en un cuerpo liviano de 16,5 metros de largo y 3,6 metros de ancho, el peso en vacío es de aproximadamente 8500 kg y un desplazamiento total de 16000 kg, incluida la carga útil y 7000 kg de combustible.

El caso del aparato Longrunner se caracteriza por un alto alargamiento, lo que reduce la resistencia hidrodinámica. Está hecho del material compuesto de nanotubos de carbono reforzado con fibra de carbono patentado de Arovex. Según Zycraft, dicha carcasa es un 40% más fuerte y un 75% más liviana que una carcasa de tamaño similar hecha de aluminio tradicional o fibra de vidrio estándar marina, lo que permite que el ANC alcance altas velocidades sin la necesidad de motores grandes y pesados. La combinación de un casco hecho de material liviano y motores con un desplazamiento pequeño le permite llevar a bordo más carga objetivo y combustible para aumentar el rango de crucero y ampliar las capacidades.

De acuerdo con las especificaciones proporcionadas por la compañía, Vigilant IUSV tiene una velocidad máxima de 40 nudos y una duración de navegación de más de 30 días, y el rango de crucero estándar a una velocidad económica de 12 nudos es de hasta 1500 millas náuticas.

"Creemos que la duración del viaje es una característica clave para el ANC, ya que durante el despliegue, el dispositivo debe monitorear a bajas velocidades durante largos períodos de tiempo", dijo Song. "La velocidad máxima de 40 nudos es bastante adecuada para el ANC, ya que una embarcación de este tamaño con velocidades más altas no se puede utilizar de manera efectiva a alturas de olas de más de un metro".
.

El ANC tiene dos motores diesel turboalimentados Yanmar 6LY3-ЕТР con un volumen de 5,8 litros y un peso en seco de 640 kg cada uno, que generan una potencia total de 960 hp. Los motores están conectados a través de la caja ZF Marine ZF 280-1 a las columnas basculantes Konrad Marine 680 con hélices coaxiales contrarrotativas, que se seleccionaron especialmente por su capacidad para proporcionar una eficiencia óptima en el rango de velocidad de hasta 40 nudos.

"También tenemos experiencia en el uso del sistema de transmisión directa Arneson ASD10 equipado con hélices de cinco palas Rolla en un bote con un casco de forma similar", explicó Sun. - Ambas configuraciones proporcionan una buena economía de combustible, especialmente durante las operaciones de patrulla de baja velocidad, que son una de las principales tareas del ANC.
Con dicho sistema de propulsión, tenemos un consumo de combustible de aproximadamente 10-15 litros por hora a una velocidad de 6 nudos en condiciones favorables, es decir, la duración de la navegación aumenta significativamente con el volumen existente de tanques de combustible ".



Se pueden colocar hasta tres toneladas de equipo en un compartimento sellado para la carga objetivo

Conjunto de equipos


El Vigilant 1USV está equipado con un kit de sensores que incluye un sistema de reconocimiento automático instalado en el techo de una estación óptica-electrónica para ver el reconocimiento Current Corporation Night Navigator 3 y un radar de mástil Simrad Broadband 4G con un rango de detección declarado de 36 millas náuticas, así como cámaras estabilizadas.

La estación óptica-electrónica de reconocimiento incorpora una cámara termográfica de alta resolución no refrigerada con un tamaño de matriz de 640x480 y un campo de visión doble de 20 ° y 6,8 °, así como un zoom óptico de 3x y un zoom continuo digital de 12x; convertidor electrónico-óptico nocturno de alta resolución con un campo de visión de 20 ° y un zoom digital continuo de 12x; Cámara diurna de alta resolución con una resolución de 1080i / 720p y campos de visión de 50 ° a 5,4 °, aumento óptico de 10x y aumento digital de 12x.

Mientras tanto, el sistema de visualización integral de 360 ​​° consta de seis cámaras de 4 megapíxeles con poca luz AXIS Communications Q16 con una velocidad de cuadro de hasta 120 cuadros / s, combinados en una sola red. Según Sun, las cámaras están alojadas en un módulo de autolimpieza, que utiliza chorros de aire para limpiar las lentes, lo que garantiza una excelente visibilidad en todas las condiciones climáticas.

“El video se estabiliza mediante algoritmos de software para que la imagen de salida permanezca estable incluso con el IUSV rodando a bordo. Esto simplifica la detección de objetos. Usamos software para agrandar instantáneamente la imagen de un objeto automáticamente para reducir la carga de trabajo del operador ".

La fuente de alimentación a bordo es proporcionada por un generador de 12 kW de Fischer Panda, mientras que el generador de 5 kW proporciona energía adicional para sistemas funcionales y proporciona una operación continua en caso de una falla en el generador principal.

El IUSV está equipado con un estabilizador de giro giroscópico Seakeeper Modelo 7000A diseñado para estabilizar barcos con un peso total de 15 a 25 toneladas. Según la especificación, el modelo 7000 A con dimensiones de 910x990x710 mm y un peso de 455 kg puede proporcionar un momento de amortiguación de hasta 15000 Nm y compensar el momento cinético de hasta 7000 Nm / s. Para su promoción completa, lleva 45 minutos (aunque puede pasar a los modos de funcionamiento aproximadamente 20 minutos después de encenderse) y una potencia de 3000 vatios, en modo estable, se requiere una potencia de 1500-2000 vatios y 8 l / min de agua de mar para la refrigeración.

Song señaló que tales sistemas de estabilización se usan típicamente en barcos con tripulación para reducir el cabeceo y aumentar la comodidad de la tripulación y los pasajeros, aunque ofrecen ventajas significativas para las plataformas deshabitadas. Por ejemplo, un ANC estable puede ayudar a optimizar las características de salida y seguimiento de optronics y radar con una puntuación más alta en el mar.

"En realidad, elimina el rodamiento lateral, lo que aumenta significativamente las capacidades del radar y los dispositivos optoelectrónicos debido a la estabilidad adicional", explicó. - Dado que el barco probablemente utiliza un sistema satelital para comunicaciones en el extranjero, el regulador Seakeeper también ayuda a mejorar la confiabilidad de la conexión al reducir la carga en el subsistema de estabilización del sistema de comunicaciones satelitales.
Además, cualquier ANC que realice misiones para combatir submarinos o despeje de minas ciertamente debe moverse lentamente y necesita una buena estabilización durante el descenso y el retorno de la carga objetivo. IUSV ahora puede trabajar con un oleaje de mar significativamente mayor. Descubrimos que incluso un IUSV estacionario se comporta con relativa calma cuando golpea una ola de 1,5 metros de altura, porque simplemente sube y baja suavemente, lo que no hubiera sido posible sin un sistema de estabilización ”.



El Vigilant IUSV está equipado con el sistema de satélite Cobham SAILOR500 FleetBroadBand500 para operaciones en el extranjero, mientras que el radar de mástil y la cámara versátil aumentan el nivel de conocimiento de la situación.

Comando y control


El barco Longrunner generalmente es conducido desde un centro de comando dedicado ubicado en las instalaciones de Zycraft en el oeste de Singapur. El IUSV puede controlarse utilizando radios de banda ancha estándar o módems celulares, mientras que el sistema de comunicaciones satelitales de banda L Cobham SAILOR500 FleetBroadBand500 (FBB500) es compatible con la operación horizontal para todo clima.

"Con una antena, todos los conjuntos de control y datos están encriptados y pasan entre el ANC y la estación costera", explicó Song. "El ancho de banda del canal de transmisión de datos le permite transmitir imágenes de radar, imágenes de la estación optoelectrónica y todas las cámaras, información del sistema de reconocimiento automático y los parámetros de la embarcación sin demora".


"El ajuste de ancho de banda adaptativo se utiliza para controlar las comunicaciones para que la conexión siga siendo confiable", agregó. "La solución actual para el control sobre el horizonte del dispositivo se probó en pruebas extendidas en 2013 y en 2017, cuando el barco IUSV se desplegó durante 22 días para operaciones continuas sin tripulación".

La compañía ha desarrollado un software de comando y control patentado que se descarga en la computadora a bordo IUSV. Utiliza algoritmos integrados para la detección y prevención de colisiones, lo que permite que la embarcación navegue de forma independiente en puertos y vías fluviales con mucho tráfico.

Para equipar el centro de comando, se utilizaron computadoras civiles y grandes pantallas. La información del radar, de la estación optoelectrónica y las cámaras generales y las operaciones de control ANC se muestran en tres pantallas.

"Tenemos una imagen de radar de alta calidad en nuestra pantalla, que también muestra información sobre el seguimiento de objetivos", continuó Sun. "Estamos orgullosos de la imagen del radar porque le da al operador una muy buena idea del entorno IUSV: el operador tiene casi la sensación de que está a bordo de un barco real".

Mientras tanto, los subsistemas IUSV interactúan a través de una red de área local y son controlados por la computadora host, que intercambia información y envía paquetes de datos a la estación costera a través de un canal de radio o satélite. Según Sun, el principio de arquitectura abierta permite a Zycraft integrar y configurar fácilmente nuevas funciones en el barco.

La computadora host también ofrece una función separada de detección y prevención de colisiones, que recibe información de un sistema de reconocimiento automático, dispositivos LIDAR, radar e imágenes y luego la analiza. Para aumentar la precisión y la fiabilidad, el software para evitar colisiones se actualizó en 2013-2016.

“Al crear un programa para evitar colisiones, la mayoría de los esfuerzos se dedicaron a la mayor adaptabilidad de la plataforma a las condiciones externas, lo que le permite moverse en áreas con mucho tráfico, así como en aguas abiertas sin intervención del operador. Las reglas internacionales para prevenir colisiones en el mar se utilizan como base para la toma de decisiones, pero la regla más importante es la autoconservación, agregó. "La distancia mínima de seguridad determina la respuesta del ANC incluso cuando tiene el derecho preventivo de pasar".


Un largo camino hacia la excelencia: el barco autónomo Vigilant IUSV amplía la gama de tareas
Zycraft también desarrolló una versión de búsqueda y rescate del Vigilant IUSV

Desarrollo de buques


Zycraft completó el desarrollo inicial del Vigilant IUSV en septiembre de 2013, después de lo cual Longrunner completó 2000 millas náuticas en 24 meses de pruebas marinas en Singapur. Según Zycraft, la unidad participó en una demostración de una flota sin nombre, y también participó en varias operaciones que duraron más de 48 horas, incluidas las pruebas en el mar en mayo de 2013 a una distancia de 150 millas náuticas.

La compañía también realizó una serie de evaluaciones de las propiedades del casco en condiciones marinas reales, enfocándose en la duración del viaje, el alcance y la navegabilidad de la estructura del casco, tomando para esta embarcación de largo alcance clase Shomari - las opciones de tripulación IUSV que Zycraft ofrece a las compañías navieras en la región para combatir piratas y logística.

Las naves Shomari tienen el casco de la misma forma que el Vigilant IUSV, el mismo desplazamiento total de 16 toneladas y un equilibrio similar, lo que permite a la compañía utilizar embarcaciones de la tripulación como plataformas de prueba.

Desde 2014, el Shomari LRV ha pasado una serie de pruebas de vida, incluido un viaje de siete días en un rango de 1100 millas náuticas. Las embarcaciones LRV también pasaron pruebas de estabilidad a alturas de olas de hasta 4 metros, durante las cuales alcanzaron una velocidad máxima de 34 nudos a plena carga.

En la primavera de 2017, la compañía probó el IUSV en el Mar del Sur de China, durante el cual estuvo sin parar durante 22 días a una velocidad promedio de 6 nudos con aceleraciones periódicas, y finalmente cubrió una distancia total de 1900 millas náuticas. El barco fue a probar con un poco más de 6000 litros de combustible diesel y regresó al puerto con 2800 litros.

Dos operadores en tierra controlaron el IUSV, monitoreando la embarcación las 24 horas del día, aunque la compañía también proporcionó un bote de escolta para resolver todos los problemas.

Está claro que las últimas pruebas de recursos reforzaron las expectativas de Zycraft con respecto a la eficiencia de combustible de la embarcación IUSV, la confiabilidad de sus sistemas electrónicos y mecánicos. Sung dijo que estas pruebas de recursos proporcionaron datos sobre el funcionamiento de sensores y sistemas de navegación en condiciones reales.

"Debido a que IUSV durante las pruebas tuvo la oportunidad de observar el tráfico marítimo y otros eventos durante mucho tiempo, pudimos reconocer patrones de envío claros e incluso fuimos testigos de varios enfoques peligrosos de embarcaciones comerciales".

Song compartió, pero se negó a expresar los detalles.

"Hubo algunas dificultades, pero pudimos encontrar formas de superarlas y optimizar las capacidades de IUSV en tiempo real actualizando el software".


El Vigilant IUSV se puede habitar opcionalmente, dos operadores están ubicados en una cabina en tándem en asientos amortiguadores

Oportunidades futuras


La compañía presta gran atención a la expansión del conjunto de tareas para la embarcación mediante el uso de su compartimento modular sellado para la carga objetivo que mide 3x3x2 metros con una capacidad máxima de 3 toneladas.

"Este compartimento está diseñado específicamente para acomodar la carga objetivo, que requiere un equipo de manejo especializado", dijo Song. "Para garantizar esta carga objetivo, se pueden instalar equipos auxiliares, como armarios con componentes electrónicos, en el volumen asignado del compartimento de carga".

En el concepto de defensa antisubmarino de bajo costo propuesto, el IUSV estará equipado con un sonar activo / pasivo completo suministrado por uno de los socios tecnológicos de Zycraft. El bote funcionará como un reemplazo para la plataforma antisubmarina, permitiendo que las naves de combate de la tripulación no se distraigan y realicen otras tareas.

Zycraft ha desarrollado la sonda de detección de buzo YZDDS-920 DDS (sonda de detección de buzo). El sistema acústico compacto con una altura de 300 mm y un diámetro de 425 mm puede instalarse a bordo del Vigilant IUSV, otros ANC y barcos, o usarse como un dispositivo estacionario para proteger puertos o infraestructura costera.

Según la compañía, DDS está diseñado para detectar buceadores con dispositivos de ciclo abierto a distancias de hasta 600 metros y buzos equipados con aparatos de respiración regenerativa, a una distancia de hasta 400 metros en todas las direcciones hasta una profundidad máxima de 50 metros. El sistema incluye una unidad de antena que pesa 45 kg, una unidad de procesamiento y una interfaz gráfica de usuario en una computadora portátil. Puede rastrear hasta 100 objetos al mismo tiempo y emitir independientemente una señal de advertencia cuando se detecta una amenaza.

Actualmente, la compañía está buscando un socio para integrar el sistema de sonda en el IUSV, planeando realizar otra prueba de viaje a largo plazo en el futuro cercano, centrándose en la investigación y observación subacuática. Song señaló que el trabajo de integración en el sonar podría abrir el camino para la introducción de tecnologías de guerra antisubmarina en el futuro. Zycraft también espera un aumento en la demanda de operaciones de búsqueda y rescate.

La compañía señaló que el aparato IUSV, equipado con los sistemas de sensores apropiados y detectores de transmisión coordinados en situaciones de emergencia, puede ser una excelente opción para países con una larga franja costera y vastas áreas marinas.

Configurado para búsqueda y rescate, el IUSV puede permanecer durante mucho tiempo en el mar durante tales operaciones, mientras que un módulo especialmente diseñado permite al operador rescatar de forma remota a los sobrevivientes a través de un brazo robótico y transportar hasta siete camillas con heridos.

Los dispositivos de monitoreo de pacientes pueden incluirse en equipos para monitorear el estado psicológico de las víctimas y enviar información al servicio costero incluso antes de llegar a tierra.

Para el reconocimiento y la recopilación de información, Zycraft está considerando desplegar sensores externos, como drones atados, para la observación visual a largo plazo. Sin embargo, los módulos personalizados con una carga útil se pueden implementar para cumplir con los requisitos específicos del cliente tanto para fines civiles como militares.

La compañía también quiere ingresar al mercado de capacitación y modelado, y por lo tanto comenzó el desarrollo de un nuevo proyecto M75 Unmanned Target Boat. Un objetivo AHK que pesa 0,9 toneladas tiene una longitud total de 5,9 metros, un ancho de 1,6 metros y un calado de 0,33 metros. Un motor fuera de borda Yamaha F115 está instalado en la embarcación, lo que le permite alcanzar una velocidad de 35 nudos, un tanque de combustible con una capacidad de 220 litros le permite permanecer en el mar hasta 23 horas a una velocidad de 12 nudos o 5 horas a velocidades máximas estables.

El Vigilant IUSV ANC es parte de una línea pequeña pero en expansión de plataformas universales de gran desplazamiento deshabitadas que se están desarrollando en la región de Asia y el Pacífico.

Entre los países involucrados en plataformas ANC de más de 11 metros, China y Singapur son particularmente notables, desarrollando respectivamente el bote multitarea JARI de 20 toneladas (China Shipbuilding Industry Corporation) y el bote Venus 22 de 16 toneladas (Ingeniería ST), optimizado para la acción contra las minas.

Los grandes buques de superficie automáticos ofrecen varias ventajas para las flotas. Por ejemplo, los cascos más grandes, por regla general, tienen un volumen mayor para la carga objetivo, así como una reserva de combustible, que brinda a los operadores una mayor flexibilidad y un radio de control. Las plataformas más grandes se pueden gestionar opcionalmente en tareas que requieren un mejor control del entorno y la adopción de decisiones complejas.

Sin embargo, debido al gran tamaño y desplazamiento, las grandes embarcaciones automáticas, como regla, operan desde bases costeras, ya que para la mayoría de las embarcaciones, con la excepción de los buques de desembarco universal, que tienen grandes muelles de desembarco, son demasiado voluminosas y difíciles de bajar y elevar. a bordo.
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  1. El líder de los Redskins.
    El líder de los Redskins. Junio ​​5 2020 05: 37 nuevo
    +1
    Читая об этом катере и его пожарном варианте, я сразу вспомнил фильм "Капитан Филипс". Наверное, пара таких суденышек, спускаемых и управляемых с танкера, могли бы помочь отбиться от пиратов.
    1. Viento libre
      Viento libre Junio ​​5 2020 06: 21 nuevo
      +2
      Так то неплохо было бы, сбросил "Длинного Бегуна" на воду, и пусть бы он поднял на воздух пиратов, и пусть доказывают демонам в аду, что они тут ни при где. Что они просто собирали лепестки лотоса, для своих возлюбленных дам, или недам, или дам, но не вам. А автоматы с гранатами, это элементы национальной одежды. Только вот проверяют суда , на наличие вооружения.
      1. El líder de los Redskins.
        El líder de los Redskins. Junio ​​5 2020 06: 32 nuevo
        +1
        Y no mencioné en vano bombero))) Подлетел бы, посмывал в воду, лодчонку заодно притворил))) А пока мокрые пираты вычерпывают воду, "Михаил Светлов" ту ту!...)))
  2. Pandiurina
    Pandiurina Junio ​​5 2020 06: 24 nuevo
    0
    Cita: Líder de los Redskins
    Читая об этом катере и его пожарном варианте, я сразу вспомнил фильм "Капитан Филипс". Наверное, пара таких суденышек, спускаемых и управляемых с танкера, могли бы помочь отбиться от пиратов.

    Si fueran los piratas del siglo desde el 16, entonces es posible, lo más probable es que tengan miedo, los chorros de agua son Poseidón, sálvate)

    Y como los barcos mercantes capturan ahora, los piratas tienen armas pequeñas y juegos de rol. Tal bote se desplegará rápidamente, pero no tiene nada más que una manguera.
  3. El comentario ha sido eliminado.
  4. VIP.
    VIP. Junio ​​5 2020 19: 25 nuevo
    -2
    Para defensa antisubmarina adaptada. Bien hecho. En la Federación de Rusia no hay nada de eso ...
  5. gridasov
    gridasov 17 Agosto 2020 15: 24 nuevo
    0
    La natación normal es al menos aquaplaning, todo lo demás es una lucha con el medio ambiente.