Zycraft, sebuah syarikat yang berpusat di Singapura yang mengkhususkan diri dalam reka bentuk dan pembuatan kapal permukaan automatik (ANC) untuk aplikasi sivil dan ketenteraan, terus meningkatkan prototaip kelas Longrunner dari kelas Vigilant Unmanned Surface Vessel ANC Independent (IUSV) dengan menambahkan keupayaan baru.
Pada bulan Mac, Zycraft memasang muncung api kawalan jauh dan pam bomba elektrik bersama dengan perkakasan dan perisian tambahan untuk menguji konsep pemadaman kebakaran jarak jauh. Peralatan pemadam kebakaran yang serba lengkap telah menunjukkan kemampuannya untuk menyampaikan air ke jarak maksimum 40 meter, walaupun perusahaan berencana untuk meningkatkan sistem untuk meningkatkan jangkauan.
Platform kebakaran tanpa awak adalah salah satu daripada beberapa konsep yang diterokai di platform Longrunner, menurut Presiden Zycraft James Sun. Dia menambah bahawa pilihan khusus lain berada pada tahap reka bentuk atau pembinaan yang berbeza, misalnya: perang anti-kapal selam, pengintaian dan pengawasan tentera laut, tindakan penambangan dan pencarian dan penyelamatan.
"ANC yang lebih kecil bergantung pada kendaraan peluncuran dan kaedah pelancaran dan pemulihan yang sesuai, dan ketika sistem berkembang, masalah operasi akan terus berlanjutan, terutama di laut lepas. Di samping itu, meningkatkan jarak mengurangkan muatan ANC dan meningkatkan kos kenderaan pelancaran. Dengan konsep IUSV yang terlibat, armada juga tidak perlu membina kapal yang lebih besar hanya untuk membawa ANC yang lebih kecil, sebaliknya mereka dapat bergantung pada daya dukung IUSV yang lebih besar dan masa berlayar yang lama untuk membawa peralatan sasaran yang diperlukan … kapal perang harus menumpukan perhatian pada lokasi mereka adalah kapal musuh, dan tidak dibebani oleh pengurusan ANC kecil."
"Setelah meninggalkan pangkalannya, IUSV dapat pergi ke kawasan operasi dan kemudian tinggal di sana untuk waktu yang lama, hanya memerlukan pengisian bahan bakar yang jarang dilakukan untuk meningkatkan jangka waktu tinggal di laut,"
dia menambah.
Pembinaan dan loji janakuasa
Menurut Zycraft, Vigilant IUSV dirancang sejak awal sebagai platform yang tidak berpenghuni, sehingga produk akhir dapat dioptimumkan dengan mudah untuk berbagai tugas, berbanding dengan penyempurnaan kapal atau kapal tradisional. Walau bagaimanapun, ia dapat dihuni secara opsional, roda kemudi tandem dapat menampung hingga dua operator, yang duduk di tempat duduk penggantungan SHOXS standard ketenteraan yang mengejutkan.
Pembinaan dimulakan pada awal tahun 2010 dengan kapal utama Longrunner yang dilancarkan pada Oktober 2011. Keseluruhan garis didasarkan pada lambung ringan sepanjang 16,5 meter dan lebar 3,6 meter, dengan berat kosong sekitar 8500 kg dan anjakan total 16000 kg, termasuk muatan dan 7000 kg bahan bakar.
Badan Longrunner mempunyai nisbah pemanjangan yang tinggi, yang mengurangkan rintangan aliran. Ia dibuat dari komposit serat karbon yang diperkuat dengan nanotube karbon milik Arovex. Menurut Zycraft, lambung kapal 40% lebih kuat dan 75% lebih ringan daripada lambung bersaiz serupa yang dibuat dari aluminium atau gentian kaca kelas laut tradisional, yang membolehkan ANC mencapai kelajuan tinggi tanpa memerlukan motor besar dan berat. Kombinasi mesin kapal ringan dan anjakan rendah memungkinkan muatan dan bahan bakar lebih banyak dibawa ke kapal untuk meningkatkan jangkauan dan kemampuan pelayaran.
Vigilant IUSV mempunyai kelajuan maksimum 40 knot dan jangka waktu pelayaran lebih dari 30 hari, sesuai dengan spesifikasi yang diberikan oleh syarikat, dengan jarak pelayaran hingga 1.500 batu nautika dalam konfigurasi standard pada kecepatan ekonomi 12 knot.
"Kami percaya bahawa jangka waktu pelayaran adalah ciri utama untuk ANC, kerana kenderaan harus memperhatikan pada kecepatan rendah untuk jangka waktu yang lama selama penyebaran," kata Song. "Kelajuan tertinggi 40 knot cukup memadai untuk ANC, kerana kapal ukuran ini dengan kecepatan lebih tinggi tidak dapat digunakan secara efektif dengan ketinggian gelombang lebih dari satu meter."
ANK dilengkapi dengan dua enjin diesel turbocharged Yanmar 6LY3-ETP dengan isipadu 5, 8 liter dan berat kering masing-masing 640 kg, yang menghasilkan tenaga keseluruhan 960 hp. Enjin digabungkan melalui kotak gear ZF Marine ZF 280-1 ke pemacu tegak Konrad Marine 680 dengan baling-baling sepaksi lawan-berputar, yang telah dipilih khas kerana kemampuan mereka untuk memberikan kecekapan optimum pada jarak kelajuan hingga 40 knot.
"Kami juga berpengalaman dengan sistem pemacu langsung Arneson ASD10 yang dilengkapi dengan baling-baling Rolla lima bilah di dalam kapal dengan bentuk lambung yang serupa," jelas Sun. "Kedua konfigurasi memberikan kecekapan bahan bakar yang baik, terutama semasa operasi rondaan berkelajuan rendah, yang merupakan salah satu misi utama ANC.
Dengan sistem pendorong seperti itu, kita memiliki penggunaan bahan bakar sekitar 10-15 liter per jam dengan kecepatan 6 knot dalam kondisi yang menguntungkan, yaitu, waktu pelayaran meningkat dengan ketara dengan jumlah tangki bahan bakar yang ada."
Set peralatan
Peranti Vigilant 1USV dilengkapi dengan kit sensor, yang merangkumi sistem pengenalan automatik, stesen pengawasan optoelektronik atas bumbung Current Corporation Night Navigator 3 dan radar tiang Simrad Broadband 4G dengan jarak pengesanan yang dinyatakan 36 batu nautika, dan juga menstabilkan semua -keliling kamera.
Stesen elektro-optik tinjauan merangkumi pengimejan termal resolusi tinggi yang tidak dikumpulkan dengan ukuran matriks 640x480 dan medan pandangan ganda 20 ° dan 6, 8 °, serta zoom optik 3x dan zoom berterusan 12x digital; penukar gambar malam dengan resolusi tinggi dengan bidang pandangan 20 ° dan pembesaran digital berterusan 12x; kamera siang hari dengan resolusi tinggi dengan resolusi 1080i / 720p dan bidang pandangan dari 50 ° hingga 5.4 °, zoom optik 10x dan zoom digital 12x.
Sementara itu, Sistem 360 ° Surround terdiri daripada enam kamera cahaya rendah 4MP AXIS Communications Q16 dengan kadar bingkai hingga 120fps, disatukan bersama. Kamera dipasang di modul pembersihan diri yang menggunakan jet udara untuk membersihkan lensa untuk memastikan penglihatan yang sangat baik dalam semua keadaan cuaca, kata Sun.
“Video ini distabilkan oleh algoritma perisian sehingga gambar output tetap stabil walaupun IUSV sedang bergulir. Ini menjadikannya lebih mudah untuk mengesan objek. Kami menggunakan perisian untuk memperbesar gambar objek secara automatik untuk mengurangkan beban operator."
Bekalan kuasa di atas kapal disediakan oleh penjana 12 kW dari Fischer Panda, sementara penjana 5 kW memberikan tenaga tambahan untuk sistem berfungsi dan memastikan operasi berterusan sekiranya berlaku kegagalan penjana utama.
IUSV dilengkapi dengan penstabil giroskopik Model Seakeeper Model 7000A yang direka untuk menstabilkan kapal dengan jumlah jisim 15 hingga 25 tan. Menurut spesifikasi, model 7000 A dengan dimensi 910x990x710 mm dan berat 455 kg dapat memberikan torsi redaman hingga 15000 Nm dan mengimbangi momen kinetik hingga 7000 Nm / s. Untuk promosi penuh, diperlukan 45 minit (walaupun dapat mencapai mod operasi sekitar 20 minit setelah dihidupkan) dan daya 3000 W, dalam mod stabil, kekuatan 1500-2000 W dan 8 l / min air laut adalah diperlukan untuk penyejukan.
Song menyatakan bahawa sistem penstabilan seperti ini biasanya digunakan dalam kapal laut yang berru untuk mengurangi amplitud gulungan dan meningkatkan keselesaan kru dan penumpang, walaupun mereka menawarkan manfaat yang signifikan untuk platform yang tidak berpenghuni. Sebagai contoh, ANC yang stabil dapat membantu mengoptimumkan prestasi dan prestasi penjejakan optocoupler dan radar di permukaan laut yang lebih tinggi.
"Ini benar-benar menghilangkan gulungan, sehingga meningkatkan kemampuan radar dan optoelektronik secara signifikan dengan mengorbankan kestabilan tambahan," jelasnya. "Oleh kerana kapal kemungkinan menggunakan sistem satelit untuk komunikasi di luar cakrawala, peredam Seakeeper juga membantu meningkatkan kebolehpercayaan sambungan dengan mengurangi beban pada subsistem penstabilan sistem komunikasi satelit.
Di samping itu, mana-mana ANC yang menjalankan misi pengendalian kapal selam atau perombakan mesti bergerak perlahan-lahan dan memerlukan penstabilan yang baik semasa penurunan dan pengembalian beban sasaran. IUSV kini boleh beroperasi dalam keadaan laut yang jauh lebih tinggi. Kami mendapat tahu bahawa walaupun IUSV pegun berperilaku agak tenang ketika memukul gelombang dengan ketinggian 1.5 meter, kerana ia hanya naik dan turun dengan lancar, yang mustahil tanpa sistem penstabilan."
Perintah dan kawalan
Longrunner biasanya dikendalikan dari pusat komando khusus yang terletak di kemudahan Zycraft di barat Singapura. IUSV boleh dikendalikan menggunakan radio jalur lebar standard atau modem selular, sementara sistem komunikasi satelit L-band Cobham SAILOR500 FleetBroadBand500 (FBB500) menyokong operasi sepanjang cuaca.
"Dengan satu antena, semua kawalan dan set data dienkripsi dan dilewatkan antara ANC dan stesen pantai," jelas Sun. "Saluran penghantaran data membolehkan penghantaran gambar radar, gambar dari stesen optoelektronik dan semua kamera, maklumat sistem pengenalan automatik dan parameter kapal itu sendiri tanpa penangguhan."
"Pendikit lebar jalur adaptif digunakan untuk mengawal komunikasi sehingga sambungannya tetap dapat dipercayai," tambahnya. "Penyelesaian kawalan kenderaan over-the-horizon saat ini diuji dalam percobaan yang diperpanjang pada tahun 2013 dan 2017, ketika IUSV dikerahkan selama 22 hari untuk operasi tanpa pemandu yang berterusan."
Syarikat ini telah membangunkan perisian arahan dan kawalan proprietari yang dimuat ke komputer IUSV on-board. Ia menggunakan algoritma pengesanan dan penghindaran perlanggaran untuk membolehkan kapal itu menavigasi secara automatik di pelabuhan dan jalan air yang sibuk.
Komputer awam dan paparan besar digunakan untuk melengkapkan pusat arahan. Tiga skrin paparan memaparkan maklumat dari radar, dari stesen optoelektronik dan kamera serba boleh dan operasi kawalan ANC.
"Kami memiliki gambar radar berkualitas tinggi di layar kami, yang juga menunjukkan maklumat pelacakan," lanjut Sun. "Kami bangga dengan gambar radar kerana ia memberi pengendali persekitaran IUSV yang sangat baik - operator mempunyai perasaan yang hampir lengkap bahawa dia berada di atas kapal yang sebenarnya."
Sementara itu, subsistem IUSV berinteraksi melalui rangkaian tempatan dan dikendalikan oleh komputer hos yang bertukar maklumat dan menghantar paket data ke stesen pantai melalui pautan radio atau satelit. Prinsip seni bina terbuka membolehkan Zycraft menggabungkan dan mengkonfigurasi keupayaan baru dengan mudah ke dalam kapal, kata Sun.
Komputer hos juga menawarkan fungsi pengesanan dan penghindaran perlanggaran yang terpisah, menerima maklumat dari sistem pengenalan automatik, lidar, radar dan alat pencitraan dan kemudian menganalisisnya. Untuk meningkatkan ketepatan dan kebolehpercayaan, perisian penghindaran perlanggaran telah dikemas kini pada 2013-2016.
"Dalam merancang program penghindaran tabrakan, sebagian besar usaha dihabiskan untuk peningkatan kemampuan menyesuaikan platform dengan keadaan luaran, yang memungkinkan Anda bergerak di daerah dengan lalu lintas padat, serta di perairan terbuka tanpa campur tangan operator. Peraturan antarabangsa untuk mencegah perlanggaran kapal di laut digunakan sebagai dasar untuk membuat keputusan, tetapi peraturan yang paling penting adalah pemeliharaan diri, tambahnya. "Jarak selamat minimum menentukan tindak balas ANC walaupun mempunyai keutamaan laluan."
Pembangunan kapal
Zycraft menyelesaikan pembangunan awal Vigilant IUSV pada September 2013, setelah itu Longrunner menyelesaikan 2,000 batu nautika dalam 24 bulan percubaan laut di perairan Singapura. Menurut Zycraft, unit tersebut mengambil bagian dalam demonstrasi untuk armada yang tidak disebutkan namanya, dan juga mengambil bahagian dalam beberapa operasi yang berlangsung lebih dari 48 jam, termasuk ujian laut pada bulan Mei 2013 pada jarak 150 batu nautika.
Syarikat ini juga telah melakukan sejumlah penilaian marin dunia nyata mengenai sifat kapal, dengan penekanan pada jangka masa pelayaran, jarak dan kelayakan reka bentuk lambung kapal, dengan menggunakan kapal jarak jauh kelas Shomari, pilihan IUSV yang ditawarkan oleh Zycraft kepada syarikat perkapalan di rantau ini untuk memerangi lanun dan bekalan bahan dan teknikal.
Kapal Shomari memiliki bentuk lambung yang sama dengan Vigilant IUSV, anjakan total 16 tan yang sama dan pengimbangan yang serupa, yang membolehkan syarikat menggunakan kapal kru sebagai platform ujian.
Sejak 2014, Shomari LRV telah menjalani satu siri ujian ketahanan, termasuk pelayaran tujuh hari pada jarak 1,100 batu nautika. LRV juga lulus ujian kestabilan pada ketinggian gelombang hingga 4 meter, di mana mereka mencapai kelajuan maksimum 34 knot di bawah beban penuh.
Pada musim bunga tahun 2017, syarikat itu menguji IUSV di Laut China Selatan, di mana ia berlayar tanpa henti selama 22 hari dengan kelajuan rata-rata 6 knot dengan pecutan berkala, akhirnya meliputi jarak total 1,900 batu nautika. Kapal keluar untuk percubaan dengan sedikit lebih dari 6.000 liter bahan bakar diesel dan kembali ke pelabuhan dengan 2.800 liter.
IUSV dikendalikan oleh dua pengendali di darat, memantau kapal 24 jam sehari, walaupun syarikat itu juga menyediakan kapal pengiring untuk menyelesaikan masalah yang timbul.
Difahamkan bahawa ujian hidup baru-baru ini telah meningkatkan harapan Zycraft untuk ekonomi bahan bakar IUSV, kebolehpercayaan sistem elektronik dan mekanikalnya. Song mengatakan bahawa ujian ketahanan ini memberikan data mengenai prestasi sensor dan sistem navigasi dalam keadaan dunia nyata.
"Oleh kerana IUSV berkesempatan untuk melihat lalu lintas laut dan peristiwa lain untuk waktu yang lama selama ujian, kami dapat mengenali corak perkapalan yang jelas dan bahkan menyaksikan beberapa pendekatan berbahaya kapal komersial", - Sun berkongsi, tetapi enggan memberikan perincian.
"Terdapat beberapa cabaran, tetapi kami dapat mencari cara untuk mengatasinya dan mengoptimumkan kemampuan masa nyata IUSV melalui kemas kini perisian."
Peluang masa depan
Syarikat memberi perhatian besar untuk memperluas jangkauan tugas kapal dengan menggunakan kompartemen modularnya yang dimeteraikan dengan muatan 3x3x2 meter dengan kapasiti maksimum 3 tan.
"Kompartemen ini dirancang khusus untuk menampung muatan yang memerlukan peralatan pengendalian khusus," kata Sung. "Untuk mendukung beban sasaran ini, peralatan tambahan, seperti kabinet elektronik, dapat dipasang di penahan kargo yang ditentukan."
Dalam konsep pertahanan anti-kapal selam kos rendah yang dicadangkan, IUSV akan dilengkapi dengan sonar aktif / pasif lengkap yang dibekalkan oleh salah satu rakan teknologi Zycraft. Kapal ini akan berfungsi sebagai pengganti platform anti-kapal selam, yang memungkinkan kapal tempur yang berkelana untuk mengelakkan gangguan dan melakukan tugas-tugas lain.
Zycraft telah mengembangkan YZDDS-920 DDS (sonar pengesanan penyelam). Sistem sonar kompak, tinggi 300 mm dan diameter 425 mm, dapat dipasang di Vigilant IUSV, ANC lain dan kapal laut, atau digunakan sebagai alat pegun untuk melindungi pelabuhan atau infrastruktur pesisir.
Menurut syarikat itu, DDS dirancang untuk mengesan penyelam litar terbuka pada jarak hingga 600 meter dan penyelam yang dilengkapi dengan alat pernafasan regeneratif pada jarak hingga 400 meter ke semua arah hingga kedalaman maksimum 50 meter. Sistem ini merangkumi unit antena seberat 45 kg, unit pemprosesan dan antara muka pengguna grafik pada komputer riba. Ia dapat mengesan sehingga 100 objek secara serentak dan secara bebas mengeluarkan isyarat amaran apabila ancaman dikesan.
Syarikat ini sedang mencari rakan kongsi untuk mengintegrasikan sistem sonar ke dalam IUSV, dengan rancangan untuk melakukan ujian pelayaran panjang dalam masa terdekat, dengan fokus pada penyelidikan dan pemerhatian bawah laut. Song menyatakan bahawa usaha mengintegrasikan sonar dapat membuka jalan untuk pengenalan teknologi perang anti-kapal selam di masa depan. Zycraft juga menjangkakan peningkatan permintaan untuk operasi mencari dan menyelamat.
Syarikat itu menyatakan bahawa peranti IUSV, dilengkapi dengan sistem sensor dan pengesan yang sesuai untuk menghantar koordinat dalam situasi kecemasan, boleh menjadi pilihan yang sangat baik untuk negara-negara dengan garis pantai yang panjang dan kawasan laut yang luas.
Peranti IUSV, yang dikonfigurasikan untuk mencari dan menyelamat, selama operasi tersebut dapat bertahan lama di laut, sementara modul yang dirancang khusus membolehkan pengendali menyelamatkan mangsa yang terselamat dari jarak jauh menggunakan lengan robot dan membawa hingga tujuh tandu bersama yang cedera.
Peranti pemantauan pesakit boleh dimasukkan ke dalam peralatan untuk memantau keadaan psikologi mangsa dan menghantar maklumat ke perkhidmatan pantai sebelum tiba di darat.
Untuk pengintipan dan pengumpulan maklumat, Zycraft sedang mempertimbangkan untuk menggunakan sensor luar pesawat seperti drone tethered untuk pengawasan visual jangka panjang. Walau bagaimanapun, modul muatan khusus dapat digunakan untuk memenuhi keperluan pelanggan tertentu untuk tujuan awam dan ketenteraan.
Syarikat itu juga ingin memasuki pasar latihan dan simulasi, sehubungan dengan itu mereka memulai pengembangan projek baru M75 Unmanned Target Boat. Sasaran AHK seberat 0.9 tan mempunyai panjang keseluruhan 5.8 meter, lebar 1.6 meter dan draf 0.33 meter. Kapal ini dilengkapi dengan motor tempel Yamaha F115, yang memungkinkan anda mencapai kecepatan 35 knot, tangki bahan bakar dengan kapasitas 220 liter memungkinkan anda berada di laut hingga 23 jam dengan kecepatan 12 knot atau 5 jam pada kelajuan maksimum yang stabil.
ANK Vigilant IUSV adalah sebahagian daripada barisan anjakan besar yang tidak berpenghuni yang berpindah-pindah yang sedang berkembang di rantau Asia Pasifik.
Di antara negara-negara dengan platform ANC sepanjang 11 meter, China dan Singapura sangat terkenal, masing-masing mengembangkan kapal pelbagai tugas JARI seberat 20 tan (China Shipbuilding Industry Corporation) dan kapal 22 tan Venus 16 (ST Engineering), dioptimumkan untuk tindakan saya.
Kapal permukaan tanpa pemandu yang besar menawarkan beberapa kelebihan untuk armada. Sebagai contoh, lambung yang lebih besar cenderung mempunyai jumlah muatan dan kapasiti bahan bakar yang lebih banyak, yang memberi lebih banyak fleksibiliti dan kawalan radius kepada pengendali. Platform yang lebih besar boleh dikendalikan secara pilihan untuk tugas-tugas yang memerlukan kesedaran situasi yang lebih baik dan membuat keputusan yang kompleks.
Namun, kerana ukuran dan perpindahannya yang besar, kapal automatik yang besar, sebagai peraturan, beroperasi dari pangkalan pesisir, kerana untuk kebanyakan kapal, kecuali kapal amfibi universal, yang memiliki dermaga pendaratan yang besar, mereka terlalu berat dan berat untuk dilancarkan dan mengangkat.
